为什么现代编译器对C++11和更高版本进行了优化？

Question

我迷路了。我想利用编译器资源管理器来实验多线程C代码，并从一段简单的代码开始。代码是用-O3编译的。

static int hang = 0;

void set_hang(int x) {
    hang = x;
}

void wait() {
    while (hang != 0) {
        // wait...
    }
}

令我惊讶的是，这是编译器的输出：

set_hang(int):
        mov     dword ptr [rip + hang], edi
        ret
wait():
        ret

我花了一段时间才注意到，我正在以C++而不是C的形式编译代码。切换到C给了我一些我所期望的东西：

set_hang:
        mov     DWORD PTR hang[rip], edi
        ret
wait:
        mov     eax, DWORD PTR hang[rip]
        test    eax, eax
        je      .L3
.L5:
        jmp     .L5
.L3:
        ret

因此，当编译为C++时，wait()总是返回，不管之前传递给set_hang()的是哪个值。我通过编译和我的电脑上的代码来确认这一点。此代码立即存在，而我希望它会提前挂起：

int main(void) {
    set_hang(1);
    wait();
    return 0;
}   

事实上，如果我用gcc而不是g++编译它，它就挂起了。

我用不同的编译器(Clang和GCC)进行了实验，而这种情况只发生在Clang 12.0.0或higer或GCC 10.1或以上。如果我也通过了--std=c++98，我所期望的代码也会发出，所以它似乎是特定于C++11和更高级别的代码。

从static中删除hang关键字不会影响发出的程序集。

这里发生了什么事？我写C++已经有几个月了，所以我可能错过了一些关于最新最棒的C++黑魔法的知识，但这是非常简单的代码。我太笨了。

编辑:甚至这个程序也被完全优化了：

// test.cpp
static int hang = 0;

static void set_hang(int x) {
    hang = x;
}

static void wait() {
    while (hang != 0) {
        // wait...
    }
}

int main(void) {
    set_hang(1);
    wait();
    return 0;
}

编译器输出：

main:
        xor     eax, eax
        ret

GCC版10.3.0关于Ubuntu：

此命令将挂起：g++ -O1 -o test test.cpp && ./test

这个命令不会：g++ -O2 -o test test.cpp && ./test

Answer 1

这是因为下面的规则：

intro.progress 该实现可能假定任何线程最终都将执行以下操作之一：

• 终止，
• 调用库I/O函数，
• 通过易失性glvalue执行访问，或
• 执行同步操作或原子操作。

编译器能够证明一个进入循环的程序永远不会做任何列出的事情，因此它被允许假设循环永远不会被输入。