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字符点阵及汉字库,增多中文字库

时间:2019-10-04 01:45来源:操作系统
要求: 原操作系统代码里只是支持了日语显示,需要做的是实现对这个系统的汉字全角支持。 FrameBuffer的原理     FrameBuffer是出现在 2.2.xx 内核当中的一种驱动程序接口。 hzk16的介绍以

要求:原操作系统代码里只是支持了日语显示,需要做的是实现对这个系统的汉字全角支持。

FrameBuffer的原理     FrameBuffer 是出现在 2.2.xx 内核当中的一种驱动程序接口。

hzk16的介绍以及简单的使用方法

    Linux是工作在保护模式下,所以用户态进程是无法象DOS那样使用显卡BIOS里提供的中断调用来实现直接写屏,Linux抽象出 FrameBuffer这个设备来供用户态进程实现直接写屏。Framebuffer机制模仿显卡的功能,将显卡硬件结构抽象掉,可以通过 Framebuffer的读写直接对显存进行操作。用户可以将Framebuffer看成是显示内存的一个映像,将其映射到进程地址空间之后,就可以直接进行读写操作,而写操作可以立即反应在屏幕上。这种操作是抽象的,统一的。用户不必关心物理显存的位置、换页机制等等具体细节。这些都是由 Framebuffer设备驱动来完成的。

HZK16字库是符合GB2312标准的16×16点阵字库,HZK16的GB2312-80支持的汉字有6763个,符号682个。其中一级汉字有3755个,按声序排列,二级汉字有3008个,按偏旁部首排列。我们在一些应用场合根本用不到这么多汉字字模,所以在应用时就可以只提取部分字体作为己用。

    但Framebuffer本身不具备任何运算数据的能力,就只好比是一个暂时存放水的水池.CPU将运算后的结果放到这个水池,水池再将结果流到显示器. 中间不会对数据做处理. 应用程序也可以直接读写这个水池的内容.在这种机制下,尽管Framebuffer需要真正的显卡驱动的支持,但所有显示任务都有CPU完成,因此CPU 负担很重

HZK16字库里的16×16汉字一共需要256个点来显示,也就是说需要32个字节才能达到显示一个普通汉字的目的。

framebuffer的设备文件一般是 /dev/fb0、/dev/fb1 等等。

我们知道一个GB2312汉字是由两个字节编码的,范围为A1A1~FEFE。A1-A9为符号区,B0到F7为汉字区。每一个区有94个字符(注意:这只是编码的许可范围,不一定都有字型对应,比如符号区就有很多编码空白区域)。下面以汉字“我”为例,介绍如何在HZK16文件中找到它对应的32个字节的字模数据。

可以用命令: #dd if=/dev/zero of=/dev/fb 清空屏幕. 如果显示模式是 1024x768-8 位色,

前面说到一个汉字占两个字节,这两个中前一个字节为该汉字的区号,后一个字节为该字的位号。其中,每个区记录94个汉字,位号为该字在该区中的位置。所以要找到“我”在hzk16库中的位置就必须得到它的区码和位码。(为了区别使用了区码和区号,其实是一个东西,别被我误导了)

用命令:$ dd if=/dev/zero of=/dev/fb0 bs=1024 count=768 清空屏幕;

区码:区号(汉字的第一个字节)-0xa0 (因为汉字编码是从0xa0区开始的,所以文件最前面就是从0xa0区开始,要算出相对区码)

用命令: #dd if=/dev/fb of=fbfile  可以将fb中的内容保存下来;

位码:位号(汉字的第二个字节)-0xa0

可以重新写回屏幕: #dd if=fbfile of=/dev/fb;

这样我们就可以得到汉字在HZK16中的绝对偏移位置:

在使用Framebuffer时,Linux是将显卡置于图形模式下的.

offset=(94*(区码-1)+(位码-1))*32

 

注解:1、区码减1是因为数组是以0为开始而区号位号是以1为开始的

    在应用程序中,一般通过将 FrameBuffer 设备映射到进程地址空间的方式使用,比如下面的程序就打开 /dev/fb0 设备,

2、(94*(区号-1)+位号-1)是一个汉字字模占用的字节数

并通过 mmap 系统调用进行地址映射,随后用 memset 将屏幕清空(这里假设显示模式是 1024x768-8 位色模式,线性内存模式):

3、最后乘以32是因为汉字库文应从该位置起的32字节信息记录该字的字模信息(前面提到一个汉字要有32个字节显示)

int fb;

