Apa itu protected mode?
Protected mode, atau juga disebut protected virtual address mode, adalah mode operasi utama untuk mikroprosesor x86 berbasis Intel. Mode ini membatasi ruang alamat setiap aplikasi agar tidak menimpa ruang alamat aplikasi lain.
Pembatasan ini diterapkan langsung di perangkat keras agar beberapa aplikasi dari berbagai pengembang bisa berjalan di komputer yang sama tanpa saling mengganggu. Tanpa perlindungan ini, program yang bermasalah atau bahkan malware bisa menimpa data program lain, menyebabkannya crash atau rusak tanpa ada indikasi yang jelas.
Prosesor Intel menggunakan sistem alamat tersegmentasi, di mana baik memori fisik maupun memori virtual dibagi menjadi beberapa blok atau segmen. Sebuah register segmen berisi selector yang digunakan untuk memilih deskriptor dari tabel deskriptor. Deskriptor ini menyimpan informasi tentang segmen, termasuk alamat awal, panjang, dan hak aksesnya. Dalam protected mode, informasi ini digunakan untuk mengontrol bagaimana aplikasi mengakses memori.
Apa beda protected mode dan real mode?
Prosesor PC pertama Intel, 8088, hanya bisa mengakses 1 megabyte (MB) RAM. Memori ini dibagi ke beberapa area untuk data BIOS, sinyal tampilan, dan informasi sistem lainnya, sementara 640 kilobyte sisanya digunakan untuk sistem operasi (OS) dan aplikasi.
Protected mode pertama kali diperkenalkan di prosesor 80286 untuk memungkinkan multitasking dan memastikan bahwa instruksi dari satu program tidak bisa mengakses memori program lain. Biasanya, kode OS dan hampir semua aplikasi berjalan dalam protected mode agar data penting tidak tertimpa secara tidak sengaja.
Namun, ada kondisi di mana komputer butuh mengakses semua lokasi memori, dan ini dilakukan dalam real mode. Dalam real mode, sebuah instruksi bisa mengakses ruang memori mana saja dalam 1 MB RAM. Program yang berjalan di real mode biasanya adalah bagian dari OS atau aplikasi khusus yang dipercaya untuk mengelola sistem secara langsung.
Prosesor akan beralih ke protected mode—yang juga disebut mode asli prosesor Intel—saat menjalankan OS modern seperti Microsoft Windows atau Linux yang membutuhkan alamat memori lebih besar dan mendukung multitasking.
mode operasi lain pada Intel modern
Selain real mode dan protected mode, prosesor Intel juga bisa berjalan dalam dua mode berikut:
System Management Mode (SMM). Dalam mode ini, semua eksekusi program dihentikan, termasuk OS, dan firmware berjalan dengan hak akses tertinggi. SMM digunakan, misalnya, untuk menjalankan debugger berbasis perangkat keras.
Virtual 8086 mode. Ini bukan mode operasi dalam arti sebenarnya, karena prosesor tetap berada di protected mode saat menjalankan satu atau lebih aplikasi dalam real mode. Virtual 8086 mode memungkinkan prosesor Intel yang lebih canggih—seperti 80386 dan yang lebih baru—untuk meniru beberapa prosesor 8086/8088 dalam lingkungan terisolasi, sehingga tidak mengganggu sistem utama.