Излизането на Rust 1.94. Експерименти с Rust в ядрото на FreeBSD. СУБД Turso и САПР vcad на Rust

Обявен е релиз на езика за програмиране Rust 1.94, който е основан от проекта Mozilla, но в момента се развива под егидата на независима нестопанска организация, Rust Foundation. Езикът е фокусиран върху безопасната работа с паметта и предлага средства за постигане на висока паралелност при изпълнението на задачи, като същевременно не използва събирач на боклук и runtime (runtime се сведе до основна инициализация и поддръжка на стандартната библиотека).

Методите за работа с паметта в Rust имат за цел да изключат грешките при манипулиране на указатели и да защитят от проблеми, произтичащи от нискостепенната работа с памет, като например достъп до освободена памет, разименуване на нулеви указатели, излизане извън пределите на буфера и т.н. За разпространение на библиотеки, осигуряване на сборка и управление на зависимостите, проектът развива пакетния менеджер Cargo. За разполагане на библиотеки се поддържа хранилище crates.io.

Безопасната работа с паметта в Rust се осигурява по време на компилация чрез проверка на препратки, проследяване на собствеността на обектите, отчитане на времето на живот на обектите (области на видимост) и оценка на правилността на достъпа до паметта по време на изпълнението на кода. Rust също така предлага средства за защита от препълнение на цели числа, изисква задължителна инициализация на стойностите на променливите преди използването им, подобрява обработката на грешки в стандартната библиотека, прилага концепцията за неизменяемост (immutable) на препратки и променливи по подразбиране и предлага силна статична типизация, за да се минимизират логическите грешки.

Основни нововъведения:

• В типа slice е добавен методът array_windows, който създава итератор за преминаване по срезове (slice) „прозорци“ с фиксиран размер, преместващи се с по един елемент. За разлика от предишния метод windows, методът array_windows оперира с постоянен размер на прозореца и при всяка итерация връща линк към масив с фиксиран размер (&[T; N]), вместо срез с неопределен размер (&[T]). Понеже размерът на масива е известен на компилатора, за повишаване на производителността може да се избегне проверка на границите на масива на всяка стъпка от итерацията. let slice = [0, 1, 2, 3]; let mut iter = slice.array_windows(); assert_eq!(iter.next().unwrap(), &[0, 1]); assert_eq!(iter.next().unwrap(), &[1, 2]); assert_eq!(iter.next().unwrap(), &[2, 3]); assert!(iter.next().is_none());
• В конфигурационните файлове на пакетния мениджър Cargo (.cargo/config.toml) е реализирана директивата „include“, която позволява вмъкване на съдържание от други файлове по имплицитен начин. include = [ „frodo.toml“, „samwise.toml“, ] include = [ { path = „required.toml“ }, { path = „optional.toml“, optional = true }, ]
• В файловете с манифести и конфигурационни файлове е добавена поддръжка на новата версия на езика за маркиране TOML 1.1, в която е внедрена поддръжка за много редови вградени таблици, escape последователности „\xHH“ за вмъкване на хексадесетичното представяне на байтове и „\e“ за заменяне на „\u001B“, както и възможността да се остави запетая след последния елемент и да се пропуска указването на секунди в стойностите на времето. serde = { version = „1.0“, features = [„derive“] } сега може да бъде заменен на serde = { version = „1.0“, features = [„derive“], }
• В категорията стабилни е преведена нова порция API, като са стабилизирани методите и реализациите на типажите:
  • ::array_windows
  • ::element_offset
  • LazyCell::get
  • LazyCell::get_mut
  • LazyCell::force_mut
  • LazyLock::get
  • LazyLock::get_mut
  • LazyLock::force_mut
  • impl TryFrom for usize
  • std::iter::Peekable::next_if_map
  • std::iter::Peekable::next_if_map_mut
  • Вградени функции за x86 инструкции avx512fp16
  • Вградени функции за AArch64 инструкции NEON fp16
  • f32::consts::EULER_GAMMA
  • f64::consts::EULER_GAMMA
  • f32::consts::GOLDEN_RATIO
  • f64::consts::GOLDEN_RATIO
• Признак «const» е приложен в функциите:
  • f32::mul_add
  • f64::mul_add
• Платформата riscv64im-unknown-none-elf е преведена на трето ниво на поддръжка. Третото ниво обхваща основната поддръжка, но без автоматизирано тестване, публикуване на официални сборки и проверка на възможността за компилиране на кода.

