编译器自动修复工具

未使用编译器自动修复工具

（可选）下载GCC源码（请从GCC官网下载对应版本的源码）。本实践使用的是GCC 9.3.0源码包，编译并设置GCC环境变量，如图1所示。
图1 设置GCC环境变量

具体编译过程，请参见GCC官网相关文档。
根据以下流程使用已安装的GCC 9.3.0，执行20000次源码包编译生成可执行文件测试，如图复现内存一致性问题所示。
1. 解压源码包并确认文件内容。
```
tar -zxvf fifo.tar.gz
ls
```
2. 编译源码。
```
make
```
3. 运行生成的可执行文件。
```
./one_producer_one_consumer
```
源码中是一个单生产者单消费者的无锁队列，其中生产者会依次向栈中推入1，2，3三个int类型数据，消费者会读取栈中数据并向r1，r2，r3三个int类型变量赋值，在没有内存一致性错误发生时，预期结果应为r1=1,r2=2,r3=3。

图2 复现内存一致性问题

执行结果：20000次测试中，复现内存一致性问题共计12次。

使用编译器自动修复工具

安装内存一致性修复组件。
1. 获取内存一致性修复组件。
  内存一致性修复组件：从DevKit安装路径下，找到 “/opt/DevKit/devkitplugins/affinity/tools/weakconsistency/gccchecker/gcctool.tar.gz”。
  
  “/opt/DevKit”为工具安装目录，请根据实际情况替换。
2. 执行以下命令，解压安装包。
```
tar xf gcctool.tar.gz
```
  解压后确认“gcctool/bin”目录下有以下文件：gcctool，gcctool-bin，libstdc++.so.6
3. 配置环境变量。
  将“gcctool”放入自定义目录，配置环境变量：export PATH=/path/to/gcctool/bin:$PATH
  
  其中，“/path/to”为gcctool存放的自定义目录。
下载GCC源码并解压（请从GCC官网下载对应版本的源码），本实践使用的是GCC 9.3源码包。
GCC修复工具 patch：https://github.com/kunpengcompute/devkitdriver/tree/main/gccchecker（Debian系列和Redhat系列操作系统都使用该依赖包。）
```
tar -xvf gcc-9.3.0.tar.gz
```
执行以下命令，合入GCC patch，如图3所示。
```
cd gcc-9.3.0/
patch -p1 < /path/to/gcc-9.3.0.patch
```
图3 合入GCC 9.3 patch
编译GCC，设置GCC环境变量，如图4所示。
- 具体编译过程，请参见GCC官网相关文档。
- 配置环境变量路径以实际编译安装路径为准。
图4 设置环境变量
编译fifo源码。
进入fifo源码目录，设置内存一致性修复组件优化等级“export HW_DEBUG=[ 0 | 1 | 2 ]”。当前实践内容设置组件优化等级为1，执行make命令进行编译。
```
export HW_DEBUG=1
make clean
make
```
编译完成后再执行以下命令。
```
objdump -d one_producer_one_consumer | grep dmb | head -20
```
即可显示20个自动修复的位置，如图5所示。

编译组件支持通过环境变量配置修复优化等级，不设置环境变量，修复工具不会生效。

图5 修复工具生效
export HW_DEBUG=[ 0 | 1 | 2 ]
- 0：不使用优化策略，性能损失最大。
- 1：使用最安全的修复策略，性能损失较大。
- 2：应用组件优化规则，可以减少性能损失。
验证源码修复效果。
在源码目录执行以下指令：
```
./one_producer_one_consumer
```
连续执行可执行文件中的测试，执行20000次未出现内存一致性问题，编译器自动修复工具生效，如图6所示。

图6 自动修复工具生效

编译器自动修复工具验证结论

fifo源码在未使用修复工具时，共执行了20000次测试，其中12次执行异常。使用修复工具后，插入了20000个内存屏障指令，继续执行20000次测试，没有出现异常现象。

父主题： 实践1：内存一致性动态分析实践-编译器自动修复