Corrigiendo Errores de Paralelización con Intel® Thread Checker para Hilos Explícitos Intel Software College

Copyright © 2006, Intel Corporation. All rights reserved. Intel and the Intel logo are trademarks or registered trademarks of Intel Corporation or its subsidiaries in the United States or other countries. *Other brands and names are the property of their respective owners. 2 Intel® Thread Checker Objetivos Al término de este módulo será capaz de… Usar el Thread Checker para detectar e identificar la variedad de problemas de paralelizar correctamente en aplicaciones paralelizadas en Windows* Determinar si las funciones de librería son thread-safe

Copyright © 2006, Intel Corporation. All rights reserved. Intel and the Intel logo are trademarks or registered trademarks of Intel Corporation or its subsidiaries in the United States or other countries. *Other brands and names are the property of their respective owners. 3 Intel® Thread Checker Agenda ¿Qué es el Intel® Thread Checker? Detectando condiciones de concurso Thread Checker como un asistente de paralelización Algunos otros errores de paralelización Verificando librerías thread-safety Otras características del Thread Checker

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Copyright © 2006, Intel Corporation. All rights reserved. Intel and the Intel logo are trademarks or registered trademarks of Intel Corporation or its subsidiaries in the United States or other countries. *Other brands and names are the property of their respective owners. 5 Intel® Thread Checker Herramienta de depuración para software multihilos Encuentra errores en software multihilos en Windows*, POSIX*, y OpenMP* Localiza los errores rápidamente que pueden llevar días usando métodos y herramientas tradicionales Aísla problemas, no los síntomas Un error no tiene que ocurrir para encontrarlo Se instala en el VTune Performance Analyzer Misma interfaz que el ambiente VTune

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Copyright © 2006, Intel Corporation. All rights reserved. Intel and the Intel logo are trademarks or registered trademarks of Intel Corporation or its subsidiaries in the United States or other countries. *Other brands and names are the property of their respective owners. 20 Intel® Thread Checker Dependencias Thread Checker Dependencia de Salida Conflicto Escritura-Escritura: un hilo actualiza una variable que es subsecuentemente actualizada por otro hilo Anti-dependencia Conflicto Lectura-Escritura: un hilo lee una variable que es subsecuentemente actualizada por otro hilo Dependencia de Flujo Conflicto Escritura-Lectura: un hilo actualiza una variable que es subsecuentemente leída por otro hilo

Copyright © 2006, Intel Corporation. All rights reserved. Intel and the Intel logo are trademarks or registered trademarks of Intel Corporation or its subsidiaries in the United States or other countries. *Other brands and names are the property of their respective owners. 21 Intel® Thread Checker Condiciones de Concurso El orden de ejecución se asume pero no puede garantizarse Acceso concurrente a la misma variable por varios hilos El error más común en programas multihilos No siempre obvios

Copyright © 2006, Intel Corporation. All rights reserved. Intel and the Intel logo are trademarks or registered trademarks of Intel Corporation or its subsidiaries in the United States or other countries. *Other brands and names are the property of their respective owners. 22 Intel® Thread Checker Resolviendo Condiciones de Concurso Solución: Variables locales en los hilos Cuando usarlas Valor calculado no se usa fuera de la región paralela Variables temporales o de trabajo Cómo implementar OpenMP cláusulas ( private, shared ) Declara variables dentro de las funciones de los hilos Asigna las variables dentro del stack del hilo TLS (Thread Local Storage) API

Copyright © 2006, Intel Corporation. All rights reserved. Intel and the Intel logo are trademarks or registered trademarks of Intel Corporation or its subsidiaries in the United States or other countries. *Other brands and names are the property of their respective owners. 23 Intel® Thread Checker Resolviendo Condiciones de Concurso Solución: Controla el acceso compartido con regiones críticas Cuando usar El valor calculado se usa fuera de la región paralela El valor compartido es requerido por cada hilo Cómo implementar Exclusión mutua y sincronización Locks, semáforos, eventos, secciones críticas, operaciones atómicas… Regla del pulgar: Usar un lock por elemento de datos

