我一直不清楚ABI是什么。别给我指维基百科上的文章。如果我能理解,我就不会在这里发这么长的帖子了。

这是我对不同界面的看法:

电视遥控器是用户和电视之间的接口。它是一个现有的实体,但本身无用(不提供任何功能)。遥控器上每个按钮的所有功能都在电视机中实现。

Interface: It is an "existing entity" layer between the functionality and consumer of that functionality. An interface by itself doesn't do anything. It just invokes the functionality lying behind. Now depending on who the user is there are different type of interfaces. Command Line Interface (CLI) commands are the existing entities, the consumer is the user and functionality lies behind. functionality: my software functionality which solves some purpose to which we are describing this interface. existing entities: commands consumer: user Graphical User Interface(GUI) window, buttons, etc. are the existing entities, and again the consumer is the user and functionality lies behind. functionality: my software functionality which solves some problem to which we are describing this interface. existing entities: window, buttons etc.. consumer: user Application Programming Interface(API) functions (or to be more correct) interfaces (in interfaced based programming) are the existing entities, consumer here is another program not a user, and again functionality lies behind this layer. functionality: my software functionality which solves some problem to which we are describing this interface. existing entities: functions, Interfaces (array of functions). consumer: another program/application. Application Binary Interface (ABI) Here is where my problem starts. functionality: ??? existing entities: ??? consumer: ???

我用不同的语言编写过软件,并提供过不同类型的接口(CLI、GUI和API),但我不确定是否曾经提供过ABI。

维基百科说:

abi涵盖了诸如 数据类型、大小和对齐方式; 调用约定,它控制函数的实参 传递和返回检索到的值; 系统调用编号以及应用程序应该如何进行系统调用 到操作系统; 其他abi标准化细节,如 c++名字mangling, 异常传播,以及 调用约定的编译器之间在同一平台,但做 不需要跨平台兼容性。

谁需要这些细节?请不要说操作系统。我懂汇编编程。我知道如何链接和加载工作。我知道里面发生了什么。 为什么c++会出现名字混淆?我以为我们是在谈论二元的层面。为什么会出现语言?

无论如何,我已经下载了[PDF] System V应用程序二进制接口版4.1(1997-03-18)来看看它到底包含了什么。大部分都说不通啊。

Why does it contain two chapters (4th & 5th) to describe the ELF file format? In fact, these are the only two significant chapters of that specification. The rest of the chapters are "processor specific". Anyway, I though that it is a completely different topic. Please don't say that ELF file format specifications are the ABI. It doesn't qualify to be an interface according to the definition. I know, since we are talking at such a low level it must be very specific. But I'm not sure how is it "instruction set architecture (ISA)" specific? Where can I find Microsoft Windows' ABI?

这些是困扰我的主要问题。


当前回答

术语ABI用于指代两个不同但相关的概念。

当谈到编译器时,它指的是用于从源级结构转换到二进制结构的规则。数据类型有多大?堆栈是如何工作的?如何将参数传递给函数?调用者和被调用者应该保存哪些寄存器?

当谈到库时,它指的是由编译库提供的二进制接口。这个接口是多种因素的结果,包括库的源代码、编译器使用的规则,以及在某些情况下从其他库中获得的定义。

对库的更改可以在不破坏API的情况下破坏ABI。例如,考虑具有如下接口的库。

void initfoo(FOO * foo)
int usefoo(FOO * foo, int bar)
void cleanupfoo(FOO * foo)

应用程序程序员编写的代码是

int dostuffwithfoo(int bar) {
  FOO foo;
  initfoo(&foo);
  int result = usefoo(&foo,bar)
  cleanupfoo(&foo);
  return result;
}

应用程序程序员并不关心FOO的大小或布局,但应用程序二进制文件最终会硬编码FOO的大小。如果标准库程序员在foo中添加了一个额外的字段,并且有人将新的标准库二进制文件与旧的应用程序二进制文件一起使用,那么标准库可能会进行越界内存访问。

OTOH,如果标准库的作者像这样设计他们的API。

FOO * newfoo(void)
int usefoo(FOO * foo, int bar)
void deletefoo((FOO * foo, int bar))

应用程序程序员编写的代码是

int dostuffwithfoo(int bar) {
  FOO * foo;
  foo = newfoo();
  int result = usefoo(foo,bar)
  deletefoo(foo);
  return result;
}

然后,应用程序二进制文件不需要知道任何关于FOO的结构,这些都可以隐藏在库中。你为此付出的代价是涉及到堆操作。

其他回答

应用二进制接口(ABI)

