Retro Mini BASIC interpreter

概要

Retro Mini BASIC interpreter は、古典的なBASIC文法をベースに、C#で実装された軽量インタプリタです。 教育用、レトロプログラミング体験用、また簡単なグラフィック実験にも使えるよう設計されています。

特徴

• 数値・文字列変数、1次元/2次元配列をサポート
• 四則演算・比較・論理演算に対応
• 制御構文：IF/THEN、FOR/NEXT、DO/LOOP UNTIL、GOSUB/RETURN、ON GOTO/GOSUB
• 入出力：PRINT、INPUT
• 数学関数・文字列関数・乱数・時間関数を提供
• グラフィック命令（点、線、円、矩形、色、保存）を備える
• レトロ風のカラーパレット（0〜15）が利用可能
• POINT(x,y) 関数で画素の状態も読み取れる

実行方法

1. Visual Studio または dotnet run で実行。
2. 起動時に表示:

   Retro Mini BASIC interpreter Version 0.1
     by Cala Maclir 2025
   Ready.
   >
   

3. 行番号をつけて入力するとプログラムに保存されます。

   > 10 PRINT "HELLO"
   > 20 END
   

   RUN で実行、LIST で確認、NEW で消去できます。
4. 行番号なしで入力した場合は即時実行（ダイレクトモード）。
5. EXIT で終了。

---

リファレンスマニュアル

基本文法

• 代入

  LET A = 10
  B$ = "ABC"      ' LETは省略可
  

• PRINT

  PRINT "X="; A
  PRINT A, B
  

• INPUT

  INPUT "値を入力:"; X
  INPUT NAME$
  

• IF

  IF A>0 THEN PRINT "POSITIVE"
  IF A=0 THEN 100
  

• GOTO / GOSUB / RETURN

  10 GOSUB 100
  20 PRINT "BACK": END
  100 PRINT "SUB": RETURN
  

• FOR / NEXT

  FOR I=1 TO 10 STEP 2
    PRINT I
  NEXT
  

• DO / LOOP [UNTIL 条件]

  DO
    INPUT A
  LOOP UNTIL A=0
  

• DIM

  DIM A(10)
  DIM B$(5,5)
  

• ON GOTO / ON GOSUB

  INPUT N
  ON N GOTO 100,200,300
  

• STOP / END … プログラム終了

数学関数

関数	内容
ABS(x)	絶対値
INT(x)	小数切り捨て
SQR(x)	平方根
SIN/COS/TAN(x)	三角関数 (ラジアン)
ATN(x)	逆タンジェント
LOG(x)	自然対数 (x>0)
EXP(x)	e^x
PI	円周率 (3.14159...)
RAD(x)	度→ラジアン変換
DEG(x)	ラジアン→度変換
SGN(x)	符号 (-1,0,1)
MIN(a,b)	最小値
MAX(a,b)	最大値
CLAMP(x,a,b)	範囲に収める

文字列関数

関数	内容
STR$(x)	数値→文字列
VAL(s)	文字列→数値
LEN(s)	文字数
CHR$(n)	文字コード→文字
ASC(s)	文字→コード
LEFT$(s,n)	左からn文字
RIGHT$(s,n)	右からn文字
MID$(s,p[,n])	部分文字列
SPC(n)	n個の空白
TAB(n)	桁揃え

乱数・時間

関数	内容
RND	0.0〜1.0の乱数
RNDI(n)	0〜n の整数乱数
RANDOMIZE [seed]	乱数シード設定
TIMER	実行開始からの経過秒数

グラフィック命令

• 画面管理

  SCREEN [w,h]   ' 初期化（既定640x480）
  CLS            ' 画面クリア
  FLUSH          ' バッファ更新
  SAVEIMAGE "a.png" ' PNG保存
  SLEEP ms       ' 一時停止
  

• 色

  COLOR r,g,b
  COLOR palette
  COLORHSV h,s,v
  

  ※ paletteは0〜15のDOS風カラーパレット
• 描画

  PSET x,y
  LINE (x1,y1)-(x2,y2)[,color]
  LINE -(x2,y2)[,color]    ' shorthand
  CIRCLE x,y,r[,color]
  BOX x1,y1,x2,y2[,fill][,color]
  