Copyright © 2006, Intel Corporation. All rights reserved. Intel and the Intel logo are trademarks or registered trademarks of Intel Corporation or its subsidiaries in the United States or other countries. *Other brands and names are the property of their respective owners. 24 Intel® Thread Checker Actividad 1b – Energía Potencial Arreglar los errores encontrados por el Thread Checker

Copyright © 2006, Intel Corporation. All rights reserved. Intel and the Intel logo are trademarks or registered trademarks of Intel Corporation or its subsidiaries in the United States or other countries. *Other brands and names are the property of their respective owners. 25 Intel® Thread Checker Asistente de Implementación Cuando se están implementando hilos Variables que obviamente son públicas y privadas pueden ser identificadas y manejadas ¿Deben analizarse las variables restantes por dependencias? ¿Qué pasa si el código paralelo es cientos de líneas? ¿Qué sucede si una variable es usada en funciones? ¿Podemos decir si los apuntadores se refieren a la misma posición de memoria? Usar Thread Checker como un asistente para paralelizar Paralelizar especulativamente (¿prototipo OpenMP?) Compilar y ejecutar el programa en Thread Checker Revisar diagnósticos Actualizar directivas y/o reestructurar Permite que Thread Checker haga el trabajo pesado

Copyright © 2006, Intel Corporation. All rights reserved. Intel and the Intel logo are trademarks or registered trademarks of Intel Corporation or its subsidiaries in the United States or other countries. *Other brands and names are the property of their respective owners. 26 Intel® Thread Checker Deadlock (interbloqueo) Causado por un hilo que espera un evento que nunca ocurrirá La causa más común es jerarquía en los bloqueos Siempre bloquea y desbloquea en el mismo orden Evita jererquías si es posible DWORD WINAPI threadA(LPVOID arg) { EnterCriticalSection(&L1); EnterCriticalSection(&L2); processA(data1, data2); LeaveCriticalSection(&L2); LeaveCriticalSection(&L1); return(0); } DWORD WINAPI threadB(LPVOID arg) { EnterCriticalSection(&L2); EnterCriticalSection(&L2); EnterCriticalSection(&L1); EnterCriticalSection(&L1); processB(data2, data1) ; processB(data2, data1) ; LeaveCriticalSection(&L1); LeaveCriticalSection(&L1);LeaveCriticalSection(&L2); return(0); return(0);} ThreadA: L1, después L2 ThreadB: L2, después L1

Copyright © 2006, Intel Corporation. All rights reserved. Intel and the Intel logo are trademarks or registered trademarks of Intel Corporation or its subsidiaries in the United States or other countries. *Other brands and names are the property of their respective owners. 27 Intel® Thread Checker Deadlock (interbloqueo) Añade un lock por elemento Bloquea solo elementos, no todo el arreglo de elementos void swap (shape_t A, shape_t B) { lock(a.mutex); lock(b.mutex); // Swap data between A & B unlock(b.mutex); unlock(a.mutex); } typedef struct { // some data things SomeLockType mutex; } shape_t; shape_t Q[1024]; swap(Q[986], Q[34]); Hilo 4 swap(Q[34], Q[986]); Hilo 1 Tomar mutex 34 Tomar mutex 986

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Copyright © 2006, Intel Corporation. All rights reserved. Intel and the Intel logo are trademarks or registered trademarks of Intel Corporation or its subsidiaries in the United States or other countries. *Other brands and names are the property of their respective owners. 29 Intel® Thread Checker ¿Qué está mal? int data; DWORD WINAPI threadFunc(LPVOID arg) { int localData; EnterCriticalSection(&lock); if (data == DONE_FLAG) return(1); localData = data; LeaveCriticalSection(&lock); process(local_data); return(0); } Lock nunca liberado

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Copyright © 2006, Intel Corporation. All rights reserved. Intel and the Intel logo are trademarks or registered trademarks of Intel Corporation or its subsidiaries in the United States or other countries. *Other brands and names are the property of their respective owners. 31 Intel® Thread Checker Rutinas Thread Safe Todas las rutinas llamadas concurrentemente de múltiples hilos deben ser thread safe ¿Cómo podemos probar thread safety? Use OpenMP y Thread Checker para el análisis Simulador de OpenMP es sistemático Use secciones para crear ejecución concurrente

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