デバッグ補助
gtool5 ライブラリには, デバッグ時の原因を追跡するサブルーチンを提供するモジュール dc_trace が用意され ています. これを用いるとデバッグ時のプログラムの追跡を比較的容易に 行うことが可能となります.
例として, Fortran 90/95 汎用モジュール: メッセージの出力 で用いたサンプルプログラムに デバッグ出力を加えたプログラムを示します (ソースコードはこちら). 赤字(カラーがでない場合はボールド)が dc_trace に関係している箇所です.
!= Sample program for gtool_history/gtool5
!
! * 2007/06/27 M.Odaka
! * 2006/10/25 Y.Morikawa
! * 2003/08/21 M.Odaka
! * 2001/02/27 S.Takehiro
!
! Solving diffusion equation
! \[
! du/dt = \kappa d^2 u/dx^2
! \]
! for giving values of $u$ at $x=[0,1]$.
!
program diffusion_6
use gtool_history ! Access module (モジュール指定)
use dc_types, only : DP ! Access module (モジュール指定)
use dc_message, only : MessageNotify ! Access module (モジュール指定)
use dc_trace, only : SetDebug, DbgMessage ! Access module (モジュール指定)
integer, parameter :: nx=30 ! Grid number (グリッド数)
integer, parameter :: nt=200 ! Time step number (時間ステップ数)
integer, parameter :: ndisp=10 ! Output interval (出力間隔)
real(DP), parameter :: dx=1.0/(nx-1) ! Grid interval (グリッド間隔)
real(DP), parameter :: dt=0.0005 ! Time step (時間間隔)
real(DP), dimension(nx):: x=(/(dx*(i-1),i=1,nx)/) ! X coordinate (座標変数)
real(DP), dimension(nx):: temp ! Temperature (温度)
real(DP), parameter :: kappa=1.0 ! Diffusion coefficient (熱拡散係数)
real(DP) :: sigma ! Parameter (計算安定条件パラメタ)
call SetDebug ! Debug mode on
! (デバッグモードオン)
call DbgMessage(fmt="*** Debug Message [diffusion_6] *** Debug Message On")
! Debug message dump
! (デバッグ出力)
tinit = 0.0 ! Set initial time
! (初期時刻設定)
sigma = kappa*dt/dx**2.0d0
if ( sigma >= 0.5d0 ) then
call MessageNotify( "E", & ! Error mesage dump
& "diffusion_6", & !(エラーメッセージ出力 )
& "dt is too large: k*dt/(dx)^2 = %f", &
& d=(/sigma/) )
else if ( sigma >= 0.4d0 ) then
call MessageNotify( "W", & ! Warning message dump
& "diffusion_6", & ! (警告メッセージ出力)
& "dt is moderately large: k*dt/(dx)^2 = %f", &
& d=(/sigma/) )
else
call MessageNotify( "M", & ! Message dump
& "diffusion_6", & ! (メッセージ出力)
& "dt is sufficiently small: k*dt/(dx)^2 = %f", &
& d=(/sigma/) )
end if
temp = exp(-((x-0.5)/0.1)**2) ! Set initial value
! (初期値設定)
call HistoryCreate( & ! Create output file
& file='diffusion_6.nc', & ! (ヒストリー作成)
& title='Diffusion equation', &
& source='Sample program of gtool_history/gtool5', &
& institution='GFD_Dennou Club davis project', &
& dims=(/'x','t'/), dimsizes=(/nx,0/), &
& longnames=(/'X-coordinate','time '/), &
& units=(/'m','s'/), &
& origin=real(tinit), interval=real(ndisp*dt) )
call HistoryPut('x',x) ! Output 'x' (次元変数出力)
call HistoryAddVariable( & ! Set output variable
& varname='temp', dims=(/'x','t'/), & ! (変数定義)
& longname='temperature', units='K', xtype='double')
call HistoryAddAttr('temp','gt_graph_tick_all',1)
call HistoryAddAttr('temp','gt_graph_contour_spacing',(/0.0,1.0,0.01/))
call HistoryAddAttr('temp','+gt_user_davis_kappa',kappa)
call HistoryPut('temp',temp) ! Output 'temp' (変数出力)
call DbgMessage(fmt="*** Debug Message [diffusion_6] *** Begin time integration")
! Debug message dump
! (デバッグ出力)
do it=1,nt
temp(2:nx-1) = temp(2:nx-1) & ! Time integration (時間積分)
& + kappa*(temp(3:nx)-2*temp(2:nx-1)+temp(1:nx-2))/dx**2*dt
if ( mod(it,ndisp) == 0 ) then
call HistoryPut('temp',temp) ! Output 'temp (変数出力)
endif
call DbgMessage(fmt="*** Debug Message [diffusion_6] *** it=%d, &
& i= (/it/) )
! Debug message dump
! (デバッグ出力)
end do
call DbgMessage(fmt="*** Debug Message [diffusion_6] *** End time integration")
! Debug message dump
! (デバッグ出力)
call HistoryClose
stop
end program diffusion_6
このプログラムでは, 時間積分ループ部分の前後とループ内にメッセージを出力 しています. メッセージは標準エラー出力に出力されます. 出力例は以下です. gtool5 ライブラリの提供するサブルーチン内のデバッグ出力もオンになります.