• 判定

  IF POINT(x,y) THEN PRINT "DOT"
  

IF / THEN / ELSE

IF 文は ELSE にも対応しています。THEN の後も ELSE の後も、行番号または文を記述可能です。複数文は : で区切ります。

使用例

10 INPUT "点数"; S
20 IF S >= 60 THEN 100 ELSE 200
100 PRINT "合格": END
200 PRINT "不合格": END

• S=100 → 合格
• S=10 → 不合格
• S=0 → 不合格

文形式の ELSE

10 INPUT "値"; A
20 IF A>0 THEN PRINT "正": PRINT "POS" ELSE PRINT "負": PRINT "NEG"
30 END

---

マンデルブロ集合（文字）

1. Hello World

10 FOR Y=-12 TO 12
20 FOR X=-39 TO 39
30 CA=X*0.0458
40 CB=Y*0.08333
50 A=CA
60 B=CB
70 FOR I=0 TO 15
80 T=A*A-B*B+CA
90 B=2*A*B+CB
100 A=T
110 IF (A*A+B*B)>4 THEN GOTO 200
120 NEXT I
130 PRINT " ";
140 GOTO 210
200 IF I>9 THEN I=I+7
205 PRINT CHR$(48+I);
210 NEXT X
220 PRINT
230 NEXT Y

2. マンデルブロ集合（グラフィック　横640）

10 SCREEN 640,480
20 CLS
30 MAX=100
40 FOR Y=0 TO 479
50 CI = -1.2 + Y*(2.4/479)
60 FOR X=0 TO 639
70 CR = -2.2 + X*(3.2/639)
80 XR=0: XI=0
90 I=0
100 FOR I=0 TO MAX
110 XT = XR*XR - XI*XI + CR
120 XI = 2*XR*XI + CI
130 XR = XT
140 IF XR*XR + XI*XI > 4 THEN GOTO 170
150 NEXT I
160 I=MAX
170 R = MIN(255, I*9)
180 G = MIN(255, I*7)
190 B = MIN(255, I*5)
200 COLOR R,G,B
210 PSET X,Y
220 NEXT X
230 IF Y MOD 8 = 0 THEN FLUSH
240 NEXT Y
250 FLUSH

2. マンデルブロ集合（グラフィック　横1280）

10 SCREEN 1280,960
20 CLS
30 MAX=100
40 FOR Y=0 TO 959
50 CI = -1.2 + Y*(2.4/959)
60 FOR X=0 TO 1279
70 CR = -2.2 + X*(3.2/1279)
80 XR=0: XI=0
90 I=0
100 FOR I=0 TO MAX
110 XT = XR*XR - XI*XI + CR
120 XI = 2*XR*XI + CI
130 XR = XT
140 IF XR*XR + XI*XI > 4 THEN GOTO 170
150 NEXT I
160 I=MAX
170 R = MIN(255, I*9)
180 G = MIN(255, I*7)
190 B = MIN(255, I*5)
200 COLOR R,G,B
210 PSET X,Y
220 NEXT X
230 IF Y MOD 16 = 0 THEN FLUSH
240 NEXT Y
250 FLUSH

3. ジュリア集合（グラフィック　横640）

10 SCREEN 640,480
20 CLS
30 MAX=120
40 CR=-0.7
50 CI=0.27015
60 FOR Y=0 TO 479
70 Y0 = -1.2 + Y*(2.4/479)
80 FOR X=0 TO 639
90 X0 = -2.2 + X*(3.2/639)
100 XR = X0
110 XI = Y0
120 I=0
130 FOR I=0 TO MAX
140 XT = XR*XR - XI*XI + CR
150 XI = 2*XR*XI + CI
160 XR = XT
170 IF XR*XR + XI*XI > 4 THEN GOTO 200
180 NEXT I
190 I=MAX
200 R = MIN(255, I*5)
210 G = MIN(255, I*9)
220 B = MIN(255, I*3)
230 COLOR R,G,B
240 PSET X,Y
250 NEXT X
260 IF Y MOD 8 = 0 THEN FLUSH
270 NEXT Y
280 FLUSH

