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title: 示例1：MPI应用并行调试
description: "本示例主要是演示如何使用鲲鹏编译调试工具的HPC并行应用调试功能，调试MPI应用，帮助用户基于该工具快速实现并行调试。"
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# 示例1：MPI应用并行调试

本示例主要是演示如何使用鲲鹏编译调试工具的HPC并行应用调试功能，调试MPI应用，帮助用户基于该工具快速实现并行调试。

1. 请从GitHub(https://github.com/kunpengcompute/devkitdemo/tree/devkitdemo-23.0.1/Compiler_and_Debugger/mpi_demo)获取待使用的MPI程序源文件bcast_demo.c。
  下载的源码包为devkitdemo-devkitdemo-23.0.1.zip，解压后“Compiler_and_Debugger/mpi_demo/”路径下的bcast_demo.c作为MPI程序源文件，编译时mpicc编译命令后面加-g，生成带调试信息的可执行文件。 1 mpicc -g bcast_demo.c -o bcast_demo 可执行文件bcast_demo的路径作为3中的“应用程序”路径，其所在的目录作为3中的“应用程序源码路径”。

2. 在VS Code工具的资源管理器中打开本地的解压文件夹（devkitdemo-devkitdemo-23.0.1/Compiler_and_Debugger/mpi_demo）。进入到鲲鹏DevKit插件，单击“开发”按钮，在编译调试区域单击“调试”，打开调试页面。
  图1 选择调试

3. 选择“HPC并行应用”，配置MPI应用调试参数，参数说明如表1所示。
  图2 配置MPI应用调试参数

**表1 HPC并行应用调试参数说明**

| 参数 | 说明 |
| --- | --- |
| 远程服务器配置 | 进行HPC并行应用调试的目标服务器。 |
| Linux用户名 | 输入启动MPI应用的Linux用户名称。 说明： root用户拥有最高权限，为了避免给系统带来不必要的风险，建议使用非root用户进行调试。 |
| Linux用户密码 | 使用的Linux用户密码。 |
| SSH端口 | 输入启动MPI应用的服务器SSH端口号。 |
| 应用程序 | 输入的MPI应用，支持动态检索并显示应用程序路径。 请给Linux用户添加当前MPI应用的可读权限以及应用所在目录的可读、可写和可执行权限。 说明： MPI应用要为可执行文件。 若MPI应用中无源码信息，则调试器默认以汇编形式进行调试。 |
| 应用程序参数（可选） | 传递给应用程序运行的参数，若存在多个参数需使用空格隔开。 请给Linux用户添加应用程序所在目录的可读、可写、可执行权限及应用程序所在目录父目录的可执行权限。 |
| 应用程序源码路径 | 源码和MPI应用存放的共享路径，支持动态检索并显示应用程序源码工作目录。 若MPI应用已配置共享路径，源码与MPI应用都应存放在共享路径下。 请给Linux用户添加当前MPI应用源码路径的可读、可执行权限及源码文件所在目录父目录的可执行权限。 |
| 环境变量设置（可选） | 输入运行HPC并行应用所需要的环境变量，有以下3种方式可选择，可根据实际情况进行修改。 export PATH=$PATH:/path/to/mpi source /configure/mpi/path/file module load /mpi/modulefiles |
| 调试启动方式 | 调试启动方式可选： mpirun 命令运行方式 多瑙调度器 运行方式 Slurm调度器 运行方式 |
| MPI运行命令行 | 输入的mpirun命令以及对应的命令参数，rank数目为1 ~ 2048。 |
| 多瑙调度器运行命令行 | 输入的多瑙调度器命令以及对应的命令参数。 |
| Slurm调度器运行命令行 | 输入的srun命令以及对应的命令参数 |
| OpenMP应用（可选） | 勾选后，需要输入OpenMP线程数。 |
| OpenMP线程数（可选） | 输入的OpenMP应用thread数量，取值范围1 ~ 1024。 |
| 死锁检测（可选） | 勾选后，需要输入死锁超时时间。 |
| 死锁超时时间（s）（可选） | 死锁超时时间，默认为10秒，取值范围10秒 ~ 60秒。 |


4. 参数填写完成后，单击“开始调试”，若右下角提示权限问题，如图3所示，请执行以下命令解决。
  图3 权限问题

```
chmod -R 700 目录名称/
```


5. 再次单击“开始调试”，启动HPC并行应用调试并读取rank状态。
  图4 启动HPC并行应用调试

  图5 读取rank状态

6. 在rank状态读取过程中，若rank状态读取全部成功，会自动跳转到MPI应用调试页面。页面上获取到运行和调试区、源码区和调试功能区，运行和调试区域包括调试信息区和rank信息区，如图6所示。
  图6 rank状态读取成功

