为何下述C++代码用G++ 8.2.0加-O2参数编译后运行无输出？

复现说明 #

将以下代码保存为test.cpp：

#include <iostream>

int foo(int x, int y) {
}

int main() {
    int x = 1;
    int y = 2;

    int ret = foo(x, y);
    std::cout << y << std::endl;

    return 0;
}

编译命令：

$ g++ -O2 -o test test.cpp

运行命令：

$ ./test

测试现象：G++ 8.2.0版本下，开启-O2优化时运行无任何输出，移除-O2参数编译后运行可正常打印2。 #

核心原因分析 #

1. 代码本身存在未定义行为 #

返回值类型为int的foo函数没有编写任何return语句，且调用foo时将其返回值赋值给了变量ret，这属于C标准明确规定的未定义行为（Undefined Behavior, UB）。C标准对未定义行为的执行结果没有任何约束，编译器有权基于「代码不存在未定义行为」的假设做任意优化处理。

2. O2优化下的死代码裁剪逻辑 #

GCC 8.2.0开启-O2优化时会执行激进的路径裁剪优化：

• 编译器检测到foo函数存在无返回值的未定义行为，判定调用foo之后的所有代码路径都是非法不可达的
• 因此直接将foo调用后的std::cout输出逻辑完全优化删除，程序执行完foo调用后就直接结束，自然不会产生任何输出

3. 无优化时正常输出的原因 #

关闭-O2优化时，编译器不会执行上述激进的未定义行为相关优化，代码会按照编写的原始逻辑顺序执行：

• 即使foo没有返回值，栈上的y变量的值仍然保留初始化的2
• 后续的std::cout逻辑可以正常执行，因此会正确输出2

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Guibao Wang