[發明專利]一種并行程序的調試系統及方法

有效

• 申請號: 201110271034.0
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN102789413A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 蔣昌俊;陳閎中;閆春鋼;孫海平;石琴琴;柴華;張棟良
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 葉琦玲

技術領域

本發明涉及一種信息技術領域，尤其涉及一種并行程序的調試系統及方法。

背景技術

起初人們認為計算機性能的提高主要是由于生產出了更快更有效的處理器。這種觀點受到了并行處理概念的挑戰：并行計算的根本意義是將兩臺或多臺計算機連接起來，共同解決一些復雜的計算問題。比如，隨著科學和信息技術的發展，許多領域如氣象預報、地震分析、信息檢索等都需要對大規模、海量數據進行快速高效的處理，促使計算從串行過度到并行。并行計算在軍事、科技、商業等領域應用也越來越廣泛，更多的用戶開始使用并行技術處理問題。

并行處理技術的發展已經有了20多年的歷史，雖然說并行機硬件的發展算不上是突飛猛進，但是也是相當迅速的。IBM、Intel、SUN、SGI等公司都致力于高性能并行機的研發，并且在市場取得了不錯的業績。但是，相對于硬件體系結構的發展而言，軟件的發展卻嚴重滯后，影響了硬件效率的發揮，限制了并行機系統的廣泛應用。

例如，作為并行程序的調試器，目前許多并行程序調試器還不具備平臺的可移植能力。雖然有些調試器對于平臺移植這一問題采取了有效的方法，那就是利用GDB作為底層的串行調試器，例如P2D2和Mantic。但它們也存在著缺陷，因為它們對GDB返回結果的輸出都由遠端一個服務器進行解析，本地不做此項工作，這也導致了它們不能更好的支持異構的環境。人們采用DCDB和DDBG解決了異構的問題，但DCDB和DDBG使用的GDB接口是原來的GDB解釋器，在可擴展性、可靠性、可維護性和效率上都存在缺陷。

另外的并行程序解決方案，如TotalView能夠自動捕獲MPI、PVM、HPF、OpenMP等并行程序進行調試，可以在本地調試多進程、多線程的程序，可以調試同構機群系統上的分布式系統，支持動態調試，功能強大，是少有的多平臺商業調試器。但是它沒有使用現成的串行調試器，在不同平臺下要使用不同的版本，不支持異構環境，由于用戶界面和底層控制都運行在Unix/Linux平臺，不熟悉Unix/Linux平臺的用戶使用時會感覺相對困難。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的并行程序調試的不足，提供一種能夠實現跨平臺應用的并行程序的調試系統及方法，方便用戶編輯調試代碼、設置并行程序運行斷點，并能通過遠程調用的方式編譯、運行、調試并行程序，以及查看性能分析結果，具有很好的移植性和可擴展性。

為了達到上述發明目的，本發明提出了一種并行程序的調試系統，所述系統是通過以下的技術方案實現的：

一種并行程序的調試系統，所述系統包括：

前端集成調試模塊，用來給用戶提供調試窗口，對待調試的并行程序進行調試操作；

后臺調試管理模塊，用來根據前端集成調試模塊發來的調試命令，通過源代碼插樁，并對插樁后的并行程序進行編譯運行，并將運行的結果反饋給前端集成調試模塊。

進一步優選地，所述前端集成調試模塊具體包括：

工程管理子模塊，用來提供工程管理功能，所述工程管理功能包括支持用戶新建、刪除新的工程，在工程中添加、刪除文件；

文件管理子模塊，用來提供文件管理功能，所述文件管理功能包括源代碼文件的新建、打開、保存或關閉；

代碼編輯管理子模塊，用來提供代碼編輯管理功能，所述代碼編輯管理功能包括允許用戶編輯代碼、代碼板旁邊即時顯示行號、支持基本的編程語言關鍵字高亮顯示，支持區分大小寫的查找或替換；

界面子模塊，用來根據用戶需求或系統推薦，設置斷點或性能觀測點。

進一步優選地，所述界面子模塊還包括一對話框，用來設置各種可能的條件值對斷點進行控制。

進一步優選地，所述后臺調試管理模塊包括：

插樁模塊，用來按照實際需要對源代碼進行訪問和修改，加入所需要的功能代碼，來捕獲程序當前的狀態或增加外部代碼運行過程的控制。

進一步優選地，所述插樁模塊具體包括：

斷點管理插樁子模塊，用來使得經插樁后的代碼在執行過程中與前端集成調試模塊進行通信，模擬實現斷點效果；

變量觀測插樁子模塊，用來使得經插樁的代碼與前端集成調試模塊之間進行通信，在斷點處傳輸有效變量信息并顯示給用戶；

性能分析插樁子模塊，用來使得經插樁的代碼在執行過程中與前端集成調試模塊之間進行通信傳遞并行程序的性能參數，并在前端集成調試模塊中實現性能觀測與記錄。