随着高性能计算技术的蓬勃发展,并行程序性能分析已经成为并行程序调试,并行算法研究的一种重要辅助手段。在这一过程中,性能分析工具软件能够辅助应用程序开发人员了解程序行为、发现性能瓶颈、明确优化方向。此外,在设计实现性能分析工具软件时,性能数据采集是一个十分关键的环节,它直接决定了后期性能分析的准确性和全面性。 本文对并行程序性能分析技术展开研究,提出了基于事件的并行程序性能分析模型,并设计实现了一种基于硬件计数器访问的,支持多种并行程序编程模型的性能分析软件AutoPAN(Automatic Performance ANanlyzer)。AutoPAN支持MPI和OpenMP两种并行编程模型,它可以将程序运行行为可视化,并准确地将程序各方面的性能以量化的形式反映给用户,具有较强的可用性。 在AutoPAN的设计实现过程中,我们借助硬件计数器进行性能数据采集。硬件计数器是处理器中的一组特殊的寄存器,在处理器的工作过程中,这些寄存器中保存着运行时环境的相关数据,如Cache失效率,访存延迟,PC值等。这些信息可以用于计算程序的“导出属性”,如分支失效率,Flop/S等,从而反映程序的性能。硬件计数器的访问是通过一组低级的编程接口来实现的,在AutoPAN的设计实现中,我们使用PAPI来完成硬件计数器的访问。