linux kernelにrustがやってきた！(next-xxxxに)

TL;DR : linux kernelのrepositoryでrustフォルダが掘られた（next branchで)

要約すると以下のようになるっぽい。

• rustはnightly build版が必要になります。nightlyの機能を活用しているので。
• x86-64とarm64がサポートされています。あと、LLVM前提になります。
• driver/charの下にサンプルコードがあるので、気になったら見てください。
• debugするときdemangleで問題になったら、ツール側をどうにかしてください。

まずはこちらをご覧いただきたい…

Linux Kernelのnext-XXXX branchにで…

見慣れないフォルダ！！ rust !!! rust !!! rust !!!

確かに昨年、rustのサポートの話でていましたね…

ここから話を見つけました

lwn ( https://lwn.net/ ) に面白い記事ないかなー

↓

↓　twitterでネタ被ってないよね…を簡単に確認

Rustの時代っぽいので，昨日書いたLinux Kernelに入りそうなRustについて軽くまとめた記事を共有しておきます．https://t.co/6qqjsjZ9bM
ソースコード読んだ方が楽しいしわかりやすいです．#kernelvm

— ばにらびいんず(鳥) (@n01e0) March 20, 2021

↓

（ネタ被りということでは、ギリギリセーフかな…？　よし翻訳してみよう）

ということで…

さっそく、新しく追加されたRust関係のdocumentを見ていく( https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/next/linux-next.git/tree/Documentation/rust )。

• index.rst
  • リンクのためのページなので、これはいいかな…
• quick-start.rst
  • 開発に関連するところ！これは読んでおこう！
• docs.rst
  • ドキュメンテーションのシステムの話……　余力があれば読もう（今はいいや）
• coding.rst
  • コーディングスタイルの話……　余力があれば読もう（今はいいや）
• arch-support.rst
  • サポートするアーキテクチャの話だけど、情報量ないし、これはいいかな…

quick_start.rst

Quick Start

このドキュメントは、Rustを使ってkernel開発をどうやって始める方法について記載されています。
貴方がRustで作業した経験がある場合、かかる時間は少しだけです。

Requirements: Building

このセクションでは、開発に必要となるツールの入手について説明をします。

これらの要求については、あなたのlinux distributionでは、rustc, rust-src, rust-bindgen等のような名称で有効になっているかもしれません。しかし、書いているときには十分最新のものではない可能性があります（訳注：ここでいう「書く」は、あなたがドライバ/コードを書くという意味と思われます）。

rustc

最新の nightly Rust toolchain ( 少なくとも rustc ) が必要です、例えば nightly-2021-02-20。我々の目的は安定的なtoolchainをできるだけ用いる事です。しかし、nightly featuresのいくつかに依存もしています。

あなたがrustupを用いる場合、下記コマンドを実行してください。

rustup toolchain install nightly

あるいは、スタンドアロンのinstallerを取得したり、rustup を下記からインストールしてください。

https://www.rust-lang.org

Rust standard library source

build systemがcoreや`allocをクロスコンパイルするために、Rust standard library sourceが必要です。

あなたがrustupを用いる場合、下記コマンドを実行してください。

rustup component add rust-src

あるいは、もしstandalone installerを使っている場合、あなたのnightly toolchainをインストールしたフォルダの中に、Rust repositoryをcloneすることもできます。

git clone --recurse-submodules https://github.com/rust-lang/rust $(rustc --print sysroot)/lib/rustlib/src/rust

bindgen

bindgentoolを用いることで、kernelのC sideのbindingがbuild時に生成されます、最新のバージョン、例えば、0.56.0で作業をするべきです。

インストール方法は以下です（ソースコードからtoolを構築します）::

cargo install --version 0.56.0 bindgen

このツールは、libclang (LLVM)を使います。これは、kernel内のCコードを理解いするためです。すなわち、最新のLLVMをインストールしておかねばなりません。また、kernelをコンパイルするときには、CC=clangあるいはLLVM=1をつけることになります。

