ЧСтвёртая рСдакция ΠΏΠ°Ρ‚Ρ‡Π΅ΠΉ для ядра Linux с ΠΏΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠΎΠΉ языка Rust

МигСль ΠžΡ…Π΅Π΄Π° (Miguel Ojeda), Π°Π²Ρ‚ΠΎΡ€ ΠΏΡ€ΠΎΠ΅ΠΊΡ‚Π° Rust-for-Linux, ΠΏΡ€Π΅Π΄Π»ΠΎΠΆΠΈΠ» для рассмотрСния Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‡ΠΈΠΊΠ°ΠΌΠΈ ядра Linux Ρ‡Π΅Ρ‚Π²Ρ‘Ρ€Ρ‚Ρ‹ΠΉ Π²Π°Ρ€ΠΈΠ°Π½Ρ‚ ΠΊΠΎΠΌΠΏΠΎΠ½Π΅Π½Ρ‚ΠΎΠ² для Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠΈ Π΄Ρ€Π°ΠΉΠ²Π΅Ρ€ΠΎΠ² устройств Π½Π° языкС Rust. ΠŸΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠ° Rust рассматриваСтся ΠΊΠ°ΠΊ ΡΠΊΡΠΏΠ΅Ρ€ΠΈΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Π»ΡŒΠ½Π°Ρ, Π½ΠΎ ΡƒΠΆΠ΅ согласована для Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡ Π² Π²Π΅Ρ‚ΠΊΡƒ linux-next ΠΈ достаточно Ρ€Π°Π·Π²ΠΈΡ‚Π° для Π½Π°Ρ‡Π°Π»Π° Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ ΠΏΠΎ созданию слоёв абстракции Π½Π°Π΄ подсистСмами ядра, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ для написания Π΄Ρ€Π°ΠΉΠ²Π΅Ρ€ΠΎΠ² ΠΈ ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»Π΅ΠΉ. Π Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠ° финансируСтся ΠΊΠΎΠΌΠΏΠ°Π½ΠΈΠ΅ΠΉ Google ΠΈ ΠΎΡ€Π³Π°Π½ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠ΅ΠΉ ISRG (Internet Security Research Group), которая являСтся ΡƒΡ‡Ρ€Π΅Π΄ΠΈΡ‚Π΅Π»Π΅ΠΌ ΠΏΡ€ΠΎΠ΅ΠΊΡ‚Π° Let’s Encrypt ΠΈ способствуСт ΠΏΡ€ΠΎΠ΄Π²ΠΈΠΆΠ΅Π½ΠΈΡŽ HTTPS ΠΈ Ρ€Π°Π·Π²ΠΈΡ‚ΠΈΡŽ Ρ‚Π΅Ρ…Π½ΠΎΠ»ΠΎΠ³ΠΈΠΉ для ΠΏΠΎΠ²Ρ‹ΡˆΠ΅Π½ΠΈΡ защищённости ΠΈΠ½Ρ‚Π΅Ρ€Π½Π΅Ρ‚Π°.

Напомним, Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€Π΅Π΄Π»ΠΎΠΆΠ΅Π½Π½Ρ‹Π΅ измСнСния Π΄Π°ΡŽΡ‚ Π²ΠΎΠ·ΠΌΠΎΠΆΠ½ΠΎΡΡ‚ΡŒ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΠΎΠ²Π°Ρ‚ΡŒ Rust Π² качСствС Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ³ΠΎ языка для Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠΈ Π΄Ρ€Π°ΠΉΠ²Π΅Ρ€ΠΎΠ² ΠΈ ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»Π΅ΠΉ ядра. ΠŸΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠ° Rust прСподносится ΠΊΠ°ΠΊ опция, Π½Π΅ активная ΠΏΠΎ ΡƒΠΌΠΎΠ»Ρ‡Π°Π½ΠΈΡŽ ΠΈ Π½Π΅ приводящая ΠΊ Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½ΠΈΡŽ Rust Π² число ΠΎΠ±ΡΠ·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… сборочных зависимостСй ΠΊ ядру. ИспользованиС Rust для Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠΈ Π΄Ρ€Π°ΠΉΠ²Π΅Ρ€ΠΎΠ² ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΠΈΡ‚ с ΠΌΠΈΠ½ΠΈΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΌΠΈ усилиями ΡΠΎΠ·Π΄Π°Π²Π°Ρ‚ΡŒ бСзопасныС ΠΈ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ качСствСнныС Π΄Ρ€Π°ΠΉΠ²Π΅Ρ€Ρ‹, ΠΈΠ·Π±Π°Π²Π»Π΅Π½Π½Ρ‹Π΅ ΠΎΡ‚ Ρ‚Π°ΠΊΠΈΡ… ΠΏΡ€ΠΎΠ±Π»Π΅ΠΌ ΠΊΠ°ΠΊ ΠΎΠ±Ρ€Π°Ρ‰Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΊ области памяти послС Π΅Ρ‘ освобоТдСния, Ρ€Π°Π·Ρ‹ΠΌΠ΅Π½ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ Π½ΡƒΠ»Π΅Π²Ρ‹Ρ… ΡƒΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚Π΅Π»Π΅ΠΉ ΠΈ Π²Ρ‹Ρ…ΠΎΠ΄ Π·Π° Π³Ρ€Π°Π½ΠΈΡ†Ρ‹ Π±ΡƒΡ„Π΅Ρ€Π°.

