Sortie de Rust 1.94. Expérimentations avec Rust dans le noyau FreeBSD. SGBD Turso et CAO vcad sur Rust

La version 1.94 du langage de programmation Rust a été publiée, initialement développée par Mozilla, mais désormais maintenue par la Rust Foundation, une organisation indépendante à but non lucratif. Ce langage est axé sur la gestion sécurisée de la mémoire et propose des outils pour atteindre un haut niveau de parallélisme dans l'exécution des tâches, tout en évitant l'utilisation d'un ramasse-miettes et d'un runtime (le runtime se limite à l'initialisation de base et à l'accompagnement de la bibliothèque standard).

Les méthodes de gestion de la mémoire dans Rust visent à éliminer les erreurs lors de la manipulation des pointeurs et à protéger contre les problèmes liés à une gestion de la mémoire à bas niveau, tels que l'accès à une zone mémoire après sa libération, la déréférence de pointeurs nuls, les débordements de tampon, etc. Pour la distribution de bibliothèques, la construction et la gestion des dépendances, un gestionnaire de paquets nommé Cargo est développé. Un dépôt crates.io est maintenu pour l'hébergement des bibliothèques.

La sécurité de la mémoire dans Rust est assurée au moment de la compilation grâce à la vérification des références, au suivi de la propriété des objets, à la prise en compte de la durée de vie des objets (portée) et à l'évaluation de l'accès mémoire pendant l'exécution du code. Rust offre également des outils pour se protéger contre les débordements d'entiers, exige l'initialisation obligatoire des valeurs des variables avant leur utilisation, gère mieux les erreurs dans la bibliothèque standard, applique le concept d'immuabilité (immutable) pour les références et les variables par défaut, et propose une forte typage statique pour minimiser les erreurs logiques.

Les principales nouveautés :

• La méthode array_windows a été ajoutée au type slice, créant un itérateur pour parcourir des « fenêtres » de taille fixe sur les tranches (slice), se déplaçant d'un élément à la fois. Contrairement à la méthode windows précédemment disponible, la méthode array_windows opère avec une taille de fenêtre constante et renvoie à chaque itération une référence à un tableau de taille fixe (&[T; N]) plutôt qu'à une tranche de taille indéterminée (&[T]). Comme la taille du tableau est initialement connue du compilateur, il est possible d'éviter la vérification des limites du tableau à chaque étape de l'itération. 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());
• Le fichier de configuration du gestionnaire de paquets Cargo (.cargo/config.toml) a implémenté la directive « include », permettant d'inclure le contenu d'autres fichiers directement. include = [ "frodo.toml", "samwise.toml", ] include = [ { path = "required.toml" }, { path = "optional.toml", optional = true }, ]
• Les fichiers de manifeste et de configuration ont été mis à jour pour supporter la nouvelle version du langage de balisage TOML 1.1, qui intègre notamment les tableaux intégrés multiligne, les séquences d'échappement « \xHH » pour insérer la représentation hexadécimale des octets et « \e » pour remplacer « \u001B », la possibilité de laisser une virgule à la fin du dernier élément, et d'omettre l'indication des secondes dans les valeurs temporelles. serde = { version = "1.0", features = ["derive"] } peut maintenant être remplacé par serde = { version = "1.0", features = ["derive"], }
• Une nouvelle série d'API a été stabilisée dans la catégorie des API stables, notamment des méthodes et des implémentations de traits stabilisées :
  • ::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
  • Fonctions intégrées pour les instructions x86 avx512fp16
  • Fonctions intégrées pour les instructions NEON fp16 AArch64
  • f32::consts::EULER_GAMMA
  • f64::consts::EULER_GAMMA
  • f32::consts::GOLDEN_RATIO
  • f64::consts::GOLDEN_RATIO
• L'attribut «const» est appliqué dans les fonctions :
  • f32::mul_add
  • f64::mul_add
• La plateforme riscv64im-unknown-none-elf a été portée au troisième niveau de support. Ce niveau couvre la prise en charge de base, mais sans tests automatisés, publication de builds officiels et vérification de la possibilité de construire du code.

De plus, on peut noter les projets et événements récemment annoncés liés à Rust :

• Ayrton Muñoz, qui a précédemment implémenté le support de la plateforme Sony PlayStation 1 dans le compilateur Rust et a porté FreeBSD sur des ordinateurs avec des puces Apple Silicon, a mis en place pour FreeBSD la possibilité de créer des composants du noyau et des pilotes de périphériques en langage Rust. Un ensemble d'interfaces KPI (Kernel Programming Interface) a été proposé pour tester, permettant d'utiliser le code Rust dans le noyau FreeBSD, ainsi qu’un driver audio virtio (virtio_snd) et un driver HID DockChannel pour le clavier sur MacBook M2, ainsi que plusieurs pilotes de bas niveau pour les sous-systèmes des ordinateurs Mac basés sur des puces Apple Silicon.

