int gcd(int a[5], int b[5]) {
  int i, m, n, max;
  max = 0;
  for (i=0; i<5; i++) {
    m = a[i];
    n = b[i];
    while (m != n) {
      if (m > n) m = m - n;
      else n = n - m;
    }
    if (max < m) max = m;
  }
  return max;
}
int a[] = {26, 3,33,56,11};
int b[] = {87,12,23,45,17};
int main() {
  return gcd(a, b);
}

Schaumont, Listing 7.1 - A C program to find a maximum GCD

Schaumont, Figure 7.2 - Elements of an assembly program produced by gcc

Schaumont, Listing 7.2 - ARM assembly dump of Listing 7.1

la rappresentazione dei tipi di dati è un buon punto di partenza, i compilatori ne conoscono le differenze di:

• dimensione di memoria
• implementazione di basso livello delle operazioni

la tabella 7.1 mostra come C li traduce ai tipi di dati nativi supportati da processori a 32 bit

Schaumont, Table 7.1 - Compiler data types

Schaumont, Figure 7.7 (a) - Alignment of data types

un'organizzazione della memoria basata sulla parola richiede allineamento ai confini di parola, per eseguire un trasferimento di parola con un solo accesso a memoria

• il compilatore genera direttive a tal fine

Schaumont, Figure 7.7 (b) - Little-endian and Big-endian storage order

l'ordinamento dei byte, in qualche caso persino quello dei bit, è rilevante al codesign hardware/software

• nella transizione dal software all'hardware e viceversa

Schaumont, Figure 7.8 - Memory hierarchy

la gerarchia di memoria è trasparente a programmi di alto livello, e.g. in C, ma il controllo di basso livello influisce sulle prestazioni; ecco un esempio:

void accumulate(int *c, int a[10]) {
  int i;
  *c = 0;
  for (i=0; i<10; i++) *c += a[i];
}

/usr/local/arm/bin/arm-linux-gcc -O2 -c -S accumulate.c

genera il codice seguente in accumulate.s :

nell'esempio, il valore della variabile accumulatore viaggia su e giù nella gerarchia di memoria

• un controllo limitato è possibile in C con l'uso di specificatori di classe di memoria e qualificatori di tipo

le chiamate di funzioni sono la struttura fondamentale della gerarchia comportamentale dei programmi: ecco un esempio della loro traduzione in linguaggio macchina

int accumulate(int a[10]) {
  int i;
  int c = 0;
  for (i=0; i<10; i++)
    c += a[i];
  return c;
}
int a[10];
int one = 1;
int main() {
  return one + accumulate(a);
}

Schaumont, Listing 7.4 - Sample program

la compilazione del programma senza ottimizzazione mostra la creazione, nella pila, dell'area di attivazione, che viene dinamicamente associata all'esecuzione della funzione per ospitare variabili locali e salvataggio di registri

• in questo caso il registro r0 è usato per il passaggio del parametro e del risultato; quando i parametri sono molti sono passati nell'area di attivazione

l'uso del registro FP (frame pointer) permette la nidificazione delle chiamate e la ricorsione

Schaumont, Listing 7.6 - Accumulate without compiler optimizations

Schaumont, Figure 7.9 - Stack frame construction

Schaumont, Figure 7.10 - Static and dynamic program layout