harmony 鸿蒙OpenHarmony ABI(Application Binary Interface)

  • 2023-10-30
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OpenHarmony ABI(Application Binary Interface)

OpenHarmony系统支持丰富的设备形态,支持多种架构指令集,支持多种操作系统内核;为了应用在各种OpenHarmony设备上的兼容性,本文定义了“OHOS“ ABI的基础标准,包含如下方面:

字节序,字宽

“OHOS” ABI始终采用little-endian,32位系统采用ILP32,64位系统采用LP64。

过程调用规范(Procedure Call Standard)

调用规范定义了函数调用的参数传递方式,寄存器使用规则,栈操作规则等;不同C++编译器,不同操作系统,不同架构都有可能采用不同的调用规则。详细的可以参考《不同C++编译器和操作系统的调用规范》。架构相关的调用规范定义,参看具体架构的定义。

C++ ABI

OpenHarmony系统采用llvm项目中的libc++作为C++运行时库,在系统侧使用libc++.so库来承载,应用侧使用libc++_shared.so来承载,两边一套代码,不同的C++命名空间。C++的符号重整规则请参考《Itanium C++ ABI》。

浮点格式

采用IEE754作为浮点编码格式,针对long double的格式定义,在架构章节具体说明。

可执行文件格式

OpenHarmony系统采用ELF文件格式作为全系统的二进制文件格式,具体格式详情,请参考《System V Application Binary Interface》。CPU架构相关的格式定义,参考下面对应架构说明。

支持架构ABI

下面介绍下当前“OHOS” ABI中支持的架构,以及差异点。

armeabi-v7a

此ABI是以《ARM架构应用二进制接口》为基础制定,适用与32位armv7a架构的cpu,支持的核心列表可以参考《list of ARM processors》,支持arm32,thumb-2,VFPv3-D16指令。

此ABI使用-mfloat-cpu=softfp作为强制浮点数调用规则,本身不影响实际指令是否使用硬件浮点指令。Neon指令等其他扩展在此ABI中是可选的,为了更好的兼容性,建议应用开发者采用-mfpu=softvfp来编译native库 。

此ABI使用64位long double(IEEE binary64)。

arm64-v8a

此ABI是以《ARM架构应用二进制接口》为基础制定,支持AArch64指令集,默认支持neon特性。

此ABI使用-mfloat-cpu=softfp作为强制浮点数调用规则。

此ABI使用128位long double(IEEE binary128)。

x86_64

此ABI是以Intel64和IA-32 ABI为基础,支持MMX、SSE、SSE2、SSE3、SSSE3、SSE4.1等指令,与x86相关的规范参考《System V Application Binary Interface AMD64 Architecture Processor Supplement》。

此ABI使用128位long double(IEEE binary128),注意x86很多平台采用float80格式,OpenHarmony仍然采用128bit形式。

在编译架构中指定ABI

DevEco Studio中设置

在OpenHarmony的C++工程中,找到C++代码所在项目build-profile.json5文件buildOption/externalNativeOptions段,添加abiFilters字段:

{
    “abiType”: 'stageMode',
    “buildOption”: {
        “externalNativeOptions”: {
            "path": "./src/main/cpp/CMakeLists.txt",
            "arguments": "",
            "abiFilters": [
                "armeabi-v7a",
                "arm64-v8a"
            ]
        }
    }
}

cmake中设置

通过SDK CAPI开发native代码的时候,在build/cmake/ohos.toolchain.cmake中定义了OpenHarmony系统一些交叉编译常用的环境变量设置。其中OHOS_ARCH变量定义了当前目标编译的ABI,可以设置下面三个ABI中的一种,arm64-v8a,armeabi-v7a,x86_64。

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