#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <time.h>

typedef unsigned char *String;	// こう書くと String は unsigned char * の代用になる.

int loadText(String path, String t, int siz) // TL-1のとは違う(改造).
{
    FILE *fp;
    unsigned char s[1000];
    int i = 0, j;
    if (path[0] == 34) { i = 1; } // ダブルフォールトがあればはずす.
    for (j = 0; ; j++) {
        if (path[i + j] == 0 || path[j + i] == 34)
            break; // ファイル名の末尾に来たらそこで終わり.
        s[j] = path[i + j];
    }
    s[j] = 0;
    fp = fopen(s, "rt"); // テキストモードでファイルを開く.
    if (fp == 0) {  // ファイルを開けなかった.
        printf("fopen error : %s\n", path);
        return 1; // 失敗.
    }
    i = fread(t, 1, siz - 1, fp);
    fclose(fp);
    t[i] = 0; // 終端マークを書いておく.
    return 0; // 成功.
}

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#define MAX_TC  255 // トークンコードの最大値.
String ts[MAX_TC + 1]; // トークンの内容(文字列)を記憶.
int tl[MAX_TC + 1]; // トークンの長さ.
unsigned char tcBuf[(MAX_TC + 1) * 10]; // トークン1つ当たり平均10バイトを想定.
int tcs = 0, tcb = 0;

int var[MAX_TC + 1];	// 変数.

int getTc(String s, int len) // トークン番号を得るための関数.
{
    int i;
    for (i = 0; i < tcs; i++) { // 登録済みの中から探す.
        if (len == tl[i] && strncmp(s, ts[i], len) == 0)
            break; // 見つかった!
    }
    if (i == tcs) {
        if (tcs >= MAX_TC) {
            printf("too many tokens\n");
            exit(1);
        }
        strncpy(&tcBuf[tcb], s, len); // 見つからなかったので新規登録.
        tcBuf[tcb + len] = 0; // 終端文字コード.
        ts[i] = &tcBuf[tcb];
        tl[i] = len;
        tcb += len + 1;
        tcs++;
        var[i] = strtol(ts[i], 0, 0);	// 定数だった場合に初期値を設定(定数ではないときは0になる).
    }
    return i;
}

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int isAlphabetOrNumber(unsigned char c)		// 変数名に使用できる文字かどうか.
{
    if ('0' <= c && c <= '9') return 1;
    if ('a' <= c && c <= 'z') return 1;
    if ('A' <= c && c <= 'Z') return 1;
    if (c == '_') return 1;
    return 0;
}

int lexer(String s, int tc[])		// プログラムをトークンコード列に変換する.
{
    int i = 0, j = 0, len; // i:今s[]のどこを読んでいるか、j:これまでに変換したトークン列の長さ.
    for (;;) {
        if (s[i] == ' ' || s[i] == '\t' || s[i] == '\n' || s[i] == '\r') {	// スペース、タブ、改行.
            i++;
            continue;
        }
        if (s[i] == 0)	// ファイル終端.
            return j;
        len = 0;
        if (strchr("(){}[];,", s[i]) != 0) {	// 1文字記号.
            len = 1;
        } else if (isAlphabetOrNumber(s[i])) {  // 1文字目が英数字.
            while (isAlphabetOrNumber(s[i + len]))
                len++;
        } else if (strchr("=+-*/!%&~|<>?:.#", s[i]) != 0) {  // 1文字目が普通の記号.
            while (strchr("=+-*/!%&~|<>?:.#", s[i + len]) != 0 && s[i + len] != 0)
                len++;
        } else {
            printf("syntax error : %.10s\n", &s[i]);
            exit(1);
        }
        tc[j] = getTc(&s[i], len);
        i += len;
        j++;
    }
}

int tc[10000];	// トークンコード.

