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[z.facultad/75.00/informe.git] / source / dgc.rst
index f4cc9809d96a51d99c1e2a85d34c6f8713a74462..370b6649be3ad785386c9e954c981d247b3e900d 100644 (file)
@@ -4,7 +4,7 @@
    de recolección de basura en dicho lenguaje (se explica por qué las
    particularidades descriptas en la sección anterior complican la
    recolección de basura y cuales son las que más molestan).
-   ESTADO: TERMINADO, CORREGIDO
+   ESTADO: TERMINADO
 
 
 .. _dgc:
@@ -238,9 +238,9 @@ dicho objeto.
    para indicar la continuación de un objeto grande (que ocupan más de una
    página).
 
-.. fig:: fig:dgc-org
+.. flt:: fig:dgc-org
 
-   Organización del *heap* del recolector de basura actual de D.
+   Organización del *heap* del recolector de basura actual de D
 
    Organización del *heap*. En este ejemplo todos los *pools* tienen 2 páginas
    excepto el *pool* 2 que tiene una sola.  El tamaño de bloque que almacena
@@ -304,9 +304,9 @@ parte de una :ref:`lista de libres <gc_free_list>` (ver figura
 :vref:`fig:dgc-free-list`). Esto permite asignar objetos relativamente
 pequeños de forma bastante eficiente.
 
-.. fig:: fig:dgc-free-list
+.. flt:: fig:dgc-free-list
 
-   Ejemplo de listas de libres.
+   Ejemplo de listas de libres
 
    .. digraph:: dgc_free_list
 
@@ -759,15 +759,15 @@ suficientemente grande como para poder almacenar el tamaño solicitado). Una
 vez más el algoritmo distingue objetos grandes de pequeños. Los pequeños se
 asignan de las siguiente manera::
 
-      function new_small(block_size) is
+   function new_small(block_size) is
+      block = find_block_with_size(block_size)
+      if block is null
+         collect()
          block = find_block_with_size(block_size)
          if block is null
-            collect()
+            new_pool()
             block = find_block_with_size(block_size)
-            if block is null
-               new_pool()
-               block = find_block_with_size(block_size)
-         return block
+      return block
 
 Se intenta reiteradas veces conseguir un bloque del tamaño correcto libre,
 realizando diferentes acciones si no se tiene éxito. Primero se intenta hacer
@@ -777,41 +777,41 @@ pidiendo memoria al *low level allocator* (el sistema operativo generalmente).
 
 Para intentar buscar un bloque de memoria libre se realiza lo siguiente::
 
-      function find_block_with_size(block_size) is
+   function find_block_with_size(block_size) is
+      block = free_lists[block_size].pop_first()
+      if block is null
+         assign_page(block_size)
          block = free_lists[block_size].pop_first()
-         if block is null
-            assign_page(block_size)
-            block = free_lists[block_size].pop_first()
-         return block
+      return block
 
 Si no se puede obtener un bloque de la lista de libres correspondiente, se
 busca asignar una página libre al tamaño de bloque deseado de forma de
 *alimentar* la lista de libres con dicho tamaño::
 
-      function assign_page(block_size) is
-         foreach pool in heap
-            foreach page in pool
-               if page.block_size is FREE
-                  page.block_size = block_size
-                  foreach block in page
-                     free_lists[page.block_size].link(block)
+   function assign_page(block_size) is
+      foreach pool in heap
+         foreach page in pool
+            if page.block_size is FREE
+               page.block_size = block_size
+               foreach block in page
+                  free_lists[page.block_size].link(block)
 
 Cuando todo ello falla, el último recurso consiste en pedir memoria al sistema
 operativo, creando un nuevo *pool*::
 
-      funciones new_pool(number_of_pages = 1) is
-         pool = alloc(pool.sizeof)
-         if pool is null
-            return null
-         pool.number_of_pages = number_of_pages
-         pool.pages = alloc(number_of_pages * PAGE_SIZE)
-         if pool.pages is null
-            free(pool)
-            return null
-         heap.add(pool)
-         foreach page in pool
-            page.block_size = FREE
-         return pool
+   function new_pool(number_of_pages = 1) is
+      pool = alloc(pool.sizeof)
+      if pool is null
+         return null
+      pool.number_of_pages = number_of_pages
+      pool.pages = alloc(number_of_pages * PAGE_SIZE)
+      if pool.pages is null
+         free(pool)
+         return null
+      heap.add(pool)
+      foreach page in pool
+         page.block_size = FREE
+      return pool
 
