Orthogonal persistence in Java supported by aspect- oriented programming and reflection

The persistence concern implemented as an aspect has been studied since the appearance of the Aspect-Oriented paradigm. Frequently, persistence is given as an example that can be aspectized, but until today no real world solution has applied that paradigm. Such solution should be able to enhance the programmer productivity and make the application less prone to errors. To test the viability of that concept, in a previous study we developed a prototype that implements Orthogonal Persistence as an aspect. This first version of the prototype was already fully functional with all Java types including arrays. In this work the results of our new research to overcome some limitations that we have identified on the data type abstraction and transparency in the prototype are presented. One of our goals was to avoid the Java standard idiom for genericity, based on casts, type tests and subtyping. Moreover, we also find the need to introduce some dynamic data type abilities. We consider that the Reflection is the solution to those issues. To achieve that, we have extended our prototype with a new static weaver that preprocesses the application source code in order to introduce changes to the normal behavior of the Java compiler with a new generated reflective code.

Jednota, katolícky kalendár.

Compiler varies.

On the fly type specialization without type analysis

Les langages de programmation typés dynamiquement tels que JavaScript et Python repoussent la vérification de typage jusqu’au moment de l’exécution. Afin d’optimiser la performance de ces langages, les implémentations de machines virtuelles pour langages dynamiques doivent tenter d’éliminer les tests de typage dynamiques redondants. Cela se fait habituellement en utilisant une analyse d’inférence de types. Cependant, les analyses de ce genre sont souvent coûteuses et impliquent des compromis entre le temps de compilation et la précision des résultats obtenus. Ceci a conduit à la conception d’architectures de VM de plus en plus complexes. Nous proposons le versionnement paresseux de blocs de base, une technique de compilation à la volée simple qui élimine efficacement les tests de typage dynamiques redondants sur les chemins d’exécution critiques. Cette nouvelle approche génère paresseusement des versions spécialisées des blocs de base tout en propageant de l’information de typage contextualisée. Notre technique ne nécessite pas l’utilisation d’analyses de programme coûteuses, n’est pas contrainte par les limitations de précision des analyses d’inférence de types traditionnelles et évite la complexité des techniques d’optimisation spéculatives. Trois extensions sont apportées au versionnement de blocs de base afin de lui donner des capacités d’optimisation interprocédurale. Une première extension lui donne la possibilité de joindre des informations de typage aux propriétés des objets et aux variables globales. Puis, la spécialisation de points d’entrée lui permet de passer de l’information de typage des fonctions appellantes aux fonctions appellées. Finalement, la spécialisation des continuations d’appels permet de transmettre le type des valeurs de retour des fonctions appellées aux appellants sans coût dynamique. Nous démontrons empiriquement que ces extensions permettent au versionnement de blocs de base d’éliminer plus de tests de typage dynamiques que toute analyse d’inférence de typage statique.

Easy PRAM-based High-performance Parallel Programming with ICE

A poster of this paper will be presented at the 25th International Conference on Parallel Architecture and Compilation Technology (PACT ’16), September 11-15, 2016, Haifa, Israel.

Du terme prédicatif au cadre sémantique : méthodologie de compilation d'une ressource terminologique pour les termes arabes de l'informatique