enum { TcSemi = 0, TcDot, TcWiCard, Tc0, Tc1, Tc2, Tc3, Tc4, Tc5, Tc6, Tc7, Tc8, TcEEq, TcNEq, TcLt, TcGe, TcLe, TcGt };

char tcInit[] = "; . !!* 0 1 2 3 4 5 6 7 8 == != < >= <= >";

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

int phrCmp_tc[32 * 100], ppc1, wpc[9]; // ppc1:一致したフレーズの次のトークンをさす, wpc[]:ワイルドカードのトークンの場所をさす.

int phrCmp(int pid, String phr, int pc)
{
    int i0 = pid * 32, i, i1, j;
    if (phrCmp_tc[i0 + 31] == 0) {
        i1 = lexer(phr, &phrCmp_tc[i0]);
        phrCmp_tc[i0 + 31] = i1;
    }
    i1 = phrCmp_tc[i0 + 31];
    for (i = 0; i < i1; i++) {
        if (phrCmp_tc[i0 + i] == TcWiCard) {
            i++;
            j = phrCmp_tc[i0 + i] - Tc0; // 後続の番号を取得.
            wpc[j] = pc;
            pc++;
            continue;
        }
        if (phrCmp_tc[i0 + i] != tc[pc]) return 0; // マッチせず.
        pc++;
    }
    ppc1 = pc;
    return 1; // マッチした.
}

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typedef int *IntP; // こう書くと IntP は int * の代わりに使えるようになる.

enum { OpCpy = 0, OpAdd, OpSub, OpPrint, OpGoto, OpJeq, OpJne, OpJlt, OpJge, OpJle, OpJgt, OpTime, OpEnd, OpAdd1 };

IntP ic[10000], *icq; // ic[]:内部コード、icq:ic[]への書き込み用ポインタ.

void putIc(int op, IntP p1, IntP p2, IntP p3, IntP p4)  // ic[]へ簡単に書き込むための便利関数.
{
    icq[0] = (IntP) op;
    icq[1] = p1;
    icq[2] = p2;
    icq[3] = p3;
    icq[4] = p4;
    icq += 5;
}

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

int compile(String s)
{
    int pc, pc1, i;
    IntP *icq1;
    pc1 = lexer(s, tc);
    tc[pc1++] = TcSemi;	// 末尾に「;」を付け忘れることが多いので、付けてあげる.
    tc[pc1] = tc[pc1 + 1] = tc[pc1 + 2] = tc[pc1 + 3] = TcDot;	// エラー表示用のために末尾にピリオドを登録しておく.
    icq = ic;  // これで、icqはic[0]を指すようになる. ここから書き始める.
    for (pc = 0; pc < pc1; ) { // コンパイル開始.
        if (phrCmp( 1, "!!*0 = !!*1;", pc)) { // 単純代入.
            putIc(OpCpy,  &var[tc[wpc[0]]], &var[tc[wpc[1]]], 0, 0);
        } else if (phrCmp( 9, "!!*0 = !!*1 + 1;", pc) && tc[wpc[0]] == tc[wpc[1]]) {  // 高速化のために+1専用の命令を用意(せこくてすみません).
            putIc(OpAdd1, &var[tc[wpc[0]]], 0, 0, 0);
        } else if (phrCmp( 2, "!!*0 = !!*1 + !!*2;", pc)) {  // 加算.
            putIc(OpAdd,  &var[tc[wpc[0]]], &var[tc[wpc[1]]], &var[tc[wpc[2]]], 0);
        } else if (phrCmp( 3, "!!*0 = !!*1 - !!*2;", pc)) {  // 減算.
            putIc(OpSub,  &var[tc[wpc[0]]], &var[tc[wpc[1]]], &var[tc[wpc[2]]], 0);
        } else if (phrCmp( 4, "print !!*0;", pc)) { // print.
            putIc(OpPrint, &var[tc[wpc[0]]], 0, 0, 0);
        } else if (phrCmp( 0, "!!*0:", pc)) {	// ラベル定義命令.
            var[tc[wpc[0]]] = icq - ic;	// ラベルに対応するicqを記録しておく.
        } else if (phrCmp( 5, "goto !!*0;", pc)) { // goto.
            putIc(OpGoto, &var[tc[wpc[0]]], 0, 0, 0);
        } else if (phrCmp( 6, "if (!!*0 !!*1 !!*2) goto !!*3;", pc) && TcEEq <= tc[wpc[1]] && tc[wpc[1]] <= TcLt) {
            putIc(OpJeq + (tc[wpc[1]] - TcEEq), &var[tc[wpc[3]]], &var[tc[wpc[0]]], &var[tc[wpc[2]]], 0);
        } else if (phrCmp( 7, "time;", pc)) {
            putIc(OpTime, 0, 0, 0, 0);
        } else if (phrCmp( 8, ";", pc)) {
            // 何もしない.
        } else
           goto err;
        pc = ppc1;
    }
    putIc(OpEnd, 0, 0, 0, 0);
    icq1 = icq;
    for (icq = ic; icq < icq1; icq += 5) {  // goto先の設定.
        i = (int) icq[0];
        if (OpGoto <= i && i <= OpJgt) {
            icq[1] = (IntP) (*icq[1] + ic);
        }
    }
    return icq1 - ic;
err:
    printf("syntax error : %s %s %s %s\n", ts[tc[pc]], ts[tc[pc + 1]], ts[tc[pc + 2]], ts[tc[pc + 3]]);
    return -1;
}

