Rustの`fetch_max`：コンパイラ最適化の深層探求

最近のエンジニア面接で、応募者がRustの1行のコードで、複数のプロデューサースレッド間で最大値を追跡するという古典的な並行処理の問題を解きました。これがきっかけで、筆者はRustの`fetch_max`がどのように動作するのかという疑問を抱きました。この記事では、Rustコードからアセンブリコードへのコンパイルプロセスを深く掘り下げ、マクロ、LLVM中間表現、コンパイライントリ intrinsic、ターゲットアーキテクチャの仕様といった最適化の層を明らかにします。x86-64アーキテクチャでは、`fetch_max`は最終的にcompare-and-swap (CAS)ループにコンパイルされますが、ARMアーキテクチャではハードウェアのatomic max命令を直接使用します。この記事は、現代のコンパイラの強力な機能と、高レベルな抽象化の裏にある低レベルの詳細を示しています。