The-BBL - [x86/セグメントの編集]

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ここはhideyosiの学習帳です。いろいろな資料を集めたり整理したりしています。オイラ用のノートなので間違っていたり未完成だったりしますので信用度は相当低いことをあらかじめご了承くださいませ。

# qbded341 の編集

*16bit(8086）のセグメント [#qbded341]
セグメントとはなんじゃらほい？

8086は16bitですね。内部には沢山のレジスタがありますが、ほぼどれも最大16bitです。

CPUがメモリにアクセスする場合、当然メモリの番地を指定しなくてはなりませんが、そのためのレジスタも16bitです。

ん？おかしいですね？。メモリの番地を指定するためのレジスタも16bit。（16進数で4桁です。）そうなると・・・

0x0000〜0xffff

です。最大0xffffということは、十進数に直すと・・・65,535・・・え？ ''最大''64KB？？？

そうです。CPUの素直な仕組みで考えると、16bitのCPUは、最大64KBしかメモリをアクセスすることができません。・・・しかし、8086は最大1MBを活用することができるのです。いったいどうやって？？？

8086CPUは大きなメモリ空間を64KBごとに区切り、各区切りを別の16bitのレジスタで指定することによって、事実上20bit（16進数で5桁）でメモリ番地を指定することができます。この64KBの区切りを''セグメント''と言います。

メモリ番地を20ビットで表現。これなら、0x00000〜0xFFFFF。つまり、1,048,575バイト。1MBとなる。

具体的には、「セグメントアドレス」+「オフセット値」でアドレスを表現する。

セグメントアドレスもやはり16ビットでしか表現できない。で、それ＋何番地ずれているかを表現する。

たとえば、物理的に0x21000番地のメモリにアクセスしたいとする。その場合、レジスタはみな16ビットではあるが、

セグメントアドレスに：0x2000　　(セグメントベースという）
 オフセットアドレスに：0x1000　　(オフセット値という）

とセットすると、

0x2000x16 = 0x20000
                +
              0x1000
 --------------------
             0x21000
こう解釈して内部回路に信号を送り、0x21000番地のメモリにアクセスしてくれる。

図にする・・・

物理アドレス
  0x00000   ┌──────┐
          　│セグメント  │
            │　（64kb）　│　　┌───　ここを読みたい！
  0x10000 　├──────┤　　│
          　│セグメント  │　　│        0x21000とかの指定はできない。
          　│　　　　　　│　　│　　　　(だってレジスタが16bitだもん）
  0x20000   ├──────┤　　│
            │セグメント  │　　│        そこで、セグメントレジスタにセグメント
            │　　　　　　│←─┘　　　　のベース番地を指定する。(頭4桁だけ）
  0x30000 　├──────┤
          　│セグメント  │              0x2000:0x1000 (セグメントベース:アドレス）　　　　　　　
         　 │　　　　　　│　　　　　　　これで0x21000にアクセスしてくれる
  0x40000 　├──────┤
     :    　│セグメント  │
  　 :　　　：　　　　　　：　　　
  　 :　　　：　　　　　　：　　　
  0xE0000 　├──────┤
          　│セグメント  │
         　 │　　　　　　│
  0xF0000 　├──────┤
          　│セグメント  │
         　 │　　　　　　│
  0xFFFFF 　└──────┘
   (1MB)

※少々乱暴な考え方をすれば、この16bit(8086時）のセグメントはとても変則的で無茶な方法といえるかも。整合性や理屈で考えれば、16bitのまま無理に1MBを使えるようにするより、20bitのCPUを開発するというのが本当といえないか。（もちろんあくまでも後付のお評論家的な話ってことで。）

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