БСзопасная Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π° с ΠΏΠ°ΠΌΡΡ‚ΡŒΡŽ обСспСчиваСтся Π² Rust Π²ΠΎ врСмя компиляции Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΏΡ€ΠΎΠ²Π΅Ρ€ΠΊΡƒ ссылок, отслСТиваниС владСния ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚Π°ΠΌΠΈ ΠΈ ΡƒΡ‡Ρ‘Ρ‚ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ ΠΆΠΈΠ·Π½ΠΈ ΠΎΠ±ΡŠΠ΅ΠΊΡ‚ΠΎΠ² (области видимости), Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· ΠΎΡ†Π΅Π½ΠΊΡƒ коррСктности доступа ΠΊ памяти Π²ΠΎ врСмя выполнСния ΠΊΠΎΠ΄Π°. Rust Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ прСдоставляСт срСдства для Π·Π°Ρ‰ΠΈΡ‚Ρ‹ ΠΎΡ‚ цСлочислСнных ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΈΠΉ, Ρ‚Ρ€Π΅Π±ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΎΠ±ΡΠ·Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½ΠΎΠΉ ΠΈΠ½ΠΈΡ†ΠΈΠ°Π»ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ Π·Π½Π°Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠΉ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄ использованиСм, Π»ΡƒΡ‡ΡˆΠ΅ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π±Π°Ρ‚Ρ‹Π²Π°Π΅Ρ‚ ошибки Π² стандартной Π±ΠΈΠ±Π»ΠΈΠΎΡ‚Π΅ΠΊΠ΅, примСняСт ΠΊΠΎΠ½Ρ†Π΅ΠΏΡ†ΠΈΡŽ нСизмСняСмости (immutable) ссылок ΠΈ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Ρ… ΠΏΠΎ ΡƒΠΌΠΎΠ»Ρ‡Π°Π½ΠΈΡŽ, ΠΏΡ€Π΅Π΄Π»Π°Π³Π°Π΅Ρ‚ ΡΠΈΠ»ΡŒΠ½ΡƒΡŽ ΡΡ‚Π°Ρ‚ΠΈΡ‡Π΅ΡΠΊΡƒΡŽ Ρ‚ΠΈΠΏΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΡŽ для ΠΌΠΈΠ½ΠΈΠΌΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ логичСских ошибок.

Π’ Π½ΠΎΠ²ΠΎΠΌ Π²Π°Ρ€ΠΈΠ°Π½Ρ‚Π΅ ΠΏΠ°Ρ‚Ρ‡Π΅ΠΉ ΠΏΡ€ΠΎΠ΄ΠΎΠ»ΠΆΠ΅Π½ΠΎ устранСниС Π·Π°ΠΌΠ΅Ρ‡Π°Π½ΠΈΠΉ, высказанных Π² процСссС обсуТдСния ΠΏΠ΅Ρ€Π²ΠΎΠΉ, Π²Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ ΠΈ Ρ‚Ρ€Π΅Ρ‚ΡŒΠ΅ΠΉ Ρ€Π΅Π΄Π°ΠΊΡ†ΠΈΠΉ ΠΏΠ°Ρ‚Ρ‡Π΅ΠΉ. Π’ Π½ΠΎΠ²ΠΎΠΉ вСрсии:

