Rust言語をサポートするLinuxカーネル用パッチの第XNUMX版

Rust-for-Linux プロジェクトの著者である Miguel Ojeda は、Linux カーネル開発者が検討できるように、Rust 言語でデバイス ドライバーを開発するための XNUMX 番目のコンポーネント オプションを提案しました。 Rust のサポートは実験的であると考えられていますが、linux-next ブランチに含めることがすでに合意されています。 この開発には、Google と、Let's Encrypt プロジェクトの創設者であり、HTTPS とインターネット セキュリティを向上させる技術の開発を推進する ISRG (Internet Security Research Group) が資金提供しています。

提案されている変更により、ドライバーとカーネル モジュールを開発するための第 XNUMX 言語として Rust を使用できるようになるということを思い出してください。 Rust サポートは、デフォルトでは有効になっていないオプションとして提供されており、カーネルの必須ビルド依存関係として Rust が含まれることはありません。 ドライバー開発に Rust を使用すると、解放後のメモリ アクセス、null ポインターの逆参照、バッファ オーバーランなどの問題がなく、最小限の労力でより安全で優れたドライバーを作成できます。

Rustのメモリ安全性は、参照チェック、オブジェクトの所有権とオブジェクトの有効期間（スコープ）の追跡、およびコード実行中のメモリアクセスの正確性の評価を通じて、コンパイル時に提供されます。 Rust は整数オーバーフローに対する保護も提供し、使用前に変数値の初期化を必須にし、標準ライブラリでエラーをより適切に処理し、デフォルトで不変参照と変数の概念を適用し、論理エラーを最小限に抑えるための強力な静的型付けを提供します。

新しいバージョンのパッチでは、パッチの最初と XNUMX 番目のバージョンの議論中に作成されたコメントが引き続き削除されています。 最も顕著な変化:

• Rust 1.57 の安定リリースをリファレンス コンパイラとして使用するように移行し、Rust 2021 言語の安定版へのリンクが提供されました。以前は、パッチは Rust のベータ ブランチに関連付けられており、いくつかの言語機能を使用していました。は不安定として分類されました。 Rust 2021 仕様への移行により、パッチ内の const_fn_transmute、const_panic、const_unreachable_unchecked、core_panic、try_reserve などの不安定な機能の使用を排除する作業を開始できるようになりました。
• パッチに含まれる Rust ライブラリの alloc バージョンの開発は継続されており、メモリ不足などのエラーが発生したときにメモリ割り当て関数が「パニック」状態を生成する可能性を取り除くために修正されました。 新しいバージョンでは、カーネル Rust コードで使用されない機能を無効にする「no_rc」および「no_sync」オプションが実装され、ライブラリがよりモジュール化されています。 カーネルに必要な変更をメイン ライブラリに転送することを目的として、主要な alloc 開発者との作業が続けられています。 ライブラリがカーネル レベルで動作するために必要な「no_fp_fmt_parse」オプションは、Rust ベース ライブラリ (コア) に移動されました。
• CONFIG_WERROR モードでカーネルをビルドするときに発生する可能性のあるコンパイラー警告を取り除くために、コードがクリーンアップされました。 Rust でコードをビルドする場合、追加のコンパイラ診断モードと Clippy リンター警告が有効になります。
• 抽象化は、seqlock (シーケンス ロック)、電源管理のためのコールバック呼び出し、I/O メモリ (readX/writeX)、割り込みおよびスレッド ハンドラー、GPIO、デバイス、ドライバー、資格情報へのアクセスのための Rust コードでの使用を提案されています。
• ドライバー開発用のツールが拡張され、再配置可能なミューテックス、ビット イテレーター、簡素化されたポインター バインディング、改善された障害診断、データ バスに依存しないインフラストラクチャが含まれています。
• 参照のカウントに同じ名前のカーネル API を使用する refcount_t バックエンドに基づく、簡略化された Ref タイプを使用したリンクの動作が改善されました。 標準の alloc ライブラリで提供されている Arc および Rc タイプのサポートは削除され、カーネル レベルで実行されるコードでは使用できません (これらのタイプを無効にするオプションがライブラリ自体に用意されています)。
• パッチには、Rust で書き直されたバージョンの PL061 GPIO ドライバーが含まれています。 このドライバーの特別な機能は、その実装が C 言語の既存の GPIO ドライバーをほぼ XNUMX 行ずつ繰り返すことです。 Rust でのドライバーの作成に慣れたい開発者のために、C コードが Rust のどの構造に変換されるかを理解できる行ごとの比較が用意されています。
• メインの Rust コードベースは、libgccjit ライブラリを使用して事前 (AOT) コンパイルを実装する GCC 用の Rustc バックエンドである、rustc_codegen_gcc を採用しています。 バックエンドを適切に開発すると、GCC を使用してカーネルに関係する Rust コードを収集できるようになります。
• ARM、Google、Microsoft に加えて、Red Hat も Linux カーネルでの Rust 言語の使用に関心を示しています。 Google が Rust for Linux プロジェクトに直接サポートを提供し、Rust での Binder プロセス間通信メカニズムの新しい実装を開発し、Rust でさまざまなドライバーを作り直す可能性を検討していることを思い出してください。 Microsoft は、Rust への Hyper-V ドライバーの実装を開始しました。 ARM は、ARM ベースのシステムに対する Rust サポートの改善に取り組んでいます。 IBM は、PowerPC システム用の Rust のカーネル サポートを実装しました。

出所： オープンネット.ru