कोडांतरक में एक Android एप्लिकेशन लिखना

यह कहानी एंड्रॉइड एप्लिकेशन के विकास के लिए एक गैर-मानक दृष्टिकोण के बारे में है। एंड्रॉइड स्टूडियो को स्थापित करना और जावा या कोटलिन में "हैलो, वर्ल्ड" लिखना एक बात है। लेकिन मैं दिखाऊंगा कि कैसे एक ही कार्य को अलग तरीके से किया जा सकता है।

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एंड्रॉइड ओएस के साथ मेरा स्मार्टफोन कैसे काम करता है?

पहला, थोड़ा बैकग्राउंड। एक शाम एरिएला नामक एक मित्र ने मुझे फोन किया। उसने मुझसे पूछा: “सुनो, मेरा स्मार्टफोन कैसे काम करता है? इसके अंदर क्या है? विद्युत ऊर्जा और साधारण इकाइयाँ और शून्य यह सब कैसे काम करते हैं? "

मेरा दोस्त विकास में एक noob नहीं है, उसने Arduino पर कई प्रोजेक्ट बनाए, जिसमें सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर दोनों शामिल थे। शायद इसलिए वह और जानना चाहती थी। मैं विश्वविद्यालय में लिए गए कंप्यूटर विज्ञान पाठ्यक्रमों में से एक में प्राप्त ज्ञान की मदद से उत्तर देने में कामयाब रहा।

फिर हमने कुछ हफ़्ते में एक साथ काम किया, क्योंकि एरेला यह जानना चाहती थी कि इलेक्ट्रॉनिक बिल्डिंग ब्लॉक कैसे काम करते हैं, यानी अर्धचालक तत्व, जिसमें ट्रांजिस्टर भी शामिल हैं। अगला, हम एक उच्च स्तर पर गए: मैंने उसे दिखाया कि तर्क द्वार कैसे बनाए जाएं, उदाहरण के लिए, ट्रांजिस्टर के एक विशिष्ट संयोजन का उपयोग करके नंद (तार्किक और) प्लस NOR (तार्किक OR)।

हमने विभिन्न प्रकार के तार्किक तत्वों की जांच की, उन्हें गणना करने के लिए संयुक्त किया (उदाहरण के लिए, दो बाइनरी नंबर जोड़कर) और मेमोरी सेल (ट्रिगर)। जब सब कुछ स्पष्ट हो गया, तो उन्होंने एक साधारण प्रोसेसर (काल्पनिक) विकसित करना शुरू कर दिया, जिसमें दो सामान्य उद्देश्य रजिस्टर और दो सरल निर्देश (इन रजिस्टरों को जोड़ना) थे। हमने एक सरल प्रोग्राम भी लिखा है जो इन दो संख्याओं को गुणा करता है।

वैसे, यदि आप इस विषय में रुचि रखते हैं, तो स्क्रैच से 8-बिट कंप्यूटर बनाने के निर्देशों को पढ़ें। यह बहुत मूल बातें से लगभग सब कुछ समझाता है। काश मैं इसे पहले पढ़ता!

हैलो एंड्रॉइड!

अध्ययन के सभी चरणों को पूरा करने के बाद, मुझे ऐसा लगा कि अरीला को यह समझने के लिए पर्याप्त ज्ञान था कि स्मार्टफोन प्रोसेसर कैसे काम करता है। उसका स्मार्टफोन गैलेक्सी एस 6 एज है, जिसका आधार एआरएम आर्किटेक्चर है (जैसा कि वास्तव में, अधिकांश स्मार्टफोन के साथ)। हमने Android के लिए "हैलो, वर्ल्ड" एप्लिकेशन लिखने का फैसला किया, लेकिन असेंबली भाषा में।

.text .globl _start _start: mov %r0, $1 // file descriptor number 1 (stdout) ldr %r1, =message mov %r2, $message_len mov %r7, $4 // syscall 4 (write) swi $0 mov %r0, $0 // exit status 0 (ok) mov %r7, $1 // syscall 1 (exit) swi $0 .data message: .ascii "Hello, World\n" message_len = . - message 

यदि आपने पहले कोडांतरक कोड का सामना नहीं किया है, तो यह ब्लॉक आपको डरा सकता है। लेकिन यह ठीक है, चलो एक साथ कोड पार्स करते हैं।

इसलिए, हमारे कार्यक्रम में दो भाग हैं। पहला मशीन कोड निर्देशों के साथ पाठ है, और दूसरा चर, लाइनें और अन्य जानकारी (लाइन 15 से शुरू) है। .Text खंड आमतौर पर केवल-पढ़ने के लिए है, और .data भी लिखने योग्य है।

