Seconda edizione di patch per il kernel Linux con supporto al linguaggio Rust

Мигель Охеда (Miguel Ojeda), автор проекта Rust-for-Linux, предложил для рассмотрения разработчиками ядра Linux обновлённый вариант компонентов для разработки драйверов устройств на языке Rust. Поддержка Rust рассматривается как экспериментальная, но уже согласована для включения в ветку linux-next. В новом варианте устранены замечания, высказанные в процессе обсуждения первой версии патчей. Линус Торвальдс уже подключился к обсуждению и предложил изменить логику обработки некоторых битовых операций.

Ricordiamo che le modifiche proposte rendono possibile utilizzare Rust come secondo linguaggio per lo sviluppo di driver e moduli del kernel. Il supporto Rust è presentato come un'opzione che non è abilitata per impostazione predefinita e non comporta l'inclusione di Rust come dipendenza di compilazione richiesta per il kernel. Usare Rust per lo sviluppo dei driver ti consentirà di creare driver più sicuri e migliori con il minimo sforzo, esenti da problemi come l'accesso alla memoria dopo la liberazione, i riferimenti a puntatori nulli e i sovraccarichi del buffer.

La gestione sicura della memoria viene fornita in Rust in fase di compilazione attraverso il controllo dei riferimenti, tenendo traccia della proprietà dell'oggetto e della durata dell'oggetto (ambito), nonché attraverso la valutazione della correttezza dell'accesso alla memoria durante l'esecuzione del codice. Rust fornisce anche protezione contro gli overflow di numeri interi, richiede l'inizializzazione obbligatoria dei valori delle variabili prima dell'uso, gestisce meglio gli errori nella libreria standard, applica il concetto di riferimenti e variabili immutabili per impostazione predefinita, offre una forte tipizzazione statica per ridurre al minimo gli errori logici.

Наиболее заметные изменения в новой версии патчей:

• Код для распределения памяти избавлен от возможных генераций состояния «panic» при возникновении ошибок, таких как нехватка памяти. В состав включён вариант Rust-библиотеки alloc, в которой переделан код для обработки сбоев, но конечной целью является перенос в основную редакцию alloc всех возможностей, необходимых для ядра (изменения уже подготовлены и переданы в состав стандартной библиотеки Rust).
• Вместо ночных сборок для компиляции ядра с поддержкой Rust теперь можно использовать бета выпуски и стабильные релизы компилятора rustc. В настоящий момент в качестве эталонного компилятора используется rustc 1.54-beta1, но после выхода релиза 1.54 в конце месяца, в качестве эталонного будет поддерживаться именно он.
• Добавлена поддержка написания тестов с использованием штатного для Rust атрибута «#[test]» и возможность применения doctests для документирования тестов.
• Добавлена поддержка архитектур ARM32 и RISCV в дополнение к ранее поддерживаемым x86_64 и ARM64.
• Улучшены реализации GCC Rust (GCC-фронтэнда для Rust) и rustc_codegen_gcc (бэкенд rustc для GCC), который теперь проходит все базовые тесты.
• Преложен новый уровень абстракции для использования в программах на языке Rust механизмов ядра, написанных на языке Си, таких как красно-чёрное дерево, объекты с подсчётом ссылок, создание файловых дескрипторов, задачи, файлы и векторы ввода/вывода.
• В компонентах для разработки драйверов улучшена поддержка модуля «file_operations», макроса «module!», регистрации макросов и рудиментарных драйверов (probe и remove).
• В Binder реализована поддержка передачи файловых дескрипторов и LSM-хуков.
• Предложен более функциональный пример драйвера на Rust — bcm2835-rng для аппаратного генератора случайных чисел плат Raspberry Pi.

Дополнительно упоминаются проекты некоторых компаний, связанные с использованием Rust в ядре:

• Компания Microsoft выразила интерес к участию в работе по интеграции поддержки Rust в ядро Linux и готова в ближайшие месяцы предоставить реализации драйверов для Hyper-V на Rust.
• Компания ARM работает над улучшением поддержи Rust для систем на базе процессоров ARM. Проекту Rust уже предложены изменения, переводящие 64-разрядные системы ARM в число платформ первого уровня поддержки (Tier-1).
• Компания Google напрямую обеспечивает поддержку проекта Rust for Linux, развивает новую реализацию механизма межпроцессного взаимодействия Binder на Rust и рассматривает возможность переработки на Rust различных драйверов. Через ISRG (Internet Security Research Group) компания Google обеспечила финансирование работы по интеграции в ядро Linux поддержки Rust.
• Компания IBM реализована поддержку Rust в ядре для систем PowerPC.
• Лаборатория LSE (Systems Research Laboratory) разработала SPI-драйвер на Rust.

Fonte: opennet.ru