3、Linux系统编程核心概念与标准详解

Linux系统编程核心概念与标准详解

1. API与ABI的区别

在软件开发中，API（应用程序编程接口）和ABI（应用程序二进制接口）是两个重要的概念。

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（通常是高级软件）对API及其实现没有任何输入权，只能选择使用或不使用。API的作用是确保如果两个软件都遵循该API，它们的源代码是兼容的，即API用户能够针对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API的一个实际例子，它定义了一系列基本且重要的函数，如内存管理和字符串操作例程。

而ABI定义了特定架构上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。与API确保源代码兼容性不同，ABI确保二进制兼容性，保证一段目标代码在具有相同ABI的任何系统上都能运行，无需重新编译。ABI涉及调用约定、字节序、寄存器使用、系统调用调用、链接、库行为和二进制对象格式等问题。例如，调用约定定义了函数的调用方式、参数的传递方式、哪些寄存器被保留以及哪些被修改，以及调用者如何获取返回值。

尽管人们曾多次尝试为给定架构在多个操作系统上定义单一的ABI（特别是在Unix系统上的i386架构），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根据自身需求定义自己的ABI。ABI与架构密切相关，大多数ABI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上，每种机器架构都有自己的ABI，我们通常根据机器名称来称呼特定的ABI，如Alpha或x86 - 64。系统程序员应该了解ABI，但通常不需要记住它。ABI