ABI -应用二进制接口是关于运行时两个二进制部分之间的机器码通信,如应用程序,库,操作系统…ABI描述了如何将对象保存在内存中,如何调用函数(调用约定),如何修改…

API和ABI的一个很好的例子是iOS生态系统从v5开始使用Swift语言。

Application layer - When you create an application using different languages. For example you can create application using Swift and Objective-C[Mixing Swift and Objective-C] Application - OS layer - runtime - Swift Standard Library and Swift Run Time Library[About] are parts of OS and they should not be included into each bundle(e.g. app, framework). It is the same as like Objective-C uses. Available from iOS v12.2 Library layer - Module Stability case - compile time - you will be able to import a framework which was built with another version of Swift's compiler. It means that it is safety to create a closed-source(pre-build) binary which will be consumed by a different version of compiler( .swiftinterface is used with .swiftmodule[About]) and you will not get Module compiled with _ cannot be imported by the _ compiler //or Compiled module was created by a newer version of the compiler Library layer - Library Evolution case Compile time - if a dependency was changed, a client has not to be recompiled. Runtime - a system library or a dynamic framework can be hot-swapped by a new one.

[API vs ABI] [Swift模块稳定性和库稳定性]

让我至少回答你问题的一部分。通过一个例子说明Linux ABI如何影响系统调用,以及它为什么有用。

A systemcall is a way for a userspace program to ask the kernelspace for something. It works by putting the numeric code for the call and the argument in a certain register and triggering an interrupt. Than a switch occurs to kernelspace and the kernel looks up the numeric code and the argument, handles the request, puts the result back into a register and triggers a switch back to userspace. This is needed for example when the application wants to allocate memory or open a file (syscalls "brk" and "open").

现在系统调用有简短的名称“brk”等和相应的操作码,这些在系统特定的头文件中定义。只要这些操作码保持不变,您就可以使用不同更新的内核运行相同的已编译用户域程序,而无需重新编译。这样就有了预编译二进制文件使用的接口,因此就有了ABI。

应用程序二进制接口(ABI)类似于API,但是调用者不能在源代码级别上访问该函数。只有二进制表示是可访问的/可用的。

abi可以在处理器体系结构级别或操作系统级别定义。 abi是编译器的代码生成器阶段要遵循的标准。该标准由操作系统或处理器决定。

功能:定义机制/标准,使函数调用独立于实现语言或特定的编译器/链接器/工具链。提供允许JNI或Python-C接口等的机制。

现有实体:机器代码形式的函数。

消费者:另一个函数(包括用另一种语言编写的、由另一种编译器编译或由另一种链接器链接的函数)。

为了调用共享库中的代码,或者在编译单元之间调用代码,object文件需要包含调用的标签。c++修改了方法标签的名称,以加强数据隐藏并允许重载方法。这就是为什么您不能混合来自不同c++编译器的文件,除非它们显式地支持相同的ABI。

术语ABI用于指代两个不同但相关的概念。

当谈到编译器时,它指的是用于从源级结构转换到二进制结构的规则。数据类型有多大?堆栈是如何工作的?如何将参数传递给函数?调用者和被调用者应该保存哪些寄存器?

当谈到库时,它指的是由编译库提供的二进制接口。这个接口是多种因素的结果,包括库的源代码、编译器使用的规则,以及在某些情况下从其他库中获得的定义。

对库的更改可以在不破坏API的情况下破坏ABI。例如,考虑具有如下接口的库。

void initfoo(FOO * foo)
int usefoo(FOO * foo, int bar)
void cleanupfoo(FOO * foo)

应用程序程序员编写的代码是

int dostuffwithfoo(int bar) {
  FOO foo;
  initfoo(&foo);
  int result = usefoo(&foo,bar)
  cleanupfoo(&foo);
  return result;
}

应用程序程序员并不关心FOO的大小或布局,但应用程序二进制文件最终会硬编码FOO的大小。如果标准库程序员在foo中添加了一个额外的字段,并且有人将新的标准库二进制文件与旧的应用程序二进制文件一起使用,那么标准库可能会进行越界内存访问。

OTOH,如果标准库的作者像这样设计他们的API。

FOO * newfoo(void)
int usefoo(FOO * foo, int bar)
void deletefoo((FOO * foo, int bar))

应用程序程序员编写的代码是

int dostuffwithfoo(int bar) {
  FOO * foo;
  foo = newfoo();
  int result = usefoo(foo,bar)
  deletefoo(foo);
  return result;
}

然后,应用程序二进制文件不需要知道任何关于FOO的结构,这些都可以隐藏在库中。你为此付出的代价是涉及到堆操作。