ANSI C言語でのガべージコレクション方式の提案

情報処理学会

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  • Proposal of Garbage Collection Method in ANSI C Language

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C言語を用いて大規模なアプリケーションを記述することは珍しくない．24時間365日ノンストップで動作し続けるアプリケーションも多く，ステップ数で200kを越える規模のものもある．そのようなアプリケーション内で，動的にメモリの取得，解放を行なう場合，プログラムの設計ミスで不要な領域をいつまでも解放しなかったり，すでに解放した領域を使用中と思い込み誤ってアクセスする例が絶えない．これは，C言語でのメモリ解放手続きがプログラムに正確に記述されなければならず，記述ミスにより解放を失敗することがあるからである．本論文は，C言語でのメモリ解放手続きを自動化する方式を提案する．本方式は，ポインタプールと呼ばれる領域に全ポインタのアドレス情報を集め，ポインタからさされている領域を判別することでガベージコレクションを行なう．ポインタをボインタプールに登録するために，ソースコードの変換を行なう．そのため，Cブリプロセッサとコードジェネレータの間にトランスレータと呼ぶ変換プログラムを挿入する．また，malloc（），free（）といったライブラリコールを書き換え，本方式のライブラリコールへと変換する．このようにトランスレータとライブラリを追加することで，従来のソースコードを変更することなくC言語におけるガベージコレクションを実現する方式を提案する．またこの方式を実際に適用し，評価した結果従来の　conservativeガベージコレクションよりリソース消費量では不利な面もあるが，より高機能なガベージコレクションが可能であることを検証できた．

Currently, it is fairly common to develop large scale applications using C language. Some applications run under non‐stop situation, and their size can be over 200,000 steps. VVhen allocating and freeing a memory area in such applications, there still exist cases of not freeing unnecessary area cased by mis-design and of accessing already freed area by mistake. This is because the C language itself requires progralms to describe the memory free procedure properly and so that it is possible to fail freeing area by mis-programming.This paper proposes an automatic memory freeing method in C language. In this method, we put all the pointer address together in an area called pointer pool, and execute garbage collection by nding an area which is pointed from a pointer. In order to register the pointer in the pointer pool,translation of source code is executed. To do so, we put a translation program between C preprocessor and code generator. In addition, we replace some memory handling library functions such as malloc()and free(),by new version of the library. Thus this metod can realize the garbage collection in C language by adding the translator and the library functions, without rewriting any source code. VVe applied this method to evaluate system and confirm that our garbage collection method is same what behind for conservative garbage collection but realise more functionality under the same load.

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