Допълнително може да се отбележи наскоро обявените проекти и събития, свързани с Rust:

• Айртон Муньос (Ayrton Muñoz), който по време на своята кариера е реализирал поддръжка за платформата Sony PlayStation 1 в компилатора Rust и се е занимавал с портироването на FreeBSD на компютри с чиповете Apple Silicon, е внедрил възможността за създаване на компоненти на ядрото и драйвери на устройства на езика Rust за FreeBSD. За тестване е предложен набор от KPI обвивки (Kernel Programming Interface), които позволяват използването на код на Rust в ядрото на FreeBSD, а също така е разработен звуков драйвер virtio (virtio_snd), HID драйвер DockChannel за клавиатурата в M2 MacBook и няколко нискоуровневи драйвера за подсистемите на компютрите Mac с чиповете Apple Silicon.

  Отбелязва се, че работата по Rust обвивките се извършва от края на 2024 година. В обвивките засега е реализирана само част от C-KPI и те се позиционират като нестабилни, но с времето планират да увеличат нивото на стабилност до аналогично на интерфейса за езика Си. Предложеният като пример драйвер virtio_snd е подходящ за възпроизвеждане на музика в QEMU. Предполага се, че през 2026 година Rust обвивките ще бъдат достатъчно стабилизирани, за да могат заинтересованите разработчици да започнат да ги използват за написване на код.

• Бенни Зигерт (Benny Siegert), който участва в разработката на NetBSD, се опита да обоснове причините, поради които поддръжката на езика Rust няма да пристигне в ядрото на NetBSD: NetBSD поддържа архитектури, за които Rust не е наличен; поддържането на съществуващия инструментарий в pkgsrc изисква значителни усилия и е съпроводено само от няколко разработчици; поддръжката на Rust в ядрото изисква включването на Rust компилатор в основната система; при бутстрепинг на Rust в NetBSD се използва предишна версия на бинарния пакет, което е неприемливо за самостоятелни дистрибуции, разпространявани в изходен код; цикълът на освобождаването на Rust е несъвместим с цикъла на разработка на NetBSD и поддръжката на предишни клонове (например, все още се поддържа клонът NetBSD 9, пуснат през 2020 година, при тези условия би било необходимо да се предостави и поддържа компилатор на Rust на шестгодишна възраст).
• Публикуван е новият епизод на вградената в приложения база данни Turso 0.5, написана на Rust и съвместима с SQLite на ниво SQL диалект, файлов формат за бази данни и C API. Сред разширените функции се включва механизъм CDC (Change data capture) за проследяване на промените в базата данни в реално време, използване на io_uring за асинхронно вход/изход в Linux, поддръжка на векторно търсене, наличие на ALTER израз за промяна на схемата на базата данни, възможност за криптиране на данни в базата данни, режим на инкрементални изчисления, конструкция “BEGIN CONCURRENT”.
• Проект за предоставяне на възможност за използване на стандартната библиотека Rust в програми, изпълнявани на GPU страната.
• Emuko — емулятор на RISC-V, написан на Rust, способен да зарежда Linux, поддържащ JIT компилация, способен да запазва и възстановява моментни снимки на състоянието.
• RustConn (flatpak) — графичен интерфейс за управление на външни мрежови свързвания с други хостове, поддържащ SSH, RDP, VNC, SPICE, Telnet, Serial, Kubernetes, Zero Trust и SFTP. Кодът е написан на Rust с използване на GTK4 и Wayland.
• Представена е нова версия на проекта zlib-rs 0.6, която е обявена за първата стабилна версия, напълно съвместима с zlib C API и подходяща за прозрачно заместване на zlib. Проектът цели създаване на защитен аналог на библиотеката за компресия на данни zlib. Разработката се води с оглед на проекта zlib-ng, който развива високопроизводителен вариант на zlib.
• Представен е проектът vcad, който развива параметрична система за автоматизирано проектиране (САПР), написана на Rust и интегрируема с AI агенти чрез протокол MCP. Поддържа 3D моделиране, симулация, работа с 2D скици, компонентно сглобяване, импортиране в формат STEP и експортиране в формати STL/GLB/STEP/DXF.
• Публикувана е система за разпознаване на говор, написана на Rust и използваща AI модела Mistral Voxtral Mini 4B Realtime и фреймуърка за машинно обучение Burn. Проектът е насочен към разпознаване на говор в реално време за генериране на транскрипции при потоково излъчване.
• Състоялся пускането на инструмента c2rust 0.22, предназначен за транслация на C код (C99) в unsafe представление на Rust, близко по структура до оригиналния код на C. Полученият работен каркас може да бъде използван за постепенно прехвърляне към идиоматичен Rust и избавяне от unsafe блокове.

Източник: opennet.ru