 有了偏移地址就可以从HZK16中读取汉字编码了

unsigned char* fb_mem;

实现思路:

fb = open ("/dev/fb0", O_RDWR);

  1. 了解HZK编码,理解一下符合GB2312标准的中文点阵字库文件HZK16;
  2. 下载中文GB2312的二进制点阵文件;
  3. 将HZK16.fnt文件放入nihongo文件夹中;
  4. 修改主makefile文件和app_make.txt文件,将原来装载nihongo.fnt的语句替换成装载HZK16.fnt即可;
  5. 修改bootpack.c文件,将之前分配的装载日语字体的内存扩大,载入字库的文件名;
  6. 在haribote/graphic.c中添加支持汉字的代码,增加一个函数用于显示汉字;
  7. 修改putfonts8_asc函数里if (task->langmode == 3)语句块;
  8. 测试程序。
  9. 注意:日文的编码是分为左半部分和右半部分,而我们使用的HZK16是分为上半部分和下半部分的。

fb_mem = mmap (NULL, 1024*768, PROT_READ|PROT_WRITE,MAP_SHARED,fb,0);

这里其他的地方比较弄,第5步将大小修改一下,我的是nihongo = (unsigned char *) memman_alloc_4k(memman, 55*94*32);

memset (fb_mem, 0, 1024*768); //这个命令应该只有在root可以执行

第6步,要注意,HZK16是上下两部分,不同于日文的左右两部分的结构。

 

代码如下:

仿照写一个

void putfont32(char *vram, int xsize, int x, int y, char c, char *font1, char *font2)
{
    int i,k,j,f;
    char *p, d ;
    j=0;
    p=vram+(y+j)*xsize+x;
    j++;
    //上半部分
    for(i=0;i<16;i++)
    {
        for(k=0;k<8;k++)
        {
            if(font1[i]&(0x80>>k))
            {
                p[k+(i%2)*8]=c;
            }
        }
        if(i%2==0){
            for(k=0;k<4;k++){
                f=p[k];
                p[k]=p[7-k];
                p[7-k]=f;
            }
        }else{
            for(k=0;k<4;k++){
                f=p[k+8];
                p[k+8]=p[15-k];
                p[15-k]=f;
            }
        }
       /* for(k=0;k<8/2;k++)
        {
            f=p[k+(i%2)*8];
            p[k+(i%2)*8]=p[8-1-k+(i%2)*8];
            p[8-1-k+(i%2)*8]=f;
        }*/
        if(i%2)
        {
            p=vram+(y+j)*xsize+x;
            j++;
        }
    }
    //下半部分
    for(i=0;i<16;i++)
    {
        for(k=0;k<8;k++)
        {
            if(font2[i]&(0x80>>k))
            {
                p[k+(i%2)*8]=c;
            }
        }
        if(i%2==0){
            for(k=0;k<4;k++){
                f=p[k];
                p[k]=p[7-k];
                p[7-k]=f;
            }
        }else{
            for(k=0;k<4;k++){
                f=p[k+8];
                p[k+8]=p[15-k];
                p[15-k]=f;
            }
        }
        /*for(k=0;k<8/2;k++)
        {
            f=p[k+(i%2)*8];
            p[k+(i%2)*8]=p[8-1-k+(i%2)*8];
            p[8-1-k+(i%2)*8]=f;
        }*/
        if(i%2)
        {
            p=vram+(y+j)*xsize+x;
            j++;
        }
    }
    return;
}

 

 

1     fd_fb = open("/dev/fb0",O_RDWR);
 2     if(fd_fb < 0)
 3     {
 4         printf("can't open /dev/fb0 n");
 5         return -1;
 6     }
 7     if(ioctl(fd_fb, FBIOGET_VSCREENINFO, &var))            //取出可变信息
 8     {
 9         printf("can't get var n");
10         return -1;    
11     }
12     if(ioctl(fd_fb, FBIOGET_FSCREENINFO, &fix))            //取出固定信息
13     {
14         printf("can't get fix n");
15         return -1;    
16     }
17     screen_size = var.xres * var.yres * var.bits_per_pixel / 8;    //占内存大小 单位字节
18     line_width = var.xres *  var.bits_per_pixel / 8;         //一行像素大小
19     pixel_width =  var.bits_per_pixel / 8;               //一点像素大小
20     
21     fb_mem = (unsigned char *)mmap(NULL, screen_size,        //mmap 系统调用进行地址映射
22         PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_fb, 0);
23     if(fb_mem == (unsigned char *) -1)
24     {                                      
25         printf("can't mmap n");
26         return -1;
27     }
28     memset(fb_mem, 0, screen_size);                   //清屏,黑色

