为什么GCC在不使用结果的情况下调用libc的sqrt()？

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)

对于调用std::sqrt,GCC首先使用sqrtsd并将结果保存到堆栈中.如果它溢出,则调用libc sqrt函数.但它永远不会保存xmm0之后,在第二次调用之前operator<<,它会从堆栈中恢复值(因为xmm0第一次调用时丢失了operator<<).

更简单std::cout << n;,它更加明显:

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xmm0libc计算的值sqrt？

Answer 1

它不需要调用sqrt来计算结果; 它已经由SQRTSD指令计算出来.sqrt当传递负数时sqrt(例如,设置errno和/或引发浮点异常),它调用根据标准生成所需行为.PXOR,UCOMISD和JBE指令测试参数是否小于0并跳过调用,sqrt如果不是这样.