Что происходит, когда сопрограмма возвращается в приостановленную сопрограмму?

co_await awaiter_a;

Запись этого кода в функцию означает, что функция ожидает значения, которое будет сгенерировано awaiter_a. Следовательно, этой текущей функции не разрешено продолжать работу до тех пор, пока awaiter_a не сгенерирует это значение.

Если await_suspend возвращает дескриптор сопрограммы, это означает, что выполнение продолжается в этом дескрипторе сопрограммы. Однако это не меняет смысла приостановки; текущая сопрограмма остановится до тех пор, пока awaiter_a не будет готова выдать значение.

Фактически это означает, что новый дескриптор (из вашего coroutine_b) заменяет текущий дескриптор (из вашего coroutine_a, который только что приостановился).

Если await_suspend ничего не возвращает, это просто приостанавливает работу сопрограммы. Поэтому, когда coroutine_b выполняет co_await, он приостанавливается. Но это все. Поток управления продолжается от вызывающей стороны coroutine_a, как если бы coroutine_a был приостановлен... потому что он был и до сих пор приостановлен.

Это объясняется [expr.await]/5:

Выражение-await оценивает (возможно, преобразованное) выражение o и выражение await-ready, затем:

• Если результат await-ready равен false, сопрограмма считается приостановленной. Затем:

  • Если тип await-suspend равен std​::​coroutine_handle<Z>, оценивается await-suspend.resume().
    [Примечание 1: Это возобновляет сопрограмму, на которую ссылается результат ожидания-приостановки. Таким образом можно последовательно возобновлять любое количество сопрограмм, в конечном итоге возвращая поток управления текущему вызывающему или возобновляющему сопрограмму ([dcl.fct.def.coroutine]). — последнее примечание]
  • В противном случае, если тип await-suspend равен bool, оценивается await-suspend, и выполнение сопрограммы возобновляется, если результат равен false.
  • В противном случае оценивается await-suspend.

  Если вычисление await-suspend завершается через исключение, исключение перехватывается, сопрограмма возобновляется, и исключение немедленно генерируется повторно ([Exception.throw]). В противном случае поток управления возвращается к текущему вызывающему или возобновляющему сопрограмму ([dcl.fct.def.coroutine]) без выхода из каких-либо областей ([stmt.jump]). Точка в сопрограмме непосредственно перед возвратом управления к вызывающему или возобновляющему объекту является точкой приостановки сопрограммы.

• Если результатом await-ready является true или когда сопрограмма возобновляется не путем повторного создания исключения из await-suspend, вычисляется выражение await-resume, и его результатом является результат await-expression.

Итак, co_await awaiter_a сначала приостанавливает сопрограмму A, затем переходит к первому подпункту и вызывает .resume() дескриптор сопрограммы B. Когда сопрограмма B приостанавливается и возвращает управление сопрограмме A, то мы только что завершили второй подпункт в сопрограмме A, который означает, что мы переходим к абзацу в конце первого маркера, и поток управления возвращается к вызывающему или возобновляющему сопрограмму A.

(Примечание 1 также объясняет это. Возврат дескриптора сопрограммы из await-suspend по сути просто вставляет сопрограмму в начало очереди, которую нужно возобновить, перед сопрограммой, которая в противном случае была бы возобновлена, если бы await-suspend имел тип void.)