«Hello Habr!» на Xerox Alto

Xerox Alto — компьютер, разработанный в исследовательском центре Xerox PARC в 1973 году. Первый в мире компьютер, использовавший метафору «рабочего стола» и графический пользовательский интерфейс. Это легенда компьютерной индустрии, оказавшая огромное влияние на все дальнейшее развитие компьютеров и ПО.

С помощью эмуляции мы погрузимся в то замечательное время, напишем и скомпилируем тестовую программу на BCPL — прадеде языка С.

Несмотря на то что рабочие станции Xerox Alto никогда не продавались как коммерческий продукт а использовались только внутри самой корпорации Xerox и еще нескольких исследовательских центров — небольшое количество таких машин все же дожили до наших дней, были восстановлены и ныне поддерживаются в работоспособном состоянии руками фанатов.

Один такой энтузиаст из солнечной Калифорнии занимается восстановлением до полной работоспособности сохранившейся рабочей станции и описывает процесс в своем блоге.

Получается с трудом, с помощью большого опыта, работы с осциллорафом и сообщества фанатов-учетных со всей планеты.

Вот так например выглядит жесткий диск:

Эмуляторы

Обнаружилось целых три действующих эмулятора Xerox Alto, позволяющих без особых проблем запускать столь древний софт на обычном современном x86 компьютере.

ContrAltoJS

Реализация эмулятора на Javascript, работает в браузере:

This is a pure JavaScript implementation of the ContrAlto Xerox Alto emulator. The end goal is a usable, performant Xerox Alto emulator running in your web browser.

Исходники находятся вот тут.

Это наверное самый легкий способ посмотреть Xerox Alto, но к сожалению эта реализация очень медленная, имейте ввиду сей прискорбный факт.

ContrAlto

Современный эмулятор на C#, созданный сотрудником Living Computers Museium, собираемый и запускаемый без особых проблем как на Windows так и на Linux:

Living Computers’ Engineer Josh Dersch spent more than a year creating this emulator of the Xerox Alto, a pioneering computer workstation developed at the Palo Alto Research Center (PARC) in 1973. The Alto introduced several experimental concepts, including the graphical user interface, object-oriented programming, and Ethernet networking.

Исходники находятся тут, доступна также бинарная сборка.

Собирается из исходников без особых проблем как в Windows так и в линуксе. Бинарная сборка запускается и на FreeBSD тоже (с Mono), но официально это не заявлено.

На заглавной картинке к статье запущен именно этот эмулятор.

Salto

Наверное самый «хардкорный» вариант — на чистом Си, актуальные исходники проекта находятся вот тут:

SALTO — Xerox Alto I/II Simulator. Not a project of mine, just to keep this code from getting lost

Поскольку код был выложен 11 лет назад, думаю вы и сами догадываетесь что проект слегка устарел и так просто уже не собирается — пришлось немного поправить.

В первой версии статьи я использовал этот эмулятор, но ради более широкой аудитории решил все же переключиться на более обыденный и легкий для пользователей ContrAlto. Если же вам интересно мясо и хардкор особенности сборки нативного эмулятора еще и под FreeBSD — смотрите оригинальную статью.

BCPL

Но прежде чем переходить к тыканью по кнопкам и вводу команд в эмуляторе, стоит все же немного рассказать и о самом BCPL:

BCPL (Basic Combined Programming Language) — язык программирования, разработанный Мартином Ричардсом в 1966 году в Кембриджском университете.

Разумеется столь сухое описание из википедии даже близко не передает ни его мощи ни легендарности. А ведь этот язык — важная веха развития программирования, сильно повлиявший на появившейся много позже Си:

BCPL has had a productive life of its own, but my interest in it is more in the basis it provided for the development of the B language and then in the history of C. This influence is traced, with gratitude, in the latter paper. As it tells, the BCPL language definition when B was developed was just the manual recorded here, together with the compiler that Richards contemporaneously wrote for the CTSS system.

Цитата выше между прочим с сайта Bell Labs, той самой Bell Labs, которая присутствует в любой книжке по компьютерной истории начиная с изобретения телефона.

Для иллюстрации вот так выглядел код на BCPL в далеком 1972м (взято из исходников самого компилятора):

if SourceName!0 eq 0 do Error("No source file name") if SourceDevice!0 eq 0 do Movestring(SourceName, SourceDevice) if BinName!0 eq 0 do Error("No binary file name")  test SWTTOfile % (SWOutput & not SWTTOtype)    ifso       [       if OutputName!0 eq 0 then Error("No output file name")       OutputStream = OpenOutput(OutputName)       ]    ifnot [ OutputStream = TTOstream; OutputName!0 = 0 ]  test SWTTOfile    ifso ErrorStream = OutputStream    ifnot ErrorStream = TTOstream ...

На мой взгляд читабельней даже современных языков, не находите?

Обнаружилось еще более удивительное — силами «фанатов‑историков» компилятор BCPL был портирован на x86-архитектуру: раз и два.

