루비는 세대별 가비지 컬렉션(GC)을 활용해 메모리를 효율적으로 관리합니다. 이때 올드 세대 객체가 영 세대 객체를 참조할 경우 GC 오류를 방지하기 위해 라이트 배리어(Write Barrier)가 중요합니다. 특히 루비 C 확장(C Extension)에서 `T_DATA` 객체 사용 시 수동 라이트 배리어 삽입은 복잡하고 오류를 유발할 수 있어 자동화 필요성이 큽니다. 본 발표는 이러한 문제를 해결할 정적 분석 도구 WBCheck의 개발 및 주요 기능을 설명합니다.
루비의 세대별 GC는 객체를 영/올드 세대로 나누고, 마이너 GC는 영 세대만 처리합니다. 올드 세대 객체가 영 세대 객체를 참조하면 GC 오류가 발생할 수 있어 라이트 배리어가 필수적이며, 이는 참조 변경을 기록하여 GC 정확성을 유지합니다. C 확장 내 T_DATA 객체가 VALUE 타입 필드를 통해 다른 루비 객체를 참조할 때 라이트 배리어 삽입은 성능 최적화 및 객체 생존 보장에 중요하며, 수동 삽입의 복잡성으로 자동화 요구가 높습니다.
WBCheck는 C 확장 코드에서 라이트 배리어 필요 지점을 찾아 자동 삽입하는 정적 분석 도구입니다. GCC 전처리(-E 옵션)로 매크로를 확장하고, Tree-sitter와 C99 파서로 코드를 구문 트리로 변환합니다. 이후 구문 트리를 탐색하여 T_DATA 객체의 VALUE 타입 필드 변경을 분석, 라이트 배리어 호출을 삽입합니다. 현재 초기 단계로, 전처리 자동화, 다양한 참조 변경 패턴 처리, 불필요한 삽입 감소 등 개선점이 있습니다. 라이스의 정리에 따라 완벽한 분석은 어렵지만, 지속적인 개선으로 정확도를 높일 계획입니다.
루비 GC 효율성 및 C 확장 개발 안정성을 위해 라이트 배리어의 정확한 구현은 필수적입니다. WBCheck는 복잡한 수동 삽입을 자동화하여 개발자 부담을 줄이고 잠재적 메모리 오류를 방지하는 중요한 도구입니다. WBCheck는 C 확장 코드 내 필요한 참조 변경을 성공적으로 감지하고, 단순 할당 시 라이트 배리어 코드 생성을 지원하는 등 유의미한 성과를 보였습니다. 향후 지속적인 개선을 통해 루비 C 확장 개발의 생산성과 견고성을 더욱 향상시킬 것으로 기대됩니다.