 Se recuerda que la función ``alloc()`` es un :ref:`servicio
 <gc_intro_services>` provisto por el *low level allocator* y en la
@@ -827,22 +827,22 @@ Si el tamaño de bloque necesario para cumplir con la asignación de memoria es
 de una página, entonces se utiliza otro algoritmo para alocar un objeto
 grande::
 
-      function new_big(size) is
-         number_of_pages = ceil(size / PAGE_SIZE)
+   function new_big(size) is
+      number_of_pages = ceil(size / PAGE_SIZE)
+      pages = find_pages(number_of_pages)
+      if pages is null
+         collect()
          pages = find_pages(number_of_pages)
          if pages is null
-            collect()
-            pages = find_pages(number_of_pages)
-            if pages is null
-               minimize()
-               pool = new_pool(number_of_pages)
-               if pool is null
-                  return null
-               pages = assign_pages(pool, number_of_pages)
-         pages[0].block_size = PAGE
-         foreach page in pages[1..end]
-            page.block_size = CONTINUATION
-         return pages[0]
+            minimize()
+            pool = new_pool(number_of_pages)
+            if pool is null
+               return null
+            pages = assign_pages(pool, number_of_pages)
+      pages[0].block_size = PAGE
+      foreach page in pages[1..end]
+         page.block_size = CONTINUATION
+      return pages[0]
 
 De forma similar a la asignación de objetos pequeños, se intenta encontrar una
 serie de páginas contiguas, dentro de un mismo *pool*, suficientes para
@@ -854,9 +854,9 @@ siguiente función, que devuelve al *low level allocator* los *pools*
 completamente libres::
 
    function minimize() is
-      for pool in heap
+      foreach pool in heap
          all_free = true
-         for page in pool
+         foreach page in pool
             if page.block_size is not FREE
                all_free = false
                break
@@ -868,34 +868,34 @@ completamente libres::
 Volviendo a la función ``new_big()``, para hallar una serie de páginas
 contiguas se utiliza el siguiente algoritmo::
 
-      function find_pages(number_of_pages) is
-         foreach pool in heap
-            pages = assign_pages(pool, number_of_pages)
-            if pages
-               return pages
-         return null
+   function find_pages(number_of_pages) is
+      foreach pool in heap
+         pages = assign_pages(pool, number_of_pages)
+         if pages
+            return pages
+      return null
 
 Como se dijo, las páginas deben estar contenidas en un mismo *pool* (para
 tener la garantía de que sean contiguas), por lo tanto se busca *pool* por
 *pool* dicha cantidad de páginas libres consecutivas a través del siguiente
 algoritmo::
 
-      function assign_pages(pool, number_of_pages) is
-         pages_found = 0
-         first_page = null
-         foreach page in pool
-            if page.block_size is FREE
-               if pages_found is 0
-                  pages_found = 1
-                  first_page = page
-               else
-                  pages_found = pages_found + 1
-               if pages_found is number_of_pages
-                  return [first_page .. page]
+   function assign_pages(pool, number_of_pages) is
+      pages_found = 0
+      first_page = null
+      foreach page in pool
+         if page.block_size is FREE
+            if pages_found is 0
+               pages_found = 1
+               first_page = page
             else
-               pages_found = 0
-               first_page = null
-         return null
+               pages_found = pages_found + 1
+            if pages_found is number_of_pages
+               return [first_page .. page]
+         else
+            pages_found = 0
+            first_page = null
+      return null
 
 Una vez más, cuando todo ello falla (incluso luego de una recolección), se
 intenta alocar un nuevo *pool*, esta vez con una cantidad de páginas
@@ -1058,6 +1058,28 @@ C ``malloc()``, ``realloc()`` y ``free()`` directamente.
 La estructura ``Pool`` está compuesta por los siguientes atributos (ver figura
 :vref:`fig:dgc-pool`):
 
