Проектът Kerla разработва Linux-съвместимо ядро на езика Rust

В рамките на проекта Kerla се разработва ядро на операционната система, написано на езика Rust. Новото ядро е насочено към осигуряване на съвместимост с ядрото на Linux на ниво ABI, което ще позволи стартиране на немодифицирани изпълними файлове, създадени за Linux, в среда базирана на Kerla. Кодът се разпространява под лицензиите Apache 2.0 и MIT. Проектът се развива от японския разработчик Сейя Нута (Seiya Nuta), известен с разработката на микроядерната операционна система Resea, написана на езика C.

На текущия етап на развитие, Kerla може да работи само на системи с архитектура x86_64 и реализира основни системни повиквания, като write, stat, mmap, pipe и poll, поддържа сигнали, неназовани канали и превключване на контекста. За управление на процесите се предоставят повиквания, като fork, wait4 и execve. Поддържа се tty и псевдотерминали (pty). От файловите системи засега се поддържат initramfs (използва се за монтажа на кореновата ФС), tmpfs и devfs. Предоставя се мрежов стек с поддръжка на сокети TCP и UDP, реализиран на базата на библиотеката smoltcp.

Разработчикът е подготвил зареждаща среда, която може да бъде стартирана в QEMU или в виртуална машина Firecracker с virtio-net драйвера, к которому уже можете подключиться через SSH. В качестве системной библиотеки используется musl, а для пользовательских утилит — BusyBox.

На базата на Docker е подготвена система за изграждане, позволяваща формирование на собствени зареждащи initramfs с ядрото на Kerla. Отделно се развиват подобна на fish командна обвивка nsh и графичен стек Kazari на базата на протокола Wayland.

Използването на езика Rust в проекта позволява да се намали броят на грешките в кода благодарение на прилагането на техники за безопасно програмиране и повишаване на ефективността при откриване на проблеми с паметта. Безопасната работа с паметта се осигурява в Rust по време на компилиране чрез проверка на референции, проследяване на притежаването на обекти и отчитане на срока на живот на обектите (области на видимост), както и чрез оценка на коректността на достъпа до паметта по време на изпълнение на кода. Освен това Rust предлага средства за защита от препълвания на цели числа, изисква задължителна инициализация на стойностите на променливите преди използване, прилага концепцията за неизменяемост (immutable) на референции и променливи по подразбиране, предлага силна статична типизация за минимизиране на логическите грешки и улеснява обработката на входните стойности благодарение на средствата за съпоставка с образеца.

За разработка на ниско ниво компоненти, като ядрото на операционната система, Rust предлага поддръжка на raw указатели, упаковка на структури, in-line вставки на асемблер и вграждане на файлове на асемблер. За работа без привързаност към стандартната библиотека съществуват обособени crate пакети за извършване на операции с низове, вектори и битови флагове. Между предимствата се отбелязват и вградени инструменти за оценка на качеството на кода (linter, rust-analyzer) и създаване на unit тестове, които могат да се стартират не само на реално оборудване, но и в QEMU.

Източник: opennet.ru