sábado, 12 de mayo de 2012

Ensamblador 8086 Desplegar una imagen BMP

En el post anterior hablamos acerca del formato BMP que contiene una paleta de colores. Ahora veremos cómo podemos desplegar en pantalla una imagen de este tipo.

A continuación mostraremos el código que es responsable de desplegar la imagen BMP en pantalla utilizando el modo gráfico 13h, la memoria de gráficos y la paleta de colores, pero primero haremos una descripción general de cómo está estructurado este código.

Lo primero que encontramos son las definiciones de las variables que contienen información acerca de la imagen, los mensajes de error y la ruta donde se encuentra guardada la imagen. En el código encontramos varios procedimientos y el primero de ellos es InitVid que inicializa el modo de video y se asegura de que el segmento ES apunte a la memoria de video para que más adelante se pueda desplegar la imagen en la pantalla.

El procedimiento principal se llama mostrar_bmp. La llamada a este procedimiento es lo único que debemos realizar para desplegar la imagen. Dentro de mostrar_bmp encontramos las llamadas correspondientes a procedimientos auxiliares que desempeñan distintas tareas, como por ejemplo: abrir el archivo, leer el encabezado de la imagen, validar el formato BMP, leer la paleta, cargar y desplegar el BMP.

El código correspondiente a cada uno de estos procedimientos auxiliares así como sus descripciones se encuentra a continuación de la definición del procedimiento mostrar_bmp.

Además, en el siguiente link podrás descargar la imagen BMP que usamos para las pruebas.

; This program is free software: you can redistribute it 
; and/or modify it under the terms of the LGNU Lesser 
; General Public License as published by the Free Software 
; Foundation, either version 3 of the License, or
; (at your option) any later version.
;
; This program is distributed in the hope that it will be 
; useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the 
; implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A 
; PARTICULAR PURPOSE.  See the LGNU Lesser General Public 
; License for more details.
;
; You should have received a copy of the LGNU Lesser 
; General Public License along with this program.  If not, 
; see .
 
; Programa para desplegar una imagen tipo bitmap (mibmp.asm)

; El procedimiento mostrar_bmp carga un archivo tipo BMP 
; de Windows y la despliega en la pantalla. Recibe los 
; siguientes parametros: DS:DX que apunta a una cadena tipo 
; ASCIIZ la cual contiene la ruta donde esta guardado el 
; archivo BMP. La resolucion maxima en modo grafico es de 
; 320x200, con 256 colores disponibles. Este codigo esta 
; adaptado del codigo de Diego Escala, Miami, Florida
; y puede encontrarse en: 
; http://www.ece.msstate.edu/~reese/EE3724/labs/lab9/bitmap.asm

.model  small
.stack 128

.data
Header          label word
HeadBuff        db 54 dup('H')
palBuff         db 1024 dup('P')
ScrLine         db 320 dup(0)

BMPStart        db 'BM'

PalSize         dw ?
BMPHeight       dw ?
BMPWidth        dw ?

msgInvBMP       db "Archivo BMP invalido.",7,0Dh,0Ah,24h
msgFileErr      db "Error al abrir archivo.",7,0Dh,0Ah,24h
; El nombre del archivo debe terminar en 0
ruta            db "imagen.bmp",0

.code
;.startup
  mov ax,@data
  mov ds,ax
main proc
  ; Configurar modo grafico VGA con resolucion de 320x200
  call    InitVid
  mov dx, offset ruta
  call mostrar_bmp

  ; Esperar por cualquier tecla
  mov ah,10h
  int 16h

  ; Regresar a modo texto
  mov ax,0003h
  int 10h
  
  ; Finalizar el programa
  mov ax,4c00h
  int 21h
  ret
main endp


mostrar_bmp proc
  ; Guardar los registros en la pila
  PUSH AX
  PUSH CX
  PUSH DX
  PUSH BX
  PUSH SP
  PUSH BP
  PUSH SI
  PUSH DI
  
