C++20：用寄存器返回基础类型是否涉及临时物化及标准依据？

在C++20工作草案N4868中，[stmt.return]/2对return语句的行为做了明确规定：

the return statement initializes the glvalue result or prvalue result object of the (explicit or implicit) function call by copy-initialization (9.4) from the operand.

类类型的处理逻辑 #

对于类类型，return语句会通过选定的构造函数，以复制初始化的方式创建函数调用的结果对象，这一过程可通过**复制消除（copy-elision）**优化实现——调用者直接传递目标对象的地址，被调用函数直接在该地址上初始化对象，无需额外复制操作。示例代码如下：

class MyClass {
  int x;
};

MyClass func() {
  return MyClass(); // 直接初始化函数调用的结果对象
}

int main() {
  MyClass obj {func()}; // obj即为func()调用的结果对象
}

对应的标准条款[dcl.init.general]/16.6.1补充说明：

If the initializer expression is a prvalue and the cv-unqualified version of the source type is the same class as the class of the destination, the initializer expression is used to initialize the destination object

基础类型的常见实现 #

对于int、double等基础类型，编译器通常采用寄存器返回的实现方式。以gcc 12.1（编译选项-std=c++20）编译以下代码为例：

int func() {
  return 2;
}

int main() {
  int myInt {func()};
}

生成的汇编代码为：

func():
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        mov     eax, 2
        pop     rbp
        ret
main:
        push    rbp
        mov     rbp, rsp
        sub     rsp, 16
        call    func()
        mov     DWORD PTR [rbp-4], eax
        mov     eax, 0
        leave
        ret

临时对象相关标准条款 #

[class.temporary]/1.2规定，对于平凡可复制（trivially copyable）类型，实现可根据需要物化临时对象：

1 Temporary objects are created
[...]
—(1.2) when needed by the implementation to pass or return an object of trivially copyable type (see below),
[...]

技术问询 #

• 针对基础类型的寄存器返回实现，是否以[class.temporary]/1.2作为标准依据？
• 如果是，函数调用是否会通过寄存器物化临时对象，且return语句通过复制初始化的方式初始化该临时对象？

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Manuel