changes
authorPeizhao Ou <peizhaoo@uci.edu>
Sat, 11 Apr 2015 01:32:08 +0000 (18:32 -0700)
committerPeizhao Ou <peizhaoo@uci.edu>
Sat, 11 Apr 2015 01:32:08 +0000 (18:32 -0700)
correctness-model/writeup/formalization.tex
correctness-model/writeup/paper.aux
correctness-model/writeup/paper.log
correctness-model/writeup/paper.pdf

index 5d10f43..2cc4564 100644 (file)
@@ -32,7 +32,9 @@ operations to generate a consistent sequential history.
 Intuitively however, we can weaken some constraints, e.g.
 the \textit{happens-before} edges in some cases, to generate a reordering of
 ordering points such that they yield a sequential history that is consistent
-with the specification. We formalize our approach as follow.
+with the specification. We formalize our approach as follow. The goal is to come
+up with a correctness model that is weaker than linearizability and SC and yet
+is composable.
 
 First of all, we represent a trace as an \textit{execution graph}, where each
 node represents each API method call with a set of ordering points, and edges
@@ -86,17 +88,43 @@ y = 1;      x = 2;      r2 = x;     r4 = y;
 \end{verbatim}
 }
 
-
-We define an action \textit{tranform} that can be performed on the graph as
+We encounter a challenge for the execution where the following holds:
+\path{r1 == 2 && r2 == 1 && r3 == 1 && r4 == 2}. For any total order that is
+consistent with the happens-before relation, that total order will be
+inconsistent with the modification order in either variable \code{x} or
+\code{y}. For example, if \code{y = 1} is ordered before \code{y = 2}, then
+\code{x = 1} is ordered before \code{x = 2} while \code{r1 = x} is ordered
+before \code{r2 = x}. As a result, we cannot possibly move up the second load
+operation \code{r2 = x} across \code{r1 = x} to generate a consistent sequential
+history. To solve this, one option is that allow loads to move up any operation
+including load and store operation on the same location. However, it is
+extremely conuter-intuitive for a later load operation to read an older value.
+By analysis, the problem here is that the store operations with different values
+to the same memory location are not ordered. This is actually a really rare case
+because it could be possible that only one store operation takes effect and all
+other store operations are useless. We believe that such case of blind stores
+from different threads is not the general pattern for concurrent data
+structures, and we believe that store operations are ordered. In terms of
+ordering points, we believe that in real-world data structures, store operations
+of ordering points are ordered by happens-before relation.
+\todo{argue why ordered stores are reasonable to concurrent data structures}
+
+We next define an action called \textit{tranform} that can be performed on the graph as
 follow:
 
-\mypara{{\bf Hoisting loads:}} $ \forall X, Y, X \in
-\textit{OrderingPoints}\xspace \wedge Y \in \textit{OrderingPoints}\xspace \wedge
+$ \forall X, Y, X \in \textit{OrderingPoints}\xspace \wedge Y \in \textit{OrderingPoints}\xspace \wedge
 address(X)\not=address(Y) \wedge
-X \relation{hb} Y \wedge Y \in \textit{LoadOps}\xspace
-\Rightarrow \forall Z, Z
+X \relation{hb} Y \wedge
+Y \in \textit{LoadOps}\xspace
+\Rightarrow
+\forall Z,
+Z \in \textit{orderingPoints}\xspace \wedge 
+Z \relation{hb} X, 
+Z \relation{hb} Y \wedge \neg X \relation{hb} Y
 $.
 
+Under these analysis and assumptions, we clearly define our correctness model as
+follow:
 
 \begin{figure}[!htbp]
 \begin{algorithmic}[1]
@@ -133,15 +161,4 @@ $.
 \caption{\label{fig:algorithmfence}Algorithm for inferring order parameters}
 \end{figure}
 
