¿Por qué Compilar Primero a un Archivo Objeto?

Cuando tienes un proyecto con unos 100 archivos fuente, no quieres recompilar todos de ellos cada vez que uno cambia. Al compilar cada archivo de origen en un archivo de objeto separado y solo recompilar los archivos de origen que se ven afectados por un cambio, se pasa la cantidad mínima de tiempo desde el cambio de código fuente a un nuevo ejecutable.

make es la herramienta común utilizada para rastrear dichas dependencias y recrear su binario cuando algo cambia. Por lo general, configura lo que cada fuente file depends on (estas dependencias pueden ser generadas típicamente por su compilador - en un formato adecuado para make), y deje que make maneje los detalles de la creación de un binario actualizado.

El.o archivo es el archivo Objeto. Es una representación intermedia del programa final.

Específicamente, típicamente, el .o el archivo tiene código compilado, pero lo que no tiene son direcciones finales para todas las diferentes rutinas o datos.

Una de las cosas que un programa necesita antes de poder ejecutarse es algo similar a una imagen de memoria.

Por ejemplo.

Si tienes tu programa principal y llama a una rutina A. (Esto es faux fortran, no he tocado en décadas, así que trabaja conmigo aquí.)

PROGRAM MAIN
INTEGER X,Y
X = 10
Y = SQUARE(X)
WRITE(*,*) Y
END

Entonces tienes la función SQUARE.

FUNCTION SQUARE(N)
SQUARE = N * N
END

Son unidades compiladas individualmente. Puede ver que cuando se compila MAIN no SABE dónde está "SQUARE", en qué dirección está. Necesita saber que cuando llama a la instrucción de la SUBRUTINA DE SALTO de microprocesadores (JSR), la instrucción tiene un lugar para ir.

El.o el archivo ya tiene la instrucción JSR, pero no tiene el valor real. Que viene más adelante en el enlace o fase de carga (dependiendo de su aplicación).

Entonces, MAINS .o archivo tiene todo el código para main, y una lista de referencias que quiere resolver (notablemente SQUARE). SQUARE es básicamente independiente, no tiene ninguna referencia, pero al mismo tiempo, no tenía ninguna dirección en cuanto a dónde existe en la memoria todavía.

El enlazador quitará todo el .o archivos y combinarlos en un solo exe. En los viejos tiempos, el código compilado sería literalmente una imagen de memoria. El programa comenzaría en alguna dirección y simplemente cargado en RAM al por mayor, y luego ejecutado. Por lo tanto, en el escenario, se puede ver el enlazador tomando los dos .o archivos, concatenándolos juntos (para obtener la dirección real de cuadrados), luego volvería y encontraría la referencia CUADRADA en PRINCIPAL, y completaría la dirección.

Los enlazadores modernos no van tan lejos, y posponen gran parte de ese procesamiento final hasta cuando el programa está realmente cargado. Pero el concepto es similar.

Compilando a .o archivos, terminas con unidades de lógica reutilizables que luego se combinan posteriormente por los procesos de enlace y carga antes de la ejecución.

El otro aspecto agradable es que el .o los archivos pueden provenir de diferentes idiomas. Siempre y cuando los mecanismos de llamada sean compatibles (es decir, cómo se pasan los argumentos a y desde funciones y procedimientos), una vez compilados en a .o, el lenguaje fuente se vuelve menos relevante. Puede vincular, combinar, código C con código FORTRAN, por ejemplo.

En PHP et all, el proceso es diferente porque todo el código se carga en una sola imagen en tiempo de ejecución. Puedes considerar los FORTRANs .o archivos similares a cómo usaría PHPs include mechanism para combinar archivos en un todo grande y cohesivo.

Otra razón, aparte del tiempo de compilación, es que el proceso de compilación es un proceso de múltiples pasos .

Los archivos objeto son solo una salida intermedia de ese proceso. Eventualmente serán utilizados por el enlazador para producir el archivo ejecutable.

Compilamos archivos objeto para poder vincularlos entre sí para formar ejecutables más grandes. Esa no es la única manera de hacerlo.

También hay compiladores que no lo hacen de esa manera, sino que compilan en memoria y ejecutan el resultado inmediatamente. Anteriormente, cuando los estudiantes tenían que usar mainframes, esto era estándar. Turbo Pascal también lo hizo de esta manera.