Jahresbericht informatik 2009 - KIT – Fakultät für Informatik

Die Institute der Fakultät und ihre Forschungsvorhaben
sogenannten Locks als besonders anspruchsvoll gilt. Als zukunftsweisendes neues
Programmiermodell gilt Transactional Memory, welches dem Programmierer ein einfaches
Konstrukt zum Schutz der gemeinsam genutzten Daten an die Hand gibt: die Transaktion.
Der Übersetzer und das Laufzeitsystem stellen nun sicher, dass Konflikte zwischen
Transaktionen korrekt aufgelöst werden und Transaktionen drei Eigenschaften erfüllen:
Atomarität, Konsistenz und Isolation. Mit der Einhaltung dieser Eigenschaften wird es dem
Programmierer erleichtert, die Korrektheit seines Programms sicherzustellen.
Es existieren derzeit industrielle Compiler, die Transactional Memory unterstützen,
jedoch keine quelloffene Erweiterung eines freien Compiler mit ähnlicher Funktionalität.
Um Abhilfe zu leisten, wurde durch den Compilation Platform Cluster des HiPEAC-
Netzwerks eine Kooperation mit INRIA Saclay (unter Beteiligung von Albert Cohen) initiiert.
Das Ziel hiervon ist eine robuste und erweiterbare Implementierung, die weitere
Forschungsarbeiten in diesem Bereich ermöglicht und sich nicht auf ein bestimmtes
Programmiermodell (wie z. B. OpenMP) beschränkt. Nach einer Einarbeitungszeit und
Definition der Projektziele erfolgte das Erstellen eines Konzeptes, welches auf den GCC
zugeschnitten ist.
Der Aufbau der Compilererweiterung wurde veröffentlicht und zeigt die neuen
Durchläufe des Compilers (genannt GTM) im Bezug auf Zwischenrepräsentationen des
Programms und andere Optimierungsläufe. Außer einigen Modifikationen des Front-Ends
sind ein sogenannter expansion pass und ein checkpointing pass hinzugefügt worden. Der
erste Durchlauf dient dem Ersetzen von Zugriffen auf gemeinsamen Speicher durch Aufrufe
der STM-Bibliotheksfunktionen, während der zweite Durchlauf den Kontrollfluss vervollständigt,
der dazu dient, die ursprünglichen Werte von lokalen Variablen wiederherzustellen.
Der im Rahmen dieser Kooperation entstandene Code wurde als Patch an den Linux-
Distributor RedHat weitergeleitet und dient als Basis für einen neuen, zukünftig von
RedHat gepflegten GCC-Zweig.
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Ausgewählte Veröffentlichungen des Forschungsbereiches:
Tagungsbände und Beiträge in
Tagungsbänden:
Buchty, R.; Kicherer, M.; Kramer, D.; Karl,
W.: An embrace-and-extend approach to managing
the complexity of future heterogeneous
systems. In: Proceedings. SAMOS IX, Samos,
Griechenland, 01.07.2009. Berlin / Heidelberg:
Springer, 2009, S. 226-235, (Lecture Notes in
Computer Science; Volume 5657/2009, ISBN
978-3-642-03137-3)
Buchty, R.; Kramer, D.; Kicherer, M.; Karl,
W.: A Light-Weight Approach to Dynamical
Runtime Linking Supporting Heterogenous,
Parallel, and Reconfigurable Architectures. In:
Proceedings. Architecture of Computing
Systems - ARCS 2009, Delft, Niederlande,
01.02.2009. Springer Berlin / Heidelberg,
2009, S. 60-71, (Lecture Notes in Computer
Science; Volume 5455, ISBN 978-3-642-
00453-7)