Меня мотивировал вопрос оптимизации хвостового вызова Что такое оптимизация хвостового вызова?
Итак, я решил посмотреть, как я могу сделать это на простом C.
Итак, я написал 2 факториальные программы, 1-я, где можно применить оптимизацию хвостового вызова. Я называю эту функцию факта фактом (n, 1).
unsigned long long int fact(int n, int cont)
{
if(n == 0)
return cont;
else return fact(n-1, n * cont);
}
2-й - это обычная рекурсия, когда требуется несколько кадров стека.
unsigned long long int fact(int n)
{
if(n == 0)
return 1;
else return n * fact(n-1);
}
Это сборка, сгенерированная 32-битным компилятором для первого с -O2
0x8048470 <fact>: push %ebp
0x8048471 <fact+1>: mov %esp,%ebp
0x8048473 <fact+3>: mov 0x8(%ebp),%edx
0x8048476 <fact+6>: mov 0xc(%ebp),%eax
0x8048479 <fact+9>: test %edx,%edx
0x804847b <fact+11>: je 0x8048488 <fact+24>
0x804847d <fact+13>: lea 0x0(%esi),%esi
0x8048480 <fact+16>: imul %edx,%eax
0x8048483 <fact+19>: sub $0x1,%edx
0x8048486 <fact+22>: jne 0x8048480 <fact+16>
0x8048488 <fact+24>: mov %eax,%edx
0x804848a <fact+26>: sar $0x1f,%edx
0x804848d <fact+29>: pop %ebp
0x804848e <fact+30>: ret
Это сборка, сгенерированная 32-битным компилятором для последнего с -O2.
0x8048470 <fact>: push %ebp
0x8048471 <fact+1>: mov %esp,%ebp
0x8048473 <fact+3>: push %edi
0x8048474 <fact+4>: push %esi
0x8048475 <fact+5>: push %ebx
0x8048476 <fact+6>: sub $0x14,%esp
0x8048479 <fact+9>: mov 0x8(%ebp),%eax
0x804847c <fact+12>: movl $0x1,-0x18(%ebp)
0x8048483 <fact+19>: movl $0x0,-0x14(%ebp)
0x804848a <fact+26>: test %eax,%eax
0x804848c <fact+28>: je 0x80484fc <fact+140>
0x804848e <fact+30>: mov %eax,%ecx
0x8048490 <fact+32>: mov %eax,%esi
0x8048492 <fact+34>: sar $0x1f,%ecx
0x8048495 <fact+37>: add $0xffffffff,%esi
0x8048498 <fact+40>: mov %ecx,%edi
0x804849a <fact+42>: mov %eax,%edx
0x804849c <fact+44>: adc $0xffffffff,%edi
0x804849f <fact+47>: sub $0x1,%eax
0x80484a2 <fact+50>: mov %eax,-0x18(%ebp)
0x80484a5 <fact+53>: movl $0x0,-0x14(%ebp)
0x80484ac <fact+60>: sub -0x18(%ebp),%esi
0x80484af <fact+63>: mov %edx,-0x20(%ebp)
0x80484b2 <fact+66>: sbb -0x14(%ebp),%edi
0x80484b5 <fact+69>: movl $0x1,-0x18(%ebp)
0x80484bc <fact+76>: movl $0x0,-0x14(%ebp)
0x80484c3 <fact+83>: mov %ecx,-0x1c(%ebp)
0x80484c6 <fact+86>: xchg %ax,%ax
0x80484c8 <fact+88>: mov -0x14(%ebp),%ecx
0x80484cb <fact+91>: mov -0x18(%ebp),%ebx
0x80484ce <fact+94>: imul -0x1c(%ebp),%ebx
0x80484d2 <fact+98>: imul -0x20(%ebp),%ecx
0x80484d6 <fact+102>: mov -0x18(%ebp),%eax
0x80484d9 <fact+105>: mull -0x20(%ebp)
0x80484dc <fact+108>: add %ebx,%ecx
0x80484de <fact+110>: add %ecx,%edx
0x80484e0 <fact+112>: addl $0xffffffff,-0x20(%ebp)
0x80484e4 <fact+116>: adcl $0xffffffff,-0x1c(%ebp)
0x80484e8 <fact+120>: mov -0x1c(%ebp),%ebx
0x80484eb <fact+123>: mov %eax,-0x18(%ebp)
0x80484ee <fact+126>: mov -0x20(%ebp),%eax
0x80484f1 <fact+129>: mov %edx,-0x14(%ebp)
0x80484f4 <fact+132>: xor %edi,%ebx
0x80484f6 <fact+134>: xor %esi,%eax
0x80484f8 <fact+136>: or %eax,%ebx
0x80484fa <fact+138>: jne 0x80484c8 <fact+88>
0x80484fc <fact+140>: mov -0x18(%ebp),%eax
0x80484ff <fact+143>: mov -0x14(%ebp),%edx
0x8048502 <fact+146>: add $0x14,%esp
0x8048505 <fact+149>: pop %ebx
0x8048506 <fact+150>: pop %esi
0x8048507 <fact+151>: pop %edi
0x8048508 <fact+152>: pop %ebp
0x8048509 <fact+153>: ret
Скомпилировав обе программы и просмотрев сгенерированную сборку, обе программы по-прежнему имеют рекурсивные вызовы. Но когда я компилирую с опцией -O2 (сборка, опубликованная выше) в первом, я вообще не вижу рекурсивных вызовов, и поэтому я думаю, что gcc выполняет оптимизацию хвостовых вызовов.
Но когда я компилирую последний с параметром -O2, он также удаляет рекурсивные вызовы и вместо этого помещает довольно большое количество ассемблерных инструкций по сравнению с тем, что происходит с первым на -O2.
Я хотел понять, что именно компилятор делает в последнем, и почему он не может трансформироваться в сборку, сгенерированную первым, даже с O4.
