在今天的Linux Plumbers Conference 2020大會上，Geoffery Thomas等人以“Barriers to in-tree Rust”為主題，討論了想要把Rust引入到Linux內核項目中作為一種可選的開發語言，還需要解決的一些問題。

Rust適合作為內核開發語言主要有兩點原因：

Rust是一個C語言很好的替代，很符合Linux內核對編程語言的需求：沒有垃圾回收，更符合內核的面向對象模型。

使用Rust更容易編寫安全的代碼。造成安全問題的use-after-free，緩存溢出，未初始化的內存等等的程序缺陷很容易避免。

Rust的優勢讓很多開發者感受到了吸引力。對新項目來說，選擇Rust的技術困難可能不太大，但是對已有項目來說，到底有多可行呢？Linux社區已經在嚴肅的考慮這個問題。除了“可能沒人懂Rust的patch怎么review因為沒有用過Rust”這種雞生蛋的問題以外，還有一些更加實際的項目框架問題需要考慮：

Cargo和庫

Cargo是Rust官方的項目管理工具，可以安裝和管理依賴，也可以控制構建過程。Geoffery認為雖然cargo的依賴管理對內核完全沒有用(比如編譯內核的過程不能依賴從網絡上下載一個庫，所有的代碼都必須是in-tree的)，但是使用cargo還是有一定的意義的(具體是什么并沒有深入)。

Rust的語言的運行時包含core / alloc / std三個層級，其中core是最核心的，內核代碼也需要用到。alloc需要運行時里包含動態內存管理，這個在內核里是有的(kmalloc)，但是有人指出，內核GPF_*的API可能比較難適配。std庫基本是封裝操作系統的輸入輸出，文件操作等API，所以在內核里是用不到的。

跟C語言之間的ABI

兩個語言之間如何互相調用？這個Rust是支持的，也不是Linux特有的問題，工具也有，但是如果大量的涉及到一些比較底層的操作，比如位操作、#ifdef檢測config、以及各種C的預處理技巧，怎么在Rust里保持一致等等，可能會導致一些混亂。感覺像trace這樣的框架，是不是需要用Rust重新實現一次呢？

RCU

內核使用了很多精細的同步機制，比如RCU。在討論到怎么樣從Rust訪問RCU保護的數據時，Geoffery認為從語言層面是可行的，也有一些代碼適配的進展。具體可以見

https://github.com/fishinabarrel/linux-kernel-module-rust/pull/250

除此之外，還有一些Rust語言特性導致的數據結構區別，比如雙鏈表等，似乎也不是很大的困難——常見問題已經有一些可以參考的庫和unsafe大法來解決(來自Rust社區的說法)。

GCC編譯

rustc目前依賴LLVM作為編譯工具，但是GCC仍然是內核的主流編譯方式。使用LLVM編譯整個內核可能是目前比較可行的做法，因為大家對混合LLVM+GCC的方式表示了一些擔憂——使用兩套編譯器就無法做LTO，更重要的是，兩個編譯器的微妙差異可能會導致內部ABI不兼容問題。還有人提出，應該考慮給GCC添加一個Rust前端。

多平臺支持

Linux支持的體系結構眾多，Rust暫時還不能全部覆蓋。(主要是arc, sparc32)

不過這個問題可以用“先讓一部分人Rust起來”的思路解決。

mrustc

除了把Rust代碼編譯成.o再跟C語言的目標文件鏈接在一起，還有一種可能是用mrustc把Rust代碼翻譯成C，再進行編譯。

https://github.com/thepowersgang/mrustc

Linus Torvalds的態度

https://lkml.org/lkml/2020/7/10/1261

I’d want the first rust driver (or whatever) to be introduced in such a simple format that failures will be obvious and simple.

總結

所謂魔鬼都在細節之中。對內核項目來說，要引入一個新的語言并不容易。即使沒有致命的問題，也需要投入很多的精力來排除一些障礙，讓雙語言開發被流暢的支持。如果Linux真的能夠采納Rust，那對整個Rust生態必將是一個巨大的利好消息。

最后，這次雖然更多的是一個主題討論，不過還是有一份演講的slides可以看的：

https://linuxplumbersconf.org/event/7/contributions/804/attachments/641/1168/barriers-to-in-tree-rust.pdf

總結

以上是生活随笔為你收集整理的rust编程之道 pdf_LPC: 想在内核里引入Rust，还需要做很多决定的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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