PGIデバッガ、プロファイラに関するFAQ

　本ページは、PGIコンパイラに付属する並列デバッガ(pgdbg)、並列プロファイラ(pgprof) に関する FAQ のページです。
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PGI デバッガ(pgdbg) とプロファイラ(pgprof) に関する FAQ

  1. Linux 上の PGI 11.0 以降で、pgdbg コマンドや pgprof コマンドでデバッグあるいはプロファイラのユーティリティを起動する際、JAVA のエラーが出力され起動できません。
  2. Windows 上の PGI コマンドプロンプトから pgdbg を起動する方法とWindowsのスタート・メニューから pgdbg を起動する方法のどちらが良いでしょうか？
  3. MPIプログラムをデバッグしたいのですが、pgdbg の起動する方法を教えて下さい？
  4. MPIプログラムのプロファイリングを行いたいのですが、pgprof を使用する方法を教えて下さい？
  5. PGI Visual Fortran（PVF)環境における pgprof（プロファイラ）を使用する方法を教えて下さい？
　

　デバッガ(pgdbg) とプロファイラ(pgprof) の質問への回答

Question 　1. Linux 上の PGI 11.0 以降で、pgdbg コマンドや pgprof コマンドでデバッグあるいはプロファイラのユーティリティを起動する際、JAVA のエラーが出力され起動できません。

Answer

　PGIのデバッガ、プロファイラのプロファイラは、JAVA ベースのアプリケーションです。pgdbgやpgprof のコマンドを起動する際に、JAVAのエラーにより起動できないことが多々あります。これは、Linux プラットフォーム上のデフォルトで使用する JAVA のバージョンと、PGIの pgdbg / pgprof が要求する JAVA のバージョンが合わないために生じます。PGI 11.0 以降では、32bit Linux あるいは、64bit Linux 用の JAVA の jre1.6.0_21 を PGI のソフトウェア実装場所にインストールしています。以下の方法で、この中の JRE ソフトウェアを明示的に指定することで、こうしたエラーなしで、使用できるようになります。以下のように、PGI_JAVA 環境変数を設定します。 

以下は PGI 2011 の場合です。jre1.6.0_21が実装されている場合です。このバージョンは、
変更される場合がありますので、実際に以下の directory でそのJREバージョン名を確かめて下さい。

【Linux の場合】

（64ビット）
$ export PGI_JAVA=$PGI/linux86-64/2011/java/jre1.6.0_21/bin/java
（32ビット）
$ export PGI_JAVA=$PGI/linux86/2011/java/jre1.6.0_21/bin/java

デフォルトの JAVA の在処とそのバージョンを調べる方法

$ which java
usr/bin/java
$ java -version
java version "1.4.2"
gij (GNU libgcj) version 4.1.2 20080704 (Red Hat 4.1.2-48)
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.

Question 　2. Windows 上の PGI コマンドプロンプトから pgdbg を起動する方法とWindowsのスタート・メニューから pgdbg を起動する方法のどちらが良いでしょうか？

Answer

　PGI Workstation for Windows では、一般に、PGI コマンドプロンプト（cygwin のシェル環境）でコンパイラのコマンド（pgfortran 等）を使用して操作します。pgdbg や pgprof 等もこの流れで、コマンドを使用して起動する方が、その後の使用上の問題が少なく使用できます。もちろん、「スタートメニュー」の中から PGI debgugger を開く方法もできますが、実行モジュールの場所やソースファイルのパス等を明示的にしてしなければいけないため、面倒です。従って、以下のように、pgdbg コマンドを起動して使用することを推奨します。ソースファイルと実行モジュールが同じ directory(foloder) に存在していた方が、ソースファイルが見つからないと言った余計な問題を排除できます。
　なお、PGI Visual Fortran ソフトウェアは、Visual Studio 上でデバッグが可能ですので、こうしたことは必要ありません。 

$ pgfortran -g -O0 test.f90 (デバッグオプション -g を付けてコンパイル）
$ pgdbg test.exe 　（デバッガを起動、引数は実行モジュール名）

