Питер Сейбел - Кодеры за работой. Размышления о ремесле программиста

Диагностировать ее было трудно, так как она была связана с синхронизацией по времени. Машины использовались не по назначению, как концентраторы терминалов. Люди подвешивали псевдотерминалы к реальным терминалам. Это делали студенты в лаборатории или сотрудники брисбенской компании, производившей ПО для горной промышленности: множество отсеков и в конце стеклянная стена, а за ней компьютеры, в том числе двухпроцессорная машина от SGI. Было нелегко, и я рад, что мы все же нашли ошибку.

Обычно такие ошибки не сидят годами, но отыскать их крайне трудно. Нужно как бы приостановить все, думать о них постоянно, видеть их во сне... А заканчивается все тем, что вы делаете элементарные вещи. Так бывает со многими ошибками. Все заканчивается бисекцией, по методу волка и забора [49] “Wolf fence” - алгоритм поиска, аналогичный методу поимки льва в пустыне (здесь - волка на Аляске). Реализуется размещением в коде инструкций print, позволяющих определить местоположение ошибки. – Прим.ред. . Вы постоянно следите за выполнением, за состоянием памяти, пытаетесь прикинуть размер ошибки, течение исполнения программы, понять, к каким данным можно обратиться. Если это куча голых указателей, дело плохо: следует обратиться к более современным инструментам, которые появились вместе с гигагерцными процессорами, вроде Valgrind и Purify.

Инструментирование и наличие контролируемой модели всей иерархии памяти - это большое дело. Роберт О'Каллагэн, могучий новозеландский ум, создал собственный отладчик на базе Valgrind: он записывает каждую инструкцию, и можно в любой момент восстановить состояние программы целиком. Это не только отладчик, путешествующий во времени. Это целая база данных: вы видите структуру данных, замечаете поле с безумными значениями, выясняете, кто делал там последнюю запись. Вы идете от следствий к причинам - в отладке это занимает очень много времени. Это в тысячу раз медленнее, чем все происходит в реальном времени, но у вас есть надежда.

Можно также использовать записывающие виртуальные машины - они записывают состояние только при системных вызовах и на границах ввода/вывода. Они могут воссоздать состояние поврежденной программы на каждой границе - правда, со всем, что между границами, намного сложнее. Зато все можно закончить быстро, практически в реальном времени, потом перенести программу в Chronomancer, запустить ее в медленном темпе, воссоздать все состояния и найти ошибку.

К сожалению, технология отладки мало исследована. Вот еще пример пропасти между учеными и практиками. Ученые создают доказательства правильности, часто вручную, - правда, эта работа все больше автоматизируется благодаря POPLmark и подобным инструментам. Но в реальной жизни везде есть только отладчики, встречаются даже развалюхи родом из 1970-х, вроде GDB.

Сейбел:В реальной жизни есть еще разрыв между приверженцами символических отладчиков и операторов вывода?

Айк:Да. Поэтому я использую GDB и доволен тем, что в нем, по крайней мере на Маке, есть возможность поставить точку прерывания, и это обычно работает. Я могу наблюдать за адресом, могу засечь момент, когда правильные биты сменяются неправильными. Это довольно полезно. Я также использую команду printf для бисекции. Когда я уже близок к цели, то обычно пытаюсь сделать что-то внутри GDB или пользуюсь командными сценариями (скриптами), хотя они очень слабы. Язык сценариев сам по себе очень слаб. По-моему, Ван Якобсон добавил циклы, но не знаю, использовались ли они в настоящем GDB, после семинаров, организованных Фондом свободного программного обеспечения.

Однако отладчики могут сделать бесконечно больше, чем делают сейчас, и в этом смысле Chronomancer и Replay - шаг вперед. Они изменили для меня весь процесс. Но вот насчет многопоточности не знаю. Есть Helgrind и другие динамические детекторы гонок, которыми мы пользуемся. Они дают ложные срабатывания, которые надо отсеивать. С ними пока еще не все до конца понятно.

Многопоточные процессы страшат меня - до того как я женился и завел детей, они съели немалую часть моей жизни. Не все задумываются насчет параллелизма и всех возможных комбинаций команд, происходящих даже в небольших сценариях. Если ваш код соединяется с чужим, он выходит из-под контроля. Вы не можете мысленно смоделировать происходящее. Большинство людей не могут. Я мог бы стать одним из этих всезнаек с сайта Slashdot: когда я писал в своем блоге, что против многопоточности, кое-кто говорил: “Да он ничего не знает, это несерьезно”. Давай, болтай. Я слетал в Австралию и Новую Зеландию, мне достались кое-какие бонусы. Но все это было так мучительно и продолжалось слишком долго. Как сказал Уайльд о социализме, “Он отнимает слишком много вечеров”.