目的

前に任天堂GBA向けにプログラムを書いていました。
字体を自分で作っていたので表示できる文字に制限がありました。

ARM32_C言語からアセンブリ関数を呼ぶ(任天堂GBA)

昨日QEMUのBIOSから字体のみ拝借し、任天堂GBで表示する手順をまとめたので今回はGBAにも応用してみました。
ゲームボーイで文字を表示する(QEMUのBIOSから字体を抽出)

動作確認

QEMUのソースコードから以下の2個のファイルを拝借します。
qemu-11.1.0/roms/openbios/libopenbios/font_8x8.c
/qemu-11.1.0/roms/openbios/include/libopenbiosc/fontdata.h

font_8x8.cを以下の様に変更します。

変更前	変更後
`font_8x8.c` `#include "libopenbios/fontdata.h"`	`font_8x8.c` `#include "fontdata.h"`

├── fontdata.h      # 字体データのヘッダ
├── font_8x8.c      # 8x8字体定義
├── gfx.h           # 画面表示関連ヘッダ
├── gfx.c           # 画面表示処理
├── link.ld         # リンカスクリプト
├── main.c          # メイン処理
├── header.s        # アセンブリヘッダ
└── logo.bin        # 商標画像バイナリ

logo.binの作り方は以下を参照
GBA自作コードを実機で動作させる手順

rm -rf tmp
mkdir tmp

arm-none-eabi-as header.s -o tmp/header.o
arm-none-eabi-gcc -c main.c -o tmp/main.o -nostdlib -ffreestanding
arm-none-eabi-gcc -c font_8x8.c -o tmp/font_8x8.o -nostdlib -ffreestanding
arm-none-eabi-gcc -c gfx.c -o tmp/gfx.o -nostdlib -ffreestanding
arm-none-eabi-ld tmp/header.o tmp/main.o tmp/font_8x8.o tmp/gfx.o -T link.ld -o tmp/out.elf

arm-none-eabi-objcopy -O binary tmp/out.elf tmp/out.gba

link.ld

link.ld

ENTRY(_start)

SECTIONS
{
    . = 0x08000000;

    .text :
    {
        *(.text)
        *(.rodata)
    }

    .data :
    {
        *(.data)
    }

    .bss :
    {
        *(.bss)
        *(COMMON)
    }
}

header.s

header.s

.arm
.section .text
.global _start
.global ResetHandler

.org 0x00000000
_start:
    b ResetHandler

    /* 商標 */
    .incbin "logo.bin"    @ 0x0004-0x009F

/* --- ゲームに関する情報(0x00A0〜0x00BF) --- */
.org 0x000000A0
.ascii "GBADEMO     "       @ 名前 12文字
.byte 0x00,0x00,0x00,0x00     @ ゲームコード 4バイト
.byte 0x00,0x00               @ メーカーコード 2バイト
.byte 0x96                    @ 固定値
.byte 0x00                    @ メインユニットコード
.byte 0x00                    @ 機器の種類
.space 7                     @ 予約領域
.byte 0x00,0x00               @ 補完チェック・マスクROMバージョン
.space 2                     @ 残り予約領域


.align 2

ResetHandler:
    ldr sp, =0x03007F00
    bl main      @ Cへ 跳ぶ

InfiniteLoop:
    b InfiniteLoop

gfx.h

gfx.h

#pragma once

#define REG_DISPCNT (*(volatile uint16_t*)0x04000000) // 画面制御レジスタ
#define VRAM ((volatile uint16_t*)0x06000000)

// 字体の大きさ
#define FONT_WIDTH  8
#define FONT_HEIGHT 8

// 表示する文字同士の幅(隣り合う文字は1ビット空けて表示)
#define CHAR_SPACING 1

// GBA画面解像度
#define SCREEN_WIDTH  240
#define SCREEN_HEIGHT 160

// 表示色
#define COLOR_WHITE 0xFFFF
#define COLOR_RED    0x001F

typedef unsigned char  uint8_t;
typedef unsigned short uint16_t;
typedef unsigned int   uint32_t;

void gfx_init(void);
void putchar(char c);
void print(const char *s);
void println(const char *s);
void print_dec(int v);
void gfx_set_text_color(uint16_t color);

gfx.c

gfx.c

#include "gfx.h"
#include "fontdata.h"

// 文字座標位置(IWRAMに配置)
volatile int *text_pos_x=(volatile int*)0x03000000;
volatile int *text_pos_y=(volatile int*)0x03000004;

// 表示する文字の色
volatile uint16_t *draw_color=(volatile uint16_t*)0x03000008;

static inline void putpixel(int x, int y) {
    if (x < 0 || x >= SCREEN_WIDTH ||
        y < 0 || y >= SCREEN_HEIGHT)
        return;
    //VRAM[y * SCREEN_WIDTH + x] = c;
    VRAM[y * SCREEN_WIDTH + x] = *draw_color;
}

void gfx_set_text_color(uint16_t color) {
    *draw_color = color;
}

void printfont(int x, int y, int c) {
    for (int row = 0; row < FONT_HEIGHT; row++) {
        //uint8_t bits = fontdata_8x8[c][row];
        uint8_t bits = fontdata_8x8[c * 8 + row];

        for (int col = 0; col < FONT_WIDTH; col++) {
            if (bits & (1 << (7 - col))) {
                putpixel(x + col, y + row);
            }
        }
    }
}

void putchar(char c) {

    // 改行処理
    if (c == '\n') {
        *text_pos_x = 1;                       // 左端へ
        *text_pos_y += FONT_HEIGHT + 2;        // 1 行下げる
        return;
    }

    printfont(*text_pos_x, *text_pos_y, c);
    *text_pos_x += FONT_WIDTH + CHAR_SPACING;
    
    /* 画面右端で折り返す */
    if (*text_pos_x + FONT_WIDTH >= SCREEN_WIDTH) {
        *text_pos_x = 1;
        *text_pos_y += FONT_HEIGHT + 2;
    }
}

void print(const char *str) {
    while (*str) {
        putchar(*str++);
    }
}

void println(const char *str) {
    print(str);
    putchar('\n');
}

void print_dec(int value)
{
    char buf[12]; // 符号 + 最大10桁 + '\0'
    int i = 0;
    int sign = 0;

    // 負数対応
    if (value < 0) {
        sign = 1;
        value = -value;
    }

    // 数値を逆順でバッファに格納
    do {
        buf[i++] = '0' + (value % 10);
        value /= 10;
    } while (value > 0);

    // 符号
    if (sign) {
        buf[i++] = '-';
    }

    // 逆順出力
    while (i > 0) {
        putchar(buf[--i]);
    }
}


void gfx_init(void) {
    // Mode3 + BG2
    REG_DISPCNT = 0x0403;
    
    // 文字表示位置初期化
    *text_pos_x=1;
    *text_pos_y=1;
    
    //初期文字色=白
    *draw_color=COLOR_WHITE;
}

main.c

#include "gfx.h"

void main(void)
{
    gfx_init();
        
    println("Display all ASCII characters");

    char c = 0;
    for(int i=0;i< 256;i++){
        putchar(c);
        c++;
    }

    while (1);
};