#SetDebug: dbg = 0 #*** Debug Message [diffusion_5] *** Debug Message On *** WARNING [diffusion_6] *** dt is moderately large: k*dt/(dx)^2 = 0.4205000231056476 #call HistoryCreate1 version=<$Name: $$Id: dc_trace.rd,v 1.3 2009-02-28 13:36:32 morikawa Exp $> : file=diffusion_6.nc ndims=2 #|-dims(:)=x, t, dimsizes(:)=30, 0, longnames(:)=X-coordinate, time, units(:)=m, s #| call DCDateTimeCreate1 : current_time_used=<yes> #| end DCDateTimeCreate1 : time (caltype=4, day=733253, sec=5976., zone=+09:00, day_seconds=86400.) #| call DCDateTimeEval1 #| end DCDateTimeEval1 #| call GTVarCreateD version=<$Name: $$Id: dc_trace.rd,v 1.3 2009-02-28 13:36:32 morikawa Exp $> : url=<diffusion_6.nc@x> length=30 #| | call ANVarCreateD : url=<diffusion_6.nc@x>, xtype=<>, length=<30> #| | | call ANFileOpen : writable=yes overwrite=yes file=diffusion_6.nc *** MESSAGE [ANFileOpen] *** diffusion_6.nc is overwritten. #| | | end ANFileOpen : id=4 stat=0 #| | |-anfiledefinemode 4 #| | |-an_vartable.add: added 1 #| | end ANVarCreateD : stat=0 #| |-[gt_variable 1: ndims=1, map.size=1] #| |-[dim1 dimno=1 ofs=0 step=1 all=30 start=1 count=30 stride=1 url=] #| |-[vartable 1: class=netcdf cid=1 ref=1] #| |-[AN_VARIABLE(file=4, var=1, dim=1)] #| end GTVarCreateD : class=netcdf mapid=1
以下では dc_trace モジュール サブルーチンが行っていることを大まかに説明します. ここで扱っていないサブルーチンの機能を含むより詳しい説明は リファレンスマニュアル を参照してください.
- use dc_trace
- モジュールの使用を宣言します. Fortran90 メインプログラムの先頭にいれ ましょう. ここでは only 文を用いて必要なブルーチンだけを参照します.
- SetDebug
- デバッグモードをオンにします. これにより, DbgMessage, BeginSub, EndSub などのサブルーチンが有効になります.
- DbgMessage(fmt, [i], [r], [d], [L], [n], [c1], [c2], [c3], [ca])
-
SetDebug が call された場合に, 引数 fmt に与えられた文字列を 標準エラー出力に出力します. fmt 内に変数値を含めることもできます. その場合, オプション引数に対応する型の変数を指定します.
各引数の意味は以下の通りです.
- fmt は書式を指定する引数です. ここでは整数型変数 it の値を出力させるため, 変数指示詞 %i を用いています. 変数指示詞の詳細については dcstringprintf.f90 を参照してください.
- [i], [r], [d], [L], [n], [c1], [c2], [c3] はオプション引数で, fmt 内の変数値を指定します. ここでは整数型変数用のオプション引数 [d] に 変数 it を代入しています. オプション引数の詳細については dc_string モジュール中の Cprintf 関数を参照してください.
$Id: dc_trace.rd,v 1.3 2009-02-28 13:36:32 morikawa Exp $