3、Linux系统编程基础：API、ABI、标准与文件系统

Linux系统编程基础：API、ABI、标准与文件系统

1. API与ABI概述

1.1 API（应用程序编程接口）

API常被称为“契约”，但严格来说，至少从法律意义上讲，这种说法并不准确，因为API并非双向协议。API用户（通常是高层软件）对API及其实现没有任何输入权，只能选择使用或不使用该API。API的作用是确保如果两个软件都遵循它，它们在源代码层面是兼容的，即API用户能针对API的实现成功编译代码。

例如，C标准定义并由标准C库实现的接口就是一个典型的API。这个API定义了一系列基本且重要的函数，如内存管理和字符串处理例程。

1.2 ABI（应用程序二进制接口）

与API定义源代码接口不同，ABI定义了特定架构下两个或多个软件之间的二进制接口。它规定了应用程序自身、应用程序与内核以及应用程序与库之间的交互方式。API确保源代码兼容性，而ABI确保二进制兼容性，保证一个目标代码片段能在任何具有相同ABI的系统上运行，无需重新编译。

ABI涉及的问题包括调用约定、字节顺序、寄存器使用、系统调用调用方式、链接、库行为和二进制对象格式等。以调用约定为例，它定义了函数的调用方式、参数传递方式、哪些寄存器需要保留以及调用者如何获取返回值。

虽然人们曾多次尝试为给定架构（特别是Unix系统上的i386架构）在多个操作系统中定义单一的ABI，但这些努力并未取得太大成功。相反，包括Linux在内的操作系统倾向于自行定义适合自身的ABI。ABI与架构紧密相关，其大部分内容都涉及特定于机器的概念，如特定的寄存器或汇编指令。因此，在Linux中，每种机器架构都有自己的ABI，通常以机器名称来称呼特定的