Compiler Internals Deep Tech

Magic behind the curtain — Cách rustc biến code thành binary

Module Overview

"Để viết Rust tốt hơn, hãy hiểu cách Rust được compile."

Module này đi sâu vào compilation pipeline của Rust — từ source code qua các Intermediate Representations đến machine code.

⚠️ TARGET AUDIENCE

Module này dành cho những ai muốn hiểu tại sao Rust compile chậm, cách borrow checker hoạt động, và làm thế nào để đọc assembly output.

Kiến trúc Module

Cấu trúc Nội dung

📝 Compilation Pipeline

HIR (High-Level IR), MIR (Mid-Level IR), LLVM IR. Hiểu từng stage trong pipeline.

🔧 Assembly Analysis

Đọc x86_64 assembly từ Rust code. SIMD optimizations với std::arch.

Compilation Stages

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                     RUST COMPILATION PIPELINE                   │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                 │
│   Source Code (.rs)                                             │
│        │                                                        │
│        ▼                                                        │
│   ┌─────────┐    Parsing                                        │
│   │   AST   │    Abstract Syntax Tree                           │
│   └────┬────┘                                                   │
│        │                                                        │
│        ▼                                                        │
│   ┌─────────┐    Desugaring (for loops, ? operator)             │
│   │   HIR   │    High-Level IR                                  │
│   └────┬────┘                                                   │
│        │         Type checking, trait resolution                │
│        ▼                                                        │
│   ┌─────────┐    Borrow checking, optimization                  │
│   │   MIR   │    Mid-Level IR (Control Flow Graph)              │
│   └────┬────┘                                                   │
│        │                                                        │
│        ▼                                                        │
│   ┌─────────┐    LLVM optimizations                             │
│   │LLVM IR  │    Platform-agnostic                              │
│   └────┬────┘                                                   │
│        │                                                        │
│        ▼                                                        │
│   ┌─────────┐    Final binary                                   │
│   │ Machine │    x86_64, ARM, WASM...                           │
│   │  Code   │                                                   │
│   └─────────┘                                                   │
│                                                                 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Tools

Tool	Command	Purpose
cargo expand	cargo expand	Xem macro expansion
rustc --emit	rustc --emit=hir,mir,llvm-ir	Xem IR stages
cargo-show-asm	cargo asm	Xem assembly
Compiler Explorer	godbolt.org	Online assembly viewer

---

"The borrow checker doesn't run on source code — it runs on MIR."