पंक्ति 2 में, हम _start नामक एक वैश्विक फ़ंक्शन को परिभाषित करते हैं। यह आवेदन के लिए प्रवेश बिंदु है। ओएस इस बिंदु से कोड निष्पादित करना शुरू करता है। फ़ंक्शन परिभाषा पंक्ति 4 में घोषित की गई है।

इसके अलावा, फ़ंक्शन दो और चीजें करता है। लाइनों 5-9 में, संदेश स्क्रीन पर प्रदर्शित किया जाता है, 11-11 लाइनों में, कार्यक्रम समाप्त होता है। यहां तक ​​कि अगर आप 11-11 लाइनों को हटाते हैं, तो कार्यक्रम हमारी "हैलो, वर्ल्ड" लाइन और बाहर निकल जाएगा। हालांकि, आउटपुट सही नहीं होगा, क्योंकि प्रोग्राम एक त्रुटि के साथ समाप्त होगा। 11-13 की लाइनों के बिना, एप्लिकेशन एक अमान्य निर्देश निष्पादित करने का प्रयास करेगा।

ऑपरेटिंग सिस्टम के सिस्टम फ़ंक्शन "सिस्टम कॉल" का उपयोग करके प्रिंटिंग प्रदर्शित की जाती है। एप्लिकेशन में, हम राइट () फ़ंक्शन को कॉल करते हैं। जब हम प्रोसेसर 4 में मान r7 (पंक्ति 8) नाम से लोड करते हैं तो हम इसका संकेत देते हैं। इसके बाद, swi $ = 0 निर्देश (लाइन 9) निष्पादित किया जाता है, जहां लिनक्स कर्नेल से सीधे संक्रमण होता है, जो कि एंड्रॉइड का आधार है।

सिस्टम कॉल के लिए मापदंडों के रूप में, वे अन्य रजिस्टरों के माध्यम से प्रेषित होते हैं। उदाहरण के लिए, r0 उस फाइल डिस्क्रिप्टर की संख्या दिखाता है जिसे हमें प्रिंट करने की आवश्यकता है। हमने मान 1 को वहां रखा (पंक्ति 5), मानक आउटपुट (स्टडआउट), यानी स्क्रीन पर आउटपुट का संकेत।

r1 उस डेटा के मेमोरी एड्रेस को इंगित करता है जिसे हम लिखना चाहते हैं, इसलिए हम इस क्षेत्र में स्ट्रिंग "हैलो, वर्ल्ड" (लाइन 6) के पते को लोड करते हैं और रजिस्टर r2 दिखाता है कि हम कितने बाइट्स लिखना चाहते हैं। हमारे कार्यक्रम में, यह मैसेज_लेन (लाइन 7) पर सेट है, विशेष सिंटैक्स का उपयोग करके लाइन 18 पर गणना की जाती है: डॉट प्रतीक वर्तमान मेमोरी पते को इंगित करता है। इस कारण से। - संदेश वर्तमान स्मृति पते को इंगित करता है संदेश संदेश को शून्य से। खैर, चूंकि हम संदेश के तुरंत बाद message_len की घोषणा करते हैं, यह सब संदेश की लंबाई के रूप में गणना की जाती है।

यदि आप C का उपयोग करके लाइनों को 5-9 के लिए कोड लिखते हैं, तो आपको निम्नलिखित मिलते हैं:

 #define message "Hello, World\n" write(1, message, strlen(message)); 

प्रोग्राम को शट डाउन करना थोड़ा आसान है। ऐसा करने के लिए, हम बस एग्जिट कोड को रजिस्टर r0 (लाइन 11) में दर्ज करते हैं, जिसके बाद हम वैल्यू 1 जोड़ते हैं, जो कि आर 7 (लाइन 12) से एग्जिट () सिस्टम फंक्शन कॉल की संख्या है, फिर कर्नेल को फिर से कॉल करें (लाइन 13)।

एंड्रॉइड सिस्टम कॉल की पूरी सूची और उनके नंबर ऑपरेटिंग सिस्टम के स्रोत कोड में पाए जा सकते हैं। लेखन का कार्यान्वयन () और निकास () भी है जो संबंधित सिस्टम फ़ंक्शन को कॉल करते हैं।

कार्यक्रम को एक साथ रखा

हमारे प्रोजेक्ट को संकलित करने के लिए, आपको Android NDK (मूल विकास किट) की आवश्यकता होगी। इसमें एआरएम प्लेटफॉर्म के लिए कंपाइलरों और बिल्ड टूल्स का एक सेट है। आप इसे आधिकारिक साइट से डाउनलोड कर सकते हैं, इसे इंस्टॉल कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, एंड्रॉइड स्टूडियो के माध्यम से।



