WD מפתחת דרייבר NVMe ב- Rust. ניסוי עם Rust ב- FreeBSD

בכנס Linux Plumbers 2022 שמתקיים בימים אלה, מהנדס מחברת Western Digital הציג מצגת על פיתוח דרייבר ניסיוני עבור כונני SSD עם ממשק NVM-Express (NVMe), שנכתב בשפת Rust ופועל בליבת לינוקס רָמָה. למרות העובדה שהפרויקט עדיין בשלב מוקדם של פיתוח, בדיקות הראו שהביצועים של דרייבר ה-NVMe בשפת Rust תואמים לדרייבר ה-NVMe שנכתב בשפת C הזמינה בקרנל.

הדו"ח קובע שדרייבר ה-NVMe הנוכחי ב-C מספק לחלוטין עבור מפתחים, אך תת-מערכת ה-NVMe היא פלטפורמה טובה לבחינת ההיתכנות של פיתוח דרייברים ב-Rust, מכיוון שהוא די פשוט, בשימוש נרחב, בעל דרישות ביצועים גבוהות, ויש לו דרישות ביצועים גבוהות. יישום התייחסות מוכח להשוואה ותומך בממשקים שונים (dev, pci, dma, blk-mq, gendisk, sysfs).

יצוין כי מנהל ההתקן PCI NVMe עבור Rust כבר מספק את הפונקציונליות הדרושה לפעולה, אך עדיין אינו מוכן לשימוש נרחב, מכיוון שהוא דורש שיפורים פרטניים. תוכניות עתידיות כוללות סילוק הקוד של בלוקים לא בטוחים קיימים, תמיכה בפעולות הסרת התקנים ופריקת דרייברים, תמיכה בממשק sysfs, הטמעת אתחול עצלן, יצירת דרייבר עבור blk-mq, והתנסות בשימוש במודל תכנות אסינכרוני עבור queue_rq.

בנוסף, אנו יכולים לציין את הניסויים שערכה קבוצת NCC לפיתוח דרייברים בשפת Rust עבור ליבת FreeBSD. כדוגמה, אנו בוחנים בפירוט דרייבר הד פשוט שמחזיר נתונים שנכתבו לקובץ /dev/rustmodule. בשלב הבא של הניסוי, קבוצת NCC שוקלת את האפשרות לעבד מחדש את רכיבי הליבה של הליבה בשפת Rust כדי לשפר את האבטחה של פעולות הרשת והקבצים.

עם זאת, למרות שהוכח שאפשר ליצור מודולים פשוטים בשפת Rust, שילוב הדוק יותר של Rust לתוך ליבת FreeBSD ידרוש עבודה נוספת. לדוגמה, הם מזכירים את הצורך ליצור קבוצה של שכבות הפשטה על פני מערכות המשנה ומבני הליבה, בדומה לתוספות שהוכנו על ידי פרויקט Rust for Linux. בעתיד, אנו מתכננים לערוך ניסויים דומים עם ליבת Illumos ולזהות הפשטות נפוצות ב- Rust שיכולות לשמש במנהלי התקנים שנכתבו ב- Rust עבור Linux, BSD ו- Illumos.

לפי מיקרוסופט וגוגל, כ-70% מהחולשות במוצרי התוכנה שלהן נגרמות מטיפול לא בטוח בזיכרון. צפוי שהשימוש בשפת Rust יצמצם את הסיכון לפגיעויות הנגרמות כתוצאה מעבודה לא בטוחה עם הזיכרון, וימנע את התרחשותן של שגיאות כמו גישה לאזור זיכרון לאחר שחרור ודריסה של המאגר.

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