marmot簡介――乙個mpi程式檢測分析工具
marmot簡介――乙個mpi程式檢測分析工具 (c) icymoon@nku$date:
2006-4-30
0.並行程式程式設計與分析除錯的困難
除了序列程式的所有問題之外，mpi並行程式還會有一些其它的問題存在：
(1)mpi
程式的複雜性
顯然，並行程式要比序列程式難寫，比如，一些不當的訊息傳遞方式可能導致死鎖；多程序之間的協同工作（任務的對映與分發等）導致並行程式比序列程式更難於駕馭。而且，不同版本的mpi實現中一些細節上的差異也會使問題變得更加複雜，比如，程式的可移植性。
(2)除錯並行程式的困難
在乙個gdb受到廣泛讚譽的時代，除錯並行程式仍然是乙個有難度的問題。當不同的程序執行於不同的物理節點上的時候，單一節點上的乙個debuger是無法知道程序要等待的訊息何時才會到達的，也難於知道其它相關程序的運**況（在某些程式中這是不必要的，但是在大多數程式中，這是需要的）。
1.並行程式除錯工具簡介
目前為止，有幾種不同的思路來做並行程式的偵錯程式：
(1)擴充套件傳統的除錯工具，對每個程序都起動乙個偵錯程式。像totalview， ddt，p2d2(這幾個都不是free的)，還有mpigdb，是以gdb做為後台的。
(2)提供乙個mpi庫的除錯版。像mpich那樣，檢測內部錯誤，也檢查使用者的誤用（比如型別不匹配等問題）。
(3)開發單獨的工具來檢查mpi應用程式的問題。mpi-check, umpire，還有marmot。mpi_check目前支援fortran，而umpire只限於共享記憶體的平台。
2.marmot
簡介2.1
作者＆支援
bettina krammer
katrin bidmon
matthias mueller
支援：歐洲crossgrid
專案支援。
2.2設計目標＆主要功能
portability:
檢查程式是否遵循mpi標準，以確認程式能執行於任何平台。
scalability:
不需要使用者干涉而使偵錯程式在多個程序中執行。
reproducibility:
檢測可能的競態條件與死鎖。
2.3設計結構圖(出自[3])
3.對mpi程式的檢查內容
marmot使用乙個額外的程序做除錯程序，不需要更改任何應用程式的原始碼，而是通過mpi的「profiling」介面(
mpi_pcontrol
)來截獲mpi呼叫然後進行分析。
(1)mpi
環境（mpi_init, mpi_get_processor_name, mpi_finalize）：
檢查在mpi_init前和mpi_finalize之後是否有不恰當的mpi呼叫，以及mpi_init是否被多次呼叫。目前為止，對mpi_get_processor_name沒有任何檢查。
(2)通訊環境（mpi_comm_size, mpi_comm_rank, mpi_barrier）:
檢查乙個mpi通訊域是否合法，比如不能用mpi_comm_null，如果是使用者自定義的通訊域，要看建立得是否合適並且在使用時沒被釋放掉。
(3)資料型別的構造（mpi_type_extent, mpi_type_struct, mpi_type_hvector, mpi_type_commit）：
檢測呼叫引數的型別是否合法，對於mpi_type_struct, mpi_type_hvector，還要檢查資料長度與個數是否大於0。還要防止mpi_type_commit重複遞交已經遞交過的資料型別。
(4)點對點通訊（mpi_sent, mpi_recv, mpi_sendrecv）：
檢查呼叫引數是否合法，包括通訊域、標識、資料型別、數量，源/目標程序等。資料型別不能是mpi_datatype_null，資料的數量與長度也不能小於或等於0，標識與程序號也不可以超出範圍。
還有乙個要考慮的問題是不同的mpi實現中，傳送與接收訊息（標準模式）給的緩衝區大小不同，這就給程式的可移植性帶來問題。所以，最好不要過分依賴於mpi實現中給出的緩衝區。
(5)其它一些操作(mpi_bcast, mpi_reduce, mpi_gather, mpi_gatherv, mpi_scatterv)：
除了檢查(4)中提到的引數外，還要檢查root程序是否合法，對一mpi_reduce，還得檢查operator是否合法，而對於mpi_gatherv和mpi_scatterv，要檢查偏移量。
除了上述呼叫外，marmot支援了所有mpi-1.2標準中的呼叫，但是並沒有實現所有情況的檢測(這太困難了)。
目前，關於死鎖的檢測採用的是超時機制，由除錯服務程序等待並給出警告。
對於競態條件，則列出所有的源程序呼叫，比如要從mpi_any_source接收訊息的時候。marmot不會記錄並追蹤這些問題。
從測試結果來看，這樣的分析除錯工具效率還是很不錯的。
4.參考文獻
[2]
[3]
marmot-
mpi
analysis and checking tool
[4]
5.
第乙個mpi程式in linux
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