NDK स्थापित होने के बाद, हमें आर्म-लाइनक्स-एंड्रॉइडबी-फाइल के रूप में चाहिए, यह एआरएम के लिए कोडांतरक है। यदि आप एंड्रॉइड स्टूडियो के माध्यम से डाउनलोड करते हैं, तो इसे एंड्रॉइड एसडीके फ़ोल्डर में देखें। आमतौर पर इसकी लोकेशन होती है

ndk- बंडल \ toolchains \ arm-linux-androideabi-4.9 \ prebuilt \ windows-x86_64 \ bin।

कोडांतरक मिल जाने के बाद, हेल्लो.एस नामक फाइल में जो लिखा है उसे सेव करें, और फिर इसे मशीन नंबर में बदलने के लिए निम्न कमांड चलाएँ:

arm-linux-androideabi-as -o hello.o हैलो

यह ऑपरेशन एक ELF ऑब्जेक्ट फ़ाइल बनाता है, जिसे hello.o कहा जाता है। इसे बाइनरी फ़ाइल में बदलने के लिए जो आपके डिवाइस पर काम कर सकती है, लिंकर को कॉल करें:

arm-linux-androideabi-ld -o हेलो हेलो.ओ

अब हमारे पास एक हैलो फ़ाइल है जिसमें एक प्रोग्राम है जो उपयोग करने के लिए तैयार है।

अपने डिवाइस पर एप्लिकेशन लॉन्च करें

एंड्रॉइड एप्लिकेशन को आमतौर पर .apk प्रारूप में वितरित किया जाता है। यह एक विशेष प्रकार की संपीड़ित फ़ाइल है जिसमें जावा कक्षाएं शामिल हैं (हां, आप सी / सी ++ के साथ लिख सकते हैं, लेकिन जावा को प्रवेश बिंदु होना चाहिए)।

आवेदन शुरू करते समय समस्याओं से बचने के लिए, उदाहरण में एडीबी का उपयोग किया गया था, जिसने हमें इसे अपने एंड्रॉइड डिवाइस के अस्थायी फ़ोल्डर में कॉपी करने की अनुमति दी थी। उसके बाद, हम एप्लिकेशन लॉन्च करने और परिणाम का मूल्यांकन करने के लिए adb शेल लॉन्च करते हैं:

adb पुश हेलो / डाटा / लोकल / tmp / हैलो
अदब शेल चामोड + x / डेटा / स्थानीय / tmp / हैलो

और अंत में, एप्लिकेशन चलाएँ:

adb खोल / डेटा / स्थानीय / tmp / हैलो

आप क्या लिखते हैं?

अब आपके पास एक काम करने का माहौल है जैसा कि अरीला के पास था। उसने कई दिन एआरएम असेंबलर का अध्ययन करने में बिताए, फिर एक साधारण परियोजना के साथ आया - यह खेल स्वेन बूम (मूल रूप से इज़राइल से फ़िज़ बज़ की एक भिन्नता) है। खिलाड़ी बारी-बारी से गिनते हैं और हर बार संख्या 7 से विभाजित होती है या संख्या 7 होती है, उन्हें "बूम" (इसलिए खेल का नाम) कहना होगा।

यह ध्यान देने योग्य है कि खेल कार्यक्रम इतना आसान काम नहीं है। एरिला ने एक पूरी विधि लिखी जो एक समय में संख्याओं, एक अंक को प्रदर्शित करती है। चूंकि उसने मानक सी लाइब्रेरी कार्यों को बुलाए बिना कोडांतरक में सब कुछ लिखा था, इसलिए इसे हल करने में कई दिन लग गए।

Adnroid के लिए पहला Ariella कार्यक्रम यहाँ उपलब्ध है । वैसे, आवेदन में कुछ कोड पहचानकर्ता वास्तव में हिब्रू शब्द हैं (उदाहरण के लिए, _sifra_ahrona)।

असेंबलर में एंड्रॉइड एप्लिकेशन लिखना एआरएम आर्किटेक्चर को बेहतर तरीके से जानने के लिए एक अच्छा तरीका है, और गैजेट के आंतरिक रसोई को बेहतर ढंग से समझने के लिए जिसे आप दैनिक उपयोग करते हैं। मेरा सुझाव है कि आप इसे बारीकी से करें और अपने डिवाइस के लिए एक छोटा असेंबलर एप्लिकेशन बनाने का प्रयास करें। यह एक साधारण खेल या कुछ और हो सकता है।

स्किलबॉक्स अनुशंसा करता है:

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