Por Que o Rust Está Dominando a Programação de Hardware?

Se você programa há algum tempo, já deve ter ouvido falar do Rust. E se ainda não ouviu, pode ter certeza de que vai ouvir muito nos próximos anos. Eu mesmo comecei a me interessar por Rust quando percebi que a segurança de memória em C e C++ estava me dando mais dor de cabeça do que deveria.

Por décadas, a programação de sistemas e hardware foi dominada por uma dupla imbatível: C e C++. Eles ofereciam desempenho, controle e um ecossistema maduro. Mas uma nova linguagem está desafiando esse reinado — e, em muitos casos, já vencendo.

O Rust emergiu como a linguagem que promete o melhor dos dois mundos: desempenho equivalente ao C com segurança de memória garantida em tempo de compilação [Embedded Computing Design]. E a indústria está respondendo.

Empresas como Volvo, Microsoft, Amazon, Google e até a Força Aérea dos EUA estão adotando Rust em sistemas críticos [JKI]. O Linux kernel já aceita drivers em Rust [ACM]. E a União Europeia e os EUA estão pressionando regulatoriamente pelo uso de linguagens seguras [JKI].

Neste artigo, vou mostrar por que o Rust está dominando a programação de hardware, os números que comprovam essa tendência e como você pode começar a usar Rust em seus projetos.

C e C++ são linguagens poderosas, mas sua maior força também é sua maior fraqueza: o gerenciamento manual de memória. Em sistemas embarcados, onde não há sistema operacional para proteger a memória, um erro de ponteiro pode corromper estruturas internas e causar falhas que aparecem minutos depois, em partes completamente diferentes do código [Derek Molloy].

Os números são alarmantes. A Microsoft descobriu que cerca de 70% das vulnerabilidades graves em seus sistemas são causadas por problemas de segurança de memória [GitHub]. No Linux, a proporção é semelhante: 70% dos bugs de segurança de alta gravidade estão relacionados à memória [Embedded Computing Design].

O pior: esses bugs são caros de encontrar e corrigir. Um erro descoberto no final do ciclo de desenvolvimento pode custar até 100 vezes mais para consertar do que se fosse encontrado cedo [JKI].

E não adianta ser um programador experiente. Erros de memória acontecem com os melhores. É uma limitação da linguagem, não do programador.

O Rust ataca o problema de segurança de memória na raiz, com seu sistema de ownership e borrowing (posse e empréstimo), que elimina classes inteiras de erros em tempo de compilação [Embedded Computing Design].

Veja como Rust protege contra os erros mais comuns em C:

Buffer overflow

Em C, você pode escrever além do limite de um array facilmente:

// C - perigoso!
int arr[10];
arr[20] = 5; // Escreve fora do array, corrompe memória

Em Rust, o compilador impede isso:

// Rust - seguro!
let arr: [i32; 10] = [0; 10];
arr[20] = 5; // Erro em tempo de compilação!

Use-after-free

Em C, você pode acessar memória que já foi liberada:

// C - perigoso!
int* ptr = malloc(sizeof(int));
free(ptr);
*ptr = 5; // Acessa memória liberada!

Em Rust, o compilador garante que você não pode fazer isso:

// Rust - seguro!
let arr = Box::new([0; 10]);
drop(arr); // Libera a memória
arr[0] = 5; // Erro em tempo de compilação!

E tudo isso sem garbage collector. Rust alcança segurança de memória em tempo de compilação, com desempenho equivalente ao C [Embedded Computing Design].

Para programadores com experiência em C, o sistema de ownership pode ser desafiador no início, mas a recompensa é enorme: se compila, funciona [JKI].

A adoção do Rust não é mais uma promessa — é uma realidade em andamento, com dados sólidos de múltiplas fontes.

Android: 68% menos vulnerabilidades

O Android viu uma queda de 68% nas vulnerabilidades de segurança de memória à medida que a adoção do Rust cresceu. Até o momento, nenhuma vulnerabilidade de segurança de memória foi encontrada no código Rust do Android [JKI].

Pense nisso: zero vulnerabilidades de memória em código Rust no Android. É um número que fala por si só.

Microsoft Windows: kernel mais seguro

A Microsoft reescreveu 36 mil linhas de código do kernel do Windows em Rust. O CTO da Microsoft afirmou que o código em Rust é "mais fácil de manter, mais confiável e mais fácil de evoluir" do que a versão em C++ [JKI].

