Второ издание на корекции за ядрото на Linux с поддръжка на езика Rust

Мигел Охеда, автор на проекта Rust-for-Linux, предложи актуализирана версия на компоненти за разработване на драйвери на устройства на езика Rust за разглеждане от разработчиците на ядрото на Linux. Поддръжката на Rust се счита за експериментална, но вече е договорена за включване в linux-next клона. Новата версия елиминира коментарите, направени по време на обсъждането на първата версия на корекциите. Линус Торвалдс вече се присъедини към дискусията и предложи промяна на логиката за обработка на някои битови операции.

Спомнете си, че предложените промени правят възможно използването на Rust като втори език за разработване на драйвери и модули на ядрото. Поддръжката на Rust е представена като опция, която не е активирана по подразбиране и не води до включването на Rust сред необходимите зависимости за компилация за ядрото. Използването на Rust за разработване на драйвери ще ви позволи да създадете по-безопасни и по-добри драйвери с минимални усилия, без проблеми като достъп до област на паметта, след като е освободена, дерефериране на нулеви указатели и препълване на буфер.

Безопасното боравене с паметта е осигурено в Rust по време на компилиране чрез проверка на референции, проследяване на собствеността върху обекта и продължителността на живот (обхват) на обекта, както и чрез оценка на коректността на достъпа до паметта по време на изпълнение на кода. Rust също осигурява защита срещу препълване на цели числа, изисква задължителна инициализация на стойностите на променливите преди употреба, обработва грешките по-добре в стандартната библиотека, прилага концепцията за неизменни препратки и променливи по подразбиране, предлага силно статично въвеждане за минимизиране на логическите грешки.

Най-забележимите промени в новата версия на пачовете:

• Кодът за разпределение на паметта е освободен от потенциално генериране на състояние на "паника", когато възникнат грешки, като липса на памет. Включен е вариант на библиотеката Rust alloc, която преработва кода, за да се справя с грешки, но крайната цел е да се прехвърлят всички функции, необходими за ядрото, към основното издание на alloc (промените вече са подготвени и прехвърлени към стандарта библиотека Rust).
• Вместо нощни компилации, сега можете да използвате бета версии и стабилни версии на компилатора rustc, за да компилирате ядро ​​с поддръжка на Rust. Понастоящем rustc 1.54-beta1 се използва като референтен компилатор, но след пускането на версия 1.54 в края на месеца, той ще се поддържа като референтен компилатор.
• Добавена е поддръжка за писане на тестове с помощта на стандартния атрибут „#[test]“ за Rust и възможност за използване на doctests за документиране на тестове.
• Добавена е поддръжка за ARM32 и RISCV архитектури в допълнение към поддържаните преди това x86_64 и ARM64.
• Подобрени реализации на GCC Rust (GCC frontend за Rust) и rustc_codegen_gcc (rustc backend за GCC), който вече преминава всички основни тестове.
• Предлага се ново ниво на абстракция за използване в програми на Rust на механизми на ядрото, написани на C, като червено-черни дървета, преброени обекти, създаване на файлови дескриптори, задачи, файлове и I/O вектори.
• Компонентите за разработка на драйвери имат подобрена поддръжка за модула file_operations, макроса module!, регистрация на макроси и елементарни драйвери (проба и премахване).
• Binder вече поддържа предаване на файлови дескриптори и LSM кукички.
• Предлага се по-функционален пример за драйвер на Rust - bcm2835-rng за хардуерен генератор на случайни числа на Raspberry Pi платки.

Освен това се споменават проекти на някои компании, свързани с използването на Rust в ядрото:

• Microsoft изрази интерес да участва в работата по интегрирането на поддръжката на Rust в ядрото на Linux и е готова да предостави имплементации на драйвери за Hyper-V на Rust през следващите месеци.
• ARM работи за подобряване на поддръжката на Rust за системи, базирани на ARM. Проектът Rust вече предложи промени, които биха направили 64-битовите ARM системи Tier 1 платформа.
• Google директно осигурява поддръжка за проекта Rust за Linux, разработва ново внедряване на механизма за междупроцесна комуникация Binder в Rust и обмисля възможността за преработка на различни драйвери в Rust. Чрез ISRG (Internet Security Research Group), Google предостави финансиране за работата по интегрирането на поддръжката на Rust в ядрото на Linux.
• IBM внедри поддръжка на ядрото за Rust за PowerPC системи.
• Лабораторията LSE (Systems Research Laboratory) е разработила SPI драйвер в Rust.

Източник: opennet.ru