void 函数中的空 return 语句后 %rax 会发生什么？答案

【问题标题】：What happens to %rax after an empty return statement in a void function?void 函数中的空 return 语句后 %rax 会发生什么？
【发布时间】：2020-03-25 15:01:39
【问题描述】：

我的理解是，如果执行 void 函数没有返回语句，那么 %rax 仍将存储从前一个非 void 函数返回的任何内容。

也就是说，如果：

int a(int param){
    return param;
}

void b(){
}

int main(){
    a(5);
    b();
    return 1;
}

那么在 main 执行完成后返回之前，%rax 中存储的值将是 5。

我的问题是，如果 b 有一个空的 return 语句会发生什么？也就是说，

void b(){
    return;
}

这会清除 %rax 吗？还是 %rax 仍然保留其先前的值？

【问题讨论】：

没有必要清除%rax 的无效回报，因为没有人应该看它。也不知道它以前的值是什么，因为编译后的代码可以将它用于任何事情。
这是一个人为的例子，当然，但我记得有一次遇到一个错误，因为 int 函数中的一个分支没有返回语句，返回的值实际上是错误的之前调用的函数。那么，为了健壮性，我们是否应该尽可能地清除 %rax 以避免这样的错误？
不，为了稳健性而清除该寄存器不是我们想要的。我们想要的是无法返回值的编译时错误，因此我们可以实现并修复该错误。我相信现代 C 编译器会做到这一点。

标签： assembly x86-64 calling-convention

【解决方案1】：

那么 %rax 仍将存储从前一个非 void 函数返回的任何内容。

不，你的理解是错误的。

当 RAX 不保存返回值（void 或 FP 函数）时，它是一个调用破坏寄存器，例如 RCX 或 RSI。阅读调用约定文档或查看编译器输出。

顺便说一句，明确的return 声明与到达底部的} 完全无关。（除了从 non-void 函数的末尾掉出的是 UB，一些编译器会将其编译为 ud2 非法指令。）

那么在 main 执行完成后返回之前，%rax 中存储的值将是 5。

这是 100% 的实现细节；编译器可以对函数中的寄存器做任何它想做的事情，比如使用 RAX 来评估非函数调用表达式。调用约定只是明确了函数之间的界限。

【讨论】：

仅当调用者使用返回值时，从非 void 函数中退出才是未定义的行为（参见 ISO/IEC 9899:2011 §6.9.1 ¶12）。
@fuz：谢谢。在这种情况下，clang (IIRC) 中的 ud2 可能仅在 C++ 中。我很确定我在函数本身中看到了ud2。我经常在 C++ 模式下使用 Godbolt。（这个问题没有标记 C 或 C++，所以我们不知道哪个适用。）