La description des termes dans les ressources terminologiques traditionnelles se limite à certaines informations, comme le terme (principalement nominal), sa définition et son équivalent dans une langue étrangère. Cette description donne rarement d’autres informations qui peuvent être très utiles pour l’utilisateur, surtout s’il consulte les ressources dans le but d’approfondir ses connaissances dans un domaine de spécialité, maitriser la rédaction professionnelle ou trouver des contextes où le terme recherché est réalisé. Les informations pouvant être utiles dans ce sens comprennent la description de la structure actancielle des termes, des contextes provenant de sources authentiques et l’inclusion d’autres parties du discours comme les verbes. Les verbes et les noms déverbaux, ou les unités terminologiques prédicatives (UTP), souvent ignorés par la terminologie classique, revêtent une grande importance lorsqu’il s’agit d’exprimer une action, un processus ou un évènement. Or, la description de ces unités nécessite un modèle de description terminologique qui rend compte de leurs particularités. Un certain nombre de terminologues (Condamines 1993, Mathieu-Colas 2002, Gross et Mathieu-Colas 2001 et L’Homme 2012, 2015) ont d’ailleurs proposé des modèles de description basés sur différents cadres théoriques. Notre recherche consiste à proposer une méthodologie de description terminologique des UTP de la langue arabe, notamment l’arabe standard moderne (ASM), selon la théorie de la Sémantique des cadres (Frame Semantics) de Fillmore (1976, 1977, 1982, 1985) et son application, le projet FrameNet (Ruppenhofer et al. 2010). Le domaine de spécialité qui nous intéresse est l’informatique. Dans notre recherche, nous nous appuyons sur un corpus recueilli du web et nous nous inspirons d’une ressource terminologique existante, le DiCoInfo (L’Homme 2008), pour compiler notre propre ressource. Nos objectifs se résument comme suit. Premièrement, nous souhaitons jeter les premières bases d’une version en ASM de cette ressource. Cette version a ses propres particularités : 1) nous visons des unités bien spécifiques, à savoir les UTP verbales et déverbales; 2) la méthodologie développée pour la compilation du DiCoInfo original devra être adaptée pour prendre en compte une langue sémitique. Par la suite, nous souhaitons créer une version en cadres de cette ressource, où nous regroupons les UTP dans des cadres sémantiques, en nous inspirant du modèle de FrameNet. À cette ressource, nous ajoutons les UTP anglaises et françaises, puisque cette partie du travail a une portée multilingue. La méthodologie consiste à extraire automatiquement les unités terminologiques verbales et nominales (UTV et UTN), comme Ham~ala (حمل) (télécharger) et taHmiyl (تحميل) (téléchargement). Pour ce faire, nous avons adapté un extracteur automatique existant, TermoStat (Drouin 2004). Ensuite, à l’aide des critères de validation terminologique (L’Homme 2004), nous validons le statut terminologique d’une partie des candidats. Après la validation, nous procédons à la création de fiches terminologiques, à l’aide d’un éditeur XML, pour chaque UTV et UTN retenue. Ces fiches comprennent certains éléments comme la structure actancielle des UTP et jusqu’à vingt contextes annotés. La dernière étape consiste à créer des cadres sémantiques à partir des UTP de l’ASM. Nous associons également des UTP anglaises et françaises en fonction des cadres créés. Cette association a mené à la création d’une ressource terminologique appelée « DiCoInfo : A Framed Version ». Dans cette ressource, les UTP qui partagent les mêmes propriétés sémantiques et structures actancielles sont regroupées dans des cadres sémantiques. Par exemple, le cadre sémantique Product_development regroupe des UTP comme Taw~ara (طور) (développer), to develop et développer. À la suite de ces étapes, nous avons obtenu un total de 106 UTP ASM compilées dans la version en ASM du DiCoInfo et 57 cadres sémantiques associés à ces unités dans la version en cadres du DiCoInfo. Notre recherche montre que l’ASM peut être décrite avec la méthodologie que nous avons mise au point.

