Modèles mémoire

Le modèle mémoire d'une machine ou d'un langage détermine entre autres ce qui constitue une séquence valide d'événements observables en situation de multiprogrammation, et influence directement les capacités d'optimisation des compilateurs.

Un Wiki sur le sujet : http://en.wikipedia.org/wiki/Memory_model_%28computing%29

Présentation de Sasha Goldshtein en 2016 sur les modèles mémoires de C++ et du CLR de .NET : https://www.dropbox.com/s/ikbhcc9urnox04y/Memory_model.ppt?dl=0

Le modèle mémoire de la plateforme x86, décrit par Michael J. Sullivan en 2015 : http://www.msully.net/blog/2015/02/25/the-x86-memory-model/

Texte général sur la théorie des modèles mémoire, par Vijay Saraswat, Radha Jagadeesan, Maged Michael et Christoph von Praun, en 2006 : http://www.saraswat.org/rao.html

Un très intéressant article de Sarita V. Ave et Hans Boehm, en 2009, portant sur les modèles mémoire au sens large : http://rsim.cs.illinois.edu/Pubs/10-cacm-memory-models.pdf

Les modèles mémoires faibles et forts, par Jeff Preshing en 2012 : http://preshing.com/20120930/weak-vs-strong-memory-models

Description de l'importance des modèles mémoire, par Clay Breshears en 2012 : http://www.drdobbs.com/blogs/parallel/232901196

En 2016, John Wickerson propose une approche pour comparer les modèles mémoire. C'est aussi un bon texte pour comprendre les modèles mémoire et les enjeux qui leur sont associés : https://johnwickerson.wordpress.com/2016/11/11/comparing-memory-consistency-models/

Le modèle mémoire de C11 :

• Certaines optimisations typiques sont interdites avec C11... Quoi faire? Un article de Viktor Vafeiadis, Thibaut Balabonski, Soham Chakraborty, Robin Morriset et Francesco Zappa Nardelli en 2015 : http://www.di.ens.fr/~zappa/readings/c11comp.pdf

Dans C++ 11 :

