Programa Assembly para Censura de Imagem BMP com MASM NASM

Especificações O programa especificado abaixo deverá ser implementado utilizandose a linguagem Assembly no Windows MASM 32 bits ou no Linux NASM 32 bits ou 64 bits Escreva um programa que receba como entrada o nome do arquivo de uma imagem no formato bitmap extensão bmp com cabeçalho de 54 bytes e número de pixels por linha largura da imagem que seja múltiplo de 4 mais detalhes sobre isso no final da especificação na seção que apresenta características de arquivos BMP Além disso o programa também deve receber como entrada mais 4 números de 4 bytes uma coordenada inicial x e y uma largura e uma altura Por fim o programa também deve solicitar o nome de um arquivo de saída O programa deve produzir como saída uma cópia da imagem recebida contendo um retângulo de cor preta censurando uma determinada área desenhado a partir da coordenada inicial informada xy largura e altura especificadas Por exemplo suponha que um usuário forneça a imagem fotoanonimabmp a qual precisa ser censurada de modo a impossibilitar a identificação da pessoa fotografada Suponha agora que um usuário utilizou o seu programa para censurar a possível fonte de malentendido Ele executou o programa e informou o nome do arquivo fotoanonimabmp informou o ponto X 250 e o ponto Y 310 como coordenadas iniciais em arquivos BMP as coordenadas crescem da esquerda para a direita e de baixo para cima e informou a largura 230 e altura 30 O programa deve produzir como resultado a imagem abaixo a qual insere a censura na área indicada e claramente impossibilita a identificação da pessoa fotografada Recomendase que utilize a seguinte metodologia de desenvolvimento Primeiramente implementar um programa que recebe as entradas solicitadas abra o arquivo indicado e realize a seguinte sequência de operações o Ler 18 bytes 14 4 do arquivo recémaberto e escrever esses bytes no arquivo de saída o Ler 4 bytes referentes ao tamanho da largura da imagem de entrada salvar o valor em uma variável inteira e escrever esses bytes no arquivo de saída o Ler os 32 bytes restantes do cabeçalho da imagem o cabeçalho tem um total de 54 bytes e escrever esses bytes no arquivo de saída o Por fim implemente um loop que leia a quantidade de bytes equivalente ao tamanho da largura da imagem multiplicada por 3 considerando que para cada pixel de largura existem 3 bytes referentes aos componentes RGB e simplesmente escreva os bytes lidos no arquivo de destino sem nenhuma alteração Para essa leitura recomendase que os bytes de uma linha da imagem sejam salvos em um array de 6480 bytes 3 bytespixel multiplicados por 2160 pixels que é a largura de uma imagem com resolução 4K o maior tamanho de imagem possível no contexto deste projeto o Ao final desse processo você terá um programa que salva em uma variável a largura de uma imagem e simplesmente faz uma cópia inalterada da imagem informada na entrada Uma vez que o tópico anterior tenha sido solucionado altere o programa para desenhar o retângulo preto na área indicada Recomendase o uso da seguinte estratégia o Crie uma função que receba 3 parâmetros na seguinte ordem 1 O endereço do array que contém os bytes da linha da imagem 2 A coordenada X inicial 3 A largura da censura a ser aplicada Essa função deve preencher os pixels a partir da posição X com três bytes 0 referentes à cor preta no padrão RGB Esse preenchimento deve acontecer até a posição X inicial largura A inclusão dessa função conforme especificado é considerada obrigatória nesta parte do projeto o Uma vez que essa função esteja pronta altere o loop de leitura do arquivo para que essa função altere apenas as linhas que estejam no conjunto que vai desde linha da coordenada Y inicial até a linha Y inicial altura As linhas que não estiverem contidas neste conjunto devem ser apenas copiadas de forma inalterada para o arquivo de destino Algumas observações importantes A imagem original e a nova imagem devem estar no mesmo diretório do arquivo executável de modo que o usuário só precise informar o nome do arquivo sem se preocupar com o caminho do arquivo Não precisa se preocupar com tratamento de erros de entrada Assuma que todas as entradas serão fornecidas corretamente dentro das faixas de valores esperadas Tanto no Windows quanto no Linux deverão ser utilizadas as chamadas oficiais do sistema operacional para abrir ler escrever e fechar arquivos não sendo permitido o uso de outras bibliotecas para esse fim A entrada e saída de console no Windows deve utilizar as funções ReadConsole e WriteConsole da biblioteca kernel32 No Linux podem ser utilizadas as funções printf e scanf da biblioteca padrão da linguagem C utilizando o gcc para linkagem do programa A implementação deve ser feita em Assembly versão 