  • ΠžΡΡƒΡ‰Π΅ΡΡ‚Π²Π»Ρ‘Π½ ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Ρ…ΠΎΠ΄ Π½Π° использованиС Π² качСствС эталонного компилятора ΡΡ‚Π°Π±ΠΈΠ»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ выпуска Rust 1.58.0. Из Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΡ‹Ρ… для ΠΏΡ€ΠΎΠ΅ΠΊΡ‚Π° ΠΈΠ·ΠΌΠ΅Π½Π΅Π½ΠΈΠΉ, ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹ΠΉ ΠΏΠΎΠΊΠ° Π΅Ρ‰Ρ‘ Π½Π΅ Π²ΠΊΠ»ΡŽΡ‡Π΅Π½Ρ‹ Π² основной состав инструмСнтария Rust, ΠΎΡ‚ΠΌΠ΅Ρ‡Π°ΡŽΡ‚ΡΡ Ρ„Π»Π°Π³ «-Zsymbol-mangling-version=v0» (оТидаСтся Π² Rust 1.59.0) ΠΈ Ρ€Π΅ΠΆΠΈΠΌ «maybe_uninit_extra» (оТидаСтся Π² Rust 1.60.0).
  • Π”ΠΎΠ±Π°Π²Π»Π΅Π½Ρ‹ автоматичСскиС ΠΏΡ€ΠΎΠ²Π΅Ρ€ΠΊΠΈ наличия подходящСго инструмСнтария Rust ΠΈ Ρ€Π°ΡΡˆΠΈΡ€Π΅Π½Ρ‹ возмоТности ΠΏΠΎ Ρ‚Π΅ΡΡ‚ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΡŽ ΠΏΠΎΠ΄Π΄Π΅Ρ€ΠΆΠΊΠΈ Rust Π² систСмС.
  • ΠŸΡ€Π΅Π΄Π»ΠΎΠΆΠ΅Π½Ρ‹ Π½ΠΎΠ²Ρ‹Π΅ абстракции для доступа ΠΈΠ· ΠΊΠΎΠ΄Π° Π½Π° языкС Rust ΠΊ Ρ‚Π°Π±Π»ΠΈΡ†Π°ΠΌ ΠΈΠ΄Π΅Π½Ρ‚ΠΈΡ„ΠΈΠΊΠ°Ρ‚ΠΎΡ€ΠΎΠ² устройств («IdArray» ΠΈ «IdTable»).
  • Π”ΠΎΠ±Π°Π²Π»Π΅Π½Ρ‹ прослойки для обращСния ΠΊ функциям, связанным с Ρ‚Π°ΠΉΠΌΠ΅Ρ€ΠΎΠΌ (clock framework).
  • Π”Ρ€Π°ΠΉΠ²Π΅Ρ€Ρ‹ для ΠΏΠ»Π°Ρ‚Ρ„ΠΎΡ€ΠΌ Ρ‚Π΅ΠΏΠ΅Ρ€ΡŒ ΠΎΠΏΡ€Π΅Π΄Π΅Π»Π΅Π½Ρ‹ Ρ‡Π΅Ρ€Π΅Π· Ρ€Π΅Π°Π»ΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΡŽ Ρ‚ΠΈΠΏΠ°ΠΆΠ΅ΠΉ.
  • Π”ΠΎΠ±Π°Π²Π»Π΅Π½ Π½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ макрос для упрощСния рСгистрации Π΄Ρ€Π°ΠΉΠ²Π΅Ρ€ΠΎΠ² ΠΏΠ»Π°Ρ‚Ρ„ΠΎΡ€ΠΌ, Π° Ρ‚Π°ΠΊΠΆΠ΅ ΠΏΡ€Π΅Π΄Π»ΠΎΠΆΠ΅Π½ Π½ΠΎΠ²Ρ‹ΠΉ шаблон Ρ‚ΠΈΠΏΠΎΠ²ΠΎΠ³ΠΎ Π΄Ρ€Π°ΠΉΠ²Π΅Ρ€Π°.
  • Π”ΠΎΠ±Π°Π²Π»Π΅Π½Ρ‹ макросы для структур «dev_*».
  • Π”ΠΎΠ±Π°Π²Π»Π΅Π½Ρ‹ ΠΌΠ΅Ρ‚ΠΎΠ΄Ρ‹ «{read,write}*_relaxed» для Ρ‚ΠΈΠΏΠ° IoMem<T>.
  • Π£Π΄Π°Π»Π΅Π½ΠΎ свойство FileOpener для упрощСния ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ†ΠΈΠΉ с Ρ„Π°ΠΉΠ»Π°ΠΌΠΈ.
  • Π’ число Π°Ρ€Π³ΡƒΠΌΠ΅Π½Ρ‚ΠΎΠ², ΠΏΠ΅Ρ€Π΅Π΄Π°Π²Π°Π΅ΠΌΡ‹Ρ… ΠΏΡ€ΠΈ рСгистрации Π΄Ρ€Π°ΠΉΠ²Π΅Ρ€Π°, Π΄ΠΎΠ±Π°Π²Π»Π΅Π½ ΠΏΠ°Ρ€Π°ΠΌΠ΅Ρ‚Ρ€ «ThisModule».
  • ΠŸΡ€Π΅Π΄Π»ΠΎΠΆΠ΅Π½ Ρ‚ΠΈΠΏΠΎΠ²ΠΎΠΉ шаблон для создания ΠΌΠΎΠ΄ΡƒΠ»Π΅ΠΉ ядра Π½Π° языкС Rust.

Π˜ΡΡ‚ΠΎΡ‡Π½ΠΈΠΊ: opennet.ru

Π”ΠΎΠ±Π°Π²ΠΈΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΠΌΠΌΠ΅Π½Ρ‚Π°Ρ€ΠΈΠΉ