PROCESO DE COMPILACION

Un lenguaje de programación es un tipo de lenguaje, que permiten generar un conjuntos de órdenes para el ordenador y que de este modo pueda realizar tareas. 

El primer lenguaje es el codigo maquina o binario que crean un grupo de instrucciones en base de 0's y 1's y es el lenguaje

Existen 2 grupos grandes de lenguajes.

Lenguajes de alto nivel:

Es el lenguaje mas compresible para el desarrollador pero en terminos de optimizacion no es lo mas adecuado al trabajar con hadware.

lenguajes de alto bajo nivel

Es el lenguaje as cercano al lenguaje maquina, en algunas ocaciones se suele utilizar directamente con el hardware, por ser el mas adecuado en terminos de rendimiento.

Ademas existen lenguajes que son considerados en un estado intermedio como es C, aunque otros los llaman de bajo nivel, su uso de punteros y rutinas en codigo ensamblador.

 

Sin importar como se considere un lenguaje de alto o bajo nivel, si es un lenguaje compilado necesitara forzosamente un compilador,que es una especie de traductor que transforma en este código en instrucciones binarias que la computadora pueda entender. Dependiendo de la arquitectura y el sistema operativo, los compiladores más usados son: gnu compiler collection para linux, clank para mac y Msvc para windows. En mi caso voy a utilizar OS linux asi que debo usar para compilar gcc.

Para convertir este código fuente en algo que nuestra computadora pueda interpretar y ejecutar tenemos que compilarlo en 4 pasos:

•  Pre-procesamiento 

• Compilación 

• Ensamble 

• Enlace 

En el pre procesamiento, el pre procesador identificando las directivas incluidas en el código fuente, haciendo que algunas como puede ser #define #include #ifdef, sean sustituidas, por el valor en donde han sido invocadas.

Con el comando: 

 gcc -E edad.c > edad.pp 

Se vera un archivo con extencion .pp Durante este proceso se buscará el contenido del archivo que se indica como directivas y se reemplaza por completo de modo recursivo posiblemente haciendo llamado a otras dependencias. Asi es como un pequeño codigo de una pocas lineas termina con un poco mas de 700 lineas. 

La segunda etapa llamada compilación lo que hace es convertir esas 700 líneas en unas cuantas instrucciones en assembler.

Con el comando:

  gcc -S edad.c 

 Se obtendra un archivo con extension .s, si lo abre, obtendra algo similar a lo anterior, un archivo en codigo en lenguaje esamblador, aunque puede variar dependiendo la arquitectura es de x64 o x86. 

 

La tercera etapa en el proceso de compilación es el ensamblado,

independiente del sistema o la arquitectura, en este punto, el ensamblador tomara el archivo con el codigo assembler y lo conviete en codigo binario. 

Con el comando: 

 gcc -c edad.c 

Se obtendra un archivo objeto, con extencion .o . Aunque no es tan frecuente hacer pasar por las etapas anteriores y tener un archivo en codigo assembler, se puede convertir a un archivo objeto con el comando:

  as -o edad.o edad.s 

Al abrir el archivo con extencion .o se puede aprenciar que es ilegible para los humanos. 

La última etapa es el enlazado, el compilador en cadena los archivos.o ademas creando los enlcaes de lsa distintas librerias que se invocan desde estos archivos. El enlazador se denomina ld, por motivos practicos no voy a ejemplificarlo, por tener que especificar las rutas de las librerias que seran consumidas por el programa.

En cambio, gcc con el siguiente comando, permite hacer este enlace con los archivo con extension .o:

 gcc -o edad edad.o 

Para hacer los 4 pasos con un solo comando: 

 gcc -o edad edad.c 

Por defecto cuando se crea un enlace dinamico, esto quiere decir que el ejecutable carga desde la memoria del equipo las liberias necesarias para funcionar correctamente, mientras que el enlace estatico hace que el ejecutable sea mas independiente por tener sus librerias incorporadas, pero esto hace que el archivo sea mas pesado. 

Para especificar el enlace estatico con el flag -static: 

 gcc -static -o edad edad.c

 

ref: https://gcc.gnu.org/onlinedocs/ 

ref: man gcc

Chat Socket Tcp Con Node.js

 Profundizando un poco sobre los sockets bajo los protocolos TCP / UDP, como es la implementacion de socket tcp con nodejs, con un pequeño ejemplo de un chat room.

server.js

 

Como ya hemos visto, lo primero seria importar la libreria .net de node.js, se guarda en una variable la instancia del servidor. En la linea 6, se crea el evento connection, que se ejecutara si hay algun socket hace una conexión, ademas muestra por consola la ip y el puerto del usuario. Como esta recibiendo un socket, con el evento data, recibe la informacion que haya enviado el usuario, en este caso el consol log mostrara el buffer y los datos transformados a utf-8, en otras palabras,legible para humanos, asimismo devuelve con el metodo write lo que el usuario escribio. Y al final la instancia del servidor necessita en el evento listen, un puerto y host en este caso se le especifico que corriera con ip4 en el host y mostrara en consola el puerto en el que esta corriendo el servidor.

 

client.js

 

 El cliente tambien importa la libreria .net e instancia un socket en una variable.

En la linea 4 se esta importando una libreria tambien nativa de node.js que permite leer flujos de datos de distintas fuentes, como archivos, peticiones http, una consola, entre otras, una linea a la vez a travez de una interfaz, declarando el input y output.

El socket se pasa en el evento socket el host y el puerto del servidor, en la siguiente linea convierte los buffer recibidosen utf-8. En la liña 12 se instancia la interfaz de readline con el evento line que emite una linea, que se la enviaran al servidor a travez del evento socket.write.