32 bits para Windows MASM32 ou em 3264 bits para Linux NASM INFOMAÇÕES COMPLEMENTARES PARA O PROJETO Considerando Windows 32 bits e Linux 32 bits Como lidar com arquivos Tanto no Windows como no Linux o tratamento de arquivos é similar sendo essencialmente o mesmo utilizado em linguagens de programação de alto nível como C Solicitase ao sistema operacional a abertura de um arquivo em modo de leitura de escrita ou ambos O sistema operacional devolve um handle que serve como um número de identificação do arquivo aberto para ser utilizado nas chamadas de sistemas seguintes que envolvam esse arquivo O sistema operacional define um apontador de arquivo para todos os arquivos abertos o qual é controlado automaticamente pelo próprio sistema operacional A abertura de um arquivo tipicamente faz com que esse apontador seja posicionado na primeira posição posição 0 primeiro byte desse arquivo e é incrementado sempre que uma leitura ou uma escrita é realizada Existe uma função do sistema operacional que permite que oa programadora reposicione esse apontador de arquivo contudo essa função não será necessário para este projeto Leituras e escritas são realizadas através de chamadas de sistemas operacionais próprias A leitura ou escrita sempre começa na posição atual do apontador de arquivo controlado pelo sistema operacional O apontador de arquivo é incrementado ao final de uma operação de leitura ou escrita de acordo com a quantidade de bytes envolvida nessa operação Por fim arquivos devem ser fechados através de uma chamada ao sistema operacional O fechamento do arquivo garante que dados escrito sejam corretamente gravados além de liberar recursos do sistema operacional que foram alocados para o tratamento do arquivo No Windows 32 bits as chamadas de sistema relacionadas a arquivos se encontram na biblioteca kernel32 com constantes definidas no arquivo de cabeçalho windowsinc No Linux 32 bits as chamadas de sistema relacionadas a arquivos são invocadas através da interrupção 80h CriaçãoAbertura de Arquivo Windows Realizada através da função CreateFile Parâmetros 1 Apontador endereço de string contendo o nome do arquivo a ser aberto no nosso projeto o nome não precisa incluir o caminho de diretórios considerando que o arquivo estará no mesmo diretório do arquivo executável do projeto Observação importante strings recebidas através de funções de entrada de dados como ReadConsole do MASM32 costumam ser terminadas com os caracteres ASCII Carriage Return CR decimal 13 seguido de Line Feed LF decimal 10 seguido finalmente do terminador de string decimal 0 Contudo um nome de arquivo não deve conter os caracteres CR ou LF portanto a string recebida por esse tipo de função precisa ser tratada para remover esses caracteres problemáticos O trecho de código abaixo trecho de código autorizado para ser utilizado no projeto percorre uma string procurando o caractere CR ASCII 13 e quando encontra esse caractere o substitui pelo valor 0 terminador de string Dessa forma a string resultante desse tratamento pode ser utilizada na função para abertura de arquivo 2 Constante de 4 bytes informando o nível de acesso desejado para o arquivo Exemplos dessas constantes são GENERICREAD e GENERICWRITE as quais devem ser utilizadas nesse projeto para operações de escrita ou leitura Uma operação de escrita e leitura pode ser alcançada através de uma operação OR entre as constantes GENERICREAD e GENERICWRITE contudo esse tipo de operação de leitura e escrita em um mesmo arquivo não será necessária neste projeto 3 Constante de 4 bytes informando se o acesso ao arquivo será compartilhado ou não Exemplos dessas constantes são 0 zero FILESHAREWRITE FILESHAREREAD etc Como o arquivo desse projeto não precisará de acesso compartilhado com outros programas essa constante deverá ser definida como 0 zero 4 Apontador para uma estrutura do tipo SECURITYATRIBUTES definida em windowsinc contendo atributos de segurança Esse parâmetro não será necessário nesse projeto ou seja deverá ser informada aqui a constante NULL 5 Constante de 4 bytes especificando a necessidade de se criar ou não um novo arquivo Exemplos dessas constantes são CREATEALWAYS CREATENEW OPENALWAYS OPENEXISTING etc Neste projeto deverá ser utilizada a opção OPENEXISTING para abertura do arquivo de entrada e CREATEALWAYS para a criação do arquivo de saída de modo que o arquivo original só seja aberto e nunca criado e o arquivo de destino seja sempre um novo arquivo 6 Constante de 4 bytes especificando os atributos do arquivo a ser aberto como FILEATTRIBUTEARCHIVE FILEATTRIBUTENORMAL etc Como este projeto não utilizará atributos especiais deverá ser utilizada a opção FILEATTRIBUTENORMAL 7 Um handle de 4 bytes para um arquivo que sirva de template quanto a atributos Como este