Первый баг на Марсе

В 1971 году СССР доставили на Марс первые в мире планетоходы «на лыжах», которые должны были щупом (динамический пенетрометр и гамма-лучевой плотномер) ткнуть поверхность, и сказать — Марс твердый или жидкий пыльный. Первый аппарат разбился 27 ноября, второй совершил мягкую посадку 2 декабря, но марсоходик не смог выбраться из «скорлупы» посадочного модуля, поэтому попытку не засчитали.

Прошло 25 лет.
4 июля 1997 года на Марс прилетел американский аппарат и привез «пришельца» с первым багом.


Кадр из к/ф «Марсианин». Главный герой держит в руках марсоход Sojourner

Проект был под угрозой, но мощные инструменты отладки операционной системы и отличная работа программистов на Земле (парни, что надо) позволили в кратчайшие сроки все быстренько исправить.

Соджорнер (Sojourner)

Стоимость программы была относительно невысокой — 265 млн $.
Марсоход проработал в течение 83 сол.

Название марсохода, Соджорнер, дословно означает «временный житель» или «проезжий», оно было дано победителем голосования — 12-летним мальчиком из штата Коннектикут, США. Марсоход назван в честь женщины-борца с негритянским рабством — Соджорнер Трут.



Результаты миссии:

• 2.3 миллиарда бит информации
• 16500 изображений с посадочного модуля
• 550 изображений с марсоходика
• 15 химических анализов камней и пыли
• много климатических данных
• пища для размышления тестировщикам

Priority inversion

Инверсия приоритета происходит тогда, когда два или несколько потоков с различными приоритетами находятся в споре, который из них должен быть обслужен процессором.


Компьютер на посадочном модуле — радиозащищенный IBM Risc 6000 Single Chip (Rad6000 SC) 20 MIPS CPU с 128 MB RAM и 6 MB EEPROM. Операционка — VxWorks.


На ровере был 0.1 MIPS Intel 80C85 CPU с 512 KB of RAM и 176 KB твердотельной флэш-памяти.


На 1553 шине висят 3 таска с различными приоритетами.

При сборе метеорологических данных ровер завис и стал перезагружаться. Инженеры на Земле достали копию софта и стали разбираться в чем дело. Копаясь в подробных логах, за 18 часов инженеры поняли в чем дело.




Оставалось только подправить пару флагов для семафора.

Как исправляли баг

No, we did not use the vxWorks shell to change the software (although the shell is usable on the spacecraft). The process of «patching» the software on the spacecraft is a specialized process. It involves sending the differences between what you have onboard and what you want (and have on Earth) to the spacecraft. Custom software on the spacecraft (with a whole bunch of validation) modifies the onboard copy. If you want more info you can send me email.

Процесс «исправления» ПО на космическом корабле является специализированным процессом. Он включает в себя отправку различий между тем, что вы имеете на борту и тем, что вы хотите (и имеете на Земле) космическому кораблю.

Софт на космическом корабле изменяет встроенную копию. Если кто хочет подробностей, автор софта предлагает написать ему на почту [email protected].

— Глен Ривз, тимлид разработчиков софта для Mars Pathfinder

How the patch was uploaded?

VxWorks contained a C language interpreter to execute statements on the fly during debugging. The JPL engineers decided to launch the spacecraft with this feature still enabled. A short C program was uploaded to the spacecraft, which when interpreted, changed the values of the mutex flag for priority inheritance from false to true. No more system reset occurred!

Глен Ривз на фоне дубликата Mars Pathfinder, инженер, который нашел и исправил баг

Баг был обнаружен при тестах на Земле еще до запуска, но ему присвоили низкий приоритет.

Подробности

• The Mars Pathfinder Mission Status Reports — First Week
• «The Mars Pathfinder Mission Status Reports — Second Week»
• «The Mars Pathfinder Mission Status Reports — Third Week»
• What really happened on Mars?
• A Conversation with Glenn Reeves

Презентация китайского эксперта

Заключение

Глен Ривз благодарит разработчиков операционки из фирмы Wind River, за то что они разработали систему, позволяющую дебажить даже в таких аварийных ситуациях. Интересно отметить, что баг был обнаружен на Земле, но «дедлайны» и «приоритеты» заставляют запускать в космос аппараты, заведомо зная, что есть «слабые места».