Linux-ის ბირთვის პატჩების მესამე გამოცემა Rust ენის მხარდაჭერით

მიგელ ოჯედამ, Rust-for-Linux-ის პროექტის ავტორმა, შესთავაზა მესამე კომპონენტის ვარიანტი მოწყობილობის დრაივერების განვითარებისთვის Rust ენაზე Linux-ის ბირთვის დეველოპერებისთვის განსახილველად. Rust მხარდაჭერა ითვლება ექსპერიმენტულად, მაგრამ უკვე შეთანხმებულია ლინუქსის შემდეგი ფილიალში ჩართვის შესახებ. განვითარებას აფინანსებს Google და ISRG (ინტერნეტ უსაფრთხოების კვლევის ჯგუფი), რომელიც არის Let's Encrypt პროექტის დამფუძნებელი და ხელს უწყობს HTTPS-ს და ტექნოლოგიების განვითარებას ინტერნეტის უსაფრთხოების გასაუმჯობესებლად.

შეგახსენებთ, რომ შემოთავაზებული ცვლილებები შესაძლებელს ხდის Rust-ის გამოყენებას, როგორც მეორე ენას დრაივერებისა და ბირთვის მოდულების შემუშავებისთვის. Rust-ის მხარდაჭერა წარმოდგენილია როგორც ვარიანტი, რომელიც არ არის ჩართული ნაგულისხმევად და არ იწვევს Rust-ის ჩართვას, როგორც ბირთვის საჭირო build დამოკიდებულებას. Rust-ის გამოყენება დრაივერის განვითარებისთვის საშუალებას მოგცემთ შექმნათ უფრო უსაფრთხო და უკეთესი დრაივერები მინიმალური ძალისხმევით, ისეთი პრობლემებისგან, როგორიცაა მეხსიერებაზე წვდომა გათავისუფლების შემდეგ, ნულოვანი მაჩვენებლის გაუქმება და ბუფერის გადაჭარბება.

მეხსიერების უსაფრთხოება უზრუნველყოფილია Rust-ში კომპილაციის დროს, მითითების შემოწმების, ობიექტის საკუთრების და ობიექტის სიცოცხლის ხანგრძლივობის (ფარგლების) თვალყურის დევნების გზით, ასევე კოდის შესრულებისას მეხსიერების წვდომის სისწორის შეფასებით. Rust ასევე უზრუნველყოფს დაცვას მთელი რიცხვების გადადინებისგან, მოითხოვს ცვლადის მნიშვნელობების სავალდებულო ინიციალიზაციას გამოყენებამდე, უკეთ ამუშავებს შეცდომებს სტანდარტულ ბიბლიოთეკაში, იყენებს უცვლელი მითითებებისა და ცვლადების კონცეფციას ნაგულისხმევად, გთავაზობთ ძლიერ სტატიკურ აკრეფას ლოგიკური შეცდომების შესამცირებლად.

პატჩების ახალი ვერსია აგრძელებს პატჩების პირველი და მეორე ვერსიების განხილვისას გაკეთებული კომენტარების აღმოფხვრას. ყველაზე შესამჩნევი ცვლილებები:

