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bootfont.binファイルの形式
WindowsNT/2000等ではブート時に表示する文字のためのフォントファイルとして「bootfont.bin」と言うものを用意しています。
ここではそのbootfont.binというファイルの形式を説明し、プログラムから読み込んでみたいと思います。何の役に立つのかは解りませんが。
はじめに
このファイルは起動ディスクのルートに格納されています。通常ならば「c:\」に存在します。
しかし、このファイルは標準では表示されないようになっています。 表示するためにはフォルダオプションの「保護されたオペレーティング システム ファイルを表示しない（推奨）」という項目のチェックをはずす必要があります。
そして、このチェックをはずすとなにやら警告が表示されますが、それにもめげずに「ＯＫ」を押すと、ようやく表示されます。
当然ですが、警告が表示されると言うことは「危険な操作をしている」ということですから、 警告のメッセージを読むことができない人・自分が何をしているか理解できない人は以下に書かれていることを実行しようとしないでください。
また、当方では何が起きても一切責任は負えません。（こんなメッセージが表示されるようになったのは、きっと、窓を投げ捨ててしまう人が絶えなかったからなんだろうな。）
記録されている内容
このファイルは、主に以下のような構造のデータが記録されています。
最近のアウトラインフォントに比較すればかなり貧相な内容ですが、 なにぶん使用されるのがブート時であり複雑な画像は表示できないのだからこれで事足りるのでしょう。
- ビットマップフォントです。 「文字の形状」は文字の部分は１・背景の部分は０で、上位ビットの方が左側となります。
- 文字のサイズは、半角文字が縦１６ドット×横８ドット、全角文字が縦１６ドット×横１６ドットです。
- 文字の形状とそれに対応する文字コード番号が記録されています。
- 文字コード番号はShiftJISです。
ヘッダ
このファイルには５２バイトのヘッダが記録されています。しかし、ヘッダに何の内容が記録されているかは解りません。とりあえず読み飛ばしましょう。
半角文字
半角文字は以下の１７バイトで記録されています。
例 「A（半角大文字のA・文字コード番号６５」の場合。上記のような文字が１９０文字記録されています。各文字のデータの間にはパディングなどは存在しないため、 そのまま連続して読み込むことができます。
データ（１６進数） 内容 0x41 文字コード６５（１０進数） 0x00 □□□□□□□□ 0x00 □□□□□□□□ 0x18 □□□■■□□□ 0x24 □□■□□■□□ 0x42 □■□□□□■□ 0x42 □■□□□□■□ 0x42 □■□□□□■□ 0x42 □■□□□□■□ 0x7E □■■■■■■□ 0x42 □■□□□□■□ 0x42 □■□□□□■□ 0x42 □■□□□□■□ 0x42 □■□□□□■□ 0x42 □■□□□□■□ 0x00 □□□□□□□□ 0x00 □□□□□□□□
全角文字
全角文字は以下の３４バイトで記録されています。
例 全角「あ」（文字コード３３４４０の場合）これではなんだかよく解らないので、横に２バイトずつ並べます。
データ（１６進数） 内容 0x82 文字コードの上位バイト 0xA0 文字コードの下位バイト 0x01 □□□□□□□■（１行目左側） 0x00 □□□□□□□□（１行目右側） 0x01 □□□□□□□■（２行目左側） 0x00 □□□□□□□□（２行目右側） 0x1F □□□■■■■■（３行目左側） 0xFC ■■■■■■□□（３行目右側） 0x02 □□□□□□■□（４行目左側） 0x00 □□□□□□□□（４行目右側） 0x02 □□□□□□■□（５行目左側） 0x40 □■□□□□□□（５行目右側） 0x03 □□□□□□■■（６行目左側） 0xF0 ■■■■□□□□（６行目右側） 0x0E □□□□■■■□（７行目左側） 0x5C □■□■■■□□（７行目右側） 0x1A □□□■■□■□（８行目左側） 0x44 □■□□□■□□（８行目右側） 0x12 □□□■□□■□（９行目左側） 0xC6 ■■□□□■■□（９行目右側） 0x32 □□■■□□■□（１０行目左側） 0x82 ■□□□□□■□（１０行目右側） 0x22 □□■□□□■□（１１行目左側） 0x82 ■□□□□□■□（１１行目右側） 0x23 □□■□□□■■（１２行目左側） 0x06 □□□□□■■□（１２行目右側） 0x23 □□■□□□■■（１３行目左側） 0x04 □□□□□■□□（１３行目右側） 0x1C □□□■■■□□（１４行目左側） 0x1C □□□■■■□□（１４行目右側） 0x00 □□□□□□□□（１５行目左側） 0x70 □■■■□□□□（１５行目右側） 0x00 □□□□□□□□（１６行目左側） 0x00 □□□□□□□□（１６行目右側） ここで気をつけなくてはいけないのは、上位バイトが先に記録されていると言うことです。 つまり、リトルエンディアンの環境で２バイトまとめて読み込むと、上位バイトと下位バイトが入れ替わってしまうと言うことです。 そのため、読み込むときは１バイトずつ読み込み、８ビットシフトするようにしてください。
