libspe 解析 take.1-CELLプロセッサ

やっと解析開始ということで、第一回は libspe から始めます。

まずはマニュアルということで、SPE Runtime Management Library, Version 1.1  (libspe_v1.1.pdf) を読んで、解析に必要な情報を洗い出してみます。

• SPE thread と SPE group という管理単位がある
• SPE thread は 処理単位 (spe で実行されるプログラム) 毎に生成される
• SPE thread は SPE group に属する
• SPE thread の属性 (policy, priority) は 所属する SPE group によって決まる
• (当然だが) SPE thread と SPE group は複数生成可能

ということで、これらを管理しているデータ構造と制御関数を探してみます。

データ構造

spe.h を見てみると以下の構造体があります。

図で表すとこんな感じです。

+----------+    +--------+                         +--------+
|group_list| -> |grpsElem| ----------------------> |grpsElem| -
+----------+    +--------+                         +--------+
                     |                                  |
                     V                                  V       
              +-------------+                    +-------------+
              | group_store |                    | group_store |
              |             |                    |             |
              |+-----------+|                    |+-----------+|
              ||grpListElem||                    ||grpListElem||
              ++-----------++                    ++-----------++
                     |                                  |
                     V
               +-----------+    +--------------+
               |grpListElem| -> | thread_store |
               +-----------+    +--------------+
                     |
                     V
               +-----------+    +--------------+
               |grpListElem| -> | thread_store |
               +-----------+    +--------------+
                     |

制御関数

次にこれらのデータを制御する関数にどんなものがあるのか見てみると、spe.c に以下の関数がありました。

となっており、一旦作成した SPE group は削除できないみたいです。

実際の使用方法

実際の使用方法に関しては、SPE thread のライフサイクル (生成、実行、終了) に関わる libspe の 3 API と SPE thread のスタート関数を見てみます。また、libspe はスレッドの管理に pthread を使用し、spe の制御は syscall を使用していますので、これらの関数を適当に抜き出しました。

なお、これらの関数は全て spe.c 内に書かれています。

SPE group 生成関数

spe_create_group()
       -> spe_gid_setup()            // SPE group 管理データ生成
            -> calloc()              // SPE group 識別子を生成
            -> add_group_to_groups() // SPE group を group list に追加

SPE thread 生成関数

spe_create_thread()
  -> srch_group()                    // SPE group 識別子を検査
  -> spe_setup()                     // SPE thread 管理データ生成
       -> spe_gid_setup()            // SPE group が指定されていない場合
            -> calloc()              // SPE group 識別子を生成
            -> add_group_to_groups() // SPE group を group list に追加
       -> calloc()                   // SPE thread 識別子を生成
       -> spe_create()
            -> syscall(spe_create)   // spu context の生成
       -> add_thread_to_group()
  -> pthread_create(,,spe_thread,)   // SPE thread の生成 (spe_thread() を実行)

SPE thread スタート関数

spe_thread()
  -> do_spe_run()
       -> spe_run()
            -> syscall(spe_run)      // spu context の実行
                                     // return すると終了

SPE thread の状態変化 (終了) を待つ関数

spe_wait()
  -> srch_thread()                   // SPE thread 識別子を検査
  -> pthread_join()                  // SPE thread の終了待ち
  -> spe_cleanup()                   // SPE thread 管理データ削除
  -> remove_thread_from_group()      // SPE thread を SPE group から削除

わかったこと

• spe_{get,set}_priority() より pthread_setschedparam がコメントになっているので priority 操作は未対応？
• spe_{get,set}_affinity() より affinity 操作は未対応
  
• spe_{get,set}_context() より context 操作は未対応