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GHC管理のメモリを表現する型の違い

        | Immutable   | Mutable           
--------|-------------|-------------------
Boxed   | Array#      | MutableArray#
--------|-------------|-------------------
Unboxed | ByteArray#  | MutableByteArray#
------------------------------------------

コンテナとメモリの関係

         |           | Boxed                    | Unboxed
---------|-----------|--------------------------|--------------------------------
Unpinned | Pure      | Array   (Arary#)         | UArray     (ByteArray#)
         |-----------|--------------------------|--------------------------------
         | IO monad  | IOArray (MutableArray#)  | IOUArray   (MutableByteArray#)
         |-----------|--------------------------|--------------------------------
         | ST monad  | STArray (MutableArray#)  | STUArray   (MutableByteArray#)
---------|-----------|--------------------------|--------------------------------
Pinned   | Pure      |             -            | ByteString (MutableByteArray#)
         |           |                          | *1 *2
         |-----------|--------------------------|--------------------------------
         | IO monad  |             -            | Storable   (MutableByteArray#)
         |           |                          | *2
---------------------------------------------------------------------------------

*1 ポインタアクセス時はIO monad
*2 ForeignPtrなどで管理されていればGHC管理外のメモリでも利用可能

Haskellコードからの生メモリ取得関数

• C言語の標準ライブラリで管理されるメモリ
  • Local allocation (ただしGHC実装はGC時に移動しないランタイム管理メモリ)
    • Foreign.Marshal.alloca :: Storable a => (Ptr a -> IO b) -> IO b
    • Foreign.Marshal.allocaBytes :: Int -> (Ptr a -> IO b) -> IO b
    • Foreign.Marshal.allocaBytesAligned :: Int -> (Ptr a -> IO b) -> IO b
  • Dynamic allocation
    • Foreign.Marshal.malloc :: Storable a => IO (Ptr a)
    • Foreign.Marshal.mallocBytes :: Int -> IO (Ptr a)
    • Foreign.Marshal.realloc :: Storable b => Ptr a -> IO (Ptr b)
    • Foreign.Marshal.reallocBytes :: Ptr a -> Int -> IO (Ptr b)
    • Foreign.Marshal.free :: Ptr a -> IO ()
    • Foreign.Marshal.finalizerFree :: FinalizerPtr a
• GHCのランタイムで管理されるメモリ (GC時に領域が移動する)
  • 以下のデータ型で配列の格納に使用しているが、Ptr型を公開するインターフェイスはない。
    • Boxed Array
      • Data.Array.Array i e
      • Data.Array.IOArray i e
      • Data.Array.STArray s i e
    • Unboxed Array
      • Data.Array.Unbox.UArray i e
      • Data.Array.IOUArray i e
      • Data.Array.STUArray s i e
• GHCのランタイムで管理されるメモリ (GC時も領域が移動しない)
  • Foreign.mallocForeignPtr :: Storable a => IO (ForeignPtr a)
  • Foreign.mallocForeignPtrBytes :: Int -> IO (ForeignPtr a)
  • GHC.ForeignPtr.mallocForeignPtrAlignedBytes :: Int -> Int -> IO (ForeignPtr a)
  • GHC.ForeignPtr.mallocPlainForeignPtr :: Storable a => IO (ForeignPtr a)
  • GHC.ForeignPtr.mallocPlainForeignPtrBytes :: Int -> IO (ForeignPtr a)
  • GHC.ForeignPtr.mallocPlainForeignPtrAlignedBytes :: Int -> Int -> IO (ForeignPtr a)