3. ジュリア集合（グラフィック　横1280）

10 SCREEN 1280,960
20 CLS
30 MAX=120
40 CR=-0.7
50 CI=0.27015
60 FOR Y=0 TO 959
70 Y0 = -1.2 + Y*(2.4/959)
80 FOR X=0 TO 1279
90 X0 = -2.2 + X*(3.2/1279)
100 XR = X0
110 XI = Y0
120 I=0
130 FOR I=0 TO MAX
140 XT = XR*XR - XI*XI + CR
150 XI = 2*XR*XI + CI
160 XR = XT
170 IF XR*XR + XI*XI > 4 THEN GOTO 200
180 NEXT I
190 I=MAX
200 R = MIN(255, I*5)
210 G = MIN(255, I*9)
220 B = MIN(255, I*3)
230 COLOR R,G,B
240 PSET X,Y
250 NEXT X
260 IF Y MOD 16 = 0 THEN FLUSH
270 NEXT Y
280 FLUSH

3. ジュリア集合改（グラフィック　横1280）

10 SCREEN 1280,960
20 CLS
30 MAX=140
40 CR=-0.76
50 CI=0.08

60 FOR Y=0 TO 959
70 Y0 = -1.2 + Y*(2.4/959)
80 FOR X=0 TO 1279
90 X0 = -1.6 + X*(3.2/1279)

100 XR = X0
110 XI = Y0
120 I=0

130 FOR I=0 TO MAX
140 XT = XR*XR - XI*XI + CR
150 XI = -2*XR*XI + CI
160 XR = XT
170 IF XR*XR + XI*XI > 4 THEN GOTO 200
180 NEXT I
190 I=MAX

200 R = (I*9) MOD 256
210 G = (I*5) MOD 256
220 B = (I*13) MOD 256

230 IF I=MAX THEN R=0:G=0:B=0

240 COLOR R,G,B
250 PSET X,Y
260 NEXT X
270 IF Y MOD 16 = 0 THEN FLUSH
280 NEXT Y
290 FLUSH

3. 3次 Julia（Cubic Julia）

10 SCREEN 1280,960
20 CLS
30 MAX=120
40 CR=-0.12
50 CI=0.74

60 FOR Y=0 TO 959
70 Y0 = -1.5 + Y*(3.0/959)
80 FOR X=0 TO 1279
90 X0 = -2.0 + X*(4.0/1279)

100 XR = X0
110 XI = Y0
120 I=0

130 FOR I=0 TO MAX
140 XT = XR*XR*XR - 3*XR*XI*XI + CR
150 XI = 3*XR*XR*XI - XI*XI*XI + CI
160 XR = XT
170 IF XR*XR + XI*XI > 9 THEN GOTO 200
180 NEXT I
190 I=MAX

