工具概述¶
本页包含了一些常用的工具的简要说明， 强烈推荐 使用前阅读它们自带的文档并理解各个选项的含义。
编译器、支持库¶
GCC¶
GCC 内置于系统中可以直接使用，常用编译选项：
-O[1-3,fast]：优化等级，越高则越激进；-march=native -mtune=native：目标平台，使用native一般可以获得最高性能；-g：启用调试符号-fopenmp：启用 OpenMP 支持-lfoo：链接到名为libfoo.so/a的库
Intel C++ Compiler (ICC)¶
使用 ICC 前需要先加载（见集群使用说明），其常用编译选项与 GCC 基本一致，不同的包括：
-xHost替代了-march=native-qopenmp代替了-fopenmp
OpenMPI / Intel MPI¶
在使用 MPI 时，需要加载对应的软件，并使用如下的命令：
mpicc/mpicxx/mpifort: OpenMPI + GCCmpiicc/mpiicpc: Intel MPI + ICC
MPI 与编译器并非绑定的，这两者都支持通过环境变量调整实际使用的编译器，具体可自行相关文档。
Intel Math Kernel Library (MKL)¶
如果需要使用 MKL，则将引入比较复杂的编译选项。推荐使用 Intel 提供的工具 来生成所需的编译和链接选项。
性能分析工具¶
在使用性能分析工具前，请确保编译时打开了调试符号（-g 选项），否则可能得到无法理解的结果。
Linux perf 命令¶
perf 是 Linux 自带的 Profiler，可以分析程序的热点和多种性能指标。常用的子命令包括：
perf record：运行程序并采样以供分析；perf report：对此前的采样文件进行分析并呈现热点；perf stat：运行程序并统计性能指标；perf top：查看当前运行的程序的概况。
具体用法可查阅 perf Examples 或 Perf Wiki。
NVIDIA nvprof 命令¶
nvprof 是 CUDA 自带的 profiler，需要使用 Spack 加载 cuda 后方可使用。其最简单的用法是直接在运行的程序前面添加 nvprof，即可得到所有 kernel 的性能指标。通常，还可以将 profile 结果写入文件，即 nvprof -o name.nvprof ./cuda_prog。nvprof 生成的 trace 文件可以使用图形化工具 NVIDIA Visual Profiler 打开，并进行进一步的分析。只需要使用 X11 转发连接集群（或者将它们复制到本地），并运行 nvvp 即可。
Intel VTune Profiler¶
Intel VTune Profiler 是分析程序热点的强大工具，它同时提供命令行与图形版本。在使用前，首先需要加载 Intel oneAPI 的相关组件。最简单的用法为 vtune -collect hotspots ./my_prog --arguments，在运行完成后即可在当前目录下生成 r0xxhs 这一结果目录。可以使用 vtune 来对结果进行进一步分析和呈现，也可以直接在 X11 转发启用的情况下（或者复制到本地），使用 vtune-gui 直接打开图形化结果并进行分析。
Intel Advisor¶
Intel Advisor 是进行并行性能优化、性能建模的工具，它也同时提供命令行与图形版本，并需要加载后使用。由于本课程中不涉及到性能模型的相关要求，故不加以详细介绍。有兴趣的同学可以自行查阅使用方法。