Question

一些善良的灵魂能帮助我理解为什么我必须使用-lm gcc选项（如此） gcc main.c -o main -lm）案例（1）和案例（2）没有？

案例（1）

#include <math.h>
int main() {
  float x = 4;
  sqrt(x);
  return 0;
}

案例（2）

#include <math.h>
int main() {
  sqrt(4);
  return 0;
}

我使用Uccntu 16.04，使用gcc。我知道为什么我应该使用-lm，但我不知道为什么案例（2）在没有它的情况下有效。

Answer 1

让我们来看看几个功能。这是第一个：

#include <math.h>

double func(double num) {
  return sqrt(num);
}

使用gcc -O3 -c so.c进行编译，然后使用objdump -d so.o进行反汇编：

0000000000000000 <func>:
   0:   f2 0f 51 c8             sqrtsd %xmm0,%xmm1
   4:   66 0f 2e c9             ucomisd %xmm1,%xmm1
   8:   7a 05                   jp     f <func+0xf>
   a:   66 0f 28 c1             movapd %xmm1,%xmm0
   e:   c3                      retq   
   f:   48 83 ec 08             sub    $0x8,%rsp
  13:   e8 00 00 00 00          callq  18 <func+0x18>
  18:   48 83 c4 08             add    $0x8,%rsp
  1c:   c3                      retq

所以我们有一堆FPU寄存器操作和一个调用。让我们试着看看那个电话叫什么。运行nm so.o：

0000000000000000 T func
                 U sqrt

因此我们定义（T）一个名为“func”的函数，并导入（U）一个名为sqrt的符号。最终的计划必须与-lm相关联，因为实际定义了sqrt。

现在让我们尝试第二个功能：

#include <math.h>

double func() {
  return sqrt(4);
}

再次，使用gcc -O3 -c so.c进行编译，并使用objdump -d so.o进行反汇编：

0000000000000000 <func>:
   0:   f2 0f 10 05 00 00 00    movsd  0x0(%rip),%xmm0        # 8 <func+0x8>
   7:   00 
   8:   c3                      retq

没有FPU注册操作。没有函数调用。让我们通过nm so.o验证：

0000000000000000 T func
0000000000000000 r .LC0

是的。不导入符号。

如果省略#include <math.h>：

，您会看到这里发生了什么

$ gcc -O3 -g -c so.c
so.c: In function ‘func’:
so.c:2:10: warning: incompatible implicit declaration of built-in function ‘sqrt’
   return sqrt(4);
          ^

sqrt是一个内置函数。编译器不会将其视为一些不透明的构造。它了解它的作用。在第二种情况下，编译器理解它不需要在运行时调用该函数。它知道编译期间的答案是什么。它只是将答案放在返回寄存器中并将其称为一天。由于运行时不包含对sqrt的调用，因此无需与-lm相关联。

C Math sqrt和Gcc -lm选项

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