200 R = (I*11) MOD 256
210 G = (I*17) MOD 256
220 B = (I*23) MOD 256
230 IF I=MAX THEN R=0:G=0:B=20

240 COLOR R,G,B
250 PSET X,Y
260 NEXT X
270 IF Y MOD 16 = 0 THEN FLUSH
280 NEXT Y
290 FLUSH

4. 3DHAT

10 SCREEN 640,480
20 CLS
25 COLOR 255,255,255
30 X1=2
40 DIM D(1,255)
45 FOR L=0 TO 255
46 D(0,L)=-1
47 D(1,L)=-1
48 NEXT
60 FOR Y=-180 TO 180 STEP 4
61 FOR X=-180 TO 180 STEP 4
80 R=PI/180*SQR(X*X+Y*Y)
90 Z=100*COS(R)-30*COS(3*R)
100 V=INT(116+X/2+(16-Y/2)/2)
110 W=INT((130-Y/2-Z)/2)
120 IF (V<0)+(V>255) THEN GOTO 160
130 IF D(0,V)=-1 THEN GOTO 500
140 IF W<=D(0,V) THEN GOTO 700
150 IF W>=D(1,V) THEN GOTO 800
155 GOTO 160
160 NEXT X
161 NEXT Y
165 FLUSH
170 END
500 IF V=0 THEN GOTO 600
510 IF D(0,V-1)=-1 THEN GOTO 600
520 IF D(0,V+1)=-1 THEN GOTO 600
530 D(0,V)=INT((D(0,V-1)+D(0,V+1))/2)
540 D(1,V)=INT((D(1,V-1)+D(1,V+1))/2)
550 GOSUB 900
560 GOTO 160
600 D(0,V)=W
605 D(1,V)=W
610 GOSUB 900
620 GOTO 160
700 GOSUB 900
705 D(0,V)=W
707 IF D(1,V)=-1 THEN D(1,V)=W
710 GOTO 160
800 GOSUB 900
805 D(1,V)=W
807 IF D(0,V)=-1 THEN D(0,V)=W
810 GOTO 160
900 X1=V*3.5+30
905 Y1=600-W*3.5
910 GOSUB 2100
920 RETURN
2100 REM DOT(X1,Y1)
2110 PSET X1/2*1.2+30,(-Y1/2+310)*1.2
2120 RETURN

5. 光輪

10 ' Retro Mini BASIC interpreter - 1920x1080 Hypercolor (no arrays, SQR版)
20 SCREEN 1920,1080
30 RANDOMIZE
40 CLS
50 W=1920: H=1080: CX=W/2: CY=H/2
60 T0=TIMER()
70 DO
80   T=TIMER()-T0
90   ' ---- 同心円グラデ ----
100  RMAX=SQR(CX*CX+CY*CY)
110  FOR R=0 TO RMAX STEP 6
120    HUE=(R*0.6+T*35) MOD 360
130    SAT=0.6+0.4*SIN(R*0.02+T*0.7)
140    VAL=0.35+0.65*(1-R/RMAX)
150    COLORHSV HUE,SAT,VAL
160    CIRCLE CX,CY,INT(R)
170  NEXT R
180  ' ---- 曲線トレイル ----
190  NPTS=1800: RBASE=MIN(W,H)*0.42
200  PH=T*22: TW=0.35*SIN(T*0.6)
210  PSET CX,CY
220  FOR K=0 TO NPTS
230    TH=(K/NPTS)*720+PH
240    R1=0.58+0.22*SIN(RAD(3*TH+T*40))
250    R2=0.25+0.18*SIN(RAD(7*TH-T*33))
260    R3=0.12+0.10*SIN(RAD(11*TH+T*21))
270    RR=(R1+R2+R3)*RBASE
280    A=RAD(TH+90*SIN(T*0.5))+TW*SIN(RAD(TH*0.9))
290    X=INT(CX+RR*COS(A)): Y=INT(CY+RR*SIN(A))
300    COLORHSV (TH*1.1+T*90) MOD 360,0.95,0.98
310    LINE -(X,Y)
320  NEXT K
330  ' ---- 光輪 ----
340  FOR I=0 TO 6
350    RR=RBASE*0.55+I*16
360    COLORHSV (T*60+I*38) MOD 360,0.7+0.3*SIN(T*0.8+I),0.85
370    CIRCLE CX,CY,INT(RR)
380  NEXT I
390  ' ---- 星粒（都度ランダム生成・配列なし）----
400  FOR S=0 TO 1200
410    X=INT(RND*W): Y=INT(RND*H)
420    IF RND<0.18 THEN COLORHSV (RND*360),0.8,0.95: PSET X,Y
430  NEXT S
440  FLUSH
450  SLEEP 16
460 LOOP

6. オーロラ（グラフィック　横1280）

10 SCREEN 1280,960
20 CLS
30 CX=639.5
40 CY=479.5

50 FOR Y=0 TO 959
60 DY = Y-CY
70 FOR X=0 TO 1279
80 DX = X-CX

90 D1 = SQR(DX*DX + DY*DY)
100 D2 = SQR((DX-260)*(DX-260) + (DY+180)*(DY+180))
110 D3 = SQR((DX+220)*(DX+220) + (DY-160)*(DY-160))

