Дипломная работа: Динамический контроль корректности OpenMP-программ

Рисунок 4: схема работы алгоритма при обращении к переменной

· при входе в критическую область в текущем контексте поле critical_id модифицируется, добавлением имени текущей области.

· при выходе из критической области в текущем контексте из поля critical_id исключается имя этой области.

· при любой (явной или неявной) барьерной синхронизации требуется для каждой нити данной параллельной области сбросить информацию обо всех переменных в текущем контексте. Т.е. во всех вершинах, расположенных под вершиной, описывающей параллельную область, необходимо перебрать все структуры VarInfo и очисть их списки ReadList и WriteList. В качестве альтернативы, можно просто удалить все эти структуры VarInfo.

Идея алгоритма состоит в том, что параллельная область разделена синхронизирующими барьерами на последовательно расположенные участки. Предполагается, что операторы, расположенные внутри одного участка могут выполняться параллельно, а операторы, расположенные в разных участках всегда выполняются в разное время. Следовательно, можно хранить информацию только для текущего участка. Это работает, когда в программе существует только один уровень параллелизма, а в случае вложенного параллелизма на помощь приходит дерево контекстов, которое позволяет хранить данные о текущих участках всех параллельных областей.

4.4 Расширенное дерево контекстов

Расширенное дерево контекстов отличается от описанного ранее дерева контекстов тем, что при его построении используются дополнительные правила:

· при входе нити в любую из областей SINGLE, DO или SECTIONS к вершине, отвечающей данной нити, добавляется вершина-потомок, и она становится текущей для нити.

· при выходе из любой из областей SINGLE, DO или SECTIONS текущая вершина нити удаляется и текущей становится ее родительская вершина.

При создании любой вершины в структуру Context, содержащуюся в ней, добавляется информация, позволяющая определить тип переменной в данном контексте по ее имени. Причем, для директив SINGLE, DO или SECTIONS, если не указан тип переменной, и она не является THREADPRIVATE, то она считается типа SHARED. В контекстах, соответствующих вызовам функций, имеется информация о связи фактических и формальных параметров. Для фактических параметров функции, которым соответствуют переменные, а не выражения, тип определяется как SHARED.

4.5 Обнаружение ошибок инициализации

Ошибки инициализации возникают при чтении переменной, которой предварительно не присвоили какое-либо значение. Причиной может быть ошибка в реализации алгоритма или же некорректное использование директив OpenMP.

При использовании директив OpenMP переменная может потерять свое значение в следующих случаях:

· Переменная объявлена как PRIVATE, тогда она теряет свое значение при входе в эту конструкцию и при выходе из нее.

· FIRSTPRIVATE переменная теряет свое значение при выходе из параллельной конструкции.

· LASTPRIVATE переменная не имеет начального значения.

· THREADPRIVATE переменные могут иметь неопределенное значение, если они не были проинициализированы или не указаны в директиве COPYIN.

Для обнаружения ошибок этого вида достаточно отслеживать обращения к переменным и иметь построенное расширенное дерево контекстов.

Структура VarInfo для работы описываемого алгоритма должна содержать поле init , определяющее, присвоено ли переменной какое-либо значение, а так же имя этой переменной.

Структура Context должна содержать следующие данные:

· множество структур VarInfo для переменных. При создании контекста это множество пусто. Любая структура может быть выбрана из этого множества по адресу или по имени соответствующей ей переменной. Причем структура, получаемая по адресу и по имени для одной переменной, должна быть одна и та же.

· объект, позволяющий определить тип переменной, указанный в директиве OpenMP.

Далее описан набор правил, позволяющий обнаружит