Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста - Питер Сейбел

Томпсон: Да-да. Я знал всех этих ребят. Я считал, что это сумасшедшая работа. Не думал, что Лисп - настолько уникальный язык, чтобы делать под него свою машину. И я, видимо, был прав. Все это время я говорил: “Вы с ума сошли”. Вот PDP-11 - отличная Лисп-машина. PDP-10 - отличная Лисп-машина. Зачем строить машину под Лисп, которая не будет быстрее? Да и вообще нет никакого смысла строить машину под Лисп. Это глупо, в конце концов.

Сейбел: Были ли у MULTICS такие черты, которые вам нравились, но тем не менее не были перенесены в UNIX?

Томпсон: Вещи, которые мне понравились настолько, что я их оттуда позаимствовал, - это иерархическая файловая система и оболочка - отдельный процесс, который можно было заменить другим процессом. До того во всех системах был “исполнительный компонент” - это так тогда называлось, - который был встроенным языком обработки. Он исполнялся в каждом процессе отдельно. А каждый раз когда вы что-то печатаете в оболочке, она порождает новый процесс и запускает то, что вы напечатали, а когда тот заканчивается, то вы возвращаетесь, и таким образом всегда находитесь недалеко от оболочки.

Сейбел: И все это вы перенесли в свою систему, там не осталось ничего, о чем бы вы жалели?

Томпсон: Нет.

Сейбел: Судя по тому, что я читал по истории UNIX, вы действительно использовали тот процесс проектирования, который здесь описали. Вы долго думали, а потом, когда жена и ребенок на месяц уехали, сказали: “Отлично! Теперь я могу написать код”.

Томпсон: Да... Мы собрались группой и поговорили о файловой системе. Нас было трое или четверо. Единственный, кто сейчас не очень хорошо известен, - это Радд Кэнеди (Rudd Canady). В те дни в Bell Labs были потрясающие удобства: можно было позвонить по телефону и потом получить распечатку вызова. То есть оставляешь заявку на то, чтобы оно было записано, и на следующий день в твоем почтовом ящике появится распечатка. И после того как мы обсудили файловую систему с помощью доски и мела, Кэнеди снял трубку, набрал номер и зачитал данные с доски.

Распечатка пришла, и получившееся оказалось так близко к проектной документации, которую мы тоже сделали, что были просто невероятные совпадения. И я взял и реализовал эту файловую систему, только на PDP-7. В какой-то момент я решил, что мне необходимо тестирование. И написал разные загрузочные штуки. Но у меня были проблемы при написании программ для файловой системы. Хотелось чего-нибудь интерактивного.

Сейбел: И вам просто хотелось поиграть с написанием файловой системы? В тот момент, получается, вы не собирались писать именно ОС?

Томпсон: Нет, это была просто файловая система.

Сейбел: И вы, таким образом, написали ОС, чтобы создать наилучшую среду для тестирования файловой системы.

Томпсон: Да. Примерно на полпути я понял, что это была настоящая система разделения времени. Я писал оболочку для запуска файловой системы. И еще пару программ, запускавших ее. Тут я подумал: “Осталось только сделать редактор, и у меня есть целая операционная система”.

Сейбел: Какую самую страшную ошибку вам приходилось отлавливать?

Томпсон: В основном это были ошибки, связанные с порчей памяти. Больше такого не бывает. Не знаю почему. Но поначалу мы постоянно работали с различным экспериментальным оборудованием, и в нем были ошибки.

Сейбел: То есть память портилась из-за аппаратных ошибок, а не из-за вышедшего из-под контроля указателя?

Томпсон: Мог быть указатель. Могло быть оборудование. Или и то, и другое. Та ошибка, которая мне сейчас вспомнилась как один из худших примеров, случилась на PDP-11. Там не было блока умножения, но его можно было докупить отдельно и подключить как периферию ввода/вывода. Сохраняешь числитель и знаменатель и запускаешь. Проходит цикл ожидания, затем выдается ответ - частное и остаток. И это было сделано под PDP-11 без управления памятью, а потом к нам пришло первое экспериментальное оборудование для PDP-11 с управлением памятью, и в результате блок умножения конфликтовал с управлением памятью.

Например, сохраняем, а потом прогоняем тест занятости. А в некоторых участках теста занятости отсылался физический адрес вместо виртуального, и часть памяти в итоге затиралась числителем того, на что мы пытаемся поделить. А обнаруживалось это далеко не сразу, причем в самых разных местах. Безусловно, это самая сложная ошибка, которую мне пришлось искать.

Сейбел: Как же в итоге удалось ее отследить?

Томпсон: Я написал программу, которая должна была поставить мировой рекорд по нахождению знаков числа е. Предыдущие мировые рекорды были ограничены не вычислениями - количеством циклов в секунду, - а вводом/выводом. Я придумал новый алгоритм, узким местом которого были вычисления (ввод/вывод был тривиальным). Он был феерически тяжелым в отношении умножения и деления. И мы заметили, что машина каждый раз буквально обрушивалась, когда я запускал на ней эту свою программу. А потом и установили связь.

Сейбел: И это дало вам возможность понять, что проблема в умножителе. Вы сразу же нашли причину?

Томпсон: Сначала мы решили, что ошибка возникает, когда сохраняешь множитель в блоке умножения, потом обращаешься за ним, а его там нет. Мы обратились в компанию DEC, там ничего не нашли и не захотели связываться. Их слишком нормальным сотрудникам не хотелось иметь дело с гибридной машиной. В те дни у нас были принципиальные схемы машин, и мы, собственно, нашли ошибку по этой схеме. Потом мы позвонили в DEC и сказали им: “Соедините вот этот и вон тот проводки”.

Сейбел: К счастью, сейчас оборудование так не сыплется.

Томпсон: Да. Думаю, такие ошибки сейчас редки. К тому же сейчас компоненты гораздо более изолированы друг от друга: ошибку можно сделать, только если совсем уж безумствовать. Просто ошибиться на ассемблере: очень несложно что-то перепутать в каком-нибудь регистре при вызове подпрограммы. Но если вы имеете дело с высокоуровневым языком, где все аргументы должны подходить, такие ошибки становятся все более и более редкими.

Раньше в языках ассемблера их было множество. Если речь шла только о программах, а не о комбинации программ и оборудования, обычно они случались в одном месте и повреждалось только это место. Ошибка была с чем-то связана. Нужно было сидеть и мониторить операционную систему. И часто - или очень часто - мы видели, что случалась ошибка, как можно быстрее останавливали процесс и смотрели, что происходит в других местах, таким образом отслеживая ошибки. Их можно было так поймать.