120 V1 = SIN(D1/14)
130 V2 = COS((DX*0.018) + (DY*0.012))
140 V3 = SIN(D2/18)
150 V4 = COS(D3/22)
160 V5 = SIN((DX*DX - DY*DY)/60000)

170 V = V1 + V2 + 0.8*V3 + 0.7*V4 + 0.6*V5

180 R = 128 + 127*SIN(V*1.7)
190 G = 128 + 127*SIN(V*1.7 + 2.094)
200 B = 128 + 127*SIN(V*1.7 + 4.188)

210 GLOW = 220/(1 + D1/140)
220 R = R + GLOW*0.4
230 G = G + GLOW*0.7
240 B = B + GLOW

250 VIG = 1 - D1/820
260 IF VIG < 0 THEN VIG = 0

270 R = R * (0.35 + 0.65*VIG)
280 G = G * (0.35 + 0.65*VIG)
290 B = B * (0.45 + 0.55*VIG)

300 IF R < 0 THEN R = 0
310 IF G < 0 THEN G = 0
320 IF B < 0 THEN B = 0
330 IF R > 255 THEN R = 255
340 IF G > 255 THEN G = 255
350 IF B > 255 THEN B = 255

360 COLOR INT(R),INT(G),INT(B)
370 PSET X,Y
380 NEXT X
390 IF Y MOD 16 = 0 THEN FLUSH
400 NEXT Y
410 FLUSH

7. バラ曲線（グラフィック　横1280）

10 SCREEN 1280,960
20 CLS
30 PI=3.14159265
40 CX=639.5
50 CY=479.5
60 SCALE=240

70 FOR Y=0 TO 959
80 DY=Y-CY
90 FOR X=0 TO 1279
100 DX=X-CX
110 D=SQR(DX*DX+DY*DY)

120 IF ABS(DX)<0.0001 THEN TH=PI/2
130 IF ABS(DX)<0.0001 AND DY<0 THEN TH=-PI/2
140 IF ABS(DX)>=0.0001 THEN TH=ATN(DY/DX)
150 IF DX<0 THEN TH=TH+PI

160 R1=SCALE*(0.55+0.45*SIN(6*TH))
170 R2=SCALE*0.82*(0.55+0.45*COS(9*TH+0.4))
180 R3=SCALE*0.52*(0.55+0.45*SIN(12*TH+1.1))
190 R4=SCALE*1.18*(0.55+0.45*COS(3*TH-0.7))

200 A1=220/(1+ABS(D-R1)/2.6)
210 A2=180/(1+ABS(D-R2)/3.0)
220 A3=140/(1+ABS(D-R3)/2.2)
230 A4=120/(1+ABS(D-R4)/4.5)

240 CORE=200/(1+D/18)
250 WAVE=35*(SIN(D/14-TH*5)+1)
260 HALO=70/(1+ABS(D-SCALE*1.35)/10)

270 V=A1+A2+A3+A4+CORE+WAVE+HALO

280 R=20 + 1.10*A1 + 0.50*A2 + 0.80*A4 + CORE*0.8 + 70*(SIN(TH*2)+1)
290 G=10 + 0.70*A1 + 1.20*A2 + 0.60*A3 + CORE*0.5 + 70*(SIN(TH*2+2.094)+1)
300 B=30 + 0.50*A2 + 1.00*A3 + 0.90*A4 + CORE*1.0 + 70*(SIN(TH*2+4.188)+1)

310 R=R + V*0.08
320 G=G + V*0.06
330 B=B + V*0.10

340 VIG=1-D/520
350 IF VIG<0 THEN VIG=0
360 R=R*(0.35+0.65*VIG)
370 G=G*(0.35+0.65*VIG)
380 B=B*(0.40+0.60*VIG)

390 IF R<0 THEN R=0
400 IF G<0 THEN G=0
410 IF B<0 THEN B=0
420 IF R>255 THEN R=255
430 IF G>255 THEN G=255
440 IF B>255 THEN B=255

