Firmware em Rust: estratégias de implementação e modelos de programação confiáveis visando aplicações concorrentes em tempo real

• Autor(a) principal: Silva, Cecília Carneiro e
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
• Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/26527; http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.2040
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; Cyber Physical Systems; Engenharia Elétrica; Engenharia de Software; Software Engineering; Linguagem Rust; Rust Language

Os sistemas embarcados são vitais na transição para um mundo mais conectado. Eles se diferem dos tradicionais sistemas de informação por uma série de fatores, largamente influenciados, pela proximidade (interseção) com o “mundo real”. De forma geral, programas computacionais podem ser vistos, ou melhor, construídos sob duas perspectivas: seja a partir de uma visão próxima à máquina, ou através de abstrações de alto nível. No que tange os software embarcados, é nítido o domínio da primeira classe de atuação. As recentes falhas, todavia, propõe uma mudança de paradigma, ao acreditar que os métodos vigentes não são suficientes para lidar com as dificuldades contemporâneas. Rust, mesmo sendo uma linguagem de sistemas, se alinha com a segunda tendência de pensamento. Apoiada em verificações estáticas, e algumas validações dinâmicas, essa linguagem oferece ao desenvolvedor a possibilidade de, idiomaticamente, criar soluções confiáveis. Rust combina técnicas que, até então, eram restritas à linguagens de pesquisa, de uma forma surpreendentemente ergonômica e eficiente. O presente trabalho, amparado em modelos de computação pertinentes ao escopo, explora o uso dessa linguagem no contexto das aplicações microcontroladas. Após breve introdução, apresenta-se, como contribuição, uma biblioteca de abstração de hardware, em Rust, construída com a finalidade de traduzir propriedades “mecânicas” do hardware para abstrações seguras em software. Em seguida, são explicitados os mecanismos de controle da complexidade proveniente da natureza física dessas aplicações. Um modelo de temporalização via timer-wheels e dois padrões de construção de software, de alto nível, complementares o modelo de baixo nível (tarefas e recursos) pregado pela framework RTFM (Real-Time for The Masses) são as demais contribuições deste trabalho. Em suma, as técnicas aqui apresentadas foram pensadas para adaptar a linguagem Rust às características das aplicações embarcadas. O resultado são software mais confiáveis e seguros.