واسط دودویی کاربردی

یک میانای دودویی کاربردی یا رابط دودویی کاربردی (به انگلیسی: application binary interface) با کوته‌نوشت ABI یک واسط است که بین دو «پودمان برنامه دودویی» وجود دارد. معمولا یکی از این پودمان ها یک کتابخانه یا وسیله سیستم‌عامل است، و دیگری یک برنامه است که توسط یک کاربر در حال اجرا است.

یک ABI در واقع دارد نحوه دسترسی به ساختمان داده یا رویه محاسباتی را در کد ماشین تعریف می کند، که این کد ماشین یک قالب سطح پایین و وابسته به سخت افزار است. در مقابل مفهوم API است که این دسترسی را در کد منبع تعریف می کند، که کد منبع یک قالب نسبتا سطح بالا، مستقل از سخت‌افزار، و معمولا انسان-خواندنی است. یک بخش معمول از یک ABI تعریف قرارداد تماس‌گرفتن است، که تعیین می کند که چگونه داده به عنوان ورودی ارائه گردد، یا به عنوان خروجی، از رویه های محاسباتی خوانده شود. قراردادهای تماس‌گیری x86 مثال‌هایی در این زمینه اند.

یک مفهوم پیوسته با ABI (که می تواند استانداردسازی شود یا نشود)، کارهای نویسنده یک کامپایلر، سیستم‌عامل، یا کتابخانه است. با این حال، یک برنامه‌نویس کاربردی موقعی که «یک برنامه را به صورت مخلوطی از چند زبان برنامه‌نویسی می نویسد» یا حتی موقعی که «یک برنامه نوشته شده به یک زبان را با چند کامپالر متفات کامپایل می کند» با ABI ها سروکار دارد.

توصیف

ABI ها شامل این جزییات هستند:

• مجموعه دستورالعمل یک پردازنده (با جزییاتی مثل ساختار فایل ثبات، سازمان پشته، انواع دسترسی به حافظه و غیره).
• اندازه، چیدمان‌ها، و ترازهای انواع داده اصلی که پردازه می تواند به آنها به صورت مستقیم دسترسی یابد.
• قرارداد تماس، که نحوه ارسال آرگومان های تابع، و بازیابی مقادیر بازگشتی را کنترل می کند. مثلا این موارد را کنترل می کند:
  • آیا همه پارامترها باید روی پشته قرار گیرند یا بعضی از آن‌ها در ثبات قرار گیرند
  • کدام ثبات برای کدان عملکرد تابعی استفاده شود؛
  • آیا اولین پارامتر تابعی قرارگرفته روی پشته، اول یا آخر روی پشته نشانده شده است.
• یک برنامه‌کاربردی چگونه باید با سیستم‌عامل تماس سامانه‌ای بگیرد، و اگر ABI تماس‌های سامانه‌ای مستقیم را به جای تماس‌های رویه‌ای به ته‌رسیدهای تماس سامانه‌ای تعیین نموده است، باید اعداد تماس سامانه‌ای تعیین شود.
• و در حالتی که با یک ABI سیستم‌عاملی کامل سروکار داریم، قالب دودویی فایل شیء، کتابخانه برنامه، و غیره.

ABI های کامل

یک ABI کامل، مثل استاندارد سازگاری دودویی اینتل (iBCS) این امکان را فراهم می سازد تا یک برنامه از یک سیستم‌عامل که از آن ABI پشتیبانی می کند، بدون هیچ دستکاری روی هر سامانه دیگر مشابه (پشتیبانی کننده از ABI) اجرا گردد، برای این موضوع باید کتابخانه های مشترک لازم وجود داشته باشد، و پیش‌نیازهای مشابه برآورده گردد.

دیگر ABI ها جزییاتی مثل دستکاری نام C++، انتشار حالت استثنا، و قراداد تماس‌گیری بین کامپایلرها در یک بن‌سازه را استاندارد سازی می کند، اما نیازی به سازگاری بین بن‌سازه‌ایی ندارد.

ABI های توکار

یک واسط دودویی کاربردی توکار (به انگلیسی: embedded-application binary interface) با کوته‌نوشت EABI قراردادهای استانداردی برای قالب پرونده، انواع داده، استفاده از ثبات، سازماندهی فریم پشته، و قراردادن پارامتر تابعی یک برنامه نرم‌افزاری توکار، برای استفاده با یک سیستم‌عامل توکار را تعیین می کند.

کامپایلرهایی که از EABI پشتیبانی می کنند، ابجکن کدی می سازند که با کد تولید شده دیگر کامپایلرهای مشابه سازگار است، این موضوع به توسعه‌دهنده ها امکان پیوند کتابخانه‌های ساخته شده با یک کامپایلر را با آبجکت کد تولید شده با یک کامپایلر دیگر می دهد. توسعه‌دهندگانی که کد زبان اسمبلی خودشان را می نویسند هم ممکن است بخواهند با کد اسمبلی تولید شده با کامپابلر سازگار، واسط سازی انجام دهند.

EABI ها برای بهینه سازی کارایی در داخل منابع محدود یک سامانه توکار طراحی شده اند. بنابراین، EABI ها، بیشتر انتزاع هایی که بین کد کاربر و هسته در سیستم‌عامل های پیچیده وجود دارد را حذف می کنند. برای مثال از پیوند پویا جلوگیری می شود، تا اجرایی کوچکتری ایجاد شود، و بازگذاری سریعتر شود، همچنین استفاده از ثبات های ثابت، به ما امکان ایجاد پشته ها و تماس هسته ای فشرده تر را می دهد، و اجرای برنامه کاربردی در حالت مجوزدهی شده، امکان دسترسی مستقیم به عملیات های سخت افزاری سفارشی بدون تغییر مسیر بواسطه تماس به یک درایور دستگاه را می دهد. انتخاب EABI می تواند روی کارایی تاثیر بگذارد.

EABI هایی که امروزه زیاد استفاده می شوند شامل: PowerPC، Arm EABI و MIPS EABI هستند. پیاده سازی های نرم افزاری خاص مثب کتابخانه C ممکن است محدودیت های اضافی را تحمیل کند، و این موجب ایجاد یک ABI واقعی تر (با غیرانتزاعی تر) می شود؛ یک مثل GNU OABI و EABI برای ARM است که هردو آن‌ها زیرمجموعه ARM EABI هستند.