  ; Abrir el archivo que se encuentra en la direccion 
  ; a la que esta apuntando DS:DX
  call    abrir_lectura           
  ; Error? Desplegar mensaje de error y salir
  jc      FileErr
  ; Colocar el manejador del archivo en BX
  mov     bx,ax
  ; Leer el encabezado de 54 bytes que contiene la 
  ; informacion del archivo BMP
  call    ReadHeader
  ; No es un archivo BMP valido? Desplegar mensaje de error
  ; y salir
  jc      InvalidBMP
  ; Leer la paleta del BMP y colocarla en el buffer
  call    ReadPal
  push    es
  ; Cargar la imagen y desplegarla
  call    LoadBMP
  pop     es

  ; Cerrar el archivo
  call    cerrar_archivo
  jmp     ProcDone

  FileErr:
  mov     ah,9
  mov     dx,offset msgFileErr
  int     21h
  jmp     ProcDone

  InvalidBMP:
  mov     ah,9
  mov     dx,offset msgInvBMP
  int     21h

  ProcDone:
  ; Restaurar los registros
  POP DI
  POP SI
  POP BP
  POP SP
  POP BX
  POP DX
  POP CX
  POP AX
  
  ret
mostrar_bmp endp

; =========================================================
InitVid proc
  ; Este procedimiento inicializa el modo de video y hace
  ; que el registro ES apunte a la memoria de video.
  mov     ax,13h
  ; Configurar el modo de video para: 320x200x256.
  int     10h
  mov ax, 0A000h
  ; ES = A000h (apunta al segmento de memoria de video)
  mov es, ax
  ret
InitVid endp


; ============= Abrir archivo en modo de lectura ==========
; Parametros
; DS:DX: direccion del nombre del archivo
; Retorna
; AX: si puede abrirlo contiene el manejador del archivo
abrir_lectura proc
  ; INT 21h / AH= 3Dh - abrir un archivo existente.
  ;   AL = Servicios:
  ;     mov al, 0   ; leer
  ;     mov al, 1   ; escribir
  ;     mov al, 2   ; leer/escribir 
  ;   DS:DX -> Nombre del archivo con formato ASCIZ.
  ;   Retorna:
  ;     CF Carry Flag en cero (operacion exitosa)
  ;     con AX = manejador de archivo.
  ;     CF Carry Flag en 1 (operacion fallida)
  ;     con AX = codigo de error.
  ;  nota 1: el apuntador apunta al inicio del archivo.
  ;  nota 2: el archivo debe existir.
  MOV ax,3D00h
  INT 21h
  ret
abrir_lectura endp

cerrar_archivo proc
  MOV ah,3eh     ;Peticion para salir
  INT 21h
  ret
cerrar_archivo endp


; =============== Leer Encabezado del BMP =================
; Este procedimiento revisa el encabezado del archivo para 
; asegurarse de que es un archivo tipo BMP valido
; y obtiene la informacion necesaria del mismo.
ReadHeader proc
  mov     ah,3fh
  mov     cx,54
  mov     dx,offset Header
  ; Lee encabezado y lo guarda en el buffer.
  int     21h
  ; Si no se leyeron los 54 bytes del encabezado, terminar.
  jc      RHdone

  ; Este procedimiento obtiene informacion importante del 
  ; encabezado del BMP y la coloca en las variables
  ; adecuadas
  ; AX = Desplazamiento de la direccion donde comienza
  ;      la imagen
  mov     ax,header[0Ah]
  ; Restar la longitud del encabezado de la imagen
  sub     ax,54
  ; Dividir el resultado entre 4
  shr ax,1
  shr ax,1
  ; Obtener el numero de colores del BMP
  ; (cada elemento de la paleta tiene 4 bytes de longitud)
  mov     PalSize,ax
  ; Guardar el ancho del BMP en BMPWidth
  mov     ax,header[12h]
  mov     BMPWidth,ax             
  ; Guardar la altura del BMP en BMPHeight
  mov     ax,header[16h]    
  mov     BMPHeight,ax 

  RHdone:
  ret
ReadHeader endp


; ================ Leer la paleta de video ================
ReadPal proc
  mov     ah,3fh
  ; Numero de colores de la paleta en CX
  mov     cx,PalSize
  ; Multiplicar este numero por 4 para obtener tamanio de 
  ; la paleta en bytes
  shl     cx,1
  shl     cx,1
  mov     dx,offset palBuff
  ; Poner la paleta en el buffer
  int     21h

