Compilation of OCaml memory model into Power

Abstract

В настоящее время ведётся активная разработка моделей памяти, направленных на решение различных проблем многопоточного программирования. В частности, модель памяти языка OCaml [Dolan et al. PLDI 2018] позволяет точно описать поведение программ, содержащих гонки по данным. Чтобы использовать эту модель на практике, необходимо показать, что её можно корректно реализовать на распространённых архитектурах процессоров. На данный момент это выполнено для x86 и ARM, но не для Power - архитектуры, широко используемой в серверном оборудовании. В данной работе построена схема компиляции модели OCaml в Power (с использованием промежуточной модели памяти (IMM) [Podkopaev et al. POPL 2019]) и доказана её корректность. Кроме того, полученные результаты формализованы в Coq.

The development of memory models aimed at solving various concurrency problems is an active research topic. One such model is the OCaml memory model (OCamlMM) [Dolan et al. PLDI 2018] which allows to mitigate undefined behavior caused by data races. To use this model in practice one has to prove the correctness of its compilation into mainstream CPU architectures. At the moment, it is done for x86 and ARM but not for Power which is a mainstream server architecture. We build the compilation scheme from OCaml to Power using the Intermediate Memory Model (IMM) [Podkopaev et al. POPL 2019], prove its correctness and verify our results in Coq.