הגרסה השישית של תיקונים עבור ליבת לינוקס עם תמיכה בשפת Rust

Miguel Ojeda, מחבר פרויקט Rust-for-Linux, הציע שחרור של רכיבי v6 לפיתוח מנהלי התקנים בשפת Rust לשקול על ידי מפתחי ליבת לינוקס. זוהי המהדורה השביעית של התיקונים, בהתחשב בגרסה הראשונה, שפורסמה ללא מספר גרסה. תמיכת חלודה נחשבת נסיונית, אך היא כבר כלולה בענף ה-linux-next ומפותחת מספיק כדי להתחיל בעבודה על יצירת שכבות הפשטה על גבי תת-מערכות ליבה, כמו גם כתיבת מנהלי התקנים ומודולים. הפיתוח ממומן על ידי גוגל ו-ISRG (Internet Security Research Group), המייסדת את פרויקט Let's Encrypt ומקדמת HTTPS ופיתוח טכנולוגיות לשיפור אבטחת האינטרנט.

בגרסה החדשה:

• ערכת הכלים וגרסה של ספריית alloc, משוחררת מהיווצרות אפשרית של מצב "פאניקה" כאשר מתרחשות שגיאות, עודכנו לגרסה של Rust 1.60, אשר מייצבת תמיכה במצב "maybe_uninit_extra" המשמש בתיקוני ליבה.
• נוספה את היכולת להריץ בדיקות מהתיעוד (בדיקות המשמשות גם כדוגמאות בתיעוד), דרך המרה בזמן הידור של בדיקות הקשורות ל- API של הליבה לבדיקות KUnit שבוצעו במהלך טעינת הליבה.
• אומצו דרישות לפיהן בדיקות לא צריכות לגרום לאזהרת Clippy linter, בדיוק כמו קוד ליבת Rust.
• מוצע יישום ראשוני של מודול "נטו" עם פונקציות רשת. לקוד Rust יש גישה למבני רשת ליבה כגון Namespace (מבוסס על מבנה ליבת ה-struct net), SkBuff (struct sk_buff), TcpListener, TcpStream (socket struct), Ipv4Addr (struct in_addr), SocketAddrV4 (struct sockaddr_in) ומקבילותיהם ל-IPv6 .
• קיימת תמיכה ראשונית בטכניקות תכנות אסינכרוני (אסינכרוני), המיושמת בצורה של מודול kasync. לדוגמה, אתה יכול לכתוב קוד אסינכרוני כדי לתפעל שקעי TCP: async fn echo_server(stream: TcpStream) -> תוצאה { let mut buf = [0u8; 1024]; loop { let n = stream.read(&mut buf).await?; if n == 0 { return Ok(()); } stream.write_all(&buf[..n]).await?; } }
• נוסף מודול net::filter לתפעול מסנני מנות ברשת. נוספה דוגמה rust_netfilter.rs עם מימוש פילטר בשפת Rust.
• נוסף יישום של mutex smutex::Mutex פשוט, שאינו דורש הצמדה.
• נוסף NoWaitLock, שלעולם לא ממתין לנעילה, ואם הוא תפוס על ידי שרשור אחר, גורם לדיווח על שגיאה בעת ניסיון לרכוש את הנעילה במקום לעצור את המתקשר.
• נוסף RawSpinLock, המזוהה על ידי raw_spinlock_t בקרנל, כדי להחיל על קטעים שאינם יכולים להיות פעילים.
• נוסף סוג ARef עבור הפניות לאובייקט שעליו מוחל מנגנון ספירת הפניות (תמיד נספור מחדש).
• ה-backend rustc_codegen_gcc, המאפשר לך להשתמש בספריית libgccjit מפרויקט GCC כמחולל קוד ב-rustc כדי לספק ל-rustc תמיכה בארכיטקטורות ואופטימיזציות הזמינות ב-GCC, הטמיע את היכולת לאתחל את מהדר rustc. קידום מהדר פירושו היכולת להשתמש במחולל קוד מבוסס GCC ב-rustc כדי לבנות את מהדר rustc עצמו. בנוסף, המהדורה האחרונה של GCC 12.1 כוללת תיקונים ל-libgccjit הנחוצים כדי ש-rustc_codegen_gcc יפעל כהלכה. מתבצעות הכנות כדי לספק את היכולת להתקין rustc_codegen_gcc באמצעות כלי השירות Rustup.
• מציינת ההתקדמות בפיתוח ה-gccrs Frontend GCC עם יישום מהדר שפת Rust המבוסס על GCC. יש כרגע שני מפתחים במשרה מלאה שעובדים על gccrs.

נזכיר כי השינויים המוצעים מאפשרים להשתמש ב- Rust כשפה שנייה לפיתוח מנהלי התקנים ומודולי ליבה. תמיכת Rust מוצגת כאפשרות שאינה מופעלת כברירת מחדל ואינה גורמת לכך ש- Rust נכלל כתלות בנייה נדרשת עבור הליבה. שימוש ב-Rust לפיתוח מנהלי התקנים יאפשר לך ליצור דרייברים בטוחים וטובים יותר במינימום מאמץ, ללא בעיות כגון גישה לזיכרון לאחר שחרור, הפניות מצביעות אפסיות וחריגות מאגר.

בטיחות זיכרון מסופקת ב-Rust בזמן הקומפילציה באמצעות בדיקת התייחסות, מעקב אחר בעלות על אובייקט ומשך חיי אובייקט (היקף), וכן באמצעות הערכה של נכונות הגישה לזיכרון במהלך ביצוע קוד. Rust מספקת גם הגנה מפני הצפת מספרים שלמים, דורשת אתחול חובה של ערכי משתנים לפני השימוש, מטפלת בשגיאות טוב יותר בספרייה הסטנדרטית, מיישמת את הרעיון של הפניות ומשתנים בלתי ניתנים לשינוי כברירת מחדל, מציעה הקלדה סטטית חזקה כדי למזער שגיאות לוגיות.

מקור: OpenNet.ru