Upgrade to Pro
— share decks privately, control downloads, hide ads and more …
Speaker Deck
Features
Speaker Deck
PRO
Sign in
Sign up for free
Search
Search
Rustで始める自作組込みOS
Search
garasubo
June 17, 2019
Technology
3.6k
1
Share
Embed
Copy iframe code
Copy JS code
Copy link
Start on current slide
Rustで始める自作組込みOS
https://inteface-meet-up.connpass.com/event/126924/
で発表した内容
garasubo
June 17, 2019
More Decks by garasubo
See All by garasubo
Cancel Safetyとスレッドリーク
garasubo
1
730
RustでISUCONに勝つには
garasubo
1
800
Rustでの自作OSをやってきて
garasubo
0
1.2k
Armの仮想化支援機構を用いてハイパーバイザーを自作する
garasubo
3
7.8k
RustからX Window Systemを触る
garasubo
0
690
クラウド向けOS(?)Unikernelとは何か
garasubo
0
1.8k
論文紹介:KVM/ARM: The Design and Implementation of the Linux ARM Hypervisor
garasubo
0
680
Other Decks in Technology
See All in Technology
手塩にかけりゃいいってもんじゃない
ming_ayami
0
240
2026TECHFRESH畢業分享會 - 原生還是跨平台? App 開發踩坑實錄
line_developers_tw
PRO
0
710
2026TECHFRESH畢業分享會 - AI 時代的人生存檔點
line_developers_tw
PRO
0
710
スキルと MCP ツール、責務をどう分けるか? AI が迷わないインターフェース設計の戦略
cdataj
1
910
10倍の生産性を実現するAI駆動並列エージェントのすべて
kumaiu
4
1.3k
Disciplined Vibes: Scaling AI-Assisted Engineering
sheharyar
0
120
MCP Appsを作ってみよう
iwamot
PRO
4
480
小さくはじめるSLI/SLO ~育てながら組織に定着させる実践知~ / Starting Small with SLI/SLOs: Building Adoption Through Continuous Growth
nari_ex
2
1.4k
新規事業を牽引する技術選定 〜フルスタックTypeScript開発の実践事例〜
nullnull
3
380
攻撃者視点で考えるDetection Engineering
cryptopeg
0
760
Building applications in the Gemini API family.
line_developers_tw
PRO
0
2.8k
失敗を経て、Harness Engineering で 大切にしたいことを考える / Learning from Failure: What Matters in Harness Engineering
bitkey
PRO
1
290
Featured
See All Featured
Making the Leap to Tech Lead
cromwellryan
135
9.9k
Tips & Tricks on How to Get Your First Job In Tech
honzajavorek
1
540
Organizational Design Perspectives: An Ontology of Organizational Design Elements
kimpetersen
PRO
1
720
Helping Users Find Their Own Way: Creating Modern Search Experiences
danielanewman
31
3.2k
Making Projects Easy
brettharned
120
6.7k
個人開発の失敗を避けるイケてる考え方 / tips for indie hackers
panda_program
122
22k
Side Projects
sachag
455
43k
The AI Search Optimization Roadmap by Aleyda Solis
aleyda
1
5.9k
Navigating the moral maze — ethical principles for Al-driven product design
skipperchong
2
390
Testing 201, or: Great Expectations
jmmastey
46
8.2k
