Comportamento estranho com compiladores C++ otimizando loops infinitos?

O código a seguir tem a intenção de ter um loop infinito sem terminação e sem saída. Compilando com MSVC 2022 e GCC 14 e flag -O2 obtive o mesmo comportamento errado (saída é produzida).

// main.cpp
#include <test.h>

int main()
{
    Test t;
    t.test();
    return 0;
}

// test.h
#pragma once

class Test
{
public:
    void test();

private:
    int m_i = 0;
};

// test.cpp
#include "test.h"

#include <iostream>

void Test::test()
{
    while (true) {
        if (m_i > 100) {
            std::cout << "m_i is " << m_i << std::endl;
            return;
        }
    }
}

a saída é a seguinte

m_i is 0

substituindo a função de teste pelo seguinte

void Test::test()
{
    while (true) {
        if (int i = m_i; i == 100) {
            std::cout << "m_i is " << m_i << std::endl;
            std::cout << "i is " << i << std::endl;
            return;
        }
    }
}

a saída no GCC é a seguinte

m_i is 0
i is 100

Depurando o código, ambos parecem bugs de otimização. Há alguma referência útil e regras para manter em consideração para evitar problemas semelhantes com antecedência? Eu encontrei esse problema depurando uma corrupção de memória substituindo e removendo código, e fui enganado por um tempo.