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![サポートしていません
• いったん、範囲外にポインタを動かしてもう一度
範囲内に戻す
p = malloc(1024)
p -= 1024
p[1025] /* access 1024 to 2047 */
• ポインタでxorをとってみたり
– xor linked listとか。頭いい人っているねー
• 一旦整数にcastしてまたポインタにcast
– CRubyはgive up
• ライブラリの中でアロケーションしちゃったりとか](https://image.slidesharecdn.com/precisegarbagecollectionforc-100808071645-phpapp02/85/Precise-garbage-collection-for-c-7-320.jpg)
![ローカル変数
ポインタの情報を配列に入れる // TRANSFORMED
int cheeseburger(int* x) {
void* gc_stack_frame[3];
→ プログラム変換を行う /* chain to previous frame: */
void* last_stack_frame = GC_last_stack_frame();
gc_stack_frame[0] = last_stack_frame;
/* number of elements + shape category: */
gc_stack_frame[1] = (1 << 2) + GC_POINTER_TYPE;
/* variable address: */
// ORIGINAL
gc_stack_frame[2] = &x;
int cheeseburger(int* x) { /* install frame: */
GC_set_stack_frame(gc_stack_frame);
add_cheese(x);
add_cheese(x);
return x[17]; /* restore old GC frame */
GC_set_stack_frame(last_stack_frame);
}
return x[17];
}](https://image.slidesharecdn.com/precisegarbagecollectionforc-100808071645-phpapp02/85/Precise-garbage-collection-for-c-8-320.jpg)
![変換後プログラム拡大
// TRANSFORMED /* variable address: */
int cheeseburger(int* x) { gc_stack_frame[2] = &x;
void* gc_stack_frame[3]; /* install frame: */
GC_set_stack_frame(gc_stack_frame);
/* chain to previous frame: */
add_cheese(x);
void* last_stack_frame =
GC_last_stack_frame(); /* restore old GC frame */
gc_stack_frame[0] = last_stack_frame; GC_set_stack_frame(last_stack_frame);
return x[17];
/* number of elements + shape category:
*/ }
gc_stack_frame[1] = (1 << 2) +
GC_POINTER_TYPE;](https://image.slidesharecdn.com/precisegarbagecollectionforc-100808071645-phpapp02/85/Precise-garbage-collection-for-c-9-320.jpg)
Precise garbage collection for c
- 1. Precise Garbage Collectionfor C の紹介 CSNagoya 三浦英樹
- 2. Precise Garbage Collectionfor C 著者 Jon Rafkind, Adam Wick, John Regehr, Matthew Flatt 入手先 http://www.cs.utah.edu/~regehr/papers/ismm15-rafkind.pdf
- 3. CのプログラムでもGC使いたい • 普通、保守的 GCでしょう •たとえば、Boehm GCとか • でも、長い時間使ってるとメモリー使用量 がすごく増大する場合があるみたいだよ • 証拠は？ • それは、次のスライドの心だー
- 4. PLT Schemeにあった怖い話 • PLTSchemeを使用したプログラム環境 DrSchemeは毎日再起動をしなければならなかっ た。でも、正確なGCに変えたら再起動が必要なく なった • バイトコードとドキュメントを生成すると、正確な GCだと200MBで済むところが、保守的GCだと 700MBも必要だった • PLT Schemeで作ったmail clientを1日おきに再起 動していたが、正確なGCに変えたら再起動しなく て済むようになった
- 5. 正確なGCを実現するためには • 次の2つが重要 –生きているポインタとそうでないものを分ける – アロケーションしたものとその中身がなんなのかをしっ かり関連付ける • 簡単に言うけど難しいよーだってCだもん – コンパイラ相当のものを作って、もってる型情報とか 駆使して頑張る