运行结果,我们在euc.txt中加入一些汉字。

 

图片 1

字符点阵显示

参考资料:

8*16像素的字符点阵

1. 30天操作系统支持中文。

一个字节8位来表示一行的8个像素是否被选中点亮

每个字符由16个字节表示

仅需要用asii码值乘以16就可以定位到当前字符的点阵位置

 

1 static const unsigned char fontdata_8x16[FONTDATAMAX] = {
 2 
 3     /* 0 0x00 '^@' */
 4     0x00, /* 00000000 */
 5     0x00, /* 00000000 */
 6     0x00, /* 00000000 */
 7     0x00, /* 00000000 */
 8     0x00, /* 00000000 */
 9     0x00, /* 00000000 */
10     0x00, /* 00000000 */
11     0x00, /* 00000000 */
12     0x00, /* 00000000 */
13     0x00, /* 00000000 */
14     0x00, /* 00000000 */
15     0x00, /* 00000000 */
16     0x00, /* 00000000 */
17     0x00, /* 00000000 */
18     0x00, /* 00000000 */
19     0x00, /* 00000000 */
20 
21     /* 1 0x01 '^A' */
22     0x00, /* 00000000 */
23     0x00, /* 00000000 */
24     0x7e, /* 01111110 */
25     0x81, /* 10000001 */
26     0xa5, /* 10100101 */
27     0x81, /* 10000001 */
28     0x81, /* 10000001 */
29     0xbd, /* 10111101 */
30     0x99, /* 10011001 */
31     0x81, /* 10000001 */
32     0x81, /* 10000001 */
33     0x7e, /* 01111110 */
34     0x00, /* 00000000 */
35     0x00, /* 00000000 */
36     0x00, /* 00000000 */
37     0x00, /* 00000000 */
38 
39         /*****
40     ****
41     ****
42     ****
43     ****
44     ****
45     ****
46     ****
47     *****/
48 
49     /* 255 0xff '' */
50     0x00, /* 00000000 */
51     0x00, /* 00000000 */
52     0x00, /* 00000000 */
53     0x00, /* 00000000 */
54     0x00, /* 00000000 */
55     0x00, /* 00000000 */
56     0x00, /* 00000000 */
57     0x00, /* 00000000 */
58     0x00, /* 00000000 */
59     0x00, /* 00000000 */
60     0x00, /* 00000000 */
61     0x00, /* 00000000 */
62     0x00, /* 00000000 */
63     0x00, /* 00000000 */
64     0x00, /* 00000000 */
65     0x00, /* 00000000 */
66 
67 };

 

刷写8*16字符点阵

 

1 lcd_put_ascii(int x, int y, unsigned char c )
 2 {
 3     unsigned char *dots = (unsigned char *)&fontdata_8x16[c*16];
 4     int i, b;
 5     unsigned char byte;
 6     
 7     for(i = 0; i < 16; i++)
 8     {
 9         byte = dots[i];
10         
11         for(b = 7; b >= 0; b --)
12         {
13             if(byte & (1<<b))
14             {
15                 /* 显示 */
16                 lcd_put_pixel(x + 7 - b, y + i, 0xffffff);//白
17             }
18             else
19             {
20                         /* 不显示 */
21                 lcd_put_pixel(x + 7 - b, y + i, 0);//黑
22             
23             }
24         }
25     }
26     

 

使用HZK16 字库,将它拷贝到内存中,使用时直接用数组指向某个汉字所在地址

 使用#include <sys/stat.h>中的fstat()函数来统计HZK16文件信息

 

    fd_hzk16 =  open("HZK16",O_RDWR);
    if(fd_hzk16 < 0)
    {
        printf("can't open HZK16 n");
        return -1;
    }

    if(fstat(fd_hzk16, &hzk_stat))    //得到文件统计信息
    {
        printf("can't get fstatn");
        return -1;

    }
    hzk_mem = (unsigned char *)mmap(NULL, hzk_stat.st_size, 
        PROT_READ, MAP_SHARED, fd_hzk16, 0);
    if(hzk_mem == (unsigned char *) -1)
    {
        printf("can't mmap hzk_memn");
        return -1;
    }

