C++20协程动态分配消除：为何编译器未实现该优化？

背景 #

根据C++标准相关提案，编译器可对在调用者栈激活帧内创建并销毁的协程优化掉动态内存分配，但目前GCC和MSVC均未实现该优化。以下是针对问题的具体解答：

问题1：是否需要额外配置触发优化，还是编译器暂不支持？ #

目前GCC和MSVC暂未支持该栈分配优化，无需额外编译配置。该优化属于标准提案中的可选优化特性，当前主流编译器尚未落地实现，即便开启最高级别的优化（如-O3）也无法触发。

问题2：关于“协程逃逸调用者”的定义与栈分配消除条件 #

定义针对的对象

文档中“协程逃逸调用者”的定义针对的是你的Coroutine类型实例（即协程返回对象），而非std::coroutine_handle类型。coroutine_handle本质是指向协程状态块的轻量级句柄，而协程返回对象是承载这个句柄、代表协程整体的实体。

栈分配消除的条件

不是只要Coroutine对象保持在作用域内就一定能进行栈分配消除。除了对象不逃逸，编译器还必须能证明：

• 协程的所有挂起点都不会让协程状态的生命周期超出调用者栈帧的范围
• 协程不会被跨线程执行
• 不存在其他编译器无法追踪的逃逸行为（例如将协程对象地址存入全局变量、通过外部指针传递出去，或者调用了编译器无法内联/分析的成员函数）

示例代码 #

#include <cstdio>
#include <coroutine>
#include <iostream>

struct Promise;

struct Coroutine : public std::coroutine_handle<Promise> {
    using promise_type = ::Promise;

    ~Coroutine() {
        destroy();
    }
};

struct Promise {
    auto get_return_object() -> Coroutine { return { Coroutine::from_promise(*this) };}
    auto initial_suspend() noexcept -> std::suspend_never { return {};}
    auto final_suspend() noexcept -> std::suspend_always { return {};}
    auto await_transform() -> std::suspend_always { return {};}
    auto return_void() -> void { std::cout << "Hello World!" << std::endl; }
    auto unhandled_exception() -> void {}
};

auto coro_do() -> Coroutine {
    co_return ;
}

int main() {
    Coroutine mycoro = coro_do();
    std::cout << sizeof(mycoro) << std::endl;
    mycoro.resume();
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者glades