额外的 ldnull 和 tail 的目的是什么。在 F# 实现与 C# 中？

Question

以下 C# 函数：

T ResultOfFunc<T>(Func<T> f)
{
    return f();
}

毫不奇怪地编译为：

IL_0000:  ldarg.1     
IL_0001:  callvirt    05 00 00 0A 
IL_0006:  ret

但是等效的 F# 函数：

let resultOfFunc func = func()

编译为：

IL_0000:  nop         
IL_0001:  ldarg.0     
IL_0002:  ldnull      
IL_0003:  tail.       
IL_0005:  callvirt    04 00 00 0A 
IL_000A:  ret

（两者都处于发布模式）。开头有一个额外的 nop，我对此不太感兴趣，但有趣的是额外的 ldnull 和 tail. 指令。

我的猜测（可能是错误的）是 ldnull 是必要的，以防函数是 void 所以它仍然是 returns 东西（unit），但事实并非如此' 解释 tail. 指令的目的是什么。如果该函数确实将某些内容压入堆栈，会发生什么情况，它是否会卡住一个不会弹出的额外空值？

Answer 1

C# 和 F# 版本有一个重要区别：C# 函数没有任何参数，但 F# 版本只有一个 unit 类型的参数。 unit 值显示为 ldnull（因为 null 被用作唯一 unit 值 () 的表示）。

如果将第二个函数转换为 C#，它将如下所示：

T ResultOfFunc<T>( Func<Unit, T> f ) {
   return f( null );
}

至于.tail指令——也就是所谓的"tail call optimization"。
在常规函数调用期间，return 地址被压入堆栈（CPU 堆栈），然后调用该函数。函数完成后，它会执行 "return" 指令，将 return 地址弹出堆栈并将控制转移到那里。
但是，当函数 A 调用函数 B 时，然后立即 return 函数 B 的 return 值，没有做任何其他事情， CPU 可以跳过将额外的 return 地址压入堆栈，并执行“jump” 到 B 而不是“call”。这样，当 B 执行 "return" 指令时， CPU 将从堆栈中弹出 return 地址，并且该地址不会指向 A，但是给第一个打电话给 A 的人。
另一种思考方式是：函数 A 调用函数 B 而不是在 returning 之前，而是 而不是 returning，因此将 returning 的荣誉授予 B.

所以实际上，这种神奇的技术允许我们进行调用而不占用堆栈上的位置，这意味着您可以执行任意多次此类调用而不会冒堆栈溢出的风险.这在函数式编程中非常重要，因为它可以有效地实现递归算法。

它被称为"tail call"，因为调用了B，也就是说，在A的尾部。

额外的 ldnull 和 tail 的目的是什么。在 F# 实现与 C# 中？

What is the purpose of the extra ldnull and tail. in F# implementation vs C#?

c#

f#

tail-recursion

cil

tail-call-optimization