Nahajate se tukaj

Domov › Uporaba

Razhroščevanje, analiza in razčlenitev programov

Brian W. Kernighan je nekoč napisal:
“Debugging is twice as hard as writing the code in the first place. Therefore, if you write the code as cleverly as possible, you are, by definition, not smart enough to debug it.”

Razhroščevanje

Prisanje programov ni natančna znanost. Napak je pri začetnikih lahko precej. Najtežje so tiste, ko program dela, vendar nepravilno. Obstajajo pa tudi napake, ki se dogajajo zelo poredko. Ob določenih pogojih, katere ni nujno, da jih lahko zaznamo. V ta namen lahko uporabimo "post-portem" razhroščevanjem tako, da pridobimo spominsko sliko programa v času, ko se je prekinil. Datoteka s spominsko sliko se imenuje core (kosti), ki jih nato uporabimo v razhroščevalniku, da najdemo mesto in razlog zakaj se je prekinil.

Najpomembnejša komercialna programa za razhroščevanje MPI programov sta Totalview in DDT. Poleg tega obstajajo še druga orodja za razhroščevanje spomina kot je Purify, dbx, gdb, DDD, ...

V skupini programov  Intel Cluster Studio XE 2011 je na HPCFS nameščen tudi Intel Debugger, s katerim si lahko pomagamo pri razhroščevanu različnih aplikacij prevedenih s prevajalniki intel.

Program poženemo z ukazom:

 [leon@prelog ~]$ module load intel
  Loading intel/12.0
[leon@prelog ~]$ idb

Za lažje razumevanje vseh možnih načinov razhroščevanja programaje na voljo naslednja primerjava ukazov GDB in Visual studio

ukaz
 GDB
Visual Studio
Primerjava ukazov GDB in Visual Studio
run program run [args] F5 Start Debugging
start program start [args] F10 Step over
pause Ctrl-C Ctrl-Alt-Break Break All
continue running cont F5 Continue
step-over next F10 Step over
step-into step F11 Step into
step-out finish Shift + F11 Step out
breakpoint break file:lineno right-click Breakpoint/Insert Breakpoint
tracepoint watch file:lineno right-click  Debug/New
watchpoint watch expr right-click Bkpt/New Data Breakpoint
stack trace bt, where Call Stack
print expression print expr ImmediateWindow
display expression display expr Watch window
set variable set var var=expr Variables window
set environment variable set env var[=val] Properties/Debugging/Environment
show machine code disassemble right-click Go to Disassembly
step-over, machine code nexti F10 Step over
step-into, machine code stepi F11 Step into
conditional breakpoint condition bnum right-click  Breakpoint/Condition
event breakpoint handle, signal -
exception breakpoint catch, throw Debug/Exceptions...
function breakpoint break function Debug/New Bkpt/Break at Function
temporary breakpoint tbreak F9 Debug/Toggle Breakpoint
list all breakpoints info breakpoints Breakpoints window
attach command to bkpt commands bnum right-click Breakpoint/When Hit
print in command printf right-click Breakpoint/When Hit
find functions info functions expr Debug/New Bkpt/Break at Function
call function call expr ImmediateWindow
change function return value return expr -
print type whatis arg right-click Go To Declaration
print type description ptype arg right-click Go To Definition
print memory contents  x arg ImmediateWindow
select stack frame frame arg Call Stack right-click Switch to Frame
print frame description info frame Call Stack

Orodja za analizo

Razčlenitev (profiling)

Obstajajo različna orodja za časovno razčlenitev programa in iskanje hroščev. Običajne tehnike z izpisom so lahko uporabne za iskanje napak, težje pa je določiti, kje se največ časa v programu porabi.

Določanje delov kode po časovno osi in številu klicev. Standardna profilerja v Unixu sta prof in gprof. Pri prevajanju je potrebno podati dodatne označbe v kodo:

  • f90 -p mycode.F90 -o myprog  # za prof
  • cc -pg mycode.c -o myprog # za gprof

kar ustvari ob pogonu programa datoteki mon.out ali gmon.out. Profiler poženemo z ukazom

 gprof myprog  # in ne gprof gmon.out

Bolj enostavno je seveda le merjenje časa programa z ukazom

 time ./mojprog

ali uporabo funkcij za čas v samem programu.

Del izpisa programa gprof je

                      Call graph (explanation follows)


granularity: each sample hit covers 2 byte(s) for 0.03% of 30.83 seconds

index % time    self  children    called     name
               18.18   12.65       1/1           main [2]
[1]    100.0   18.18   12.65       1         evolve [1]
               10.21    0.00 503193600/503193600     force [3]
                2.43    0.00      30/30          add_norm [4]
                0.00    0.00      30/30          visc_force [5]
-----------------------------------------------
                                                 <spontaneous>
[2]    100.0    0.00   30.83                 main [2]
               18.18   12.65       1/1           evolve [1]
-----------------------------------------------
               10.21    0.00 503193600/503193600     evolve [1]
[3]     33.1   10.21    0.00 503193600         force [3]
-----------------------------------------------
                2.43    0.00      30/30          evolve [1]
[4]      7.9    2.43    0.00      30         add_norm [4]
-----------------------------------------------
                0.00    0.00      30/30          evolve [1]
[5]      0.0    0.00    0.00      30         visc_force [5]
-----------------------------------------------

Grafično obliko omogočajo komercialni profilerji kot je npr pgprog (PGI), kar vidimo v naslednji sliki,