本文所使用方法在ubuntu 16.04LTS和2020年3月19日最新的20.04LTS每日版本上进行过验证。
TAU (Tuning and Analysis Utilities) Performance System® is a portable profiling and tracing toolkit for performance analysis of parallel programs written in Fortran, C, C++, UPC, Java, Python.
有关TAU和PDT的更多文档和帮助，请访问：
TAU - Tuning and Analysis Utilities
TAU - Tuning and Analysis Utilities : Frequently Asked Questions
TAU - Wiki

1. 安装MPICH

终端下使用命令

sudo apt-get install mpich

2. 安装JAVA环境

终端中执行以下任意命令均可

sudo apt install default-jre
sudo apt install openjdk-11-jre-headless
sudo apt install openjdk-13-jre-headless
sudo apt install openjdk-14-jre-headless
sudo apt install openjdk-8-jre-headless

3. 下载TAU(及PDT)

下载页面

4. 提取并配置安装

4.1 使用图形化界面安装

提取到某一目录下，进入解压后的文件夹下，右键选择在终端打开，执行以下命令

./tau_setup

出现图形化配置界面。若仅使用插桩，可不用PDT，如果需要使用PDT，可以勾选并设置相应的PDT目录。

在“Message Passing”选项卡中勾选MPI、MPI Includes、MPI Libraries，按对应选项前的Browse按钮进行选择

Mpich的MPI Includes一般在/usr/include/x86_64-linux-gnu/mpich目录或/usr/include/mpich目录下
Mpich的MPI Libraries一般在(/usr)/lib/x86_64-linux-gnu/mpich目录或(/usr)/lib/mpich(/lib)目录下

如果你在以上目录找不到相关文件，或安装的是其他版本的MPI，可以按安装时的配置或在附近目录寻找，一般来说，MPI Includes的文件夹下需要含有mpi.h等头文件。

选项设置完成后，点击Configure Tau

Configure完成后，根据当初打开tau_setup的终端窗口的命令，将tau下的bin目录加入环境变量
（方法：在终端运行

sudo gedit /etc/environment

在PATH=“…”的最后加一个:分隔，再加入路径，保存后使用

source /etc/environment

使其立即生效，如果仍未生效，可尝试稍后重启）
再点击Make Tau，记住终端窗口返回的makefile路径和文件名。

4.2 使用终端直接配置

配置过程也可直接使用./configure直接进行配置，详细方法和命令选项见TAU官网文档、Wiki、FAQ（见本文开始的链接），图形化界面配置较为直观，故本文只详细介绍这一种方法。
比如要使用TAU分析openmp程序时，根据官网的文档，你只需要执行以下命令：

./configure -openmp

这样生成的makefile文件在分析时，结果中可能会有addr=<0x???>之类的计时结果，令人摸不着头脑，这时可以在编译选项中加入-bfd=download -unwind=download命令（如下所示，需要联网）来在线获取并安装bfd和unwind套件来明确addr=<0x???>到底是哪个函数。如果你没有联网，或是觉得在线安装的下载速度太慢，你也可以参照官网FAQ中的相关内容进行离线安装。(请注意，使用-bfd可能需要pdt支持，否则结果中仍然会出现addr=<0x???>，安装pdt点此进入下载页，安装方法可参考FAQ中的相关介绍页面)

./configure -openmp -bfd=download -unwind=download

终端界面提示configure后，使用

make install

生成对应Makefile文件。
如果在过程中出现“找不到 -lz”的错误，请使用以下命令安装缺失的库

sudo apt-get install libghc-zlib-dev

5. 配置Vs Code或直接使用终端编译运行(以MPICH为例)

下载安装Vs Code并安装Code Runner插件（安装方法不再赘述，Code Runner配置方法已在上一教程中提及，也不再赘述）
如果你只需要单纯地编译运行，不需要插桩等性能分析，将Code Runner的executorMap中相应的配置改为：

"c": "cd $dir && mpicc $fileName -o $fileNameWithoutExt && mpirun -n 4 $dir$fileNameWithoutExt",
"cpp": "cd $dir && mpicxx $fileName -o $fileNameWithoutExt && mpirun -n 4 $dir$fileNameWithoutExt",

其中，请将相关的编译和运行命令改为你安装的MPI版本对应的编译运行命令，将进程数改为合适的值。
如果需要进行性能分析，则请将其改为：

"c": "cd $dir && export TAU_MAKEFILE=/home/rjy/tau-2.29/x86_64/lib/Makefile.tau-mpi && tau_cc.sh -c $fileName -o $fileNameWithoutExt.o && tau_cc.sh $fileNameWithoutExt.o -o $fileNameWithoutExt && mpirun -np 4 ./$fileNameWithoutExt &&pprof && paraprof",
"cpp": "cd $dir && export TAU_MAKEFILE=/home/rjy/tau-2.29/x86_64/lib/Makefile.tau-mpi && tau_cxx.sh -c $fileName -o $fileNameWithoutExt.o && tau_cxx.sh $fileNameWithoutExt.o -o $fileNameWithoutExt && mpirun -np 4 ./$fileNameWithoutExt &&pprof && paraprof",

