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16 - Tricky C
I P U N T A T O R I
Una variabile è un'area di memoria alla quale è associato un nome simbolico, scelto dal
programmatore (vedere pag. 13). Detta area di memoria è grande quanto basta per contenere il tipo di
dato indicato nella dichiarazione della variabile stessa, ed è collocata dal compilatore, automaticamente,
in una parte di RAM non ancora occupata da altri dati. La posizione di una variabile in RAM è detta
indirizzo, o address. Possiamo allora dire che, in pratica, ad ogni variabile il compilatore associa sempre
due valori: il dato in essa contenuto e il suo indirizzo, cioè la sua posizione in memoria.
G l i i n d i r i z z i d i m e m o r i a
Proviamo ad immaginare la memoria come una sequenza di piccoli contenitori, ciascuno dei
quali rappresenta un byte: ad ogni "contenitore", talvolta detto "locazione", potremo attribuire un numero
d'ordine, che lo identifica univocamente. Se il primo byte ha numero d'ordine 0, allora il numero
assegnato ad un generico byte ne individua la posizione in termini di spostamento (offset) rispetto al
primo byte, cioè rispetto all'inizio della memoria. Così, il byte numero 12445 dista proprio 12445 byte dal
primo, il quale, potremmo dire, dista 0 byte da se stesso. L'indirizzamento (cioè l'accesso alla memoria
mediante indirizzi) avviene proprio come appena descritto: ogni byte è accessibile attraverso il suo offset
rispetto ad un certo punto di partenza, il quale, però, non necessariamente è costituito dal primo byte di
memoria in assoluto. Vediamo perché.
Nella CPU del PC sono disponibili alcuni byte, organizzati come vere e proprie variabili, dette
registri ( register). La CPU è in grado di effettuare elaborazioni unicamente sui valori contenuti nei propri
registri (che si trovano fisicamente al suo interno e non nella RAM); pertanto qualunque valore oggetto di
elaborazione deve essere "caricato", cioè scritto, negli opportuni registri. Il risultato delle operazioni
compiute dalla CPU deve essere conservato, se necessario, altrove (tipicamente nella RAM), al fine di
lasciare i registri disponibili per altre elaborazioni.
Anche gli indirizzi di memoria sono soggetti a questa regola.
I registri del processore Intel 8086 si compongono di 16 bit ciascuno, pertanto il valore massimo
che essi possono esprimere è quello dell'integer, cioè 65535 (esadecimale FFFF): il massimo offset
gestibile dalla CPU permette dunque di indirizzare una sequenza di 65536 byte (compreso il primo, che
ha offset pari a 0), corrispondenti a 64Kb.
Configurazioni di RAM superiori (praticamente tutte) devono perciò essere indirizzate con uno
stratagemma: in pratica si utilizzano due registri, rispettivamente detti registro di segmento (segment
register) e registro di offset (offset register). Segmento e offset vengono solitamente indicati in notazione
esadecimale, utilizzando i due punti (":") come separatore, ad esempio 045A:10BF. Ma non è tutto.
Se segmento e offset venissero semplicemente affiancati, si potrebbero indirizzare al
massimo 128Kb di RAM: infatti si potrebbe avere un offset massimo di 65535 byte a partire dal byte
numero 65535. Quello che occorre è invece un valore in grado di numerare, o meglio di indirizzare,
almeno 1Mb: i fatidici 640Kb, ormai presenti su tutte le macchine in circolazione, più gli indirizzi
riservati al BIOS e alle schede adattatrici 18 . Occorre, in altre parole, un indirizzamento a 20 bit 19 .
Questo si ottiene sommando al segmento i 12 bit più significativi dell'offset, ed accodando i 4
bit rimanenti dell'offset stesso: tale tecnica consente di trasformare un indirizzo segmento:offset in un
18 Ma perché proprio tale suddivisione? Perché gli indirizzi superiori al limite dei 640Kb sono stati riservati,
proprio in sede di progettazione del PC, al firmware BIOS e al BIOS delle schede adattatrici (video, rete, etc.), sino
al limite di 1 Mb.
19 In effetti, 2 20 = 1.048.576: provare per credere. Già che ci siamo, vale la pena di dire che le macchine basate
su chip 80286 o superiore possono effettuare indirizzamenti a 21 bit: i curiosi possono leggere i particolari a
pagina 226.