内存模型的验证论文阅读
动态验证
Hangal2004
论文名 Hangal S, Vahia D, Manovit C, et al. TSOtool: A program for verifying memory systems using the memory consistency model[C]//ACM SIGARCH Computer Architecture News. IEEE Computer Society, 2004, 32(2): 114.
主要内容
- 实现工具TSOtool,用于检测多处理器的共享内存系统
- 内存模型TSO
- 随机生成包含data race的程序
- 提出多项式时间算法,incomplete
- 检测出商业系统中的设计错误
- 根据内存模型定义一种次序关系,通过程序及结果构造有向图, 在图中找环
- 时间复杂度:最坏O(n^5)
参考文献
- 验证SC的复杂度, 将问题定义为VSC, VSC-read(map read to write), VSC-conflict(VSC-read + total order of write): Gibbons P B, Korach E. Testing shared memories[J]. SIAM Journal on Computing, 1997, 26(4): 1208-1244.
Manovit 2005
论文名 Manovit C, Hangal S. Efficient algorithms for verifying memory consistency[C]//Proceedings of the seventeenth annual ACM symposium on Parallelism in algorithms and architectures. ACM, 2005: 245-252.
主要内容
- 将vector clock引入TSOtool工具
- 为VSC-conflict问题提出一个多项式算法
- 为VSC-read提出多项式算法,快速,有效,但不完备
- 时间复杂度:O(k*n^3)
参考文献
Manovit 2006
论文名 Manovit C, Hangal S. Completely verifying memory consistency of test program executions[C]//High-Performance Computer Architecture, 2006. The Twelfth International Symposium on. IEEE, 2006: 166-175.
主要内容
- 在TSOtool中引入回溯,使验证TSO内存模型的算法完备
- 时间复杂度: O(p*n^3)
参考文献
Roy 2006
论文名 Roy A, Zeisset S, Fleckenstein C J, et al. Fast and generalized polynomial time memory consistency verification[C]//Computer Aided Verification. Springer Berlin Heidelberg, 2006: 503-516.
主要内容
- 提出新的算法,将最坏时间复杂度降低至O(n^4),适用于任何占用O(n^2)空间的内存一致性模型
参考文献
Chen 2008
论文名 Chen Y, Lv Y, Hu W, et al. Fast complete memory consistency verification[C]//High Performance Computer Architecture, 2009. HPCA 2009. IEEE 15th International Symposium on. IEEE, 2009: 381-392.
主要内容
- 实现工具LCHECK
- 引入time order的概念
- 对可靠完备性验证,时间复杂度O(C^pp^2n^2)
- 对可靠但不完备性验证,时间复杂度(p^3*n)
参考文献
静态验证
Park 1995
论文名 Park S, Dill D L. An executable specification, analyzer and verifier for RMO (relaxed memory order)[C]//Proceedings of the seventh annual ACM symposium on Parallel algorithms and architectures. ACM, 1995: 34-41.
主要内容
- 使用murphi语言描述SPARC的RMO内存模型
- murphi verifier 可以生成小断汇编语言多处理器程序的所有结果
参考文献
Condon 1999
论文名 Condon A E, Hill M D, Plakal M, et al. Using lamport clocks to reason about relaxed memory models[C]//High-Performance Computer Architecture, 1999. Proceedings. Fifth International Symposium On. IEEE, 1999: 270-278.
主要内容
- 对TSO和Alapha内存模型,给出定义,实现,以及对实现的证明
参考文献
Chatterjee2002
论文名 Chatterjee P, Sivaraj H, Gopalakrishnan G. Shared memory consistency protocol verification against weak memory models: Refinement via model-checking[C]//Computer Aided Verification. Springer Berlin Heidelberg, 2002: 123-136.
主要内容
- 设计者需要为具体实现建立一个高度简化的抽象,这层抽象可以用定理证明验证正确性
- 抽象层和具体实现同时在模型检测工具上运行,检测refinement
- 验证了四种Alpha内存模型,三种Itanium内存模型
- 使用并行化的murphi模型检测工具
Condon 2001
论文名 Condon A E, Hu A J. Automatable verification of sequential consistency[J]. Theory of Computing Systems, 2003, 36(5): 431-460.
主要内容
- 对实现内存系统的有限状态协议进行验证,看是否满足SC
- SC基于图定义
- 协议满足SC当且仅当它的所有trace无环
- observer 观察协议执行,收集信息,构造图
- 图被送给 chekcer ,检查是否有环
- 如果chekcer接受了observer产生的所有图,那么协议是正确的
参考文献