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Java Native Interface(JNI)是否受C++ ABI兼容性问题的影响？

我正在开发一个Java应用程序.我想使用Java Native Interface(JNI)来调用C++库中的函数.我可以访问C++库的代码,但我可以重建它,但我可能需要.(例如,我可以静态链接C++运行时.)

我可以要求我的用户拥有JRE 6或更高版本,但我不能要求他们拥有任何特定的C++运行时.

一位同事向我指出了这篇博客文章:http://www.trilithium.com/johan/2005/06/static-libstdc/,它建议不要使用动态加载的C++代码.

另一位同事向我指出了这个错误报告:http://bugs.sun.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=4694590,详细说明了如何在Java 1.4.2中解决这些问题.

根据我的理解,问题的要点是libstdc ++的二进制接口经常发生变化.如果C++应用程序加载了使用不同编译器构建的C++共享库,则会同时将两个不兼容的libstdc ++库加载到内存中.

错误报告解释了Java 1.4.2的解决方案:"我们静态链接JDK中的C++运行时并启用链接器脚本以隐藏libstdc ++和其他内部符号中的符号.结果,这些符号对JNI代码变得不可见,并且当某些符号时本机代码需要调用C++运行时,调用将使用适当的libstdc ++解析.所以.还有两个libstdc ++.所以同时加载,但它应该是良性的."

我有几个问题.

首先,OpenJDK是否继续采用这种方法？

[ 编辑:我在OpenJDK的build-dev邮件列表中问过这个问题.答案是肯定的,HotSpot仍然静态地链接libstdc ++,但显然"大多数Linux发行版补丁出来".另一位开发人员指出,这甚至不需要补丁:"设置STATIC_CXX = false应该足够了(默认为true)."]

其次,即使在这种情况下,拥有两个不兼容的libstdc ++是否真的是良性的.所以同时加载？

第三,这种方法(隐藏JDK中的符号)是否解决了所有兼容性问题？

上面引用的博客文章警告说"针对不同ABI编译的代码根本不是二进制兼容的".后来,"语言运行时支持通常依赖于一些共享数据,例如访问某种锁或全局数据结构(类似于C程序需要共享错误的方式)."

这使得听起来无法解决问题.

再说一次,也许ABI不兼容不再是问题.博客文章已有六年多了.另一个stackoverflow问题(GCC ABI兼容性)的答案断言"自从gcc-3.4.0起,ABI是向前兼容的".这是成功的吗？

我对这些问题的任何指导表示感谢.(嘿,谢谢阅读所有这些!)

EDITS

我的问题变得越来越长,所以我没有详细说明.解决威尔的评论:

1. 我只需要调用extern"C"函数.(例如,我使用javah生成C头文件.)
2. 我不需要与JVM中的C++运行时交互.(我基本上只需要将字符串发送到C++库.)

我听说了:

[ABIs]保证结构的确切布局,每个成员的字节偏移,哪些位用于位字段,填充的位置和填充量等等...

但我一直认为填充和对齐是未指定的和不可靠的.

是否安腾ABI(其中GCC使用)实际上指定这些事情(据我所知,它似乎并没有超出规定范围)？

如果确实如此,那么选项如何__attribute__ ((packed))适应呢？他们最终通过改变事物的排列来打破ABI吗？

或者,正如引言所暗示的那样,工具链之间只是未指定包装,但事实上在使用某个ABI时是否可靠和可预测？然后,再次,如何__attribute__ ((packed))适应这种情况？

我读到当程序进行函数调用时,被调用函数必须知道如何返回其调用者.

我的问题是:被调用函数如何知道如何返回其调用者？是否有通过编译器在幕后工作的机制？

所述X86-64 ABI指定两个返回寄存器:rax和rdx,在大小两个64位(8个字节).

假设x86-64是唯一的目标平台,这两个功能中的哪一个:

uint64_t f(uint64_t * const secondReturnValue) {
    /* Calculate a and b. */
    *secondReturnValue = b;
    return a;
}

std::pair<uint64_t, uint64_t> g() {
    /* Calculate a and b, same as in f() above. */
    return { a, b };
}

考虑到针对x86-64的C/C++编译器的当前状态,会产生更好的性能吗？使用一个版本或其他版本是否存在性能方面的任何陷阱？编译器(GCC,Clang)总是能够优化std::pair返回rax和rdx吗？

更新:通常,如果编译器优化std::pair方法(使用GCC 5.3.0和Clang 3.8.0的二进制输出示例),则返回一对更快.如果f()没有内联,编译器必须生成代码以将值写入内存,例如:

movq b, (%rdi)
movq a, %rax
retq

但是如果g()编译器满足要求:

movq a, %rax …

在尝试优化x86_64上的返回值时,我注意到一件奇怪的事情.即,给出代码:

