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Manual de Referencia: rachel

Rachel — Desensamblador y Verificador de Jump Tables O(1) en Sentencias Switch

Rachel — Desensamblador y Verificador de Jump Tables O(1) en Sentencias Switch


1. Propósito y Filosofía Pedagógica

La herramienta rachel forma parte del ecosistema oficial de software de la cátedra. Su diseño sigue principios pedagógicos rigurosos:

  1. Evidencia Técnica Directa: Todo diagnóstico se fundamenta en la norma ISO C (C11/C23), en el modelo de memoria del sistema o en convenciones arquitectónicas formales.

  2. Acción Correctiva Concreta: Cada advertencia incluye la prescripción técnica inmediata para resolver el defecto sin recurrir a conjeturas.

  3. Autonomía del Estudiante: Facilita la autoevaluación local antes de la entrega final del trabajo práctico.

  4. Objetividad Docente: Estandariza la corrección automática removiendo discrepancias subjetivas en la evaluación.


2. Instalación y Verificación del Entorno

2.1 Requisitos Previos del Sistema

Instalá los paquetes del sistema requeridos según tu distribución o entorno:

Ubuntu / Debian
Arch Linux / Manjaro
Fedora / RHEL
macOS (Homebrew)
Windows (MSYS2 / WSL2)

sudo apt update && sudo apt install -y
build-essential
gcc
gdb
valgrind
clang-format
libclang-dev
bubblewrap
typst
graphviz
python3-pip
python3-venv


2.2 Métodos de Instalación de rachel

Podés instalar rachel mediante cualquiera de los siguientes métodos estándar:

uv tool (Recomendado)
pip / venv
pipx

Instalación aislada de alta velocidad con uv

uv tool install . --editable

O instalar todo el ecosistema de herramientas de la cátedra en lote:

source ./install_tools.sh


2.3 Autocompletado en la Shell

La interfaz CLI de rachel cuenta con autocompletado nativo para comandos, flags y archivos. Para configurarlo permanentemente en tu shell:

# Configuración automática en Bash / Zsh / Fish
rachel --install-completion

# Para cargar el autocompletado en la sesión actual de inmediato:
source ./install_tools.sh

2.4 Verificación del Entorno con doctor

Toda herramienta del ecosistema cuenta con el subcomando unificado doctor. Ejecutalo para auditar el estado del entorno:

rachel doctor
Comprobaciones Ejecutadas por el Diagnóstico:
Matriz de Resolución de Problemas:
Síntoma / Alerta de doctorCausa RaízAcción Correctiva
❌ gcc / clang no encontradoToolchain C faltanteInstalá build-essential o base-devel.
❌ bwrap permisos insuficientesUser namespaces desactivadosHabilitá sysctl kernel.unprivileged_userns_clone=1.
❌ typst no disponibleMotor de PDF faltanteDescargá Typst vía cargo install typst-cli o gestor de paquetes.
❌ gdb no respondeGDB sin interfaz MI/PythonReinstalá gdb completo desde el repositorio oficial.

3. Referencia Completa de Comandos CLI

A continuación se detallan los subcomandos principales disponibles en rachel:

Sintaxis del ComandoDescripción y Efecto
rachel check src/procesador.cAnaliza las sentencias switch y reporta si usan Jump Tables O(1).
rachel disasm src/main.c --function <fn>Muestra el código ensamblador coloreado de la estructura de salto.
rachel optimize-switch src/despachador.cSugiere densificación de etiquetas case para forzar Jump Table.
rachel doctorVerifica la disponibilidad de objdump, GDB y compiladores.

4. Tutorial Paso a Paso con Ejemplos Reales

Caso de Estudio

Considerá el siguiente fragmento de código representativo:

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#include <stdio.h>

// Switch denso analizado por Rachel: el compilador genera Jump Table O(1)
void despachar_comando(int cmd) {
    switch (cmd) {
        case 1: printf("Alta\n"); break;
        case 2: printf("Baja\n"); break;
        case 3: printf("Modificación\n"); break;
        case 4: printf("Listado\n"); break;
        default: printf("Invalido\n"); break;
    }
}

Ejecución de la Herramienta

Ejecutá el análisis desde tu terminal:

rachel check src/procesador.c

Salida Obtenida en Consola

[✓] RACHEL SWITCH AUDIT: src/procesador.c en 'despachar_comando()':
    • Patrón detectado: Jump Table O(1) indexada en .rodata (4 entradas contiguas).
    • Instrucción de despacho: 'jmpq *0x402060(,%rdi,8)'
    • Complejidad temporal: O(1) constante (independiente de la cantidad de cases).

5. Ejercicios Prácticos y Desafíos

Practicá el uso avanzado de rachel resolviendo los siguientes ejercicios:


6. Integración en el Flujo de Trabajo y Makefile

Para incorporar rachel de forma automática a tu flujo de desarrollo, agregá la siguiente regla en el Makefile de tu proyecto:

check-rachel:
	@echo "=== Ejecutando verificación con rachel ==="
	rachel check src/ include/

.PHONY: check-rachel

Ejecutá make check-rachel antes de cada commit para mantener que tu código conserve el estado de aprobación.


7. Arquitectura Interna y Mecanismo Técnico

La herramienta rachel implementa un motor de alta precisión basado en:


8. Integración y Conexión con el Ecosistema

Diagrama de Flujo e Interoperabilidad

Matriz de Intercambio de Datos

CanalHerramientas ConectadasTipo de Datos Transferidos
Entradas (Inputs)- Binarios compilados con sentencias switchCódigo fuente, AST, binarios, testcases, contratos
Salidas (Outputs)- ferro (análisis de saltos)

Pipeline de Integración Recomendado

Podés encadenar rachel con otras herramientas del ecosistema en una única línea de comando:

# Pipeline de integración típico
rachel check src/despachador.c --disasm

9. Extensión, Desarrollo de Plugins y API Python

Para crear tus propias reglas, conectores de evaluación o integrar rachel programáticamente en pipelines de CI/CD: