深入了解 Rust 的编译细节，你会发现它并没有从头实现一个完整的编译后端（包含代码生成器、优化器和多架构支持），而是选择了直接使用 LLVM 作为默认后端。对 GCC 的正式支持也是最近才有的事情。这不禁让人产生疑问：既然 Rust 定位如此高端，为何不自己编写一个编译器后端呢？看看隔壁的 Go 语言，从前到后基本都是自研实现的。
其实，这个问题在 Rust 语言的早期设计阶段（2006–2010年，从 Graydon Hoare 的个人项目到 Mozilla 接手）就已经被反复讨论过。最终没有选择自研为主，主要是基于以下几个在当时非常现实且合理的考量。
一、开发资源严重不足
Rust 起步时仅是 Graydon Hoare 的个人业余项目，后来 Mozilla 的投入也仅限于一个小团队（最初几年核心开发者只有几个人到十几人）。从零开始编写一个能媲美现代工业级后端的代码生成器、优化器，并支持十几个架构（如 x86_64, aarch64, riscv, wasm, powerpc…），其工作量是数十人年乃至上百人年级别的。
而彼时的 LLVM 项目（始于2003年）已经积累了大量的优化算法和架构后端支持。直接采用 LLVM，意味着 Rust 可以跳过最苦、最累的基础设施建设阶段，极大地加速了语言的成熟进程。
二、追求高性能是 Rust 的核心承诺
Rust 的定位是“匹敌乃至取代 C++ 的系统级语言”，这意味着其生成的机器码性能必须接近或达到 C/C++ 的水平。短期内，自研后端想要达到 LLVM 已经拥有的优化水平（如向量化、循环展开、内联、寄存器分配、基于性能分析的优化等）是极不现实的。
当时的 LLVM 已是 Clang 的后端，其性能经过 Apple、Google 等大厂的反复打磨与验证。对于早期 Rust 而言，直接“站在巨人的肩膀上”，能让语言在诞生之初就具备足够的竞争力，而不必在性能竞赛中从起跑线开始追赶。
三、跨平台与多架构支持几乎“免费”获得
LLVM 支持的目标平台三元组非常丰富，并且有 Apple、Google、ARM、RISC-V 基金会等众多厂商和社区持续维护。对于 Rust 来说，只要 LLVM 支持某个架构，加上少量的胶水代码，Rust 基本就能跟上支持。
如果 Rust 选择自研后端，那么每增加一个新架构（如后来的 Riscv64、Loongarch64），都需要从头实现该架构的代码生成逻辑并进行充分测试，其成本和维护负担将是极其高昂的。
四、编译器自举（Bootstrapping）的难度
早期的 Rust 编译器（rustc）是用 OCaml 编写的，后来才用 Rust 自身重写（即自托管）。如果后端也需要自研，意味着必须先用一个性能较差的后端“引导”出一个可用的编译器，再逐步迭代优化——这条路径异常痛苦。Rust 复杂的类型系统进一步增加了自研编译后端的难度。采用 LLVM 就像一个“逃生舱”，让语言设计和前端可以快速迭代，而不被后端的巨大工作量拖垮。
那么，Go 语言为何能做到全链路自研？
Go 语言的编译器后端本质上是 Plan 9 工具链的现代化移植和演化，其团队因此能够在两年内快速搭建出一个自研后端，并非完全从零开始。更重要的是，Go 语言的核心诉求与 Rust 有显著区别。相比于极致性能，Go 更优先考虑编译速度、简化二进制依赖、可控的运行时等因素。具体对比如下：
| 维度 |
Rust（使用 LLVM） |
Go（自研后端） |
| 设计目标 |
极致性能、零成本抽象、取代 C++ |
编译超快、部署简单、Google 内部大规模使用 |
| 性能优先级 |
非常高（必须比肩 C++） |
中等（够用就好，1.5–2倍于 C 语言也可接受） |
| 团队资源（早期） |
个人 → 小团队 |
Google 内部大团队 |
| 优化复杂度接受度 |
需要工业级复杂优化 |
可以接受简单优化 |
| 架构支持策略 |
尽可能多、跟进前沿 |
主流几个就够（早期以 amd64/arm 为主） |
| 编译速度 |
可以有所牺牲（早期慢，现在仍不算快） |
必须极快（核心设计目标之一） |
Go 的后端被有意设计得非常简单（几乎没有复杂的全局优化），因此才能快速实现并保持极快的编译速度，其性能也足以覆盖大多数应用场景。但 Rust 如果采用类似策略，就违背了其“高性能系统语言”的根本承诺。
难道 Rust 没想过或尝试过替换 LLVM 吗？
必须承认，Rust 如今一流的性能在很大程度上依赖于 LLVM 的优化能力。然而，如果核心优势建立在对外部工具的强依赖上，对 Rust 的长期发展显然存在风险。备受诟病的编译速度慢，部分原因就在于 LLVM 的优化过程耗时较长。
因此，社区一方面在完善自己的编译器架构，增加备选方案；另一方面也一直在尝试减轻对 LLVM 的依赖。这就不得不提到 Cranelift 项目。
大约在2015–2016年，Rust 引入了 Cretonne（后更名为 Cranelift）作为可选后端。它由 Rust 语言实现，主要目标是用于调试模式（debug）的代码生成，以获得极快的编译速度（可比 LLVM 快数倍到十几倍）。
目前，Cranelift 已比较成熟，主要用于 WebAssembly 目标以及 -C debuginfo=0 -C opt-level=0 的调试场景。然而，在发布模式（-O2/-O3）下，Rust 默认仍使用 LLVM，因为在向量化、基于性能分析的优化等重度优化场景中，两者的性能差距依然明显。
同时，Rustc 在架构设计上支持可插拔的后端，理论上未来可以将更多场景逐步迁移到 Cranelift 或其他后端上。这个 Cranelift项目 的探索，本身就体现了开源社区对技术自主性的追求和务实渐进的态度。
结论
Rust 没有自己编写编译器后端，并非因为“写不出来”，而是因为在当时及很长一段时间内，“写出来”的性价比太低。综合考虑时间、人员、优化水平、跨平台支持的成本，直接站在 LLVM 这个巨人的肩膀上，无疑是更明智的选择。
这使得 Rust 社区能够将核心精力集中在语言本身的安全性、并发模型、类型系统和生态建设上，从而更快地让 Rust 脱颖而出。这其实也是 Swift、Julia 等许多现代新语言的共同策略：先借助 LLVM 站稳脚跟，再根据发展情况和资源决定是否有必要自研后端。
你对 Rust 编译器的未来有什么看法？或者对 Cranelift 等替代后端有实践经验？欢迎在 云栈社区 的相关板块分享与讨论。
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发表于 昨天 04:16
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