Бинарный интерфейс приложения

В компьютерном программном обеспечении ( двоичный интерфейс приложения ABI ) — это интерфейс между двумя двоичными программными модулями. Часто один из этих модулей представляет собой библиотеку или средство операционной системы , а другой — программу, запускаемую пользователем.

ABI определяет, как осуществляется доступ к структурам данных или вычислительным процедурам в машинном коде , который представляет собой низкоуровневый аппаратно-зависимый формат. Напротив, интерфейс прикладного программирования (API) определяет этот доступ в исходном коде , который представляет собой относительно высокоуровневый, аппаратно-независимый, часто удобочитаемый формат. Общим аспектом ABI является соглашение о вызовах , которое определяет, как данные предоставляются в качестве входных данных или считываются как выходные данные вычислительных процедур. Примерами этого являются соглашения о вызовах x86 .

Соблюдение ABI (который может быть официально стандартизирован, а может и не быть) обычно является задачей автора компилятора , операционной системы или библиотеки. Однако программисту приложения, возможно, придется иметь дело непосредственно с ABI при написании программы на нескольких языках программирования или даже при компиляции программы, написанной на одном и том же языке, с помощью разных компиляторов.

Описание

Подробности, охватываемые ABI, включают следующее:

Набор инструкций процессора с такими подробностями, как структура файла регистров, организация стека, типы доступа к памяти и т. д.
Размеры, макеты и выравнивание основных типов данных , к которым процессор может иметь прямой доступ.
Соглашение о вызовах , которое управляет передачей аргументов функций и получением возвращаемых значений; например, он контролирует следующее:
- Передаются ли все параметры в стеке или некоторые из них передаются в регистрах
- Какие регистры используются для каких параметров функции
- Будет ли первый параметр функции, переданный в стек, помещен первым или последним
- Ответственен ли за очистку стека после вызова функции вызывающий или вызываемый объект.
Как приложение должно выполнять системные вызовы операционной системы, и если ABI указывает прямые системные вызовы, а не вызовы процедур для заглушек системных вызовов , номера системных вызовов
В случае полной операционной системы ABI используется двоичный формат объектных файлов , программных библиотек и т. д.

Полные ABI

Полный ABI, такой как стандарт Intel Binary Compatibility Standard (iBCS), ^[1] позволяет программе из одной операционной системы, поддерживающей этот ABI, запускаться без изменений в любой другой такой системе при условии наличия необходимых общих библиотек и выполнения аналогичных предварительных условий.

ABI также могут стандартизировать такие детали, как искажение имен C++ , ^[2] исключений , распространение ^[3] и соглашение о вызовах между компиляторами на одной платформе, но не требуют межплатформенной совместимости.

Встроенные ABI

Двоичный интерфейс встроенного приложения (EABI) определяет стандартные соглашения для форматов файлов , типов данных, использования регистров, организации кадров стека и передачи функциональных параметров встроенной программы для использования со встроенной операционной системой .

Компиляторы , поддерживающие EABI, создают объектный код , совместимый с кодом, созданным другими такими компиляторами, что позволяет разработчикам связывать библиотеки, созданные с помощью одного компилятора, с объектным кодом, созданным с помощью другого компилятора. Разработчики, пишущие собственный код на языке ассемблера, также могут взаимодействовать со сборкой, созданной совместимым компилятором.

EABI предназначены для оптимизации производительности в рамках ограниченных ресурсов встроенной системы. Таким образом, EABI опускает большинство абстракций, возникающих между ядром и пользовательским кодом в сложных операционных системах. Например, можно избежать динамического связывания , чтобы обеспечить меньший размер исполняемых файлов и более быструю загрузку, использование фиксированного регистра обеспечивает более компактные стеки и вызовы ядра, а запуск приложения в привилегированном режиме обеспечивает прямой доступ к пользовательским операциям оборудования без косвенного вызова драйвера устройства. ^[4] Выбор EABI может повлиять на производительность. ^[5]^[6]

Широко используемые EABI включают PowerPC , ^[4] Рука ЕАБИ ^[7] и MIPS EABI. ^[8] Конкретные реализации программного обеспечения, такие как библиотека C, могут налагать дополнительные ограничения для формирования более конкретных ABI; Одним из примеров являются GNU OABI и EABI для ARM, оба из которых являются подмножествами ARM EABI. ^[9]

