使用 clang 内置函数与标准函数的好处答案

【问题标题】：Benefits of using clang builtins vs standard functions使用 clang 内置函数与标准函数的好处
【发布时间】：2017-07-28 18:51:07
【问题描述】：

Clang 和 GCC 定义了一堆内置函数，我这里用剩余的例子：

__builtin_sqrt(x)

但是，标准 C99 在 math.h 中定义了以下内容

sqrt(x)

clang 为已经存在的方法定义内置函数有什么意义？我原以为像 sqrt 这样的常见数学函数会被后端优化，所以实际上并不需要内置函数。由于显而易见的原因，此内置函数的可移植性不如标准 c。

【问题讨论】：

你不应该直接使用 __builtin_sqrt。您应该使用 sqrt。编译器将识别出 sqrt 是它知道的函数并将其替换为 __builtin_sqrt。在实现这一点时，gcc 没有内部函数的概念，它只有内置函数，用户可以使用，所以 __builtin_sqrt 最终在用户代码中工作，但这是一个历史事故。
@MarcGlisse 为什么不直接使用呢？甚至没有#ifdefs 来获得编译器特定的内置函数？如果没有，为什么不呢？
@jdk1.0 为什么在标准代码等效的情况下使用更长的、不可移植的代码？

标签： c++ gcc clang intrinsics

【解决方案1】：

来自gcc manual：

GCC 通常会生成特殊代码来处理某些内置的更有效地发挥作用；例如，对 alloca 的调用可能变成直接调整堆栈的单个指令，并调用 memcpy 可能成为内联复制循环。生成的代码通常都是更小更快，但由于函数调用不再显示为这样，您不能在这些调用上设置断点，也不能更改通过与不同的库链接来了解函数的行为。在另外，当一个函数被识别为内置函数时，GCC 可以使用有关该功能的信息来警告有关问题调用该函数，或生成更高效的代码，即使结果代码仍然包含对该函数的调用。例如，在 printf 时对 printf 的错误调用使用 -Wformat 给出警告是内置的，并且已知 strlen 不会修改全局内存。

库函数是编译器的外部函数，因此它无法像内置函数那样推理它们。例如，编译器可能会在constant folding 中使用内置函数，例如。将__builtin_sqrt(1) 替换为1，而调用库sqrt(1) 通常不能这样做。

使用内置函数不会影响可移植性，因为它们实现了标准 C，因此它们具有相同的语义。

【讨论】：

@MarcGlisse ...因为它用__builtin_sqrt替换它。
看起来 GCC 在 -O3 处的结果相同：godbolt.org/g/J1ztkQ
我不会接受这个答案，因为它的前提似乎不正确？
我已经更新了我的答案，以包含来自 gcc 文档的更好报价。