GOAL P3-1/3-2: 핸들로 닿는 아레나

R11 이 데이터가 데이터를 가리킬 때 내놓는 답이다. 아레나가 값을 소유하고
핸들은 숫자라서 참조가 아니고, R4 가 반대할 것이 없다. mem.Arena 옆에 두되
다른 자료구조다 -- 저쪽은 크기가 제각각인 것을 오프셋으로 나눠주고, 이쪽은
슬롯마다 고정된 T 를 담고 슬롯을 되받는다.

핸들은 믿는 것이 아니라 검사받는다. 슬롯의 세대, 아레나의 epoch, 어느
아레나에서 왔는지를 8바이트에 담아서, 놓아준 뒤에 쓰거나 reset 뒤에 쓰거나
다른 아레나에 물어보면 옆값이 아니라 null 이 나온다. 여덟 바이트는 빌드마다
같다 -- --no-checks 는 비교를 건너뛸 뿐 배치를 바꾸지 않는다.

세대가 다 닳은 슬롯은 재사용 목록에 넣지 않고 버린다. 한 바퀴 돌면 옛 핸들이
다시 유효해지는데, 그것이 세대가 막으려던 바로 그 일이다.

get 은 사본을 돌려준다. 대여가 문장을 넘기지 않는 이유가 그것이고, 그래서
한 슬롯을 읽으면서 다른 슬롯에 쓸 수 있다. get_mut 은 두지 않았다 -- 아레나
하나를 통째로 잠그는 참조를 오래 들고 있게 하는 API 다.

길에서 고친 것: 메서드 호출이 시그니처를 호출자 유닛에서 풀고 있었다. 그래서
Arena(T) 안의 Handle(T) 를 부르는 쪽 유닛에서 찾다가 실패했다. 필드 타입에
쓰던 enter_declaring_unit 을 method_type 에도 물렸다.

241/241, 36/36.

fec/tests/exec/arenat.fe

@@ -0,0 +1,81 @@
+// EXIT:0
+// OUTPUT:alloc 10 20 30 len 3
+// OUTPUT:freed len 2 stale -1 live 30
+// OUTPUT:reused index 1 old -1 new 99
+// OUTPUT:swap 99 10
+// OUTPUT:set 77 take 77 after 5
+// OUTPUT:reset len 0 before -1
+// OUTPUT:other -1
+// OUTPUT:full yes
+// OUTPUT:balanced
+unit arenat;
+
+import std.io;
+import std.sys;
+import std.arena;
+
+// SPEC R11: the arena owns the values and a handle is a number. The point of
+// the number carrying a generation is that using it after the slot was given
+// back answers `null` rather than whatever moved in afterwards.
+
+fn run() -> !void {
+    var a: arena.Arena(i32) = try arena.Arena(i32).with_capacity(1, 3);
+    let x: arena.Handle(i32) = try a.alloc(10);
+    let y: arena.Handle(i32) = try a.alloc(20);
+    let z: arena.Handle(i32) = try a.alloc(30);
+    @print("alloc {} {} {} len {}\n", a.get(x) orelse -1, a.get(y) orelse -1,
+           a.get(z) orelse -1, a.len());
+
+    // Give one back. Its handle stops meaning anything; the others do not.
+    let gone: bool = a.free(y);
+    @print("freed len {} stale {} live {}\n", a.len(), a.get(y) orelse -1,
+           a.get(z) orelse -1);
+
+    // The slot comes back on the free list, and the old handle still does not
+    // match the new occupant.
+    let again: arena.Handle(i32) = try a.alloc(99);
+    @print("reused index {} old {} new {}\n", again.index,
+           a.get(y) orelse -1, a.get(again) orelse -1);
+
+    let ok: bool = a.swap(x, again);
+    @print("swap {} {}\n", a.get(x) orelse -1, a.get(again) orelse -1);
+
+    let wrote: bool = a.set(x, 77);
+    let took: i32 = a.take(x, 5) orelse -1;
+    @print("set {} take {} after {}\n", 77, took, a.get(x) orelse -1);
+
+    // Reset moves the epoch, so every handle made before it is stale without
+    // a single slot being touched.
+    a.reset();
+    @print("reset len {} before {}\n", a.len(), a.get(x) orelse -1);
+
+    // A handle from one arena means nothing to another.
+    var b: arena.Arena(i32) = try arena.Arena(i32).with_capacity(2, 2);
+    let h: arena.Handle(i32) = try b.alloc(41);
+    @print("other {}\n", a.get(h) orelse -1);
+
+    // Running out of room is an error, not a trap.
+    var full: bool = false;
+    fill(&mut b) catch |e| { full = true; };
+    @print("full {}\n", yesno(full));
+    return;
+}
+
+/// Two more into an arena that has room for one.
+fn fill(b: &mut arena.Arena(i32)) -> !void {
+    let p: arena.Handle(i32) = try b.alloc(1);
+    let q: arena.Handle(i32) = try b.alloc(2);
+    return;
+}
+
+fn yesno(b: bool) -> []u8 {
+    if b { return "yes"; }
+    return "no";
+}
+
+fn main() -> i32 {
+    run() catch |e| { @print("failed\n"); return 1; };
+    if sys.allocs() == sys.frees() { @print("balanced\n"); }
+    else { @print("leaked\n"); }
+    return 0;
+}