rax

x86-64 아키텍처에서 사용되는 64비트 범용 레지스터로, 시스템 콜 번호 저장과 함수 반환값 전달에 주로 사용됩니다.

레지스터 크기 변천

x86 아키텍처가 발전하면서 레지스터 크기가 확장되었고, 하위 호환성을 유지합니다.

64비트  ┌──────────────────────────────────────────────────────┐
        │                        RAX                          │
32비트  │                        ┌─────────────────────────────┤
        │                        │            EAX              │
16비트  │                        │            ┌────────────────┤
        │                        │            │       AX       │
 8비트  │                        │            ├────────┬───────┤
        │                        │            │   AH   │  AL   │
        └────────────────────────┴────────────┴────────┴───────┘
        63                       31           15       8  7    0

이름	크기	도입 시기
AL / AH	8비트	8086 (1978)
AX	16비트	8086 (1978)
EAX	32비트	80386 (1985)
RAX	64비트	x86-64 / AMD64 (2003)

x86-64 범용 레지스터 전체

레지스터	주요 용도	시스템 콜 규약
RAX	누산기, 반환값	시스템 콜 번호 (입력) / 반환값 (출력)
RBX	베이스 레지스터	callee-saved
RCX	카운터	syscall 시 복귀 주소 저장
RDX	데이터	3번째 인자
RSI	소스 인덱스	2번째 인자
RDI	목적지 인덱스	1번째 인자
RBP	베이스 포인터	스택 프레임 기준
RSP	스택 포인터	스택 최상단
R8~R9	범용	5번째, 6번째 인자
R10	범용	4번째 인자
R11	범용	syscall 시 RFLAGS 저장
R12~R15	범용	callee-saved

시스템 콜에서 RAX의 역할

[시스템 콜 호출 시]
RAX = 시스템 콜 번호 ──→ 커널이 sys_call_table[RAX] 조회

[시스템 콜 완료 시]
RAX = 반환값 ──→ 성공 시 결과값, 실패 시 음수 에러 코드

예시: read(fd=3, buf=0x7fff1000, size=100)

호출 전                          완료 후
┌──────────────────┐            ┌──────────────────┐
│ RAX = 0 (sys_read)│            │ RAX = 100 (읽은 바이트)│
│ RDI = 3 (fd)      │            │                  │
│ RSI = 0x7fff1000  │  syscall   │                  │
│ RDX = 100 (size)  │ ────────→  │ 성공 시: 양수     │
│                    │            │ 실패 시: -errno   │
└──────────────────┘            └──────────────────┘

주요 시스템 콜 번호 (RAX에 들어가는 값)

RAX 값	시스템 콜	설명
0	sys_read	파일 읽기
1	sys_write	파일 쓰기
2	sys_open	파일 열기
3	sys_close	파일 닫기
39	sys_getpid	PID 조회
57	sys_fork	프로세스 복제
59	sys_execve	프로그램 실행
60	sys_exit	프로세스 종료

함수 호출에서 RAX의 역할

시스템 콜뿐 아니라 일반 함수 호출에서도 RAX는 반환값을 담습니다.

// C 코드
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
int result = add(3, 5);

; 어셈블리 변환
mov  edi, 3        ; 첫 번째 인자 → RDI
mov  esi, 5        ; 두 번째 인자 → RSI
call add           ; add 함수 호출
; RAX = 8          ; 반환값이 RAX에 담김
mov  [result], eax ; 결과 저장

Java와의 관계

Java 개발자는 RAX를 직접 다루지 않지만, JVM 내부에서는 시스템 콜 시 RAX를 사용합니다.

System.out.println("hello");

Java: System.out.println("hello")
  → JVM native: write()
    → glibc: write(1, "hello\n", 6)
      → RAX = 1 (sys_write 번호)
        RDI = 1 (stdout fd)
        RSI = "hello\n" 주소
        RDX = 6 (길이)
        syscall 실행
      ← RAX = 6 (쓴 바이트 수) 반환