I file oggetto (C) creati con compilatori diversi sono binari compatibili?

Comprendo che i compilatori C ++ non sono compatibili tra loro. Tuttavia, non sono riuscito a trovare nulla su questo argomento per C in particolare. So che lo standard C lascia molto spazio ai compilatori per implementare le cose nel modo che ritengono opportuno: ad esempio, la dimensione e l'allineamento della maggior parte (tutti?) Dei tipi di dati è un salvataggio definito dall'implementazione per alcune garanzie minime. Pertanto, due compilatori (o due versioni dello stesso compilatore) possono non essere d'accordo su numerosi dettagli.

Sono corretto nel pensare che non vi sia alcuna garanzia che due file oggetto compilati con compilatori diversi si colleghino correttamente? Ad esempio, la dimensione dei puntatori potrebbe essere 32 bit in un file oggetto e 64 bit nell'altro. Ma se è così, perché a volte le librerie C sono distribuite in forma precompilata? C'è un'aspettativa che userò lo stesso compilatore hanno fatto (ad esempio gcc), o qualche de facto essendo utilizzata per garantire la compatibilità binaria? E in che modo altre lingue con un'interfaccia in lingua straniera assicurano che le cose si allineino correttamente quando si collegano con i file oggetto C?

La risposta generale è no, i compilatori in linguaggio C non sono compatibili tra loro. Lo standard del linguaggio C non definisce alcun tipo di interoperabilità binaria e la maggior parte degli autori di compilatori non ci prova nemmeno.

Devo qualificarlo. Gli oggetti emessi da un compilatore C devono essere collegati con le librerie di runtime per produrre una libreria eseguibile o collegabile in runtime. Sebbene le funzioni visibili fornite dalla libreria di runtime C debbano essere compatibili, ci saranno anche funzioni non visibili che sono uniche per l'implementazione e impediscono l'interoperabilità.

Questa mancanza di compatibilità si estende anche a diverse versioni dello stesso compilatore. In generale, i programmi e le librerie compilati con le versioni precedenti e più recenti di un compilatore non possono essere collegati tra loro e quelli compilati con MSVC non possono essere collegati con quelli compilati da GCC.

C'è un'eccezione specifica e molto utile. Ogni piattaforma fornisce un collegamento dinamico ABI (Application Binary Interface) e qualsiasi programma in qualsiasi lingua che sia conforme a tale ABI è compatibile. Pertanto è generalmente possibile creare una DLL (su Windows) con MSVC (o qualcos'altro) e chiamarla da un programma compilato da una versione diversa di MSVC o da GCC e viceversa.

Esistono altre due ABI su Windows: assembly COM e .NET e abbracciano una vasta gamma di lingue. Quindi l'interoperabilità è sicuramente possibile, ma non lo sono compatibili.

Il grado di incompatibilità può essere facilmente visto confrontando le mappe dei linker. Per uso GNU ld -M, per uso MSVC link /map. Studia i due file generati. Entrambi avranno nomi che riconoscerai, come printf e main, sebbene (a seconda delle opzioni) i nomi possano essere alterati in vari modi. Avranno anche nomi completamente diversi, molti dei quali non riconoscerai. Affinché i file oggetto prodotti da diversi compilatori siano compatibili, devono concordare su tutti quei nomi e non lo fanno mai. Nemmeno versioni diverse dello stesso compilatore possono sempre farlo.

Quello che cerchi è chiamato ABI (Application Binary Interface).

Il linguaggio C non definisce un ABI, quindi in tal senso non esiste alcuna garanzia che i file C compilati con compilatori diversi funzionino tra loro.

D'altra parte, sulla maggior parte delle piattaforme il sistema operativo definisce un ABI per l'interfacciamento con esso e tutti i compilatori destinati a tale sistema operativo e famiglia di processori usano anche lo stesso ABI per l'interfacciamento con componenti non OS. Quindi, in pratica, gli oggetti C creati da diversi compilatori possono lavorare tra loro.