DVI format

May, 2021

   目 次

1. DVIファイルのフォーマット
     プリアンブル
     ページ数の個数のページ記述部
     ポストアンブル
2. フォントの定義とDVIware
3. DVI命令
     DVI命令一覧
4. pTeX における縦書きと横書きの切替
5. DVIファイルと可読テキスト形式ファイルとの間の変換
     例

• DVIファイルは，1 byte のDVI命令と，それに続く 0 byte以上の引数の繰り返しから成り立っています．
• 引数は，整数や文字列などのデータからなります．
• 引数の各整数は，1 byte, 2 byte, 3 byte, 4 byte のいずれかで記述され，符号付きのものと符号無しのものがあります．
  最初の byte が最高位の bits を表し，最後の byte が最下位の bits を表します．
  符号付きの場合，符号は最初の byte の最高位の bit に対応します．
• 位置などを表す数は基本的にすべて 4 byte 整数を用いて十分な精度で表現されます． 位置調整などの長さは小さな数になることが多いので，DVIファイルには 4 byte 以下の整数も導入することによって，DVIファイルのサイズを小さくする工夫がなされています．
• TeXでは，数として小数は用いず，整数とその間の計算のみが用いられます．従って，誤差の違いのため処理系で結果が異なる，というようなことは生じません．
• DVIファイルは，ファイルの先頭が プリアンブル で，その後 ページ記述部 となり，最後に ポストアンブル があります．ページ記述部は各頁毎に分かれて独立した形になっています．

プリアンブル
     pre(247) で始まり，寸法の単位や，DVIを作成したTeXのコメント文がある(例)
  pre i[1] num[4] den[4] mag[4] k[1] x[k]    (15+k) byte
         i[i]    DVIのバージョン番号で現在 2
         num[4]  スケールファクター（32bit符号無し整数）  通常  25400000
         den[4]  デザインサイズ（32bit符号無し整数）      通常 473628672 = 7227x216
                 DVIファイルにおける寸法の単位を，num/den x 10-7 m にする
                 通常 1 sp（scaled point) = 2-16 pt = 1.525...x10-5 pt = 5.362...x10-9 m = 0.0000053..mm
                 232 (=4294967296) sp = 23.03...m
                 1 inch = 2.54cm  = 72.27 pt
         mag[4]  拡大率（32bit符号無し整数）
                 上記で決めた寸法を mag/1000 倍して使用
                 拡大縮小を行わないときは，mag = 1000
         k[1]    コメント文の長さ（0 - 255）
         x[k]    コメント文


ページ数の個数のページ記述部
    最初のページ（例）
      bop(149) で始まるヘッダ
  bop c0[4] c1[4] c2[4] c3[4] c4[4] c5[4] c6[4] c7[4] c8[4] c9[4] p[4] (45 byte)
　　　   c0[4],... TeX において \shipout が実行されたときの \cout0,... の値のコピー
                c0 は，TeXにおける頁番号．c1,...,c9 は通常 0
         p[4]   直前のページのbopの位置
                最初のページでは，NULLポインタを表す -1 の値が入っている

      ページの内容の記述
  移動命令，フォント定義命令，文字や箱の描画命令など

      eop(140) ページの終わり
  eop (1 byte)


    次のページ（最初のページと同様）
      bop(149) で始まるヘッダ
  bop c0[4] c1[4] c2[4] c3[4] c4[4] c5[4] c6[4] c7[4] c8[4] c9[4] p[4] (45 byte)

      ページの内容の記述
  移動命令，フォント定義命令，文字や箱の描画命令など

      eop(140) ページの終わり
  eop (1 byte)

  ...


    最後のページ
      bop(149) 始まるヘッダ
  bop c0[4] c1[4] c2[4] c3[4] c4[4] c5[4] c6[4] c7[4] c8[4] c9[4] p[4] (45 byte)

      ページの内容の記述
  移動命令，フォント定義命令，文字や箱の描画命令など

      eop(140) ページの終わり
  eop (1 byte)


ポストアンブル
    post(248) で始まるヘッダ（例）
  post p[4] num[4] den[4] mag[4] l[4] u[4] s[2] t[2] (29 byte)
         p[4]    最後のページの bop の位置
         num[4], den[4], mag[4]  preamble におけるのと同じ値
         l[4]    ページにおける高さと深さの最大値の和
         u[4]    ページの幅の最大値
         s[2]    スタックの最大レベル
         t[2]    全ページ数（すなわち，bop命令の数）

    フォント定義命令（これがフォントの数だけ並ぶ）
        fntdef1(243), fntdef2(244), fntdef3(245), fntdef4(246) のいずれかで始まるフォント定義 
  fntdefx k[x] c[4] s[4] d[4] a[1] l[1] n[a+l] (15+x+a+l byte）
         k[x]    フォント番号
         c[4]    フォント(TFMファイル）のチェックサム
         s[4]    スケールファクター
         d[4]    デザインサイズ
         a[1]    フォントのディレクトリ名の部分の長さ（通常 0）
         l[1]    フォントの名前の部分の長さ
         n[a+l]  フォント名の文字列

    ...

