Rust 언어를 지원하는 Linux 커널용 패치 제XNUMX판

Rust-for-Linux 프로젝트의 저자인 Miguel Ojeda는 Linux 커널 개발자가 고려할 수 있도록 Rust 언어로 장치 드라이버를 개발하기 위한 세 번째 구성 요소 옵션을 제안했습니다. Rust 지원은 실험적인 것으로 간주되지만 이미 linux-next 브랜치에 포함하기로 합의되었습니다. 이 개발은 Google과 Let's Encrypt 프로젝트의 창립자인 ISRG(Internet Security Research Group)에서 자금을 지원받고 HTTPS와 인터넷 보안을 향상시키는 기술 개발을 촉진합니다.

제안된 변경 사항을 통해 Rust를 드라이버 및 커널 모듈 개발을 위한 두 번째 언어로 사용할 수 있게 되었다는 점을 기억하세요. Rust 지원은 기본적으로 활성화되지 않는 옵션으로 제공되며 Rust가 커널에 대한 필수 빌드 종속성으로 포함되지 않습니다. 드라이버 개발에 Rust를 사용하면 해제 후 메모리 액세스, 널 포인터 역참조 및 버퍼 오버런과 같은 문제 없이 최소한의 노력으로 더 안전하고 더 나은 드라이버를 만들 수 있습니다.

메모리 안전 처리는 코드 실행 중 메모리 액세스의 정확성 평가뿐만 아니라 참조 확인, 개체 소유권 및 개체 수명(범위) 추적을 통해 컴파일 시간에 Rust에서 제공됩니다. Rust는 또한 정수 오버플로에 대한 보호 기능을 제공하고, 사용하기 전에 변수 값의 필수 초기화가 필요하며, 표준 라이브러리에서 오류를 더 잘 처리하고, 기본적으로 불변 참조 및 변수 개념을 적용하고, 강력한 정적 유형 지정을 제공하여 논리적 오류를 최소화합니다.

새 버전의 패치에서는 패치의 첫 번째 및 두 번째 버전에 대한 논의 중에 작성된 의견이 계속해서 제거됩니다. 가장 눈에 띄는 변화는 다음과 같습니다.

• Rust 1.57의 안정 릴리스를 참조 컴파일러로 사용하도록 전환되었으며 Rust 2021 언어의 안정화 버전에 대한 링크가 제공되었습니다. 이전에는 패치가 Rust의 베타 브랜치에 묶여 있었고 다음과 같은 일부 언어 기능을 사용했습니다. 불안정한 것으로 분류되었습니다. Rust 2021 사양으로의 전환을 통해 우리는 const_fn_transmute, const_panic, const_unavailable_unchecked 및 core_panic 및 try_reserve와 같은 패치에서 불안정한 기능의 사용을 피하기 위한 작업을 시작할 수 있었습니다.
• 패치에 포함된 Rust 라이브러리의 할당 버전 개발은 계속되어 메모리 부족과 같은 오류가 발생할 때 "패닉" 상태가 발생할 수 있는 메모리 할당 기능을 제거하도록 수정되었습니다. 새 버전에서는 커널 Rust 코드에서 사용되지 않는 기능을 비활성화하는 "no_rc" 및 "no_sync" 옵션을 구현하여 라이브러리를 더욱 모듈화합니다. 커널에 필요한 변경 사항을 기본 라이브러리로 전송하는 것을 목표로 하는 주요 alloc 개발자와의 작업이 계속됩니다. 라이브러리가 커널 수준에서 작동하는 데 필요한 "no_fp_fmt_parse" 옵션이 Rust 기본 라이브러리(코어)로 이동되었습니다.
• CONFIG_WERROR 모드에서 커널을 빌드할 때 발생할 수 있는 컴파일러 경고를 제거하기 위해 코드가 정리되었습니다. Rust에서 코드를 빌드할 때 추가 컴파일러 진단 모드와 Clippy linter 경고가 활성화됩니다.
• seqlock(시퀀스 잠금), 전원 관리를 위한 콜백 호출, I/O 메모리(readX/writeX), 인터럽트 및 스레드 처리기, GPIO, 장치 액세스, 드라이버 및 자격 증명을 위한 Rust 코드에서의 사용을 위한 추상화가 제안되었습니다.
• 드라이버 개발을 위한 도구는 재배치 가능한 뮤텍스, 비트 반복기, 단순화된 포인터 바인딩, 향상된 오류 진단 및 데이터 버스 독립적 인프라를 포함하도록 확장되었습니다.
• 참조 계산을 위해 동일한 이름의 커널 API를 사용하는 refcount_t 백엔드를 기반으로 단순화된 Ref 유형을 사용하는 링크 작업이 개선되었습니다. 표준 할당 라이브러리에서 제공되는 Arc 및 Rc 유형에 대한 지원이 제거되었으며 커널 수준에서 실행되는 코드에서는 사용할 수 없습니다(라이브러리 자체에 이러한 유형을 비활성화하는 옵션이 준비되어 있습니다).
• 패치에는 Rust로 다시 작성된 PL061 GPIO 드라이버 버전이 포함되어 있습니다. 드라이버의 특별한 특징은 구현이 C 언어의 기존 GPIO 드라이버를 거의 한 줄씩 반복한다는 것입니다. Rust에서 드라이버를 만드는 방법을 익히고 싶은 개발자를 위해 C 코드가 Rust에서 어떤 구성으로 변환되는지 이해할 수 있도록 한 줄씩 비교하는 방법이 준비되어 있습니다.
• 기본 Rust 코드베이스는 libgccjit 라이브러리를 사용하여 AOT(Ahead-of-Time) 컴파일을 구현하는 GCC용 Rustc 백엔드인 Rustc_codegen_gcc를 채택했습니다. 백엔드를 적절하게 개발하면 GCC를 사용하여 커널에 포함된 Rust 코드를 수집할 수 있습니다.
• ARM, Google, Microsoft 외에도 Red Hat은 Linux 커널에서 Rust 언어를 사용하는 데 관심을 표명했습니다. Google은 Linux용 Rust 프로젝트에 대한 지원을 직접 제공하고, Rust에서 Binder 프로세스 간 통신 메커니즘의 새로운 구현을 개발하고 있으며, Rust에서 다양한 드라이버를 재작업할 가능성을 고려하고 있다는 점을 상기해 보겠습니다. Microsoft는 Rust에서 Hyper-V용 드라이버를 구현하기 시작했습니다. ARM은 ARM 기반 시스템에 대한 Rust 지원을 개선하기 위해 노력하고 있습니다. IBM은 PowerPC 시스템용 커널에 Rust 지원을 구현했습니다.

출처 : opennet.ru