Команда "шаг" в параллельных отладчиках А.Я. Калинов, К.А. Карганов, К.В. Хоренко
    Аннотация.
    В статье рассматривается новая схема команд перемещения в параллельных отладчиках на примере команды "шаг". Основное отличие предложенной схемы от существующих заключается в том, что отладчик на основе модели параллельной программы анализирует момент завершения "шага" программы, чем приближает отладку параллельной программы к отладке последовательной программы. Рассмотрены проблемы, возникающие при реализации данной схемы для отладчика MPI-программ, и описана ее реализация в отладчике mpC-программ. 1. Введение
    Одной из важнейших возможностей, предоставляемых отладчиком, является возможность управления выполнением программы. Семантика команд управ-ления выполнением в последовательных отладчиках (когда отлаживается один процесс с одним потоком управления) достаточно ясна. Например, семантика команды пошагового выполнения последовательной программы заключается в следующем - выполнить операторы текущей строки и прервать выполнение отлаживаемой программы. Если операторы текущей строки не выполнены, то пользователь анализирует причину (например, ожидание взаимодействия с внешним миром, длинный счет и т.д.) и предпринимает или не предпринимает какие-либо действия. Причины невыполнения шага последовательной программы назовем "последовательными". Естественное расширение этой семантики на случай параллельного отладчика (когда отлаживается несколько потоков управления, возможно, в нескольких процессах) - выполнить операторы текущих строк для выделенных потоков управления и прервать их выполнение. Однако, в случае параллельного отладчика, некоторые потоки могут не выполнить шаг не только по "последовательным", но и по "параллельным" причинам, связанным с взаимодействием между потоками/процессами параллельной программы.
    Большинство существующих параллельных отладчиков являются много-целевыми, не ориентированными на поддержку какого-либо конкретного параллельного языка программирования или коммуникационного пакета. В них применяется комбинация двух основных схем реализации команды "шаг":
    синхронная - команда выдается для всех процессов группы, ожидается завершение шага для всех процессов группы, имеется возможность принудительного прерывания - основная схема в Mantis [1,2];
    асинхронная - команда выдается для всех процессов группы завершивших предыдущий шаг на данный момент, управление в отладчике передается пользователю без ожидания окончания выполнения команды - основная схема в TotalView [3].
    При этом ответственность за анализ и обработку всех "параллельных" причин незавершения шага возлагается на пользователя.
    В тоже время, если рассматривать не параллельную программу вообще, а MPI-программы или программы на параллельном языке высокого уровня, то среди "параллельных" причин незавершения шага большинство является "тривиальными", обработку которых может производить отладчик, приближая тем самым, насколько это возможно, отладку параллельной программы к отладке последовательной программы. Конечно, это возможно только в том случае, если отладчик понимает семантику параллельной программы и имеет соответствующую поддержку со стороны реализации библиотеки или языка. ............