Система автоматизации распараллеливания гибридный анализ (стр. 6 из 7)
5.2 Программа поиска возможных зависимостей
Программа поиска возможных зависимостей реализована в среде разработки Microsoft Visual C++ 2008 Express Edition на языке программирования C++ и использует статическую библиотеку представления базы данных САПФОР.
На вход программа получает базу данных САПФОР, на выходе файл с информацией о возможных зависимостях по данным между витками цикла «posDepsInfo.txt».
Файл «posDepsInfo.txt» представляет собой набор строк вида:
название_файла ; номер_строки_программной_единицы ; номер_строки_начала_цикла ; имя_переменной ; тип_переменной ; размерность_переменной;
Таким образом, каждая строчка файла точно определяет цикл и переменную, по которой предполагается возможная зависимость между итерациями данного цикла.
5.3 Изменения, внесенные в статическую библиотеку функций динамического анализа
Статическая библиотека функций динамического анализа была пересобрана в среде Microsoft Visual Studio 2005. В этой же среде велась работа по изменению и дополнению некоторых функций библиотеки.
Основных дополнений два:
1. При наличии в каталоге исполняемого файла непустого текстового файла "posDepsInfo.txt" будет проводится частичный динамический анализ программы в соответствии с алгоритмом, описанным в пункте 4.3.2. Иначе, если файл "posDepsInfo.txt" отсутствует или пуст, то проводится полный динамический анализ программы.
2. В динамический анализ добавлен механизм измерения времени работы итераций цикла и программных единиц без учета времени работы вложенных циклов. Эта информация необходима для заполнения базы данных САПФОР и раньше игнорировалась.
Для хранения во внутреннем представлении программы динамического анализатора информации о возможной зависимости из файла "posDepsInfo.txt" был создан специальный класс NeedLoopDep. Также был создан класс-хранилище объектов класса NeedLoopDep - NeedLoopDepStrg. Класс NeedLoopDepStrg содержит метод установки атрибута «флаг проверки» для объектов класса CCycleInfo (во внутреннем представлении динамического анализатора этот класс хранит информацию о цикле программы) и метод присваивания начального значения атрибуту «счетчик необходимости» для объектов класса CArrayInfo (во внутреннем представлении динамического анализатора этот класс хранит информацию о переменной программы). GlobalNeedLoopDeps – глобальный объект класса NeedLoopDepStrg, инициализируется информацией из файла "posDepsInfo.txt" при старте динамического анализа, и используется впоследствии для установки атрибута «флаг проверки» для объектов класса CCycleInfo, определения необходимых для анализа переменных для этого объекта, установки начального значения атрибута «счетчик необходимости» у объектов класса CArrayInfo.
Незначительные изменения коснулись методов заполнения базы данных САПФОР, комментариев, работы и числа параметров методов для некоторых классов из внутреннего представления динамического анализатора и т.д.
5.4 Программа сравнения баз данных
Программа сравнения баз данных реализована в среде разработки Microsoft Visual C++ 2008 Express Edition на языке программирования C++ и использует статическую библиотеку представления базы данных САПФОР.
Итак, пусть мы имеем программу program и два разных анализатора, соответствующие требованиям системы автоматизированного распараллеливания САПФОР, anlsr1 и anlsr2. В результате работы анализатора anlsr1(anlsr2) над программой program получаем базу данных САПФОР db1(db2).
Программа сравнения баз данных получает на вход две базы данных САПФОР одной программы db1 и db2, а на выходе:
1. Базу данных САПФОР answerDB, полученную из db1 путем корректирования возможных зависимостей информацией о реальных зависимостях базы данных САПФОР db2 по алгоритму описанному в пункте 4.4, если программа сравнения баз данных запущенна с флагом «-setTime», то в answerDB также фиксируются времена работы итераций циклов и программных единиц из db2.
2. Текстовый файл «compareDBs.txt» с описанием несоответствий между одинаковыми сущностями db1 и db2 и с описанием недостающих сущностей в db1(db2), которые присутствуют в db2(db1).
Любое несоответствие между одинаковыми сущностями двух баз данных описывается следующим образом:
Тип несоответствия < DataBase – первая база данных; описание сущности в первой базе данных >
< DataBase – вторая база данных; описание сущности во второй базе данных >
Например:
Routine name nonequivalence in < DataBase - my_test.db; FileID = 1; FileName = my_test.fdv; RoutineID - 1; RoutineName - jac; LineStart - 1; ParamsNumber - 0; >
< DataBase - my_test.fdv.db; FileID = 0; FileName = my_test.fdv; RoutineID - 0; RoutineName - program; LineStart - 1; ParamsNumber - 0; >
В примере отражено, что имена двух эквивалентных программных единиц (расположенных в одном файле, начинающихся с одного номера строки, имеющих одно и то же число параметров) в базах данных my_test.db и my_test.fdv.db одной программы отличаются.
