如何让Clang高效优化该准叶子函数？

我们来看下面这个准叶子函数：

int almost_leaf(int* x) {
    if (__builtin_expect(*x >= 0, true)) {
        return *x;
    }
    return x_was_negative() + 1;
}

它被称为准叶子函数的原因是：它并非严格意义上的叶子函数——当x指向负数时会调用x_was_negative()，但__builtin_expect已向编译器提示：return *x是执行概率更高的路径，而这个路径不会触发任何函数调用。

Clang 16对它的编译结果如下：

almost_leaf(int*):                      # @almost_leaf(int*)
        push    rax
        mov     eax, dword ptr [rdi]
        test    eax, eax
        js      .LBB0_1
        pop     rcx
        ret
.LBB0_1:
        call    x_was_negative()
        inc     eax
        pop     rcx
        ret

可以看到，快速（预期）路径里的push和pop操作完全多余：这个路径既没有使用栈，也不存在需要对齐栈的函数调用。

相比之下，GCC的编译方式更高效——仅在调用x_was_negative()的慢路径上做栈对齐：

almost_leaf(int*):
        mov     eax, DWORD PTR [rdi]
        test    eax, eax
        js      .L8
        ret
.L8:
        sub     rsp, 8
        call    x_was_negative()
        add     rsp, 8
        inc     eax
        ret

那么，如何让Clang也能高效编译这类准叶子函数？

注意：Clang其实具备不对准栈编译准叶子函数的能力——比如当x是int而非int*时，或者当x_was_negative()可以被编译为尾调用时（这种情况甚至完全不需要栈对齐）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者BeeOnRope