+.. flt:: fig:dgc-pool
+
+   Vista gráfica de la estructura de un *pool* de memoria
+
+   .. aafig::
+      :scale: 120
+
+                /---  "baseAddr"    "ncommitted = i"          "topAddr" ---\
+                |                       V                                  |
+                |/                      |/                                 |/
+                +----  "committed" -----+-------  "no committed" ----------+
+               /|                      /|                                 /|
+                V                       V                                  V
+                +--------+--------+-----+--------+-----+-------------------+
+        páginas |   0    |   0    | ... |   i    | ... |    "npages - 1"   |
+                +--------+--------+-----+--------+-----+-------------------+
+                    A        A      A       A      A           A
+                    |        |      |       |      |           |
+                +--------+--------+-----+--------+-----+-------------------+
+      pagetable | Bins 0 | Bins 1 | ... | Bins i | ... | "Bins (npages-1)" |
+                +--------+--------+-----+--------+-----+-------------------+
+
 *baseAddr* y *topAddr*
    punteros al comienzo y fin de la memoria que almacena todas las páginas del
    *pool* (*baseAddr* es análogo al atributo *pages* utilizado en las
@@ -1088,28 +1110,6 @@ La estructura ``Pool`` está compuesta por los siguientes atributos (ver figura
    ``B_UNCOMMITTED`` (valor que tienen las páginas que no fueron encomendadas
    aún) y ``B_FREE``.
 
-.. fig:: fig:dgc-pool
-
-   Vista gráfica de la estructura de un *pool* de memoria.
-
-   .. aafig::
-      :scale: 120
-
-                /---  "baseAddr"    "ncommitted = i"          "topAddr" ---\
-                |                       V                                  |
-                |/                      |/                                 |/
-                +----  "committed" -----+-------  "no committed" ----------+
-               /|                      /|                                 /|
-                V                       V                                  V
-                +--------+--------+-----+--------+-----+-------------------+
-        páginas |   0    |   0    | ... |   i    | ... |    "npages - 1"   |
-                +--------+--------+-----+--------+-----+-------------------+
-                    A        A      A       A      A           A
-                    |        |      |       |      |           |
-                +--------+--------+-----+--------+-----+-------------------+
-      pagetable | Bins 0 | Bins 1 | ... | Bins i | ... | "Bins (npages-1)" |
-                +--------+--------+-----+--------+-----+-------------------+
-
 Como se observa, además de la información particular del *pool* se almacena
 toda la información de páginas y bloques enteramente en el *pool* también.
 Esto simplifica el manejo de que lo es memoria *pura* del *heap*, ya que queda
@@ -1331,6 +1331,8 @@ a ningún destructor), para el usuario puede ser una garantía muy débil
 y proveer finalización asegurada puede ser muy deseable.
 
 
+.. _dgc_committed:
+
 Memoria *encomendada*
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 El algoritmo actual divide un *pool* en dos áreas: memoria *encomendada*
@@ -1478,20 +1480,21 @@ Las opciones más importantes son:
    bits estén intactas. Esto permite detectar de forma temprana errores tanto
    en el recolector como en el programa del usuario.
 
-   .. fig:: fig:sentinel
+   .. flt:: fig:sentinel
 
-      Esquema de un bloque cuando está activada la opción ``SENTINEL``.
+      Esquema de un bloque cuando está activada la opción ``SENTINEL``
 
       .. aafig::
+         :textual:
 
          |              |              |                              |        |
          +-- Palabra ---+-- Palabra ---+-- Tamaño bloque de usuario --+- Byte -+
          |              |              |                              |        |
 
          +--------------+--------------+------------------------------+--------+
-         |  Tamaño del  |     Pre      |                              |  Post  |
-         |  bloque  de  |              |      Bloque de usuario       |        |
-         |    usuario   |  0xF4F4F4F4  |                              |  0xF5  |
+         | "Tamaño del" |     Pre      |                              |  Post  |
+         |  "bloque de" |              |      Bloque de usuario       |        |
+         |   "usuario"  |  0xF4F4F4F4  |                              |  0xF5  |
          +--------------+--------------+------------------------------+--------+
                                        A
                                        |
@@ -1514,6 +1517,8 @@ participación y observación del grupo de noticias, de donde se obtuvieron los
 principales problemas percibidos por la comunidad que utiliza el lenguaje.
 
 
+.. _dgc_bad_code:
+
 Complejidad del código y documentación
 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 El análisis del código fue muy complicado debido a la falta de documentación
@@ -1528,6 +1533,8 @@ recolector actual y en consecuencia sea muy complicado escribir documentación
 o mejorarlo. Esto a su vez provoca que, al no disponer de una implementación
 de referencia sencilla, sea muy difícil implementar un recolector nuevo.
 
