Memória e debugação Ricardo Rabelo 25/08/2003. Roteiro Debugação de Código Debugação de Memória Economia de Memória.

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1 Memória e debugação Ricardo Rabelo 25/08/2003

2 Roteiro Debugação de Código Debugação de Memória Economia de Memória

3 OTcl Versus C++ Granularidade do código/script pode ser ajustada para compensar extensibilidade por performance. Tamanho do programa complexidade C/C++ OTcl grande pequeno split objects

4 Escalabilidade vs Flexibilidade Escrever todo o código em OTcl é tentador Benficio: prototipagem rápida Custo: memória + runtime Solução Controle da granuliridade do slipt object migrando os métodos de Otcl para C++

5 Debugação Código Duas linguagens mescladas == debugação mesclada Uso de printf (C/C++) e puts (OTcl) Problemas: recompilar o código e gerar novos cenários a cada execução. Mas é simples Uso do gdb Acompanhar a execução passo a passo do código. Complica quando mescla os diferentes ambientes: C/C++ e OTcl

6 Debugação Código No arquivo Makefile.in, adicionar a compilação do código objeto com o fonte CFLAGS = $(CCOPT) $(DEFINE) –ggdb Executar o./configure gdb ns

7 Debugação Código Setar os breakpoints: (gdb) b classifier-addr.cc:47 (gdb) b AddressClassifier::AddressClassifier Executar o programa (gdb) run Starting program: /ns/ns-2/ns... Breakpoint 1, AddressClassifier::AddressClassifier (this=0x12fbd8) at classifier-addr.cc:47 (gdb)

8 Debugação Código Comandos básicos gdb b -> coloca um breakpoint list -> mostra as próximas 10 linhas de código display -> watch nas variáveis help -> listar todos os outros comandos

9 Debugação Código Debugação do Otcl Ferramenta Expect: Compilada junto com o NS, no mesmo diretório Chamada através do comando debug 1 dentro do script que está sendo executado http://expect.nist.gov/tcl-debug/tcl-debug.tar.gz http://expect.nist.gov/tcl-debug/tcl-debug.ps.Z

10 Debugação Código Debugação mesclada: gdb e expect Chamar a debugação Tcl a partir do ambiente do gdb

11 Debugação Código (gdb) run Starting program: /ns/ns-2/ns... Breakpoint 1, AddressClassifier::AddressClassifier (this=0x12fbd8) at classifier-addr.cc:47 (gdb) p this->name_ $1 = 0x2711e8 "_o73 (gdb) call Tcl::instance().eval("debug 1") 15: lappend auto_path $dbg_library dbg15.3> w *0: application 15: lappend auto_path /usr/local/lib/dbg dbg15.4> Simulator info instances o1 dbg15.5> _o1 now 0 dbg15.6> _o73 info class Classifier/Addr dbg15.7> _o73 info vars slots_ shift_ off_ip_ offset_ off_flags_ mask_ off_cmn_ dbg15.8> c (gdb) w Ambiguous command "w": while, whatis, where, watch. (gdb) where #0 AddressClassifier::AddressClassifier (this=0x12fbd8) at classifier-addr.cc:47 #1 0x5c68 in AddressClassifierClass::create (this=0x10d6c8, argc=4, argv=0xefffcdc0) at classifier-addr.cc:63... (gdb)

12 Debugação Memória Otcl Tcl, TclCL não possuem garbage collector. Novos objetos perdidos na memória podem causar memory leaks. Mesmo ferramentas de auxilio a alocação de memória não auxiliam set ns [new Simulator] for {set i 0} {$i < 500} {incr i} { set a [new RandomVariable/Constant] } Objetos perdidos após a execução do for Para lidar com isso, todos os objetos alocados em Otcl devem ser desalocados explicitamente, no fim da simulação

13 Debugação Memória Purify Set PURIFY macro in ns Makefile Usually, put -colloctor= dmalloc http://www.dmalloc.com make distclean./configure --with-dmalloc= Resultados: dmalloc_summarize

14 Debugação Memória Uso do dmalloc: 1. Definir um alias 1. (csh: alias dmalloc 'eval `\dmalloc -C \!*`', bash: function dmalloc { eval `command dmalloc -b $*` }) 2. Ativar a debugação 1. dmalloc -l logfile low 3. Executar o programa 4. Intepretar o logfile com o script 1. dmalloc_summarize ns <logfile (dmalloc_summarize : http://www.isi.edu/~johnh/SOFTWARE/dmalloc_summarize ) 5. Um relatório do uso de memória é gerado 6. Em algumas plataformas é necessário fazer a lincagem do código estática

