import java.io.*;

/**
 *　　這個(gè)類對(duì)應(yīng)C語言版本中的 fct 枚舉類型和 instruction 結(jié)構(gòu)，代表虛擬機(jī)指令
 */
class Instr {
	// fct枚舉類型的常數(shù)
	public static final int lit = 0;
	public static final int opr = 1;
	public static final int lod = 2;
	public static final int sto = 3;
	public static final int cal = 4;
	public static final int inte= 5;
	public static final int jmp = 6;
	public static final int jpc = 7;
	
	// 各符號(hào)的名字
	public static final String[] mnemonic = new String[]{
			"lit", "opr", "lod", "sto", 
			"cal", "int", "jmp", "jpc"};
	
	/**
	 * 虛擬機(jī)代碼指令
	 */
	public int f;
	
	/**
	 * 引用層與聲明層的層次差
	 */
	public int l;
	
	/**
	 * 指令參數(shù)
	 */
	public int a;
}

/**
 *　　類P-Code代碼解釋器（含代碼生成函數(shù)），這個(gè)類包含了C語言版中兩個(gè)重要的全局變量 cx 和 code
 * @author 梁英毅
 *
 */
public class Interpreter {
	// 解釋執(zhí)行時(shí)使用的棧大小
	final int stacksize = 500;
	
	/**
	 * 虛擬機(jī)代碼指針，取值范圍[0, cxmax-1] 
	 */
	public int cx = 0;
	
	/**
	 * 存放虛擬機(jī)代碼的數(shù)組
	 */
	public Instr[] code = new Instr[PL0.cxmax];
	
	/**
	 * 生成虛擬機(jī)代碼
	 * @param x instruction.f
	 * @param y instruction.l
	 * @param z instruction.a
	 */
	public void gen(int x, int y, int z) {
		if (cx >= PL0.cxmax) {
			throw new Error("Program too long");
		}
		
		code[cx] = new Instr();
		code[cx].f = x;
		code[cx].l = y;
		code[cx].a = z;
		cx ++;
	}

	/**
	 * 輸出目標(biāo)代碼清單
	 * @param start 開始輸出的位置
	 */
	public void listcode(int start) {
		if (PL0.listswitch) {
			for (int i=start; i<cx; i++) {
				String msg = i + " " + Instr.mnemonic[code[i].f] + " " + code[i].l + " " + code[i].a;
				System.out.println(msg);
				PL0.fa.println(msg);
			}
		}
	}
	
	/**
	 * 解釋程序
	 */
	public void interpret() {
		BufferedReader stdin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		int p, b, t;						// 指令指針，指令基址，棧頂指針
		Instr i;							// 存放當(dāng)前指令
		int[] s = new int[stacksize];		// 棧
		
		System.out.println("start pl0");
		t = b = p = 0;
		s[0] = s[1] = s[2] = 0;
		do {
			i = code[p];					// 讀當(dāng)前指令
			p ++;
			switch (i.f) {
			case Instr.lit:				// 將a的值取到棧頂
				s[t] = i.a;
				t++;
				break;
			case Instr.opr:				// 數(shù)學(xué)、邏輯運(yùn)算
				switch (i.a)
				{
				case 0:
					t = b;
					p = s[t+2];
					b = s[t+1];
					break;
				case 1:
					s[t-1] = -s[t-1];
					break;
				case 2:
					t--;
					s[t-1] = s[t-1]+s[t];
					break;
				case 3:
					t--;
					s[t-1] = s[t-1]-s[t];
					break;
				case 4:
					t--;
					s[t-1] = s[t-1]*s[t];
					break;
				case 5:
					t--;
					s[t-1] = s[t-1]/s[t];
					break;
				case 6:
					s[t-1] = s[t-1]%2;
					break;
				case 8:
					t--;
					s[t-1] = (s[t-1] == s[t] ? 1 : 0);
					break;
				case 9:
					t--;
					s[t-1] = (s[t-1] != s[t] ? 1 : 0);
					break;
				case 10:
					t--;
					s[t-1] = (s[t-1] < s[t] ? 1 : 0);
					break;
				case 11:
					t--;
					s[t-1] = (s[t-1] >= s[t] ? 1 : 0);
					break;
				case 12:
					t--;
					s[t-1] = (s[t-1] > s[t] ? 1 : 0);
					break;
				case 13:
					t--;
					s[t-1] = (s[t-1] <= s[t] ? 1 : 0);
					break;
				case 14:
					System.out.print(s[t-1]);
					PL0.fa2.print(s[t-1]);
					t--;
					break;
				case 15:
					System.out.println();
					PL0.fa2.println();
					break;
				case 16:
					System.out.print("?");
					PL0.fa2.print("?");
					s[t] = 0;
					try {
						s[t] = Integer.parseInt(stdin.readLine());
					} catch (Exception e) {}
					PL0.fa2.println(s[t]);
					t++;
					break;
				}
				break;
			case Instr.lod:				// 取相對(duì)當(dāng)前過程的數(shù)據(jù)基地址為a的內(nèi)存的值到棧頂
				s[t] = s[base(i.l,s,b)+i.a];
				t++;
				break;
			case Instr.sto:				// 棧頂?shù)闹荡娴较鄬?duì)當(dāng)前過程的數(shù)據(jù)基地址為a的內(nèi)存
				t--;
				s[base(i.l, s, b) + i.a] = s[t];
				break;
			case Instr.cal:				// 調(diào)用子過程
				s[t] = base(i.l, s, b); 	// 將靜態(tài)作用域基地址入棧
				s[t+1] = b;					// 將動(dòng)態(tài)作用域基地址入棧
				s[t+2] = p;					// 將當(dāng)前指令指針入棧
				b = t;  					// 改變基地址指針值為新過程的基地址
				p = i.a;   					// 跳轉(zhuǎn)
				break;
			case Instr.inte:			// 分配內(nèi)存
				t += i.a;
				break;
			case Instr.jmp:				// 直接跳轉(zhuǎn)
				p = i.a;
				break;
			case Instr.jpc:				// 條件跳轉(zhuǎn)（當(dāng)棧頂為0的時(shí)候跳轉(zhuǎn)）
				t--;
				if (s[t] == 0)
					p = i.a;
				break;
			}
		} while (p != 0);
	}
	
	/**
	 * 通過給定的層次差來獲得該層的堆棧幀基地址
	 * @param l 目標(biāo)層次與當(dāng)前層次的層次差
	 * @param s 運(yùn)行棧
	 * @param b 當(dāng)前層堆棧幀基地址
	 * @return 目標(biāo)層次的堆棧幀基地址
	 */
	private int base(int l, int[] s, int b) {
		int b1 = b;
		while (l > 0) {
			b1 = s[b1];
			l --;
		}
		return b1;
	}
}