为何GCC与Clang在AArch64架构下不为非叶函数省略帧指针？

先看这段C代码：

void unknown_function(void);

int non_leaf_function(int x)
{
    unknown_function();
    return x + 1;
}

int leaf_function(int x)
{
    return x + 1;
}

GCC针对AArch64目标默认生成的汇编如下：

non_leaf_function:
    stp     x29, x30, [sp, -32]!
    mov     x29, sp
    str     x19, [sp, 16]
    mov     w19, w0
    bl      unknown_function
    add     w0, w19, 1
    ldr     x19, [sp, 16]
    ldp     x29, x30, [sp], 32
    ret
leaf_function:
    add     w0, w0, 1
    ret

可以看到，编译器会为叶函数省略帧指针（x29寄存器），但默认会保留非叶函数的帧指针。这里的疑问是：为什么默认情况下无法生成更紧凑的如下代码？（只有手动添加-fomit-frame-pointer选项时才能生成这类代码）

期望的汇编代码：

non_leaf_function:
    stp     x19, x30, [sp, -16]!
    mov     w19, w0
    bl      unknown_function
    add     w0, w19, 1
    ldp     x19, x30, [sp], 16
    ret

补充说明：即使改用-O2或-Os优化级别，也无法改变这一行为。Clang同样存在此行为，但MSVC的处理方式不同。之前曾误以为ABI禁止非叶函数省略帧指针，但相关文档显示armclang默认允许省略帧指针，这就更让人困惑。

核心原因分析 #

GCC和Clang在AArch64平台默认保留非叶函数帧指针，主要源于两点：

• 调试优先级：帧指针x29构成了调用栈的链式结构，调试器可以直接通过遍历x29链快速回溯调用栈，不需要依赖编译时生成的DWARF等栈帧元数据。在默认编译配置下，调试体验是优先考虑的，保留帧指针能大幅降低调试难度、提升调试效率。
• 工具兼容性与历史惯例：虽然AArch64的ABI并未强制要求非叶函数必须使用帧指针，但GCC和Clang延续了传统架构（如x86）的默认行为——未明确指定-fomit-frame-pointer时，为非叶函数保留帧指针。这一惯例确保生成的代码能兼容各类依赖栈帧链的调试、性能分析工具。

而armclang默认允许省略帧指针，是因为其默认优化策略更偏向代码尺寸和执行效率，同时配套的调试工具链对无帧指针的栈回溯支持更完善；MSVC的处理方式不同，则是因为其自身编译策略和调试体系与GCC/Clang存在差异，默认会更积极地省略帧指针以优化性能。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者DarkAtom