交互式命令行界面¶

除了桌面 GUI 之外，EduMIPS64 的 JAR 还可以作为交互式命令行 shell 运行。该 shell 适用于汇编程序的批处理式实验（在脚本中运行测试程序、可脚本化的课程材料、自动评分、终端调试等等），并提供与桌面 GUI 完全相同的模拟器内核，只是采用了文本界面。

本章描述 shell 中可用的命令。用于启动 JAR 的命令行选项（--headless、 --file、--verbose …）记录在命令行选项中；尤其是，要进入该 shell，需要在启动 JAR 时附加 --headless（可同时使用或不使用 --verbose）。

启用 --verbose 后，shell 会打印额外的信息性消息 —— 启动时的欢迎横幅，run 前后的"开始执行" / "结束执行"消息，长时间运行中的进度点，load 之后解析器发出的警告等等。不带 --verbose 时， shell 仅产生程序输出（例如 SYSCALL 5 打印的字符串）以及 show、config 等命令的显式回复。这种安静的默认行为非常适合将 EduMIPS64 嵌入到由其他工具组成的流水线中。

提示符¶

启动后，shell 会先打印一个风格化的横幅，使用粗重的块状字符显示 EduMIPS64 名称：其中 "Edu" 为金色、"MIPS" 为亮白色、"64" 为红色，与项目 logo 的配色一致。每个分段从顶部明亮的色调渐变到底部更深的色调，为粗块字符带来柔和的阴影 / 立体感。紧接着显示版本号、代号和构建日期。横幅使用 ANSI 颜色和 Unicode 块字符，因此在任何现代终端（Linux/macOS、Windows Terminal、Codespaces 等）上都能良好显示。当标准输出不是 TTY、 COLUMNS 太小或编码不是 UTF-8 时，横幅会自动回退为纯文本的单行版本字符串，以便脚本和管道保持整洁。如果完全不想看到横幅，可在命令行上传入 --no-banner 选项。

随后 shell 会打印一个彩色提示符，形式如下:

edumips64 [READY] >

方括号中的文字反映 CPU 的当前状态（ READY 、 RUNNING 、 HALTED 或 STOPPING ），并相应地变换颜色，可以一眼看出模拟器正在做什么。

命令按行读取，并按空格分割成 token。在空行上按回车会重新打印 help。shell 的循环会一直运行，直到执行 exit 命令（或在标准输入上发送 Ctrl+D / EOF）。

每个命令都接受 -h / --help，以打印其专属的用法说明。顶层命令 help 列出所有可用命令以及简短描述；这是发现 shell 功能的最简单方式。

在 shell 中浏览用户手册¶

shell 将本用户手册的章节内置在 JAR 中，因此可以直接在终端里阅读它们，而无需离开 EduMIPS64。输入 help topics 查看主题列表，然后用 help <主题> 阅读具体章节，例如:

edumips64 [READY] > help topics
edumips64 [READY] > help cli
edumips64 [READY] > help instructions

help 命令所提供的章节，正是用于构建网站和 PDF 的同一组 reStructuredText 源文件（ cli-interface.rst 、 source-files-format.rst 、 instructions.rst 、 examples.rst 、 fpu.rst 等等），构建过程会原样地把它们复制进 JAR。较长的章节会通过一个内置的 "more" 风格分页器展示：按 Enter / 空格 翻页，按 q 退出。当标准输入不是 TTY 时，分页器会被跳过，整章一次性全部输出。

备注

help 所服务的章节源文件目前只有英文版。

可用命令¶

shell 提供少量命令，它们直接对应于模拟器的生命周期：加载源文件、单步或一次性运行、检查产生的状态，以及可选地导出供 Dinero 进行缓存分析的跟踪文件。

load¶

加载新的可执行文件:

> load path/to/program.s

load 解析给定的文件并使模拟器准备好执行。成功后 CPU 进入 RUNNING 状态，可以通过 step 或 run 推进。

如果解析器报告错误，文件不会被加载，并会打印错误描述。如果只产生警告，文件仍会被加载 —— 与 GUI 的行为一致；带 --verbose 时这些警告也会被打印出来。

不能在前一个程序仍在运行时执行新的 load；请先使用 reset 将 CPU 恢复到可加载的状态。

step¶

让 CPU 状态机推进 N 个周期:

