浅谈 MMIX

MMIX 官方主页：Knuth: MMIX。有关 MMIX 的资料和软件都可以在上面找到。

可以按以下步骤安装 MMIXware：

ben@ben-m4000t:~$ sudo apt-get install texlive-latex-extra
ben@ben-m4000t:~$ cd src
ben@ben-m4000t:~/src$ mkdir mmix; cd mmix
ben@ben-m4000t:~/src/mmix$ wget http://www-cs-faculty.stanford.edu/~knuth/programs/mmix-20090321.tar.gz
ben@ben-m4000t:~/src/mmix$ tar xzf mmix-20090321.tar.gz
ben@ben-m4000t:~/src/mmix$ make all doc
ben@ben-m4000t:~/src/mmix$ sudo mv mmix mmixal mmmix mmotype /usr/local/bin/
ben@ben-m4000t:~/src/mmix$ ls -l *.ps
-rw-r--r-- 1 ben ben 255644 2009-12-21 10:15 mmixal-intro.ps
-rw-r--r-- 1 ben ben 546919 2009-12-21 10:15 mmix-doc.ps
-rw-r--r-- 1 ben ben 198837 2009-12-21 10:15 mmix-sim-intro.ps
ben@ben-m4000t:~/src/mmix$

上述的 mmixal-intro.ps(13页)、mmix-doc.ps(48页) 和 mmix-sim-intro.ps(8页) 是重要的文档资料。

此外还有 fasc1.ps(140页)，就是下面这本书：

《计算机程序设计艺术(第1卷，第1册，双语版) MMIX: 新千年的RISC计算机》

The Art of Computer Programming, Volume 1, Fascicle 1, MMIX: A RISC Computer for the New Millennium

[美]Donald E.Knuth 著，苏运霖 译，机械工业出版社，2006年12月第1版

 

让我们来看看 hello.mms 吧：

然后汇编、运行：

ben@ben-m4000t:~/mmix$ mmixal -l hello.mml hello.mms
ben@ben-m4000t:~/mmix$ ls -l hello.*
-rw-r--r-- 1 ben ben 493 2009-12-21 11:02 hello.mml
-rw-r--r-- 1 ben ben 144 2009-12-21 11:02 hello.mmo
-rw-r--r-- 1 ben ben 192 2009-12-21 10:53 hello.mms
ben@ben-m4000t:~/mmix$ mmix hello
hello, 世界
ben@ben-m4000t:~/mmix$ hd hello.mmo
00000000  98 09 01 01 4b 2e e5 56  98 02 01 00 98 06 00 03  |....K..V........|
00000010  68 65 6c 6c 6f 2e 6d 6d  73 00 00 00 98 07 00 03  |hello.mms.......|
00000020  8f ff 01 00 00 00 07 01  f4 ff 00 00 00 00 07 01  |................|
00000030  00 00 00 00 98 04 00 03  2c 20 e4 b8 98 07 00 08  |........, ......|
00000040  96 e7 95 8c 98 07 00 08  0a 00 00 00 98 0a 00 ff  |................|
00000050  00 00 00 00 00 00 01 00  98 0b 00 00 20 3a 50 50  |............ :PP|
00000060  10 40 40 20 4d 20 61 20  69 02 6e 01 00 81 20 53  |.@@ M a i.n... S|
00000070  20 74 10 10 20 72 20 69  20 6e 02 67 01 14 83 40  | t.. r i n.g...@|
00000080  20 61 20 72 20 67 0f 76  01 82 00 00 98 0c 00 0c  | a r g.v........|
00000090
ben@ben-m4000t:~/mmix$ cat hello.mml
($001)             argv   IS    $1
                          LOC   #100
 ...100: 8fff0100  Main   LDOU  $255,argv,0
 ...104: 00000701         TRAP  0,Fputs,StdOut
 ...108: f4ffxxxx         GETA  $255,String
 ...10c: 00000701         TRAP  0,Fputs,StdOut
 ...110: 00000000         TRAP  0,Halt,0
 ...114: 2c20e4b8  String BYTE  ", 世界",#a,0
 ...118: 96e7958c
 ...11c: 0a00    
                   
Symbol table:
 Main = #0000000000000100 (1)
 String = #0000000000000114 (3)
 argv = $001 (2)
ben@ben-m4000t:~/mmix$ mmotype hello.mmo
File was created Mon Dec 21 11:02:46 2009
0000000000000100: 8fff0100 ("hello.mms", line 3)
0000000000000104: 00000701 (line 4)
0000000000000108: f4ff0000 (line 5)
000000000000010c: 00000701 (line 6)
0000000000000110: 00000000 (line 7)
0000000000000108: 00000003
0000000000000114: 2c20e4b8 (line 8)
0000000000000118: 96e7958c (line 8)
000000000000011c: 0a000000 (line 8)
g255: 0000000000000100
Symbol table (beginning at tetra 23):
    Main = #0100 (1)
    String = #0114 (3)
    argv = $001 (2)
ben@ben-m4000t:~/mmix$ 

从上例可以看出， MMIX 机器使用 UTF-8 编码。

 

关于 MMIXAL，有以下几个要点：

一个指令由三个字段组成：

1. LABEL(标号)字段。它或者是空白，或者是一个符号。LABEL字段必须在一行的开始处开始。
2. OP(操作码)字段。它或者是一个 MMIX 操作码或者是一个 MMIXAL 虚拟操作符。注意，OP字段不能位于一行的开始处。
3. EXPR(表达式)字段。它是由一些逗号分开的一个或多个表达式的表。EXPR字段也可以是空白，在该情况下它等价于单个表达式0。

如果头一个非空白字符不是一个字母或数字，则整个行就是一个注释；否则注释在EXPR字段之后开始。注意，如果EXPR字段是空白，则该行上的注释必须通过某种特殊的界定符来引入。

如果用分号把指令隔开，则两个或多个指令可以放在输入单个行上。

如果跟随一个分号的指令有一个非空白的标号，则这个标号必须紧跟这个分号。

 

2009年12月6日，John Waken 写了一篇文章：MMIX机器简要介绍，谈到：

MMIX汇编格式中的指令分为三部分，标号、操作码、操作数，之间用空白字符隔开。学过其他汇编的人应该很容易理解MMIX汇编的格式，只是要注意一点，操作数之间只能有一个逗号，连空格都不能有，这应该是knuth写的词法分析中的"BUG"。

这不是“BUG”，因为空白要用来分隔EXPR后面的注释，所以EXPR的操作数之间就不能有空白。