450 COLOR INT(R),INT(G),INT(B)
460 PSET X,Y
470 NEXT X
480 IF Y MOD 16 = 0 THEN FLUSH
490 NEXT Y
500 FLUSH

Retro Mini BASIC (IL) — VM 設計書

本書は Retro Mini BASIC interpreter の仮想マシン（VM）実装を理解・拡張するための技術ドキュメントです。
対象は VM.cs（実行機）、Compiler.cs（IL 生成）、GfxHost.cs（描画）、Program.cs（REPL）に跨る挙動ですが、VM 観点での仕様を「readme 形式」で網羅します。

注: 一部の名称は実装上のフィールド/関数に合わせています。以降の説明で 「数値/文字列」「配列」「IL命令」「ジャンプテーブル」 という用語を共通で使用します。

---

1. 全体構成（アーキテクチャ）

┌──────────────┐    1) 行番号つきソース
│  Program.cs  │  ────────────────────────────┐
└──────┬───────┘                              │
       │ 2) コンパイル（構文解析・IL生成）   │
┌──────▼───────┐                              │
│ Compiler.cs  │  ──▶ CompiledProgram ───────┼─▶ 3) VM 実行
└──────┬───────┘                              │
       │（記号表/ジャンプ表を内包）          │
┌──────▼───────┐                              │
│    VM.cs     │  ◀───────────────────────────┘
└───┬─────┬────┘
    │     │
    │     └────────► GfxHost.cs（描画/UI）
    │
    └──────────────► Console I/O（INPUT/PRINT）

• Compiler.cs は 行番号付きプログラムを IL 命令列（Op[]） に変換します（同時に 記号表・PC⇔行番号マップ・ON GOTO/GOSUB 用ジャンプテーブルを構築）。
• VM.cs は Op[] を 0 から順に解釈し、スタック実行・レジスタ/配列領域・制御スタック（GOSUB など） を用いてプログラムを進行させます。
• グラフィックス命令は VM から GfxHost に委譲され、ダブルバッファで UI スレッドに反映されます。

---

2. データモデル

2.1 値の型と真偽

• 数値: double（数式/関数/比較演算に使用）
• 文字列: .NET string
• 真偽の評価: 0 を偽、0 以外 を真**として扱います（比較/論理の結果も 0 or 非 0）。

2.2 変数レイアウト（スカラ）

• スカラは 数値配列 と 文字列配列を別々に持つ レジスタファイルに格納されます。
• Compiler の Symtab.GetScalarSlot(name) は LSB に型ビットを埋め込むスロット番号を返します：
  • slot & 1 == 0 → 数値（double[] の index は slot >> 1）
  • slot & 1 == 1 → 文字列（string[] の index は slot >> 1）

2.3 配列レイアウト（1D/2D）

• 配列も 数値配列 と 文字列配列に分かれて保持され、最大 2 次元。
• DIM A(n) / DIM B$(r,c) で確保。インデックスは 0 起点。
• Compiler は DIM_ARR (a:slot, b:次元数) を発行し、**直前にプッシュされたサイズ（1 or 2 個）**を VM が消費して確保します。
• LOAD_ARR/STORE_ARR は b=1 or 2（次元数） に従って、VM がインデックスをスタックから読み、配列へアクセスします。

例: DIM A(10) → PUSH 10 → DIM_ARR a=A, b=1
例: A(I,J)=X → … I … J … X → STORE_ARR a=A, b=2

---

3. 実行モデル（スタックマシン）

3.1 スタック

• VM は 評価スタックを持ち、式の評価や関数引数などはスタックで受け渡しします。
• 単項/二項演算はスタック上の値を ポップ→演算→プッシュ で進みます。

3.2 レジスタファイル

• スカラ数値: numRegs[]、スカラ文字列: strRegs[]
• 配列: numArrs[], strArrs[] （内部は double[] または string[] の 1D/2D ラッパ）

3.3 制御スタック

• GOSUB は 復帰アドレスを制御スタックに積み、RETSUB でポップして復帰します。
• FOR/NEXT は ループ変数スロット/終端値/ステップ/比較方向/ボディPC などを VM 側で保持します（詳細は 5.1）。

