C言語の返り値はどこに格納される？アセンブリで確認してみた

C言語の返り値

返り値を格納するレジスタ

AMDの仕様書22頁目の記述によると返り値が整数型の場合はraxに入れるらしい。(利用可能とは？利用できない場合があるのか？)

System V AMD64 ABI 仕様書

1. If the class is INTEGER, the next available register of the sequence %rax,
   %rdx is used.
2. If the class is SSE, the next available vector register of the sequence %xmm0,
   %xmm1 is used.
   (機械語訳)
3. クラスがINTEGERの場合​​
   ​​戻り値の型がINTEGERクラス（整数型またはポインタ型）の場合、次の利用可能なレジスタを順に使用する:
   %rax → %rdx​​
   ​​4. クラスがSSEの場合​​
   ​​戻り値の型がSSEクラス（浮動小数点型またはSIMD型）の場合、次の利用可能なベクトルレジスタを順に使用する:
   %xmm0 → %xmm1​

実際に確認してみる

test.c

#include <stdio.h>

int foo() {
    return 8;
}

int main() {
    int a = foo();
    printf("return = %d\n",a);
    return 0;
}

gcc -S -masm=intel test.c -o test.s

test.s のコード

stackexam.c

	.file	"test.c"
	.intel_syntax noprefix
	.text
	.globl	foo
	.def	foo;	.scl	2;	.type	32;	.endef
	.seh_proc	foo
foo:
	push	rbp
	.seh_pushreg	rbp
	mov	rbp, rsp
	.seh_setframe	rbp, 0
	.seh_endprologue
	mov	eax, 8
	pop	rbp
	ret
	.seh_endproc
	.section .rdata,"dr"
.LC0:
	.ascii "return = %d\12\0"
	.text
	.globl	main
	.def	main;	.scl	2;	.type	32;	.endef
	.seh_proc	main
main:
	push	rbp
	.seh_pushreg	rbp
	mov	rbp, rsp
	.seh_setframe	rbp, 0
	sub	rsp, 48
	.seh_stackalloc	48
	.seh_endprologue
	call	__main
	call	foo
	mov	DWORD PTR -4[rbp], eax
	mov	eax, DWORD PTR -4[rbp]
	mov	edx, eax
	lea	rax, .LC0[rip]
	mov	rcx, rax
	call	printf
	mov	eax, 0
	add	rsp, 48
	pop	rbp
	ret
	.seh_endproc
	.def	__main;	.scl	2;	.type	32;	.endef
	.ident	"GCC: (MinGW-W64 x86_64-ucrt-posix-seh, built by Brecht Sanders, r3) 14.2.0"
	.def	printf;	.scl	2;	.type	32;	.endef

fooを抜ける前にeaxに8を格納している。
(intが4バイトだからraxの下位32ビットで足りると判断されてeaxになったのか？)

	mov	eax, 8
	pop	rbp
	ret

実験

アセンブリの変更

変更前.s

	mov	eax, 8

変更後.s

	mov	eax, 10

実行

確かに結果が変わりました。

C:\Users\nanashi\test>gcc test.s -o test.exe

C:\Users\nanashi\test>test
return = 10

C:\Users\nanashi\test>

動作環境

Windows10 10.0.19045.5737
gcc version 14.2.0

MSDOS(同日追記)

C

アセンブラ

考察

16ビットのMSDOSでは予想通りaxに入れる模様。
このax→eax→raxとビット数は変わっても根本の仕様は変わらない
ようだ。