消除特定递归调用的编译器优化技术及相关问题咨询

我写了两个简易算术表达式求值器：一个是直接匹配枚举分支计算的eval_fast，另一个是通过递归调用复用求和逻辑的eval_slow（这个示例里递归其实没必要，只是用来做测试）。

按道理，足够智能的编译器应该能识别eval_slow(Sum(...))这个递归调用不会引发新的递归——因为传入的是Sum类型，只会触发求和分支直接返回结果，不会再进入递归。所以理论上编译器可以安全内联这个递归调用，最终让eval_slow编译出和eval_fast完全相同的汇编代码。但实际测试下来，rustc目前并没有实现这个优化，eval_slow的汇编里依然保留了递归调用。

我有三个核心问题：

• 是否有编译器（不限编程语言）能实现这类优化？
• 这类优化在编译领域的文献里有没有特定名称？
• 这类优化未来能否被正确实现，还是说它的通用版本属于极难解决的开放问题？

pub enum Expr {
    Lit(isize),
    Sum(isize, isize),
    Sub(isize, isize),
}

// 直接分支匹配，高效实现
pub fn eval_fast(expr: Expr) -> isize {
    use Expr::*;
    match expr {
        Lit(x) => x,
        Sum(x, y) => x + y,
        Sub(x, y) => x - y
    }
}

// 期望编译器能内联这里的递归调用，但目前并未实现
pub fn eval_slow(expr: Expr) -> isize {
    use Expr::*;
    match expr {
        Lit(x) => x,
        Sum(x, y) => x + y,
        Sub(x, y) => eval_slow(Sum(x, -y))
    }
}

注：此问题不局限于Rust，也标记为C++相关，因为这类优化可能存在于LLVM的语言无关编译阶段。

额外补充：这里寻求的不是尾调用优化（TCO）——上述逻辑不依赖递归调用处于尾位置。另外，和部分初始观点相反，Clang也无法在通用场景下解决这个问题：修改后的示例中递归调用不在尾位置，依然没有被内联。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ajp