【微知】RDMA IB verbs中的ABI是什么？作用是什么？（application binary interface、规范、兼容）

背景

在RDMA的IB verbs经常看到ABI version中的ABI是什么？

要点

ABI是什么？
ABI：application binary interface 应用二进制接口。是一种规范。一种机器级别的目标代码层接口规范。比如过程调用用的参数传递使用什么规定寄存器。不同代码段之间的通过ABI约定，比如传参和返回值在哪？内存是否对其等？。CPU、编译器和操作系统供应商都提供自己的ABI。

为什么要ABI？
为了兼容。

兼容哪些？
系统调用，函数调用，二进制格式等

举个Linux操作系统的例子

Linux的API包括一些内核接口和用户态接口。比如用户态glibc。
先看Linux ABI？

举个Intel芯片规范的例子：

比如SystemV在Inter386的ABI描述， http://www.sco.com/developers/devspecs/abi386-4.pdf

可以看到描述了这些规范：
比如函数调用序列，操作系统接口，ELF文件结构

比如芯片的ABI定义

寄存器的约定，比如sp就是栈指针：

比如栈的分布：

比如操作系统的ABI

比如内存中加载段的规范，数据段在哪，代码段在哪。操作系统这样规定了，编译器编译的时候就按照这个规范放到哪儿。操作系统执行的时候也就搬到哪。

比如微软ABI是芯片的一个自己比如对寄存器的用途约定是：

• 调用函数传参通过寄存器RCX、RDX、R8和R9来存储前四个参数。浮点用XMM0、XMM1、XMM2和XMM3寄存器

举个应用程序的例子

以Mellanox网卡驱动中ABI的例子来看，他定义了他的二进制程序的一些规范，比如下面是create cq这个行为传参的规范，未来不同版本的用户态库，内核态响应都按照这个来兼容。

struct mlx5_ib_create_cq {__aligned_u64 buf_addr;__aligned_u64 db_addr;__u32	cqe_size;__u8    cqe_comp_en;__u8    cqe_comp_res_format;__u16	flags;__u16	uar_page_index;__u16	reserved0;__u32	reserved1;
};

但是！用户态verbs自己定义了ABI的版本，如果他的ABI版本提高了，就不能兼容了。不过至少ABI定义了如果你版本相同，就能兼容。

/* Increment this value if any changes that break userspace ABI* compatibility are made.*/
#define MLX5_IB_UVERBS_ABI_VERSION	1

综述

因为有了ABI的规范，于是ELF这些结构也就规范了，比如也就能用相同的readelf命令读取不同平台架构（比如mac、x86、嵌入式平台）的二进制文件。包括不同程序语言之间（比如Python调用C）互相调用都离不开ABI的功能。本文主要以芯片、操作系统、用户程序为切面简单看了下ABI是什么？对理解ABI以及理解计算机体系整个结构有一定的帮助。

参考：
https://en.wikipedia.org/wiki/Application_binary_interface
https://cloud.tencent.com/developer/article/1357674