projeto não utilizará atributos especiais deverá ser utilizada a constante NULL Retorno um handle para o arquivo é retornado através do registrador EAX Ex Criação com abertura de Arquivo Linux Realizada através da interrupção 80h Parâmetros 1 O registrador EAX deve receber o valor 8 referente à chamada de sistema syscreat 2 O registrador EBX deve conter um apontador endereço de string contendo o nome do arquivo a ser aberto no nosso projeto o nome não precisa incluir o caminho de diretórios considerando que o arquivo estará no mesmo diretório do arquivo executável do projeto 3 O registrador ECX deve conter as permissões do arquivo de acordo com a convenção de permissões de arquivos utilizada pelo Linux essa convenção utiliza números na base octal Por exemplo a permissão 777 dá acesso total a arquivos leitura escrita e execução para o usuário dono do arquivo para o grupo do dono e para todos os usuários do sistema Retorno um handle para o arquivo é retornado através do registrador EAX Um retorno 1 indica a ocorrência de erro Abertura de Arquivo Já Existente Linux Realizada através da interrupção 80h Parâmetros 1 O registrador EAX deve receber o valor 5 referente à chamada de sistema sysopen 2 O registrador EBX deve conter um apontador endereço de string contendo o nome do arquivo a ser aberto no nosso projeto o nome não precisa incluir o caminho de diretórios considerando que o arquivo estará no mesmo diretório do arquivo executável do projeto 3 O registrador ECX deve conter o modo de acesso do arquivo Os mais comuns são 0 readonly 1 writeonly e 2 readwrite 4 O registrador EDX deve conter as permissões do arquivo de acordo com a convenção de permissões de arquivos utilizada pelo Linux essa convenção utiliza números na base octal Por exemplo a permissão 777 dá acesso total a arquivos leitura escrita e execução para o usuário dono do arquivo para o grupo do dono e para todos os usuários do sistema Retorno um handle para o arquivo é retornado através do registrador EAX Um retorno 1 indica a ocorrência de erro Ex mov eax 5 sysopen mov ebx filename mov ecx 0 readonly mov edx 0o777 int 80h mov fileHandle eax Retorno um handle para o arquivo é retornado através do registrador EAX Um retorno 1 indica a ocorrência de erro Leitura de Arquivo Windows Realizada através da função ReadFile Parâmetros 1 Handle de 4 bytes do arquivo a ser lido Esse handle é recebido como retorno da função de abertura do arquivo 2 Um apontador para um array de bytes onde serão gravados os bytes lidos do arquivo 3 Um inteiro de 4 bytes indicando a quantidade de bytes máxima a ser lida do arquivo Observe que essa quantidade máxima de bytes deve ser igual ou inferior à quantidade de bytes do array de bytes utilizado para gravação dos dados 4 Apontador para um inteiro de 4 bytes onde será gravado a quantidade de bytes efetivamente lidos do arquivo Importante quando a leitura chegar ao final do arquivo a quantidade de bytes lida será 0 e isso será o indicativo de que você chegou no fim do arquivo 5 Apontador para estrutura OVERLAPPED utilizada para acessos assíncronos ao arquivo Como neste projeto utilizaremos acessos síncronos por simplicidade esse parâmetro deve conter a constante NULL Retorno 0 se a leitura falhar e um número diferente de zero se for bemsucedida Leitura de Arquivo Linux Realizada através da interrupção 80h Parâmetros 1 O registrador EAX deve receber o valor 3 referente à chamada de sistema sysread 2 O registrador EBX deve conter o handle do arquivo Esse handle é recebido como retorno da função de aberturacriação do arquivo 3 O registrador ECX deve conter um apontador para um array de bytes onde serão gravados os bytes lidos do arquivo 4 O registrador EDX deve conter um inteiro indicando a quantidade de bytes máxima a ser lida do arquivo Observe que essa quantidade máxima de bytes deve ser igual ou inferior à quantidade de bytes do array de bytes utilizado para gravação dos dados Retorno No registrador EAX terá a quantidade de bytes efetivamente lidos do arquivo Retorno 1 indica a ocorrência de erro Importante quando a leitura chegar ao final do arquivo a quantidade de bytes lida será 0 e isso será o indicativo de que você chegou no fim do arquivo Escrita de Arquivo Windows Realizada através da função WriteFile Parâmetros 1 Handle de 4 bytes do arquivo a ser escrito Esse handle é recebido como retorno da função de abertura do arquivo 2 Um apontador para um array de bytes a serem gravados no arquivo 3 Um inteiro de 4 bytes indicando a quantidade de bytes a ser gravada Observe que essa quantidade máxima de bytes deve ser igual ou inferior à quantidade de bytes do array de bytes utilizado para gravação dos dados 4 Apontador para um inteiro de 4 bytes onde será gravado a quantidade de bytes efetivamente