Y por ultimo el socket data, recibe la respuesta del servidor y lo mostrará por consola.

Lo que se acabo de hacer, en el ejemplo anterior es conocido como servidor espejo, que reenvia los datos hacia el mismo usuario.

 

 server.js

Los cambios se hizo al ejemplo anterior, es comprobar que una clave que enviada desde el cliente cierre la coneccion del socket. En este caso es FINISH, cuando es enviada al servidor muestra un mensaje por consola y desconecta el server, en caso contrario solo mostrar la enformacion recibida.

client.js

Los cambios al cliente son si envía una clave cierre la coneccion con el servidor, y esperar una respuesta cuando este completamente cerrado. En este caso no espera una respuesta del servidor pero cerra la interfaz que captura lo que el cliente escribe por consola.

server.js

Para finalizar este ejemplo, severifica si hay una conexión  sin registrar, delo contrario se continua normalmente y se esta atento a los errores del servidor. Cuando hay una nueva conexión de socket al servidor, se guarda ese mensaje y el socket en un mapa declarado en la linea 5. Si el usuario envía la clave para terminar la conexión, el socket del usuario es eliminado junto con su usuario. Delo contrario se pasara la información del usuario formateada, junto al socket a una función creada en la linea 7, que enviará un el mensaje a todos los sockets almacenados excepto al socket del emisor.

client.js

En la interfaz, hay un método query que permite es un método que permite recibir un dato como entrada por el usuario y utiliza como salida este dato. Para utilizarlo en la interfaz debe especificar el output  debajo del input así output: process.stdout. Este dato de entrada la utilizara el servidor como nombre de usuario y se le muestra por consola la clave para cerrar la conexión.

Hasta aquí el ejemplo de chat desde consola utilizando librerías nativas de node.js a través del protocolo tcp.

ref: https://nodejs.org/en/docs/

Sockets Nodejs

Socket es un interfaz con la cual, se crearon las implementaciones de la pila de protocolos tcp-ip con la que permite que internet se creara, y con ello dos servicios colección 

TCP

Los tcp sockets son los que gestionan todo lo relacionado a los circuitos vistuales conectando tanto a clientes como a sevidores. Tiene una serie de metodos como el connect que permite establecer el circuito desde el cliente hasta el servidor,destruirlos datos , crear eventos y utilixando el modelo de cliente servidor.

El socket de server sirve para escuchar eventos de forma pasiva y establecer la comunicación con el cliente.

El  socket de cliente que son las estructuras de datos despues de haberse establecido todo el circuito permitiran la interacción con el servidor.

UDP

Es la alternativa mas rapida y simple, enviando datagramas sin establecer un enlace obligatorio como es el 3 handshake, que utiliza tcp para establecer la conexión entre el cliente y servidor. El envio de datagramas, tiene unos datos asociado con un tamaño maximo.Es una comunicacion sensilla, sin embargo, no hay garantía de la integridad de los datos. Al  no establecer una conexión con el receptor de los datos, no se espera mensajes de respuesta, mucho menos el orden de llegada de los datos o si los paquetes están completos, haciéndolo un caso de uso muy especifico primando la velocidad de transmisión como lo son o servicios de voz y vídeo.

Ejemplo  

ServerUdp.js

En la primer linea se implementa la libreria dgram nativa de nodejs, la siguiente línea se crea un socket con ipv4 y la almacena en la variable server, e inicializa el socket con el método bind que recibe por parámetro un puerto por donde escuchara a los clientes. Los demás son eventos, el primero se emitee cuando un nuevo datagrama esta disponible en el socket, el segundo dgram.Socket es direccionable y puede recibir datos y el tercero si ocurre un error. 

Para entrar mas en detalle lo que esta haciendo el código, en el evento message, lo que esta haciendo es retornar al cliente el mensaje enviado, el evento listening esta guardando los datos del socket y los retorna en consola y el evento close si detecta un error, va a mostrarlo por consola y cerrara la conexión.

ClientUdp.js

De manera similar, tenemos al cliente que es muy similar al servidor, en este caso los process.stdin y
process.stdout fueron utilizados para que desde la consola se pudiera escribir e imprimir texto. Como se había mencionado antes los eventos del servidor son pasivos y necesita que el cliente los active. En este caso en la linea ocho, el socket llama al método send, que lo que hace es mandar datos al servidor. En el evento message su funcion aquí sera escribir en consola la respuesta  del servidor ypor último el evento error, mostrar por pantalla el error, cerrará la conexión y cerrara todolo demás. 

 

ClientTcp.js

Para trabajar con sockets tcp se debe cargar la libreria net que es nativa de nodejs, en la 2 linea se almacena un socket en una variable, en la linea siguiente, en el evento connect se le pasa el host y puerto del servidor al que se quiere conectar.

Cuando se trabaja con sockets los datos no se transmiten en texto plano sino en secuencia de bytes llamado buffer, por eso en la linea 5 se esta convirtiendo a texto legible por humanos. En la linea 7 se envia datos en el socket y en la linea 9, se espera el evento data que envie datos y los muestre por consola.

ServerTcp.js

En las primeras 2 lineas se carga la libreria, se crea y almacena una variable del servidor tcp, en la 4 linea se emite cuando hay una nuevo socket conectado, imprime por consola el host y el puerto del socket que se conecto. En la linea 7 en evento data, recibe los datos y los imprime en pantalla y devulve al socket lo que envio. En la linea 8 imprime en pantalla 2 valores, el primero el buffer recibido y el segundo, ese mismo buffer convertido a texto con el metodo .toString.

Con esto se ha profundizado un poco sobre protocolo y como nodejs desde sus librerías nativas permite realizarlo probando con un servidor eco.

ref: https://nodejs.org/api/