  Il est à noter que le travail sur les interfaces Rust a commencé fin 2024. Les interfaces ne réalisent pour l'instant qu'une partie des C-KPI et sont positionnées comme instables, mais avec le temps, le niveau de stabilité devrait être porté à celui de l'interface équivalente en langage C. Le driver virtio_snd proposé en exemple est capable de reproduire de la musique dans QEMU. Il est prévu qu'en 2026, les interfaces Rust soient suffisamment stabilisées pour que des développeurs intéressés puissent commencer à les utiliser pour écrire du code.

• Benny Siegert, qui participe au développement de NetBSD, a tenté de justifier pourquoi le support du langage Rust ne sera pas intégré dans le noyau de NetBSD : NetBSD prend en charge des architectures pour lesquelles Rust n'est pas disponible ; maintenir les outils Rust existants dans pkgsrc nécessite des efforts importants et est soutenu par seulement quelques développeurs ; la prise en charge de Rust dans le noyau nécessite l'inclusion du compilateur Rust dans le système de base ; lors du bootstrap de Rust dans NetBSD, une ancienne version du paquet binaire est utilisée, ce qui est inacceptable pour les distributions autonomes diffusées en source ; les cycles de publication de Rust sont incompatibles avec le cycle de développement de NetBSD et le support des anciennes branches (par exemple, la branche NetBSD 9, sortie en 2020, continue d'être supportée, dans ces conditions, la livraison et le support d'un compilateur Rust vieux de six ans seraient nécessaires).
• La publication de la version intégrée de la base de données Turso 0.5, écrite en Rust et compatible avec SQLite au niveau du dialecte SQL, du format de fichier de base de données et de l'API C. Parmi les fonctionnalités avancées, on note le mécanisme CDC (Change Data Capture) pour suivre les modifications de la base de données en temps réel, l'utilisation de io_uring pour l'entrée/sortie asynchrone sous Linux, le support de la recherche vectorielle, la présence de l'instruction ALTER pour modifier le schéma de la base de données, la possibilité de chiffrer des données dans la base de données, un mode de calcul incrémental et la construction « BEGIN CONCURRENT ».
• Un projet visant à permettre l'utilisation de la bibliothèque standard de Rust dans des programmes exécutés côté GPU.
• Emuko — un émulateur RISC-V, écrit en Rust, capable de charger Linux, prenant en charge la compilation JIT, capable de sauvegarder et de restaurer des instantanés d'état.
• RustConn (flatpak) — une interface graphique pour gérer des connexions réseau externes vers d'autres hôtes, prenant en charge SSH, RDP, VNC, SPICE, Telnet, Serial, Kubernetes, Zero Trust et SFTP. Le code est écrit en Rust en utilisant GTK4 et Wayland.
• Une nouvelle branche du projet zlib-rs 0.6 a été publiée, marquée comme la première version stable, entièrement compatible avec l'API C de zlib et adaptée pour un remplacement transparent de zlib. Le projet vise à créer un équivalent sécurisé de la bibliothèque de compression de données zlib. Le développement se fait en tenant compte du projet zlib-ng, qui développe une variante haute performance de zlib.
• Le projet vcad a été présenté, développant un système de conception assistée par ordinateur (CAO) paramétrique, écrit en Rust et intégrable avec des agents AI via le protocole MCP. Il prend en charge la modélisation 3D, la simulation, le travail avec des croquis 2D, l'assemblage de composants, l'importation au format STEP et l'exportation aux formats STL/GLB/STEP/DXF.
• Un système de reconnaissance vocale a été publié, écrit en Rust et utilisant le modèle AI Mistral Voxtral Mini 4B Realtime et le cadre d'apprentissage machine Burn. Le projet est axé sur la reconnaissance vocale en temps réel pour générer des transcriptions lors de diffusions en direct.
• La version 0.22 de l'outil c2rust a été publiée, destiné à traduire du code C (C99) en une représentation unsafe en Rust, proche de la structure du code C d'origine. Le cadre de travail obtenu peut ensuite être utilisé pour une conversion progressive vers du Rust idiomatique et pour se débarrasser des blocs unsafe.

Source : opennet.ru