2.3. Сегментация памяти

Поскольку процессор 80286 может адресовать до 2²⁰ байт (и намного больше в виртуальном режиме), можно было бы ожидать, что внутри него адреса байт и слов должны быть представлены 20-битными величинами. Однако процессор рассчитан на 16-битную арифметику, поэтому длина адресных объектов ограничена 16 битами. Следовательно, для построения адресов необходим какой-то дополнительный механизм.

Можно полагать, что в реальном режиме память 1 Мбайт состоит из нескольких сегментов, каждый из которых содержит самое большее 2¹⁶ (64К) байт. Сегменты начинаются по адресам, кратным 16, т.е. имеющим четыре нулевых младших бита. В любой момент времени программа может обращаться к четырем сегментам, которые называются текущим сегментом кода, текущим сегментом данных, текущим сегментом стека и текущим дополнительным сегментом (он обычно отводится для данных). Каждый текущий сегмент идентифицируется путем размещения старших 16 бит адреса его первого байта в одном из четырех специальных сегментных регистров. Отметим, что сегменты могут перекрываться, как видно на рис. 2.4. Предположим, например, что в 16-битном сегментном регистре кода содержится число С018. Это значит, что сегмент кода начинается по адресу байта С0180 и простирается на 2¹⁶ (10000₁₆) байт. Следовательно, последний байт сегмента кода имеет адрес D017F.

Мы обращаемся к байтам или словам внутри сегмента с помощью 16-битного внутрисегментного смещения. Процессор образует 20-битный адрес байта или слова, суммируя 16-битное смещение с содержимым 16-битного сегментного регистра, к которому "пристроены" четыре млад­ших нуля (рис. 2.5.). В предыдущем примере байт с адресом CFFFF находит­ся внутри текущего сегмента кода, т.е. он имеет смещение FE7F (CFFFF -С0180) в сегменте, как показано на рис. 2.6.

В виртуальном режиме сегменты и смещения сохраняются. Различие заключается в том, что начальные адреса сегментов не образуются путем добавления четырех нулей к содержимому сегментных регистров, а берутся из таблиц, индексируемых сегментными регистрами.