Vérification interactive de propriétés à l'exécution d'un programme avec un débogueur

National audienceLe monitoring est l'étude d'un système pendant son exécution, en surveillant les évènements qui y entrent et qui en sortent, afin de découvrir, vérifier ou pour faire respecter des propriétés à l'exécution. Le débogage est l'étude d'un système pendant son exécution afin de trouver et comprendre ses dysfonctionnements dans le but de les corriger, en inspectant son état interne, de manière interactive. Dans ce papier, nous combinons le monitoring et le débogage en définissant un moyen efficace et pratique de vérifier automatiquement des propriétés à l'exécution d'un programme à l'aide d'un débogueur afin d'aider à détecter des anomalies dans son code, en conservant le caractère interactif du débogage classique

Programming-Model Centric Debugging for OpenMP

International audienceIn this paper, we introduce a new approach for debugging parallel applications based on the OpenMP programming standard. This approach is centered on the programming model, by opposition with more traditionnal debugging methods focused on the programming language and machine code.We detail the main axes of programming-model centric debugging: providinga structural representation of the application, following the execution dynamicbehaviors and allowing interactions with the abstract and physical machines;and we explain how they apply to OpenMP fork-join and task-based programming

The Mont-Blanc prototype: an alternative approach for high-performance computing systems

High-performance computing (HPC) is recognized as one of the pillars for further advance of science, industry, medicine, and education. Current HPC systems are being developed to overcome emerging challenges in order to reach Exascale level of performance,which is expected by the year 2020. The much larger embedded and mobile market allows for rapid development of IP blocks, and provides more flexibility in designing an application-specific SoC, in turn giving possibility in balancing performance, energy-efficiency and cost. In the Mont-Blanc project, we advocate for HPC systems be built from such commodity IP blocks, currently used in embedded and mobile SoCs. As a first demonstrator of such approach, we present the Mont-Blanc prototype; the first HPC system built with commodity SoCs, memories, and NICs from the embedded and mobile domain, and off-the-shelf HPC networking, storage, cooling and integration solutions. We present the system’s architecture, and evaluation including both performance and energy efficiency. Further, we compare the system’s abilities against a production level supercomputer. At the end, we discuss parallel scalability, and estimate the maximum scalability point of this approach across a set of HPC applications.Postprint (published version

Debogage Interactif des systemes embarques multicoeur base sur le model de programmation

In this thesis, we propose to study interactive debugging of applications running on embedded systems Multi-Processor System on Chip (MPSoC). A literature study showed that nowadays, the design and development of these applications rely more and more on programming models and development frameworks. These environments gather established algorithmic and programming good-practices, and hence speed up the development process of applications running on MPSoC processors. However, sound programming models are not always sufficient to reach or approach error-free codes, especially in the case of dynamic programming, where they offer little to no help. Our contribution to lighten these challenges consists in a novel approach for interactive debugging, named Programming Model-Centric Debugging, as well as a prototype debugger implementation. Model-centric debugging raises interactive debugging to the level of programming models, by capturing and interpreting events generated during the application execution (e.g. through breakpointed API function calls). We illustrate how we applied this approach to three different programming models, software components, dataflow and kernel-based programming. Then, we detail how we developed a debugger prototype based on GDB, for STMicroelectronics's STHORM programming environment. STHORM development toolkit provides supportive environments for component, dataflow and kernel-based programming. We also demonstrate how to tackle software debugging with our debugger prototype through four case studies: an augmented reality feature tacker built with components, a dataflow implementation of the H.264 video decoding standard and two scientific HPC computing applications.Dans cette thèse, nous proposons d'étudier le débogage interactif d'applications pour les systèmes embarqués MPSoC (Multi-Processor System on Chip). Une étude de l'art a montrée que la conception et le développement de ces applications reposent de plus en plus souvent sur des modèles de programmation et des frameworks de développement. Ces environnements définissent les bonnes pratiques, tant au niveau algorithmique qu'au niveau des techniques de programmation. Ils améliorent ainsi le cycle de développement des applications destinées aux processeurs MPSoC. L'utilisation de modèles de programmation ne garantit cependant pas que les codes pourront etre exécutés sans erreur, en particulier dans le cas de la programmation dynamique, oú ils offrent très peu d'aide à la vérification. Notre contribution pour résoudre ces challenges consiste en une nouvelle approche pour le débogage interactif, appelée Programming Model-Centric Debugging, ainsi qu'une implémentation d'un prototype de débogueur. Le débogage centré sur les modèles rapproche le débogage interactif du niveau d'abstraction fourni par les modèles de programmation, en capturant et interprétant les événements générés pendant l'exécution de l'application. Nous avons appliqué cette approche sur trois modèles de programmation, basés sur les composants logiciels, le dataflow et la programmation d'accélérateur par kernels. Ensuite, nous détaillons comment nous avons développé notre prototype de débogueur, basé sur GDB, pour la programmation de la plate-forme STHORM de STMicroelectronics. Nous montrons aussi comment aborder le débogage basé sur les modèles avec quatre études de cas~: un code de réalité augmentée construit à l'aide de composants, une implémentation dataflow d'un décodeur vidéo H.264 and deux applications de calcul scientifique