この後、Windows 上に PGDBG のデバッガ・ユーティリティが開く。

Question 　3. MPIプログラムをデバッグしたいのですが、pgdbg の起動する方法を教えて下さい？

Answer

　PGI Workstation/Server 製品の PGDBG デバッガは、1台のシステム内のマルチコアを利用してMPIプログラムを動作させる環境での MPI プロセスのデバッギング機能を有します。一方、PGI CDK for Linux 製品の場合は、ローカルノードだけでなくリモートノードを動作環境とした MPI プロセスのデバッギング機能を有します。昔と違って、マルチコア CPU 環境が普通になりましたので、MPI のデバッグに関しては、ほとんどの場合、ローカルな1台のマシン上で行う方が便利です。ここでは、1台のシステム上で MPI プロセス用のデバッガを起動する方法を説明します。これに関しては、「技術コラム」の中で紹介していますので、下記のページをご参照下さい。各製品ライセンスのMPI並列ツール（デバッガ、プロファイラ）機能の制限数については、こちらをご覧下さい。 

【Linux 環境で MPICH1 を使用する場合】
　　　PGIコンパイラによる MPICH1 の使い方（Linux）
　　　
【Linux 環境で MPICH2 を使用する場合（PGI CDK製品のみ）】
　　　PGIコンパイラによる MPICH2 の使い方（Linux）
　　　
【Windows 環境で MS-MPI を使用する場合】
　　　PGIコンパイラによる MS-MPI の使い方（Windows）

【Windows 環境で MS-MPI を使用する場合（PGI Visual Fortran製品）】
　　　PGIコンパイラによる MS-MPI の使い方（Windows）

Question 　4. MPIプログラムのプロファイリングを行いたいのですが、pgprof を使用する方法を教えて下さい？

Answer

　PGI Workstation/Server 製品の PGPROF プロファイラは、1台のシステム内のマルチコアを利用してMPIプログラムを動作させる環境での MPI プロセスのプロファイリング機能を有します。一方、PGI CDK for Linux 製品の場合は、ローカルノードだけでなくリモートノードを動作環境とした MPI プロセスのデバッギング機能を有します。ここでは、1台のシステム上で MPI プロセス用のプロファイルを行う方法を説明しますが、これに関しては、「技術コラム」の中で紹介していますので、下記のページをご参照下さい。各製品ライセンスのMPI並列ツール（デバッガ、プロファイラ）機能の制限数については、こちらをご覧下さい。 

【Linux 環境で MPICH1 を使用する場合】
　　　PGIコンパイラによる MPICH1 の使い方（Linux）
　　　
【Linux 環境で MPICH2 を使用する場合（PGI CDK製品のみ）】
　　　PGIコンパイラによる MPICH2 の使い方（Linux）
　　　
【Windows 環境で MS-MPI を使用する場合（PGI Workstation製品）】
　　　PGIコンパイラによる MS-MPI の使い方（Windows）

Question 　5. PGI Visual Fortran（PVF)環境における pgprof（プロファイラ）を使用する方法を教えて下さい？

Answer

　pgprof utility は、PVF製品とは別系統で開発されてきた経緯があり、本来はコマンドベースで pgprof を使用する環境を想定しております。Windows 上のコマンドプロンプトで、ソースファイルと 実行バイナリのファイルが同じ場所（フォルダ）に存在している環境で、pgprofを起動すると起動時に係わる問題は起きません。pgprof を使う場合は、できればコマンドベースで実施していただく方が問題なく使用できます。
　PVFを使用して実行バイナリを作成する場合、マイクロソフトの Visual Studio の「プロジェクト」のフォルダ階層のルールに従って、実行バイナリの置き場所が決まります。これが、デフォルトでは、ソースファイルの場所と異なる所にあるため、これが、pgprof の起動において問題を生じさせる原因となっています。こうしたことに関しては、この記事においても若干説明しております。
　それでは、コマンドベースでの pgprof 使用方法を説明します。ソースファイルが存在する場所（フォルダ）と実行のためのデータを同じ場所に用意して下さい。プログラム内でデータを生成して動作する場合は、データは必要ありません。 。 

Windows のスタートメニューの中の「PGI VIsual Fortran」の中の「Command shells」から
「PVF 2008 cmd」を起動して下さい。コマンドプロンプトが開きます。

(1) 当該ソースファイルが存在するWindows 上のフォルダへ移動する
    以下の例では、C:\PGI\Himeno と言うフォルダまで移動する

(一例）
PGI Visual Fortran 2008
Microsoft Windows XP [Version 5.1.2600]
(C) Copyright 1985-2001 Microsoft Corp.

