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Ebauche: Comment avoir une jolie c-enum typesafe en Rust. #171

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84 changes: 84 additions & 0 deletions src/4_1.md
Original file line number Diff line number Diff line change
@@ -0,0 +1,84 @@
# Recueil de pratiques et motifs de programmation

Cette section a pour objectif de partager des pratiques, motifs et usages
vu et ici et ailleurs pour resoudre des problemes en Rust.

⚠️ : Attention certains exemples de code pourront utiliser `unsafe` ou nécessiter d'indiquer
explicitement les invariants que l'appellant ou l'appellée doit maintenir.
On utilisera le symbole de la bouée ⚠️ pour les reperer.

## Types compatibles avec des enum-C en Rust

En rust nous avons les `enum` qui sont des types dit algebraic. Nous devons par notre code
convaincre le compilateur rust de l'exaustivité de l'usage de chacun des variants.

C'est extrêmement puissant et utile!

Cependant par exemple dans le monde du Réseau par exemple, l'IETF par consensus va décider
d'un standard comme le DNS, defini dans des RFC.

Ces RFC vont définir quel format sur le cuivre (les anglosaxons disent "wire format") vont transiter,
nos paquets réseau et avec quelle forme.

Le DNS par exemple défini dans son format des paquets que les ressource record types dit `QTYPE` sont encodés sur un u16.
La [RFC 1035](https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc1035#section-3.2.2) historique en definissent certains comme `A = 1`, `SOA = 6`, `NS = 2`.

En C vous pourrez voir le code suivant:

```c
typedef enum dns_qtype {
A = 1,
NS = 2,
SOA = 6,
} dns_qtype_t
```
Note: parfois c'est des macro preprocesseur C.

En rust nous pourrions être tentés de faire une `enum` ! Mais que-ce-passe t-il si comme
indiqué par la RFC de nouveaux types peuvent être ajouté? On pourrait ajouter un champ Unknown(u16).

```rust
#[repr(u16)]
enum Qtype {
A = 1,
NS = 2,
SOA = 6,
// Il a l'air si innocent.
Unknown(u16)
}
```

Cependant avec cette approche notre type Qtype a cause du variant `Qtype::Unknown(u16)` aura une taille de
`4` bytes (un u32) au lieu de 2 bytes (u16)!
En effet les enums sont compilées actuellement en tagged-unions et il faut un peu de place pour le tag

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Est-ce que tu peux faire le schéma qui montre la place prise par le tag ? vs ce que ça fait quand ya pas le unknown type dans l'enum ?

qui indique le type! C'est en general absolument pas un probleme sauf parfois dans le cas du réseau et du stockage ou on souhaite
des types qui suivent le standard au plus proche.

Et bien il existe une solution qui ne nécessite pas de finir avec un bête `u16` et abandonner tout le gain du typage!
faire un newtype avec des constantes dans l'implementation!

```rust
struct Qtype(u16)

impl Qtype {
const A: Self = Self(1),
const NS: Self = Self(2),
const SOA: Self = Self(6),
}

impl From<u16> for QType {
fn from(t: c_int) -> QType {
Self(t)
}
}

impl From<Qtype> for c_int {
fn from(t: Qtype) -> c_int {
t.0
}
}
```

Ce motif est notament utilisé dans `socket2` pour le type `Protocol` !