x32 АБИ

x32 ABI — это двоичный интерфейс приложения (ABI) и один из интерфейсов ядра Linux . x32 ABI предоставляет 32-битные целые числа, длинные числа и указатели (ILP32) на 64-битном оборудовании Intel и AMD. ABI позволяет программам использовать преимущества набора команд x86-64 (большее количество регистров ЦП , лучшая производительность с плавающей запятой, более быстрый позиционно-независимый код , общие библиотеки , параметры функций, передаваемые через регистры, более быстрая инструкция системного вызова ) при использовании 32-битные указатели и, таким образом, позволяют избежать накладных расходов, связанных с 64-битными указателями. ^[1]^[2]^[3]

Подробности

Хотя x32 ABI ограничивает программу виртуальным адресным пространством размером 4 ГиБ, он также уменьшает объем памяти, занимаемой программой, за счет уменьшения указателей. Это может позволить ему работать быстрее за счет размещения большего количества кода и данных в кэше . ^[1]^[2]^[3] Наилучшие результаты во время тестирования были получены при тесте 181.mcf SPEC CPU 2000, в котором версия ABI x32 была на 40% быстрее, чем версия x86-64. ^[3]^[4] В среднем x32 на 5–8% быстрее в целочисленных тестах процессора SPEC по сравнению с x86-64. В тестах SPEC CPU с плавающей запятой нет преимущества в скорости по сравнению с x86-64. ^[5] Есть также несколько тестов приложений, демонстрирующих преимущества x32 ABI. ^[6]^[7]

Сравнение ABI
Особенность	i386 АБИ	x32 АБИ	x86-64 АБИ
Указатели	4 байта		8 байт
Макс. память на процесс	4 ГиБ		128 ТиБ
Целочисленные регистры	6 (ПИК)	15
регистры ФП	8	16
64-битная арифметика	Нет	Да
с плавающей запятой Арифметика	х87	СШЭ
Соглашение о вызовах	Память	Регистры
ПИК пролог	2–3 инструкции	Никто

История

Запуск пользовательского пространства, состоящего в основном из программ, скомпилированных в режиме ILP32 и которые также имеют основной доступ к 64-битным инструкциям ЦП, не является чем-то необычным, особенно в области «классических RISC» микросхем. Например, операционная система Solaris делает это как для SPARC , так и для x86-64. Что касается Linux , Debian также предоставляет пользовательское пространство ILP32. Основная причина заключается в несколько «более дорогой» природе кода LP64 . ^[8] точно так же, как это было показано для x86-64. В этом отношении x32 ABI расширяет концепцию ILP32-on-64bit на платформу x86-64.

Несколько человек обсуждали преимущества ABI x86-64 с 32-битными указателями за годы, прошедшие после Athlon 64 выпуска в 2003 году, в частности Дональд Кнут в 2008 году. ^[9] Публично заметного прогресса в реализации такого режима не было до 27 августа 2011 года, когда Ханс Петер Анвин объявил в списке рассылки ядра Linux , что он и HJ Lu работают над x32 ABI. ^[10]

В тот же день Линус Торвальдс выразил обеспокоенность тем, что использование 32-битных значений времени в x32 ABI может вызвать проблемы в будущем. ^[11]^[12] Это связано с тем, что использование 32-битных значений времени может привести к переполнению значений времени в 2038 году . ^[11]^[12] По этому запросу разработчики x32 ABI изменили значения времени на 64-битные. ^[13]

Презентация на конференции Linux Plumbers Conference 7 сентября 2011 г. была посвящена x32 ABI. ^[2]

ABI x32 был объединен с ядром Linux для версии 3.4, а поддержка была добавлена в библиотеку GNU C в версии 2.16. ^[14]

В декабре 2018 года обсуждался вопрос о прекращении поддержки x32 ABI, чего не произошло по состоянию на апрель 2023 года. ^[15] И этого не произошлопо состоянию на май 2024 года, и даже больше, он получил новое развитие. ^[16]

Принятие

Дистрибутив Linux	Дополнительная информация
Дебиан	Порт X32
Генту	Мультибиблиотека через `abi_x86_x32` флаги использования
Йокто Проект	X32 АБИ
Т2 СДЕ	х86-64

