二进制接口（ABI）

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二进制接口（ABI，Application Binary Interface）是计算机系统中定义二进制层面交互规则的低层接口规范，确保不同模块（如应用程序、操作系统、库）在无需重新编译的情况下能正确协同工作。其主要内容如下：

一、核心定义与作用

1. ‌定义‌
   ABI 规定了应用程序与操作系统之间、应用与库之间或应用各组成部分之间的二进制交互细节，包括数据类型布局、函数调用机制、系统调用编码等‌:ml-citation{ref="1,3" data="citationList"}。
2. ‌核心目的‌
   提供二进制兼容性，使独立编译的模块（如动态库与主程序）能无缝交互，避免因底层差异导致的崩溃或数据损坏‌:ml-citation{ref="2,4" data="citationList"}。

二、关键组成要素

‌类别‌	‌具体内容‌
‌数据布局规则‌	结构体/类成员偏移量、虚函数表（vtable）结构、内存对齐方式等‌:ml-citation{ref="4" data="citationList"}。
‌函数交互规则‌	调用约定（参数传递顺序、栈管理）、名称修饰（Name Mangling）、异常处理机制‌:ml-citation{ref="2,4" data="citationList"}。
‌系统级规范‌	系统调用编码方式、目标文件格式（如ELF）、动态库加载规则‌:ml-citation{ref="1,7" data="citationList"}。

三、ABI 与 API 的区别

‌特性‌	‌API‌	‌ABI‌
‌层级‌	源代码级接口（如函数声明、头文件）‌:ml-citation{ref="1,5" data="citationList"}	二进制机器码级接口‌:ml-citation{ref="5,6" data="citationList"}
‌兼容性目标‌	源码可移植性（需重新编译）‌:ml-citation{ref="3" data="citationList"}	二进制兼容性（无需重新编译）‌:ml-citation{ref="1,2" data="citationList"}
‌依赖变化‌	修改后仅需重新编译‌:ml-citation{ref="3" data="citationList"}	修改需重新链接所有依赖模块‌:ml-citation{ref="4,7" data="citationList"}

四、实际场景中的重要性

1. ‌动态链接‌
   ABI 不兼容会导致虚函数调用错误、内存访问越界等严重问题（如动态库更新破坏既有二进制程序）‌:ml-citation{ref="4" data="citationList"}。
2. ‌系统升级‌
   操作系统需保持 ABI 稳定性（如 Android VNDK 规范），确保供应商模块在框架更新后仍能运行‌:ml-citation{ref="7" data="citationList"}。
3. ‌跨平台限制‌
   ABI 依赖特定硬件和操作系统组合（如 x86-Linux 与 ARM-Windows 互不兼容）‌:ml-citation{ref="5,6" data="citationList"}。

五、特殊类型：EABI（嵌入式ABI）

针对嵌入式系统设计，优化了软硬件浮点混合调用效率，提升低资源环境下的性能

https://juejin.cn/post/7527616391639269403

 

ELF PE

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ELF 和 PE 是两种主流的可执行文件格式标准，分别应用于 Linux/Unix 和 Windows 操作系统。以下是它们的核心对比与特性详解：

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‌一、核心定义与起源‌

‌特性‌	‌ELF (Executable and Linkable Format)‌	‌PE (Portable Executable)‌
‌所属系统‌	Linux/Unix 及类 Unix 系统（如 Android）‌:ml-citation{ref="4,5" data="citationList"}	Windows 系统（.exe/.dll/.sys 等）‌:ml-citation{ref="3,6" data="citationList"}
‌设计基础‌	COFF (Common Object File Format) 的改进版本‌:ml-citation{ref="6" data="citationList"}	COFF 的扩展格式‌:ml-citation{ref="3,6" data="citationList"}
‌文件签名‌	文件头以 7F 45 4C 46（ASCII：\x7FELF）开头‌:ml-citation{ref="2" data="citationList"}	文件头以 4D 5A（ASCII：MZ）开头‌:ml-citation{ref="1,3" data="citationList"}

