SXF90のビジュアル系ディバッガとしてのPsuite


(武知英夫(阿南工業高等専門学校機械工学科)
(サイバーメディアセンター利用指導員)

１．はじめに

　かっての大型汎用機で365日殆んど毎日数値計算をやっていた経験がある。連日まともな解が出力されなかったのは勿論ではあるが、計算アルゴリズムのバグ取りに明け暮れた経験から、Psuiteに関してはSX-5で運用が開始された時から興味があった。工学屋にとっては解をいかに早く出すかが全てで、高速化は二の次であることは申し上げるまでもない。この点で、Psuiteのプログラミングの高速化支援よりも寧ろディ バックにおけるビジュアル系機能を駆使した可視化機能の方を個人的にはより高く評価している。ここで は、SX-5のf90のプログラミング[1][2]から説明を進めて、Psuiteの基本操作に至る個人的な経験を紹介することで、f90のディバックで現在何らかの壁を感じておられるユーザの一助になればと思う次第である。

２．サブルーティンアーカイブの作成と運用

　実行毎にサブルーティン全てを再コンパイルするジョブをよく見かけるが、プログラムの編集効率や実 行時間において有効な方法であるとは言い難い。元もとSX-5のPsuiteはビジュアル系の設計であるために、システムディフォールトでは全てのサブルーティンを同一ディレクトリーに置いて一括コンパイルする方法をするように設定されているが、敢えてサブルーティンアーカイブ[3]を使用する実行方法を以下に紹介する。

sx54 /fs/user6/x60602/sx/sx_5/bolt<151>%f90 -c -o plsmb f90/plsmb.f *1
f90/plsmb.f:

f90: vec(1):plsmb.f,line 20:ループ全体をベクトル化する。
f90: vec(1):plsmb.f,line 20:ループ全体をベクトル化する。
f90: plsmb.f,plansm: There are 11 diagnoses.
sx54 /fs/user6/x60602/sx/sx_5/bolt<152>%ar r ~/libsublib.a ./plsmb *2
sx54 /fs/user6/x60602/sx/sx_5/bolt<153>%ar t ~/libsublib.a *3
asmatb
matinb
plsmb
prstb
setbak
lmulti
sx54 /fs/user6/x60602/sx/sx_5/bolt<154>ar d ~/libsublib.a ./plsmb *4
sx54 /fs/user6/x60602/sx/sx_5/bolt<155>ar t ~/libsublib.a *5
asmatb
matinb
prstb
setbak
lmulti
sx54 /fs/user6/x60602/sx/sx_5/bolt<156>%ar r ~/libsublib.a ./plsmb *6
sx54 /fs/user6/x60602/sx/sx_5/bolt<157>%ar t ~/libsublib.a *7
asmatb
matinb
prstb
setbak
lmulti
plsmb
図1 サブルーティンアーカイブヘの挿入と削除

　プログラムplsmb.f(図1の*1)をコンパイルオプションーcでplsmbeヘオブジェクト化する。このオブジェクトモジュールplsmb(図1の*2)を3X-5のアーカイブコマンドar1のar rオプションでライブラリlibsublib.a へ書き込むことが出来る。確認のためにar t命令(図1の*3)でアーカイブの構成メンバを参照する。アーカイブの編集の一例として、(図1の*4)で構成要素plsmbを消去してみた。この消去を確認するために、ar t(図1の*5)を実行している。
後に述べるPsuiteのディバッグモードで実行する場合は、上述の全てのサブルーティンをf90 -c -C debug -optb -o plsm f90/pismb.f (ディバッグオプション-C debug)でコンパイルする必要がある。

３．サブルーティンアーカイブのリンクと実行

　次に、ディレクトリー(図2の*1)にあるメインプログラムelast.fのコンパイル(図2の*2)を実行する際に、サブルーティンァーカイブlibsublib.aをディレクトリー/usr1/x60602からリンクすることをオプションで指定する。

sx54 /fs/user6/x60602/sx/sx_5/bolt<178>%cd /usr1/x60602/sx/sx_5/bolt/fort *1
sx54 /usr1/x60602/sx/sx_5/bolt/fortく179>%dir .
合計4350
drwxr-xr-x 3 x60602 Prosou 4608 Jul 14 18:49 ./
drwxr-xr-x 10 x60602 Prosou 512 Aug 5 20:22 ../
drwxr-xr-x 2 x60602 Prosou 4608 Jul 14 18:49 OPT/
-rw------x 1 x60602 Prosou 15234 Mar 8 1998 elast.f
-rwx-----x 1 x60602 Prosou 3488 Mar 8 1998 input.dat* sx54 /usr1/x60602/sx/sx_5/bolt/fortく180>%f90 elast.f -L/usr1/x60602 -lsublib *2
elast.f:

