El
procesador soporta numerosos modos de operación para código x86, en los cuáles
no todas las instrucciones están disponibles. Un sub-repertorio de
instrucciones de 16-bit está disponible en “modo real” (disponible en todos los
procesadores x86), “modo protegido 16-bit” (disponible desde el Intel 80286), o
en el “modo v86” (disponible desde el Intel 80386). Por su parte, las
instrucciones de 32-bits están disponibles para el “modo protegido 32-bit” y
para el “modo heredado” (disponible con las extensiones de 64 bits). El
repertorio de instrucciones parte de ideas similares en cada modo, pero da
lugar a distintas formas de acceso a memoria y de este modo emplea estrategias
de programación diferentes.
Los modos en los que el código x86 puede ser ejecutado son:
• Modo real (16-bit)
• Modo protegido (16-bit y 32-bit)
• Modo 8086 virtual (16-bit)
• System Management Mode (16-bit)
• Modo largo (64-bit)
El modo real (también llamado modo de dirección real en los manuales de
Intel) es un modo de operación del 80286 y anteriores CPUs compatibles de la
arquitectura x86. El modo real está caracterizado por 20 bits de espacio de
direcciones segmentado (significando que solamente se puede direccionar 1 MB de
memoria), acceso directo del software a las rutinas del BIOS y el hardware
periférico, y no tiene conceptos de protección de memoria o multitarea a nivel
de hardware. Todos los CPUs x86 de las series del 80286 y posteriores empiezan
en modo real al encenderse el computador; los CPUs 80186 y anteriores tenían
solo un modo operacional, que era equivalente al modo real en chips posteriores.
MODO PROTEGIDO
El modo protegido es un modo
operacional de los CPUs compatibles x86 de la serie 80286 y posteriores. El
modo protegido tiene un número de nuevas características diseñadas para mejorar
las multitareas y la estabilidad del sistema, como protección de memoria, y
soporte de hardware para memoria virtual así como de conmutación de tareas. A
veces es abreviado como p-mode y también llamado Protected Virtual Address Mode
(Modo de Dirección Virtual Protegido) en el manual de referencia de programador
del iAPX 286 de Intel, (Nota, iAPX 286 es solo otro nombre para el Intel
80286). En el 80386 y procesadores de 32 bits posteriores se agregó un sistema
de paginación que es parte del modo protegido.
MODO 8086 VIRTUAL
En el microprocesador 80386 y posteriores, el
modo 8086 virtual, también llamado modo real virtual o VM86, permite la
ejecución de aplicaciones de modo real que violan las reglas bajo control de un
sistema operativo de modo protegido.
El VM86 usaba la forma de segmentación del modo real, pero usaba la dirección resultante de 20 bits (realmente 21 bits), tratándola como una dirección lineal, de tal manera que era sujeta a paginación.
Era usado para ejecutar programas DOS en Microsoft Windows/386, Windows 3.x, Windows 95, Windows 98, Windows Me, y OS/2 2.x y más adelante, a través de las máquinas DOS virtuales, también en SCO UNIX a través de Merge, y en Linux por medio de dosemu.
MODO DE GERENCIA DEL SISTEMA
El Modo de Gerencia de Sistema, o System Management Mode (SMM) en inglés, es un modo de operación lanzado por primera vez con el Intel 386SL y disponible en microprocesadores posteriores de la arquitectura x86, en el que es suspendida toda la ejecución normal (incluyendo el sistema operativo), y es ejecutado un software especial separado en un modo de alto privilegio (usualmente un depurador en firmware o asistido por hardware).
Algunos usos comunes del SMM son:
• Para emular hardware de la tarjeta madre que no está implementado o tiene errores (bugs).
• Operaciones de
gerencia de energía, como encendido de ventiladores.
• Para emular un
ratón o un teclado PS/2 desde un USB.
• Funciones de
seguridad del sistema, como apagar el computador cuando hay alta temperatura en
el CPU.
• Configuración del
sistema, como por ejemplo en los computadores notebook de Toshiba e IBM.
MODO LARGO
En la arquitectura de computador AMD64 (x86-64), el modo largo (long mode) es el modo donde una aplicación o sistema operativo de 64 bits pueden acceder a las instrucciones y los registros de 64 bits del procesador, mientras que los programas de 32 bits y 16 bits se ejecutan en un sub modo de compatibilidad.
Un procesador x86-64 actúa de
la misma manera que un procesador IA-32 cuando corre en modo real o modo
protegido, que son sub-modos soportados cuando el procesador no está en el modo
largo.
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