Patch edisi katelu kanggo kernel Linux kanthi dhukungan kanggo basa Rust

Мигель Охеда (Miguel Ojeda), автор проекта Rust-for-Linux, предложил для рассмотрения разработчиками ядра Linux третий вариант компонентов для разработки драйверов устройств на языке Rust. Поддержка Rust рассматривается как экспериментальная, но уже согласована для включения в ветку linux-next. Разработка финансируется компанией Google и организацией ISRG (Internet Security Research Group), которая является учредителем проекта Let’s Encrypt и способствует продвижению HTTPS и развитию технологий для повышения защищённости интернета.

Elinga yen owah-owahan sing diusulake bisa nggunakake Rust minangka basa liya kanggo ngembangake driver lan modul kernel. Dhukungan Rust ditampilake minangka pilihan sing ora diaktifake kanthi standar lan ora nyebabake Rust kalebu minangka ketergantungan mbangun sing dibutuhake kanggo kernel. Nggunakake Rust kanggo pangembangan driver bakal ngidini sampeyan nggawe driver sing luwih aman lan luwih apik kanthi gaweyan minimal, bebas saka masalah kayata akses memori sawise dibebasake, dereferensi null pointer, lan overruns buffer.

Penanganan memori-aman diwenehake ing Rust ing wektu kompilasi liwat mriksa referensi, nglacak kepemilikan obyek lan umur obyek (skop), uga liwat evaluasi bener saka akses memori sak eksekusi kode. Rust uga menehi pangayoman marang overflows integer, mbutuhake initialization prentah saka nilai variabel sadurunge digunakake, Ngalahake kasalahan luwih apik ing perpustakaan standar, ditrapake konsep referensi immutable lan variabel minangka standar, nawakake typing statis kuwat kanggo nyilikake kesalahan logis.

В новом варианте патчей продолжено устранение замечаний, высказанных в процессе обсуждения первой и второй версий патчей. Наиболее заметные изменения:

• Осуществлён переход на использование в качестве эталонного компилятора стабильного выпуска Rust 1.57 и обеспечена привязка к стабилизированной редакции языка Rust 2021. Ранее патчи были завязаны на бета-ветку Rust и использовали некоторые возможности языка, входящие в категорию нестабильных. Переход на спецификацию Rust 2021 позволил инициировать работу по уходу от использования в патчах таких нестабильных возможностей, как const_fn_transmute, const_panic, const_unreachable_unchecked и core_panic и try_reserve.
• Продолжено развитие входящего в состав патчей варианта Rust-библиотеки alloc, изменённой для избавления функций распределения памяти от возможных генераций состояния «panic» при возникновении ошибок, таких как нехватка памяти. В новой версии реализованы опции «no_rc» и «no_sync» для отключения функциональности, не используемой в Rust-коде для ядра, делающие библиотеку более модульной. Продолжается работа с основными разработчиками alloc, нацеленная на перенос необходимых для ядра изменения в основной состав библиотеки. В базовую библиотеку Rust (core) перенесена опция «no_fp_fmt_parse», необходимая для работы библиотеки на уровне ядра.
• Проведена чистка кода для избавления от возможных предупреждений компилятора при сборке ядра в режиме CONFIG_WERROR. При сборке кода на языке Rust включены дополнительные диагностические режимы компилятора и предупреждения линтера Clippy.
• Предложены абстракции для использования в коде на языке Rust блокировок seqlock (sequence locks), callback-вызовов для управления питанием, I/O Memory (readX/writeX), обработчиков прерываний и потоков, GPIO, доступа к устройствам, драйверам и учётным данным.
• Расширены средства для разработки драйверов с задействованием перемещаемых мьютексов, битовых итераторов, упрощённых обвязок над указателями, улучшенной диагностики сбоев и инфраструктуры, не зависимой от шины данных.
• Улучшена работа со ссылками при помощи упрощённого типа Ref, базирующегося на бэкенде refcount_t, использующем одноимённый API ядра для подсчёта ссылок. Поддержка типов Arc и Rc, предоставляемых в штатной библиотеке alloc, удалена и не доступна в коде, выполняемом на уровне ядра (для самой библиотеки подготовлены опции, отключающие данные типы).
• В состав патчей добавлен вариант драйвера PL061 GPIO, переписанный на Rust. Особенностью драйвера является то, что его реализация практически построчно повторяет имеющийся драйвер GPIO на языке Си. Для разработчиков, желающих познакомиться с созданием драйверов на Rust, подготовлено построчное сравнение, позволяющее понять в какие конструкции на Rust преобразован код на Си.
• В основную кодовую базу Rust принят rustc_codegen_gcc, бэкенд rustc для GCC, реализующий возможность упреждающей (AOT) компиляции с использованием библиотеки libgccjit. При должном развитии бэкенда он позволит собирать задействованный в ядре Rust-код при помощи GCC.
• Помимо компаний ARM, Google и Microsoft, интерес к использованию языка Rust в ядре Linux выразила компания Red Hat. Напомним, что Google напрямую обеспечивает поддержку проекта Rust for Linux, развивает новую реализацию механизма межпроцессного взаимодействия Binder на Rust и рассматривает возможность переработки на Rust различных драйверов. Компания Microsoft приступила к реализации драйверов для Hyper-V на Rust. Компания ARM работает над улучшением поддержи Rust для систем на базе процессоров ARM. Компания IBM реализовала поддержку Rust в ядре для систем PowerPC.

Source: opennet.ru