> step          # 推进 1 个周期（默认）
> step 10       # 推进 10 个周期

每个周期之后都会打印流水线的内容，因此 step 是逐条指令跟踪执行并观察指令如何穿过 IF / ID / EX / MEM / WB 以及 FPU 各阶段的标准方式。

如果在所请求的周期数尚未全部完成之前程序就结束了（SYSCALL 0 或 BREAK），step 会在该处停下并打印对应的消息。

run¶

不间断地执行程序:

> run

模拟器会一直推进，直到程序以 SYSCALL 0（或等效指令）或 BREAK 指令结束。带 --verbose 时，shell 会在 run 周围打印开始 / 结束横幅，每千个周期打印一个进度点，并在最后给出已执行周期总数和墙钟用时的摘要。使用 run 可以快速获得程序的输出（SYSCALL 4 / SYSCALL 5）和最终状态，然后用 show 检查结果。

show¶

检查模拟 CPU 的状态。show 是一组子命令；每个子命令都会将模拟器状态的不同部分打印到标准输出。

show registers — 打印全部 32 个整数通用寄存器（R0–R31）及其当前值。
show register N — 打印整数寄存器 N （0 ≤ N ≤ 31）的内容。
show fps — 打印全部 32 个浮点寄存器（F0–F31）。
show fp N — 打印浮点寄存器 N（0 ≤ N ≤ 31）的内容。
show fcsr — 打印浮点控制与状态寄存器（FCSR）。
show hi / show lo — 打印用于乘除指令的特殊寄存器 HI 和 LO 的内容。
show memory — 打印模拟主存的内容。
show symbols — 打印符号表（.data 与 .code 段中声明的标签及其地址）。
show pipeline — 打印当前流水线各阶段中正在执行的指令。

不带子命令调用 show 时，会打印可用子命令的列表。

dinero¶

将 Dinero 跟踪文件写入文件:

> dinero trace.xdin

这会按照 Dinero IV 缓存模拟器期望的格式生成程序所执行的内存访问的文本跟踪，可用于离线缓存分析。dinero 可在执行的任意时刻调用；跟踪文件反映迄今为止观察到的访问。

config¶

打印当前的配置值:

> config

这是桌面 GUI 在 Settings 对话框中展示的相同一组首选项（forwarding 开/关、跟踪文件路径、缓存参数、行为选项 …）。它是只读的 —— shell 仅打印当前值并退出该命令。这些值来自与 GUI 共享的配置存储，因此 GUI 中所做的更改对 shell 可见，反之亦然。

reset¶

重置 CPU 状态机:

> reset

reset 会重新初始化内存、寄存器、符号表、I/O 管理器、缓存模拟器和解析器，将 CPU 恢复到 READY 状态。在加载完一个程序之后想要加载另一个程序，或在部分运行后想要从头重新开始时，请使用 reset。

help¶

显示可用命令的列表以及每个命令的简短描述。help 是探索 shell 功能的入口；将其与每个命令的 -h / --help 选项结合使用，可以查看各子命令所接受的参数。

exit¶

退出 shell 并终止 JVM。在标准输入上发送 Ctrl+D（EOF）也可达到相同效果。

一次典型的会话¶

将这些命令组合在一起，一次典型的交互式会话看起来如下:

$ java -jar edumips64.jar --headless --verbose
> load examples/hello.s
File loaded: /…/examples/hello.s
> step 5
… （5 个周期的流水线内容）
> run
Hello, world!
Execution finished in 42 cycles, 3 ms
> show registers
… (R0..R31)
> show pipeline
… （流水线最终状态）
> dinero hello.xdin
> reset
> load examples/sum.s
> run
> exit

来自 SYSCALL 3 的标准输入直接从终端读取，因此请求用户输入的程序可以在 shell 中透明地工作。

脚本化提示¶

由于 shell 按行从标准输入读取命令，可以直接将脚本喂给它:

$ java -jar edumips64.jar --headless < session.txt

例如，session.txt 内容如下:

load examples/hello.s
run
show registers
exit

这将加载该程序、运行它、打印最终的寄存器堆并退出。结合 --verbose 和系统 shell 的重定向，可以非常方便地将 EduMIPS64 集成到自动化测试套件中，或捕获可复现的执行轨迹。