Восстанавливаем UNIX v0 на PDP-7: закулисные подробности

Недавно я встречался с Фредом Еарьяном, бывшим инженером Boeing, и Джеффом Кейлином, инженером из Living Computers, для обсуждения их работы по реставрации PDP-7 в лаборатории музея Living Computers: Museum + Labs. PDP-7 (от Programmed Data Processor, «программируемый обработчик данных») был представлен компанией The Digital Equipment Corporation (DEC) в 1964.

В начале 1960-х термин «компьютер» был синонимом огромных и дорогих машин, в которых часто было сложно разобраться. DEC выбрала для своей машины название PDP, чтобы избежать подобных негативных коннотаций.

Покупателей для PDP-7 DEC находила по всей стране, в частности, в лабораториях Белла, национальной лаборатории тихоокеанского северо-западного побережья и Лаборатории реактивного движения. PDP-7 также пользовался популярностью в университетах – его, в частности, отправляли в Оксфордский университет, MIT, Хельсинкский технологический университет и Токийский университет.

Сегодня найти PDP-7 в рабочем состоянии – это чрезвычайно редкая удача. Много лет считалось, что их в мире осталось всего четыре. Из них два находились за пределами США, один – на реставрации в Осло, в Норвегии, а другой – в частной коллекции в Австралии.

Третий стоял в хранилище музея компьютерной истории в Маунтин-Вью, Калифорния, а четвёртый в музее Living Computers: Museum + Labs в Сиэтле.

Последний первоначально был установлен в департаменте ядерной физики Орегонского университета. Приняв посылку, профессор Харлан Лефевр и его лаборатория три года писали необходимое ПО для выполнения своих исследований. По завершению этой работы система показала себя чрезвычайно надёжной: за четыре последовавших десятилетия она отработала более 60 000 часов и позволила 23-м аспирантам получить докторскую.

До того, как ещё одну машину обнаружили во владении Еарьяна, последний PDP-7 считался единственным работающим в мире. Еарьян с улыбкой вспоминает, как впервые услышал его историю, в первый раз попав в музей LCM+L.

«Я зашёл в музей, и кто-то сказал мне: ’О, это же единственный рабочий PDP-7’. А я ответил: Ну, вообще-то, у меня в подвале есть такой же!»

Еарьян, выпускник школы электромехаников при Вашингтонском университете, работал электромехаником в национальной лаборатории тихоокеанского северо-западного побережья несколько десятилетий. Значительную часть карьеры он провёл в Boeing, помогая запускать полётные симуляции для тренировки астронавтов в космическом центре Кента. За это время он в совершенстве овладел различными вычислительными системами, включая SDS 930s, Varian Data Machines и Tektronix.

Именно широкий спектр его знаний привёл к тому, что Еарьяна вызвали в центр разработок Boeing в 1973 году, чтобы поработать там над, как он сам говорит, «над работой очень технического рода – чинить компьютеры то тут, то там».

Во время этого визита среди машин он заметил и PDP-7. Судя по всему, он был соединён с местной SDS 940, и вся эта система предназначалась для демонстрации обработанных данных.

Он не мог знать, что несколько лет спустя, в 1979-м, обнаружит тот же самый PDP-7 в магазине излишков, выставляемых Boeing на продажу. Он часто бывал там, чтобы купить проводов или другие вещи для своих проектов.

Когда он в первый раз спросил в магазине о PDP-7, ему сказали, что тот не продаётся, поскольку кто-то хотел разобрать его на запчасти, включая и систему распечатки на бумажных рулонах. Но в одно из следующих посещений он заметил, что компьютер всё ещё стоял там. Он снова обратился к продавцам, и в итоге смог купить эту систему за $500, погрузить её на свой пикап и отвезти домой.

PDP-7 поселился в подвале Еарьяна, и после этого переезда новый хозяин столкнулся с проблемами в работе компьютера. Вскоре он обнаружил источник этих проблем. Как он сам говорит: «Проблема возникала периодически. PDP-7 стоял у Boeing очень долго, и они так и не смогли найти её причину. Я отлаживал его при помощи старого Tektronix 45 и нашёл её – терминатор стоял не в том месте».

Заставив PDP-7 работать, Еарьян написал для него программу на BASIC на другом компьютере, а потом загрузил на этот, и подтвердил, что всё работает правильно. И с того момента прошло 25 лет до того, как Еарьян впервые посетил музей LCM+L в марте 2017.

После того, как Еарьян пообщался с гидами во время этого визита, и рассказал им, что у него дома есть PDP-7, команда инженеров музея связалась с ним.

«Мы сначала скептически отнеслись к этой информации, поскольку в прошлом у нас уже были случаи, когда люди приходили в музей, и говорили, что у них есть что-то такое, а в итоге оказывалось, что это либо не то, либо что-то совсем нерабочее», — сказал Стивен Джонс, управляющий инженер музея. «Но после разговора с Фредом во время его первого посещения мы убедились, что у него есть полная, а возможно, и рабочая машина».

7 ноября 2018, больше чем через год после этого визита, несколько инженеров музея, включая Джеффа Кайлина, Синди Мойю и Стивена Джонса, прибыли к дому Еарьяна, чтобы вывезти PDP-7 из его мастерской и погрузить его на пикап, направлявшийся в музей.

Вскоре команда начала работать над загрузкой операционной системы UNIX Version 0 на машину. Этим они хотели отдать дань уважения тому, что Кен Томпсон написал UNIX Version 0 на старой машине PDP-7 в лабораториях Белла в 1969 году. В этом году UNIX исполняется 50 лет, что сделало реставрационный проект своевременным.

Кроме загрузки UNIX, инженеры работали над тем, чтобы добавить в PDP-7 прямой доступ к памяти и интерфейсы ввода/вывода, что позволило бы передавать данные в основную память.

Это было сделано через дисковый эмулятор JK09, подсоединяемый к оборудованию, изготовленному специально для этого компьютера в лаборатории Boeing. Добавили и драйвер устройства (вероятно, первый новый драйвер для UNIX Version 0 за последние 45 лет!), чтобы ядро смогло использовать новый накопитель.

И после бесчисленных часов работы команда впервые загрузила UNIX v0 на PDP-7, принадлежавшем Еарьяну, в понедельник, 28 октября 2019 года. Инженеры залогинились под именем пользователя dmr в честь Денниса Макалистэйра Ритчи, создавшего вместе с Кеном Томпсоном UNIX в 1969 году.

Вывод PDP-7, включая сообщение: «Привет от PDP-7, на котором работает UNIX v0»

В конце разговора Еарьян описал то, что он считает наследием своего PDP-7, и как он может продемонстрировать людям другой пример истории компьютеров: «Я хочу, чтобы люди узнали, что кроме компьютеров IBM существует ещё и нечто другое. В моей карьере было немало интересных историй».

Сегодня посетители могут увидеть этот PDP-7 и проект реставрации в музее Living Computers: Museum + Labs.