Interfaz binaria de la aplicación

En el ámbito del software informático , una interfaz binaria de aplicación ( ABI ) es una interfaz entre dos módulos de programa binario. A menudo, uno de estos módulos es una biblioteca o una función del sistema operativo , y el otro es un programa que ejecuta un usuario.

Una ABI define cómo se accede a las estructuras de datos o rutinas computacionales en código de máquina , que es un formato de bajo nivel que depende del hardware. Por el contrario, una interfaz de programación de aplicaciones (API) define este acceso en código fuente , que es un formato de relativamente alto nivel, independiente del hardware y a menudo legible por humanos . Un aspecto común de una ABI es la convención de llamada , que determina cómo se proporcionan los datos como entrada o se leen como salida de las rutinas computacionales. Ejemplos de esto son las convenciones de llamada x86 .

Cumplir con una ABI (que puede estar o no oficialmente estandarizada) suele ser tarea de un compilador , un sistema operativo o un autor de biblioteca. Sin embargo, un programador de aplicaciones puede tener que lidiar con una ABI directamente al escribir un programa en una mezcla de lenguajes de programación, o incluso al compilar un programa escrito en el mismo lenguaje con diferentes compiladores.

Los detalles cubiertos por un ABI incluyen lo siguiente:

• Conjunto de instrucciones del procesador, con detalles como la estructura del archivo de registro, la organización de la pila, los tipos de acceso a la memoria, etc.
• Tamaños, diseños y alineaciones de tipos de datos básicos a los que el procesador puede acceder directamente
• Convención de llamada , que controla cómo se pasan los argumentos de las funciones y se recuperan los valores de retorno; por ejemplo, controla lo siguiente:
  • Si todos los parámetros se pasan a la pila o algunos se pasan a los registros
  • ¿Qué registros se utilizan para qué parámetros de función?
  • Si el primer parámetro de función que se pasa a la pila se inserta primero o último
  • Si el llamador o el llamado es responsable de limpiar la pila después de la llamada a la función
• Cómo debe realizar una aplicación llamadas del sistema al sistema operativo, y si la ABI especifica llamadas directas del sistema en lugar de llamadas de procedimiento a stubs de llamadas del sistema , los números de llamada del sistema
• En el caso de un sistema operativo completo ABI, el formato binario de archivos de objetos , bibliotecas de programas, etc.

Una ABI completa, como el Estándar de compatibilidad binaria de Intel (iBCS), ^[1] permite que un programa de un sistema operativo que soporte esa ABI se ejecute sin modificaciones en cualquier otro sistema similar, siempre que estén presentes las bibliotecas compartidas necesarias y se cumplan requisitos previos similares.

Las ABI también pueden estandarizar detalles como la alteración de nombres de C++ , ^{[2] la propagación} de excepciones , ^[3] y la convención de llamada entre compiladores en la misma plataforma, pero no requieren compatibilidad entre plataformas.

Una interfaz binaria de aplicación integrada (EABI) especifica convenciones estándar para formatos de archivos , tipos de datos, uso de registros, organización del marco de pila y paso de parámetros de función de un programa de software integrado , para su uso con un sistema operativo integrado .

Los compiladores que admiten EABI crean código objeto que es compatible con el código generado por otros compiladores similares, lo que permite a los desarrolladores vincular bibliotecas generadas con un compilador con código objeto generado con otro compilador. Los desarrolladores que escriben su propio código en lenguaje ensamblador también pueden interactuar con el ensamblador generado por un compilador compatible.

Los EABI están diseñados para optimizar el rendimiento dentro de los recursos limitados de un sistema integrado. Por lo tanto, los EABI omiten la mayoría de las abstracciones que se realizan entre el núcleo y el código de usuario en sistemas operativos complejos. Por ejemplo, se puede evitar la vinculación dinámica para permitir ejecutables más pequeños y una carga más rápida, el uso de registros fijos permite pilas y llamadas al núcleo más compactas, y la ejecución de la aplicación en modo privilegiado permite el acceso directo a la operación de hardware personalizada sin la indirección de llamar a un controlador de dispositivo. ^[4] La elección del EABI puede afectar el rendimiento. ^{[5] [6]}

Las EABI ampliamente utilizadas incluyen PowerPC , ^[4] Arm EABI ^[7] y MIPS EABI. ^[8] Las implementaciones de software específicas como la biblioteca C pueden imponer limitaciones adicionales para formar ABI más concretas; un ejemplo es GNU OABI y EABI para ARM, ambos subconjuntos de ARM EABI. ^[9]

• Políticas/Problemas de compatibilidad binaria con C++: un compendio de reglas de desarrollo para no romper la compatibilidad binaria entre versiones de bibliotecas
• Guía de llamadas a funciones ABI de OS X
• Puerto Debian ARM EABI
• μClib: ABI integrada de 8/16 bits de Motorola
• Interfaz binaria de aplicación AMD64 (x86-64) en Wayback Machine (archivado el 28 de mayo de 2008)
• Interfaz binaria de aplicación (ABI) para la arquitectura ARM
• Documentación de MIPS EABI
• Compiladores Sun Studio 10 y la ABI AMD64 en Wayback Machine (archivado el 14 de enero de 2015): resumen y comparación de algunas ABI populares
• Manual de estándares de interfaz binaria de aplicaciones M•CORE en Wayback Machine (archivado el 11 de marzo de 2021) para los procesadores Freescale M•CORE