• მოხდა გადასვლა Rust 1.57-ის სტაბილურ გამოშვებაზე, როგორც საცნობარო შემდგენელზე და მოწოდებულია ბმული Rust 2021 ენის სტაბილიზებულ გამოცემაზე. მანამდე პატჩები მიბმული იყო Rust-ის ბეტა ფილიალთან და იყენებდნენ ზოგიერთ ენობრივ მახასიათებელს, რომელიც კლასიფიცირდება როგორც არასტაბილური. Rust 2021 სპეციფიკაციაზე გადასვლამ მოგვცა საშუალება დაგვეწყო მუშაობა, რათა თავიდან ავიცილოთ ისეთი არასტაბილური ფუნქციების გამოყენება პატჩებში, როგორიცაა const_fn_transmute, const_panic, const_unavailable_unchecked და core_panic და try_reserve.
• გაგრძელდა პაჩებში შემავალი Rust ბიბლიოთეკის ალოკ ვერსიის შემუშავება, შეცვლილი, რათა მეხსიერების განაწილების ფუნქციები გაათავისუფლოს "პანიკური" მდგომარეობის შესაძლო წარმოქმნისგან, როდესაც ხდება შეცდომები, როგორიცაა მეხსიერების ამოწურვა. ახალი ვერსია ახორციელებს "no_rc" და "no_sync" ვარიანტებს, რათა გამორთოს ფუნქციები, რომლებიც არ გამოიყენება ბირთვის Rust კოდში, რაც ბიბლიოთეკას უფრო მოდულურს ხდის. მუშაობა გრძელდება მთავარ ალოკ დეველოპერებთან, რომლებიც მიზნად ისახავს ბირთვისთვის საჭირო ცვლილებების მთავარ ბიბლიოთეკაში გადატანას. "no_fp_fmt_parse" ოფცია, რომელიც საჭიროა ბიბლიოთეკის ბირთვის დონეზე მუშაობისთვის, გადატანილია Rust-ის საბაზისო ბიბლიოთეკაში (core).
• კოდი გაიწმინდა, რათა თავიდან აიცილოს შემდგენლის შესაძლო გაფრთხილებები ბირთვის CONFIG_WERROR რეჟიმში აშენებისას. Rust-ში კოდის შექმნისას ჩართულია შემდგენელის დამატებითი დიაგნოსტიკური რეჟიმები და Clippy linter გაფრთხილებები.
• აბსტრაქციები შემოთავაზებულია Rust კოდში გამოსაყენებლად seqlocks-ისთვის (მიმდევრობის ჩაკეტვა), გამოძახების ზარები ენერგიის მართვისთვის, I/O მეხსიერება (readX/writeX), შეფერხებები და ძაფების დამმუშავებლები, GPIO, მოწყობილობებზე წვდომა, დრაივერები და რწმუნებათა სიგელები.
• დრაივერების განვითარების ინსტრუმენტები გაფართოვდა და მოიცავს გადაადგილებად მუტექსებს, ბიტების გამეორებას, მაჩვენებლის გამარტივებულ კავშირებს, გაუმჯობესებულ დეფექტების დიაგნოზს და მონაცემთა ავტობუსისგან დამოუკიდებელ ინფრასტრუქტურას.
• გაუმჯობესებული მუშაობა ბმულებთან გამარტივებული Ref ტიპის გამოყენებით, refcount_t backend-ზე დაფუძნებული, რომელიც იყენებს ამავე სახელწოდების ბირთვის API-ს მითითებების დასათვლელად. სტანდარტული გამოყოფის ბიბლიოთეკაში მოწოდებული Arc და Rc ტიპების მხარდაჭერა ამოღებულია და მიუწვდომელია ბირთვის დონეზე შესრულებულ კოდში (მომზადებულია თავად ბიბლიოთეკისთვისაც, რომელიც გამორთავს ამ ტიპებს).
• პატჩებში შედის PL061 GPIO დრაივერის ვერსია, გადაწერილი Rust-ში. დრაივერის განსაკუთრებული მახასიათებელია ის, რომ მისი განხორციელება თითქმის სტრიქონში იმეორებს არსებულ GPIO დრაივერს C ენაზე. დეველოპერებისთვის, რომლებსაც სურთ გაეცნონ დრაივერების შექმნას Rust-ში, მომზადდა სტრიქონი-სტრიქონიანი შედარება, რომელიც საშუალებას აძლევს მათ გაიგონ, რომელ კონსტრუქტებშია Rust-ში გადაყვანილი C კოდი.
• Rust კოდების მთავარმა ბაზამ მიიღო rustc_codegen_gcc, rustc backend GCC-სთვის, რომელიც ახორციელებს წინასწარ (AOT) კომპილაციას libgccjit ბიბლიოთეკის გამოყენებით. Backend-ის სათანადო განვითარებით, ის საშუალებას მოგცემთ შეაგროვოთ ბირთვში ჩართული Rust კოდი GCC-ის გამოყენებით.
• ARM-ის, Google-ისა და Microsoft-ის გარდა, Red Hat-მა გამოთქვა ინტერესი Rust ენის გამოყენების შესახებ Linux-ის ბირთვში. შეგახსენებთ, რომ Google პირდაპირ უჭერს მხარს Rust for Linux პროექტს, ავითარებს Binder ინტერპროცესული კომუნიკაციის მექანიზმის ახალ იმპლემენტაციას Rust-ში და განიხილავს Rust-ში სხვადასხვა დრაივერების გადამუშავების შესაძლებლობას. Microsoft-მა დაიწყო Hyper-V დრაივერების დანერგვა Rust-ში. ARM მუშაობს ARM-ზე დაფუძნებული სისტემებისთვის Rust-ის მხარდაჭერის გასაუმჯობესებლად. IBM-მა დანერგა Rust მხარდაჭერა ბირთვში PowerPC სისტემებისთვის.

წყარო: opennet.ru