C:\Documents and Settings\kato>cd c:\      Cドライブのトップへ移動

私の場合は、C:\PGIと言うフォルダ配下に、ソースプログラム群を
配置しているので、PGI と言う所まで移動する。さらに Himeno と言う
フォルダまで移動する。

C:\>cd PGI
C:\>cd Himeno
C:\PGI\Himeno>dir
 ドライブ C のボリューム ラベルがありません。
 ボリューム シリアル番号は 6895-CF34 です

 C:\PGI\Himeno のディレクトリ

2002/02/20  16:26             7,845 himenoBMTxp.f90
               1 個のファイル               7,845 バイト
               2 個のディレクトリ  16,648,011,776 バイトの空き領域

以下の例では3種類のプロファイリングの方法を説明します。

(1) ソースラインレベル(-Mprof=lines)
(2) function レベル  （-Mprof=func)
(3) pgcollect utilityを使用してラインレベルのプロファイル
　　（特別なプロファイル用のコンパイルオプションは必要なし）
　　（参考）http://www.softek.co.jp/SPG/Pgi/TIPS/public/accel/gpu-accel1.html

---------------------------------------------------------------------
（1）ソースラインレベルでのプロファイルの場合、-Mprof=lines を入れてコンパイルを行う

●コンパイル（デバッグモードではなく、最適化モードでプロファイルを行います）
　複数のソースファイルがある場合は、pgfortran ....  *.f で行う

C:\PGI\Himeno>pgfortran -Minfo=ccff -fastsse -Minfo -Mprof=lines himenoBMTxp.f90

initmt:
    235, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    236, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    237, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    238, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    239, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    240, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    241, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    243, Loop not vectorized/parallelized: too deeply nested
         Generated 3 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
    244, Generated 5 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
    245, Loop not vectorized/parallelized: too deeply nested
         Generated 3 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
    248, Generated 3 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
jacobi:
    291, Loop not vectorized/parallelized: too deeply nested
    295, Generated 4 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
    315, Generated 4 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop

●実行する
C:\PGI\Himeno>himenoBMTxp.exe
 Select Grid-size:
 Grid-size=
            XS (64x32x32)
            S  (128x64x64)
            M  (256x128x128)
            L  (512x256x256)
            XL (1024x512x512)
m
  mimax=          257  mjmax=          129  mkmax=          129
  imax=          256  jmax=          128  kmax=          128
  Time measurement accuracy : .10000E-05
  Start rehearsal measurement process.
  Measure the performance in 3 times.
   MFLOPS:    877.0051       time(s):   0.4690000000000000        1.6945378E-03
 Now, start the actual measurement process.
 The loop will be excuted in          383  times.
 This will take about one minute.
 Wait for a while.
  Loop executed for           383  times
  Gosa :   1.0751059E-03
  MFLOPS:    847.1609       time(s):    61.98500000000000
  Score based on Pentium III 600MHz :    10.22647

●プロファイルのデータ(pgprof.out)が生成されているか、確認
C:\PGI\Himeno>dir pgprof.out
 ドライブ C のボリューム ラベルがありません。
 ボリューム シリアル番号は 6895-CF34 です

 C:\PGI\Himeno のディレクトリ

2011/08/02  10:43             2,718 pgprof.out    ＜=== 存在する
               1 個のファイル               2,718 バイト
               0 個のディレクトリ  16,644,636,672 バイトの空き領域

● pgprof ツールを起動する
C:\PGI\Himeno>pgprof pgprof.out
この後、GUIが表示されてプロファイル結果が出る。なお、関数名をダブルクリックすると、
各ルーチンのソースプログラムが表示され、プロファイル結果が見えるようになる。

------------------------------------------------------------------------
（2）function レベルでのプロファイルの場合、-Mprof=func を入れてコンパイルを行う

