Kompilasi Kode

Pada workshop kali ini, kita akan menggunakan bahasa pemrograman tingkat tinggi, dalam bentuk Python, dan bahasa pemrograman terkompilasi, dalam bentuk C++ dan Fortran. Bagi banyak peneliti, penggunaan bahasa tingkat tinggi terinterpretasi sudah cukup untuk kebutuhan penelitian mereka. Penggunaan bahasa pemrograman terkompilasi menjadi kebutuhan untuk simulasi numerik atau pemrosesan data skala besar.

Kompilasi

Kompilasi adalah proses pengubahan program dari bentuk source code yang dapat dipahami manusia menjadi machine code yang dapt dicerna oleh komputer. Ada beberapa tahapan dalam proses kompilasi, yaitu:

  1. Preprocessor

    Tahap ini memiliki peran untuk melakukan substitusi terhadap preprocessor directives atau makro yang diawali dengan tanda # seperti #include dan #define. Penggunaan makro ini memudahkan kita untuk menulis program yang lebih mudah dipahami.

    Kita dapat menambahkan opsi -D [opsi] atau -D [opsi]=[nilai] untuk menambahkan makro definis secara eksplisit pada waktu kompilasi.

    Tahapan ini biasanya tidak dilakukan secara eksplisit.

    • C++: g++ -E program.cpp -o program.i
    • Fortran: gfortran -E program.f90 -o program.i

    Direktif #include yang menggunakan angled brackets seperti #include <iostream> akan berusaha mencari file header di daftar include path sedangkan direktif yang menggunakan tanda kutip seperti #include "persiapan.h" akan mencari file header di direktori saat ini terlebih daulu sebelum mencari di direktori yang ada di include path.

    Fortran pada dasarnya tidak memiliki tahapan preprocessing. Akan tetapi, kebanyakan compiler Fortran dapat mencerna preprocessor directives sesuai dengan standar C/C++.

    Hal ini akan menjadi penting saat kita membahas mengenai OpenMP.

  2. Compiler

    Tahap ini mengubah source code menjadi assembly code. Bahasa assembly sudah bisa dipahami langsung oleh komputer tetapi juga masih bisa dibaca oleh manusia.

    Tahapan ini biasanya juga tidak dilakukan secara eksplisit.

    • C++: g++ -S program.cpp -o program.s
    • Fortran: gfortran -S program.f90 -o program.s

  3. Assembler

    Tahap ini mengubah assembly code menjadi machine code yang sudah tidak bisa dipahami oleh manusia. Machine code ini akan disimpan dalam bentuk object file yang memiliki ekstensi .o atau .obj.

    Tahapan ini biasanya dilakukan secara eksplisit untuk mempercepat proses kompilasi program berskala besar.

    • C++: g++ -c program.cpp -o program.o
    • Fortran: gfortran -c program.f90 -o program.o

  4. Linker

    Pada tahap ini semua object file akan digabungkan menjadi satu program executable yang dapat dijalankan oleh komputer. Pada tahap ini pula, kita akan menghubungkan library yang dibutuhkan oleh program kita.

    • C++: g++ file1.o file2.o ... -o program
    • Fortran: gfortran file1.o file2.o ... -o program

Optimasi Hasil Kompilasi

Pada waktu kompilasi, ada beberapa opsi yang dapat kita gunakan untuk membuat program kita berjalan lebih cepat. Opsi-opsi ini dapat digunakan pada tahap compiler dan linker. Contoh optimasi yang sering digunakan adalah -O2, -O3, dan -Ofast. Untuk lebih lanjut, silahkan mengacu pada dokumentasi GCC.