Rozszerzanie składni pFortranu

Implementacja elementów Fortranu 90

Daniel Rychcik

Co będzie?

Trochę historii Dlaczego pFortran? Cel pracy Narzędzia pFortran od środka Przebieg pracy Osiągnięcia

Umiejscowienie pracy

FORTRAN 66

FORTRAN 77

Fortran 90

Fortran 95

Shared Memory Message Passing

SHMEM (Cray)

Co-Array Fortran

MPI

PVM

HPFpFortran

OpenMP

?

pFortran

Minimalne rozszerzenie FORTRANU 77 Programowanie równoległe w modelu SPMD Preprocesor – nie kompilator! Tłumaczenie rozszerzeń na kod MPI

pFortran

Operator referencji @• A@N=A@M• A=A@N• Ograniczenia stosowania

Operator redukcji {}• SUM=+{PSUM}• Implementacja – drzewo binarne

Dlaczego pFortran?

Prostota !!! Łatwość nauczenia się Minimalne zmiany w istniejących programach Niezależność od biblioteki message passing

Dlaczego pFortran?

CALL MPI_BCAST(N,1,MPI_INTEGER,

0,MPI_COMM_WORLD)

CALL MPI_REDUCE(myPi,Pi,1,

MPI_DOUBLE_PRECISION,

MPI_SUM,0,MPI_COMM_WORLD,

IERR)

IF (thisProc.EQ.0) THEN

CALL MPI_SEND(B,1,MPI_BYTE,DEST,TAG,

MPI_COMM_WORLD,IERR)

END IF

N=N@0

Pi=+{myPi}

B@DEST=B@0

Fortran 90

Duże unowocześnienie języka Free-form syntax Nowe instrukcje strukturalne Procedury rekurencyjne Rozbudowane funkcje intrinsic

Cel pracy

Porównanie narzędzi programowania równoległego

Opanowanie narzędzi pomocniczych:– lex– yacc

Poznanie pFortranu „od środka” Implementacja niektórych elementów

Fortranu 90

lex i yacc

lex – generator analizatorów leksykalnych– Zajmuje się warstwą „słownikową”– Wyszukuje wzorce i zamienia je na tokeny– Nie analizuje „sensu” wyrażeń

yacc – generator parserów gramatyki– Rozpoznaje struktury wyrażeń– Jako wejście przyjmuje strumień tokenów– Pozwala definiować akcje dla wyrażeń

pFortran od środka

Część większego pakietu pLanguages Interesujący nas katalog: pf/src Dwie podstawowe części preprocesora

– Analizator leksykalny: pf/src/lex– Analizator składni, generator kodu: pf/src

Jak te dwie części współpracują ze sobą?

pFortran od środka

Analizator leksykalny: Zaczerpnięty z pakietu f2c Brak dostępu do pliku źródłowego lex Wprowadzenie poprawek – ręczna analiza

maszynowo wygenerowanego kodu

pFortran od środka

Analizator gramatyki: Również oparty o źródła f2c Zmodyfikowana gramatyka yacc Dostępny plik opisujący gramatykę Wprowadzenie poprawek – głównie praca

nad definicją gramatyki

Przebieg pracy

„Oczyszczenie” kodu, dodanie komentarzy Analiza i wybór rozszerzeń do implementacji Wybór narzędzia i sposobu realizacji Analiza kodu źródłowego pFortranu Rozbudowa języka

Dokumentacja

Wprowadzone rozszerzenia

Procedury i funkcje rekurencyjne Rozszerzona semantyka DO...LOOP Deklaracja IMPLICIT NONE Instrukcja wyboru SELECT…CASE Instrukcje kontroli pętli EXIT i CYCLE Nowe funkcje intrinsic: CEILING, FLOOR, MODULO itp.

Postać /= operatora „różny od”

Zauważone niedociągnięcia

Rozsyłanie dużych struktur– Preprocesor generuje błędny kod

Efektywność operacji redukcji – Zwykłe drzewo binarne zamiast hypercube

Podsumowanie

Zasada działania translatora – ułatwienie Budowa preprocesora - utrudnienie Reverse-engineering Metoda modyfikacji kodu Możliwość dodawania kolejnych rozszerzeń

– Rozszerzenia deklaracji zmiennych– Domyślne argumenty procedur– Typy danych użytkownika

Pytania

?