在 Windows* 主机上调试英特尔® 至强融核™ 应用

目录

• 简介
• 面向英特尔® MIC 的调试解决方案
  • 如何获得？
  • 集成调试解决方案
  • 所需的组件
  • 配置与测试
  • 调试前提条件
• 使用卸载扩展调试应用
  • 调试特点
  • 设置断点
  • 启动调试
  • 线程信息
• 调试本机协处理器应用
  • 先决条件
  • 配置
  • 附加销售

简介

英特尔® 至强融核™ 协处理器是一款基于英特尔® 众核架构（英特尔® MIC）的产品。 英特尔® 为该架构提供了调试解决方案，其可调试英特尔® 至强融核™ 协处理器上运行的应用。

英特尔 ^® MIC 需要一款调试解决方案出于多种原因。 以下介绍了其中一些主要原因：

• 开发本地英特尔^® MIC 应用与在 IA-32 或英特尔^® 64 主机上开发应用一样简单。 在大部分情况下，仅需对其进行交叉编译（/Qmic）。
  但是，英特尔^® MIC 架构不同于主机架构。 这些区别可以揭示目前的区别。 此外，对英特尔^® MIC 调试不当可能会带来新的问题（如数据对齐，一款应用能否处理数百个以上线程？有效的内存消耗？等。）
• 开发支持卸载的应用将会带来更多复杂性，因为主机和协处理器在共享工作负载。
• 一般的低级别分析，追踪执行路径，了解英特尔^® MIC 架构的指令集...

面向英特尔® MIC 的调试解决方案

对于 Windows* 主机，英特尔可提供一款调试解决方案 — 面向英特尔® MIC 架构应用的英特尔® 调试器扩展。 它支持能够使用卸载调试功能的应用，并支持原生英特尔® MIC 应用在英特尔® 至强融核™ 协处理器上运行。

如何获得？

如要获取面向基于 Windows* 主机的英特尔® MIC 架构的调试解决方案，您需要以下组件：

• 英特尔^® Composer XE （适用于 C/C++ 或 Fortran）：
  http://software.intel.com/en-us/intel-composer-xe
   
• 只有英特尔® Composer XE 包含面向 Windows* 主机的调试解决方案。 但是，如要获得该解决方案，还需要英特尔^®众核平台软件堆栈（英特尔^® MPSS）：
  http://software.intel.com/en-us/articles/intel-manycore-platform-software-stack-mpss
  （目前适用于 Windows* 的是 3.3.1）

集成调试解决方案

来自基于英特尔® 的 GNU* GDB 的调试解决方案：

• 与 Microsoft Visual Studio* 全面集成，无需命令行版本
• 支持英特尔® Composer XE 2013 SP1 及更高版本

注：
也可通过在协处理器上使用英特尔版本的 GNU* GDB 以在协处理器上执行纯原生调试。 这在面向 Linux* 主机的文章中进行了介绍：
http://software.intel.com/en-us/articles/debugging-intel-xeon-phi-applications-on-linux-host

为何与 Microsoft Visual Studio* 集成？

• Microsoft Visual Studio* 是 Windows* 主机上的已有 IDE
• 集成可以再次使用现有的可用性和特性
• Fortran 支持与英特尔® Fortran Composer XE

所需的组件

针对英特尔® MIC 架构进行开发和调试将需要以下组件：

• 英特尔® 至强融核™ 协处理器
• Windows* Server 2008 RC2、Windows* 7 或更高版本
• Microsoft Visual Studio* 2012 或更高版本
  在英特尔® Composer XE 2013 SP1 更新 1 中添加了对 Microsoft Visual Studio* 2013 的支持。
• 英特尔® MPSS 3.1 或更高版本
• C/C++ 开发：
  面向 Windows* 或更高版本的英特尔® C++ Composer XE 2013 SP1
• Fortran 开发：
  面向 Windows* 或更高版本的英特尔® Fortran Composer XE 2013 SP1

配置与测试

关键是确保协处理器设置能够正常使用。 否则调试程式可能无法全面运行。

设置英特尔^® MPSS：

• 按照英特尔^® MPSS readme-windows.pdf进行设置
• 确认英特尔^®至强融核™ 协处理器是否能够运行

在使用卸载扩展调试应用之前：

• 参照官方示例：
  C:\Program Files (x86)\Intel\Composer XE 2013 SP1\Samples\en_US
• 确认卸载代码是否能够正常使用

关键是确保协处理器设置能够正常使用。 否则调试程式可能无法全面运行。

调试前提条件

面向英特尔^® MIC 架构的调试程序集成仅在调试信息可能时才可使用：

• 在调试模式下至少使用以下选项集进行编译：
  /Zi（编译器）和 /DEBUG（链接器）

• 可选： 未经优化的代码 (/Od) 更易于理解
  ，因为一些临时变量等被删除/或优化掉。
  

应用仅可在 64 位中进行调试

• 将平台设置为 x64

• 确认 /MACHINE:x64（链接器）是否设置！
  

使用卸载扩展调试应用

启动 Microsoft Visual Studio* IDE，使用卸载扩展打开或创建英特尔^®至强融核™ 项目。 您可以在英特尔® Composer XE 的示例目录中找到示例，即：