-
-
-\mypara{\bf Generating the Reordering:}
-The \TOOL checker first builds an execution graph where the nodes are
-method calls and the edges represent the
-$\reltext{opo}$ ordering of the ordering points of the methods that
-correspond to the source and destination nodes.  Assuming the absence
-of cycles in the execution graph, 
-the $\reltext{opo}$ ordering is used to generate the sequential history.
-The \TOOL checker 
-topologically sorts the graph to generate the equivalent sequential
-execution.
+\todo{prove that our correctness model is composable}
index 8dd863b..d3d63d5 100644 (file)
 \bibstyle{abbrv}
 \bibdata{confstrs-long,paper}
 \bibcite{cpp11spec}{1}
+\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {2}Formalization of Correctness Model}{\thepage }{section.2}}
+\newlabel{sec:formalization}{{2}{\thepage }{Formalization of Correctness Model}{section.2}{}}
+\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {3}References}{\thepage }{section.3}}
 \bibcite{c11spec}{2}
 \bibcite{c11popl}{3}
 \bibcite{boehmpldi}{4}
 \bibcite{lineup}{5}
 \bibcite{rcu}{6}
 \bibcite{vyrd}{7}
-\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {2}Formalization of Correctness Model}{\thepage }{section.2}}
-\newlabel{sec:formalization}{{2}{\thepage }{Formalization of Correctness Model}{section.2}{}}
-\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {3}References}{\thepage }{section.3}}
 \bibcite{linearizableref}{8}
 \bibcite{scmemorymodel}{9}
 \bibcite{javaConcurrentHashMap}{10}
index f101d8e..b7ef3f1 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-This is pdfTeX, Version 3.1415926-2.5-1.40.14 (TeX Live 2013/Debian) (format=pdflatex 2014.3.31)  10 APR 2015 16:03
+This is pdfTeX, Version 3.1415926-2.5-1.40.14 (TeX Live 2013/Debian) (format=pdflatex 2014.3.31)  10 APR 2015 18:30
 entering extended mode
  restricted \write18 enabled.
  %&-line parsing enabled.
@@ -619,16 +619,14 @@ LaTeX Font Info:    Font shape `T1/ptm/bx/sc' in size <9> not available
 (Font)              Font shape `T1/ptm/b/sc' tried instead on input line 176.
  [2 <./figures/specworkflow.pdf>])
 (./formalization.tex
-Underfull \hbox (badness 4981) in paragraph at lines 93--99
-\T1/ptm/b/n/9 Hoisting loads: $\OMS/cmsy/m/n/9 8\OML/cmm/m/it/9 X; Y; X \OMS/cm
-sy/m/n/9 2 [] ^ \OML/cmm/m/it/9 Y \OMS/cmsy/m/n/9 2
+Underfull \hbox (badness 1975) in paragraph at lines 115--125
+[]$\OMS/cmsy/m/n/9 8\OML/cmm/m/it/9 X; Y; X \OMS/cmsy/m/n/9 2 [] ^ \OML/cmm/m/i
+t/9 Y \OMS/cmsy/m/n/9 2 [] ^
  []
 
 ) (./paper.bbl [3])
 Package atveryend Info: Empty hook `BeforeClearDocument' on input line 182.
- [4
-
-]
+ [4]
 Package atveryend Info: Empty hook `AfterLastShipout' on input line 182.
  (./paper.aux)
 Package atveryend Info: Empty hook `AtVeryEndDocument' on input line 182.
@@ -638,7 +636,7 @@ Package atveryend Info: Empty hook `AtVeryVeryEnd' on input line 182.
 Here is how much of TeX's memory you used:
  9020 strings out of 493308
  129583 string characters out of 6140092
- 256583 words of memory out of 5000000
+ 257583 words of memory out of 5000000
  12319 multiletter control sequences out of 15000+600000
  67735 words of font info for 70 fonts, out of 8000000 for 9000
  957 hyphenation exceptions out of 8191
@@ -653,7 +651,7 @@ courier/ucrr8a.pfb></usr/share/texlive/texmf-dist/fonts/type1/urw/helvetic/uhvb
 /share/texlive/texmf-dist/fonts/type1/urw/times/utmb8a.pfb></usr/share/texlive/
 texmf-dist/fonts/type1/urw/times/utmr8a.pfb></usr/share/texlive/texmf-dist/font
 s/type1/urw/times/utmri8a.pfb>
-Output written on paper.pdf (4 pages, 151101 bytes).
+Output written on paper.pdf (4 pages, 152256 bytes).
 PDF statistics:
  64 PDF objects out of 1000 (max. 8388607)
  0 named destinations out of 1000 (max. 500000)
index a772843..2fc673b 100644 (file)
Binary files a/correctness-model/writeup/paper.pdf and b/correctness-model/writeup/paper.pdf differ