c++ - 为什么 GCC 调用 libc 的 sqrt() 而不使用它的结果？

Question

使用 GCC 6.3，以下 C++ 代码:

#include <cmath>
#include <iostream>

void norm(double r, double i)
{
    double n = std::sqrt(r * r + i * i);
    std::cout << "norm = " << n;
}

生成以下 x86-64 程序集:

norm(double, double):
        mulsd   %xmm1, %xmm1
        subq    $24, %rsp
        mulsd   %xmm0, %xmm0
        addsd   %xmm1, %xmm0
        pxor    %xmm1, %xmm1
        ucomisd %xmm0, %xmm1
        sqrtsd  %xmm0, %xmm2
        movsd   %xmm2, 8(%rsp)
        jbe     .L2
        call    sqrt
.L2:
        movl    std::cout, %edi
        movl    $7, %edx
        movl    $.LC1, %esi
        call    std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::__ostream_insert<char, std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*, long)
        movsd   8(%rsp), %xmm0
        movl    std::cout, %edi
        addq    $24, %rsp
        jmp     std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::_M_insert<double>(double)

调用std::sqrt , GCC 首先使用 sqrtsd并将结果保存到堆栈中。如果溢出，则调用 libc sqrt功能。但它永远不会保存 xmm0之后和第二次调用 operator<< 之前，它从堆栈中恢复值(因为 xmm0 在第一次调用 operator<< 时丢失了)。

使用更简单的 std::cout << n; ，就更明显了:

subq    $24, %rsp
movsd   %xmm1, 8(%rsp)
call    sqrt
movsd   8(%rsp), %xmm1
movl    std::cout, %edi
addq    $24, %rsp
movapd  %xmm1, %xmm0
jmp     std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >::_M_insert<double>(double)

为什么 GCC 不使用 xmm0由 libc sqrt 计算的值?

Answer 1

计算结果不需要调用sqrt；它已由 SQRTSD 指令计算。它调用 sqrt 以在将负数传递给 sqrt 时根据标准生成所需的行为(例如，设置 errno 和/或引发浮点异常)。 PXOR、UCOMISD 和 JBE 指令测试参数是否小于 0，如果不是，则跳过对 sqrt 的调用。