如何使用LC-3语言编写带三次错误锁定的用户名密码验证程序

第一步：前置资源规划 #

• 首先在程序数据段预先定义所有固定内容：
  • 正确的用户名、密码，用.STRINGZ指令存储，自动带字符串终止符\0
  • 各类提示文本：用户名输入提示、密码输入提示、校验错误提示、次数耗尽锁定提示、验证成功提示
  • 预留输入缓冲区，用于存储用户输入的内容
  • 预留1个内存单元作为错误次数计数器
• 提前确认用到的LC-3 TRAP指令：
  • PUTS（TRAP x21）：输出字符串
  • GETS（TRAP x22）：读取用户输入的字符串到指定缓冲区
  • HALT（TRAP x25）：终止程序

第二步：用户名校验逻辑实现 #

1. 初始化错误计数器为0
2. 进入循环，最多执行3次：
   • 打印用户名输入提示，读取用户输入到缓冲区
   • 逐字符比较用户输入和预存的正确用户名：两个字符串同步遍历，只要出现字符不一致或者终止符出现时机不一致，就判定为不匹配
   • 匹配成功：直接跳出循环，进入密码校验环节
   • 匹配失败：错误计数器+1，打印错误提示，若计数器值等于3，直接打印锁定提示，调用HALT结束程序

第三步：密码校验逻辑实现 #

逻辑和用户名校验完全一致：

1. 重置错误计数器为0
2. 进入循环，最多执行3次：
   • 打印密码输入提示，读取用户输入到缓冲区
   • 逐字符比较用户输入和预存的正确密码
   • 匹配成功：打印验证成功提示，正常结束程序
   • 匹配失败：错误计数器+1，打印错误提示，若计数器值等于3，直接打印锁定提示，调用HALT结束程序

核心代码参考 #

.ORIG x3000
; ========== 数据段定义 ==========
RIGHT_USER  .STRINGZ "admin"    ; 预存正确用户名
RIGHT_PWD   .STRINGZ "123456"   ; 预存正确密码
PROMPT_U    .STRINGZ "Enter username: "
PROMPT_P    .STRINGZ "Enter password: "
ERR_U       .STRINGZ "Username error, retry.\n"
ERR_P       .STRINGZ "Password error, retry.\n"
LOCK        .STRINGZ "Too many errors, program exit.\n"
SUCCESS     .STRINGZ "Auth success!\n"
INPUT_BUF   .BLKW #32           ; 输入缓冲区，最大32字符
ERR_CNT     .FILL #0            ; 错误计数器

; ========== 用户名校验 ==========
USER_CHECK
    AND R0, R0, #0
    ST R0, ERR_CNT              ; 错误计数清零
USER_LOOP
    LD R0, PROMPT_U
    PUTS                        ; 输出用户名提示
    LD R0, INPUT_BUF
    GETS                        ; 读取用户输入
    ; 字符串比较逻辑
    LEA R1, RIGHT_USER
    LD R2, INPUT_BUF
CMP_U_LOOP
    LDR R3, R1, #0
    LDR R4, R2, #0
    BRZ CMP_U_END               ; 正确用户名遍历结束
    NOT R3, R3
    ADD R3, R3, #1
    ADD R3, R3, R4
    BRNP CMP_U_FAIL             ; 字符不匹配
    ADD R1, R1, #1
    ADD R2, R2, #1
    BR CMP_U_LOOP
CMP_U_END
    LDR R4, R2, #0
    BRZ CMP_U_SUCCESS           ; 用户输入也到结尾，匹配成功
CMP_U_FAIL
    LD R0, ERR_U
    PUTS
    LD R0, ERR_CNT
    ADD R0, R0, #1
    ST R0, ERR_CNT
    ADD R0, R0, #-3
    BRZ EXIT_LOCK               ; 错误3次，锁定退出
    BR USER_LOOP
CMP_U_SUCCESS

; ========== 密码校验和用户名逻辑一致，此处省略重复实现 ==========

EXIT_LOCK
    LD R0, LOCK
    PUTS
    HALT
EXIT_SUCCESS
    LD R0, SUCCESS
    PUTS
    HALT
.END

调试注意点 #

• 字符串比较时注意必须同时遍历到两个字符串的终止符\0才判定为匹配，避免短输入前缀匹配绕过校验的问题
• 输入缓冲区的大小要大于你预设的用户名、密码最大长度，避免内存溢出
• 可以先用LC-3模拟器单步执行验证3次错误退出、正确输入跳转、密码校验等分支逻辑

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Alex Park