Requirements: Developing

このセクションでは、開発に必要となるツールの取得方法について説明します。もしkernelをbuildすることしかしないのであれば、これらは必要にはなりません。

rustfmt

rustfmt　toolは、C bindingの生成を含む、Rust kernel codeすべてに対する自動フォーマットに用いられるツールです（詳細については、rust_coding（Documentation/rust/coding.rst）を参照してください）

もしあなたがrustupを使う場合、default profileでは既にツールはインストールされています。そのため、そのまま先へ進めることができます。もし他のprofileを使っている場合、コンポーネントを手動でインストールすることもできます。

rustup component add rustfmt

standalone installerにはrustfmtもまた含まれます。

clippy

clippyは、Rust linterです（訳注：lint とはコンパイラよりも厳密にチェックをする機構）。makeする際に、CLIPPY=1を渡すことで、Rust codeに対する追加の警告を得ることができます（詳細については、rust_coding（Documentation/rust/coding.rst）を参照してください）

もしあなたがrustupを使う場合、default profileでは既にツールはインストールされています。そのため、そのまま先へ進めることができます。もし他のprofileを使っている場合、コンポーネントを手動でインストールすることもできます。

rustup component add clippy

standalone installerにはclippyもまた含まれます。

rustdoc

rustdoc toolをインストールすることで、Rust codeに対する素晴らしいHTML documentationを得る事もできるようになります。それには、kernelの残り部分で使われているrust/内のライブラリ(crates)も含まれます。（詳細については、rust_coding（Documentation/rust/coding.rst）を参照してください）

もしあなたがrustupを使う場合、default profileでは既にツールはインストールされています。そのため、そのまま先へ進めることができます。もし他のprofileを使っている場合、コンポーネントを手動でインストールすることもできます。

rustup component add rustdoc

standalone installerにはrustdocもまた含まれます。

Configuration

General setup menu内で、Rust support (CONFIG_RUST)を有効にしなければなりません。このオプションは、build systemがrustcを配置している場合にだけ表示されます。次に、Rustが必要とする残りのオプションについて表示されます。

そのあと、Device Driversの下のCharacter devicesに異動し、Rust example(CONFIG_RUST_EXAMPLE`)という、Rust driverのサンプルを有効にしてください。

Building

x86_64やarm64 kernelを、GCC、Clangあるいは完全なLLVM toolchainでbuildすることはうまく動作するはずです。しかし、現時点ではGCCでの利用は実験的であることに注意をしてください。

Hacking

もしより深淵を覗きたい場合には、drivers/char/rust_example.rsに置かれたサンプルドライバーのソースコードを見てください。Rustのサポートコードはrustにあります。また、kernel hacking の下に、Rust hackingmenuもあります。

もしGCB/Binutilsを使っているが、Rust symbolでdemangleされない場合、その理由は利用しているtoolchainがRustの新しいv0 mangle schemeをまだサポートしていないからかもしれません。いくつかの方法が考えられます。

• 独自にtoolをbuildしてよいならば、GCC向けの非常に新しいreleaseにおけるcherry pickedでのサポートしたforkに追従することができます。

  https://github.com/Rust-for-Linux/binutils-gdb/releases/tag/gdb-10.1-release-rust
  https://github.com/Rust-for-Linux/binutils-gdb/releases/tag/binutils-2_35_1-rust
  

• もしGDBしか必要とせず、CONFIG_DEBUG_INFOを有効にできるならば：
  GDBのいくつかのバージョン(例えば、vanilla GDB 10.1)ではデバッグ情報として既にdemangledされた名前を利用することができます。

• もしloadble moduleのサポートが要らないのであれば、compileするときに-Zsymbol-mangling-version=v0を外してください。しかし、これは我々はサポートしていませんので、急ぎでない場合には利用するべきではありません。

まとめ

• rustはnightly build版が必要になります。nightlyの機能を活用しているので。
• x86-64とarm64がサポートされています。あと、LLVM前提になります。
• driver/charの下にサンプルコードがあるので、気になったら見てください。
• debugするときdemangleで問題になったら、ツール側をどうにかしてください。