---

4. IL 命令セット（OpCode）

Compiler.cs で発行される命令を VM が解釈します。Op は Code（オペコード）と A/B/D/S のオペランドスロットを持ちます。

4.1 スタック/変数/配列

命令	役割
PUSH_NUM (D)	数値リテラルをスタックに積む
PUSH_STR (S)	文字列リテラルをスタックに積む
LOAD (A=slot)	スカラ変数をロードしてスタックへ
STORE (A=slot)	スタックトップをスカラ変数へ代入
LOAD_ARR (A=slot, B=dim)	A の配列から B 次元のインデックスをポップ → 要素をプッシュ
STORE_ARR (A=slot, B=dim)	値と B 次元のインデックスをポップ → A の配列へ書き込み
DIM_ARR (A=slot, B=dim)	スタックからサイズ dim 個を読み、配列を確保

4.2 算術/比較/論理

命令	役割
ADD/SUB/MUL/DIV/MOD/POW/NEG	通常の算術
CEQ/CNE/CLT/CLE/CGT/CGE	比較（結果は 0/非0）
NOT/AND/OR	論理演算（0/非0 で扱う）

4.3 出力/入力

命令	役割
PRINT	スタックトップを即座に出力バッファへ
PRINT_SPC	PRINT 項目間の区切り（半角空白）
PRINT_SUPPRESS_NL	行末の改行抑制
PRINT_NL	改行出力
CALLFN (A=fnId, B=argc)	関数/組み込みコマンド呼び出し（INPUT は特殊：B にスロットが入る）

4.4 分岐/サブルーチン/テーブルジャンプ

命令	役割
JMP (A=pc)	無条件ジャンプ
JZ (A=pc)	スタックトップが **偽（0）**なら A へ
GOSUB (A=pc)	制御スタックに復帰アドレスを積んで A へ
RETSUB	制御スタックから復帰
ON_GOTO (A=tableIndex)	スタックトップの値（1 起点）でテーブル分岐（GOTO）
ON_GOSUB (A=tableIndex)	同上（GOSUB）

4.5 FOR/NEXT

命令	役割
FOR_INIT (A=varSlot)	スタックから end, step を読み、var = var（事前に STORE 済み）
FOR_CHECK (A=varSlot, B=bodyPc)	var が範囲内でなければ ループ終端へ、範囲内なら B（ボディ）へ
`FOR_INCR (A=varSlot	-1)`

---

5. 制御構文の実行時挙動

5.1 FOR / NEXT

• 構文: FOR i = start TO end [STEP step] … NEXT [i]

• コンパイル系列（概念図）:

  1. start を評価 → STORE i
  2. end → step(省略時 1) をプッシュ → FOR_INIT i
  3. FOR_CHECK i, bodyPc
  4. ボディ
  5. FOR_INCR i → FOR_CHECK i, bodyPc へ戻る or ループを抜ける

• 比較方向は step の符号で自動的に決まり、i が終端を超えた時点で終了します。

5.2 IF / THEN [/ ELSE]

• 条件は 0/非0 で評価。
• パターン:
  • IF cond THEN <行番号> → JZ skip ; JMP line
  • IF cond THEN 文… → JZ afterThen ; 文… ; afterThen:
  • IF cond THEN <行> ELSE <行> → JZ else ; JMP then ; else: JMP elseLine
  • IF cond THEN 文… ELSE 文… → JZ else ; 文… ; JMP end ; else: 文… ; end:
• : による 複文 は THEN/ELSE の両方で許可。

5.3 DO / LOOP [UNTIL cond]

• DO で ループ先頭 PC を積み、LOOP UNTIL cond で cond を評価し、偽なら先頭へ JMP、真なら脱出。
• LOOP（UNTIL なし）は無条件ループ（JMP のみ）。

5.4 ON GOTO / ON GOSUB

• ON n GOTO l1,l2,...：n（1 起点）が k なら lk へジャンプ。
• 範囲外（<1 or >N）は 落下（何もしない）。GOSUB 版は復帰アドレスを積む。

