WD développe un pilote NVMe en langage Rust. Expérimentations avec Rust sous FreeBSD.

Lors de la conférence Linux Plumbers 2022 qui se déroule en ce moment, un ingénieur de l'entreprise Western Digital a présenté un exposé sur le développement d'un pilote expérimental pour les disques SSD utilisant l'interface NVM-Express (NVMe), écrit en Rust et fonctionnant au niveau du noyau Linux. Bien que le projet soit encore à un stade précoce de développement, les tests effectués ont montré que la performance du pilote NVMe en Rust correspond à celle du pilote NVMe existant dans le noyau, écrit en C.

Dans l'exposé, il est indiqué que le pilote NVMe actuel en C satisfait pleinement les développeurs, mais que la sous-système NVMe est un bon terrain d'essai pour étudier la faisabilité du développement de pilotes en Rust, car il est assez simple, largement utilisé, exige des performances élevées, dispose d'une implémentation de référence éprouvée pour la comparaison et prend en charge diverses interfaces (dev, pci, dma, blk-mq, gendisk, sysfs).

Il est noté que le pilote PCI NVMe en Rust fournit déjà la fonctionnalité nécessaire au fonctionnement, mais n'est pas encore prêt pour une utilisation généralisée car il nécessite des améliorations. Parmi les projets futurs, il est prévu d'éliminer les blocs unsafe du code, de prendre en charge les opérations de suppression de périphérique et de déchargement du pilote, de soutenir l'interface sysfs, de mettre en œuvre une initialisation différée, de créer un pilote pour blk-mq et d'expérimenter l'utilisation d'un modèle de programmation asynchrone pour queue_rq.

De plus, on peut noter les expériences menées par la société NCC Group concernant le développement de pilotes en Rust pour le noyau FreeBSD. À titre d'exemple, un simple pilote echo est examiné en détail, retournant les données écrites dans le fichier /dev/rustmodule. Lors de la prochaine étape des expériences, NCC Group envisage de retravailler en Rust les composants de base du noyau pour améliorer la sécurité des opérations réseau et de fichiers.

Cependant, bien que la possibilité de créer des modules simples en Rust ait été démontrée, une intégration plus profonde de Rust dans le noyau FreeBSD nécessitera un travail supplémentaire. Par exemple, il est mentionné qu'il est nécessaire de créer un ensemble de couches d'abstraction au-dessus des sous-systèmes et des structures du noyau, similaires aux extensions préparées par le projet Rust for Linux. À l'avenir, des expériences similaires sont prévues avec le noyau Illumos et des abstractions communes en Rust seront mises en évidence, pouvant être utilisées dans les pilotes écrits en Rust pour Linux, BSD et Illumos.

Selon des données fournies par Microsoft et Google, environ 70 % des vulnérabilités dans leurs produits logiciels sont causées par une gestion de la mémoire non sécurisée. On suppose que l'utilisation du langage Rust permettra de réduire le risque d'apparition de vulnérabilités dues à une gestion de la mémoire non sécurisée, et d'éliminer des erreurs telles que l'accès à une zone mémoire après libération et le dépassement de tampon.

La sécurité de la mémoire est assurée dans Rust au moment de la compilation par la vérification des références, le suivi de la propriété des objets et la prise en compte de la durée de vie des objets (portée), ainsi que par l'évaluation de l'accès à la mémoire lors de l'exécution du code. Rust fournit également des moyens de protection contre les débordements d'entiers, exige l'initialisation obligatoire des variables avant leur utilisation, gère mieux les erreurs dans la bibliothèque standard, applique le concept de références et de variables immuables par défaut, et propose une forte typage statique pour minimiser les erreurs logiques.

Source : opennet.ru