f90: vec(3): elast.f, line 21:ベクトル化できないループである。
f90: vec(3): elast.f, line 26:ベクトル化できないループである。
f90: vec(1): elast.f, line 36:ループ全体をベクトル化する。
f90: opt(1800): elast.f, line 125:行列積ループをライブラリ呼び出しに置換した
f90: vec(3): elast.f, line 181:ベクトル化できないループである。
f90: elast.f, _MAIN: There is 23 diagnosis.
f90: vec(2): elast.f, line 190:ループの一部をベクトル化する。
f90: elast.f, setbak: There is 1 diagnosis.
sx54 /usr1/x60602/sx/sx_5/bolt/fort<181>dir .
合計 4290
drwxr-xr-x 3 x60602 Prosou 4608 Aug 5 20:35 ./
drwxr-xr-x 10 x60602 Prosou 512 Aug 5 20:22 ../
-rw-r--r-- 1 x60602 Prosou 1896 Jul 14 18:51 .pproj
drwxr-xr-x 2 x60602 Prosou 4608 Jul 14 18:49 OPT/
-rwxr-xr-x 1 x60602 Prosou 1057747 Aug 5 20:35 a.out*
-rw-r--r-- 1 x60602 Prosou 1683 Jul 14 18:49 a.out.mak
-rw-r--r-- 1 x60602 Prosou 1683 Jul 14 18:34 a.out.mak.old
-rw-r--r-- 1 x60602 Prosou 1703 Jul 14 17:12 a.out.mon.out
-rw------- 1 x60602 Prosou 15234 Mar 8 1998 elast.f
-rwx------ 1 x60602 Prosou 3488 Mar 8 1998 input.dat*
sx54 /usr1/x60602/sx/sx_5/bolt/fort <183>a.out < input.dat *3
　0************** plane stress ****************
　　NODT 48 ,NELT 69 ,KOX 7 ,nf 6
　　READ(*,11) (KAKOM(I 1 ,J 4 ) 1 ,J=1,3) T(I 1 ) 1.00000
　　READ(*,11) (KAKOM(I 2 ,J 4 ) 2 ,J=1,3) T(I 2 ) 1.00000
　　READ(*,11) (KAKOM(I 3 ,J 4 ) 2 ,J=1,3) T(I 3 ) 1.00000
　　READ(*,11) (KAKOM(I 4 ,J 4 ) 3 ,J=1,3) T(I 4 ) 1.00000
0 066 -0.1719E-01 0.1171E+01 -0.3751E-01 0.1172E+01 -0.1837E-01 91.8
0 067 0.1089E+00 0.1044E+01 -0.6089E-01 0.1048E+01 0.1050E+00 93.7
0 068 0.1729E-01 0.1024E+01 -0.2421E-01 0.1024E+01 0.1671E-01 91.4
0 069 0.1984E-01 0.1047E+01 -0.3115E-01 0.1048E+01 0.1890E-01 91.7
sx54 /usr1/x60602/sx/sx_5/bolt/fort<184>%
図2 サブルーティンアーカイブをリンクするf90プログラムの実行

　ここでは、コンパイルのオプションで実行モジュール名を指定をしないディフォールトa.out(図2の*3)を実行し、データファイルinput.datを入力とする計算結果を得ている。

４．Psuiteの起動と実行

　Psuiteの実行では、以上のようにプログラムの実行が一応完結することが必要である。Psuiteでは、ディバックモードのf90でコンパイルし、リンクされた実行モジュル a.outを会話的に実行させながらチューニングが処理されるために、sx-5での実行が起動と同時に停止するモジュールではPsuiteの機能を起動する以前にアボートしてしまう事態になる。

4.1 Psuiteの起動の前に

　Psuiteを起動する前に、クライアント側(ここではvis01e0)のユーザファイルを以下の要領で更新する必用がある。

4.2 Psuiteの実行手順

　Psuiteの起動に続いて、以下の順でサブメニューからコンパイル、メイク&ビルド、ランを実行する。図3はPsuiteのRUN常態の画面を表示している。

５．Psuiteのディバツグモード実行

　上の図4はディバッグモードでの実行例を表示している。Psuiteのディバッグモードの特徴は、カーソルで一時停止位置を指定出来ることや、プログラムの一定箇所を実行しながら特定配列のトレースや図4のような三次元表示を全くソースプログラムの変更なしに処理出来る点にある。この二点だけを取っても、 我々のようにソースプログラムの万行を編集し直し、大型汎用機で同じような作業を行ってきた者に取って、Psuiteは衝撃的なIT進化の時の流れと大いなる隔世の感を抱かせる存在でもある。

６．Psuiteの実行とInter　Net回線速度

　大型汎用機で長年の放ったらかしにしていたバイハーモニックファンクションの数値微分方程式の収束問題も、このPsuiteのおかげで、計算途中の二次元配列のディバッグを格段に短時間で解決できそうである。
　幸いにも我々が使用する10Mbit/sec LANでは、問題なくPsuiteの実行が可能である。只、これは通常の場合で、一旦この10Mbit/sec LANに障害が発生した場合、ホストのsx5.center.osaka-u.ac.jpへのアクセ スばかりではなく、クライアントとしてのvis01.center.osaka-u.ac.jpまで反応しないことがある。いくらか のローカルファイルが手元に残っていても、一切の仕事が進まない状態に陥る。センターを絶対に利用しな い研究者が信じて疑わないセンター不要論の根拠はこの状態を意味する。かっての大型汎用機は専用線の みを確かにサポートしていたし、当時のNTTは専用回線に対して通常の研究費では到底賄えきれない程の 、課金をしていた。しかし、この時代にセンターは専用線の品質までも保障する努力を払ってくれていたし、 アプリケーションがリモート端末でフリーズするというようなことは無かった。勿論、現在センターがアク セスする全てのユーザの経路情報を完全に把握することは至難の技ではあるが、センターの資源を提供す る業務である以上、この問題を回避することは出来ない筈である。ODINSと我々のLANとの距離は100κm であり、その問の最低回線速度は1.6Mbit/secである。センターが運用するアプリケーションの中でも比較 的重たいAVSなどは、回線速度の問題で正常動作させることは出来ない。SINETの幹線以外の支線では茨 木市を中心とする半径70km前後にセンター資源の100%利用限界が存在するようであり、いつまでもserve yourself的なサービスではセンター不信者が増加することを危倶してならない。

　参考文献
　　[1] NEC."fortran90/sx言語説明書".nec software Inc.,2000.
　　[2] NEC."fortran90/sxプログラミングの手引".nec softoware Inc.,2000.
　　[3] NEC."言語支援機能利用の手引".nec softare Inc.,2000.