    フォント定義命令
  fntdefx k[x] c[4] s[4] d[4] a[1] l[1] n[a+l]

    post_post(249) で始まる末尾
  post_post q[4] i[1] 223,...,223 (10 - 13 byte)
         q[4]    post の位置
         i[1]    フォーマットの ID（通常 2 だが，pTeX の縦書きでは 3）
         223 ... 223  DVIファイルサイズが 4 の倍数となるよう 4 - 7個の 223 を置く

そこでは右の7つの変数 h, v, w, x, x, y, z, f が使用されますが，それらは f を除いて各ページの始まりで 0 に初期化されます．ただし，f のみは未定義，となります．

座標の原点は，用紙の左上端から右へ 1 inch， 下へ 1 inch の用紙内部にあり，座標 (h,v) の点とは，そこから右へ h，下へ v の位置の点を表します．

描画は，常にカレントポイント (h,v) という座標の点を基準になされ， 「高さ a，幅 b の箱の描画」とは， 「カレントポイントが箱の左下端となるような中の詰まった箱の描画」を表します． 例えば罫線は，その太さを高さに，長さを幅に設定して描画されます．

以下に，DVI命令の一覧を載せます．そこでは，

• 番号 f のフォントに属するコード番号が xx の文字を，ch(f,xx) と表しています．
• この文字 ch(f,xx) の幅を w(f, xx) と表しています．
• 以下の，setcharxx，setrule，putrule，fntnumyy, fntdefx は，通常それぞれ，set_char_xx
，set_rule，put_rule，fnt_num_yy，fnt_def_x と表記されます．
• 文字幅 w(f, xx) の情報は TFMファイル（フォントメトリックファイル）に書かれていて，DVIファイルには書かれていません．従って，DVIファイルを解釈して実際に印刷をする場合には TFM ファイルなどから，この文字幅の情報を得る必要があります．

  この文字幅情報は，文字の画像データが入っている PKフォントファイルや，バーチャルフォントファイルにも TFM ファイルからコピーされて入っていますので，DVIware は，文字幅情報をこれらのファイルから得ることもできます．

   dvispc -atpT3/20-L foo.dvi | dvispc -x foo2.dvi

   dvispc -aj foo.dvi | grep -v ^xxx | dvispc -x foo2.dvi

プリアンブル
0: pre 2/id 25400000/num 473628672/den 1000/mag 27/len ' TeX output 2000.02.21:0054'

上に引き続く最初のページ
 [1]
42: bop 1/page 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1/former_bop
87: down4 46202880
92: push
93: down4 -45613056
98: push
99: push
100: right3 1114112
104: xxx1 17/len 'color push  Black'
123: right4 27394048
128: xxx1 9/len 'color pop'
139: pop
140: pop
141: down4 43646976
146: push
147: down4 -38549854
152: push
153: push
154: push
155: right4 9009997
160: xxx1 17/len 'color push  Black'
179: xxx1 9/len 'color pop'
190: pop
191: pop
192: right4 9337677
197: fntdef1 33 0x44D3ED74/c-sum 1132462/s-size 1132462/d-size 0/dir 5/name 'cmr17'
218: fntnum33
219: setchar68
 "D"
220: right2 -29583
223: setchar86
224: setchar73
225: setchar79
226: setchar85
227: setchar84
 "VIOUT"
...
465: fntdef1 49 0xE99FD0F6/c-sum 943718/s-size 655360/d-size 0/dir 6/name 'goth10'
487: fntnum49
488: set2 0x244f "は"
491: set2 0x2438 "じ"
494: set2 0x2461 "め"
497: set2 0x244b "に"
500: pop
501: z3 1474560
...
5200: eop        最初のページ終わり

2ページ目
 [2]
5201: bop 2/page 0 0 0 0 0 0 0 0 0 42/former_bop
...

...
26001: eop       7ページ目の終わり

8ページ目（最後のページ）
 [8]
26002: bop 8/page 0 0 0 0 0 0 0 0 0 21404/former_bop
...
26786: pop
26787: right4 27394048
26792: xxx1 9/len 'color pop'
26803: pop
26804: pop
26805: eop       最後のページ終わり

ポストアンブル
26806: post 26002/final_bop 25400000/num 473628672/den 1000/mag 46202880/h+d 28508160/w 13/stack 8/pages
26835: fntdef1 54 0xC2D64EA0/c-sum 786432/s-size 786432/d-size 0/dir 6/name 'cmbx12'
26857: fntdef1 53 0xDFEA3C78/c-sum 655360/s-size 655360/d-size 0/dir 6/name 'cmtt10'
26879: fntdef1 51 0xC2D64EA0/c-sum 943718/s-size 786432/d-size 0/dir 6/name 'cmbx12'
26901: fntdef1 49 0xE99FD0F6/c-sum 943718/s-size 655360/d-size 0/dir 6/name 'goth10'
...
27196: fntdef1 7 0x4BF16079/c-sum 655360/s-size 655360/d-size 0/dir 5/name 'cmr10'
27217: fntdef1 6 0xD993A052/c-sum 458752/s-size 458752/d-size 0/dir 4/name 'cmr7'
27237: post_post 26806/post 2/id 223 223 223 223 223            DVIファイルの終わり