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메시지전달 프로그램의 영향받지 않은 경합조건 탐지를 위한 경합상태 전이기법
Race State Transition for Detecting Unaffected Race Conditions in Message-Passing Programs 원문보기

정보과학회논문지. Journal of KIISE. 시스템 및 이론, v.33 no.8, 2006년, pp.495 - 504  

박미영 (경상대학교 컴퓨터과학부) ,  강현석 (경상대학교 컴퓨터과학부) ,  전용기 (경상대학교 컴퓨터과학부)

초록
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메시지전달 프로그램에서 발생하는 임의의 메시지경합은 다른 경합의 발생에 영향을 줄 수 있으므로, 효과적인 디버깅을 위해서 영향받지 않은 경합을 탐지하는 것이 중요하다. 이러한 경합을 효율적으로 탐지하기 위한 기존의 기법은 각 프로세스에서 가장 먼저 발생하는 경합의 수신사건에서 수행을 중단하여 경합하는 메시지들을 탐지한다. 그러나 프로세스의 수행 중단은 경합들간에 존재하는 영향관계의 단절을 초래하므로, 탐지된 모든 경합이 영향받지 않은 경합임을 보장하지 못한다. 본 논문은 탐지된 경합의 상태를 프로그램의 수행 종료까지 수신하는 메시지들의 영향 여부에 따라 전이하는 새로운 기법을 제안한다. 본 기법은 경합을 탐지하고 그들간의 영향관계를 프로그램 종료까지 유지하므로, 영향받지 않은 경합만을 효율적으로 탐지한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Detecting unaffected race conditions is important to debugging message-passing programs effectively, because such a message race can affect other races to occur or not. The previous technique to detect efficiently unaffected races detects racing messages by halting at the receive event of the first ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 절에서는 비동기적 메시지전달 프로그램에서 발생하는 메시지경합들간의 영향관계를 정의하여 영향받지 않은 경합의 개념과 중요성을 설명한다. 그리고 이러한 경합을 탐지하기 위한 기존 기법들을 소개하고, 가장 효 율적으로 탐지하는 기존 기법이 가진 문제점을 살펴본다.
  • 본 기법의 정확성은 공용벤치마크 프로그램을 이용하여 평가하였다. 본 기법과 기존의 기법 간의 정확성에 대한 평가 실험에서는 본 기법만이 정확하게 영향받지 않은 경합을 모두 보고 함을 확인하였다.
  • 본 연구에서는 프로세스별로 탐지된 지역적 최초경합 들 간의 영향 관계에 따라 탐지된 경합의 상태를 전이함으로써, 영향받지 않은 경합만을 보고하는 기법을 제안하였다. 본 기법의 정확성은 공용벤치마크 프로그램을 이용하여 평가하였다.
  • 본 절에서는 기존의 기법과 동일한 복잡도를 가지면 서 각 프로세스에서 수신되는 메시지들의 경합 여부와 메시지에 포함된 영향관계 정보를 검사하여 영향받지 않은 경합만을 탐지하는 새로운 기법을 제안한다. 먼저 프로세스별로 발생하는 지역적 최초경합을 효율적으로 탐지하는 2-Pass 기법을 소개하고, Pass-2 알고리즘을 확장하여 탐지된 경합이 영향받지 않은 경합인지를 판 단하는 기법을 소개한다.
  • 본 절에서는 비동기적 메시지전달 프로그램에서 발생하는 메시지경합들간의 영향관계를 정의하여 영향받지 않은 경합의 개념과 중요성을 설명한다. 그리고 이러한 경합을 탐지하기 위한 기존 기법들을 소개하고, 가장 효 율적으로 탐지하는 기존 기법이 가진 문제점을 살펴본다.
  • 본 논문은 첫 수행에서 프로세스별로 가장 먼저 발생하는 경합의 위치 정보를 획득하고, 두 번째 수행에서는 그 위치 정보를 이용해서 탐지된 경합의 상태를 프로그 램의 수행 종료까지 수신하는 메시지들의 영향 여부에 따라 전이하는 기법을 제안한다. 이 기법은 탐지된 경합 의 상태 전이를 위해서 매 수신사건마다 다른 프로세스 에게 송신할 영향관계 정보를 생성하고, 프로그램의 수 행 종료까지 수신된 메시지의 영향 여부에 따라 탐지된 경합의 상태를 전이함으로써 영향받지 않은 경합만을 보고한다. 그러므로 본 기법은 경합을 탐지하고 그들간의 영향관계를 프로그램.

