הצעה לדיון בסוגיית הוספת כלי פיתוח Rust לקרנל הלינוקס

ניק דזנייר (ניק דסולנירס), שעובד ב-Google כדי לספק תמיכה בניית ליבת לינוקס באמצעות מהדר Clang וגם מָנָה תקן באגים במהדר Rust, מוצע לקיים בכנס ועידת האינסטלטורים של לינוקס 2020 מפגש כדי לדון באפשרות לפתח רכיבי ליבה ב- Rust. ניק מארגן מיקרו-ועידה המוקדשת ל-LLVM, ומאמין שיהיה נחמד לדון בהיבטים הטכניים של השילוב האפשרי של תמיכת Rust בקרנל (הוא כבר הכין אב טיפוס עובד עבור KBuild) ולהבין האם תמיכה כזו צריכה יוסיפו בכלל ואיזה הגבלות על השימוש ב-Rust יש לקבל.

הבה נזכיר שבדיון שנערך לאחרונה בוועידת הקוד הפתוח וכנס Linux Embedded, Linus Torvalds לא שלל הופעת כריכות לפיתוח תת-מערכות ללא ליבה (לדוגמה, דרייברים) בשפות כמו Rust. היכולת לפתח דרייברים ב-Rust תאפשר לנו ליצור דרייברים בטוחים וטובים יותר במינימום מאמץ, ללא בעיות כמו גישה לזיכרון לאחר שחרור, הפניות מצביעים אפסיות וחריגות מאגר. יש כבר כמה פרויקטים של צד שלישי ליישום תכונה זו:

• מפתחים של חברת "דג בחבית" מוּכָן ערכת כלים לכתיבת מודולים הניתנים לטעינה עבור ליבת לינוקס בשפת Rust, תוך שימוש בסט של שכבות מופשטות על פני הממשקים ומבני הקרנל כדי להגביר את האבטחה. שכבות נוצרות אוטומטית על סמך קבצי כותרות הליבה הקיימים באמצעות כלי השירות bindgen. קלנג משמש לבניית שכבות. בנוסף לשכבות הביניים, המודולים המורכבים משתמשים בחבילת staticlib.
• חוקרים מהאוניברסיטה הסינית של הונג קונג לְפַתֵחַ פרויקט לפיתוח מנהלי התקנים למערכות משובצות והתקני Internet of Things ב-Rust, המשתמש גם ב-bindgen ליצירת שכבות המבוססות על קבצי כותרות ליבה. המסגרת מאפשרת לשפר את אבטחת הדרייברים מבלי לבצע שינויים בקרנל - במקום ליצור רמות בידוד נוספות למנהלי התקנים בקרנל, מוצע לחסום בעיות בשלב ההידור, באמצעות שפת Rust המאובטחת יותר. ההנחה היא שגישה כזו עשויה להיות מבוקשת על ידי יצרני ציוד המפתחים דרייברים קנייניים בחיפזון מבלי לבצע ביקורת ראויה.
• מפתחי מסגרת C2Rust לשידור קוד C ל-Rust, לְבַלוֹת ניסויים על המרת מודולי ליבה עם עריכות ידניות מינימליות. אחת הבעיות שצוינו היא השימוש בחלקים רבים בקרנל של קוד המשתמש בהרחבות GCC שעדיין אינן נתמכות ב-C2Rust. כדי לפתור בעיה זו, C2Rust מתכננת להוסיף תמיכה בתכונות GCC inline, cold, alias, used and section, כמו גם להרחיב את היכולות של ה-inline assembler ולפתור בעיות עם מבנים שהם גם מיושרים וגם ארוזים (לדוגמה, xregs_state) . בעיות משמעותיות הדורשות עבודה ידנית כוללות את חוסר היכולת לתרגם פקודות מאקרו C לא טריוויאליות לפקודות מאקרו Rust והצורך להגדיר מחדש טיפוסים, שכן C2Rust מתרגם סוגי C להגדרות בחבילת libc, אך לא ניתן להשתמש בחבילה זו במודולי ליבה.

מקור: OpenNet.ru