+.. highlight:: d
+
 Este es, probablemente, la raíz de todos los demás problemas del recolector
 actual. Para ilustrar la dimensión del problema se presenta la implementación
 real de la función ``bigAlloc()``::
@@ -1649,7 +1656,7 @@ esporádicamente [NGD54084]_ [NGL13744]_.
 De todas maneras queda mucho lugar para mejoras, y es un tema recurrente en el
 grupo de noticias de D_ y se han discutido formas de poder hacer que, al menos
 el *heap* sea preciso [NGD44607]_ [NGD29291]_. Además se mostró un interés
-general por tener un recolector más preciso [NGDN87831]_, pero no han habido
+general por tener un recolector más preciso [NGD87831]_, pero no han habido
 avances al respecto.
 
 Otra forma de minimizar los efectos de la falta de precisión que se ha
@@ -1687,13 +1694,13 @@ sincronización excesivo.
 
 Se ha sugerido en el pasado el uso de *pools* y listas de libres específicos
 de hilos, de manera de disminuir la contención, al menos para la asignación de
-memoria [NGD75952]_ [NGDN87831]_.
+memoria [NGD75952]_ [NGD87831]_.
 
 Además se ha mostrado un interés por tener un nivel de concurrencia aún mayor
 en el recolector, para aumentar la concurrencia en ambientes *multi-core* en
 general pero en particular para evitar grandes pausas en programas con
 requerimientos de tiempo real, históricamente una de las principales críticas
-al lenguaje [NGDN87831]_ [NGL3937]_ [NGD22968]_ [NGA15246]_ [NGD5622]_
+al lenguaje [NGD87831]_ [NGL3937]_ [NGD22968]_ [NGA15246]_ [NGD5622]_
 [NGD2547]_ [NGD18354]_.
 
 
@@ -1818,6 +1825,304 @@ Marcado iterativo
    *heap*.
 
