GCC 内置函数 - 2003 年与 2019 年的行为

Question

在 GCC 简介 一书的第 14 页，Brian Gough，由于没有为 gcc 提供 libm 库，作者想显示 linker 错误，函数 sqrt 的代码位于：

$ gcc -Wall calc.c -o calc
/tmp/ccbR6Ojm.o: In function ‘main’:
/tmp/ccbR6Ojm.o(.text+0x19): undefined reference to ‘sqrt’

文件calc.c（调用函数sqrt的地方）是这样的：

#include <math.h>
#include <stdio.h>
int main (void)
{
    double x = sqrt (2.0);
    printf ("The square root of 2.0 is %f\n", x);
    return 0;
}

这本书是 2003 年的。在我当前的 Ubuntu Linux 18 上，我无法重现 link 错误：它 link 并且有效，打印出正确的结果：

$ ./calc
1.414214

我发现 ldd calc libm.so 共享库不会在运行时调用。当然这里也不涉及静态库libm.a。那么gcc是如何处理函数sqrt的呢？我发现在这种情况下它使用 sqrt GCC 内置函数。它的代码在编译时被插入到 calc.o 目标文件中。所以没有 "undefined reference" 错误。

第一个问题：这就是整个故事，还是我遗漏了什么？

第二个问题：为什么这种关于 GCC 内置函数的行为在 2003 年（本书撰写时）和现在之间变化如此之大？（实际上使整个示例无效，在我看来）

第三个问题：为什么作者在他的例子中（例如$ gcc -Wall calc.c -lm -o cal）暗示将使用静态库libc.a，而实际上在 Linux 中，该语法调用动态库 libm.so？这是否特定于 Linux 而不是 GNU GCC？我错过了什么？

Answer 1

我认为这是由于优化了一个常量值。现代 GCC 可以计算 sqrt (2.0) 的精确值。如果你强制它不使用 built-ins 和 -fno-builtin，它仍然无法使用 link。此外，如果您稍微更改代码以使 sqrt() 的参数不是文字，它将无法 link:

#include <math.h>
#include <stdio.h>

double t = 2.0;

int main (void)
{
    double x = sqrt (t);
    printf ("The square root of 2.0 is %f\n", x);
    return 0;
}

这会产生 link 错误：

> gcc -o test test.c              
/usr/bin/ld: /tmp/ccLjHnQx.o: in function `main':
test.c:(.text+0x11): undefined reference to `sqrt'
collect2: error: ld returned 1 exit status

关于你的第 3 个问题，-lm 并不意味着静态库，AFAIK。

GCC 内置函数 - 2003 年与 2019 年的行为

GCC builtin functions - 2003 vs 2019 behaviour

gcc

linker-errors

built-in