gfortran是否支持尾部调用消除？

我制作这个小程序是为了测试gfortran是否进行尾部调用消除：

program tailrec
implicit none

print *, tailrecsum(5, 0)

contains

recursive function tailrecsum (x, running_total) result (ret_val)
    integer, intent(in) :: x
    integer, intent(in) :: running_total
    integer             :: ret_val

    if (x == 0) then
        ret_val = running_total
        return
    end if
    ret_val = tailrecsum (x-1, running_total + x)
end function tailrecsum

end program

为了检查，我使用-S选项编译了它，以查看说明。这里是tailrecsum函数的行：

tailrecsum.3429:
.LFB1:
    .cfi_startproc
    movl    (%rdi), %eax
    testl   %eax, %eax
    jne .L2
    movl    (%rsi), %eax
    ret
    .p2align 4,,10
    .p2align 3
.L2:
    subq    $24, %rsp
    .cfi_def_cfa_offset 32
    leal    -1(%rax), %edx
    addl    (%rsi), %eax
    leaq    8(%rsp), %rdi
    leaq    12(%rsp), %rsi
    movl    %edx, 8(%rsp)
    movl    %eax, 12(%rsp)
    call    tailrecsum.3429
    addq    $24, %rsp
    .cfi_def_cfa_offset 8
    ret
    .cfi_endproc

最后，我看到

call tailrecsum.3429

，因此认为没有尾部调用消除。当我使用

-O2

或

-O3

和

-fo优化兄弟调用时，情况也是如此。
那么，gfortran是否不支持这一点，或者这是我的代码的问题？
它确实支持这一点。要避免许多损害尾部调用优化的非常微妙的陷阱是相当棘手的


如果按值传递参数，编译器优化尾部调用会变得更简单。在这种情况下，接收过程不需要有一个指针（地址）指向任何临时对象

事实上，此修改足以消除尾部调用并启用无限递归：

recursive function tailrecsum (x, running_total) result (ret_val) bind(C)
    integer, value :: x
    integer, value :: running_total
    integer             :: ret_val

    if (x == 0) then
        ret_val = running_total
        return
    end if
    ret_val = tailrecsum (x-1, running_total + x)
end function tailrecsum

Gfortran不需要绑定（C）

，因为它将所有

值

实现为类C传递值。英特尔确实需要它，因为它会创建一个临时地址并传递其地址

细节可能因不同的体系结构而异，具体取决于谁负责清理哪些内容

---

考虑这个版本：

program tailrec
use iso_fortran_env

implicit none

integer(int64) :: acc, x

acc = 0

x = 500000000

call tailrecsum(x, acc)

print *, acc

contains

recursive subroutine tailrecsum (x, running_total)
    integer(int64), intent(inout) :: x
    integer(int64), intent(inout) :: running_total
    integer(int64)             :: ret_val

    if (x == 0)  return
    
    running_total = running_total + x
    x = x - 1
    call tailrecsum (x, running_total)
end subroutine tailrecsum



end program

在500000000次迭代中，它显然会在没有TCO的情况下毁掉整个堆栈，但它不会：

> gfortran -O2 -frecursive tailrec.f90 
> ./a.out 
   125000000250000000

您可以使用

-fdump tree optimized

更轻松地检查编译器的功能。老实说，我甚至没有费心去理解你的汇编输出。X86汇编对我来说太深奥了，我简单的大脑只能处理某些RISC

您可以看到，在调用原始版本中的下一个迭代之后，仍有很多工作要做：

  <bb 6>:
  _25 = _5 + -3;
  D.1931 = _25;
  _27 = _18 + _20;
  D.1930 = _27;
  ret_val_28 = tailrecsum (&D.1931, &D.1930);
  D.1930 ={v} {CLOBBER};
  D.1931 ={v} {CLOBBER};

  <bb 7>:
  # _29 = PHI <_20(5), ret_val_28(6)>

  <bb 8>:
  # _22 = PHI <_11(4), _29(7)>

  <bb 9>:
  # _1 = PHI <ret_val_7(3), _22(8)>
  return _1;

}

：
_25 = _5 + -3;
D.1931=_25；
_27 = _18 + _20;
D.1930=_27；
ret_val_28=尾收入（1931年和1930年）；
D.1930={v}{CLOBBER}；
D.1931={v}{CLOBBER}；
:
#_29=φ
:
#_22=φ
:
#_1=φ
返回1；
}

我不是GIMPLE方面的专家，但是

D.193x

操作肯定链接到为调用而放在堆栈上的临时表达式

然后，

PHI

操作根据if语句（）中实际执行的分支查找实际返回的返回值的版本

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正如我所说的，有时将代码简化为gfortran可以接受的正确形式来执行尾部调用优化是很困难的。

谢谢！我正在做更多的实验，并且

gfortran-fooptimizesiblingcalls tailrec.f90

不足以让它工作（->segfaults）<代码>-O1也不起作用。查看

-O2

版本的汇编，整个函数似乎已经内联到main。。。okai，

-O1-fooptimize sibling calls

正在工作！是的，它是内联的，但您可以单独编译它，您会看到它充满了GOTO，但它不包含任何调用。Okai，现在我想知道为什么使用

-fooptimize sibling calls

是不够的。所以，我现在正在尝试

-O1

附带的不同选项组合…奇怪的是：使用

-O1-fooptimize sibling calls

工作，但是

-fooptimize sibling calls

，然后所有

-O1

选项都不会显式执行。我认为

-fooptimize sibling calls

仅用于间接递归。