Compilacion, Fases de la Compilacion

1.     Compilación:

Al diseñar o programar un sistema, software, aplicación, procede de varias fases de realización en donde una de sus importantes se encuentra la compilación proceso al que el compilador debe analizar el texto de nuestro programa fuente, comprobar que no contiene errores y producir como salida un fichero con la traducción de nuestro código a conjunto de instrucciones de nuestro procesador.

A la hora de compilar nuestro proyecto lo que haremos será procesar cada uno de estos módulos por separado, diciéndole al compilador que tenga en cuenta que ninguno de estos módulos es un programa por sí mismo, sino una parte del mismo. Lo que hará el compilador será producir como salida una serie de ficheros objeto. Estos ficheros son la traducción a binario de cada uno de nuestros módulos. Sin embargo ninguno de ellos conforma un ejecutable por sí mismo, ya que ninguno contiene el código completo de nuestro programa.

Ningún proyecto de programación serio está compuesto hoy en día por un solo archivo fuente, sino más bien todo lo contrario. Es conveniente que cualquier programa que pase de unos cientos de líneas sea dividido en una serie de módulos que faciliten la legibilidad y el mantenimiento del código.

2.     Fases de la Compilación:

Un lenguaje de alto nivel (compilado) para ejecutarlo como programa es necesario de una traducción o de las fases para la compilación las cuales se dividen en 3 fases:

a)    Compilación:

En esta fase se convierte el código fuente a lenguaje máquina, pero no se asignan direcciones absolutas de memoria, pues no se sabe con exactitud a qué lugar va a ir el programa, en su lugar se colocan informaciones para el programa enlazador. Se divide en varias etapas:

a.       Pre procesamiento: no se genera código objeto, básicamente lo que se hace son modificaciones al código fuente (se expanden las macros, pueden eliminarse ciertos módulos de programa -compilación condicional-, pueden añadirse librerías externas, ...) En C las instrucciones para el preprocesador vienen precedidas por # (#include --> incluye un fichero, #define --> (definición de macro) realiza una macrosustitución, #if, #ifdef, #ifndef --> realiza una compilación condicional del bloque).

b.      Generación de código intermedio: se genera un pseudo-código ensamblador, es decir, independiente de la máquina. Es un lenguaje ensamblador muy genérico, no válido para ningún mP, que elimina todas las complejidades de este lenguaje.

c.        Generación de código objeto: El código objeto ya es código máquina, pero ciertas direcciones de memoria todavía no están resueltas y han sido sustituidas por etiquetas (nombres), pues todavía no sabemos en que lugar de la memoria se va a cargar cada módulo del programa.

      Entre medias se pueden hacer diversas optimizaciones, bien para que se ejecute más rápido, ocupe menos espacio, compilar al lenguaje de oros microprocesadores (compiladores cruzados), obtener el código óptimo para mi microprocesador o hacerlo más compatible con viejos procesadores.

b) Enlace

Si nuestro programa es muy extenso podemos descomponerlo en módulos que se compilan y prueban por separado, pero para construir el programa completo es necesario enlazarlos. Estos módulos también pueden ser librerías estáticas, que debemos enlazar antes de poder ejecutarlo (las librerías dinámicas se enlazan mientras se ejecuta el programa, es decir, se cargan en la memoria asignada al programa cuando se está ejecutando).

Módulo objeto 1
módulo objeto 2    ---> programa enlazador --->      programa ejecutable
    ...                                        (linkage)
módulo objeto N

c) Ejecución:

Para ejecutar un programa es necesario cargarlo en memoria. El caso más sencillo es cuando un programa cabe completamente en memoria, si el programa es demasiado grande se tendrá que dividir en segmentos, que se van cargando y descargando según necesidad.
Un programa .com se ejecuta en un único segmento, por tanto no puede exceder los 64 k. Un programa .exe tiene asignados varios segmentos (por lo menos cuatro: uno para el código, otro para los datos, para la pila, y un segmento extra).

            Hoy en día, con los IDE (entornos de desarrollo integrado) todas estas fases se realizan de manera automática al pulsar un botón. Nosotros lo único que tenemos que hacer es trabajar en un proyecto donde se encuentran codificados todos los programas fuente (en uno o varios módulos).