- 6. サポートしています • 配列なんかの途中を指しているポインタ –効率が悪くなるから出来る限り使わない方が いいみたい • 共用体 – いまどのメンバーを使っているか記録する – 代入したメンバーと違うメンバーを使う行儀の 悪いことはサポートしない。
- 7. サポートしていません • いったん、範囲外にポインタを動かしてもう一度 範囲内に戻す p = malloc(1024) p -= 1024 p[1025] /* access 1024 to 2047 */ • ポインタでxorをとってみたり – xor linked listとか。頭いい人っているねー • 一旦整数にcastしてまたポインタにcast – CRubyはgive up • ライブラリの中でアロケーションしちゃったりとか
- 8. ローカル変数 ポインタの情報を配列に入れる // TRANSFORMED int cheeseburger(int* x) { void* gc_stack_frame[3]; → プログラム変換を行う /* chain to previous frame: */ void* last_stack_frame = GC_last_stack_frame(); gc_stack_frame[0] = last_stack_frame; /* number of elements + shape category: */ gc_stack_frame[1] = (1 << 2) + GC_POINTER_TYPE; /* variable address: */ // ORIGINAL gc_stack_frame[2] = &x; int cheeseburger(int* x) { /* install frame: */ GC_set_stack_frame(gc_stack_frame); add_cheese(x); add_cheese(x); return x[17]; /* restore old GC frame */ GC_set_stack_frame(last_stack_frame); } return x[17]; }
- 9. 変換後プログラム拡大 // TRANSFORMED /* variable address: */ int cheeseburger(int* x) { gc_stack_frame[2] = &x; void* gc_stack_frame[3]; /* install frame: */ GC_set_stack_frame(gc_stack_frame); /* chain to previous frame: */ add_cheese(x); void* last_stack_frame = GC_last_stack_frame(); /* restore old GC frame */ gc_stack_frame[0] = last_stack_frame; GC_set_stack_frame(last_stack_frame); return x[17]; /* number of elements + shape category: */ } gc_stack_frame[1] = (1 << 2) + GC_POINTER_TYPE;
- 10. 結局 • GCのシステムにどのローカル変数が生き ているポインタを持っているかを教える – コンパイラが変数の型を把握していることを利 用
- 11. malloc部分の変換 • mallocってこんな感じで使うよね malloc(sizeof(foo) * 5) • これをみると、アロケーションするタイプ (foo)と数(5)が分かるわけだ。 • 正確なGCだと何の型のデータをアロケーションしたかの 情報も必要なのでこんな感じで変換 GC_malloc(sizeof(foo) * 5, gc_foo_tag) • で、foo_tagってなんなの? – それは次のスライドの心だー
- 12. gc_foo_tagって？ • gc_tag_struct型の構造体 • アローケートしたオブジェクトと型を結びつける •内容はmarkとrepair(コンパクション) 処理を行う 関数へのポインタ struct foo { int *x; int *y;} とするとmarkを行う関数 void gc_mark_struct_foo (void * x_) { struct foo *tmp = (struct foo *) x_; GC_mark(tmp->x); GC_mark(tmp->y); } こんな関数をコンパイル時に自動生成する。 ユーザがmark/repair関数をカスタマイズすることも可能
- 13. いろいろやってみた (PTL Scheme) • PLT SchemeのGCをConservative GCから Precise GCにしてみた • 最初に説明した通り、メモリ使用量が激減 • 実行速度は – メモリアロケーションが多いベンチマークは20% くらい速くなる – メモリアロケーションが少ないベンチマークは１ ０～20 %遅くなる
- 14. いろいろやってみた (Linuxカーネル！) • カーネルなんて絶対メモリーリークしちゃい かんし、GCが欲しいよね • なんかいろいろ面倒だったみたい。続きは 論文で • tmpfsからddコマンドでファイルアクセス – GC付きのものが4割ほど遅い • HDDからddコマンドでファイルアクセス – あまり変わらない
- 15. まとめ • この技術すげー。今後、いろんなところで 使われるようになるはず。 • GC本第2版は保守的GCの章を書き換えな いといかんかもしれませんねー • 8ccでサポート予定だから楽しみ http://github.com/rui314/8cc
- 16.