Также один из этих портов я смог собрать и использовать для компиляции тестового приложения (см. оригинал статьи) на x86 машине, уже безо всякой эмуляции, но чтобы не отвлекаться от темы — пропустим.

«Hello world» на Xerox Alto

Все манипуляции проводились на обычном Linux, использовался эмулятор ContrAlto. Из требований к среде только наличие установленного Mono:

mono --version Mono JIT compiler version 6.12.0.182 (tarball Fri May  5 03:10:06 UTC 2023) Copyright (C) 2002-2014 Novell, Inc, Xamarin Inc and Contributors. www.mono-project.com         TLS:           __thread         SIGSEGV:       altstack         Notifications: epoll         Architecture:  amd64         Disabled:      none         Misc:          softdebug          Interpreter:   yes         LLVM:          supported, not enabled.         Suspend:       hybrid         GC:            sgen (concurrent by default) 

Образы дисков можно скачать вот отсюда, для работы с компилятором будет нужен файл tdisk4.dsk.Z

По какой‑то неведомой причине, казалось бы более актуальный образ bcpl.dsk содержит сломанный редактор (bravo), поэтому у меня не получилось его использовать.

Образ диска необходимо распаковать перед использованием — оказалось что ContrAlto (в отличие от Salto) не умеет работать с архивированными образами:

zcat tdisk4.dsk.Z > tdisk4.dsk

Скачиваем эмулятор с раздела Releases в Github-репозитории проекта, нужный файл: ContrAlto-mono.zip

Распаковываем и запускаем:

mkdir contralto cd contralto unzip ../ContrAlto-mono.zip mono ./Contralto.exe

В запущенном эмуляторе появится своя собственная консоль, со своими командами:

mono ./Contralto.exe ContrAlto v1.2.3.0 (c) 2015-2018 Living Computers: Museum+Labs. Bug reports to joshd@livingcomputers.org  You are at the ContrAlto console.  Type 'show commands' to see a list of possible commands, and hit Tab to see possible command completions. > 

Нужно загрузить образ диска:

>load disk 0 disks/tdisk4.dsk Drive 0 loaded. >             

И вызвать команду запуска эмуляции:

>start                        Alto started.   

Появится графическое окно эмулятора, с запущенным Xerox Alto внутри:

Внутри все.. крайне необычно для современного пользователя:

Команда ‘?’ покажет список файлов на диске — только файлов, если я ничего не упустил то концепции каталога тогда еще не было.

Все файлы с расширением .RUN являются запускаемыми, для запуска достаточно ввести имя такого файла без учета регистра и он запустится.

Например для просмотра содержимого файла используется команда type (TYPE.RUN):

Насладиться версией сборки можно командой release:

Насладившись единением с историей, запускаем наконец текстовый редактор bravo:

Нажимаем клавишу i (INSERT) и вводим вот такой код:

// Hello world demo get "streams.d" external [ Ws ]  let Main() be [ Ws("Hello Habr!*N") ]

После ввода нажимаем ESC , затем клавишу p и вводим имя файла:

hello.bcpl

Затем опять нажимаем ESC (НЕ Enter!) и запустится процесс сохранения, визуально медленный.

После сохранения на диск будет сообщение:

Нажимаем клавишу q и затем Enter для выхода из этого замечательного редактора.

Теперь запускаем компилятор BCPL:

bcpl hello.bcpl

Вот так выглядит результат компиляции в эмуляторе:

Теперь запускаем линковщик (да да это все еще 1972 год!):

bldr/d/l/v hello

Обратите внимание на передачу параметров линковщику:

bldr это само приложение, а /d/l/v — параметры, которые идут подряд сразу после имени приложения и без пробелов.

Вот так выглядит результат работы линковщика:

Наконец запускаем само приложение:

hello

Результат:

Поздравляю — вы только что прикоснулись собственными руками к истории ИТ индустрии, практически вживую.

Эпилог

Проект Xerox Alto это в чистом виде история всей компьютерной индустрии. Важная ступень развития, определившая все дальнейшее развитие компьютеров.

Разумеется столь невероятные по своей мощи исследовательские рабочие станции, созданные и использовавшиеся еще до моего рождения, никогда не появлялись на территории СССР/РФ, даже в самих США про этот проект было мало информации в те годы.

Запустить эмулятор этой станции и увидеть ее вживую — означает прикоснуться к истокам всей ИТ-индустрии, увидеть откуда пошли принципы построения программ, графические редакторы да и сам интерфейс вообще.

А лазая по выложенному архиву исходного кода Xerox Alto, можно воочию убедиться насколько на самом деле стары принципы работы компьютеров и разработки ПО.

Невероятный опыт, рекомендую.

0x08 Software

Мы небольшая команда ветеранов ИТ‑индустрии, создаем и дорабатываем самое разнообразное программное обеспечение, наш софт автоматизирует бизнес‑процессы на трех континентах, в самых разных отраслях и условиях.

Оживляем давно умершее, чиним никогда не работавшее и создаем невозможное — затем рассказываем об этом в своих статьях.