●コンパイル
C:\PGI\Himeno>pgfortran  -Minfo=ccff -fastsse -Minfo -Mprof=func himenoBMTxp.f90
initmt:
    235, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    236, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    237, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    238, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    239, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    240, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    241, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    243, Loop not vectorized/parallelized: too deeply nested
         Generated 3 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
    244, Generated 5 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
    245, Loop not vectorized/parallelized: too deeply nested
         Generated 3 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
    248, Generated 3 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
jacobi:
    291, Loop not vectorized/parallelized: too deeply nested
    295, Generated 4 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
    315, Generated 4 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
●実行
C:\PGI\Himeno>himenoBMTxp.exe
 Select Grid-size:
 Grid-size=
            XS (64x32x32)
            S  (128x64x64)
            M  (256x128x128)
            L  (512x256x256)
            XL (1024x512x512)
m
  mimax=          257  mjmax=          129  mkmax=          129
  imax=          256  jmax=          128  kmax=          128
  Time measurement accuracy : .10000E-05
  Start rehearsal measurement process.
  Measure the performance in 3 times.
   MFLOPS:    1463.761       time(s):   0.2809990000000000        1.6945378E-03
 Now, start the actual measurement process.
 The loop will be excuted in          640  times.
 This will take about one minute.
 Wait for a while.
  Loop executed for           640  times
  Gosa :   9.1511058E-04
  MFLOPS:    1418.138       time(s):    61.87500100000000
  Score based on Pentium III 600MHz :    17.11900

●プロファイルのデータ(pgprof.out)が生成されているか、確認
C:\PGI\Himeno>dir
 ドライブ C のボリューム ラベルがありません。
 ボリューム シリアル番号は 6895-CF34 です

 C:\PGI\Himeno のディレクトリ

2011/08/02  10:31             3,866 bound.mod
2011/08/02  10:31            62,464 himenoBMTxp.dwf
2011/08/02  10:31           795,648 himenoBMTxp.exe
2002/02/20  16:26             7,845 himenoBMTxp.f90
2011/08/02  10:31         1,805,312 himenoBMTxp.pdb
2011/08/02  10:31             9,365 mtrx.mod
2011/08/02  10:31             1,163 others.mod
2011/08/02  10:37               665 pgprof.out     ＜============
2011/08/02  10:31             3,853 pres.mod
2011/08/02  10:31             5,837 work.mod
              10 個のファイル           2,696,018 バイト
               2 個のディレクトリ  16,644,734,976 バイトの空き領域

●pgprof ツールを起動する
C:\PGI\Himeno>pgprof pgprof.out
この後、GUIが表示されてプロファイル結果が出る。

-------------------------------------------------------------------

(3) pgcollect utilityを使用する

●コンパイル（一般的な最適化オプションでよい）
C:\PGI\Himeno>pgf90 -fastsse -Minfo=ccff -Minfo himenoBMTxp.f90
initmt:
    235, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    236, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    237, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    238, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    239, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    240, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    241, Memory zero idiom, array assignment replaced by call to pgf90_mzero4
    243, Loop not vectorized/parallelized: too deeply nested
         Generated 3 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
    244, Generated 5 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
    245, Loop not vectorized/parallelized: too deeply nested
         Generated 3 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
    248, Generated 3 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
jacobi:
    291, Loop not vectorized/parallelized: too deeply nested
    295, Generated 4 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop
    315, Generated 4 alternate versions of the loop
         Generated vector sse code for the loop

●pgcollect utility配下で実行

C:\PGI\Himeno>pgcollect -time himenoBMTxp.exe
 Select Grid-size:
 Grid-size=
            XS (64x32x32)
            S  (128x64x64)
            M  (256x128x128)
            L  (512x256x256)
            XL (1024x512x512)
m
  mimax=          257  mjmax=          129  mkmax=          129
  imax=          256  jmax=          128  kmax=          128
  Time measurement accuracy : .10000E-05
  Start rehearsal measurement process.
  Measure the performance in 3 times.
   MFLOPS:    1318.319       time(s):   0.3120000000000000        1.6945378E-03
 Now, start the actual measurement process.
 The loop will be excuted in          576  times.
 This will take about one minute.
 Wait for a while.
  Loop executed for           576  times
  Gosa :   9.4995473E-04
  MFLOPS:    1361.596       time(s):    58.00000000000000
  Score based on Pentium III 600MHz :    16.43645

target process has terminated, writing profile data

●pgprof を起動（pgprof.out ファイルを読み込む）

C:\PGI\Himeno>pgprof -exe himenoBMTxp.exe

ここから GUIベースで行う。なお、関数名をダブルクリックすると、ソースが表示される。
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