Mise au point centré sur le modèle de programmation pour les systèmes embarqués multicoeurs

In this thesis, we propose to study interactive debugging of applications running on embedded systems Multi-Processor System on Chip (MPSoC). A literature study showed that nowadays, the design and development of these applications rely more and more on programming models and development frameworks. These environments gather established algorithmic and programming good-practices, and hence speed up the development process of applications running on MPSoC processors. However, sound programming models are not always sufficient to reach or approach error-free codes, especially in the case of dynamic programming, where they offer little to no help. Our contribution to lighten these challenges consists in a novel approach for interac- tive debugging, named Programming Model-Centric Debugging, as well as a prototype debugger implementation. Model-centric debugging raises interactive debugging to the level of programming models, by capturing and interpreting events generated during the application execution (e.g. through breakpointed API function calls). We illustrate how we applied this approach to three different programming models, software components, dataflow and kernel-based programming. Then, we detail how we developed a debugger prototype based on GDB, for STMicroelectronics's STHORM programming environment. STHORM development toolkit provides supportive environments for component, dataflow and kernel-based programming. We also demonstrate how to tackle software debugging with our debugger prototype through four case studies: an augmented reality feature tacker built with components, a dataflow implementation of the H.264 video decoding standard and two scientific HPC computing applications.Dans cette thèse, nous proposons d'étudier le débogage interactif d'applications pour les systèmes embarqués MPSoC (Multi-Processor System on Chip). Une étude de l'état de l'art a montrée que la conception et le développement de ces applications reposent de plus en plus souvent sur des modèles de programmation et des frameworks de développement. Ces environnements définissent les bonnes pratiques, tant au niveau algorithmique qu'au niveau des techniques de programmation. Ils améliorent ainsi le cycle de développement des applications destinées aux processeurs MPSoC. L'utilisation de modèles de programmation ne garantit cependant pas que les codes pourront être exécutés sans erreur, en particulier dans le cas de la programmation dynamique, où ils offrent très peu d'aide a la vérification. Notre contribution pour résoudre ces challenges consiste en une nouvelle approche pour le débogage interactif, appelée Programming Model-Centric Debugging, ainsi qu'une implémentation d'un prototype de débogueur. Le débogage centré sur les modèles rapproche le débogage interactif du niveau d'abstraction fourni par les modèles de programmation, en capturant et interprétant les évènements générés pendant l'exécution de l'application. Nous avons appliqué cette approche sur trois modèles de programmation, basés sur les composants logiciels, le dataflow et la programmation d'accélérateur par kernels. Ensuite, nous détaillons comment nous avons développé notre prototype de débogueur, basé sur GDB, pour la programmation de la plate-forme STHORM de STMicroelectronics. Nous montrons aussi comment aborder le débogage basé sur les modèles avec quatre études de cas : un code de réalité augmentée construit à l'aide de composants, une implémentation dataflow d'un décodeur vidéo H.264 et deux applications de calcul scientifique

Interactive Runtime Verification - When Interactive Debugging meets Runtime Verification

International audienceRuntime Verification consists in studying a system at runtime, looking for input and output events to discover, check or enforce behavioral properties. Interactive debugging consists in studying a system at runtime in order to discover and understand its bugs and fix them, inspecting interactively its internal state.Interactive Runtime Verification (i-RV) combines runtime verification and interactive debugging. We define an efficient and convenient way to check behavioral properties automatically on a program using a debugger. We aim at helping bug discovery and understanding by guiding classical interactive debugging techniques using runtime verification

Interactive Debugging of Dynamic Dataflow Embedded Applications

Held in conjunction of IPDPSInternational audienceno abstrac

Debugging Component-Based Embedded Applications

International audienceWith the advent of parallel architectures in the domain of embedded systems, developing applications fully adapted to their underlying platform becomes more and more complicated. Finding and fixing bugs in such environments is even trickier. Furthermore, current complex applications cannot be developed from scratch, only based on programming language primitives. They have to follow advanced programming models and their execution will be driven by the APIs of the key underlying libraries. In this paper, we propose a new approach for source-level debuggers. Going beyond their long-established ability to support sequential programming languages, we describe the functionalities a debugger should be able to provide to debug embedded and parallel component-based applications. Then we demonstrate our solution to this problem with a debugger targeting the component framework used on an MPSoC platform. We also explain the development challenges we faced during the implementation of this GDB-based debugger and illustrate its efficiency though a case study of an image processing application

A Novel Approach for Interactive Debugging of Dynamic Dataflow Embedded Applications

International audienceno abstrac