컴파일
컴파일(Compile)은 인간이 이해할 수 있는 언어로 작성된 소스코드를 컴퓨터가 이해할 수 있는 기계어로 번역(변환)하는 작업을 의미한다. C, Java 등으로 작성된 소스코드를 전기 신호인 0, 1로 바꿔주는 과정이라고 이해하자. 컴파일러(Compiler)는 컴파일 과정을 수행하는 프로그램이다.
컴파일 과정은 왜 반드시 필요할까?
간단히 말하면, 인간이 작성한 언어를 컴퓨터가 이해하도록 변환해주는 것이지만, 상세하게 보면 컴퓨터를 이용하는 사용자들의 컴퓨터는 동일하지 않다. 프로그래밍 언어의 고급 언어는 약속된 문법을 사용하기 때문에 맥북인 내 컴퓨터로 C언어를 작성하든, 윈도우인 다른 사람의 컴퓨터로 C언어를 작성하든 C언어의 문법을 사용해서 application을 작성할 것이다.
그러나, 운영체제가 다르면 ISA(Instruction Set Architecture)도 다르고 컴퓨터가 작동하는 원리에 차이가 있을 수 밖에 없다. 같은 윈도우라도 window 7, window 10과 같이 사용자의 컴퓨터들은 차이점이 반드시 존재한다. 컴퓨터 내부의 CPU, RAM 등 모든 부품에도 차이가 있기 때문에 사용자의 환경에 맞는 적절한 전기 신호를 보내야 하는데 인간이 작성한 고급 언어만 보고는 그런 작업을 할 수 없다. 컴파일 과정을 통해 각자의 환경에 맞는 어셈블리어로 변환하고 기계어로 변환해야 하는 것이다.
대략적인 컴파일 과정은 아래와 같다.
- High Level Language로 프로그램을 만듦
- source code (소스코드) 생성
- High Level Language -> Assembly Language로 컴파일
- 어셈블리 언어는 하드웨어가 어떤 ISA를 사용하느냐에 따라 다름
- Assembler를 이용하여 Assembly Language -> Machine language
- object code (목적코드) 생성
- Linker object 관계 연결
- out (리눅스), exe (윈도우) 같은 실행파일 생성
- Loader에 올라가고 메모리에 들어간 이후 코드를 읽어 실행
그렇다면, 인터프리터는?
Python 같은 인터프리터는 2, 3, 4, 5의 과정을 프로그램을 실행시키면서 진행하기 때문에, 느리지만 호환성 걱정이 없다.
아래의 그림은 C언어에서의 컴파일 과정이다.
C에서의 컴파일 과정은 4가지 단계(전처리 과정 - 컴파일 과정 - 어셈블리 과정 - 링킹 과정) 로 나누어 진다. 이 4가지 단계를 묶어서 컴파일 과정, 빌드 과정이라고 부르기도 하고 컴파일 과정과 링킹 과정을 따로 나눠서 부르기도 한다. 보통 빌드 과정은 컴파일 과정보다 넓은 의미(빌드=컴파일+링킹)로 사용되는데 상황에 맞게 이해하면 될 거 같다.
전처리기(preprocessor) : 원시 프로그램을 번역하기 전에 프로그램 내에 포함되어 있는 특별한 지시어를 먼저 해독해주는 번역 프로그램, 전처리기로 처리된 소스 프로그램은 컴파일러에 의해 목적 프로그램으로 변환됨
링커 : 목적 프로그램에 라이브러리로부터 꺼낸 표준함수와 사용자 함수를 연결해서 실행 가능한 프로그램을 생성한다.
test라는 소스 코드를 C언어로 작성했다고 하면,
test.c,test.obj,test.exe총 3개의 파일이 만들어진다.
C언어에서 컴파일에 관한 자세한 내용은 링크를 참고하자.