Che cos’è una tabella di diramazione?

Una branch table è un metodo per trasferire in modo efficiente il controllo del programma da una parte di un programma a un’altra, oa un secondo programma che è stato caricato dinamicamente, inviando un ramo di istruzioni o implementando un’istruzione switch. Questo metodo, a volte chiamato jump table, si basa su un insieme di circostanze o condizioni per eseguire un salto per implementare una procedura in base a un’istruzione switch da un compilatore C+. Alcuni dei principali vantaggi delle tabelle di diramazione sono la struttura del codice compatta e la riduzione della necessità di testare i codici di ritorno individualmente quando si determina il flusso del programma.

Negli anni ‘1980, le tabelle ramificate sono state ampiamente utilizzate nella programmazione in linguaggio assembly. Sono ancora utilizzati nella programmazione assembly per sistemi embedded e sviluppo di sistemi operativi. Dagli anni ‘1990, anche i linguaggi di programmazione del compilatore hanno fatto uso del funzionamento delle tabelle di diramazione.

Le tabelle di diramazione sono costituite da un elenco di istruzioni incondizionate che, dati gli input, si diramano verso altre destinazioni. La maggior parte dell’hardware del computer è in grado di eseguire queste istruzioni in modo efficiente. A volte, l’offset, essenzialmente la distanza dalla destinazione, può essere aggiunto a un registro del contatore di programma che può quindi puntare a insiemi di istruzioni di salto o saltare tra insiemi di istruzioni di salto. Tutto ciò che è necessario per implementare una tabella di diramazione è la convalida del codice di input, trasformando i dati in un offset e moltiplicando i dati per una determinata lunghezza dell’istruzione.

La programmazione incorporata utilizza le tabelle di diramazione in quanto sono più efficienti in termini di memoria rispetto all’utilizzo di codice macchina o puntatori in array. I sistemi di controllo integrati necessitano di questo risparmio di memoria e, sebbene possa costare una piccola quantità di prestazioni durante l’accesso alla tabella di diramazione, qualsiasi chiamata di funzione del metodo virtuale costerebbe la stessa quantità di prestazioni per un funzionamento stabile. L’accesso limitato alla CPU e il risparmio di memoria nei sistemi integrati richiedono una tabella di diramazione per i set di funzioni statiche.

I linguaggi di programmazione del compilatore generano le proprie tabelle di diramazione quando necessario utilizzando le chiavi di ricerca sull’ottimizzazione dei compilatori. Alcuni programmatori scelgono di assistere manualmente il compilatore con la generazione della tabella di diramazione contestuale fornendo al compilatore parametri condizionali in due passaggi da cui cercare le chiavi. Nei primi anni di compilazione dei programmi, l’implementazione della tabella di derivazione era costituita dai comandi “GoTo” nei linguaggi del compilatore Fortran. Le tabelle di diramazione sono ancora utilizzate per implementare modifiche nel flusso del programma nei linguaggi del compilatore o per essere un punto di partenza per sequenze di istruzioni ripetute.