 
+
+.. Esto sería muy similar a la sección de "Recolección de basura) pero en
+   vez de ir describiendo los algoritmos iría comentando por qué los tomo
+   o descarto
+   ESTADO: INCOMPLETO
+
+
+.. _dgc_via:
+
+Análisis de viabilidad
+----------------------------------------------------------------------------
+
+Ya conociendo el lenguaje de programación D_ (con sus necesidades
+particulares), el estado del arte en recolección de basura  y el recolector
+actual de D_ es posible evaluar la viabilidad de los distintos algoritmos
+vistos en el capítulo :ref:`gc`. Se recuerda que dentro del análisis de
+viabilidad de considera de gran importancia la viabilidad social y política de
+la mejora, es decir, se presta particular atención en encontrar una mejora que
+tenga una buena probabilidad de ser aceptada por la comunidad de D_.
+
+
+.. _dgc_via_classic:
+
+Algoritmos clásicos
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+En esta sección se presenta un análisis de los :ref:`algoritmos clásicos
+<gc_classic>`, de forma de poder analizar a grandes rasgos las principales
+familias para ir determinando la dirección principal de la solución.
+
+
+.. _dgc_via_rc:
+
+Conteo de referencias
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+Ya se ha propuesto en el pasado la utilización de conteo de referencias en D_
+pero no se ha demostrado un interés real, más allá de soluciones en
+bibliotecas [NGD38689]_. Las razones para no utilizar conteo de referencia son
+más o menos las mismas que las desventajas mencionadas en la sección
+:ref:`gc_rc` (en el capítulo :ref:`gc`), siendo la principal la incapacidad de
+recolectar ciclos. Sin embargo hay otras razones importantes.
+
+Una de ellas es la inter-operatividad con C. El utilizar un contador de
+referencias requiere la manipulación del contador por parte del código C con
+el que se interactúe. Si bien este problema ya está presente si código
+C guarda un puntero a un objeto almacenado en el *heap* del recolector de D_
+en el *heap* de C (es decir, en una celda de memoria asignada por
+``malloc()``), esto es poco común. Sin embargo, mientras que una función de
+C se está ejecutando, es extremadamente común que pueda almacenar en el
+*stack* una referencia a un objeto de D_ y en ese caso el recolector actual
+puede manejarlo (mientras la función de C esté corriendo en un hilo creado por
+D_). Sin embargo al usar un conteo de referencias esto es más problemático, ya
+que no se mantiene la invariante del algoritmo si no son actualizados siempre
+los contadores.
+
+Otro problema es que al liberarse una celda, existe la posibilidad de tener
+que liberar todo el sub-grafo conectado a ésta. Cuando este sub-grafo es
+grande, se puede observar una gran pausa.
+
+Si bien estas razones son suficientes como para considerar que el conteo de
+referencias no es un algoritmo que sea viable en D_, hay muchas técnicas
+y optimizaciones para minimizarlas (como liberación perezosa, conteo de
+referencias pospuesto, etc. [JOLI96]_). Sin embargo hay otra razón importante
+que descarta esta familia de algoritmos ya que todas las variaciones de conteo
+de referencias implican, en mayor o menor medida, el entrelazado del trabajo
+del recolector con el del *mutator*. Si bien esta es una característica en
+general muy deseable (porque hace que el recolector sea :ref:`incremental
+<gc_inc>`), en D_ no lo es porque tiene como requerimiento no hacer pagar el
+precio de cosas que no se usan. En D_ debe ser posible no utilizar el
+recolector de basura y, al no hacerlo, no tener ningún tipo de trabajo extra
+asociado a éste. De usarse conteo de referencias esto no sería posible.
+
+Si bien este requerimiento puede ser discutible técnicamente, hay una gran
+resistencia social y política ante cualquier tipo de recolector que imponga
+una penalización de rendimiento a alguien que no quiera usarlo [NGD38689]_.
+Además requiere un cambio complejo y profundo en el compilador, siendo éste
+uno de los eslabones con mayor resistencia a introducir cambios.
+
+Por lo tanto se concluye que el conteo de referencias no es un algoritmo
+viable para este trabajo.
+
+
+.. _dgc_via_mark_sweep:
+
+Marcado y barrido
+^^^^^^^^^^^^^^^^^
+El marcado y barrido es un algoritmo evidentemente viable debido a que es la
+base del algoritmo del recolector de basura actual.
+
+En general en la comunidad de D_ no hay mayores críticas al marcado y barrido
+en sí, si no más bien a problemas asociados a la implementación actual,
+principalmente a las grandes pausas o la falta de :ref:`precisión
+<gc_conserv>` [NGD54084]_ [NGL13744]_ [NGD44607]_ [NGD29291]_ [NGD87831]_
+[NGD87831]_ [NGL3937]_ [NGD22968]_ [NGA15246]_ [NGD5622]_ [NGD2547]_
+[NGD18354]_.
+
+Esta familia de algoritmos se adapta bien a los requerimientos principales de
+D_ en cuanto a recolección de basura (ver :ref:`dgc_needs`), por ejemplo
+permite recolectar de forma conservativa, no impone un *overhead* a menos que
+se utilice el recolector, permite liberar memoria manualmente, se adapta de
+forma simple para soportar punteros *interiores* y permite finalizar objetos
+(con las limitaciones mencionadas en :ref:`dgc_prob_final`).
+
+Sin embargo muchas de las limitaciones del recolector actual (ver
