Suorittimen aktiivisuuden mittaaminen moniydinalustalla

This thesis will discuss how to observe the behaviour of a parallel program at processor-level on multi-core processors of future mobile devices. The motivation of the work is the fact that parallel programming is hard. Observation of parallel programs is required in application development and in parallel programming research. Tools are required to observe the runtime behaviour of parallel programs. The tools must be relatively easy to use and provide the results in an easy to understand format. Also, the tools have to be easily adapted for new processor architectures as the hardware is changing rapidly. An open source Linux tool called OProfile was found to meet the requirements for an observation tool. The OProfile tool can measure various hardware events such as the cycle count of the processor by using the hardware performance counters of the processor. An ARM11 MPCore prototype processor was used as an example of a future mobile multi-core processor for the measurements. A measurement setting was created around the ARM11 MPCore and OProfile. Three different types of parallel workloads were selected. A set of measurements was done to demonstrate that the approach is suitable for observing parallel programs at processor-level on a multi-core mobile processor.Tässä diplomityössä esitetään menetelmä rinnakkaisohjelmien havainnointiin suoritintasolla tulevaisuuden mobiililaitteiden moniydinsuorittimilla. Motivaationa työlle toimii rinnakkaisohjelmoinnin vaikeus. Rinnakkaisohjelmien havainnointia tarvitaan sovelluskehityksessä sekä rinnakkaisohjelmoinnin tutkimuksessa. Työkaluja tarvitaan rinnakkaisohjelmien ajonaikaisen käyttäytymisen havainnointiin. Työkalujen pitää olla suhteellisen helppokäyttöisiä ja niiden täytyy esittää tulokset helposti ymmärrettävässä muodossa. Työkaluihin täytyy myös helposti pystyä päivittämään tuki uusille suoritinarkkitehtuureille, koska laitteisto kehittyy erittäin nopeasti. OProfile-nimisen avoimen lähdekoodin Linux-työkalun todettiin täyttävän havaintotyökalulle asetetut vaatimukset. OProfile-työkalu pystyy mittaamaan lukuisia laitteistotapahtumia, kuten suorittimien kellosyklien määrän, suorittimen suorituskykylaskureiden avulla. ARM11 MPCore -prototyyppisuoritinta käytettiin mittauksissa esimerkkinä tulevaisuuden mobiililaitteen moniydinsuorittimesta. ARM11 MPCoren ja OProfilen ympärille rakennettiin mittausasetelma. Kolme erityyppistä rinnakkaistyökuormaa valittiin mittauksia varten. Mittauksilla osoitettiin, että valittu lähestymistapa on toimiva rinnakkaisohjelmien havainnointiin suoritintasolla mobiilimoniydinsuorittimessa