从x86到ARM，代码移植指北

最近ARM架构的处理器从云到端全面开花，比如苹果MAC上的ARM架构处理器M1 MAX就堪称王炸，华为的鲲鹏系列ARM处理器也已经稳定服务了很长时间，目前业内有口皆碑，因此基于x86环境编写的程序也都需要考虑迁移到ARM架构上去，以适应扑面而来的ARM热潮。

针对这个迁移工作笔者进行了一些预研工作。从目前的情况看基于Java、Python等高级语言开发的程序是很容易移植的，问题的关键在于不少Java的包是调用C语言代码的，这时候就要考虑 .so 的动态库移植及内联的汇编语言移植，其中要点如下。

C语言移植要点

一．解决x86下unsign char问题

-1 的二进制原码是 10000001，它的补码是除了符号外取反加 1，最后补码就是 11111111。 在 x86 架构下，char 默认是有符号的，打印时输出为-1；但是在ARM架构下 char 默认是无符号的，这个二进制的 11111111 正好就是无符号的 255。 所以，出现这种情况的原因就是 x86 架构和ARM架构对于 char 的默认处理不一样，x86默认有符号的char类型，ARM默认无符号的char类型。

对于这种情况，有两种处理方式，一种是修改源代码，把数据类型指定为有符号型，另一种就是在编译时指定参数，把默认无符号型改成默认为有符号型，即在 gcc命令后面加入-fsigned-char 编译选项，示例如下：

aarch64-redhat-linux-gcc -fsigned-char -o transfer test.c

• 解决x86下值溢出

x86（指令集）中的浮点到整型的转换指令，定义了一个 indefinite integer value——“不确定数值”（64bit：0x8000000000000000），大多数情况下 x86 平台确实都在遵循这个原则，但是在从 double 向无符号整型转换时，又出现了不同的结果。 在这方面ARM的处理则非常清晰和简单，在上溢出或下溢出时，保留整型能表示的最大值或最小值，开发者并不会面对不确定或无法预期的结果。 double 型数据向 long 转换的结果对照如下：

因此对于C语言的double型也需要着重对于indefinite integer value做溢出检查。

汇编语言移植要点

一.解决x86平台SSE、SSE2指令集的迁移问题

SSE、SSE2是x86平台上专属版权的单指令多数据流(SIMD)指令集的简称，SSE、SSE2与ARM架构的处理器上的SVE、SVE2对应。SIMD是指一条指令能处理多条数据，比如对于64位计算机来说，一条经典的指令输入、都输出只能是一个64位长的数据，针对双精度（128位长）类型的变量只能分解成若干个64位数据处理。而SIMD汇编指令可以提供由单一指令处理双精度变量的服务，其输入、输出由两个寄存器叠加组成。

目前针对x86的SSE指令向ARM的SVE汇编指令的迁移工作，已有开源项目可以实现全自动化迁移，项目下载地址：https://github.com/openestuary/sse2neon.git，使用方法如下：

步骤 1：将下载项目中的 SSE2NEON.h 文件拷贝到待移植项目中。

步骤 2 ：在源文件中删除如下代码：

步骤 3： 在源代码中包含头文件 SSE2NEON.h。

二、解决x86平台XCHGL的迁移问题：

xchgl 是 x86 上的汇编指令，作用是交换内存变量的值，而且由于这是单指令操作，因此此操作属于原子操作。而ARM架构处理器上需要用glibc的原子操作接口__atomic_exchange_n 替换。

书籍推荐

在x86程序向ARM架构CPU的移植方面，笔者推荐《ARM嵌入式系统移植实战开发》，本书详细介绍了x86程序向ARM的移植，理论加上大量的实例，是ARM移植方面必备的工具书。