+:ref:`dgc_bad`), no son inherentes al marcado y barrido, por lo que aún
+conservando la base del algoritmo, es posible realizar una cantidad de mejoras
+considerable.
+
+Una de las principales mejoras que pueden realizarse es hacer al recolector
+:ref:`concurrente <gc_concurrent>` y parcialmente más :ref:`preciso
+<gc_conserv>`. Estas dos mejoras solamente alcanzarían para mejorar de forma
+notable el tiempo de pausa en las recolecciones y la cantidad de memoria
+retenida debido a falsos positivos.
+
+Más adelante veremos detalles sobre algunos de estos aspectos y sobre algunos
+algoritmos particulares que permiten hacer concurrente al recolector actual.
+
+
+Copia de semi-espacio
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+La copia de semi-espacio, al igual que cualquier otro tipo de recolector con
+movimiento, requiere (en la mayoría de los casos) disponer de una
+:ref:`precisión <gc_conserv>` casi completa. Las celdas para las cuales hay
+alguna referencia que no es precisa no pueden ser movidas, ya que al no estar
+seguros que la referencia sea tal, ésta no puede ser actualizada con la
+dirección de la nueva ubicación de la celda movida porque de no ser una
+referencia se estarían alterando datos del usuario, corrompiéndolos.
+
+Es por esto que si el recolector no es mayormente preciso, las celdas que
+pueden ser movidas son muy pocas y, por lo tanto, se pierden las principales
+ventajas de esta familia de recolectores (como la capacidad de asignar nueva
+memoria mediante *pointer bump allocation*).
+
+Este aumento de precisión, sin embargo, es bastante realizable. Es posible, en
+teoría, hacer que al menos el *heap* sea preciso, aunque es discutible si en
+la práctica es aceptable el *overhead* en espacio necesario para almacenar la
+información del tipo de una celda. Esto se analiza en más detalle al evaluar
+la recolección precisa en la siguiente sección.
+
+Si bien las principales herramientas para que sea viable un recolector por
+copia de semi-espacio están disponibles en D_ (como la posibilidad de hacer
+*pinning* the celdas o el potencial incremento de precisión), este lenguaje
+nunca va a poder proveer precisión total, haciendo que no sea posible
+implementar un recolector por copia de semi-espacio puro. Siempre habrá que
+disponer un esquema híbrido para poder manejar las celdas que no puedan
+moverse, incrementado mucho la complejidad del recolector.
+
+Si bien un esquema híbrido es algo técnicamente posible, nuevamente la
+resistencia social a un cambio de esta envergadura es de importancia
+suficiente como para inclinarse por una solución menos drástica.
+
+
+.. _dgc_via_art:
+
+Principales categorías del estado del arte
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+En esta sección se realiza un análisis de la viabilidad de las principales
+categorías de recolectores según se presentaron en la sección :ref:`gc_art`.
+
+Recolección directa / indirecta
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+Como se ha visto al analizar el conteo de referencias, lo más apropiado para
+D_ pareciera ser continuar con el esquema de recolección indirecta, de forma
+tal de que el precio de la recolección solo deba ser pagado cuando el
+*mutator* realmente necesita del recolector. Es por esto que no parece ser una
+opción viable introducir recolección directa en este trabajo.
+
+
+Recolección incremental
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+La recolección incremental puede ser beneficiosa para D_, dado que puede
+servir para disminuir el tiempo de pausa del recolector. Sin embargo, en
+general es necesario instrumentar el *mutator* para reportar cambios en el
+grafo del conectividad al recolector. Además puede contar con los mismos
+problemas que la recolección directa, puede hacer que el usuario tenga que
+pagar el precio de la recolección, incluso cuando no la necesita, si por cada
+asignación el recolector realiza parte de una recolección que no fue
+solicitada.
+
+Recolección concurrente / paralela / *stop-the-world*
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+El recolector actual es *stop-the-world*, sin embargo esta es una de las
+principales críticas que tiene. El recolector se podría ver beneficiado de
+recolección paralela, tanto para realizar la recolección más velozmente en
+ambientes multi-procesador, como para disminuir el tiempo de pausa. Sin
+embargo, el hecho de que todos los hilos se pausen para realizar parte del
+trabajo del recolector puede ser contraproducente para programas *real-time*
+que pretendan usar un hilo que no sufra de la latencia del recolector,
+asegurando que nunca lo use (aunque se podrían ver esquemas para ajustarse
+a estas necesidades).
+
+En general los recolectores concurrentes necesitan también instrumentar el
+*mutator* para reportar cambios en el grafo de conectividad al recolector,
+como sucede con la recolección directa o incremental, sin embargo hay
+algoritmos que no tienen este requerimiento, utilizando servicios del sistema
+operativo para tener una *fotografía* de la memoria para que la fase de
+marcado pueda realizarse sin perturbar al *mutator* ni requerir de su