其中，请将TAU的makefile路径改为在配置TAU时显示的Makefile路径和文件名，将进程数改为合适的值，如果你不需要在终端查看性能分析的打印结果，请去掉&&pprof，如果你不想立即看到可视化分析，请去掉 && paraprof，可将程序路径下的所有profile.x.x.x复制到其他同一目录下（也可不复制），在该目录下打开终端，直接运行paraprof也可以看到可视化结果（Windows下安装TAU及java环境，将TAU下的bin目录添加到环境变量PATH后，在有profile.x.x.x的目录下直接终端运行paraprof也可看到可视化结果或导入其他目录下的profile进行分析和对比）。
请注意，如果是在VS Code+Code Runner环境下运行，且并行程序需要用户进行输入，请在Code Runner的配置中务必开启Run in Terminal选项，否则将会出错或卡死。

当然，如果你不愿意使用Vs Code，也可以直接在终端中直接进行编译和运行，将刚才的code runner的executorMap中的相应命令按你实际的配置情况直接在终端中运行即可，例如：

cd "/mnt/hgfs/CodeDebugSpace/"
export TAU_MAKEFILE=/home/rjy/tau-2.29/x86_64/lib/Makefile.tau-mpi
tau_cxx.sh -c Helloworld1.cpp -o Helloworld1.o
tau_cxx.sh Helloworld1.o -o Helloworld1
mpirun -np 4 ./Helloworld1
pprof
paraprof

如果你要分析openmp程序，参照官网给的例子，只需要修改相关命令即可，如：

cd $dir
export TAU_MAKEFILE=/home/rjy/tau-2.29/x86_64/lib/Makefile.tau-pdt-openmp-opari
tau_cc.sh $fileName -fopenmp -o $fileNameWithoutExt
export OMP_NUM_THREADS=4
./$fileNameWithoutExt 4
pprof
paraprof

6 使用tau_rewrite对二进制文件重写插桩

tau_rewrite能够直接对编译好的二进制文件进行重写和插桩，可以参考官方文档中有详细介绍该工具的使用方法。
使用该工具前，需要安装pdt(下载页面点此，安装方法可参考FAQ中的相关介绍页面)
从官方的文档中我们可以看到各运行选项的说明：

-o outfile
specify instrumented output file-T
specify TAU option (CUPTI, DISABLE, MPI, OPENMP, PDT, PGI, PROFILE, SCOREP, SERIAL)-loadlib= file.so
specify additional load library-s
dryrun without executing-v
long verbose mode-v1
short verbose mode-XrunTAUsh- options
specify TAU library directly

如果没有指定编译选项，默认的编译选项是

 -T MPI

我们以一个openmp程序的二进制文件插桩为例，使用

gcc -g -Wall -fopenmp -o count_sort_p_1 count_sort_p_1.c

编译生成二进制文件后，再使用

tau_rewrite -T disable count_sort_p_1 -o csp_i

对二进制文件插桩，接着运行

./csp_i 4

就能生成profile文件，使用pprof或paraprof就能查看了。
如果插桩时出现类似下面的提示

Couldn't locate smaqao in PDT
To use TAU's binary rewriting capabilities, please install MAQAO from PDT v3.17+ (x86_64 only at present) or DyninstAPI

需要你使用tau加入-pdt选项再配置一次，只需要在你原先的配置命令中加入

-pdt=你的pdt安装路径

即可，安装方法可参考FAQ中的相关介绍页面

当然，还有个问题我还没搞明白，按理说对openmp的二进制文件进行重写插桩，tau_rewrite的选项中-T应紧跟OPENMP才对，但我尝试了一下两种命令：

tau_rewrite -T pdt,openmp count_sort_p_1 -o csp_i
tau_rewrite -T openmp count_sort_p_1 -o csp_i

都得到了下面的错误提示：

Error: No matching binding for 'openmp mpi'或'pdt openmp mpi' in directory /home/rjy/tau-2.29/x86_64/lib
Available bindings (/home/rjy/tau-2.29/x86_64/lib):/home/rjy/tau-2.29/x86_64/lib/shared-disable/home/rjy/tau-2.29/x86_64/lib/shared-openmp/home/rjy/tau-2.29/x86_64/lib/shared-pdt-openmp

一定要加入disable，如以下三条命令之一才能成功

tau_rewrite -T disable count_sort_p_1 -o csp_i
tau_rewrite -T disable,pdt,openmp count_sort_p_1 -o csp_i
tau_rewrite -T disable,openmp count_sort_p_1 -o csp_i

很是令我费解，也请诸位大佬为我解答，谢谢！

7 乱七八糟的TIPS

我在使用./configure -openmp命令生成makefile文件后，运行程序始终只能看到一个线程的性能分析，经同学提示，在configure中加入-opari选项，可以得到多线程的跟踪结果。（同样地，可以使用图形化界面配置，也可以直接在终端使用命令配置）
我在ubuntu 16.04 LTS上的配置命令如下，基本上可以满足对OPENMP的插桩和分析需求。

./configure -openmp -bfd=download -unwind=download -pdt=/home/rjy/pdt -opari=/home/rjy/tau-2.29/x86_64

对二进制文件插桩出现Couldn’t locate smaqao in PDT提示怎么办？上文已给出解答了哦。
配置安装时出现“找不到 -lz”的错误怎么办？上文也已给出解答了哦。
分析结果中的addr=<0x???>项目是什么？上文也已给出解答了哦。

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