void exec()
{
    clock_t t0 = clock();
    IntP *icp = ic; // これによりicpはic[0]を指すようになる.
    for (;;) {
        switch ((int) icp[0]) {
        case OpCpy:
            *icp[1] = *icp[2];
            icp += 5;
            continue;
        case OpAdd:
            *icp[1] = *icp[2] + *icp[3];
            icp += 5;
            continue;
        case OpSub:
            *icp[1] = *icp[2] - *icp[3];
            icp += 5;
            continue;
        case OpPrint:
            printf("%d\n", *icp[1]);
            icp += 5;
            continue;
        case OpGoto:
            icp = (IntP *) icp[1];
            continue;
        case OpJeq:  if (*icp[2] == *icp[3]) { icp = (IntP *) icp[1]; continue; } icp += 5; continue;
        case OpJne:  if (*icp[2] != *icp[3]) { icp = (IntP *) icp[1]; continue; } icp += 5; continue;
        case OpJlt:  if (*icp[2] <  *icp[3]) { icp = (IntP *) icp[1]; continue; } icp += 5; continue;
        case OpTime:
            printf("time: %.3f[sec]\n", (clock() - t0) / (double) CLOCKS_PER_SEC);
            icp += 5;
            continue;
        case OpEnd:
            return;
        case OpAdd1:
            (*icp[1])++;
            icp += 5;
            continue;
        }
    }
}

int run(String s)
{
    if (compile(s) < 0)
        return 1;
    exec();
    return 0;
}

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

int main(int argc, const char **argv)
{
    unsigned char txt[10000];
    int i;
    lexer(tcInit, tc);
    if (argc >= 2) {
        if (loadText((String) argv[1], txt, 10000) == 0) {
            run(txt);
        }
        exit(0);
    }
    for (;;) { // Read-Eval-Print Loop.
        printf("\n>");
        fgets(txt, 10000, stdin);
        i = strlen(txt);
        if (txt[i - 1] == '\n') { // 末尾に改行コードが付いていればそれを消す.
            txt[i - 1] = 0;
        }
        if (strncmp(txt, "run ", 4) == 0) {
            if (loadText(&txt[4], txt, 10000) == 0) {
                run(txt);
            }
        } else if (strcmp(txt, "exit") == 0) {
            exit(0);
        } else {
            run(txt);
        }
    }
}