c++ - 为什么 GCC 对 C++ 比 C 更有效地实现 isnan()？

Question

这是我的代码:

int f(double x)
{
  return isnan(x);
}

如果我 #include <cmath>我得到了这个程序集:

xorl    %eax, %eax
ucomisd %xmm0, %xmm0
setp    %al

这相当聪明:ucomisd如果 x 与自身的比较是无序的，则设置奇偶校验标志，这意味着 x 是 NAN。那么setp将奇偶校验标志复制到结果中(只有一个字节，因此 %eax 的初始清除)。

但是如果我 #include <math.h>我得到了这个程序集:

jmp     __isnan

现在代码不是内联的，__isnan功能肯定是没有快的ucomisd指令，所以我们已经引起了无益的跳跃。如果我将代码编译为 C，我会得到同样的结果。

现在，如果我更改 isnan()调用__builtin_isnan() ，我得到了简单的 ucomisd指令指令，无论我包含哪个 header ，它也适用于 C 语言。同样，如果我只是 return x != x .

所以我的问题是，为什么 C <math.h> header 提供了 isnan() 的效率较低的实现比 C++ <cmath>标题？人们真的期望使用__builtin_isnan() ，如果是，为什么？

我使用 -O2 在 x86-64 上测试了 GCC 4.7.2 和 4.9.0和 -O3优化。

Answer 1

看<cmath>对于 gcc 4.9 附带的 libstdc++，您会得到:

  constexpr bool
  isnan(double __x)
  { return __builtin_isnan(__x); }

一个 constexpr函数可以积极内联，当然，该函数只是将工作委托(delegate)给 __builtin_isnan .

<math.h> header 不使用 __builtin_isnan ，而是使用 __isnan在这里粘贴的实现有点长，但它是 math.h 的第 430 行在我的机器上™。由于 C99 标准要求对 isnan 使用宏等(C99 标准的第 7.12 节)“功能”定义如下:

#define isnan(x) (sizeof (x) == sizeof (float) ? __isnanf (x)   \
  : sizeof (x) == sizeof (double) ? __isnan (x) \
  : __isnanl (x))

但是，我看不出它为什么不能使用 __builtin_isnan而不是 __isnan所以我怀疑这是一个疏忽。正如 Marc Glisse 在评论中指出的那样，有一个 relevant bug report对于类似的问题，使用 isinf而不是 isnan .