□□□□□□□■ □□□□□□□□ □□□□□□□■ □□□□□□□□ □□□■■■■■ ■■■■■■□□ □□□□□□■□ □□□□□□□□ □□□□□□■□ □■□□□□□□ □□□□□□■■ ■■■■□□□□ □□□□■■■□ □■□■■■□□ □□□■■□■□ □■□□□■□□ □□□■□□■□ ■■□□□■■□ □□■■□□■□ ■□□□□□■□ □□■□□□■□ ■□□□□□■□ □□■□□□■■ □□□□□■■□ □□■□□□■■ □□□□□■□□ □□□■■■□□ □□□■■■□□ □□□□□□□□ □■■■□□□□ □□□□□□□□ □□□□□□□□
プログラム
以上を踏まえて、bootfont.binを読み込むプログラムを作成してみたいと思います。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 半角文字の１文字分の情報を保持する
typedef struct tagChr8
{
char n; // 文字コード
char c[16]; // 形状
} CHR8;
// 全角文字の１文字分の情報を保持する
typedef struct tagChr16
{
short n; // 文字コード
short c[16]; // 形状
} CHR16;
// 半角文字を１文字分表示する
void p8( CHR8 *c )
{
int i;
int j;
printf ( "CharNum = 0x%02X\n", c->n );
for ( i = 0; i < 16; i++ ) {
for( j = 0; j < 8; j++ )
printf( "%s", ( c->c[i] << j ) & 0x80 ? "■" : " " );
printf( " : 0x%02X\n", c->c[i] );
}
}
// 全角文字を１文字分表示する
void p16( CHR16 *c )
{
int i;
int j;
printf ( "CharNum = 0x%08X\n", c->n );
for ( i = 0; i < 16; i++ ) {
for( j = 0; j < 16; j++ )
printf( "%s", ( c->c[i] << j ) & 0x8000 ? "■" : " " );
printf( " : 0x%04X\n", c->c[i] );
}
}
int main()
{
int i;
int j;
unsigned int c;
CHR8 v8[256]; // 半角文字の情報を保持する領域
CHR16 *v16;
FILE *infile;
// ファイルを開く
infile = fopen( "c:\\bootfont.bin", "rb" );
// 全角文字の情報を保持する領域を確保する
v16 = (CHR16*)calloc( sizeof( CHR16 ), 65536 );
// 52バイトのヘッダを読み飛ばす
for ( i = 0; i < 52 && !feof( infile ); i++ )
getc( infile );
// 190文字の半角文字を入力する
for ( i = 0; i < 190 && !feof( infile ); i++ ) {
// 文字コード（１バイト）を取得
c = getc( infile );
v8[c].n = c;
// 文字の形状（８バイト）を取得
for ( j = 0; j < 16 && !feof( infile ); j++ )
v8[c].c[j] = getc( infile );
}
// ファイルの終端まで、全角文字の情報を取得する
for ( i = 0; i < 65536 && !feof( infile ); i++ ) {
// 文字コード（２バイト）を取得
c = getc( infile );
c = ( c << 8 ) + getc( infile ); // リトルエンディアンのため
if ( c < 65536 ) {
v16[c].n = c;
// ３２バイトの文字の形状を取得
for ( j = 0; j < 16 && !feof( infile ); j++ ) {
v16[c].c[j] = getc( infile );
v16[c].c[j] = ( v16[c].c[j] << 8 ) + getc( infile );
}
}
}
// ファイルを閉じる
fclose ( infile );
c = getchar();
while ( EOF != c ) {
if ( c >= 0x81 && c <= 0x9F || c >= 0xE0 && c <= 0xEF ) {
// 全角文字
c = ( c << 8 ) + getchar();
p16( &(v16[ c ]) );
