Completar asignación de memoria del recolector actual

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index f7e42eaccb03837c0427a4ac832d16b11c1c8d79..e12b9df5354a62affb39c9e79dea9bdf3003d85d 100644 (file)
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@@ -569,6 +569,180 @@ la sección :ref:`dgc_impl` se verá con más detalles como las implementa el
 recolector actual.
 
 
+.. _dgc_algo_alloc:
+
+Asignación de memoria
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+La asignación de memoria del recolector es relativamente compleja, excepto
+cuando se asgina un objeto pequeño y ya existe algún bloque con el tamaño
+preciso en la lista de libres. Para el resto de los casos la cantidad de
+trabajo que debe hacer el recolector para asignar la memoria es considerable.
+
+El algoritmo de asignación de memoria se puede resumir así::
+
+   function new(size, attrs) is
+      block_size = find_block_size(size)
+      if block_size < PAGE
+         block = new_small(block_size)
+      else
+         block = new_big(size)
+      if block is null
+         throw out_of_memory
+      if final in attrs
+         block.final = true
+      if noscan in attrs
+         block.noscan = true
+      return cast(void*) block
+
+La función ``find_block_size()`` sencillamente busca el tamaño de bloque se
+mejor se ajuste al tamaño solicitado (es decir, el bloque más pequeño lo
+suficientemente grande como para poder almacenar el tamaño solicitado). Una
+vez más el algoritmo distingue objetos grandes de pequeños. Los pequeños se
+asginan de las siguiente manera::
+
+      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
+               new_pool()
+               block = find_block_with_size(block_size)
+               return null
+         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
+una :ref:`recolección <dgc_algo_collect>` y si no se puede encontrar
+suficiente espacio luego de ella se intenta crear un nuevo *pool* de memoria
+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
+         block = free_lists[block_size].pop_first()
+         if block is null
+            assign_page(block_size)
+            block = free_lists[block_size].pop_first()
+         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)
+
+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)
+         return pool
+
+Se recuerda que la función ``alloc()`` es un :ref:`servicio
+<gc_intro_services>` provisto por el *low level allocator* y en la
+implementación actual de D_ en general es el sistema operativo (aunque
+opcionalmente puede utilizarse la biblioteca estándar de C, que a su vez
+utiliza el sistema operativo).
+
+Cualquier error en estas funciones es propagado y en última instancia, cuando
+todo falla, la función ``new()`` termina lanzando una excepción indicando que
+se agotó la memoria.
+
+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)
+         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]
+
+De forma similar a la asignación de objetos pequeños, se intenta encontrar una
+serie de páginas contíguas, dentro de un mismo *pool*, suficientes para
+almacenar el tamaño requerido y si esto falla, se realizan diferentes pasos
+y se vuelve a intentar. Puede observarse que, a diferencia de la asignación de
+objetos pequeños, si luego de la recolección no se pudo encontrar lugar
+suficiente, se trata de minimizar el uso de memoria física utilizando la
+siguiente función, que devuelve al *low level allocator* los *pools*
+completamente libres::
+
+   function minimize() is
+      for pool in heap
+         all_free = true
+         for page in pool
+            if page.block_size is not FREE
+               all_free = false
+               break
+         if all_free is true
+            free(pool.pages)
+            free(pool)
+            heap.remove(pool)
+
+Volviendo a la función ``new_big()``, para hallar una serie de páginas
+contíguas 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
+
+Como se dijo, las páginas deben estar contenidas en un mismo *pool* (para
+tener la garantía de que sean contíguas), 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]
+            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
+suficientes como para almacenar el objeto grande y si esto falla el error se
+propaga hasta la función ``new()`` que lanza una excepción.
+
+
 
 .. _dgc_impl: