1.简介

MIX是The Art of Computer Programming书中所用的汇编语言。

寄存器：有9个寄存器，A、X、J、I1、I2、I3、I4、I5、I6。I1~I6为变址寄存器。参见后面的图3。

MIX中一个字由5个字节和一位符号位组成。

MIX中的字符包括A-Z的大写字母，0-9的数字和部分特殊符号。

指令格式(这里是说机器指令)：

|     0     |     1     |      2    |      3       |      4    |       5      |

|            地     址             |    index  |   mod   |     操作码  |

这是定长指令格式，所有指令都是6字节，其中第字节为符号，

0 1 2号字节共同组成地址。

我觉得不用太关心机器指令，不过书上说了很多。

在实例1中具体说明。

2.实例讲解

实例1，代码在第一卷1.3.2节140页，算法在1.2.10节93页。

代码:

X        EQU    1000

ORIG    3000

START     STJ    EXIT

INIT    ENT3    0,1

JMP    CHANGEM

LOOP    CMPA    X,3

JGE    *+3

CHANGEM   ENT2    0,3

LDA    X,3

DEC3    1

J3P    LOOP

EXIT   JMP    *

END    START第一个例子，我尽量说详细。这是一个求最大值的例子，求数组x[1]...x[n]的最大值m，储存到寄存器A

先说初始化，书上省略了的，寄存器I1为数组长度n。寄存器I3用于存k,寄存器I2存j。

n是提前给了初值的，k和j是运行的时候再初始化的。

ORIG    3000

表示程序是从3000的地址开始运行的，

X        EQU    1000

表示数据是从1000号单元开始存放的，这里省略了数据的初始化。

即提前在1000、1001、1002...1000+N号单元存放了一组数据，这个程序是要找出其中的最大值。

STJ  EXIT

STJ就是store  rJ,即储存寄存器J到EXIT所在的地址，J即jump,是一个跳转用的寄存器，

EXIT是个标签，怎么能存到标签呢，实际是存到那个机器指令的地址字段，如图1：

这张图是一个模拟器的，到后面会说。

执行到JMP *的时候就会跳转到寄存器J的地址。

这是子程序的开头所以要那么做，

在intel汇编里面一般是利用栈实现的：

在子程序开头

push ebp

mov ebp,esp

然后在子程序结尾进行相反的操作。

MIX是用寄存器J实现的。

ENT3    0,1，

ENT3就是enter3，就是存入寄存器3，把什么存进去呢，

1是寄存器I1,

0是机器码的mod，

所以ENT3    0,1是把I1赋值给I3

这个0其实没多大用，但如果写ENT3      1意思是I3赋值为1，所以必须要那个mod

我们刚才说了初始化寄存器I1为数组长度n，I3寄存器为变量k

那么ENT3    0,1就是k=n

JMP    CHANGEM 就是一个无条件跳转，大家应该都懂的

ENT2    0,3

就是把寄存器I3赋值给寄存器I3,I2为变量j,

那么 ENT2    0,3就相当与j=k

LDA    X,3

显然是load to A,把什么存到寄存器A呢，

3是寄存器I3，前面说过，I1~I6是变址寄存器，

所以是A=X[I3]   把I3当作数组下标,I3就是k,A为最大值m

所以 LDA    X,3就是m=X[k]

DEC3    1

这句就是I3寄存器的值减1，DEC不难理解，这里单独的数字就不是寄存器I1了。

J3P    LOOP

jump if I3 positive，如果I3为正数，跳到LOOP

CMPA    X,3

CMPA是与寄存器A比较，X,3为X[I3],即比较m与X[k]

JGE    *+3

*是当前指令的地址，跳转到3条指令后

实例2以第三卷的5.2.1节直接插入排序。大家应该都会80x86汇编，我就仿照MIX的代码用x86汇编写一个做对照。

先看C语言的代码复习一下插入排序的原理：

代码:

#include

#define N 6

int main()

{

int a[N]={3,2,1,6,5,4};

int i,j,temp;

for(j=1;j

{

temp=a[j];

i=j-1;

while(temp=0)

{

a[i+1]=a[i];

i--;

}

a[i+1]=temp;

}

for(i=0;i

printf("%d\t",a[i]);

return 0;

