手機版app好像沒法設定參照,不過 whatever
這是Dave Baggett發表在Quora上一篇The hardest bug you've ever debugged,讀起來讓人十分驚嘆。(如果是我的話,在程式碼中找不到可能就直接放棄了。。。)
回想起這個bug,仍然讓我有些痛苦。作為一個程式設計師,在發現bug時,你學會了首先在自己程式碼中找問題,或許在測試一萬次之後,你會把問題歸咎於編譯器。只有在這所有的都不起作用之後,你才會把問題歸咎於硬體。
這是我遭遇一個硬體bug的故事。
拋開別的不說,我曾為【Crash Bandicoot】寫記憶卡(讀寫)程式碼。對於一個自大的遊戲程式設計師,這就像是在公園裏散步一樣輕松愉快,我認為只要幾天就寫完了。我中止偵錯六個禮拜。在此期間我做一些其他的事情,但我一直回來處理這個bug——幾天內每天幾個小時。這個bug實在煩人。
這個bug的癥狀是,當你需要保存你的進度時,程式碼會存取記憶卡,而大部份情況下沒有什麽問題…但是偶爾讀寫會超時…沒有任何明顯的原因。一個短小的寫入經常毀掉記憶卡。玩家要保存進度,我們不僅不保存,還擦除他們記憶卡上的全部東西。天哪。
過了一段時間,我們在Sony的制作人Connie Booth慌了。我們顯然不能帶著這個bug釋出遊戲,而六個星期之後我對於問題出在哪一點線索都沒有。透過Connie我們向其他 PS1 開發者求助:有沒有人出現過像我們這樣的情況?沒有。絕對沒有任何人在記憶卡系統上出現任何問題。
在你絞盡腦汁之後,你能做的唯一一個偵錯方法就是分而治之:一點點去除程式中的程式碼,直到留下的程式碼很少但你仍然出問題。像木雕一樣去除沒有問題的程式碼,留下的就是你的bug所在。
在這樣的背景下挑戰在於,視訊遊戲是很難去除某一部份的。在你刪除模擬重力或者顯示字元的程式碼後,如何執行遊戲?
你必須做的是用一個假裝做真正的事情,但實際上只是做很簡單的不會出現bug事情的東西來替換掉整個模組。你必須寫新的支撐程式碼來讓這些玩意正常工作。這是一個緩慢而痛苦的過程。
長話短說:我做完了。我移除了大片大片的程式碼,相當多,只留下了初始化程式碼——就是準備遊戲執行系統,初始化底層硬體等等。當然,我不能顯示載入/保存選單,因為我截除了所有的影像程式碼。但是我能夠假裝使用者使用(不可見的)載入/保存螢幕並且請求保存,然後寫入卡中。
我最終以一個帶有這個bug的很少量的程式碼結束——但問題仍然隨機出現!在大多數情況下沒啥問題,但是偶爾會失效。基本上所有的Crash的實際程式碼都被移除了,但還是這樣。這實在是莫名其妙:留下來的程式碼基本上都沒做什麽事。
在那時——估計是淩晨3點——一個想法蹦了出來。讀寫(I/O)涉及精確定時。無論是硬碟、記憶卡、藍芽發送器——隨便啥——做讀寫的底層程式碼都是根據時鐘來的。
時鐘讓不直接連線到CPU的硬體裝置和cpu執行的程式碼同步。時鐘決定了波特率——數據從一頭傳到另一頭的速率。如果計時有什麽問題,硬體或者軟體或者兩者都會亂七八糟的。這真的,真的很糟糕,並且通常導致數據損壞。
如果我們的初始化程式碼以某種方式弄亂了計時會怎麽樣?我又看了一遍測試程式中和計時有關的程式碼,並註意到我們將PS1上的可編程計時器設定到了1kHz(1000跳每秒)。這是比較快了,當PS1啟動的時候,預設狀態大概是100Hz。因此,大多數遊戲將他們的計時器設定為100Hz。
這個遊戲的帶頭(和除我外的唯一)開發者Andy,將計時器設定為1kHz,使得Crash的動作計算更加準確。Andy喜歡矯枉過正,如果我們要模擬重力,我們應該盡可能的提高精度!
然而如果提高計時器頻率莫名其妙的幹擾了整個程式的計時,故而將這個計時器設定到記憶卡的波特率上會怎樣呢?
我將計時器程式碼註釋掉。然後我就無法復原這個bug了。但是這並不表示bug被修復了,這個問題是隨機發生的。萬一我只是運氣好呢?
幾天過去了,我還是在玩我的測試程式。Bug沒有再出現。我回到全部的Crash程式碼中,修改了載入/保存程式碼,在存取記憶卡之前將可編程計時器重設為預設設定(100Hz),之後設定回1kHz。從此之後沒有發現問題再次出現。
但是…為什麽?
我重新回到測試程式上,試著檢測當計時器設定為1kHz時出現的那些錯誤的模式。終於,我註意到這些錯誤出現在使用PS1手柄的人身上。因為我自己很少這樣做,所以我沒有註意到(為啥我要在測試載入/保存程式碼的時候用手柄)。但是有一天我們的美工等我去完成測試(我確定那時候我在爆粗口),而他緊張的擺弄著手柄。卡損壞了。「等下,怎麽回事?餵,再來一次!」
一旦我發現了這兩件事是聯系著的,就很容易重現bug:開始寫入記憶卡,動一下手柄,記憶卡損壞。在我看來完全是硬體bug。
我去找Connie告訴他我的發現。她轉述給設計過PS1的硬體工程師。她被告知:「不可能,這不可能是硬體問題。」我跟她說問一下我能不能直接和他說。
那個工程師給我打電話了,他用著他的爛英語,我用著我更爛的日語,我們爭論一會。我最後說:「我給你一個30行的測試程式,讓你在動手柄的時候能夠出現這問題。」他答應了。他向我保證,這是浪費時間,而他正在一個新計畫上很忙,但因為我們是Sony很重要的開發者,他會試的。
第二天晚上(我們在洛杉磯,而他在東京,所以對於我來說是晚上而他是到了第二天),他給我打電話,不好意思的向我道歉。這是個硬體問題。
我還是沒有完全搞清楚問題到底在哪,但是我的印象中,從Sony總部的反饋聽到的是,如果將可編程計時器設定到足夠高的時脈,會影響到主機板上時鐘晶振附近的一些東西。這些東西之一就是記憶卡的波特率控制器,同時也設定手柄的波特率。我不是搞硬體的,所以對於細節我相當模糊。
但是主旨是主機板上兩個獨立部份的串擾,以及手柄介面和記憶卡介面數據發送的結合在1kHz的時脈下會導致丟位,從而數據遺失,以致卡損壞。
這是我全部編程生涯中,唯一一次因為量子力學debug的問題。
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http://www. quora.com/Programming-I nterviews/Whats-the-hardest-bug-youve-debugged
Baggett, D.