Andra versionen av patchar för Linux-kärnan med stöd för Rust-språket

Miguel Ojeda, författare till projektet Rust-for-Linux, har föreslagit en uppdaterad version av komponenterna för utveckling av enhetsdrivrutiner på Rust-språket för Linux-kärnans utvecklare att överväga. Stödet för Rust betraktas som experimentellt, men har redan godkänts för inkludering i linux-next-grenen. I den nya versionen har kommentarer som uttryckts i diskussionen av den första versionen av patcharna åtgärdats. Linus Torvalds har redan kopplat upp sig i diskussionen och föreslagit att logiken för vissa bitoperationer förändras.

Vi påminner om att de föreslagna förändringarna ger möjlighet att använda Rust som ett andra språk för utveckling av drivrutiner och moduler för kärnan. Stödet för Rust presenteras som ett alternativ, inte aktiverat som standard och inte som en obligatorisk byggberoende för kärnan. Användningen av Rust för utveckling av drivrutiner kommer att möjliggöra skapandet av säkrare och högre kvalitetsdrivrutiner med minimala insatser, utan problem som att referera till minnesområden efter att de har frigjorts, dereferera nullpekare och överskridning av 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.

De mest märkbara förändringarna i den nya versionen av patcharna:

• Koden för minneshantering har tagits bort från potentiella "panic"-tillstånd vid fel, som till exempel minnesbrist. Den nyligen inkluderade versionen av Rust-biblioteket alloc har omarbetat koden för att hantera misslyckanden, men det slutliga målet är att överföra alla funktioner som behövs för kärnan till den huvudredigerade versionen av alloc (ändringarna har redan förberetts och skickats till den standard Rust-biblioteket).
• Istället för nattliga byggen för att kompilera kärnan med Rust-stöd kan nu beta-versioner och stabila releaser av kompilatorn rustc användas. För närvarande används rustc 1.54-beta1 som referenskompilator, men efter utgivandet av version 1.54 i slutet av månaden kommer just den att stödjas som referenskompilator.
• Stöd för att skriva tester med den hemvändande Rust-attributet "#[test]" och möjligheten att använda doctests för att dokumentera tester har lagts till.
• Stöd för ARM32- och RISCV-arkitekturer har lagts till utöver de tidigare stödda x86_64 och ARM64.
• Implementeringarna av GCC Rust (GCC-framända för Rust) och rustc_codegen_gcc (rustc-backend för GCC) har förbättrats, och nu passerar de alla grundläggande tester.
• Nivån av abstraktion har föreslagits för användning i program skrivna i Rust som använder kärnans mekanismer, skrivna i C, som röd-svarta träd, objekt med referensräkning, skapande av filhandtag, uppgifter, filer och in-/utdata-vektorer.
• Stödet för modulen "file_operations", makrot "module!", registreringen av makron och rudimentära drivrutiner (probe och remove) har förbättrats i komponenterna för utveckling av drivrutiner.
• I Binder har stöd för överföring av filhandtag och LSM-hakar implementerats.
• Ett mer funktionellt exempel på en Rust-drivrutin föreslås – bcm2835-rng för den hårdvarubaserade slumpgeneratorn på Raspberry Pi-kort.

Dessutom nämns projekt från vissa företag kopplade till användningen av Rust i kärnan:

• Microsoft har uttryckt intresse för att delta i arbetet med att integrera stöd för Rust i Linux-kärnan och är redo att inom de kommande månaderna tillhandahålla implementationer av drivrutiner för Hyper-V på Rust.
• ARM arbetar på att förbättra stödet för Rust för system baserade på ARM-processorer. Projektet Rust har redan föreslagit ändringar som gör 64-bitars ARM-system till en av plattformarna för förstahandsstöd (Tier-1).
• Google tillhandahåller direkt stöd för projektet Rust for Linux, utvecklar en ny implementation av mekanismen för interprocesskommunikation, Binder, på Rust och överväger att omskriva olika drivrutiner på Rust. Genom ISRG (Internet Security Research Group) har Google finansierat arbetet med att integrera stöd för Rust i Linux-kärnan.
• IBM har implementerat stöd för Rust i kärnan för PowerPC-system.
• LSE-laboratoriet (Systems Research Laboratory) har utvecklat en SPI-drivrutin på Rust.

Källa: opennet.ru