가설 설정

  • 이때 하나 이상의 채널에서 메시지의 수산이 가능하면 수신사건은 임의의 채널을 비결정적으 로 선택하여 하나의 메시지를 수신하게 된다. 그리고 임 의의 채널로 송신된 메시지는 반드시 하나의 수신사건 에서 수신되며, 결과적으로 프로그램 수행 중에 송신된 모든 메시지들은 임의의 대응되는 수신사건에서 모두 수신된다고 가정한다. 이러한 모델은 대부분의 메시지전 달 기법[1-3]을 표현할 수 있으므로 일반적인 모델이다.
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참고문헌 (21)

  1. Cypher. R. and E. Leu, 'The Semantics of Blocking and Nonblocking Send and Receive Primitives,' 8th IEEE Intl. Parallel Processing Symp., pp. 729-735, IEEE, Apr. 1994 

  2. Geist, A., A. Beguelin, J. Dongarra, W. Jiang, R. Manchek, and V. Sunderam. 'PVM: Parallel Virtual Machine,' A Users' Guide and Tutorial for Networked Parallel Computing, Cambridge, MIT Press, 1994 

  3. Snir, M., S. Otto, S. Huss-Lederman, O. Walker, MPI: The Complete Reference, MIT Press, 1996 

  4. Damodaran-Kamal, S. K. and J. M. Francioni, 'Testing Races in Parallel Programs with an OtOt Strategy,' Int'l Symp. on Software Testing and Analysis, pp. 216-227, ACM, Aug. 1994 

  5. Kilgore, Rand C. Chase, 'Re-execution of Distributed Programs to Detect Bugs Hidden by Racing Messages,' 30th Annual Hawaii Int'l. Conference on System Sciences (HICSS), Vol. 1, pp. 423-432, Jan. 1997 

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  7. Krammer. B., M.S. Muller, and M.M. Resch, 'MPI Application Development Using the Analysis Tool MARMOT,' 4th Int'l Conf. on Computational Science, Lecture Notes in Computer Science, 3038:464-471, Springer-Verlag, june 2004 

  8. Kranzlmuller, D., and M. Schulz, 'Notes on Nondeterminism in Message Passing Programs,' 9th European PVM/MPI Users' Group Conf., Lecture Notes in Computer Science, 2474: 357-367, Springer- Verlag, Sept. 2002 

  9. Netzer, R. H. B., and B. P. Miller, 'Optimal Tracing and Replay for Debugging MessagePassing Parallel Programs,' Supercomputing, pp, 502-511, IEEE/ACM, Nov. 1992 

  10. Tai, K. C. 'Reachability Testing of Asynchronous Message-Passing Programs.' Int'l. Symp. on Software Engineering for Parallel and Distributed Systems, IEEE. pp. 50-61, IEEE. May 1997 

  11. Cypher, R., and E. Leu, 'Efficient Race Detection for Message-Passing Programs with Nonblocking Sends and Receives,' 7th IEEE Symp. on Parallel and Distributed Processing, pp. 534-541, IEEE, San Antonio, Texas, 1995 

  12. Tai, K. C. 'Race Analysis of Traces of Asynchronous Message-Passing Programs,' Int'l. Conf. Distributed Computing Systems (ICDCS), pp. 261-268, IEEE, May 1997 

  13. Damodaran-Kamal, S. K., and J. M. Francioni, 'Nondeterminacy: Testing and Debugging in Message Passing Parallel Programs,' ACM/ONR Workshop on Parallel and Distributed Debugging, Sigplan Notices, 28(12): 118-128, ACM, Dec. 1993 

  14. Netzer, R. H. B., T. W. Brennan, and K. D. Suresh, 'Debugging Race Conditions in Message-Passing Programs,' SIGMETRICS Symp. on Parallel and Distributed Tools (SPDT), ACM, May 1996 

  15. Gropp, W. and E. Lusk, User's Guide for Mpich; A Portable Implementation of MPI, TR-ANL-96/6, Argonne National Laboratory, 1996 

  16. Gropp, W. and E. L. Lusk, 'Reproducible Measurements of MPI Performance Characteristics,' 6th European PVM/MPI Users' Group Conf., Barcelona, Spain, Lecture Notes in Computer Science, 1697: 11-18, Springer-Verlag, Sept. 1999 

  17. Lamport, L., 'Time, Clocks, and the Ordering of Events in a Distributed System,' Communications of the ACM. 21(7): 558-565. ACM. July 1978 

  18. Fidge, C. J., 'Partial Orders for Parallel Debugging,' SIGPLAN/SIGOPS Workshop on Parallel and Distributed Debugging, pp. 183-194, ACM, May 1988 

  19. Mattern, F., 'Virtual Time and Global States of Distributed Systems,' Parallel and Distributed Algorithms, pp. 215-226, Elsevier Science, North holland, 1989 

  20. Claudio, AP., J.D. Cunha, and M.B. Carmo, 'Monitoring and Debugging Message Passing Applications with MPVisualizer,' 8th Euromicro Workshop on Parallel and Distributed Processing, pp.376-382, IEEE, Jan. 2000 

  21. Kranzlmuller, D., C. Schaubschlager, and J. Volkert, 'Brief Overview of the MAD Debugging Activities,' 4th International Workshop on Automated Debugging (AADEBUG 2000), Aug. 2000 

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