API&ABI

API&ABI概述

API:application programming interface
ABI:application binary interface

API和ABI都是所谓的应用程序接口,只是它们所描述的接口所在的层面不一样。

API往往是指源代码级别的接口,比如我们可以说POSIX是一个API标准、Windows所规定的应用程序接口是一个API;

ABI是指二进制层面的接口,ABI的兼容程度比API要更为严格,比如我们可以说C++的对象内存分布(object memory layout)是C++ ABI的一部分。

API更关注源代码层面的,比如POSIX规定printf()这个函数的原型,它能保证这个函数定义在所有遵循POSIX标准的系统之间都是一样的,但是它不保证printf在实际的每个系统中执行时,是否按照从右到左将参数压入堆栈,参数在堆栈中如何分布等这些实际运行时的二进制级别的问题。

举个栗子

比如有两台机器,一台是Intel x86,另外一台是MIPS的,它们都安装了Linux系统,由于Linux支持POSIX标准,所以它们的C运行时库都应该有printf函数。但实际上printf在被调用过程中,这些关于参数和堆栈分布的细节在不同的机器上肯定是不一样的,甚至调用printf的指令也是不一样的(x86是call指令,MIPS是jal指令),这就是说,API相同并不表示ABI相同。

困难

ABI的概念其实从开始至今一直存在,因为人们总是希望程序能够在不经任何修改的情况下得到重用,最好的情况是二进制的指令和数据能够不加修改地得到重用。人们始终在朝这个方向努力,但是由于现实的因素,二进制级别的重用还很难实现。最大的问题之一就是各种硬件平台、编程语言、编译器、链接器和操作系统之间的ABI相互不兼容,由于ABI的不兼容,各个目标文件之间无法互相链接,二进制兼容性更加无从谈起。

小tips

c++ ABI的二进制兼容性比c语言更不好,不仅不同的编译器编译的二进制代码之间无法相互兼容,有时候连同一个编译器的不同版本之间兼容性也不好。当一个团队进行c++开发的时候,最好用同一个编译器编译所有的源代码。

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资料来源:《程序员的自我修养》

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