Den åttonde versionen av patchar för Linux-kärnan med stöd för Rust-språket

Miguel Ojeda, författare till projektet Rust-for-Linux, har föreslagit för Linux-kärnutvecklare att släppa v8 av komponenterna för enhetsdrivrutinsutveckling med Rust-språket. Detta är en reviderad version av patcharna med hänsyn tagen till den första versionen, som publicerades utan versionsnummer. Stödet för Rust betraktas som experimentellt, men är redan inkluderat i linux-next-grenen och strävar efter integration i höstutgåvan 5.20/6.0. Det är tillräckligt utvecklat för att börja arbeta med att skapa abstraktionslager ovanpå kärnunderhållssubsystem, samt för att skriva drivrutiner och moduler. Utvecklingen finansieras av Google och organisationen ISRG (Internet Security Research Group), som är grundare av projektet Let's Encrypt och främjar HTTPS och utvecklingen av teknologier för att öka internetsäkerheten.

I den nya versionen:

• Verktyget och varianten av biblioteken alloc, befriat från potentiella "panic"-tillstånd vid fel, har uppdaterats till Rust 1.62. Jämfört med den tidigare använda versionen stabiliserades stödet för funktionaliteten const_fn_trait_bound, som används i patcharna till kärnan.
• Kodbindningarna har delats upp i ett separat crate-paket "bindings", vilket förenklar omkompilering vid ändringar endast i huvudpaketet "kernel".
• Implementeringen av makrot "concat_idents!" har skrivits om som en procedurmakro som inte är kopplad till concat_idents-funktionaliteten och som tillåter användning av referenser till lokala variabler.
• Makrot "static_assert!" har skrivits om, vilket gör att "core::assert!()" kan användas i vilket sammanhang som helst istället för konstanter.
• Makrot "build_error!" har anpassats för användning när moduler sätts till läget "RUST_BUILD_ASSERT_{WARN,ALLOW}".
• En separat fil med inställningar "kernel/configs/rust.config" har lagts till.
• Filer som hanteras i makroplaceringar "*.i" har döpts om till "*.rsi".
• Stödet för att bygga Rust-komponenter med optimeringsnivåer som skiljer sig från dem som används för C-kod har upphört.
• Modulen fs har lagts till, vilket tillhandahåller bindningar för arbete med filsystem. Ett exempel på ett enkelt filsystem skrivet i Rust har föreslagits.
• Modulen workqueue har lagts till för arbete med systemköer (den tillhandahåller bindningar över kernel-strukturerna work_struct och workqueue_struct).
• Utvecklingen av modulen kasync har fortsatt med implementeringen av metoder för asynkron programmering (async). Exemplet på en fungerande TCP-server på kärnnivå, skriven i Rust, har lagts till.
• Möjligheten att hantera avbrott på språk Rust har lagts till med hjälp av typklasser [Threaded]Handler och typerna [Threaded]Registration.
• Den procedurmakro «#[vtable]» har lagts till för att förenkla arbetet med funktionspekar-tabeller, som strukturen file_operations.
• Implementeringen av dubbelsidiga länkade listor «unsafe_list::List» har lagts till.
• Inledande stöd för RCU (Read-copy-update) och typen Guard har lagts till för att kontrollera bindningen av läsblockeringen till den aktuella tråden.
• Funktionen Task::spawn() för att skapa och automatiskt starta kärntrådar har lagts till. Metoden Task::wake_up() har också lagts till.
• Modulen delay har lagts till, vilket gör det möjligt att använda förseningar (en överläggning ovanför msleep()).

De föreslagna förändringarna möjliggör användning av Rust som ett andra språk för utveckling av drivrutiner och kärnmoduler. Stödet för Rust presenteras som ett alternativ, inte aktiverat som standard och leder inte till att Rust blir ett krav i kärnans byggberoenden. Användningen av Rust för att utveckla drivrutiner kommer att göra det möjligt att enkelt skapa säkra och mer kvalitativa drivrutiner, fria från problem som att referera till minnesområden efter deras frigörande, dereferera nollpekare och överskrida buffertgränser.

Säker minneshantering säkerställs i Rust vid kompilering genom kontroll av referenser, spårning av ägande av objekt och beaktande av objektens livstid (synlighet), samt genom utvärdering av korrekt tillgång till minnet under kodens körning. Rust tillhandahåller också verktyg för skydd mot heltalsöverflöden, kräver obligatorisk initialisering av variabelvärden innan användning, hanterar fel bättre i standardbiblioteket, tillämpar konceptet av oföränderliga (immutable) referenser och variabler som standard och erbjuder stark statisk typning för att minimera logiska fel.

Källa: opennet.ru