Provable Security for Cryptocurrencies

The past several years have seen the surprising and rapid rise of Bitcoin and other “cryptocurrencies.” These are decentralized peer-to-peer networks that allow users to transmit money, tocompose financial instruments, and to enforce contracts between mutually distrusting peers, andthat show great promise as a foundation for financial infrastructure that is more robust, efficientand equitable than ours today. However, it is difficult to reason about the security of cryptocurrencies. Bitcoin is a complex system, comprising many intricate and subtly-interacting protocol layers. At each layer it features design innovations that (prior to our work) have not undergone any rigorous analysis. Compounding the challenge, Bitcoin is but one of hundreds of competing cryptocurrencies in an ecosystem that is constantly evolving. The goal of this thesis is to formally reason about the security of cryptocurrencies, reining in their complexity, and providing well-defined and justified statements of their guarantees. We provide a formal specification and construction for each layer of an abstract cryptocurrency protocol, and prove that our constructions satisfy their specifications. The contributions of this thesis are centered around two new abstractions: “scratch-off puzzles,” and the “blockchain functionality” model. Scratch-off puzzles are a generalization of the Bitcoin “mining” algorithm, its most iconic and novel design feature. We show how to provide secure upgrades to a cryptocurrency by instantiating the protocol with alternative puzzle schemes. We construct secure puzzles that address important and well-known challenges facing Bitcoin today, including wasted energy and dangerous coalitions. The blockchain functionality is a general-purpose model of a cryptocurrency rooted in the “Universal Composability” cryptography theory. We use this model to express a wide range of applications, including transparent “smart contracts” (like those featured in Bitcoin and Ethereum), and also privacy-preserving applications like sealed-bid auctions. We also construct a new protocol compiler, called Hawk, which translates user-provided specifications into privacy-preserving protocols based on zero-knowledge proofs.

EGCL: an extended G-Code Language with flow control, functions and mnemonic variables

In the context of computer numerical control (CNC) and computer aided manufacturing (CAM), the capabilities of programming languages such as symbolic and intuitive programming, program portability and geometrical portfolio have special importance -- They allow to save time and to avoid errors during part programming and permit code re-usage -- Our updated literature review indicates that the current state of art presents voids in parametric programming, program portability and programming flexibility -- In response to this situation, this article presents a compiler implementation for EGCL (Extended G-code Language), a new, enriched CNC programming language which allows the use of descriptive variable names, geometrical functions and flow-control statements (if-then-else, while) -- Our compiler produces low-level generic, elementary ISO-compliant Gcode, thus allowing for flexibility in the choice of the executing CNC machine and in portability -- Our results show that readable variable names and flow control statements allow a simplified and intuitive part programming and permit re-usage of the programs -- Future work includes allowing the programmer to define own functions in terms of EGCL, in contrast to the current status of having them as library built-in functions

Improvements in Hardware Transactional Memory for GPU Architectures

In the multi-core CPU world, transactional memory (TM)has emerged as an alternative to lock-based programming for thread synchronization. Recent research proposes the use of TM in GPU architectures, where a high number of computing threads, organized in SIMT fashion, requires an effective synchronization method. In contrast to CPUs, GPUs offer two memory spaces: global memory and local memory. The local memory space serves as a shared scratch-pad for a subset of the computing threads, and it is used by programmers to speed-up their applications thanks to its low latency. Prior work from the authors proposed a lightweight hardware TM (HTM) support based in the local memory, modifying the SIMT execution model and adding a conflict detection mechanism. An efficient implementation of these features is key in order to provide an effective synchronization mechanism at the local memory level. After a quick description of the main features of our HTM design for GPU local memory, in this work we gather together a number of proposals designed with the aim of improving those mechanisms with high impact on performance. Firstly, the SIMT execution model is modified to increase the parallelism of the application when transactions must be serialized in order to make forward progress. Secondly, the conflict detection mechanism is optimized depending on application characteristics, such us the read/write sets, the probability of conflict between transactions and the existence of read-only transactions. As these features can be present in hardware simultaneously, it is a task of the compiler and runtime to determine which ones are more important for a given application. This work includes a discussion on the analysis to be done in order to choose the best configuration solution.

Dragonlifter - Un lifter da p-code a C

L'analisi di codice compilato è un'attività sempre più richiesta e necessaria, critica per la sicurezza e stabilità delle infrastrutture informatiche utilizzate in tutto il mondo. Le tipologie di file binari da analizzare sono numerose e in costante evoluzione, si può passare da applicativi desktop o mobile a firmware di router o baseband. Scopo della tesi è progettare e realizzare Dragonlifter, un convertitore da codice compilato a C che sia estendibile e in grado di supportare un numero elevato di architetture, sistemi operativi e formati file. Questo rende possibile eseguire programmi compilati per altre architetture, tracciare la loro esecuzione e modificarli per mitigare vulnerabilità o cambiarne il comportamento.