7. HPC并行应用调试支持三种调试粒度，分别为“全部”调试、“rank”调试或“通信组”调试。
  图7 选择调试方式

**表2 调试粒度说明**

| 调试方式 | 效果 |
| --- | --- |
| 全部 | 在RANK信息区域选择“全部”方式进行调试，选择某一个rank，对其进行调试会应用到全部rank。 |
| rank | 在RANK信息区域选择“rank”方式进行调试，对单一rank进行调试。 |
| 通信组 | 在RANK信息区域选择“通信组”方式进行调试，选择通信组中的某一个rank，对其进行调试会应用到整个通信组。 |


8. 可以单击调试功能区的操作按钮来调试MPI应用。
**表3 调试按钮操作描述**

| 图标 | 操作 | 操作描述 |
| --- | --- | --- |
|  | 继续 | 单击执行到下一个断点 |
|  | 暂停 | 单击中断正在执行的程序 |
|  | 单步跳过 | 单击执行到下一行 |
|  | 单步调试 | 单击步入函数 |
|  | 单步跳出 | 单击步出函数 |
|  | 重启 | 单击后重新启动调试 |
|  | 停止 | 单击后停止调试 |


9. RANK信息区域选择“全部”调试方式，在89行代码处、47行代码处和93行代码处打上断点，再继续执行后续操作。
  支持添加条件断点（表达式、命中次数），条件断点支持修改、启用、禁用和删除。表达式断点是指表达式成立时中断该程序，命中次数断点是指命中指定的次数时中断该程序（当大于或等于设置的命中次数时，均可触发断点）。

10. 选择“全部”调试方式，单击“继续”按钮，代码执行到89行，再单击“下一步”执行MPI_Comm_split(MPI_COMM_WORLD, color, rankNum, &row_comm)函数，该函数可将所有的rank进行通信分组。这里将4个rank生成2个通信子组，rank0、rank1在通信子组1，rank2、rank3在通信子组2。
  图8 生成2个通信子组

  MPI_Comm_split(MPI_COMM_WORLD, color, rankNum, &row_comm)是一个用于创建新的通信子组的函数。 第一个参数MPI_COMM_WORLD是通信组，在这个函数中，原始的通信组并没有消失，但是在每个进程中都会创建一个新的通信组； 第二个参数color确定每个rank将属于哪个新的通信子组； 第三个参数rankNum确定每个新通信组中的顺序（秩），传递rankNum最小值的进程将为0，下一个最小值将为1，以此类推; 第四个参数row_comm是MPI如何将新的通信子组返回给用户。

11. 生成2个通信子组后，所有rank的源码执行到90行代码处，选择“通信组”调试方式，选择通信子组1中的rank0，单击“下一步”按钮，通信子组1中的所有rank代码执行到92行，通信子组2中的rank代码无变化，停留在90行。
  图9 调试通信子组1

  图10 未调试通信子组2

12. 选择“通信组”调试方式，在左侧通信子组1中选择rank0，单击“继续”按钮，代码执行到47行，单击“下一步”按钮，执行MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD)函数，函数执行完成后，通信子组1会一直处于等待状态，此时，在左侧通信子组2中选择rank2，单击“继续”按钮，代码执行到47行，单击“下一步”按钮，执行MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD)函数，函数执行完成后，通信子组1不再等待，同步执行到49行代码处。
  图11 执行屏障函数

  MPI_Barrier(MPI_COMM_WORLD)函数，该函数是一个屏障函数，屏障域为MPI_COMM_WORLD，用于一个通信组中所有rank的同步，调用函数时rank将处于等待状态，直到通信子组中的所有rank都调用了该函数后才能继续执行。 当通信子组1执行到MPI_Barrier函数时，由于采用的是“通信组”方式调试，通信子组2不会同步执行MPI_Barrier函数，通信子组1执行完函数后会一直处于等待状态，只有当通信子组2也执行MPI_Barrier函数后，通信子组1等待才会结束。

13. 单击“”按钮，在VS Code面板中能看到通信子组的变化概览，每100ms显示通信子组的变化。通信子组的变化用不同颜色的菱形来区分，蓝色表示通信子组创建，紫色表示通信子组清除，黄色表示100ms内存在通信子组创建和通信子组清除。
  图12 查看通信子组变化概览

  若调试过程中检测到死锁，会在通信子组变化面板页面提示通信组发生死锁，单击“查看详情”或“死锁”，显示死锁详细信息，如死锁状态图以及表格信息。表格展示rank、源进程（rank）、目标进程（rank）、标记、数据大小（byte）和调用栈信息。

14. 删除47行处断点，选择“全部”调试方式，单击“继续”按钮，代码执行到93行，再单击“下一步”按钮，执行MPI_Comm_free(&row_comm)函数，当用户不再调试某一通信子组时，可以释放创建的通信子组，该函数能实现释放创建的通信子组。
  图13 释放通信子组

15. 在左侧调试区域查看调试信息。
  图14 查看调试信息