Android ABI详解-优快云博客

文章的内容是从Android开发者官网扒的，为了防止再登不上去，记录一下。官网网址：https://developer.android.com/ndk/guides/abis.html

ABI 管理

本页内容

不同 Android 手机使用不同的 CPU，因此支持不同的指令集。CPU 与指令集的每种组合都有其自己的应用二进制界面（或 ABI）。 ABI 可以非常精确地定义应用的机器代码在运行时如何与系统交互。您必须为应用要使用的每个 CPU 架构指定 ABI。

典型的 ABI 包含以下信息：

机器代码应使用的 CPU 指令集。
运行时内存存储和加载的字节顺序。
可执行二进制文件（例如程序和共享库）的格式，以及它们支持的内容类型。
用于解析内容与系统之间数据的各种约定。这些约定包括对齐限制，以及系统如何使用堆栈和在调用函数时注册。
运行时可用于机器代码的函数符号列表 - 通常来自非常具体的库集。

本页枚举了 NDK 支持的 ABI，并且提供每个 ABI 如何运行的信息。

支持的 ABI

每个 ABI 支持一个或多个指令集。表 1 提供每个 ABI 支持的指令集概览。

表 1. ABI 和支持的指令集。

ABI	支持的指令集	说明
`armeabi`	ARMV5TE 和更高版本 Thumb-1	无硬浮点。
`armeabi-v7a`	armeabi Thumb-2 VFPv3-D16 其他（可选）	与 ARMv5、v6 设备不兼容。
`arm64-v8a`	AArch-64
`x86`	x86 (IA-32) MMX SSE/2/3 SSSE3	不支持 MOVBE 或 SSE4。
`x86_64`	x86-64 MMX SSE/2/3 SSSE3 SSE4.1、4.2 POPCNT
`mips`	MIPS32r1 及更高版本	使用硬浮点，并且假设 CPU:FPU 时钟比率为 2:1 以获取最大兼容性。不提供 micromips 或 MIPS16。
`mips64`	MIPS64r6

有关下面每个 ABI 的更多详细信息。

armeabi

此 ABI 适用于基于 ARM、至少支持 ARMv5TE 指令集的 CPU。请参阅以下文档了解详情：

AAPCS 标准将 EABI 定义为类似但不同 ABI 的系列。此外，Android 还采用小字节序 ARM GNU/Linux ABI。

此 ABI 不支持硬件辅助的浮点计算。相反，所有浮点运算都使用编译器 libgcc.a 静态库中的软件帮助程序函数。

armeabi ABI 支持 ARM 的 Thumb（亦称 Thumb-1）指令集。NDK 默认生成 Thumb 代码，除非您在 Android.mk 文件中使用 LOCAL_ARM_MODE 变量指定不同的行为。

armeabi-v7a

此 ABI 可扩展 armeabi 以包含多个 CPU 指令集扩展。此 Android 特定 ABI 支持的指令扩展包括：

Thumb-2 指令集扩展，其性能堪比 32 位 ARM 指令，简洁性类似于 Thumb-1。
VFP 硬件 FPU 指令。更具体一点，包括 VFPv3-D16，它除了 ARM 核心中的 16 个 32 位寄存器之外，还包含 16 个专用 64 位浮点寄存器。

v7-a ARM 规格描述的其他扩展，包括高级 SIMD（亦称 NEON）、VFPv3-D32 和 ThumbEE，都是此 ABI 可选的。由于不能保证它们存在，因此系统在运行时应检查扩展是否可用。如果不可用，则必须使用替代代码路径。此检查类似于系统在检查或使用 MMX、SSE2 及 x86 CPU 上其他专用指令集时所执行的检查。

如需了解有关如何执行这些运行时检查的信息，请参阅 cpufeatures 库。另外，有关 NDK 支持为 NEON 构建机器代码的信息，请参阅 NEON 支持。

armeabi-v7a ABI 使用 -mfloat-abi=softfp 开关强制实施规则，要求编译器在函数调用时必须传递核心寄存器对中的所有双精度值，而不是专用浮点值。系统可以使用 FP 寄存器执行所有内部计算。这样可极大地加速计算。

arm64-v8a

此 ABI 适用于基于 ARMv8、支持 AArch64 的 CPU。它还包含 NEON 和 VFPv4 指令集。

如需了解详细信息，请参阅 ARMv8 技术预览，并联系 ARM 了解进一步的详细信息。

x86

此 ABI 适用于支持通常称为“x86”或“IA-32”的指令集的 CPU。此 ABI 的特性包括：

指令一般由具有编译器标志的 GCC 生成，如下所示：
```
-march=i686 -mtune=intel -mssse3 -mfpmath=sse -m32
```
这些标志指向 Pentium Pro 指令集，伴随 MMX、SSE、SSE2、SSE3 及 SSSE3 指令集扩展。生成的代码在顶层 Intel 32 位 CPU 之间进行了均衡优化。

如需了解有关编译器标志的详细信息，特别是与性能优化相关的信息，请参阅 GCC x86 性能提示。
使用标准 Linux x86 32 位调用约定，与 SVR 使用的约定相反。如需了解详细信息，请参阅不同 C++ 编译器和操作系统的调用约定的第 6 节“寄存器的使用”。

