MARS环境下MIPS程序的输入校验逻辑与独立子例程实现

核心实现思路 #

基于MARS提供的系统调用机制，将两个交互节点的校验逻辑拆分为独立可复用的子例程，和主流程的加解密业务逻辑完全解耦：

• 所有判定完全基于原生ASCII/数值比较，不做大小写兼容转换，严格匹配需求规则
• 每个校验子例程内置循环逻辑，仅当输入命中规则时才将合法值返回主流程，否则输出统一的非法提示并回到输入起点
• 修正原代码中分支跳转顺序混乱、逻辑链路断裂的问题，保证程序执行流闭合。

独立校验子例程设计 #

操作选择校验子例程（validate_ed_choice） #

• 适用场景：替代原流程中直接读取E/D输入的逻辑
• 判定规则：严格比对输入字符的ASCII码值，仅当值为69（大写'E'）、68（大写'D'）时判定为合法，其余任意字符（包括小写'e'、'd'）均视为非法
• 执行逻辑：
  • 循环打印Type(E)ncrypt/(D)ecrypt:提示语，通过MARS单字符读取接口（syscall 12）获取用户输入
  • 逐值比对，命中合法值时将输入值存入约定寄存器$t6，通过jr $ra返回主流程
  • 未命中时打印\nWrong input提示，回到输入读取步骤
• 子例程代码片段：

validate_ed_choice:
read_ed_loop:
    li $v0, 4
    la $a0, encrypt_decrypt
    syscall          # 打印操作选择提示
    li $v0, 12
    syscall          # 读取单字符输入
    move $t6, $v0
    li $t0, 69
    beq $t6, $t0, ed_valid   # 判定是否为合法'E'
    li $t0, 68
    beq $t6, $t0, ed_valid   # 判定是否为合法'D'
    li $v0, 4
    la $a0, re_enter
    syscall          # 打印非法输入提示
    j read_ed_loop
ed_valid:
    jr $ra           # 返回主流程

密钥范围校验子例程（validate_key_range） #

• 适用场景：替代原流程中直接读取1-9密钥的逻辑
• 判定规则：基于MARS整数读取接口（syscall 5）的返回值做闭区间判定，仅当值在1~9范围内时判定为合法
• 执行逻辑：
  • 循环打印\nEnter encryption key (1-9):提示语，通过整数读取接口获取用户输入
  • 对输入值做边界比对，小于1或大于9均视为非法
  • 合法时将密钥值存入约定寄存器$s0，通过jr $ra返回主流程
  • 非法时打印\nWrong input提示，回到输入读取步骤
• 子例程代码片段：

validate_key_range:
read_key_loop:
    li $v0, 4
    la $a0, key
    syscall          # 打印密钥输入提示
    li $v0, 5
    syscall          # 读取整数输入
    move $s0, $v0
    blt $s0, 1, key_invalid  # 判定是否小于下界1
    bgt $s0, 9, key_invalid  # 判定是否大于上界9
    j key_valid
key_invalid:
    li $v0, 4
    la $a0, re_enter
    syscall          # 打印非法输入提示
    j read_key_loop
key_valid:
    jr $ra           # 返回主流程

修正后完整可运行代码 #

将两个校验子例程嵌入原代码框架，替换原流程中混乱的分支逻辑，补全原程序缺失的退出系统调用，完整代码如下：

.data
    encrypt_decrypt: .asciiz "Type(E)ncrypt/(D)ecrypt:"
    key: .asciiz "\nEnter encryption key (1-9): "
    message_prompt: .asciiz "\nEnter message: "
    output: .asciiz ""
    re_enter: .asciiz "\nWrong input"
    buffer: .space 50
.text

main: 
    # 调用操作选择校验，获取合法E/D输入
    jal validate_ed_choice

    # 打印消息输入提示，读取用户消息
    li $v0, 4
    la $a0, message_prompt
    syscall
    li $v0, 8
    la $a0, buffer
    li $a1, 48
    syscall
    la $s2, buffer

    # 调用密钥范围校验，获取合法1-9密钥
    jal validate_key_range

    # 加载处理参数，跳转对应加解密流程
    la $t0, ($s0)
    li $t1, 0
    la $t2, ($s2)
    beq $t6, 69, encrypt
    beq $t6, 68, decrypt

# 操作选择校验子例程
validate_ed_choice:
read_ed_loop:
    li $v0, 4
    la $a0, encrypt_decrypt
    syscall
    li $v0, 12
    syscall
    move $t6, $v0
    li $t0, 69
    beq $t6, $t0, ed_valid
    li $t0, 68
    beq $t6, $t0, ed_valid
    li $v0, 4
    la $a0, re_enter
    syscall
    j read_ed_loop
ed_valid:
    jr $ra

# 密钥范围校验子例程
validate_key_range:
read_key_loop:
    li $v0, 4
    la $a0, key
    syscall
    li $v0, 5
    syscall
    move $s0, $v0
    blt $s0, 1, key_invalid
    bgt $s0, 9, key_invalid
    j key_valid
key_invalid:
    li $v0, 4
    la $a0, re_enter
    syscall
    j read_key_loop
key_valid:
    jr $ra

encrypt: 
encrypt_loop: 
    lb   $t3, 0($t2)
    beq  $t3, 10, encrypted
    add  $t3, $t3, $t0
    addi $t4, $0, 1       
    sllv $t4, $t4, $t1    
    xor  $t3, $t3, $t4
    sb   $t3, 0($t2)
    addi $t2, $t2, 1
    j encrypt_loop
    
encrypted:     
    li $v0, 4
    la $a0, output
    syscall
    la $a0, ($s2)
    syscall
    j exit

decrypt: 
decrypted_loop:
    lb $t3, 0($t2)
    beq $t3, 10, decrypted
    addi $t4, $0, 1
    sllv $t4, $t4, $t1
    xor $t3, $t3, $t4
    sub $t3, $t3, $t0
    sb $t3, 0($t2)
    addi $t2, $t2, 1
    j decrypted_loop

decrypted: 
    li $v0, 4
    la $a0, output
    syscall
    la $a0, ($s2)
    syscall
    j exit

exit:
    li $v0, 10
    syscall

内容的提问来源于stack exchange，提问作者J458