Любое отсутствие сущности в базе данных описывается следующим образом:
Тип отсутствия < DataBase – база данных, в которой отсутствует сущность; описание места отсутствия сущности >
< DataBase – база данных, в которой наличествует сущность; описание сущности >
Например:
Variable absent in < DataBase - my_test.fdv.db; FileID - 0; FileName - my_test.fdv; RoutineID - 0; RoutineName - program; LineStart - 1; ParamsNumber - 0; >
< DataBase - my_test.db; FileID - 1; FileName - my_test.fdv; RoutineID - 1; RoutineName - jac; LineStart - 1; ParamsNumber - 0; VarID = 1; VarName = i; VarType = integer; VarDimentions = 0; >
В примере отражено, что в базе данных my_test.fdv.db нет описания переменной i целого типа нулевой размерности в программной единице program.
В таблице 1 описаны реализованные на данный момент типы несоответствий и отсутствий.
Таблица 1
| Тип несоответствия или отсутствия | Описание типа |
| File absent in | файл отсутствует в |
| Common block absent in | общий блок отсутствует в |
| Routine absent in | программная единица отсутствует в |
| Routine name nonequivalence in | имена программных единиц не эквивалентны в |
| File contained routine absent in | название файла содержащего программную единицу отсутствует в |
| Variable type difference in | типы переменных не эквивалентны в |
| Variable attribut absent in | атрибуты переменных не эквивалентны в |
| Variable absent in | описание переменной отсутствует в |
| Routine parameters number nonequivalence in | число параметров программных единиц не совпадает в |
| Routine parameter in position absent | описание параметра в определенной позиции отсутствует |
| Routine parameter in position nonequivalence in | описания параметров в позиции не идентичны в |
| Common block definition nonequivalence in | описания общего блока не идентичны в |
| Common block definition absent in | описание общего блока отсутствует в |
| Loop absent | информация о цикле отсутствует в базе данных |
| Loop dependence absent in | зависимость в цикле отсутствует |
| Loop dependence absent nonequivalence in | зависимости по переменной в цикле не эквивалентны в |
| Loop iteration time nonequivalence in | итераторы цикла не совпадает в |
| Loop tightly inner nonequivalence in | флаг тесной вложенности у циклов различен в |
| Operator variable access nonequivalence in | доступы к переменной в операторе разнятся в |
| Operator variable access absent in | доступ к переменной отсутствует в |
| Operator call absent in | вызовы функции отсутствует в |
| Operator input/output mode absent in | идентификатор ввода/вывода отсутствует в |
Таким образом, программу сравнения баз данных можно использовать как средство отладки работы анализатора системы САПФОР, так и как средство коррекции информации одной базы данных САПФОР полезной информацией другой
Программа сравнения баз данных не работает напрямую с таблицами баз данных. Она при помощи статической библиотеки представления базы данных САПФОР создает внутренние представления баз данных. Далее используются статические методы класса CompareIR для сравнения хранилищ представлений. Сравнения хранилищ можно производить независимо друг от друга.
5.5 Обзор результатов
Тестирование гибридного анализа проводилось на программах, использующих косвенную индексацию, сложные выражения, работу с данными, полученными в результате выполнения программы. Реализованные для гибридного анализа программы запускались на персональном компьютере (двуядерный процессор с частотой 2,21 ГГц, 1 Гб оперативной памяти) под управлением операционной системы WindowsXPServicePack 3.
Для демонстрации результатов рассмотрим ряд фрагментов программ на языке Fortran:
Фрагмент программы JACK (Рисунок 9):
Статический анализатор не может определить зависимость по массиву A для объемлющего цикла. Причина - сложность индексных выражений доступа к элементам массива. Таким образом, статический анализатор фиксирует возможную зависимость, которая утверждается частичным динамическим анализом.
Фрагмент программы с косвенной индексацией (Рисунок 10):
Для второго цикла доступ к элементу массива B осуществляется через элемент массива A. При статическом анализе мы не имеем никакой информации о значениях, хранящихся в переменных, следовательно, статический анализатор фиксирует возможную зависимость по переменной B для второго цикла. Частичный динамический анализ утверждает эту зависимость.
Фрагмент программы, в котором параметр цикла вводится пользователем во время ее выполнения:
Статические методы анализа не могут оценить параметр N, следовательно, фиксируется возможная зависимость. При частичном динамическом анализе проведем два теста: