用 Rust 重写 Linux 内核,这可能吗?

简介: 众所周知,Linux 是 C 语言的代言人。但是,时代变了,Rust 正在兴起并赢得越来越多人的支持,它开始逐渐扮演 Linux 系统语言的角色。

在 2020 年 Linux Plumbers 峰会上,开发人员认真考虑过将 Rust 语言用于 Linux 内联代码的想法。此外,已经有很多 Linux 中的 Rust 内容被推向市场。比如,AWS 在 2020 年发布了 Bottlerocket,这是一种专为运行容器而打造的基于 Linux 的开源操作系统,其中包含大量的 Rust 代码。

另一个例子则与 Sylvestre Ledru 有关。他白天的身份是 Mozilla 的主管,而晚上却是 Debian Linux 开发人员。 Ledru 已经使用 LLVM 编译器基础架构及其 Clang C 语言前端和工具链基础架构,将一个 Rust 版本的 Coreutils 移植到了 Linux 中。据了解,Coreutils 是 GNU Shell 核心实用程序。基于这些内容,他已经启动了 Linux 并运行了一些最受欢迎的 Debian 软件包。虽然 Ledru 承认这一平台还没有准备好投入生产,但经过很多繁重的工作后,它现在已经可以使用了。总有一天,它会发展到替代 GNU Coreutils 的地步。

挺进 Linux 世界,Rust 机会在哪?

Rust 之所以受欢迎,是因为开发人员用 Rust 更容易编写出安全的软件。一直以来,安全性深深困扰着微软和谷歌等公司。此前,微软的研究人员称,该公司每年修复的漏洞中有 70% 与内存安全有关。谷歌的调查也发现,Chrome 代码库中所有严重的安全漏洞,70% 是内存管理的安全漏洞。

这些安全问题正好可以使用 Rust 来解决。AWS 产品经理 Samartha Chandrashekar 表示,“Rust 有助于确保线程安全,并防止与内存相关的错误,例如可能导致安全漏洞的缓冲区溢出“。

据悉,2019 年 Linux 安全峰会揭示,大约三分之二的 Linux 内核漏洞来自内存安全问题。

从理论上讲,Rust 可以使用本质上更安全的应用程序接口(API)完全避免这些漏洞。

那么,关于 Linux 中的 Rust 地位,Linux 开发人员 Nelson Elhage 总结道:Linux Rust 的支持者并不是“提议将 Linux 内核用 Rust 重写;他们只是努力想做到让新的代码可以用 Rust 来编写。Rust 支持的三个潜在关注点包括利用内核中的现有 API、架构支持”,以及处理 Rust 和 C 之间的应用程序二进制接口(ABI)兼容性。

Linux 之父:驱动程序可能率先 Rust 化

当然,Rust 能否替代 C 语言,主宰 Linux 世界?Linux 之父 Linus 和 Linux 稳定内核的维护者 Greg Kroah-Hartman 或许最有发言权。

Linus 一直在“等待与观察”。他说:“我对这个项目很感兴趣,但我认为它是由非常热衷于 Rust 的人们推动的,并且我想看看它在实践中的效果究竟如何。”

Linus 表示,“绝不会推动 Linux 中的 Rust 运动。但是,鉴于 Rust 的优势,我愿意接受它。”

Linus 认为,Rust 的首要目标似乎是驱动程序,这是因为在那里,你可以找到许多不同的可行目标,并且内核的这些部分相当小巧且独立。对某些人来说,这可能没那么有趣,但它是非常明显的目标。

在他看来,首先考虑驱动程序的另一个原因是“任何对驱动程序的初期尝试都发生在架构层面。很多驱动程序只关联了少数几个目标架构,因此 Rust 代码在某些架构上不被支持的问题在这里并不算什么大事。”

Linux 稳定内核的维护者 Greg Kroah-Hartman 认同 Linus 的说法,“驱动程序可能是这类尝试的首选领域,因为它们是内核源代码依赖树的'末端枝叶'。它们依赖于核心内核功能,但没有任何内容依赖它们”。

Linus 知道有些人完全不喜欢用户空间中有 Rust 的存在。“人们在抱怨用户空间中的'Rust 化'对未来的内核来说并不是什么好迹象,但究竟如何,我们可以拭目以待。内核与用户空间项目是不一样的——内核在某些方面更难处理(我们使用了很多非常奇怪的头文件,这些文件推动了可以称为“C”的边界),但是在其他许多方面又更容易(主要因为内核是完全自包含的,因此最终二进制文件不依赖其他项目”。

“一切都归结为如何将用 C 编写的内核核心结构和长期规则之间的交互映射到 Rust 结构和长期规则中,以让 Rust 编写的驱动程序能够正确使用它们。想要将所有这些组织起来的开发人员将需要大量的用心努力,我祝他们好运。”Greg Kroah-Hartman 补充说。

写在最后:

目前,几乎可以肯定,用 Rust 重写 Linux 这样的事短时不会发生,但是 Linux 中用户空间程序和驱动程序却有可能率先 Rust 化。

目录
相关文章
|
5月前
|
安全 网络协议 Linux
深入理解Linux内核模块:加载机制、参数传递与实战开发
本文深入解析了Linux内核模块的加载机制、参数传递方式及实战开发技巧。内容涵盖模块基础概念、加载与卸载流程、生命周期管理、参数配置方法,并通过“Hello World”模块和字符设备驱动实例,带领读者逐步掌握模块开发技能。同时,介绍了调试手段、常见问题排查、开发规范及高级特性,如内核线程、模块间通信与性能优化策略。适合希望深入理解Linux内核机制、提升系统编程能力的技术人员阅读与实践。
553 1
|
5月前
|
Ubuntu Linux
Ubuntu 23.04 用上 Linux 6.2 内核,预计下放到 22.04 LTS 版本
Linux 6.2 带来了多项内容更新,修复了 AMD 锐龙处理器设备在启用 fTPM 后的运行卡顿问题,还增强了文件系统。
|
5月前
|
Ubuntu Linux
Ubuntu 23.10 现在由Linux内核6.3提供支持
如果你想在你的个人电脑上测试一下Ubuntu 23.10的最新开发快照,你可以从官方下载服务器下载最新的每日构建ISO。然而,请记住,这是一个预发布版本,所以不要在生产机器上使用或安装它。
|
5月前
|
传感器 监控 Ubuntu
10 月发布,Ubuntu 23.10 已升级到 Linux Kernel 6.3 内核
硬件方面,Linux 6.3 引入了在 HID 中引入了原生的 Steam Deck 控制器接口,允许罗技 G923 Xbox 版赛车方向盘在 Linux 上运行;改善 8BitDo Pro 2 有线控制器的行为;并为一系列华硕 Ryzen 主板添加传感器监控。
|
5月前
|
Ubuntu Linux
Ubuntu24.04LTS默认采用Linux 6.8内核,实验性版本可通过PPA获得
IT之家提醒,当下的 Ubuntu 23.10 也是一个“短期支持版本”,该版本将在今年 7 月终止支持,而今年 4 月推出的 Ubuntu 24.04 LTS 长期支持版本将获得 5 年的更新支持。
|
5月前
|
监控 Ubuntu Linux
什么Linux,Linux内核及Linux操作系统
上面只是简单的介绍了一下Linux操作系统的几个核心组件,其实Linux的整体架构要复杂的多。单纯从Linux内核的角度,它要管理CPU、内存、网卡、硬盘和输入输出等设备,因此内核本身分为进程调度,内存管理,虚拟文件系统,网络接口等4个核心子系统。
382 0
|
5月前
|
Web App开发 缓存 Rust
|
5月前
|
Ubuntu 安全 Linux
Ubuntu 发行版更新 Linux 内核,修复 17 个安全漏洞
本地攻击者可以利用上述漏洞,攻击 Ubuntu 22.10、Ubuntu 22.04、Ubuntu 20.04 LTS 发行版,导致拒绝服务(系统崩溃)或执行任意代码。
|
5月前
|
Ubuntu 机器人 物联网
Linux Ubuntu 22.04 LTS 测试版实时内核已可申请
请注意,在启用实时内核后您需要手动配置 grub 以恢复到原始内核。更多内容请参考: