Rust 1.96 リリース:マイクロコントローラファームウェア開発におけるRustの適合性の評価

Mozillaプロジェクトによって創設され、現在は独立した非営利団体であるRust Foundationの支援を受けて開発されているプログラミング言語Rust 1.96がリリースされました。この言語はメモリ安全性を重視し、タスク実行の高度な並列性を実現するためのツールを提供します。ガベージコレクタとランタイムは使用しません(ランタイムは標準ライブラリの基本的な初期化とメンテナンスのみに縮小されます)。

Rustのメモリ管理手法は、ポインタ操作におけるエラーを排除し、解放後のメモリへのアクセス、ヌルポインタの逆参照、バッファオーバーランなど、低レベルのメモリ管理に起因する問題から保護するように設計されています。このプロジェクトでは、ライブラリの配布、ビルドの円滑化、依存関係の管理を目的としたCargoパッケージマネージャーを開発しています。crates.ioリポジトリは、ライブラリのホスティングのために維持されています。

Rustでは、参照チェック、オブジェクトの所有権の追跡、オブジェクトの有効期間(スコープ)の追跡、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、コンパイル時にメモリの安全性が提供されます。 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。

主な革新:

  • Добавлен модуль range с реализацией новых типов, развиваемых для замены устаревших типов Range, RangeInclusive, RangeToInclusive и RangeFrom, и позволяющих хранить диапазоны в Copy-структурах. Тип Range определяет диапазоны, ограниченные минимальным и максимальным допустимым значением (но не входящим в него), тип RangeFrom определяет числа начиная с указанного значения, а тип RangeInclusive — значения указанного диапазона с обеими его границами. В будущих выпусках дополнительно появятся типы RangeFull и RangeTo, старая реализация будет перенесена в core::range::legacy::*, а синтаксис «N..M» переведут на новый вариант типов.

    Новые типы отличаются тем, что вместо типажа Iterator реализуют типаж IntoIterator, т.е. вместо встроенного итератора определяют то, как преобразовать тип в итератор. Подобный подход позволяет использовать с новыми типами операцию копирования (типаж Copy, показывающий, что значения типа можно дублировать через простое копирование), которая ранее была недоступна из-за несовместимости с типами со встроенными итераторами.
    Например, новые типы дают возможность сохранить границы среза в структуру, которая полностью копируется без раздельного сохранения начального и конечного значений:

    use core::range::Range;

    #[derive(Clone, Copy)]
    pub struct Span(Range<usize>);

    impl Span {
    pub fn of(self, s: &str) -> &str {
    &s[self.0]
    }
    }

  • Добавлены макросы «assert_matches!» и «debug_assert_matches!», проверяющие соответствие значения указанному шаблону и аварийно завершающие выполнение при расхождении. От выражений «assert!(matches!(..))» и «debug_assert!(matches!(..))» новые макросы отличаются выводом отладочной информации со значениями, вызвавшими сбой. Для избежания пересечений со сторонними макросами, поставляемыми с аналогичными именами, новые макросы требую явного импорта библиотеки «core::assert_matches».

    use core::assert_matches;

    fn get_random_number() -> u32 {
    4
    }

    fn main() {
    assert_matches!(get_random_number(), 1..=6);
    }

  • При сборке для целевой платформы WebAssembly прекращена передача компоновщику опции «—allow-undefined», разрешавшей связывание при наличии неопределённых символов, которые преобразовывались в импорт из модуля «env». При сборке для WebAssembly все связанные с компоновкой символы теперь по умолчанию обязательно должны быть определены. Для возвращения старого поведения можно использовать переменную окружения «RUSTFLAGS=-Clink-arg=—allow-undefined» или выражение ‘#[link(wasm_import_module = «env»)]» в коде.
  • API の新しい部分は、安定化された特性のメソッドと実装を含め、安定化のカテゴリに移動されました。
    • assert_matches!
    • debug_assert_matches!
    • From<T> for AssertUnwindSafe<T>
    • From<T> for LazyCell<T, F>
    • From<T> for LazyLock<T, F>
    • core::range::RangeToInclusive
    • core::range::RangeToInclusiveIter
    • core::range::RangeFrom
    • core::range::RangeFromIter
    • core::range::Range
    • core::range::RangeIter
  • В пакетном менеджере Cargo устранена уязвимость CVE-2026-5223, которая может использоваться для перезаписи исходного кода другого crate-пакета в локальном кэше пакетов из того же репозитория через манипуляции с символическими ссылками внутри crate-а пакетов. Уязвимость проявляется только при работе со сторонними репозиториями пакетов и не затрагивает пользователей репозитория crates.io, так как в crates.io запрещена загрузка пакетов с символическими ссылками.

Дополнительно можно отметить публикацию (PDF) результатов анализа пригодности языка Rust для разработки прошивок для микроконтроллеров и встраиваемых систем с ограниченными ресурсами.
Исследование проведено компанией STMicroelectronics при участии нескольких европейских университетов. Двум изолированным командам разработчиков была поставлена задача по реализации одной и той же прошивки для микроконтроллеров STM32U585AI с ядром Arm Cortex-M33. Первая команда создавала прошивку на Си, а вторая на Rust.

Тестирование выполненной работы не выявило заметных преимуществ в использовании языка Си вместо Rust при разработке прошивок для микроконтроллеров при сравнении потребления памяти и производительности. Более того, задействование написанного на Rust системного runtime от открытого проекта Ariel OS позволило добиться потребления памяти в проекте на Rust ниже, чем в реализации на языке Си, использующей традиционный стек для разработки прошивок на базе библиотеки newlib.

Размер результирующей прошивки составил 84100 байт в проекте на Rust и 76744 байта в проекте на Си (на 10% меньше), но потребление оперативной памяти в прошивке на Rust оказалось значительно ниже — 24640 байтов против 42608 байтов. Что касается производительности, то при тестировании начальных прототипов, разработанных за 6 недель, реализация на Rust в два раза опережала, реализацию на Си, но обе реализации значительно отставали от расчётной максимальной производительности. После 4 недель, выделенных на оптимизацию, обе реализации достигли примерно одинакового результата, близкого к расчётному максимуму.



出所: オープンネット.ru
DDoS 保護機能を備えた信頼性の高いサイト用ホスティング、VPS VDS サーバーを購入する 🔥 DDoS攻撃対策付きの信頼性の高いウェブサイトホスティング、VPS/VDSサーバーを購入しましょう | ProHoster