Έκδοση Rust 1.96: Αξιολόγηση της καταλληλότητας του Rust για ανάπτυξη υλικολογισμικού μικροελεγκτών

Κυκλοφόρησε η γλώσσα προγραμματισμού Rust 1.96, η οποία ιδρύθηκε από το έργο Mozilla, αλλά τώρα αναπτύσσεται υπό την αιγίδα του ανεξάρτητου μη κερδοσκοπικού οργανισμού Rust Foundation. Η γλώσσα εστιάζει στην ασφάλεια της μνήμης και παρέχει εργαλεία για την επίτευξη υψηλού παραλληλισμού στην εκτέλεση εργασιών, χωρίς τη χρήση ενός συλλέκτη απορριμμάτων και χρόνου εκτέλεσης (ο χρόνος εκτέλεσης περιορίζεται σε βασική αρχικοποίηση και συντήρηση της τυπικής βιβλιοθήκης).

Οι μέθοδοι διαχείρισης μνήμης της Rust έχουν σχεδιαστεί για να εξαλείφουν σφάλματα στον χειρισμό δεικτών και να προστατεύουν από προβλήματα που προκύπτουν από τη διαχείριση μνήμης χαμηλού επιπέδου, όπως η πρόσβαση στη μνήμη μετά την απελευθέρωσή της, η κατάργηση αναφοράς σε null δείκτες, οι υπερβάσεις buffer κ.ο.κ. Το έργο αναπτύσσει τον διαχειριστή πακέτων Cargo για τη διανομή βιβλιοθηκών, τη διευκόλυνση μεταγλωττίσεων και τη διαχείριση εξαρτήσεων. Το αποθετήριο crates.io συντηρείται για τη φιλοξενία βιβλιοθηκών.

Η ασφάλεια της μνήμης παρέχεται στο Rust κατά τη στιγμή της μεταγλώττισης μέσω ελέγχου αναφοράς, παρακολούθησης της ιδιοκτησίας αντικειμένων, παρακολούθησης της διάρκειας ζωής των αντικειμένων (πεδίων) και αξιολόγησης της ορθότητας της πρόσβασης στη μνήμη κατά την εκτέλεση του κώδικα. Το Rust παρέχει επίσης προστασία έναντι υπερχείλισης ακεραίων, απαιτεί υποχρεωτική αρχικοποίηση τιμών μεταβλητών πριν από τη χρήση, χειρίζεται καλύτερα τα σφάλματα στην τυπική βιβλιοθήκη, εφαρμόζει την έννοια των αμετάβλητων αναφορών και μεταβλητών από προεπιλογή, προσφέρει ισχυρή στατική πληκτρολόγηση για την ελαχιστοποίηση των λογικών σφαλμάτων.

Βασικές καινοτομίες:

  • Добавлен модуль range с реализацией новых типов, развиваемых для замены устаревших типов Range, RangeInclusive, RangeToInclusive и RangeFrom, и позволяющих хранить диапазоны в Copy-структурах. Тип Range определяет диапазоны, ограниченные минимальным и максимальным допустимым значением (но не входящим в него), тип RangeFrom определяет числа начиная с указанного значения, а тип RangeInclusive — значения указанного диапазона с обеими его границами. В будущих выпусках дополнительно появятся типы RangeFull и RangeTo, старая реализация будет перенесена в core::range::legacy::*, а синтаксис «N..M» переведут на новый вариант типов.

    Новые типы отличаются тем, что вместо типажа Iterator реализуют типаж IntoIterator, т.е. вместо встроенного итератора определяют то, как преобразовать тип в итератор. Подобный подход позволяет использовать с новыми типами операцию копирования (типаж Copy, показывающий, что значения типа можно дублировать через простое копирование), которая ранее была недоступна из-за несовместимости с типами со встроенными итераторами.
    Например, новые типы дают возможность сохранить границы среза в структуру, которая полностью копируется без раздельного сохранения начального и конечного значений:

    use core::range::Range;