---

‌二、文件结构对比‌

‌1. ELF 结构‌

+-----------------------+
| ELF Header            | → 标识文件类型、指令集等元信息`‌:ml-citation{ref="2,4" data="citationList"}`
+-----------------------+
| Program Headers       | → 描述运行时内存布局（可执行文件）`‌:ml-citation{ref="4" data="citationList"}`
+-----------------------+
| Section Headers       | → 定义各节区（如代码、数据）的偏移和属性`‌:ml-citation{ref="2,4" data="citationList"}`
+-----------------------+
| .text（代码段）       |
| .data（初始化数据）   |
| .bss（未初始化数据）  | → 实际存储代码、数据等内容`‌:ml-citation{ref="4" data="citationList"}`
| ...（其他自定义节区） |
+-----------------------+

---+

• ‌文件类型‌：可执行文件（Executable）、共享库（.so）、核心转储文件（Core Dump）等‌:ml-citation{ref="4" data="citationList"}。

‌2. PE 结构‌

+-----------------------+
| DOS Header            | → 含 `MZ` 签名和指向 PE 头的偏移 `e_lfanew` ‌:ml-citation{ref="3" data="citationList"}
+-----------------------+
| DOS Stub              | → 兼容 DOS 的存根程序（显示错误提示）`‌:ml-citation{ref="3" data="citationList"}`
+-----------------------+
| PE Header             | → 含 `PE\0\0` 签名和文件关键信息`‌:ml-citation{ref="3" data="citationList"}`
|   - File Header       |    → 机器类型、节区数量等`‌:ml-citation{ref="3" data="citationList"}`
|   - Optional Header   |    → 入口点地址、内存对齐规则等`‌:ml-citation{ref="3" data="citationList"}`
+-----------------------+
| Section Table         | → 描述各节区属性（如 .text/.data）`‌:ml-citation{ref="3" data="citationList"}`
+-----------------------+
| .text（代码）         |
| .rdata（只读数据）    | → 实际存储内容`‌:ml-citation{ref="3" data="citationList"}`
| .data（读写数据）     |
+-----------------------+

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‌三、关键差异‌

‌维度‌	‌ELF‌	‌PE‌
‌跨平台性‌	原生支持多架构（x86/ARM/RISC-V）‌:ml-citation{ref="4" data="citationList"}	主要绑定 x86/x64 架构‌:ml-citation{ref="3,6" data="citationList"}
‌动态链接‌	通过 .plt/.got 实现延迟绑定‌:ml-citation{ref="4" data="citationList"}	依赖导入表（IAT）加载 DLL‌:ml-citation{ref="3" data="citationList"}
‌调试支持‌	包含 .debug 节区存储符号信息‌:ml-citation{ref="4" data="citationList"}	使用 PDB（Program Database）外部文件‌:ml-citation{ref="3" data="citationList"}
‌遗留兼容‌	无 DOS 兼容层，结构更简洁‌:ml-citation{ref="4,5" data="citationList"}	保留 DOS 头以实现向下兼容‌:ml-citation{ref="3" data="citationList"}

---

‌四、典型文件扩展名‌

• ‌ELF‌

  • 可执行文件：无扩展名或自定义（如 a.out）
  • 共享库：.so（Shared Object）
  • 目标文件：.o（Object File）‌:ml-citation{ref="4,5" data="citationList"}

• ‌PE‌

  • 可执行文件：.exe、.scr
  • 动态库：.dll
  • 驱动程序：.sys
  • 对象文件：.obj ‌:ml-citation{ref="3,6" data="citationList"}

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‌五、技术实践示例‌

‌ELF 头解析（Linux 命令）‌

bashCopy Code

readelf -h lyshark # 输出 ELF 头信息（Magic：7f 45 4c 46）‌:ml-citation{ref="6" data="citationList"}

‌PE 头验证（关键字段）‌

• ‌DOS 头签名‌：e_magic = 0x5A4D（MZ）‌:ml-citation{ref="3" data="citationList"}
• ‌PE 头偏移‌：e_lfanew 指向 PE\0\0 签名‌:ml-citation{ref="3" data="citationList"}

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‌总结‌

• ‌ELF‌ 是 ‌开源生态的标准‌，设计精简且扩展灵活，服务于 Linux/Android 等系统‌:ml-citation{ref="4,5" data="citationList"}。
• ‌PE‌ 是 ‌Windows 生态的基石‌，保留历史兼容性但结构更复杂‌:ml-citation{ref="3,6" data="citationList"}。
  两者虽同源（COFF），但因操作系统差异形成了独立的演进路径‌:ml-citation{ref="6" data="citationList"}。