Förslag om att diskutera frågan om att lägga till stöd för Rust-utveckling i Linux-kärnan

Nick Desaulniers (Nick Desaulniers), som arbetar på Google med att säkerställa stöd för kompileringen av Linux-kärnan med Clang-kompilatorn och även hjälper att fixa buggar i Rust-kompilatorn, föreslog hålla en session på konferensen Linux Plumbers Conference 2020 för att diskutera möjligheten att utveckla kärnkomponenter på Rust. Nick organiserar en mikro-konferens om LLVM och tycker att det skulle vara bra att diskutera tekniska aspekter av den potentiella integrationen av Rust-stöd i kärnan (de har redan ett arbetande prototyp för KBuild) och förstå om stöd för Rust verkligen behöver läggas till och vilka begränsningar för användning av Rust som bör beaktas.

Vi påminner om att Linus Torvalds inte uteslöt möjligheten till bindningar för utveckling av icke-kärnsystemkomponenter (som drivrutiner) på språk som Rust under det senaste diskussionen vid konferensen "Open Source Summit and Embedded Linux". Möjligheten att utveckla drivrutiner på Rust skulle göra det möjligt att skapa säkra och mer kvalitativa drivrutiner med minimala ansträngningar, utan problem som att referera till minnesområden efter att de har frigjorts, dereferera nullpekare och överskrida buffertgränser. Det finns redan flera externa projekt för att implementera denna möjlighet:

• Utvecklare från företaget "Fish in a Barrel" har förberett ett verktyg för att skriva laddningsbara moduler för Linux-kärnan med Rust, som använder ett set av abstrakta lager över kärnans gränssnitt och strukturer för att öka säkerheten. Lagren genereras automatiskt baserat på de befintliga kärnhuvudfilerna med hjälp av ett verktyg bindgen. För att bygga lagren används Clang. De byggda modulerna använder förutom lagren även paketet staticlib.
• Forskare från Chinese University of Hong Kong utvecklar ett projekt för att utveckla drivrutiner för inbyggda system och Internet of Things-enheter med Rust, som också använder bindgen för att generera lager baserade på kärnans headerfiler. Ramverket syftar till att öka säkerheten för drivrutiner utan att göra förändringar i kärnan - istället för att skapa ytterligare isoleringsnivåer för drivrutinerna i kärnan, föreslås det att blockera problem i kompilationsfasen genom att använda det säkrare språket Rust. Det antas att ett sådant tillvägagångssätt kan bli efterfrågat av hårdvarutillverkare som snabbt utvecklar proprietära drivrutiner utan ordentlig granskning.
• Utvecklarna av ramverket C2Rust för att översätta C-kod till Rust, gjennomfører Experiment med konvertering av kärnmoduler med minimala manuella ändringar. Problem som har noterats inkluderar användning av GCC-tillägg i många delar av kärnkoden, vilket för närvarande inte stöds av C2Rust. För att åtgärda detta planeras det att lägga till stöd för GCC-attribut som inline, cold, alias, used och section i C2Rust, samt att utöka möjligheterna för inline-assemblering och lösa problem med strukturer som är både justerade och packade (t.ex. xregs_state). Bland de betydande problemen som kräver manuellt arbete är det omöjligt att översätta icke-triviala C-makron till Rust-makron och behovet av att omdefiniera typer, eftersom C2Rust översätter C-typer till definitioner i libc-paketet, vilket inte kan användas i kärnmoduler.

Källa: opennet.ru