[发明专利]面向异构众核处理器的低扰动性能数据采集方法

说明书

本发明公开一种面向异构众核处理器的低扰动性能数据采集方法，用于国产众核处理器，包括以下步骤：S1、在主核设置需要采集的性能数据所对应的性能事件，并对性能事件进行分类；S2、通过CSR寄存器设置硬件计数器的初值、计数使能控制、计数事件的选择，即将性能事件选择为计数事件，以实现对硬件计数器的初始化；S3、用户对需要进行性能数据采集的程序段进行插装，通过计算获得该程序段触发该性能事件的次数为两次统计接口函数的差值；S4、主核通过读取保存在统计接口参数地址中的性能事件的计数值实现性能数据的采集。本发明可以对多类性能事件进行并行采集，大大提高了数据采集效率，实现了高效全面、对程序低扰动的性能数据采集。

技术领域

本发明涉及一种面向异构众核处理器的低扰动性能数据采集方法，属于计算机技术领域。

背景技术

众核处理器逐渐成为高性能计算的主要设备，发挥出众核处理器的硬件潜力成为应用技术的重要方向，面向众核处理器的性能监测越来越重要。作为性能监测的重要组成部分，性能数据的采集自然成为了关键。异构众核处理器作为高性能计算的主流体系结构，为并行程序的快速运行提供了便利，但随着并行程序的规模越来越大，程序越来越复杂，给性能数据的采集带来了严峻挑战，而目前大多数的数据采集工具已经很难适应这种大规模高复杂度的状况。

目前成熟的性能监测工具如Vtune、TAU等，通过调用工具预设的API来进行数据采集，为数据收集提供了便利，但在使用过程中也会面临一些困难，首先是使用平台的局限性，使其在异构众核处理器上的应用较为困难；其次，对于在异构众核处理器上运行的大规模并行程序，其性能数据往往规模很大且较为复杂，这也给数据采集带来了挑战。

传统的性能数据采集方法通常采用插装的方式来获得程序运行时的性能数据，包括源码插装、动态插装、库插装等。目前主流的性能监测工具就是利用插装的方法实现了数据采集功能，对于并行程序能够获得较好的数据采集效果。然而异构众核处理器的出现，以及并行程序的规模不断扩大，对性能监测工具带来挑战，性能数据的采集量大，采集时间开销大等一些列困难，影响其效率和实用性。同时受到监测工具可扩展性的制约，其在异构众核处理器上的移植也成为一大难题。如何提供一种适用于异构众核处理器的性能数据采集方法，在国产异构众核处理器上，以最小的代价实现性能数据采集，成为本领域技术人员努力的方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向异构众核处理器的低扰动性能数据采集方法，该面向异构众核处理器的低扰动性能数据采集方法可以对多类性能事件进行并行采集，大大提高了数据采集效率，实现了高效全面、对程序低扰动的性能数据采集。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种面向异构众核处理器的低扰动性能数据采集方法，用于国产众核处理器，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在主核设置需要采集的性能数据所对应的性能事件，并对性能事件进行分类；

S2、通过CSR寄存器设置硬件计数器的初值、计数使能控制、计数事件的选择，即将性能事件选择为计数事件，以实现对硬件计数器的初始化；

S3、用户对需要进行性能数据采集的程序段进行插装，即根据需要采集的性能数据所对应的性能事件，选择该性能事件对应的初始化接口和统计接口，在程序段前调用初始化接口函数和统计接口函数，在程序段后调用统计接口函数，通过计算获得该程序段触发该性能事件的次数为两次统计接口函数的差值；

S4、主核通过读取保存在统计接口参数地址中的性能事件的计数值实现性能数据的采集，两次统计接口函数获得的计数值的差值即为性能数据。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1. 上述方案中，在S1中，对性能事件进行分类主要是根据硬件事件计数器所在的部件位置，分为主核事件计数器、从核事件计数器、从核阵列事件计数器和存储控制器事件计数器。

2. 上述方案中，所述初始化接口一般设置于主核程序段，所述统计接口一般设置于程序的核心段或者核心函数前后。