    #[derive(Clone, Copy)]
    pub struct Span(Range<usize>);

    impl Span {
    pub fn of(self, s: &str) -> &str {
    &s[self.0]
    }
    }

  • Добавлены макросы «assert_matches!» и «debug_assert_matches!», проверяющие соответствие значения указанному шаблону и аварийно завершающие выполнение при расхождении. От выражений «assert!(matches!(..))» и «debug_assert!(matches!(..))» новые макросы отличаются выводом отладочной информации со значениями, вызвавшими сбой. Для избежания пересечений со сторонними макросами, поставляемыми с аналогичными именами, новые макросы требую явного импорта библиотеки «core::assert_matches».

    use core::assert_matches;

    fn get_random_number() -> u32 {
    4
    }

    fn main() {
    assert_matches!(get_random_number(), 1..=6);
    }

  • При сборке для целевой платформы WebAssembly прекращена передача компоновщику опции «—allow-undefined», разрешавшей связывание при наличии неопределённых символов, которые преобразовывались в импорт из модуля «env». При сборке для WebAssembly все связанные с компоновкой символы теперь по умолчанию обязательно должны быть определены. Для возвращения старого поведения можно использовать переменную окружения «RUSTFLAGS=-Clink-arg=—allow-undefined» или выражение ‘#[link(wasm_import_module = «env»)]» в коде.
  • Ένα νέο τμήμα του API έχει μετακινηθεί στην κατηγορία των σταθερών, συμπεριλαμβανομένων των μεθόδων και των εφαρμογών των χαρακτηριστικών έχουν σταθεροποιηθεί:
    • assert_matches!
    • debug_assert_matches!
    • From<T> for AssertUnwindSafe<T>
    • From<T> for LazyCell<T, F>
    • From<T> for LazyLock<T, F>
    • core::range::RangeToInclusive
    • core::range::RangeToInclusiveIter
    • core::range::RangeFrom
    • core::range::RangeFromIter
    • core::range::Range
    • core::range::RangeIter
  • В пакетном менеджере Cargo устранена уязвимость CVE-2026-5223, которая может использоваться для перезаписи исходного кода другого crate-пакета в локальном кэше пакетов из того же репозитория через манипуляции с символическими ссылками внутри crate-а пакетов. Уязвимость проявляется только при работе со сторонними репозиториями пакетов и не затрагивает пользователей репозитория crates.io, так как в crates.io запрещена загрузка пакетов с символическими ссылками.

Дополнительно можно отметить публикацию (PDF) результатов анализа пригодности языка Rust для разработки прошивок для микроконтроллеров и встраиваемых систем с ограниченными ресурсами.
Исследование проведено компанией STMicroelectronics при участии нескольких европейских университетов. Двум изолированным командам разработчиков была поставлена задача по реализации одной и той же прошивки для микроконтроллеров STM32U585AI с ядром Arm Cortex-M33. Первая команда создавала прошивку на Си, а вторая на Rust.

Тестирование выполненной работы не выявило заметных преимуществ в использовании языка Си вместо Rust при разработке прошивок для микроконтроллеров при сравнении потребления памяти и производительности. Более того, задействование написанного на Rust системного runtime от открытого проекта Ariel OS позволило добиться потребления памяти в проекте на Rust ниже, чем в реализации на языке Си, использующей традиционный стек для разработки прошивок на базе библиотеки newlib.

Размер результирующей прошивки составил 84100 байт в проекте на Rust и 76744 байта в проекте на Си (на 10% меньше), но потребление оперативной памяти в прошивке на Rust оказалось значительно ниже — 24640 байтов против 42608 байтов. Что касается производительности, то при тестировании начальных прототипов, разработанных за 6 недель, реализация на Rust в два раза опережала, реализацию на Си, но обе реализации значительно отставали от расчётной максимальной производительности. После 4 недель, выделенных на оптимизацию, обе реализации достигли примерно одинакового результата, близкого к расчётному максимуму.



Πηγή: opennet.ru
Αγοράστε αξιόπιστη φιλοξενία για ιστότοπους με προστασία DDoS, διακομιστές VPS VDS 🔥 Αγοράστε αξιόπιστη φιλοξενία ιστοσελίδων με προστασία DDoS, διακομιστές VPS VDS | ProHoster