C:\Program Files (x86)\Intel\Composer XE 2013 SP1\Samples\en_US

• C++\mic_samples.zip    或
• Fortran\mic_samples.zip

我们将在以下内容中使用官方 C++ 示例中的 intro_SampleC。

使用英特尔^® C++/Fortran 编译器编译项目。

调试特点

• 在代码中设置断点（在调试会话期间或之前）：
  • 在针对主机和协处理器混合的代码中
  • 调试程序集成自动在主机/协处理器之间分配
• 运行控制对于原生应用而言相同：
  • 运行/继续
  • 停止/中断
  • 等
• 卸载代码在主机上停止运行（卸载线程）
• 卸载代码在另一条线程的协处理器上运行
• IDE 同时显示主机/协处理器的信息：
  • 端点
  • 断点
  • 进程/模块
  • 等
• 支持多个协处理器：
  • 所显示的数据为混合状态：
    请记住不同的进程和地址空间
  • 无需进一步配置：
    随意调试！

设置断点

请注意此处的混合断点：
在正常代码中设置的断点（未卸载的）适用于主机。 卸载代码上的断点仅适用于各自的协处理器。
断点窗口显示所有断点（主机和协处理器）。

启动调试

通过菜单（所显示）或 <F5>键正常启动调试：

继续执行调试，直至遇到卸载代码中设置的断点，该断点能够对协处理器代码进行调试。

线程信息

主机和协处理器的信息处于混合状态。 在上述示例中，线程窗口将显示两个使用其线程进行处理的进程。 一个进程来自主机，负责卸载。 另一个是托管和执行卸载代码的进程，每个协处理器有一个。

其它要求

对于支持卸载调试的应用，还需设置其他环境变量：

• 英特尔® MPSS 2.1：
  COI_SEP_DISABLE=FALSE
  MYO_WATCHDOG_MONITOR=-1
   
• 英特尔® MPSS 3.*：
  AMPLXE_COI_DEBUG_SUPPORT=TRUE
  MYO_WATCHDOG_MONITOR=-1

请在启动 Visual Studio* IDE 前设置这些变量！

目前需要它们，但是未来可能会将其淘汰。 请注意，调试程序不能且不应与英特尔® VTune™ Amplifier XE 一起使用。 因此，应禁用 SEP（英特尔® VTune™ Amplifier XE 的组件）。 必须禁用看门狗监控器，因为调试器可能在一段不确定的时间内阻止系统执行。 因此，系统看门狗可能认为被调试的应用（如果不再有反应）死机并将终止它。 对于调试而言，我们不希望看到这种情况。

注：
请勿为产品系统设置这些变量！

调试本机协处理器应用

先决条件

创建本机英特尔^®至强融核™ 协处理器应用，将应用转换至协处理器目标并执行：

• 使用 micnativeloadex.exe（英特尔^® MPSS 针对应用提供）C:\Temp\mic-examples\bin\myApp, e.g.:
  
  > "C:\Program Files\Intel\MPSS\bin\micnativeloadex.exe""C:\Temp\mic-examples\bin\myApp" -d 0
• 选项 –d 0用于指定第一台设备（基于 0），以防每台设备上有多台协处理器
• 传输后应用直接执行

micnativeloadex.exe可将特定应用传输至特定协处理器，并直接执行它。 命令本身将锁定，直至传输的应用结束。
使用 micnativeloadex.exe还可照顾到相关性（如库），并对其也进行传输。

此外，也可以使用其他方式来传输和执行本机应用（但是更复杂）：

• SSH/SCP
• NFS
• FTP
• 等

仅可通过 “Attach to Process…”使用 Start Visual Studio* IDE 来调试本地应用：

• 使用了 micnativeloadex.exe来传输和执行本机应用
• 确保应用在连接上之前不执行任何操作，如通过：

static int lockit = 1; while(lockit) { sleep(1); }

• 连接上之后，将 lockit设置为 0并继续操作。
• 无需 Visual Studio* 解决方案/计划。

以这种方式每次只能调试一个协处理器。

配置

通过“TOOLS/Options…”菜单打开选项：

它可以告诉调试程序扩展在什么位置查找二进制和源。 它在每次调试新的协处理器本机应用时都需要进行变化。

条目 solib-search-path 目录同样适用于类似的 GNU* GDB 命令。 它支持从构建系统上将路径映射到运行调试程序的主机系统上。

条目 Host Cache Directory用于缓存符号文件。 它可以加速查找大尺寸应用。

附加销售

通过 TOOLS/Attach to Process…菜单打开选项：

指定面向英特尔(R) 架构的英特尔(R) 调试器扩展。 设置 GDBServer 用以执行的 IP 和端口。 GDBServer 的常见端口是 2000，但是我们建议使用非特权式端口 （如 16000）。
短暂延迟后，将列出协处理器卡的进程。 选择一个进行连接。

注：
显示所有用户进程的复选框中不包含针对协处理器的函数，因为用户账户无法从主机映射到目标，反之亦然(Linux* 和 Windows*)。