[發明專利]基于文本分析的MPI代碼通信過程解析方法

有效

• 申請號: 201811345110.6
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109710419B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 肖利民;張銳;閆柏成;王志昊;劉成春;周易
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F9/54
• 分類號: G06F9/54;G06F11/36
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 吳小燦

本發明提供一種基于文本分析的MPI代碼通信過程解析方法，應用于基于MPI開發的并行應用程序中，基于文本分析的MPI代碼通信過程解析方式，通過對MPI并行應用源代碼分析，模擬MPI任務的執行過程快速準確地挖掘出點對點通信信息，減少分析過程中的資源開銷。包括以下步驟：(a)對MPI源代碼逐行分析，抓取出關鍵通信變量；(b)根據用戶期望啟動的進程數，對源代碼執行相應次數的循環分析，每次循環分析模擬一個MPI任務的執行；(c)每次循環時，根據解析到的不同的關鍵詞語句執行相應的分析過程，搜索是否包含MPI通信關鍵詞；(d)根據搜索到的不同的MPI通信關鍵詞，將通信過程轉換為點對點通信信息；(e)整合多個進程中的點對點通信信息。

技術領域：

本發明涉及一種代碼解析方法，更具體的說，尤其涉及一種基于文本分析的MPI代碼通信過程解析方法。

背景技術：

在計算機科學中，高性能計算(High Performance Computing，HPC)是一個重要的分支，是一種從多個方面研究開發高性能計算機的技術，例如從系統結構、并行算法和軟件開發等方面。高性能計算已逐漸成為繼傳統的理論研究和實驗室實驗之外的科學研究的新支柱。

在使用高性能計算的過程中，一些應用并不能有效地利用其所占用的高性能計算平臺的計算資源，造成了許多計算資源的浪費。為了能更高效地利用高性能計算平臺，需要能指導其與實際應用相匹配，可以通過程序預測技術來達到這一目的。在使用高性能計算的過程中，大部分程序都是并行執行的，因此，對于并行程序研究其性能預測及優化技術具有重要的意義，能提高高性能計算的性能。要對并行應用進行性能預測及優化首先需要分析并行應用的通信性能，因為并行應用的通信性能是影響并行應用整體性能的關鍵因素之一，而要準確地反映并行應用的通信性能，需要在并行應用代碼中抓取關鍵通信信息并轉化為點對點通信信息。由于消息傳遞接口(Message Passing Interface，MPI)具有很多優點，例如良好的可移植性等，受到了開發人員的喜愛，廣泛應用于開發并行應用程序。所以對基于MPI開發的并行應用抓取其代碼中的關鍵通信信息并轉化為點對點通信信息就顯得尤為重要。

目前MPI并行應用代碼通信過程解析方式主要有兩種，即人工解析和基于插樁技術的解析。人工解析方式指的是人為地去閱讀MPI應用源代碼，然后挖掘出其中包含的點對點通信信息。人為閱讀MPI并行應用代碼的過程中，對于某一段代碼的理解不準確極易造成挖掘出的點對點通信信息不準確，且耗費大量的時間和人力資源。基于插樁技術的解析方式指的是在源代碼、目標代碼等不同階段插入相應的信息捕捉過程，然后當MPI并行應用在實際環境中運行時截取通信過程并保存下來。這種方式在面對大規模應用時，會由于進程數多、計算時間長、通信過程復雜等導致消耗多余的計算與時間資源。

發明內容：

本發明的目的就是提供一種基于文本分析的MPI代碼通信過程解析方法，在MPI并行應用代碼通信過程解析中減少資源的開銷。

本發明的技術方案是：

基于文本分析的MPI代碼通信過程解析方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)逐行分析MPI源代碼，抓取出關鍵通信變量并保存到列表中；

2)根據用戶期望啟動的實際進程數n，循環n次對源代碼進行分析；每次循環分析模擬一個MPI任務的執行；

3)每次循環分析時，根據解析到的不同關鍵詞執行相應的分析過程，搜索是否包含MPI通信關鍵詞；

4)根據搜索到的不同的MPI通信關鍵詞，將通信過程轉換為點對點通信信息；

5)最后將多個執行循環分析進程中的點對點通信信息整合到一起。

其中，步驟1)包括初始化和獲得關鍵通信變量的步驟：

步驟(1.1)獲得源代碼文件和用戶期望啟動的實際進程數n；