Was ist eine Objektdatei in C?

Ich lese über Bibliotheken in C, habe aber noch keine Erklärung dafür gefunden, was eine Objektdatei ist. Was ist der wirkliche Unterschied zwischen jeder anderen kompilierten Datei und einer Objektdatei?
Ich würde mich freuen, wenn jemand es in menschlicher Sprache erklären könnte.

Eine Objektdatei ist die eigentliche Ausgabe der Kompilierungsphase. Es ist hauptsächlich Maschinencode, enthält aber Informationen, die es einem Linker ermöglichen, zu sehen, welche Symbole darin enthalten sind und welche Symbole er benötigt, um zu funktionieren. (Als Referenz sind “Symbole” im Grunde Namen von globalen Objekten, Funktionen usw.)

Ein Linker nimmt all diese Objektdateien und kombiniert sie, um eine ausführbare Datei zu bilden (vorausgesetzt, er kann es, dh es gibt keine doppelten oder undefinierten Symbole). Viele Compiler werden dies für Sie tun (sprich: sie führen den Linker selbst aus), wenn Sie ihnen nicht mit Befehlszeilenoptionen sagen, dass sie “einfach kompilieren” sollen. (-c ist eine gängige Option “nur kompilieren, nicht verknüpfen”.)

1. Eine Objektdatei ist die kompilierte Datei selbst. Es gibt keinen Unterschied zwischen den beiden.

2. Durch Verknüpfung der Objektdateien wird eine ausführbare Datei gebildet.

3. Die Objektdatei enthält Anweisungen auf niedriger Ebene, die von der CPU verstanden werden können. Deshalb wird er auch Maschinencode genannt.

4. Dieser Low-Level-Maschinencode ist die binäre Darstellung der Anweisungen, die Sie auch direkt in Assemblersprache schreiben und dann den Assemblersprachencode (dargestellt in Englisch) mit einem Assembler in Maschinensprache (dargestellt in Hex) verarbeiten können.

Hier ist ein typischer High-Level-Flow für diesen Prozess für Code in High-Level-Sprache wie C

–> geht durch Präprozessor

–> um optimierten Code zu geben, immer noch in C

–> Compiler durchlaufen

–> Assemblercode angeben

–> geht durch einen Assembler

–> um Code in Maschinensprache zu geben, der in OBJEKTDATEIEN gespeichert ist

–> geht durch Linker

–> um eine ausführbare Datei zu erhalten.

Dieser Fluss kann einige Variationen haben, zum Beispiel können die meisten Compiler den Maschinensprachencode direkt generieren, ohne einen Assembler durchlaufen zu müssen. Ebenso können sie die Vorverarbeitung für Sie übernehmen. Trotzdem ist es schön, die Bestandteile zum besseren Verständnis aufzubrechen.

Es gibt 3 Arten von Objektdateien.

Verschiebbare Objektdateien

Maschinencode in einer Form enthalten, die mit anderen verschiebbaren Objektdateien zur Verbindungszeit kombiniert werden kann, um eine ausführbare Objektdatei zu bilden.

Wenn Sie eine haben a.c Quelldatei, um ihre Objektdatei mit GCC zu erstellen, sollten Sie Folgendes ausführen:
gcc a.c -c

Der vollständige Prozess wäre: Präprozessor (cpp) würde über ac laufen. Seine Ausgabe (immer noch Quelle) wird in den Compiler (cc1) eingespeist. Seine Ausgabe (Assembly) wird in den Assembler (as) eingespeist, der die erzeugt relocatable object file. Diese Datei enthält Objektcode und Verknüpfung (und Debugging if -g verwendet wurde) Metadaten und ist nicht direkt ausführbar.

Shared-Object-Dateien

Spezieller Typ einer verschiebbaren Objektdatei, die dynamisch geladen werden kann, entweder zur Ladezeit oder zur Laufzeit. Gemeinsam genutzte Bibliotheken sind ein Beispiel für diese Art von Objekten.

Ausführbare Objektdateien

Maschinencode enthalten, der direkt in den Speicher geladen werden kann (vom Lader, z ausführen) und anschließend ausgeführt.

Das Ergebnis der Ausführung des Linkers über mehrere relocatable object files ist ein executable object file. Der Linker führt alle Eingabeobjektdateien von der Befehlszeile aus von links nach rechts zusammen, indem er alle gleichartigen Eingabeabschnitte (z .data) an den Ausgangsabschnitt des gleichen Typs. Es verwendet symbol resolution und relocation.

Bonus gelesen:

Beim Verlinken gegen a static library Die Funktionen, auf die in den Eingabeobjekten verwiesen wird, werden in die endgültige ausführbare Datei kopiert. Mit dynamic libraries Stattdessen wird eine Symboltabelle erstellt, die eine dynamische Verknüpfung mit den Funktionen/Globals der Bibliothek ermöglicht. Das Ergebnis ist also eine teilweise ausführbare Objektdatei, da dies von der Bibliothek abhängt. Wenn die Bibliothek nicht existiert, kann die Datei nicht mehr ausgeführt werden).

Der Verknüpfungsprozess kann wie folgt durchgeführt werden:
ld a.o -o myexecutable

Der Befehl: gcc a.c -o myexecutable ruft alle unter Punkt 1 und Punkt 3 genannten Befehle auf (cpp -> cc1 -> as -> ld¹)

1: ist eigentlich collect2, was ein Wrapper über ld ist.

Eine Objektdatei ist genau das, was Sie erhalten, wenn Sie eine (oder mehrere) Quelldatei(en) kompilieren.

Es kann sich entweder um eine vollständig fertige ausführbare Datei oder Bibliothek oder um Zwischendateien handeln.

Die Objektdateien enthalten typischerweise nativen Code, Linker-Informationen, Debugging-Symbole und so weiter.

Objektdateien sind Codes, die von Funktionen, Symbolen und Text abhängig sind, um das Programm auszuführen. Genau wie alte Fernschreiber, die Fernschreiben erforderten, um Signale an andere Fernschreiber zu senden.

Genauso wie Prozessoren zum Ausführen Binärcode benötigen, sind Objektdateien wie Binärcode, aber nicht verknüpft. Durch das Linken werden zusätzliche Dateien erstellt, sodass der Benutzer die C-Sprache nicht selbst kompilieren muss. Benutzer können die exe-Datei direkt öffnen, sobald die Objektdatei mit einem Compiler wie c language oder vb usw. verknüpft ist.