#include <cstdint>
#include <tuple>
#include <utility>

using namespace std;

constexpr uint64_t a = 1u;
constexpr uint64_t b = 2u;

pair<uint64_t, uint64_t> f() { return {a, b}; }
tuple<uint64_t, uint64_t> g() { return tuple<uint64_t, uint64_t>{a, b}; }

Clang 3.8输出此汇编代码f:

movl $1, %eax
movl $2, %edx
retq

这个用于g:

movl $2, %eax
movl $1, %edx
retq

哪个看起来最佳.但是,使用GCC 6.1编译时,生成的程序集f与Clang输出相同,生成的程序集为g:

movq %rdi, %rax
movq $2, (%rdi)
movq $1, 8(%rdi)
ret

看起来返回值的类型被GCC归类为MEMORY,而Clang归类为INTEGER.我可以确认将Clang代码与GCC代码链接这样的代码可能会导致分段错误(Clang调用GCC编译 …

我正在将一些 AArch64/ARM64/Apple Silicon 汇编代码从 Linux 移植到 macOS。

此代码使用所有 31 个可用寄存器（堆栈指针不算在内）来避免几乎所有溢出情况；Linux 调用约定允许我使用那么多寄存器。

如果迫不得已，我承认溢出一个额外的寄存器（从而将其减少到使用 30 个寄存器）是可行的，因为性能受到的影响最小，但如果限制为 29 个或更少的可用寄存器，性能将受到更大的影响。因此，我真的希望至少有 30 个可用寄存器，最好是 31 个。

我刚刚从 Apple 官方文档中了解到，保留了两个额外的寄存器，超出了 Linux 调用约定的要求：

\n

尊重特定 CPU 寄存器的用途

\n

ARM 标准将某些决策委托给平台设计者。Apple 平台遵循以下选择：

\n

\n
• 该平台保留寄存器x18。不要\xe2\x80\x99 使用该寄存器。
\n
• 帧指针寄存器 (x29) 必须始终寻址有效的帧记录。某些函数 \xe2\x80\x94 例如叶函数或尾部调用 \xe2\x80\x94 可能会选择不在该列表中创建条目。因此，即使没有调试信息，堆栈跟踪也始终是有意义的。
\n

\n

尽管有这些说法，我的代码在没有它的情况下似乎运行良好。

现在，我完全明白忽略此类 ABI 要求是一件非常糟糕的事情 (TM)。但是，我想确切地了解代码如何因使用 x18 和 x29 而中断。

例如，通过阅读上述文档，我的理解是 x29 是为了支持调试或故障转储。假设我不关心调试这个函数（实际上我不关心），或者任何生成的故障转储是否有意义。那么，使用x29有什么坏处吗？

至于x18，知道它有什么用吗？我假设（零支持证据）如果在该代码运行时执行中断或上下文切换，则不会保存 x18，因此一旦返回就会破坏我的函数的结果。这将是一个更严重的情况，我会听取建议，在这种情况下不要使用 x18。

另请注意，所讨论的代码是叶函数，因此破坏从其中调用的任何函数都没有问题。

像printf这样的可变函数如何找出它们得到的参数数量？

显然,参数的数量不会作为(隐藏)参数传递(请参阅asm示例中的printf调用).

有什么诀窍？

我的库有两个类,一个基类和一个派生类.在库的当前版本中,基类具有虚函数foo(),派生类不会覆盖它.在下一个版本中,我希望派生类可以覆盖它.这会破坏ABI吗？我知道引入一个新的虚函数通常会,但这似乎是一个特例.我的直觉是它应该改变vtbl中的偏移量,而不是实际改变表的大小.

显然,由于C++标准没有强制要求特定的ABI,这个问题在某种程度上是特定于平台的,但实际上,在大多数编译器中,断开和维护ABI是类似的.我对GCC的行为感兴趣,但是人们可以回答的编译器越多,这个问题就越有用;)

在独立类中更改公共非虚拟非内联重载方法的顺序是否会破坏ABI？

之前:

class MyFinalClass
{
public:
    // ...
    void doSomething(char c, int i, int n);
    void doSomething(char c, int i);
    // ...
};

后:

class MyFinalClass
{
public:
    // ...
    void doSomething(char c, int i);
    void doSomething(char c, int i, int n);
    // ...
};

谢谢!

如何在没有源代码的情况下使用 Remix 与以太坊上已部署的合约（不是我的合约）进行交互，但我有 ABI。

我想要这样做的原因是因为某些合同有超过 20 个 .sol 文件，我不想手动复制并粘贴到 Remix 中。