gcc 默认情况下在 Mac OS X 上的 C 中链接数学库？

Question

来自这个问题：Why do you have to link the math library in C?

我知道 C 数学库 (libm) 与 C 标准库 (libc) 是分开的，默认情况下没有链接。

但是当我在 mac osx 10.11.1 上使用 gcc filename.c 而不使用 -lm 编译下面的代码时 ：

#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;
}

没有链接错误，输出的可执行文件工作正常。

然后我尝试了otool -L output：

output:
    /usr/lib/libSystem.B.dylib (compatibility version 1.0.0, current version 1225.1.1)
    /opt/local/lib/libgcc/libgcc_s.1.dylib (compatibility version 1.0.0, current version 1.0.0)

我想知道mac上的库结构有什么不同吗？

还是 gcc 5.2.0 的新特性？

非常感谢！

更新：

我将代码更改为：

    double in = 0;
    scanf("%lf", &in);
    double x = sqrt(in);

它仍然不需要-lm。

我用otool -vVt反汇编代码：

(__TEXT,__text) section
_main:
0000000100000eed    pushq   %rbp
0000000100000eee    movq    %rsp, %rbp
0000000100000ef1    subq    $0x10, %rsp
0000000100000ef5    pxor    %xmm0, %xmm0
0000000100000ef9    movsd   %xmm0, -0x10(%rbp)
0000000100000efe    leaq    -0x10(%rbp), %rax
0000000100000f02    movq    %rax, %rsi
0000000100000f05    leaq    0x82(%rip), %rdi        ## literal pool for: "%lf"
0000000100000f0c    movl    $0x0, %eax
0000000100000f11    callq   0x100000f54             ## symbol stub for: _scanf
0000000100000f16    movq    -0x10(%rbp), %rax
0000000100000f1a    movd    %rax, %xmm0
0000000100000f1f    callq   0x100000f5a             ## symbol stub for: _sqrt
0000000100000f24    movd    %xmm0, %rax
0000000100000f29    movq    %rax, -0x8(%rbp)
0000000100000f2d    movq    -0x8(%rbp), %rax
0000000100000f31    movd    %rax, %xmm0
0000000100000f36    leaq    0x55(%rip), %rdi        ## literal pool for: "The square root of 2.0 is %f\n"
0000000100000f3d    movl    $0x1, %eax
0000000100000f42    callq   0x100000f4e             ## symbol stub for: _printf
0000000100000f47    movl    $0x0, %eax
0000000100000f4c    leave
0000000100000f4d    retq

似乎调用了sqrt。那么为什么在 mac 上会有所不同呢？

更新：

我在这个问题中找到了结论：C std library don't appear to be linked in object file

它说在 OS X 上，数学库是 libSystem 的一部分：

$ ls -l /usr/lib/libm.dylib
lrwxr-xr-x  1 root  wheel  15  3 Jun 01:39 /usr/lib/libm.dylib@ -> libSystem.dylib

Answer 1

OSX 上没有单独的数学库。虽然许多系统在单独的数学库中的标准 C math.h 头文件中提供函数，但 OSX 并没有这样做，它是 libSystem 库的一部分，始终链接在其中。

除此之外，如果编译器可以在编译时执行计算，它可能会优化掉任何此类调用。

Answer 2

sqrt 是作为内置编译器提供的，因此不需要到库的链接（碰巧 - 这样做仍然是一种很好的做法，以便它可以在其他地方编译）。

每this page:

除非指定了-fno-builtin（或为单个函数指定了-fno-builtin-function），否则ISO C90 函数[包括sqrt 在内的长列表] 都被识别为内置函数。所有这些函数都有对应的版本，前缀为__builtin_。

如果您使用 -fno-builtin 编译，我预计链接阶段会失败。