escritos no arquivo 5 Apontador para estrutura OVERLAPPED utilizada para acessos assíncronos ao arquivo Como neste projeto utilizaremos acessos síncronos por simplicidade esse parâmetro deve conter a constante NULL Retorno 0 se a escrita falhar e um número diferente de zero se for bemsucedida Um retorno 1 indica a ocorrência de erro Escrita de Arquivo Linux Realizada através da interrupção 80h Parâmetros 1 O registrador EAX deve receber o valor 4 referente à chamada de sistema syswrite 2 O registrador EBX deve conter o handle do arquivo Esse handle é recebido como retorno da função de aberturacriação do arquivo 3 O registrador ECX deve conter um apontador para um array de bytes com o conteúdo a ser gravado no arquivo 4 O registrador EDX deve conter um inteiro indicando a quantidade de bytes máxima a ser escrita no arquivo Retorno No registrador EAX terá a quantidade de bytes efetivamente escritos no arquivo Um retorno 1 indica a ocorrência de erro Fechamento de Arquivo Windows Realizada através da função CloseHandle Parâmetros 1 Handle de 4 bytes do arquivo a ser fechado Esse handle é recebido como retorno da função de abertura do arquivo Retorno 0 se o fechamento falhar e um número diferente de zero se for bemsucedido Fechamento de Arquivo Linux Realizada através da interrupção 80h Parâmetros 2 O registrador EAX deve receber o valor 6 referente à chamada de sistema sysclose 3 O registrador EBX deve conter o handle do arquivo Esse handle é recebido como retorno da função de aberturacriação do arquivo Retorno No registrador EAX terá um código em caso de erro Um retorno 1 indica a ocorrência de erro Verificando códigos de erro Windows Realizado através da função GetLastError Retorno um código de erro de 4 bytes de acordo com as listagens disponíveis no seguinte link httpslearnmicrosoftcomenuswindowswin32debugsystemerrorcodes Como lidar o formato bitmap BMP Um arquivo bitmap BMP possui uma estrutura bastante simples composta basicamente de cabeçalhos uma tabela de cores opcional tipicamente para casos em que se utilize 8 bits por pixel ou seja uma técnica de paleta de cores e uma lista de valores RGB sendo um valor para cada pixel A estrutura de um arquivo bitmap pode ser encontrada na imagem a seguir Os arquivos bitmap a serem considerados neste projeto não devem conter uma tabela de cores considerando que essa tabela é opcional Dessa forma os cabeçalhos do arquivo BMP ocuparão um número fixo de bytes 14 bytes do cabeçalho geral Header e 40 bytes do cabeçalho de informações InfoHeader totalizando 54 bytes de cabeçalho Esses 54 bytes deverão apenas ser lidos no arquivo de origem e copiados no arquivo de destino sem sofrerem nenhuma alteração Em seguida teremos 3 bytes para cada pixel da imagem considerando a formação da imagem da esquerda para a direita e de cima para baixo Os bytes seguem a sequência de cores azul verde e vermelha ou seja a ordem inversa de RGB Uma recomendação que pode ser feita então é que após a leituras dos 54 bytes iniciais do cabeçalho o arquivo de entrada seja lido de 3 em 3 bytes Nesse array de 3 bytes estabelecese que o endereço do array 0 equivale ao endereço da cor azul o endereço do array 1 equivale ao endereço da cor verde e o endereço do array 2 equivale ao endereço da cor vermelha Essa soma do endereço base do array com um índice pode ser realizada em um registrador ex EBX Uma vez que o endereço da cor desejada esteja em um registrador pode se fazer um acesso indireto à memória através desse registrador para realizar alterações nesse byte específico Uma última observação é que os pixels da imagem são codificados de tal forma que a quantidade de bytes em uma linha da imagem precisa ser múltipla de 4 bytes Caso o número de pixels em uma linha multiplicado por 3 1 byte para cada cor do pixel não seja múltiplo de 4 são acrescentados bytes 0 zero ao final da linha até que o número total de bytes se torne múltiplo de 4 Contudo para este projeto iremos aceitar como entrada apenas imagens que tenha um número de pixels em uma linha que seja múltiplo de 4 Por exemplo a imagem catitabmp fornecida como exemplo possui 640 pixels por linha que é múltiplo de 4 Por fim recomendase a utilização de um editor de arquivo hexadecimal para facilitar o entendimento do que está acontecendo com o arquivo bitmap considerando que é um arquivo binário Você poderá utilizar um editor hexadecimal web como o disponível no link httpshexedit Um arquivo BMP é exibido da seguinte forma nesse editor Perceba que podemos identificar com relativa facilidade até onde vão os cabeçalhos e onde começa a lista de bytes de cores dos pixels Na imagem abaixo o cabeçalho está sinalizado em vermelho e os bytes de cores dos 3 primeiros pixels na sequência azul verde e vermelho estão sinalizados de verde