缔造程序兼容的契约（ABI）

Posted 2020-10-29

缔造程序兼容的契约(ABI)

1. API是什么？

ABI(application binary interface)，指的时应用程序二进制接口。
EABI（embeded application binary interface），指的是嵌入式应用程序二进制接口，和ABI的区别在于应用程序中允许使用特权指令。
ABI广义上的概率指的是应用程序在二进制层面的规范，狭义上指的是某个硬件/操作系统/虚拟机平台的规范文档。

2.ABI和 API的区别：

ABI是二进制层面的规范，而API是源码层面的规范。两者没有直接联系。
遵循相同ABI的系统，所提供的API可能不同：
相同的不同的系统如Windows和Linux都可以在电脑上安装，原因是遵循了相同的ABI规范，但是源代码是不同的，原因API不同。
遵循相同API的系统，所提供的ABI可能不同：
QT应用程序开发后（API相同，源代码），可以在Windows和Linux上运行，单经过编译后的可执行文件不同（编译时遵循的ABI不同）
Java跨平台原理：
编译之后的二进制文件相同，通过运行在不同平台上java虚拟机将其翻译成对应平台的可执行程序（翻译的规则是平台的ABI规范）。

QT跨平台的原理：
相同的源代码（api）,，通过在不同品台编译后成为各个品台的可执行程序（编译规范遵守了平台的ABI规范）。

3. API有什么？

3.1 定义了基础数据类型的大小

从这个角度考虑程序的可移植性，只需要将类型适配层做相应修改，使得数据类型满足平台规范即可。

3.2 定义了共用体/结构体的对齐方式

如下面的程序，有两种对其方式，在Linux中使用的是压缩存储。

struct {
    short s : 9;
    int j : 9;
    char c;
    short t : 9;
    short u : 9;
    char d;
} s;

Linux下输出结果：

3.3 定义了硬件寄存器的使用方式

寄存器时处理器用来处理数据的载体，一些寄存器在处理器设计时就规定好了功能。

X86寄存器的ABI规范：

Power PC寄存器的ABI规范

3.4 定义了函数的调用时的约定

当函数调用时，参数会被传递给被调用的函数，而返回值会被返回给函数调用者。
调用约定描述参数如何传递到栈中以及栈的维护方式：参数的传递顺序（如从左向右入栈）、调用栈的清理（如被调函数负责清理栈）。
调用约定通常用于调用和库开发：