• Présentation de Mike Long en 2014 : http://meekrosoft.github.io/cppmemmodel/#/
• Pour quelques explications très pertinentes, voir : http://stackoverflow.com/questions/6319146/c11-introduced-a-standardized-memory-model-what-does-it-mean-and-how-is-it-g
• Ce que la cohérence séquentielle signifie dans un programme qui n'est pas assujetti à des conditions de course, par Hans Boehm : http://www.hpl.hp.com/personal/Hans_Boehm/c++mm/seq_con.html
• Les fondements du modèle mémoire de C++ 11, par Hans Boehm et Sarita V. Ade en 2008 : http://rsim.cs.illinois.edu/Pubs/08PLDI.pdf
• Discussions sur le design d'un modèle mémoire propre à la multiprogrammation :
  • les implications du modèle mémoire proposé pour C++ 11 sur le langage C, par Hans Boehm en 2005 : http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg14/www/docs/n1131.pdf
  • les implications du modèle mémoire proposé pour C++ 11 sur la bibliothèque standard, entre autres, par Nick MacLaren en 2006 : http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n1947.pdf
  • une foire aux questions sur le modèle mémoire de C++ 11, par Hans Boehm : http://www.hpl.hp.com/personal/Hans_Boehm/c++mm/faq.html
  • http://www.open-std.org/JTC1/SC22/WG21/docs/papers/2004/n1680.pdf
  • http://www.open-std.org/JTC1/SC22/WG21/docs/papers/2005/n1777.pdf
  • http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2005/n1876.pdf
  • http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2005/n1911.pdf (un diaporama électronique)
  • http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n1942.html
  • http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n2075.pdf
  • http://www.open-std.org/JTC1/SC22/WG21/docs/papers/2006/n2138.html
  • http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2006/n2052.htm (révisé dans http://www.hpl.hp.com/personal/Hans_Boehm/c++mm/sequencing.htm)
  • une proposition alternative pour certaines architectures, par Raúl Silvera, Michael Wong, Paul E. McKenney et Bob Blainey en 2007 : http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2153.pdf
  • http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2007/n2392.html
• Garanties qu'il est possible d'offrir quant à la progression d'une séquence d'exécution :
  • http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2010/n3152.html
  • http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2010/n3209.htm
• Document général sur le modèle mémoire et l'atomicité : http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2010/n3196.htm
• À propos des divers ordonnancements possibles d'accès à la mémoire : http://www.open-std.org/JTC1/SC22/WG14/www/docs/n1525.htm
• Le modèle mémoire serait une des clés les plus importantes du nouveau standard : http://www.theregister.co.uk/2011/08/15/c_plus_plus_11_approved/
• Sur les difficultés associées au modèle mémoire de C++ 11, et sur son importance, un texte de Scott Meyers en 2012 : http://scottmeyers.blogspot.ca/2012/04/information-on-c11-memory-model.html
• Présentation du modèle mémoire de C++ 11, par Mike Long en 2014 : http://meekrosoft.github.io/cppmemmodel/#/
• Texte de 2015 par Michael J. Sullivan sur (entre autres) l'importance d'avoir un modèle mémoire pour un langage de programmation, et sur la difficulté d'implémenter memory_order_consume sur des atomiques : http://www.msully.net/blog/2015/02/24/why-we-fight/
• Un outil interactif pour comprendre le modèle mémoire de C et e C++ : http://svr-pes20-cppmem.cl.cam.ac.uk/cppmem/
  • voir aussi http://www.modernescpp.com/index.php/cppmem-an-overview par Rainer Grimm
• Explications proposées par Rainer Grimm en 2016 : http://www.modernescpp.com/index.php/c-memory-model
• Texte fort pédagogique de Glennan Carnie en 2016 : https://blog.feabhas.com/2016/07/memory-consistency-made-simpleish/

Un modèle mémoire matériel pour x86 : http://www.cl.cam.ac.uk/~pes20/weakmemory/x86tso-paper.tphols.pdf

Le modèle mémoire de Java :

• https://jcp.org/en/jsr/detail?id=133
• Texte de 2004 : http://www.cs.umd.edu/~pugh/java/memoryModel/jsr133.pdf
• Description du modèle, destinée aux gens qui écrivent des compilateurs, par Doug Lea (dernière mise à jour en 2011) :  http://g.oswego.edu/dl/jmm/cookbook.html
• Mise a jour du modèle mémoire de Java avec Java 8, par Doug Lea en 2014 : http://openjdk.java.net/jeps/188
• Présentation se voulant pragmatique de ce modèle mémoire, par Aleksey Shipilёv en 2014 : http://shipilev.net/blog/2014/jmm-pragmatics/
• Impact du modèle mémoire de Java sur la capacité d'optimiser des programmes écrits avec ce langage, par Sanjoy Das en 2014 : http://www.playingwithpointers.com/optimizations-and-the-jmm.html

Le modèle mémoire de Go, texte de 2012 : http://golang.org/ref/mem

Pour la plateforme .NET :

• Quelques réflexions sur le modèle mémoire de cette plateforme, texte de 2003 : http://blogs.msdn.com/b/cbrumme/archive/2003/05/17/51445.aspx
• Autre texte (du Code Project, alors prudence) sur le modèle mémoire de .NET, en particulier sur les barrières-mémoire : http://www.codeproject.com/Articles/37282/Memory-Model-Memory-Barrier-and-Singleton-Pattern
• De l'importance d'un modèle mémoire pour saisir les impacts de la synchronisation sur une plateforme comme .NET, par Vance Morrison : http://msdn.microsoft.com/fr-fr/magazine/cc163715%28en-us%29.aspx
• En 2014, Raymond Chen rappelle que l'opérateur += en C# n'est pas une opération atomique : http://blogs.msdn.com/b/oldnewthing/archive/2014/08/14/10549885.aspx