+cooperación [RODR97]_. Este tipo de algoritmos serían un buen candidato para
+D_, dado que requiere pocos cambios y es transparente al *mutator*.
+
+
+Recolección conservativa / precisa
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+Si bien D_ puede proveer al recolector de basura información de tipos para los
+objetos almacenados en el *heap*, todo recolector para D_ deberá soportar
+cierto grado de recolección conservativa (ver :ref:`gc_conserv`), debido a las
+siguientes razones:
+
+* Si bien D_ podría incorporar información de tipos para el *stack*
+  (utilizando, por ejemplo, la técnica de *shadow stack* [HEND02]_), para
+  poder interactuar con C/C++, el recolector debe poder interpretar los *stack
+  frames* [#dgcstackframe]_ de estos lenguajes, que no disponen de información
+  de tipos.
+
+* Los registros del procesador tienen un problema similar, con la diferencia
+  de que el costo de implementar algo similar a *shadow stack* para los
+  registros sería impracticable, más allá de que exista la misma limitación
+  que con el *stack* para poder interactuar con C/C++.
+
+* D_ soporta uniones (ver :ref:`d_low_level`). Para una unión es imposible
+  determinar si un campo es un puntero o no. Por ejemplo::
+
+      union U {
+         size_t x;
+         void* p;
+      }
+
+  Aquí el recolector no puede saber nunca si el valor almacenado será un
+  ``size_t`` o un ``void*``, por lo tanto deberá tratar **siempre** esa
+  palabra de forma conservativa (es decir, interpretarla como un *posible*
+  puntero). Este requerimiento puede ser relajado si el usuario proveyera
+  alguna forma de determinar que tipo está almacenando la unión en un
+  determinado momento. Sin embargo el costo de pedir al usuario este tipo de
+  restricción puede ser muy alto.
+
+Sin embargo, ya hay un trabajo relacionado avanzando en este sentido, que
+agrega precisión al marcado del *heap*. David Simcha comienza con este trabajo
+explorando la posibilidad de agregar precisión parcial al recolector,
+generando información sobre la ubicación de los punteros para cada tipo
+[DBZ3463]_. Su trabajo se limita a una implementación a nivel biblioteca de
+usuario y sobre `D 2.0`_.  Desafortunadamente su trabajo pasa desapercibido
+por un buen tiempo.
+
+Sin embargo un tiempo después Vincent Lang (mejor conocido como *wm4* en la
+comunidad de D_), retoma este trabajo, pero modificando el compilador DMD_
+y trabajando con `D 1.0`_ y Tango_. Es por esto que el aumento de precisión
+parece ser un área fértil para este trabajo, en particular si se colabora con
+el trabajo realizado por David y Vincent.
+
+.. [#dgcstackframe] Un *stack frame* (*marco de la pila* en castellano),
+   también conocido como *activation record* (o *registro de activación* en
+   castellano) es una estructura de datos dependiente de la arquitectura que
+   contiene información del estado de una función, incluyendo, por ejemplo,
+   sus variables locales, parámetros y dirección de retorno.
+
+
+Recolección con movimiento de celdas
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+Esta posibilidad ya se ha discutido al analizar la posibilidad de utilizar
+recolección con copia de semi-espacios. El trabajo mencionado en la sub-sección
+anterior agrega información suficiente como poder diferenciar que celdas se
+pueden mover y cuales no, sin embargo queda como incógnita qué proporción de
+celdas deben permanecer inmovilizadas como para evaluar si un cambio tan
+grande puede rendir frutos o no.
+
+A priori, pareciera que la relación cantidad y complejidad de cambios sobre
+beneficios potenciales no fuera muy favorable a esta mejora.
+
+
+Lista de libres / *pointer bump allocation*
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+Como consecuencia de los puntos anteriores, no es técnicamente posible
+realizar *pointer bump allocation* pura en D_. Al haber objetos *pinned*,
+siempre es necesario o bien contar con una lista de libres, o detectar
+*huecos* en un esquema de *pointer bump allocation*. Es por esto que parece
+ser más viable conservar el esquema de listas de libres.
+
+Esta mejora también entra en la categoría de opciones viables pero cuya
+complejidad no parece valer la pena dada la limitada utilidad que se espera
+dadas las particulares características de D_ en cuanto a precisión de
+información de tipos de *stack*, uniones, etc.
+
+
+Recolección por particiones / generacional
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+Una vez más la recolección por particiones, en particular la generacional,
+requiere de la instrumentación del *mutator* para comunicar cambios en el
+grafo de conectividad al recolector, por lo que es poco viable. Aunque existen
+algoritmos que no necesitan este tipo de comunicación dado que está
+garantizado que no existan conexiones entre celdas de las distintas
+particiones, requiere grandes cambios en el compilador y realizar análisis
+estático bastante complejo [HIRZ03]_. Además al ser D_ un lenguaje de bajo
+nivel, es muy difícil garantizar que estas conexiones inter-particiones no
+puedan existir realmente; y de poder lograrlo, podría ser demasiado
+restrictivo.
+
+
 .. include:: links.rst
 
 .. vim: set ts=3 sts=3 sw=3 et tw=78 spelllang=es :