Se a Microsoft está confiando no Rust para o coração do Windows, isso diz muito sobre a maturidade da linguagem.

Cloudflare: 70% menos CPU, 67% menos memória

A Cloudflare substituiu o NGINX por seu próprio proxy, o Pingora, escrito em Rust. O resultado: 70% menos uso de CPU e 67% menos memória [JKI]. O Pingora agora processa todo o tráfego da Cloudflare.

Isso é economia de verdade. Menos servidores, menos custos, menos energia.

Amazon Firecracker: 50 mil linhas de Rust vs 1.4M de C

O Firecracker, o serviço de microVMs da Amazon que executa trilhões de invocações do Lambda por mês, é escrito em Rust. O código tem apenas 50 mil linhas, enquanto o QEMU (a alternativa em C) tem mais de 1.4 milhão de linhas — reduzindo drasticamente a superfície de ataque [JKI].

Rust não está apenas em laboratórios ou projetos experimentais. Está em produção, em sistemas críticos, salvando vidas e dinheiro.

Volvo e Polestar: carros com Rust

Volvo EX90 e Polestar 3 estão saindo das fábricas com ECUs (unidades de controle eletrônico) alimentadas por Rust. O arquiteto-chefe da Volvo afirmou: "Nós obtivemos qualidade muito maior e muito menos bugs do que com C/C++" [JKI].

Satélites e espaço

A K2 Space construiu seus satélites — incluindo sistemas de propulsão, orientação, térmica e comunicações — inteiramente em Rust. O primeiro satélite com Rust, Tianyi-33 da China, foi lançado em dezembro de 2023 rodando o RROS-Rust RTOS, processando dados científicos com tempos de resposta garantidos [JKI].

Dispositivos médicos

A Teton.ai já tem milhares de dispositivos de monitoramento de pacientes em Rust em produção, com uptime superior a 99% e redução de 25% na carga de trabalho noturna dos profissionais de saúde [JKI].

Uma das maiores perguntas é: Rust é tão rápido quanto C? A resposta curta é: sim. Em testes com microcontroladores, Rust alcança desempenho idêntico ao C [Electronic Innovation].

Como o estudo da STMicroelectronics e Inria concluiu: "Rust é uma escolha sólida hoje para o desenvolvimento de firmware neste domínio" [Electronic Innovation].

Se você quer começar a programar em Rust, aqui está um exemplo simples para você testar:

Primeiro, instale o Rust:

curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

Crie um novo projeto:

cargo new meu_projeto
cd meu_projeto

Escreva seu código:

// src/main.rs
fn main() {
    let nome = "mundo";
    println!("Olá, {}!", nome);

    // Rust previne erros de memória
    let numeros = vec![1, 2, 3, 4];
    for n in &numeros {
        println!("Número: {}", n);
    }
}

Execute o programa:

cargo run

É isso. Você acabou de escrever seu primeiro programa em Rust.

O Rust não vai substituir o C da noite para o dia. A inércia dos sistemas legados é enorme, e há projetos onde o C ainda é a melhor escolha — especialmente em plataformas de hardware muito restritas ou em ecossistemas de nicho [Embedded Computing Design].

Como escreveu Jonathan Pallant da Ferrous Systems: "C vai continuar depois do Rust, assim como Fortran e COBOL continuaram depois do C" [Embedded Computing Design].

Mas a trajetória é clara: para novos projetos — especialmente aqueles que exigem segurança, confiabilidade e conformidade regulatória — Rust é cada vez mais a escolha padrão [Embedded Computing Design] [Electronic Design].

O futuro da programação de hardware está sendo escrito em Rust. E você, vai ficar de fora?

Quer aprender Rust e se preparar para o futuro?

No Nerd Cult, acreditamos que aprender novas tecnologias é o caminho para se manter relevante no mercado. Assine nossa newsletter e receba conteúdos sobre programação, carreira e cultura geek.

Livro: Introdução ao Rust - A linguagem do futuro. (Portuguese Edition)

Rust é uma linguagem de programação de sistemas moderna que tem conquistado o coração de muitos desenvolvedores por sua combinação única de desempenho

Consulte o preço no site

(2 avaliações)

Amazon

Comprar Agora*Link de Parceiro

Bônus: Guia de Introdução ao Rust

Nerd Cult — onde o código encontra o rock, o cinema e a cultura geek. Porque ser nerd é transformar o medo em curiosidade, e a curiosidade em poder.

#RustLang #SistemasEmbarcados #ProgramaçãoHardware #Segurança #NerdCult