GCC 内置函数 - 2003 与 2019 的行为

Question

在 Brian Gough 所著的“GCC 简介”一书的第 14 页，作者想要显示一个链接器错误，因为没有为 gcc 提供 libm 库，函数 sqrt 的代码所在的位置：

$ 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（函数sqrt被调用）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，我无法重现链接错误：它链接并工作，打印正确的结果：

$ ./calc
1.414214

我在ldd calc 中发现libm.so 共享库在运行时不会被调用。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了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“未定义的引用”错误。

第一个问题：这是整个故事还是我遗漏了什么？

第二个问题：为什么 GCC 内置函数的这种行为在 2003 年（本书写作之时）和现在之间发生了如此大的变化？ （在我看来，实际上使整个示例无效）

第三个问题：为什么作者的例子（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@ 987654336@?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数值。现代 GCC 可以计算 sqrt (2.0) 的精确值。如果您强制它不使用带有-fno-builtin 的内置函数，它仍然无法链接。此外，如果您稍微更改代码以使sqrt() 的参数不是文字，它将无法链接：

#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;
}

这会产生链接错误：

> 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

关于你的第三个问题，-lm 并不意味着静态库，AFAIK。