}汇编是这样的：

代码:

.386

.model flat, stdcall

option casemap :none

include    windows.inc

include    kernel32.inc

includelib  kernel32.lib

include    user32.inc

includelib  user32.lib

.data

arr    db  3,2,1,6,5,4  ;数组

count  equ  $-arr     ;数组长度

szBuffer  db  100  dup(0)

szFormat  db  "排序后数组为：%d,%d,%d,%d,%d,%d",0

szTitle    db  "直接插入排序",0

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

.code

start:

mov si,1    ;j=1

S2:

mov al,arr[si]  ;temp=a[j]

mov di,si    ;i=j-1

dec di      ;

S3:

cmp al,arr[di]  ;cmp temp,a[i]

jge S5

mov ah,arr[di]  ;a[i+1]=a[i]

mov arr[di+1],ah

dec di      ;i--

cmp di,0    ;

jge S3

S5:

inc di      ;这两行相当于mov arr[di+1],al,但那样有bug

mov arr[di],al

inc si

cmp si,count

jl S2

;>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

;输出

xor eax,eax

mov si,count-1

S6:

mov al, arr[si] ;逆序压栈

push eax

dec si

cmp si,0

jge S6

invoke  wsprintf,addr szBuffer,addr szFormat

invoke MessageBox,NULL,addr szBuffer,addr szTitle,MB_OK

invoke  ExitProcess,NULL

end  start我用masm32编译运行成功。

完整的MIX的代码我就不给了，在书上65-66页。基本上是一条汇编对应一条MIX指令，大家可以自己对照着看。

3.模拟器

代码总是要能亲自运行一下才好。

原书作者认为intel的汇编为了保证兼容性而太过复杂，效率不高，所以自己发明了MIX汇编。

可是mix的机器是不存在的，所以只能用模拟器来运行。

模拟器可以在http://www.gnu.org/software/mdk/mdk.html下载，只能在linux下安装。

安装过程很简单，就是打开终端依次输

./configure

make

sudo make install

这三个命令就可以了。

然后弄emacs的语法加亮，这一步跳过，主要是为了好看。

输入emacs ~/.emacs

打开emacs的配置文件，然后输入以下内容：

(setq load-path (cons "/usr/local/share/mdk" load-path))

(autoload 'mixal-mode "mixal-mode" t)

(add-to-list 'auto-mode-alist '("\\.mixal\\'" . mixal-mode))

(autoload 'mixvm "mixvm" "mixvm/gud interaction" t)

如图2，不要忘了括号,按Ctrl+X、Ctrl+S保存

下面来看一个简单的例子,所谓的helloworld

代码:

*标签  指令(instuction)  操作符(operand)    注释

*

TERM  EQU  19         控制台(terminal)

ORIG  2000         基地址

START   OUT  MSG(TERM)    在TERM(即控制台)输出MSG

HLT

MSG   ALF  "HEllO"

ALF  ",PEDI"

ALF  "Y.   "

END  START保存为hello.mixal

编译： mixasm hello

编译后为hello.mix

执行：[l@localhost mix-1.2.6]$ mixvm -r hello

Program loaded. Start address: 2000

Running ...

HELLO,PEDIY.

... done

调试：mixvm hello

或者用图形化界面调试更直观 gmixvm

如图3

点File->Load加载hello.mix

最左边一列是地址，第二列是机器指令。

对hello.mixal再解释一下：

每一行从左到右依次为 标签  指令(instuction)  操作符(operand)    注释，

用TAB对齐，比如没有标签第一列就必须留空，因为不对齐就编译不过，这跟其他语言是不一样的，为了让大家看清对齐的格式，我再放张图。

ORIG 2000是 定义基地址，类似于windows pe程序里常见的0x00400000,2000是随便写的，也可以指定其他值。

HLT就是就是停止。

前面说过，MIX只有大写字母和部分符号，如果在程序里写小写的hello，结果输出还会是大写的，如果用！等一些不支持符号就不能编译。

用ALF定义字符串，

因为MIX的机器指令是定长的，所以不能直接

ALF   “HELLO，PEDIY.”

指令除了符号位只有5个字节，那么只能存5个字符，

于是有了以上古怪的写法。