Roslyn 编译器用零优化函数调用乘法

Question

昨天我在我的 C# 代码中发现了这个奇怪的行为：

Stack<long> s = new Stack<long>();

s.Push(1);           // stack contains [1]
s.Push(2);           // stack contains [1|2]
s.Push(3);           // stack contains [1|2|3]

s.Push(s.Pop() * 0); // stack should contain [1|2|0]

Console.WriteLine(string.Join("|", s.Reverse()));

我以为程序会打印 1|2|0 但实际上它打印了 1|2|3|0.

查看生成的 IL 代码（通过 ILSpy），您可以看到 s.Pop() * 0 被优化为简单的 0:

// ...
IL_0022: ldloc.0
IL_0023: ldc.i4.0
IL_0024: conv.i8
IL_0025: callvirt instance void class   [System]System.Collections.Generic.Stack`1<int64>::Push(!0)
// ...

ILSpy反编译:

Stack<long> s = new Stack<long>();
s.Push(1L);
s.Push(2L);
s.Push(3L);
s.Push(0L); // <- the offending line
Console.WriteLine(string.Join<long>("|", s.Reverse<long>()));

首先，我最初在 Windows 7 和 Visual Studio 2015 Update 3 下使用发布模式（/optimize）和调试模式以及各种目标框架（4.0、4.5、 4.6 和 4.6.1)。在所有 8 种情况下，结果都是相同的 (1|2|3|0)。

然后我在 Windows 7 和 Visual Studio 2013 Update 5 下测试了它（再次使用 Release/Debug 模式和目标框架的所有组合）。令我惊讶的是，这里的语句 not 被优化掉并产生了预期的结果 1|2|0.

所以我可以得出结论，此行为既不依赖于 /optimize 也不依赖于目标框架标志，而是依赖于使用的编译器版本。

出于兴趣，我用 C++ 编写了类似的代码，并使用当前的 gcc 版本对其进行了编译。这里乘以零的函数调用没有被优化掉，函数被正确执行。

我认为这种优化只有在 stack.Pop() 是一个纯函数（它肯定不是）的情况下才有效。但我不太愿意将此称为错误，我认为这只是我不知道的一个功能？

这 "feature" 是否有任何记录，是否有（简单的）方法来禁用此优化？

Answer 1

是的，这绝对是一个错误。 * 0，如果有副作用，不应优化为0。

感谢您报告问题！！

您可以在 bug/fix 跟踪进度 https://github.com/dotnet/roslyn/issues/13486

Roslyn 编译器用零优化函数调用乘法

Roslyn compiler optimizing away function call multiplication with zero

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