См. также

Ссылки

^ Стандарт двоичной совместимости Intel (iBCS)
^ «Итаниум C++ ABI» . (совместим с несколькими архитектурами)
^ «Itanium C++ ABI: обработка исключений» . (совместим с несколькими архитектурами)
^ Перейти обратно: ^а ^б «Резюме ЕАБИ». Двоичный интерфейс встроенного приложения PowerPC: 32-битная реализация (PDF) (изд. версии 1.0). Freescale Semiconductor, Inc., 1 октября 1995 г., стр. 28–30.
^ «Debian ARM ускоряется через порт EABI» . Linuxdevices.com. 16 октября 2016 года. Архивировано из оригинала 21 января 2007 года . Проверено 11 октября 2007 г.
^ Андрес Кальдерон и Нельсон Кастильо (14 марта 2007 г.). «Почему EABI от ARM имеет значение» . Linuxdevices.com. Архивировано из оригинала 31 марта 2007 года . Проверено 11 октября 2007 г.
^ «ABI для архитектуры руки» . Разработчик.arm.com . Проверено 4 февраля 2020 г.
^ Эрик Кристофер (11 июня 2003 г.). "Документация mips eabi" . [электронная почта защищена] (список рассылки) . Проверено 19 июня 2020 г.
^ «АрмЭабиПорт» . Дебиан Вики . Строго говоря, и старый, и новый ARM ABI являются подмножествами спецификации ARM EABI, но в повседневном использовании термин «EABI» используется для обозначения нового, описанного здесь, а «OABI» или «old-ABI» — для обозначения старого. один.

Внешние ссылки

Политики/Проблемы двоичной совместимости с C++ — сборник практических правил разработки, позволяющих не нарушать двоичную совместимость между выпусками библиотек.
Руководство по вызову функций OS X ABI
Порт Debian ARM EABI
μClib: 8/16-битный встроенный ABI Motorola
Двоичный интерфейс приложения AMD64 (x86-64) на Wayback Machine (архивировано 28 мая 2008 г.)
Двоичный интерфейс приложения (ABI) для архитектуры ARM
Документация MIPS EABI
Компиляторы Sun Studio 10 и ABI AMD64 на Wayback Machine (архивировано 14 января 2015 г.) - обзор и сравнение некоторых популярных ABI.
Руководство по стандартам двоичного интерфейса приложений M•CORE Freescale M·CORE для процессоров

[1] Стандарт двоичной совместимости Intel (iBCS)

[2] «Итаниум C++ ABI» . (совместим с несколькими архитектурами)

[3] «Itanium C++ ABI: обработка исключений» . (совместим с несколькими архитектурами)

[ppc-eabi-4] Перейти обратно: ^а ^б «Резюме ЕАБИ». Двоичный интерфейс встроенного приложения PowerPC: 32-битная реализация (PDF) (изд. версии 1.0). Freescale Semiconductor, Inc., 1 октября 1995 г., стр. 28–30.

[5] «Debian ARM ускоряется через порт EABI» . Linuxdevices.com. 16 октября 2016 года. Архивировано из оригинала 21 января 2007 года . Проверено 11 октября 2007 г.

[6] Андрес Кальдерон и Нельсон Кастильо (14 марта 2007 г.). «Почему EABI от ARM имеет значение» . Linuxdevices.com. Архивировано из оригинала 31 марта 2007 года . Проверено 11 октября 2007 г.

[7] «ABI для архитектуры руки» . Разработчик.arm.com . Проверено 4 февраля 2020 г.

[8] Эрик Кристофер (11 июня 2003 г.). "Документация mips eabi" . [электронная почта защищена] (список рассылки) . Проверено 19 июня 2020 г.

[9] «АрмЭабиПорт» . Дебиан Вики . Строго говоря, и старый, и новый ARM ABI являются подмножествами спецификации ARM EABI, но в повседневном использовании термин «EABI» используется для обозначения нового, описанного здесь, а «OABI» или «old-ABI» — для обозначения старого. один.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]