D 2018

Data-centric Dynamic Partial Order Reduction

CHALUPA, Marek, Krishnendu CHATTERJEE, Andreas PAVLOGIANNIS, Nishant SINHA, Kapil VAIDYA et. al.

Základní údaje

Originální název

Data-centric Dynamic Partial Order Reduction

Autoři

CHALUPA, Marek (203 Česká republika, domácí), Krishnendu CHATTERJEE (356 Indie), Andreas PAVLOGIANNIS (300 Řecko), Nishant SINHA (356 Indie) a Kapil VAIDYA (356 Indie)

Vydání

New York, Proceedings of Symposium on Principles of Programming Languages 2018, od s. 1-30, 30 s. 2018

Nakladatel

ACM

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Stať ve sborníku

Obor

10201 Computer sciences, information science, bioinformatics

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Forma vydání

tištěná verze "print"

Kód RIV

RIV/00216224:14330/18:00100728

Organizační jednotka

Fakulta informatiky

ISSN

UT WoS

000688016900031

Klíčová slova anglicky

Concurrency; Partial-order Reduction; Stateless model-checking

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 20. 9. 2022 11:14, RNDr. Pavel Šmerk, Ph.D.

Anotace

V originále

We present a new dynamic partial-order reduction method for stateless model checking of concurrent programs. A common approach for exploring program behaviors relies on enumerating the traces of the program, without storing the visited states (aka stateless exploration). As the number of distinct traces grows exponentially, dynamic partial-order reduction (DPOR) techniques have been successfully used to partition the space of traces into equivalence classes (Mazurkiewicz partitioning), with the goal of exploring only few representative traces from each class. We introduce a new equivalence on traces under sequential consistency semantics, which we call the observation equivalence. Two traces are observationally equivalent if every read event observes the same write event in both traces. While the traditional Mazurkiewicz equivalence is control-centric, our new definition is data-centric. We show that our observation equivalence is coarser than the Mazurkiewicz equivalence, and in many cases even exponentially coarser. We devise a DPOR exploration of the trace space, called data-centric DPOR, based on the observation equivalence. For acyclic architectures, our algorithm is guaranteed to explore exactly one representative trace from each observation class, while spending polynomial time per class. Hence, our algorithm is optimal wrt the observation equivalence, and in several cases explores exponentially fewer traces than any enumerative method based on the Mazurkiewicz equivalence. For cyclic architectures, we consider an equivalence between traces which is finer than the observation equivalence; but coarser than the Mazurkiewicz equivalence, and in some cases is exponentially coarser. Our data-centric DPOR algorithm remains optimal under this trace equivalence. Finally, we perform a basic experimental comparison between the existing Mazurkiewicz-based DPOR and our data-centric DPOR on a set of academic benchmarks. Our results show a significant reduction in both running time and the number of explored equivalence classes.

Návaznosti

GBP202/12/G061, projekt VaV
Název: Centrum excelence - Institut teoretické informatiky (CE-ITI) (Akronym: CE-ITI)
Investor: Grantová agentura ČR, Centrum excelence - Institut teoretické informatiky
MUNI/A/0854/2017, interní kód MU
Název: Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace VII.
Investor: Masarykova univerzita, Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace VII., DO R. 2020_Kategorie A - Specifický výzkum - Studentské výzkumné projekty
MUNI/A/1038/2017, interní kód MU
Název: Zapojení studentů Fakulty informatiky do mezinárodní vědecké komunity 18
Investor: Masarykova univerzita, Zapojení studentů Fakulty informatiky do mezinárodní vědecké komunity 18, DO R. 2020_Kategorie A - Specifický výzkum - Studentské výzkumné projekty