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Торстен Лемхейс (13 сентября 2011 г.). «Журнал ядра: x32 ABI устраняет недостатки 64-битной системы» . www.h-online.com. Архивировано из оригинала 28 октября 2011 года . Проверено 1 ноября 2011 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «x32 — собственный 32-битный ABI для x86-64» . linuxplumbersconf.org . Проверено 12 июня 2012 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с "x32-аби" . Сайты Google . Проверено 1 ноября 2011 г.
^ «181.mcf Файл описания теста производительности SPEC CPU2000» . Корпорация стандартной оценки эффективности. 14 октября 1999 г. Проверено 1 ноября 2011 г.
^ Х.Дж. Лу; Х. Питер Анвин; Милинд Гиркар (сентябрь 2011 г.). «X32 — собственный 32-битный ABI для X86-64» .
^ Раушмайр, Натали; Стрейт, Ахим (2013). «Оценка x32-ABI в контексте приложений LHC» . Procedia Информатика . 18 : 2233–2240. дои : 10.1016/j.procs.2013.05.394 .
^ «Приложения, извлекающие выгоду из недооцененного x32-ABI» . www.sempria.de . Проверено 22 мая 2023 г.
^ Тони Бурк (22 января 2004 г.). «Действительно ли 64-битные двоичные файлы медленнее, чем 32-битные?» . Проверено 25 марта 2014 г.
^ Дональд Кнут (февраль 2008 г.). «Последние новости: Пламя о 64-битных указателях» . Проверено 15 мая 2012 г.
^ Х. Питер Анвин (27 августа 2011 г.). «RFD: номера системных вызовов x32 ABI» . Проверено 15 мая 2012 г.
^ Jump up to: ^а ^б Джонатан Корбет (29 августа 2011 г.). «Системный вызов ABI x32» . LWN.net . Проверено 1 ноября 2011 г.
^ Jump up to: ^а ^б Линус Торвальдс (26 августа 2011 г.). «Re: RFD: номера системных вызовов x32 ABI» . LWN.net . Проверено 26 февраля 2016 г.
^ Лу, HJ (24 ноября 2011 г.). «Обновление статуса проекта X32» . libc-alpha (список рассылки) . Проверено 17 октября 2019 г.
^ О'Донелл, Карлос (30 июня 2012 г.). «Библиотека GNU C версии 2.16 теперь доступна» . libc-alpha (список рассылки) . Проверено 27 декабря 2016 г.
^ «Можем ли мы отказаться от поддержки исходной версии Linux x32?» . ЛКМЛ . Проверено 13 марта 2019 г.
^ «Первая половина окна слияния 6.10» . ЛВН . Проверено 17 мая 2024 г.

Внешние ссылки

[x32ABIHOnline-1] Jump up to: ^а ^б Торстен Лемхейс (13 сентября 2011 г.). «Журнал ядра: x32 ABI устраняет недостатки 64-битной системы» . www.h-online.com. Архивировано из оригинала 28 октября 2011 года . Проверено 1 ноября 2011 г.

[x32ABILinuxPlumbers-2] Jump up to: ^а ^б ^с «x32 — собственный 32-битный ABI для x86-64» . linuxplumbersconf.org . Проверено 12 июня 2012 г.

[x32ABIDevelopmentGroup-3] Jump up to: ^а ^б ^с "x32-аби" . Сайты Google . Проверено 1 ноября 2011 г.

[181mcfBenchmark-4] «181.mcf Файл описания теста производительности SPEC CPU2000» . Корпорация стандартной оценки эффективности. 14 октября 1999 г. Проверено 1 ноября 2011 г.

[x32anative32bitabi-5] Х.Дж. Лу; Х. Питер Анвин; Милинд Гиркар (сентябрь 2011 г.). «X32 — собственный 32-битный ABI для X86-64» .

[6] Раушмайр, Натали; Стрейт, Ахим (2013). «Оценка x32-ABI в контексте приложений LHC» . Procedia Информатика . 18 : 2233–2240. дои : 10.1016/j.procs.2013.05.394 .

[7] «Приложения, извлекающие выгоду из недооцененного x32-ABI» . www.sempria.de . Проверено 22 мая 2023 г.

[8] Тони Бурк (22 января 2004 г.). «Действительно ли 64-битные двоичные файлы медленнее, чем 32-битные?» . Проверено 25 марта 2014 г.

[9] Дональд Кнут (февраль 2008 г.). «Последние новости: Пламя о 64-битных указателях» . Проверено 15 мая 2012 г.

[10] Х. Питер Анвин (27 августа 2011 г.). «RFD: номера системных вызовов x32 ABI» . Проверено 15 мая 2012 г.

[x32ABIsystemcall-11] Jump up to: ^а ^б Джонатан Корбет (29 августа 2011 г.). «Системный вызов ABI x32» . LWN.net . Проверено 1 ноября 2011 г.

[x32ABIsystemcallLinusTorvalds-12] Jump up to: ^а ^б Линус Торвальдс (26 августа 2011 г.). «Re: RFD: номера системных вызовов x32 ABI» . LWN.net . Проверено 26 февраля 2016 г.

[13] Лу, HJ (24 ноября 2011 г.). «Обновление статуса проекта X32» . libc-alpha (список рассылки) . Проверено 17 октября 2019 г.

[14] О'Донелл, Карлос (30 июня 2012 г.). «Библиотека GNU C версии 2.16 теперь доступна» . libc-alpha (список рассылки) . Проверено 27 декабря 2016 г.

[15] «Можем ли мы отказаться от поддержки исходной версии Linux x32?» . ЛКМЛ . Проверено 13 марта 2019 г.

[16] «Первая половина окна слияния 6.10» . ЛВН . Проверено 17 мая 2024 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]