ファブリック・プロファイラーと OpenSHMEM* コード解析

ファブリック・プロファイラーの導入

ファブリック・プロファイラー・アプリケーションには 2 つのコンポーネントがあります。

• データコレクターは、OpenSHMEM アプリケーションの実行中にアプリケーションとネットワークの動作を監視します。

• アナライザーは、OpenSHMEM アプリケーションの実行が完了した後に実行されるツールのコレクションです。これらのツールは、インタラクティブな機能を使用してプロファイル結果を表示し、通信に注目した動作を調査するのに役立ちます。

ファブリック・プロファイラーは次の 2 つのモードで動作します。

• OpenSHMEM モードを使用して、OpenSHMEM (SoS) ベースのアプリケーションをプロファイルします。

• インテル® SHMEMモードを使用して、インテル® SHMEM API のサブセットと OpenSHMEM アプリケーションをプロファイルします。インテル® SHMEM API のサブセットを使用する場合、このモードでファブリック・プロファイラーを使用する必要があります。

ファブリック・プロファイラーのインストール

ファブリック・プロファイラーをインストールするには、データコレクターとアナライザー・コンポーネントを設定します。

ファブリック・プロファイラーのワークフロー

ファブリック・プロファイラーのワークフローで次の手順を実行します。

1. データコレクターを使用してアプリケーションをビルドし実行します。
2. トレースファイルを生成します。
3. アナライザーを使用してトレースファイルを表示します。

ステップ 1: アプリケーションをビルドして実行

Linux* マシンにファブリック・プロファイラーをインストールし、次の手順でアプリケーションをビルドおよび実行します。この手順では、OpenSHMEM およびインテル® SHMEM アプリケーションをビルドする方法について説明します。

1. ソースコードにファブリック・プロファイラー領域を定義します。これにより、アナライザーのディスプレイに名前付きの領域が表示され、解析が容易になります。

   1. esp.h ヘッダーファイルをインクルードします。
   2. 注目する領域をマークします:

      esp_enter("<region_A name>"); 
      esp_exit("<region_A name>");

      enter 呼び出しと exit 呼び出しでは、同じ領域名を使用してください。
   3. アプリケーションをリビルドします。

   注

   領域を入れ子またはインターリーブすることはできません。

2. ファブリック・プロファイラーのインストルメントを使用してアプリケーションをビルドします。

   必要な環境変数が設定されていることを確認してください。これには、必要に応じて setMyVars.sh を編集します。

   • OpenSHMEM アプリケーション:

     ファブリック・プロファイラーは、実行時に LD_PRELOAD を使用して、SHMEM ライブラリーの前にデータ・コレクター・ライブラリーをリンクします。ソースコードにファブリック・プロファイラー領域を追加しなかった場合は、アプリケーションをリビルドする必要はありません。

     例えば、$ESP_ROOT/examples/SHMEM/sanity アプリケーションをビルドするには、sanity アプリケーションの makefile にを使用して make を実行します。

   • インテル^® SHMEM アプリケーション:

     インテル® SHMEM アプリケーションの場合、ファブリック・プロファイラーは実行時にインテル® Pin と LD_PRELOAD の組み合わせを使用して、SHMEM ライブラリーの前にデータ・コレクター・ライブラリーをリンクします。ソースコードにファブリック・プロファイラー領域を追加しなかった場合は、アプリケーションをリビルドする必要はありません。

3. アプリケーションを実行。

   $ESP_ROOT/bin/collector/fpro スクリプトを使用します。このスクリプトは、データ・コレクター・ライブラリーを LD_PRELOAD 変数に追加します。データ・コレクター・ライブラリーは PAPI ライブラリーを使用します。module load papi を実行するか、PAPI をライブラリーのパスに追加する必要があります。

   • OpenSHMEM アプリケーション:

     たとえば、sanity アプリケーションで fpro を実行するには、

     1. $ESP_ROOT/bin/collector/ ディレクトリーに移動して、

     2. ./fpro -j pbs -r "R1234" -n 1 -p 2 -l 1 $ESP_ROOT/examples/SHMEM/sanity/sanity を実行します。

        -l 1 は、sanity が OpenSHMEM アプリケーションであることを示します。必ず自身の PBS 予約番号を使用してください。

   • インテル^® SHMEM アプリケーション:

     たとえば、インテル® SHMEM sycl_sanity アプリケーションで fpro を実行するには、

     1. $ESP_ROOT/bin/collector ディレクトリーへ移動して、

     2. ./fpro -j pbs -r "R1234" -n 1 -p 2 -l 0 $ESP_ROOT/examples/iSHMEM/sycl_sanity/sycl_sanity を実行します。

        -l 0 は、sycl_sanity がインテル® SHMEM アプリケーションであることを示します。

ステップ 2: トレースファイルの生成

データコレクターは、ネットワーク・アクティビティーとアプリケーションの実行を監視します。実行が完了すると、データコレクターは出力をトレースファイルに書き込みます。このフェーズでは、ウォールタイムがさらに 10% 増加する可能性があります。

トレースファイルを生成するには、アプリケーションの出力を確認します。

1. データコレクターによるコードのインストルメントが成功したことを確認します。ESP_VERBOSITY_LEVEL 環境変数が 0 より大きい場合、成功したことを示しています。

   2. shmem_init (OpenSHMEM アプリケーション) または ishmem_init (インテル® SHMEM アプリケーション) を呼び出します。ファブリック・プロファイラーの起動バナーが表示されます。

   3. shmem_finalize (OpenSHMEM アプリケーション) または ishmem_finalize (インテル® SHMEM アプリケーション) を呼び出します。ファブリック・プロファイラーの停止バナーが表示されます。

2. Fpro スクリプトはトレースファイルをマージします。このスクリプトでは、次のツールを順番に使用します:

   1. mergeFuncFile
   2. mergeProfileFile
   3. mergePutFile
3. マージされたトレースファイルを、トレース・ディレクトリーのルートレベルからアナライザーをインストールしたマシンにコピーします。

アナライザーを使用してトレースファイルを表示できるようになりました。

ステップ 3: アナライザー・スイートを使用してトレースファイルを表示

ファブリック・プロファイラーは、トレースファイルの読み取りに役立つ 5 つの異なるアナライザーのセットを提供します。ファブリック・プロファイラー・アプリケーションでは、すべてのアナライザーが $ESP_ROOT/bin/analyzer ディレクトリーにあります。5 つのアナライザー:

• ba - バリア・アナライザー

• fbla - ファブリック・バックログ・アナライザー

• la - ファブリック・レイテンシー・アナライザー

• msa - メッセージ欠落アナライザー

• r - すべてのアナライザー結果の概要を含む HTML レポート。

$ ./fpro_analyzer --help

fpro_analyzer --help

fpro_analyzer --version | -v | -V

fpro_analyzer - start

fpro_analyzer {ba|fbla|la|msa|r}

fpro_analyzer <trace file>

fpro_analyzer {ba|fbla|la|msa|r} <trace file>

fpro_analyzer {ba|fbla|la|msa|r} <fabric select> <trace file>

fpro_analyzer fbla /path/to/traces/

fpro_analyzer fbla /path/to/traces/my_trace.uc1.put

アプリケーションが shmem_finalize または ishmem_finalize を呼び出すと、データコレクターはアプリケーションの動作に関する情報を含む 5 つのトレースファイルを書き込みます。