인텔 인스펙터 XE로 데이터 레이스 제거하기

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인텔 인스펙터 XE로 데이터 레이스 제거하기

목차

  1. 소개
  2. 데이터 레이스란?
  3. 소수 구하는 프로그램
  4. 소수란?
  5. Eratosthenes의 체 알고리즘
  6. 프로그램 실행 예시
  7. OpenMP를 이용한 멀티스레딩
  8. Intel Inspector 소개
  9. 데이터 레이스 추적
  10. 버그 수정
  11. 결론

데이터 레이스 추적을 위한 Intel Inspector XC 2015 사용법

1. 소개

안녕하세요, Go Parallel의 David Bolton입니다. 오늘은 Intel Inspector XC 2015를 사용하여 프로그램에서 데이터 레이스를 찾는 방법에 대해 알려드리겠습니다.

2. 데이터 레이스란?

데이터 레이스는 멀티스레드 프로그램에서 두 개 이상의 스레드가 동시에 같은 변수에 값을 쓰려고 할 때 발생하는 버그입니다. 이는 소프트웨어의 결함으로써, 찾기 어려운 유형 중 하나입니다.

3. 소수 구하는 프로그램

우리는 오늘 범위가 3부터 5,000까지인 소수의 개수를 세는 프로그램을 사용할 예정입니다. 이 프로그램은 Visual Studio 2012에서 동작하며, C로 작성되어 있어 동작 과정을 쉽게 볼 수 있습니다. 동일한 원리가 C, C++, 포트란에도 적용됩니다.

4. 소수란?

소수란 자기 자신과 1로만 나누어 떨어지는 수를 말합니다. 즉, 나머지가 0이 없는 수입니다. 예를 들어, 2, 3, 5, 7은 소수이지만 9는 3으로 나누어 떨어지기 때문에 소수가 아닙니다.

5. Eratosthenes의 체 알고리즘

저희 프로그램에서는 Eratosthenes의 체 알고리즘을 사용하여 소수인지 확인합니다. 이 알고리즘은 주어진 수를 제곱근까지의 홀수로 나누어 나누어떨어지는지 여부를 확인하는 방식입니다. 나누어떨어지지 않는 경우 소수로 간주됩니다. 큰 소수를 확인할 때는 이미 나누어떨어진 수로 나눌 필요가 없으므로 소수가 아닌 수를 건너뜁니다.

6. 프로그램 실행 예시

프로그램을 실행하여 3부터 5,000까지의 소수 개수를 계산하면 정답은 668입니다. 이 프로그램은 스레드를 사용하지 않거나 단일 스레드로 실행되는 경우에도 동일한 결과를 출력합니다.

7. OpenMP를 이용한 멀티스레딩

프로그램의 실행 속도를 높이기 위해 OpenMP를 사용하여 멀티스레딩을 적용합니다. 이를 위해 프로젝트 속성의 C/C++ 언어 및 OpenMP 지원을 설정하고, 필요한 부분에 omp parallel for 지시문을 추가합니다. 또한 스레드 수를 지정하는 지시문인 #define RATE를 정의합니다.

8. Intel Inspector 소개

Intel Inspector는 프로그램에서 발생하는 데이터 레이스를 추적하는 도구입니다. 이번 작업에서는 데이터 레이스를 추적하기 위해 Intel Inspector XC 2015를 사용합니다.

9. 데이터 레이스 추적

Intel Inspector를 사용하여 데이터 레이스를 추적하기 위해 새로운 분석을 시작합니다. 분석 유형과 사용할 리소스를 선택하기 위해 첫 번째 실행 시에만 사용합니다. 중간 또는 최대 리소스를 선택할 수 있으며, 최대 리소스를 선택하면 좀 더 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.

10. 버그 수정

Intel Inspector로 분석을 실행하면 데이터 레이스가 있는 부분을 찾을 수 있습니다. 이때, 실제 데이터 레이스인지 잘못된 경고인지 확인해야 합니다. 이 작업에서는 첫 번째 데이터 레이스는 실제 값이 쓰이는 것이 아니므로 무시하고, 두 번째 데이터 레이스는 증가 연산 때문에 발생한 것으로 확인됩니다. 이를 해결하기 위해 해당 부분을 크리티컬 섹션으로 지정해야 합니다.

11. 결론

버그를 수정한 후 프로그램을 다시 실행하면 정확한 결과인 668이 출력됩니다. 이렇게 Intel Inspector의 도움으로 버그를 수정할 수 있습니다. 감사합니다.

하이라이트

  • 데이터 레이스 버그의 개념과 발생 원리
  • Eratosthenes의 체 알고리즘을 이용한 소수 계산
  • OpenMP를 사용하여 멀티스레딩 적용
  • Intel Inspector XC 2015의 소개와 사용 방법
  • 데이터 레이스 추적 및 버그 수정

자주 묻는 질문과 답변(Frequently Asked Questions)

Q: 데이터 레이스는 왜 문제가 되나요? A: 데이터 레이스는 멀티스레드 프로그램에서 발생하는 버그로, 두 개 이상의 스레드가 동시에 같은 변수에 값을 쓰려고 할 때 예기치 않은 결과가 발생할 수 있습니다.

Q: Intel Inspector를 사용하지 않고도 데이터 레이스를 찾을 수 있나요? A: 네, 가능합니다. 프로그램의 코드를 직접 분석하고, 동기화 메커니즘을 적절히 사용하면 데이터 레이스를 찾을 수 있습니다. 하지만 Intel Inspector를 사용하면 더 간편하고 효율적으로 데이터 레이스를 추적할 수 있습니다.

Q: OpenMP를 사용하지 않고 멀티스레딩을 구현할 수 있나요? A: 네, 가능합니다. OpenMP는 멀티스레딩을 쉽게 구현할 수 있는 라이브러리입니다. 하지만 직접 스레드를 생성하고 관리하는 방법을 사용하여 멀티스레딩을 구현할 수도 있습니다.


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