ABI 不含任何其他可选的 IA-32 指令集扩展，例如：

MOVBE
SSE4 的任何变体。

您仍可使用这些扩展，只要您使用运行时功能探测来启用它们，并且为不支持它们的设备提供备用方法。

NDK 工具链假设在函数调用之前进行 16 位栈对齐。默认工具和选项强制执行此规则。如果编写的是汇编代码，必须确保栈对齐，而且其他编译器也遵守此规则。

请参阅以下文档了解详情：

x86_64

此 ABI 适用于支持通常称为“x86-64”的指令集的 CPU。它支持 GCC 通常使用以下编译器标志生成的指令：

-march=x86-64 -msse4.2 -mpopcnt -m64 -mtune=intel

这些标志指向 x86-64 指令集（根据 GCC 文档），伴随 MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3、SSE4.1、SSE4.2 和 POPCNT 指令集扩展。生成的代码在顶层 Intel 64 位 CPU 之间进行了均衡优化。

如需了解有关编译器标志的详细信息，特别是与性能优化相关的信息，请参阅 GCC x86 性能。

此 ABI 不含任何其他可选的 x86-64 指令集扩展，例如：

MOVBE
SHA
AVX
AVX2

您仍可使用这些扩展，只要您使用运行时功能探测来启用它们，并且为不支持它们的设备提供备用方法。

请参阅以下文档了解详情：

mips

此 ABI 适用于基于 MIPS、至少支持 MIPS32r1 指令集的 CPU。它包含以下功能：

MIPS32 修订版 1 ISA
小字节序
O32
硬浮点
无 DSP 应用特定的扩展

如需了解详细信息，请参阅以下文档：

如需了解更具体的详细信息，请参阅 MIPS32 架构。常见问答请参阅 MIPS FAQ。

mips64

此 ABI 适用于 MIPS64 R6。如需了解详细信息，请参阅 MIPS64 架构。

为特定 ABI 生成代码

默认情况下，NDK 为 armeabi ABI 生成机器代码。但您可以通过向 Application.mk 文件添加以下行生成 ARMv7-a 兼容的机器代码。

APP_ABI := armeabi-v7a

要为两个或更多不同的 ABI 构建机器代码，请使用空格作为分隔符。例如：

APP_ABI := armeabi armeabi-v7a

此设置指示 NDK 为机器代码构建两个版本：此行中所列的每个 ABI 一个。如需了解有关可以为 APP_ABI 变量指定的值的详细信息，请参阅 Android.mk。

构建多个机器代码版本时，构建系统会将库复制到应用项目路径，并最终将它们封装到 APK 中，从而创建一个胖二进制文件。胖二进制文件大于只包含一个系统的机器代码的二进制文件；权衡方式是兼容性更广，但 APK 更大。

在安装时，软件包管理器只解包最适合目标设备的机器代码。如需了解详细信息，请参阅安装时自动解压缩原生代码。

Android 平台上的 ABI 管理

本节详细说明 Android 平台如何管理 APK 中的原生代码。

应用包中的原生代码

Play 商店和软件包管理器专家预期在 APK 中符合以下模式的文件路径上查找 NDK 生成的库：

/lib/<abi>/lib<name>.so

这里的 <abi> 是支持的 ABI 下面列出的 ABI 名称之一，<name> 是您为 Android.mk 文件中的 LOCAL_MODULE 变量定义库时使用的库名称。由于 APK 文件只是 zip 文件，因此打开它们并确认它们属于哪些共享原生库很简单。

如果系统在预期位置找不到原生共享库，便无法使用它们。在这种情况下，应用本身必须复制这些库，然后执行 dlopen()。

在胖二进制文件中，每个库位于其名称与相应 ABI 匹配的目录下。例如，胖二进制文件可能包含：

/lib/armeabi/libfoo.so
/lib/armeabi-v7a/libfoo.so
/lib/arm64-v8a/libfoo.so
/lib/x86/libfoo.so
/lib/x86_64/libfoo.so
/lib/mips/libfoo.so
/lib/mips64/libfoo.so

注：运行 4.0.3 或更早版本、基于 ARMv7 的 Android 设备从 armeabi 目录（而非 armeabi-v7a 目录，如果两个目录都存在）安装原生库。这是因为在 APK 中，/lib/armeabi/ 在 /lib/armeabi-v7a/ 后面。从 4.0.4 开始，此问题已修复。

Android 平台 ABI 支持

Android 系统在运行时知道它支持哪些 ABI，因为版本特定的系统属性会指示：

设备的主要 ABI，与系统映像本身使用的机器代码对应。
可选的辅助 ABI，与系统映像也支持的另一个 ABI 对应。

此机制确保系统在安装时从软件包提取最佳机器代码。

为实现最佳性能，应直接针对主要 ABI 进行编译。例如，基于 ARMv5TE 的典型设备只会定义主要 ABI：armeabi。相反，基于 ARMv7 的典型设备将主要 ABI 定义为 armeabi-v7a，而将辅助 ABI 定义为 armeabi，因为它可以运行为每个 ABI 生成的应用原生二进制文件。

许多基于 x86 的设备也可运行 armeabi-v7a 和 armeabi NDK 二进制文件。对于这些设备，主要 ABI 将是 x86，辅助 ABI 是 armeabi-v7a。

基于 MIPS 的典型设备只定义主要 ABI：mips。