 

 

HZK16 字库是符合GB2312标准的16×16点阵字库,HZK16的GB2312-80支持的汉字有6763个,符号682个。其中一级汉字有3755个,按 声序排列,二级汉字有3008个,按偏旁部首排列。我们在一些应用场合根本用不到这么多汉字字模,所以在应用时就可以只提取部分字体作为己用。

 

HZK16字库里的16×16汉字一共需要256个点来显示,也就是说需要32个字节才能达到显示一个普通汉字的目的。

我们知道一个GB2312汉字是由两个字节编码的,范围为A1A1~FEFE。A1-A9为符号区,B0到F7为汉字区。每一个区有94个字符(注意:这只是编码的许可范围,不一定都有字型对应,比如符号区就有很多编码空白区域)。下面以汉字“我”为例,介绍如何在HZK16文件中找到它对应的32个字节的字模数据。

 

前面说到一个汉字占两个字节,这两个中前一个字节为该汉字的区号,后一个字节为该字的 位号。其中,每个区记录94个汉字,位号为该字在该区中的位置。所以要找到“我”在hzk16库中的位置就必须得到它的区码和位码。(为了区别使用了区码 和区号,其实是一个东西,别被我误导了)

 

区码:区号(汉字的第一个字节)-0xa0    (因为汉字编码是从0xa0区开始的,所以文件最前面就是从0xa0区开始,要算出相对区码)

位码:位号(汉字的第二个字节)-0xa0

这样我们就可以得到汉字在HZK16中的绝对偏移位置:

offset=(94*(区码-1)+(位码-1))*32

 

注解:1、区码减1是因为数组是以0为开始而区号位号是以1为开始的

     2、(94*(区号-1)+位号-1)是一个汉字字模占用的字节数

   3、最后乘以32是因为汉字库文应从该位置起的32字节信息记录该字的字模信息(前面提到一个汉字要有32个字节显示)

 

 1 void lcd_put_chinese(int x, int y, unsigned char *str)
 2 {
 3     unsigned int area = str[0] - 0xa1;
 4     unsigned int where = str[1] - 0xa1;
 5     unsigned char *dots = hzk_mem + (area * 94 + where) * 32;
 6     unsigned char byte;
 7     int i,j,b;
 8 
 9     for(i=0; i < 16; i++)
10         for(j=0; j < 2; j++)
11         {
12             byte = dots[i*2 + j];
13             for(b=7; b >=0; b--)
14             {
15                 if(byte & (1<<b))
16                 {
17                     /* 显示 */
18                     lcd_put_pixel(x + j * 8 + 7 - b, y + i, 0xffffff);//白
19                 }
20                 else
21                 {
22                             /* 不显示 */
23                     lcd_put_pixel(x + j * 8 + 7 - b, y + i, 0);//黑
24                 
25                 }
26             }
27         }
28 
29 }

 

 

对像素进行瞄颜色

 

 1 void lcd_put_pixel(int x, int y, unsigned int color)
 2 {
 3     unsigned char *pen_8 = fb_mem + y * line_width + x * pixel_width;     //当前像素对应内存位置
 4     unsigned short *pen_16;
 5     unsigned int *pen_32;
 6 
 7     unsigned int red, blue, green;
 8     
 9     pen_16 = (unsigned short *)pen_8;
10     pen_32 = (unsigned int *)pen_8;
11     
12     switch(var.bits_per_pixel)
13     {
14         case 8:
15         {
16             *pen_8 = color;            //对应调色板颜色
17             
18             break;
19         }
20         case 16:
21         {
22             /* 5*6*5 */
23             red   = (color >> 16) & 0xff;
24             green = (color >> 8) & 0xff;
25             blue  = (color >> 0) & 0xff;
26 
27             color = ((red >> 3 ) << 11) | ((green >> 2) << 5) | ( blue >> 3);
28             
29             /* 颜色数据为高位 */
30             *pen_16 = color;
31             
32             break;
33         }
34         case 32:
35         {
36             *pen_32 = color;
37             break;
38         }
39         
40     }
41 
42 }

 

    lcd_put_ascii(var.xres / 2, var.yres / 2, 'a');
    printf("中: chinese code: %02x %02xn", str[0], str[1]);
    lcd_put_chinese(var.xres / 2 + 32, var.yres / 2, str);

 

屏幕输出‘a’,“中”

 

编辑:操作系统 本文来源:字符点阵及汉字库,增多中文字库

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