Bounding data races in space and time

DolanStephen,; SivaramakrishnanKC,; MadhavapeddyAnil,

doi:10.1145/3296979.3192421

Cited by 20 publications

(43 citation statements)

References 17 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Проблема корректности схем компиляции из OCamlMM и в IMM рассматривается и в других работах. Так, в [15] приводится схема компиляции OCamlMM в модель архитектуры ARMv8 [11]. В ней, в отличие от предложенной нами схемы, при компиляции неатомарной записи используется барьер , а не .…”

Section: связанные работыunclassified

“…А модель памяти Java допускает чтение произвольных значений по отдельному адресу, если раньше по нему произошла гонка (см. [14]). Для решения этой проблемы была предложена модель памяти OCaml (далее -OCamlMM) [15], обладающая свойством локальной свободы от гонок (Local Data Race Freedom property): результат обращения по данному адресу в памяти не зависит от гонок по другим адресам, а также от предыдущих гонок по этому же адресу.…”

Section: Introductionunclassified

“…[14]). Для решения этой проблемы была предложена модель памяти OCaml (далее -OCamlMM) [15], обладающая свойством локальной свободы от гонок (Local Data Race Freedom property): результат обращения по данному адресу в памяти не зависит от гонок по другим адресам, а также от предыдущих гонок по этому же адресу. Это свойство гарантирует, что результат исполнения всех участков программы, не содержащих гонок по данным, будет согласовано с моделью SC.…”

Section: Introductionunclassified

“…Для этого нужно доказать корректность компиляции в каждую из них -показать, что для любой программы при замене инструкций языка на процессорные инструкции согласно схеме компиляции получается программа, все сценарии поведения которой разрешены OCamlMM для исходной программы. В [15] приведены схемы компиляции OCamlMM в модели x86 и ARMv8 и доказана их корректность. При этом отсутствует схема компиляции в модель Power -архитектуру, часто используемую в серверном оборудовании [16].…”

Section: Introductionunclassified

See 3 more Smart Citations

Compilation of OCaml memory model into Power

Namakonov¹,

Podkopaev²

2019

Proceedings of ISP RAS

View full text Add to dashboard Cite

Аннотация. В настоящее время для языков программирования и процессоров активно разрабатываются модели памяти, направленные на решение различных проблем многопоточного программирования. Так, модель памяти языка OCaml (OCamlMM) позволяет избежать неопределённого поведения, вызванного гонками по данным. Для применения этой модели на практике необходимо доказать корректность её компиляции в распространённые архитектуры процессоров. На данный момент это выполнено для моделей x86 и ARM, но не для Power. Для того, чтобы упростить доказательство корректности компиляции OCamlMM в модель Power, предлагается построить схему компиляции OCamlMM в промежуточную модель памяти (IMM). Для этой модели уже доказана корректность компиляции в модель Power и другие архитектуры, поэтому доказательство корректности компиляции OCamlMM в модель Power сводится к доказательству корректности компиляции OCamlMM в IMM. В данной работе предложена схема компиляции OCamlMM в IMM и доказана её корректность. В этой схеме используются барьеры памяти и инструкции compare-and-swap, которые позволяют исключить поведение, допустимое IMM и запрещённое моделью OCaml. Полученная схема компиляции даёт корректную схему компиляции OCamlMM в модель Power. Кроме того, при таком подходе доказать корректность компиляции OCamlMM в другую архитектуру можно, доказав корректность компиляции IMM в эту архитектуру.

show abstract

Section: связанные работыunclassified

Section: Introductionunclassified

See 2 more Smart Citations

Compilation of OCaml memory model into Power

Namakonov¹,

Podkopaev²

2019

Proceedings of ISP RAS

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The fact that our dependency-preserving approach supports normal memory accesses rather than just C/C++ atomics indicates that it is a promising direction to explore for the Java memory model. Dolan et al [2018] have recently proposed a memory model that provides a property called local data race freedom, which guarantees that all data-race-free portions of a program still have sequential consistency semantics. They show that to implement their memory model, one would need to preserve the ordering between loads and stores.…”

Section: Related Workmentioning

confidence: 99%

Towards understanding the costs of avoiding out-of-thin-air results

Demsky

2018

Proc. ACM Program. Lang.

View full text Add to dashboard Cite

Eliminating so-called łout-of-thin-airž (OOTA) results is an open problem with many existing programming language memory models including Java, C, and C++. OOTA behaviors are problematic in that they break both formal and informal modular reasoning about program behavior. Defining memory model semantics that are easily understood, allow existing optimizations, and forbid OOTA results remains an open problem. This paper explores two simple solutions to this problem that forbid OOTA results. One solution is targeted towards C/C++-like memory models in which racing operations are explicitly labeled as atomic operations and a second solution is targeted towards Java-like languages in which all memory operations may create OOTA executions. Our solutions provide a per-candidate execution criterion that makes it possible to examine a single execution and determine whether the memory model permits the execution. We implemented and evaluated both solutions in the LLVM compiler framework. Our results show that on an ARMv8 processor the first solution has no overhead on average and a maximum overhead of 6.3% on 43 concurrent data structures, and that the second solution has an average overhead of 3.1% and a maximum overhead of 17.6% on the SPEC CPU2006 C/C++ benchmarks. CCS Concepts: • Software and its engineering → Concurrent programming languages; Compilers;

show abstract

Integrating Owicki–Gries for C11-Style Memory Models into Isabelle/HOL

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

Weak memory presents a new challenge for program verification and has resulted in the development of a variety of specialised logics. For C11-style memory models, our previous work has shown that it is possible to extend Hoare logic and Owicki–Gries reasoning to verify correctness of weak memory programs. The technique introduces a set of high-level assertions over C11 states together with a set of basic Hoare-style axioms over atomic weak memory statements (e.g. reads/writes), but retains all other standard proof obligations for compound statements. This paper takes this line of work further by introducing the first deductive verification environment in Isabelle/HOL for C11-like weak memory programs. This verification environment is built on the Nipkow and Nieto’s encoding of Owicki–Gries in the Isabelle theorem prover. We exemplify our techniques over several litmus tests from the literature and two non-trivial examples: Peterson’s algorithm and a read–copy–update algorithm adapted for C11. For the examples we consider, the proof outlines can be automatically discharged using the existing Isabelle tactics developed by Nipkow and Nieto. The benefit here is that programs can be written using a familiar pseudocode syntax with assertions embedded directly into the program.

show abstract

Bounding data races in space and time

Cited by 20 publications

References 17 publications

Compilation of OCaml memory model into Power

Compilation of OCaml memory model into Power

Towards understanding the costs of avoiding out-of-thin-air results

Integrating Owicki–Gries for C11-Style Memory Models into Isabelle/HOL

Contact Info

Product

Resources

About