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Modos de Operação do Intel 80386: Real, Protected e Virtual 8086 Comparados

O Intel 80386 (1985) foi a primeira CPU x86 a suportar computação 32-bit mantendo compatibilidade total com versões anteriores. Introduziu três modos de operação distintos:

CaracterísticaModo RealModo ProtegidoModo Virtual 8086
Padrão no ResetSimNão (Muda via bit PE no CR0)Não (Task Gate / Flag VM86 em EFLAGS)
Largura Barramento Endereço20-bit (A0–A19)32-bit (4 GB Físico)20-bit (Emulado)
Memória Endereçável Máx1 MB4 GB Físico / 64 TB Virtual1 MB por VM
Modelo de SegmentaçãoSegmentos fixos 64 KB (Base = Seletor × 16)Baseado em Descritores (GDT/LDT/IDT), Limite 4 GB por SegmentoEstilo Real-Mode, mas Interceptado por Hipervisor
Suporte a PaginaçãoNãoSim (Páginas 4 KB, CR3/PDBR)Não (SO Host Usa Paginação)
Anéis de ProteçãoNenhum (Anel 0 Apenas)4 Anéis (0–3)Roda no Anel 3 (Traps para Anel 0)
MultitarefaCooperativa (TSRs)Preemptiva, Troca Tarefa Hardware (TSS)Múltiplas Tasks VM86 sob SO Modo Protegido
Ambiente SO TípicoMS-DOS, DR-DOS, Bootloaders IniciaisWindows NT/95+, Linux, OS/2, UnixApps DOS sob Windows 3.x / 9x / NTVDM
Conjunto Instruções8086 + Regs 32-bit (Prefixos Override Operand/Addr)32-bit Completo (Regs 32-bit, Endereçamento, Operandos)Subconjunto 8086 (Instruções Privilegiadas Trap)

Significado Histórico

  • Modo Protegido habilitou SOs modernos de multitarefa preemptiva (Windows NT, Linux) com proteção de memória e memória virtual.
  • Modo Virtual 8086 foi o "killer feature" para o mercado PC: permitiu integração perfeita de aplicações DOS legadas (Windows 3.x, 95, 98, NTVDM no NT) dentro de ambiente modo protegido.
  • Modo Real ficou relegado a execução BIOS, bootloaders e inicialização muito inicial do kernel antes de mudar para Modo Protegido.