El lenguaje de programación C
C (nombrado como el sucesor del lenguaje de programación B) es un lenguaje de programación estructurado y de propósito general que se caracteriza por su cercanía al hardware y su alta velocidad de ejecución. Fue desarrollado entre 1969 y 1972 por Dennis Ritchie en los Laboratorios Bell de AT&T para programar el sistema operativo Unix de forma eficiente y portable. C representa la tercera generación de lenguajes de programación y sirve de puente entre la programación en ensamblador cercana al hardware y los lenguajes modernos de alto nivel.
Una ventaja clave de C reside en la combinación de dos mundos: mientras que los desarrolladores pueden escribir estructuras de datos y estructuras de control complejas (como bucles o bifurcaciones) en un código legible, C permite un control preciso de los recursos mediante punteros (pointers) y acceso directo a la memoria. El código escrito en C es traducido a código máquina por un compilador (como gcc o clang). A diferencia de lenguajes muy abstractos como Python o Java, en C no existe la recolección automática de basura (garbage collection): el programador mantiene el control total, pero también asume la responsabilidad de la gestión de memoria.
Dado que C es extremadamente eficiente y apenas genera sobrecarga por abstracción, sigue siendo la base del desarrollo de software moderno hasta el día de hoy. Los núcleos de los sistemas operativos (como el núcleo de Linux o Windows), los controladores de dispositivos (drivers), las bases de datos y los sistemas embebidos (embedded systems) están escritos en su mayoría en C. Asimismo, muchos lenguajes posteriores como C++, C#, Java o PHP basaron su sintaxis directamente en C.
C en la arquitectura ARM
En el mundo de los procesadores ARM, C desempeña un papel fundamental. Dado que el código ensamblador es muy específico para una arquitectura de conjunto de instrucciones determinada, escribir programas de gran tamaño en ensamblador requiere un esfuerzo enorme. C ofrece el compromiso ideal: el código se puede escribir de forma bastante independiente de la plataforma, pero los compiladores optimizados para ARM lo traducen en un código máquina sumamente eficiente.
En los sistemas Raspberry Pi 4 y Raspberry Pi 5, C y el ensamblador ARM se complementan perfectamente. Muchas aplicaciones cercanas al hardware utilizan C como lenguaje principal e incluyen fragmentos cortos de ensamblador solo para secciones extremadamente críticas en tiempo o específicas del procesador (inline assembly).
Para escribir y compilar programas en C para la Raspberry Pi, utilizamos la herramienta GCC (GNU Compiler Collection). A menudo, el compilador traduce el código C internamente a código ensamblador ARM como un paso intermedio antes de generar el archivo binario ejecutable final. De este modo, C resulta excelente para comprender cómo las instrucciones definidas de forma abstracta se asignan a la microarquitectura real del Broadcom BCM2711 (ARMv8 / Raspberry Pi 4) o BCM2712 (ARMv8.2-A / Raspberry Pi 5).
En las siguientes secciones, configuraremos el entorno de desarrollo para C y crearemos nuestros primeros programas, mostrando cómo C interactúa directamente con los recursos de hardware de la Raspberry Pi.