2.2 如何使用线程分析器查找数据争用

线程分析器沿用与 Oracle Solaris Studio 性能分析器相同的“收集-分析”模型。

使用线程分析器的过程涉及三个步骤：

1. 2.2.1 检测代码

2. 2.2.2 创建数据争用检测实验

3. 2.2.3 检查数据争用检测实验

2.2.1 检测代码

为了在程序中检测数据争用，必须首先对代码进行检测以监视运行时的内存访问。该检测可以在应用程序源代码上完成，也可以在已使用某些 Oracle 编译器优化标志进行编译的应用程序二进制代码上完成。本教程将介绍如何使用这两种检测程序的方法。

2.2.1.1 检测源代码

要检测源代码，必须使用特殊的编译器选项 -xinstrument=datarace 对应用程序进行编译。此选项会指示编译器对生成的代码进行检测，以便检测数据争用。

将 -xinstrument=datarace 编译器选项添加到用于编译程序的现有选项集中。

可以使用以下命令检测本教程的源代码：

% cc -xinstrument=datarace -g -xopenmp=noopt -o prime_omp_inst prime_omp.c -lm

% cc -xinstrument=datarace -g -o prime_pthr_inst prime_pthr.c -lm

请注意，本示例在结尾处使用了 _inst 指定输出文件，因此可以知道该二进制代码是检测后的二进制代码。不过，这不是必需的。

2.2.1.2 检测二进制代码

要检测程序的二进制代码而非源代码，需要使用 Oracle Solaris Studio 中包含的 discover 工具，discover(1) 手册页和《Oracle Solaris Studio 12.3：Discover 和 Uncover 用户指南》中对该工具进行了说明。

有关二进制代码检测要求的更多信息，请参见二进制代码级别检测。

对于本教程中的示例，请键入以下命令以使用优化级别 3 进行代码编译，进而创建可由 discover 使用的二进制代码。

% cc -xopenmp=noopt -g -o prime_omp_opt prime_omp.c -lm

% cc -g -O3 -o prime_pthr_opt prime_pthr.c -lm

然后，对所创建的 prime_omp_opt 和 prime_pthr_opt 优化二进制代码运行 discover：

% discover -i datarace -o prime_omp_disc prime_omp_opt

% discover -i datarace -o prime_pthr_disc prime_pthr_opt

这些命令将创建检测后的二进制代码 prime_omp_disc 和 prime_pthr_disc，可以将这些二进制代码与 collect 一起使用，以创建可使用线程分析器进行检查的实验。

2.2.2 创建数据争用检测实验

使用带有 -r race 标志的 collect 命令来运行程序并在进程执行期间创建数据争用检测实验。对于 OpenMP 程序，确保使用的线程数多于一个。在本教程的样例中，使用了四个线程。

基于通过检测源代码创建的二进制代码创建实验：

% collect -r race -o prime_omp_inst.er prime_omp_inst

% collect -r race -o prime_pthr_inst.er prime_pthr_inst

基于通过使用 discover 工具创建的二进制代码创建实验：

% collect -r race -o prime_omp_disc.er prime_omp_disc

% collect -r race -o prime_pthr_disc.er prime_pthr_disc

为增大检测到数据争用的可能性，建议使用带有 -r race 标志的 collect 创建多个数据争用检测实验。对于每个实验，应使用不同的线程数和不同的输入数据。

例如，在 prime_omp.c 中，由以下行设置线程数：

#define THREADS 4

可通过将上面的 4 更改为大于 1 的其他某个整数（例如 8）来更改线程数。

prime_omp.c 中的以下行会将程序限制为查找 2 和 3000 之间的质数：

#define N 3000

可通过更改 N 的值提供不同的输入数据，从而使程序执行更多或更少的工作。

2.2.3 检查数据争用检测实验

可以使用线程分析器、性能分析器或 er_print 实用程序检查数据争用检测实验。线程分析器和性能分析器都提供 GUI 界面；线程分析器显示的是一组简化的缺省标签，但在其他方面与性能分析器完全相同。

2.2.3.1 使用线程分析器查看数据争用实验

要启动线程分析器，请键入以下命令：

% tha

线程分析器 GUI 具有菜单栏、工具栏以及包含多个标签的拆分窗格（不同标签对应不同的显示）。

缺省情况下，左侧窗格中会显示以下三个标签：

• "Races"（争用）标签，显示程序中检测到的数据争用列表以及关联的调用堆栈跟踪。缺省情况下会选中此标签。

• "Dual Source"（双源）标签，显示与所选数据争用的两次访问相对应的两个源代码位置。发生数据争用访问的源代码行会突出显示。

• "Experiments"（实验）标签，显示实验中的装入对象并列出错误和警告消息。

线程分析器显示屏的右侧窗格中显示以下两个标签：

• "Summary"（摘要）标签，显示从 "Races"（争用）标签中选择的数据争用访问的摘要信息。

• "Race Details"（争用详细信息）标签，显示从 "Races"（争用）标签中选择的数据争用或调用堆栈跟踪的详细信息。

2.2.3.2 使用 er_print 查看数据争用实验

er_print 实用程序提供命令行界面。可以在交互式会话中使用 er_print 实用程序并在该会话期间指定子命令。也可以使用命令行选项以非交互方式指定子命令。

使用 er_print 实用程序检查争用时，以下子命令非常有用：

• -races

  该选项会报告在实验中发现的所有数据争用。在 (er_print) 提示符下指定 races，或者在 er_print 命令行上指定 -races。

• -rdetail race_id

  该选项会显示具有指定 race_id 的数据争用的详细信息。在 (er_print) 提示符下指定 rdetail，或者在 er_print 命令行上指定 -rdetail。如果指定的 race_id 为 all，将显示所有数据争用的详细信息。否则，请指定单个争用编号，例如为第一个数据争用指定 1。

• -header

  该选项会显示有关实验的描述性信息并报告所有错误或警告。在 (er_print) 提示符下指定 header，或者在命令行上指定 -header。

有关更多信息，请参阅 collect(1)、tha(1)、analyzer(1) 和 er_print(1) 手册页。