  ; Este procedimiento recorre el buffer de la paleta y 
  ; envia informacion de la paleta a los registros de 
  ; video. Se envia un byte a traves del puerto 3C8h que 
  ; contiene el primer indice a modificar de la paleta  
  ; de colores. Despues, se envia informacion acerca de 
  ; los colores (RGB) a traves del puerto 3C9h
  
  ; SI apunta al buffer que contiene a la paleta.
  mov     si,offset palBuff
  ; Numero de colores a enviar en CX
  mov     cx,PalSize
  mov     dx,3c8h
  ; Comenzar en el color 0
  mov     al,0
  out     dx,al
  ; DX = 3C9h
  inc     dx
  sndLoop:
  ; Nota: los colores en un archivo BMP se guardan como
  ; BGR y no como RGB

  ; Obtener el valor para el rojo
  mov     al,[si+2]
  ; El maximo es 255, pero el modo de video solamente
  ; permite valores hasta 63, por lo tanto dividimos 
  ; entre 4 para obtener un valor valido
  shr     al,1
  shr     al,1
  ; Mandar el valor del rojo por el puerto 3C9h
  out     dx,al
  ; Obtener el valor para el verde
  mov     al,[si+1]
  shr     al,1
  shr     al,1
  ; Mandar el valor del verde por el puerto
  out     dx,al
  ; Obtener el valor para el azul
  mov     al,[si]
  shr     al,1
  shr     al,1
  ; Enviarlo por el puerto
  out     dx,al

  ; Apuntar al siguiente color
  ; (Hay un caracter nulo al final de cada color)
  add     si,4
  loop    sndLoop
ret
ReadPal endp


; ====================== Cargar BMP =======================
LoadBMP proc
  ; Las imagenes BMP se guardan de cabeza. Este 
  ; procedimiento lee la imagen linea por linea, y la
  ; despliega comenzando con la linea inferior hasta la 
  ; superior. La esquina superior izquierda de la imagen 
  ; se pinta en la esquina superior de la pantalla.

  ; La memoria de video es un arreglo bidimensional de 
  ; bytes que se pueden manipular individualmente. Cada 
  ; byte representa un pixel en la pantalla y contiene 
  ; el color del pixel que se va a pintar en esa posicion

  ; Numero de lineas a desplegar
  mov     cx,BMPHeight
  ShowLoop:
  push    cx
  ; Hacer una copia de CX en DI
  mov     di,cx
  ; Multiplicar CX por 64
  shl     cx,1
  shl     cx,1
  shl     cx,1
  shl     cx,1
  shl     cx,1
  shl     cx,1
  ; Multiplicar DI por 256
  shl     di,1
  shl     di,1
  shl     di,1
  shl     di,1
  shl     di,1
  shl     di,1
  shl     di,1
  shl     di,1
  ; Todo esto es equivalente a DI = CX * 320
  ; DI apunta al primer pixel de la linea deseada en 
  ; la pantalla
  add     di,cx
  
  ; Copia del archivo bmp una linea de la imagen en un
  ; buffer temporal (SrcLine).
  mov     ah,3fh
  mov     cx,BMPWidth
  mov     dx,offset ScrLine
  ; Colocar una linea de la imagen en el buffer
  int     21h

  ; Limpiar la bandera de direccion (direction flag) para
  ; usar movsb
  cld
  mov     cx,BMPWidth
  mov     si,offset ScrLine
  ; Instruccion movsb: 
  ; Mover el byte en la direccion DS:SI a la direccion 
  ; ES:DI. Despues de esto, los registros SI y DI se 
  ; incrementan o decrementan automaticamente de acuerdo
  ; con el valor que contiene la bandera de direccion
  ; (DF). Si la bandera DF esta puesta en 0, los 
  ; registros SI y DI se incrementan en 1. Si la bandera 
  ; DF esta puesta en 1, los registros SI y DI se
  ; decrementan en 1.
  
  ; Instruccion rep: repite cx times una operacion
  ; Copiar en la pantalla la linea que esta en el buffer
  rep     movsb

  pop     cx
  loop    ShowLoop
  ret
LoadBMP endp
end
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