15 Debugação Memória Exemplo ns-2/tcl/ex/newmcast/cmcast-100.tcl script com um comando de sair após a criação do duplex-link de número 200 size function 6358277 total 1000426 TclObject::bind(char const *, int *) 968416 StringCreate 742472 NewVar Ns aloca ~6MB de memória. ~1MB is devido a TclObject::bind ~900KB de StringCreate ~700KB de NewVar

16 Debugação Memória dmalloc com gdb: colocar um breakpoint na função dmalloc_error(). Se o código possui bibliotecas compartilhadas, é necessário dar o comando (gdb) sharedlibrary (gdb) add-shared-symbol-files

17 Debugação Memória Dmalloc_summarize mapeia o nome das funções a as respectias areás de memória. Para a identificaçãod dos nomes, é necessário compliar de maneira estatíca. Programas com dmalloc tendem a gastar muito mais memória, devido a inserção do código. Dmalloc também pode verificar diversos tipos de erros de memória (frees duplicados, buffer overruns, etc.). Documentação: http://dmalloc.com/docs/5.1.0/online/dmalloc.html

18 Economia de Memória A memória é um fator vital numa simulação no NS O consumo pode chegar a uma ordem exponencial Melhor otimizar o código do que ter mais memória C++ versus OTcl

19 Economia de Memória Evitar trace-all O comando $ns trace-all $f faz com que todos os objetos, nodos e links gerem eventos para o trace. Caso o interesse da análise esteja em um ou poucos links, não é necessário utilizar tantos. A economia de memória é em torno de 14 KB/link. Uso de vetores para sequência de variáveis. Ao invés de set n$i [$ns node] Usar set n($i) [$ns node] Economia de aproximadamente 50 Bytes/variável.

20 Economia de Memória Maximizar o uso do C++ sempre que possivel portar o código para C++. E evitar o uso de bind() de variaveis devido ao alto custo de alocação. Evitar o uso de variáveis desnecessárias Ao invés de set cmcast(1) [new CtrMcast $ns $n(1) $ctrmcastcomp [list 1 1]] Usar new CtrMcast $ns $n(1) $ctrmcastcomp [list 1 1] A economia é de 80 Byte/variável

21 Economia de Memória Uso de dynamic binding O uso do bind() em C++ consome muita memória e tempo de execução. E fica muito mais caro se uma grande quantidade de objetos do mesmo tipo forem instanciados. Mudando os bind()'s para delay_bind() muda os requerimentos de memória por classes. Cabeçalho dos pacotes Por padrão, em todas as simulações todos os cabeçalhos de pacotes são carregados. Nesse caso é uma grande economia de memória remover todos os pacotes e adicionar apenas os necessários: remove-all-packet-headers ;# removes all except common add-packet-header IP Message ;# hdrs reqd for cbr traffic

22 Economia de Memória Exemplo de economia de memória com o remove-all-packet (Pentium-II, 448 MHz 1GB RAM 4GB hd Linux redhat-7.0.) Cenários com 2 nodos conectados por um link de grande atraso e banda passante (~ns/tcl/ex/pkts.tcl) BW = 1Gbps, Delay=100ms,Agent= UDP, traffic source=CBR, pacotes de 210 a uma taxa de 1Gbps: 10 9 * 100 * 10 -6 8 * 210 = ~59,500 pacotes no link O uso de memória é em torno de 140MB, ~2KB/pkt.

23 Economia de Memória Removendo todos os cabeçalhos e adicionando apenas os do trafego CBR, o uso de memória vai para ~30MB, 500bytes/pacote. Toda a informação sobre os pacotes adicionados ~ns/tcl/lib/ns-packet.tcl. Mais informações na seção" Including Packet Headers in Your Simulation" no capitulo 12 do manual.

24 Tempo de execução Evitar trace-all e trace-nam Utilizar endereçamento hierarquico Diminui a quantidade de classifiers alocados Diminui o tempo de montagem das tabelas de rotas Uso de manual routing, em cenários com muitos links (~ns/tcl/ex/many_tcp.tcl )