Muistisegmentointi

Muistisegmentointi on muistinhallintamenetelmä, jossa ohjelman muistialueet jaetaan erillisiin segmentteihin. Jokaisella segmentillä on oma perusosoitteensa (base), rajoitealueensa (limit) ja käyttöoikeutensa, mikä mahdollistaa erillisen suojaamisen ja hallinnoinnin. Segmenttejä käytetään usein jakamaan koodi-, data- ja pinoryhmiä sekä tukemaan dynaamista muistinhallintaa, kuten pinon kasvua ja tallennuksen eriyttämistä.

Toteutus vaihtelee arkkitehtuurin mukaan. 16‑bittisessä real mode -kontekstissa fyysinen osoite muodostuu segmentin arvon vasemmalle siirrosta (segment << 4) lisäämällä offsetin: fyysinen osoite = segment << 4 + offset. Suojatodennuksessa segmenttien tiedot tallennetaan descriptor-tauluun (esimerkiksi GDT/LDT), jossa kukin descriptor määrittää base-osoitteen, rajoituksen ja käyttöoikeudet. Osoitteen muunnos tapahtuu segmentin valitsijalla (selector) ja offsetilla, ja rajojen sekä pääsynvalvonnan rikkomuksista seuraa virhe tai suojausloukkaus.

Edut ja rajoitteet. Muistisegmentointi parantaa suojaa ja modularisointia sekä mahdollistaa erillisten segmenttien hallitun kasvun tai vaihtuvuuden. Se voi kuitenkin lisätä monimutkaisuutta ja käyttöyhteyden kustannuksia, ja muistinhallintaa saattaa rajoittaa fragmentoituminen sekä segmenteistä johtuva hallinnollinen kuorma. Moderneissa suoritusympäristöissä muistinhallinta perustuu suurelta osin sivutukseen (paging) ja tasaisiin osoitteisiin, jolloin segmentaation rooli on vähäisempi; joissakin järjestelmissä segmentit säilyvät käytössä erityisesti virheenkorjauksessa, TLS-pohjaisessa tietojen jakamisessa tai yhteensopivuudessa vanhempien ohjelmistojen kanssa.

Historia ja käyttökohteet. Muistisegmentointi oli keskeinen osa varhaisissa 8086/80286-arkkitehtuureissa sekä monissa aikaisemman ajan operatiivisissa järjestelmissä. Nykyiset x86‑yhteensopivat järjestelmät käyttävät pääosin pagingia virtuaalimuistin toteuttamiseen, mutta segmentaatio voi yhä esiintyä tietyissä tilatehtävissä, kuten per-thread tiedonhallinnassa tai erikoiskiinnityksissä, ja se on osa historiaa muistinhallinnan kehityksessä.