How to Build an AI Search Optimization Roadmap - Criteria and Steps to Take #SEOIRL
aleyda
1
2.1k
Have SEOs Ruined the Internet? - User Awareness of SEO in 2025
akashhashmi
0
370
Transcript
RUSTで始める 自作組込みOS @garasubo
自己紹介 • Twitter: @garasubo • 大学院時代:Cortex-A向けの自作ハイパーバイザ開発 • 現在:某企業でWebサービス開発 • 趣味でRustを使ってCortex-M向けの自作OSを開発中
• 会社の業務とは一切関係ない • 組込み業界のことはよく知りません
RUSTで自作OS • Rustはメモリ管理を直接できるC言語に代わる選択肢 • 各種モダンな言語機能と周辺ツール群 • 公式からのサポートが充実しつつある
先行事例 • Redox • 実ハードウェアでも動くデスクトップOS • マイクロカーネルベース • Rustのコンパイラそのものに変更を加えている •
Tock • RustのnightlyコンパイラでビルドできるCortex-M向けOS • 各プロセス間の安全性を重視 • SOSP’17などで成果が発表されている • Rust Embedded Working Group • Rust公式のワーキンググループ • デバイスドライバなど各種クレートとドキュメントの整備
自分がつくっているもの(ErkOS) • Cortex-MをターゲットとしたOS • 最低限のOSっぽい機能 • プロセスの立ち上げ・ラウンドロビンスケジューリング • 割り込み管理 •
SVCによるOS機能の呼び出し • 外部クレートはあんまり使わない(後述)
実装概要 • レポジトリはこちら • カーネルの持つオブジェクトは全部スタック領域におく • ライフタイムパラメータにより安全にスタックにおける • ヒープ領域はFuture Work
• 割り込み処理はカーネル内のメインループで大部分を処理 • 割り込みハンドラとカーネルプロセスでの変数共有を避ける • 割り込みの優先度や使う割り込みが増えた時の応答性は懸念事項 • QEMUとNucleo-F4291ZIでデモアプリの動作確認
RUSTでよかったこと~ライフタイム • C言語ではライフタイムの概念がない→寿命の切れたポインタ参照の危険性 • 例:https://wandbox.org/permlink/g5wg0V9BJUe1aePd • 関数内ローカル変数へのポインタを呼び出し元で使おうとしている • 警告は出るがコンパイルできてしまい、実行時に落ちる •
Rustならそのようなことはない • 例:https://play.rust- lang.org/?version=stable&mode=debug&edition=2018&gist=6dbc58dd26cfd4 476496b924ef6c0ab9 • 関数内ローカル変数のライフタイムは呼び出し元では終わっているのでコンパイルで きない • staticなどライフタイムを適切に延長する必要がある
RUSTでよかったこと~テスト • テストフレームワークがcargoに組み込まれている • ハードウェアに依存しているとテストフレームワークは動かない • qemuなどハードウェアシミュレータを使えば動く部分もある(nightlyのみ) • 依存関係を切って独立したモジュールをつくるほうがよい
RUSTでつらかったこと~データ構造の実装 • Rustで書かれたコードは(unsafeを使わない限り)メモリ安全だが、メモリ安全 なコードが常にRustで書けるとは限らない • 例: LinkedList • 先頭要素と末尾要素のミュータブルな参照(ポインタ)を持っておきたい •
1つの要素に対してミュータブルな参照は1つしか持てない • そのまま実装しようとすると末尾要素へのミュータブル参照が2つできて実装不能 • 解決策 • 生ポインタ(unsafe) • RefCell(実行時エラーの可能性) • (コンパイラを修正する)
RUSTでつらかったこと~クレート不足 • Rust Embeddedグループのクレートは微妙に使いにくい • 例)svd2rust • デバイスへのインターフェースが実行時にシングルトン化されたものが提供される • 割り込みハンドラ内でインターフェースを使おうとすると、めんどうくさいことに
• main関数内で、どうにか割り込みハンドラに渡さないといけない • グローバル変数での共有はunsafeを伴う • 実行時に変数を初期化するのでOptionでラップする必要性 • 専用フレームワーク(cortex-m-rtfm)やある程度開発が進むとこちらのほうが安全(?) • まだまだノウハウが蓄積され切れていない印象
自作OSをRUSTで開発すべきか メリットは大きいが、発展途上の分野なのでリスクも大きい • nightlyコンパイラでないと使えない機能が多い • IDEサポートもまだまだ • Rustの学習コストの高さ • 参考:https://github.com/rust-embedded/wg/issues/336