}
else {
// 半角文字
p8( &(v8[ c ]) );
}
c = getchar();
}
return 0;
}
このプログラムでは、bootfont.binを読み込み、配列の「文字コード」番目にデータを格納しています。 そして、標準入力から文字を読み、その文字の形状を標準出力に書き出します。
なお、VBで記述すると以下の通りです。
Option Explicit
' 半角文字の情報を保持する
Public Type CHR8
n As Long
c(16) As Long
End Type
' 全角文字の情報を保持する
Public Type CHR16
n As Long
c(16) As Long
End Type
' 半角文字の出力用の文字列を合成する
Public Function p8(ByRef r As CHR8) As String
Dim i As Long
Dim j As Long
p8 = "CharNum = &H" + Hex(r.n) + vbCrLf
For i = 0 To 15
' 上位ビットから順に1か0かを判定する
For j = 0 To 7
If (r.c(i) * (2 ^ j)) And &H80 Then
p8 = p8 + "■"
Else
p8 = p8 + "□"
End If
Next
p8 = p8 + " : &H" + Hex(r.c(i)) + vbCrLf
Next
End Function
' 全角文字の出力用の文字列を合成する
Public Function p16(ByRef r As CHR16) As String
Dim i As Long
Dim j As Long
p16 = "CharNum = &H" + Hex(r.n) + vbCrLf
For i = 0 To 15
' 上位ビットから順に1か0かを判定する
For j = 0 To 15
If (r.c(i) * (2 ^ j)) And Abs(CLng(&H8000)) Then
p16 = p16 + "■"
Else
p16 = p16 + "□"
End If
Next
p16 = p16 + " : &H" + Hex(r.c(i)) + vbCrLf
Next
End Function
Public Sub main()
Dim v8(256) As CHR8
Dim v16(65535) As CHR16
Dim c As Long
Dim i As Long
Dim j As Long
Dim s1 As String
Dim s2 As String
Open "c:\bootfont.bin" For Binary Access Read As #1
c = AscB(InputB$(52, #1)) ' 52バイトのヘッダを読み飛ばす
' 半角文字（190文字）の情報を取得
i = 0
While Loc(1) < LOF(1) And i < 190
c = AscB(InputB$(1, #1)) ' 文字コードを取得
v8(c).n = c
' 形状のデータを取得
For j = 0 To 15
v8(c).c(j) = AscB(InputB$(1, #1))
Next
i = i + 1
Wend
' 全角文字の情報を取得
While Loc(1) < LOF(1)
c = AscB(InputB$(1, #1)) ' 文字コードを取得
c = c * 256 + AscB(InputB$(1, #1))
v16(c).n = c
' 形状のデータを取得
For j = 0 To 15
v16(c).c(j) = AscB(InputB$(1, #1))
v16(c).c(j) = v16(c).c(j) * 256 + AscB(InputB$(1, #1))
Next
Wend
Close #1
s1 = InputBox("文字列") ' 変換対象の文字列を取得
s1 = StrConv(s1, vbFromUnicode) ' UnicodeをShiftJISに変換する
i = 1
While i <= LenB(s1)
c = AscB(MidB$(s1, i, 1))
' 全角文字か半角文字かを判定する
If c >= &H81 And c <= &H9F Or c >= &HE0 And c <= &HEF Then
' 全角文字
i = i + 1
c = c * 256 + AscB(MidB$(s1, i, 1))
Debug.Print p16(v16(c))
Else
' 半角文字
Debug.Print p8(v8(c))
End If
i = i + 1
Wend
End Sub
ＶＢの場合では、「文字列」と表示されたダイアログに、変換したい文字を入力すると、イミディエイトウインドウに変換後の文字列が出力されます。それ以外の部分はＣとほぼ同じです。
なお、全角文字と半角文字の判定ですが、これは、読み込んだデータが「0x81〜0x9Fか、0xE0〜0xEF」の間だった場合は、 全角文字の上位バイトであるということで判定できます。