O que é um carregador?

Praticamente qualquer software que você queira, assim como muitos softwares que você não quer, podem ser encontrados na Internet. Não faz muito bem a você lá, no entanto. para poder executar um programa, você deve primeiro baixá-lo e instalá-lo. Uma vez que o software é salvo em seu disco rígido, você pode executá-lo.

O problema é que a mídia de armazenamento, mesmo os SSDs de alta velocidade, são muito lentos em comparação com uma CPU e não podem fornecer dados rápidos o suficiente para um desempenho aceitável. Para poder executar o software, o código a ser executado precisa ser carregado na memória. Este é o trabalho de um carregador.

Um carregador é um componente do sistema operacional. É essencial para iniciar qualquer aplicativo, pois carrega o programa na memória e o prepara para execução. O carregador é sempre mantido na memória para que os programas possam ser carregados o mais rápido possível.

É necessário carregar o sistema operacional na memória do sistema para inicializar. Essa é a tarefa de um tipo específico de carregador chamado de carregador de inicialização. Sistemas embarcados podem não necessariamente usar um carregador. Esse é normalmente o caso de sistemas de baixo nível sem sistemas operacionais que executam código diretamente da mídia de armazenamento, geralmente EPROM ou memória flash.

Um Caso Limite

A memória virtual é um recurso dos sistemas operacionais modernos que oculta o endereço físico dos dados do sistema e do programa. A vantagem essencial aqui é que isso permite que o sistema operacional “pagina” alguma memória da RAM física. Em vez disso, ele o armazena no disco rígido.

A paginação normalmente é feita apenas quando o computador está ficando sem memória RAM. Isso é útil porque permite que um computador use mais RAM do que possui. Sem esse processo, pelo menos um programa falharia, pois não poderia armazenar os dados necessários. A desvantagem é que a mídia de armazenamento ainda é lenta, portanto, há um forte impacto no desempenho se os dados movidos forem necessários. Com isso, no entanto, o carregador pode fazer um pouco de truque. Em vez de carregar os dados necessários na RAM, ele pode criar o espaço de memória virtual e mapeá-lo para o local dos dados no disco rígido.

Isso permitiria que o programa parecesse carregado instantaneamente, embora não tenha sido feito. O programa não está pronto para ser usado agora, mesmo que pareça. Isso pode não ser necessariamente um problema para uma tarefa em segundo plano desnecessária, mas é um problema se for um aplicativo que o usuário deseja usar; neste caso, o truque não traria nenhum benefício.

Outro motivo é que, normalmente, quando um programa é aberto, o sistema possui RAM suficiente. A maioria das pessoas não mantém o computador funcionando com 99% de uso de RAM constantemente. Mesmo aqueles que o fazem provavelmente irão realmente querer que o programa que acabaram de carregar funcione e prefeririam que outro programa fosse paginado.

Responsabilidades de um carregador

As etapas precisas de um carregador dependem do sistema operacional em questão. Um carregador UNIX básico tem cinco funções principais. A primeira é realizar verificações de validação. Isso envolve memória física suficiente disponível e as permissões necessárias. Em seguida, o carregador realmente mapeia os dados na memória. Normalmente, isso é feito transferindo os dados para a memória principal. Como mencionado acima, a memória poderia teoricamente ser mapeada para o local da unidade em um piscar de olhos.

Os aplicativos podem ser executados com argumentos de linha de comando. Esses são sinalizadores opcionais que indicam determinados comportamentos ou recursos que não são habilitados por padrão. O sinalizador -h é frequentemente usado para imprimir um arquivo de ajuda baseado em texto em vez de executar o programa. Esses argumentos também precisam ser carregados na memória. Os registradores precisam ser inicializados, como o ponteiro da pilha. Por fim, o carregador pula para a primeira instrução do programa para executá-lo.

Conclusão

Um carregador faz parte de um sistema operacional. É responsável por carregar aplicativos a partir do armazenamento para a memória principal. Suas responsabilidades também se estendem ao início da execução do programa. Isso significa que ele precisa inicializar registradores e chamar a primeira instrução do programa. É conhecido como carregador de inicialização quando o carregador é responsável por carregar o próprio sistema operacional.