Питер Сейбел - Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста

Сейбел:Норвиг тогда был в Беркли?

Завински:Да. Это была очень странная работа. Там был целый выводок практикантов, которые исследовали понимание людьми естественных языков: это были лингвисты по образованию, которые слегка занимались программированием. И нужен был тот, кто собрал бы написанные ими куски и обрывки кода и сляпал бы из них что-то работающее.

Это было невероятно трудно, потому что у меня не хватало подготовки, чтобы понять, что, черт возьми, они там делают. То и дело получалось так: я остолбенело смотрю на что-то и не знаю, что это значит и в каком направлении двигаться, что читать, чтобы понять это. И я спросил Питера. Он внимательно выслушал меня и сказал: “В общем ясно, что пока это для тебя непонятно. Во вторник сядем, и я тебе все объясню”. Значит, делать мне было пока нечего. Я углубился в работу с оконными системами, скринсейверами и другими штуками, связанными с пользовательским интерфейсом, которыми раньше занимался для забавы.

После шести-семи месяцев я почувствовал, что трачу свое время впустую. Я не делал для них ничего серьезного, это было похоже на каникулы. Позже не раз, действительно много работая, я оглядывался и спрашивал себя: “Зачем ты оставил эту работу, похожую на каникулы? Что тебе не нравилось? Тебе платили за разработку скринсейверов!”

В конце концов я устроился в компанию Lucid - одну из двух оставшихся Лисп-компаний. По-настоящему меня заставило уволиться чувство, что в Беркли я ничего не достигну. Вокруг меня были сплошь лингвисты, кое с кем я до сих пор дружу, они хорошие ребята - но не программисты. Абстрактные понятия им намного интереснее решения реальных задач. Я хотел делать что-то такое, чтобы можно было ткнуть пальцем и сказать: “Смотри, какую классную штуку я сделал”.

Сейбел:Именно работая в Lucid, вы начали заниматься графическим редактором XEmacs. А когда вы туда пришли, вы что-нибудь писали на Лиспе?

Завински:Да, в одном из первых проектов, над которым я работал. Я, правда, не помню, что это был за компьютер, но это точно был 16-про-цессорный компьютер с поддержкой параллельных вычислений, на котором мы использовали собственную реализацию языка Common Lisp [5] Речь идет о коммерческой реализации языка Common Lisp компании Lucid, получившей название Lucid Common Lisp. Позднее права перепродавались от одной компании к другой, пока не перешли к компании Lisp Works, которая и продает эту реализацию под маркой Lucid Common Lisp. - Прим. науч. ред. с управляющими структурами, позволяющими распараллеливать задачи на разные процессоры.

Я немного поработал над задачей уменьшения накладных расходов при создании потоков, чтобы, например, выгоды от применения параллельного вычисления чисел Фибоначчи не сводились на нет накладными расходами создания стека для каждого потока. Мне это действительно нравилось. Я впервые имел дело с таким замысловатым компьютером.

А до этого я поднимал Лисп на новых типах машин. Обычно это означало, что кто-то уже написал компилятор под новую архитектуру железа и скомпилировал загрузчик Лиспа. Затем я брал бинарный, вроде бы работающий код и расшифровывал формат загрузчика новой машины, чтобы затем написать небольшую программу на Си, которая бы загрузила бинарные файлы на страницу памяти, сделала ее исполняемой и передала ей управление. После чего, вполне возможно, вы получали командную строку Лиспа и могли вручную загружать другие программы.

Из-за отсутствия нормальной документации этот процесс для каждой новой архитектуры был непростым делом. Приходилось компилировать код на Си, а затем просматривать и редактировать его в Emacs байт за байтом. Давайте-ка посмотрим, что же произойдет, если вот этот бит установить в ноль... Рухнет или нет?

Сейбел:Когда вы говорите, что не было нормальной документации, это значит, что документация была неточной или что ее не было вовсе?

Завински:Нет, документация была, но зачастую она не отвечала действительности. Возможно, ошибка вкралась несколькими версиями раньше - кто знает? Но в определенный момент ты изменяешь этот бит, и машина уже не воспринимает твою программу как исполняемый модуль, и тебе приходится выяснять, что же произошло.

Сейбел:Ну, такое случается сплошь и рядом, начиная от низкоуровневого системного программирования и заканчивая высокоуровневым API, когда всё начинает работать совсем не так, как ты ожидаешь, или не так, как написано в документации. Как вы справлялись с этим?

Завински:Да просто начинаешь ожидать этого. Чем раньше поймешь, что сбился с пути, тем раньше сможешь выяснить, где именно. Лично я пытался создать исполняемый файл. Я знал, что компилятор Си может создавать исполняемые файлы. Поэтому алгоритм работы был такой: берешь хороший исполняемый файл и начинаешь его ковырять, пока он не превратится в плохой. Это основной механизм обратной разработки (reverse engineering).

Думаю, именно в компании Lucid я исправил самый сложный компьютерный баг. Я дошел до момента выполнения исполняемого файла, когда тот пытался загрузить интерпретатор Лиспа, но после выполнения 500 инструкций процесс загрузки падал. Тогда я начал выполнять процесс загрузки пошагово, чтобы выяснить, где же он падает. Хотя это было бессмысленно, создавалось впечатление, что процесс падал каждый раз в другом месте. Я стал исследовать ассемблерный код компьютерной архитектуры, о которой имел лишь смутное представление. Наконец до меня дошло. “Господи, при пошаговом выполнении он делает что-то не то. Возможно проблема связана с временными задержками”. В итоге я понял, что происходило: дело в том, что это была одна из первых машин с упреждающим исполнением команд [6] Упреждающее исполнение команд (Speculative Execution), или исполнение команд по предположению, - это совокупность методов, позволяющая ЦП с конвейерной архитектурой обрабатывать команды без уверенности в том, что они реально будут исполняться в программе (например, в случае условного перехода). Если предположение оказывается верным, то исполнение команд продолжается и выигрывается время, а если нет (misspeculation), результаты упреждающего исполнения аннулируются. - Прим. науч.ред. . В этом случае выполнялись обе ветви кода [7] Теоретически, при наличии условия, должна выполняться только одна ветвь программы, но благодаря упреждающему исполнению команд выполнялись обе ветви, хотя результаты одной из них затем отбрасывались. - Прим. науч. ред. . Но GDB [8] GDB (GNU Project Debugger) - переносимый отладчик проекта GNU, который работает на многих UNIX-подобных системах и умеет выполнять отладку многих языков программирования, включая Си, C++ и Фортран. - Прим. науч. ред. при пошаговой отладке выполнял только одну из ветвей. Так что баг был в GDB.