---

6. 関数とビルトイン（CALLFN）

6.1 関数 ID（抜粋）

• 数値/文字列: ABS, INT, VAL, STR$, LEN, CHR$, ASC, LEFT$, RIGHT$, MID$
• 数学/時間/乱数: SIN, COS, TAN, SQR, ATN, LOG, EXP, PI, RAD, DEG, SGN, MIN, MAX, CLAMP, RNDI, TIMER, RANDOMIZE
• 出力補助: SPC, TAB
• 入力: INPUT（特殊：CALLFN(A=INPUT, B=slot) でスロットに代入）
• グラフィック（200 台）: SCREEN, CLS, COLOR, PSET, LINE, CIRCLE, BOX, FLUSH, COLORHSV, SAVEIMAGE, SLEEP, POINT

6.2 グラフィック命令の引数

• LINE は 3 形態をサポート：
  1. LINE (x1,y1)-(x2,y2)[,color]
  2. LINE -(x2,y2)[,color]（省略/ショートハンド: 直前のペン座標→(x2,y2)）
  3. LINE x1,y1,x2,y2[,color]（保険のフラット形式）
• Compiler は 省略フラグを argc の bit30 に埋め込み、VM はそれを見て GfxHost.SetPen を使った解釈を行います。

6.3 INPUT（特殊動作）

• INPUT "prompt"; X のように 文字列リテラルプロンプトを先出し可能。
• VM は CALLFN(INPUT, slot) を受けて コンソール読み取り→ 型に応じて numRegs または strRegs に代入します。

---

7. グラフィックス実装（GfxHost）

• ダブルバッファ: backBuffer（描画/読取）と frontBuffer（表示専用）を保持。
• FLUSH: backBuffer.Clone() を UI スレッドに渡して PictureBox.Image 差し替え。
• スレッド分離: UI は STA スレッド上で Application.Run、ワーカー側は BlockingCollection<Action> 経由で UI 操作要求を送達。
• 色: COLOR r,g,b と COLORHSV h,s,v をサポート（HSV→RGB は VM 側/Host 側いずれかで変換）。
• ペン座標: PSET/LINE/CIRCLE/BOX 実行後に 終点をペン位置に更新（ショートハンド LINE -(x2,y2) に利用）。
• POINT(x,y): backBuffer.GetPixel を参照して 非黒（R|G|B ≠ 0）かを真偽で返す。

画像保存は SAVEIMAGE "file.png"（PNG）。

---

8. エラー処理とデバッグ

• Program.cs は例外を受け取り、vm.LastLine と PcToLine で 行番号を添えて表示します（UNDEF'D STATEMENT の類は ? 表示）。
• 構文/解決エラー（コンパイル時）は "(at compile)" 付きで REPL 表示。
• 実行時エラーは "(program, line N)" の形式で表示されます。

代表的なエラー

• SYNTAX ERROR at line L, col C: ...
• UNDEF'D STATEMENT (line X)（行番号解決不可）
• BAD JUMP TARGET（ジャンプ先異常）

既定では Ctrl+C ブレークは未実装です。必要なら VM の Run() ループに Console.KeyAvailable チェックを入れて BreakException を投げる拡張が容易です。

---

9. パフォーマンスとスレッド考慮

• GfxHost.Flush の頻度が高すぎると UI スレッド切替コストが増大します。描画ループでは フレーム単位でまとめて FLUSH するのが推奨です。
• POINT を大量に呼ぶ場合は GetPixel のロック/コピーが支配的になるため、走査はアプリ側でまとめるか ラスタに直接アクセスする API の導入を検討してください。

---

10. 拡張ポイント（実装ガイド）

• ELSE 対応の IF: CompileIf() の JZ/JMP を適切に並べる（本実装済）。
• WHILE/WEND: cond→JZ end→body→JMP cond→end の IL 生成。
• INKEY$ / MOUSE: GfxHost に入力状態を保持し、CALLFN から取得。
• テキスト描画 (GTEXT): GfxHost.DrawString かビットマップフォント描画で最小実装。
• SAVE/LOAD (プログラム): Program.cs に外部ファイル I/O コマンドを追加。

VM 側は 命令を増やすよりも CALLFN を肥大化させる方が拡張容易です（新しいビルトインを FnId に追加→VM の CALLFN スイッチで分岐）。

---

11. 互換性ノート

• 配列は 0 起点である点に注意（古典 BASIC では 0/1 起点が混在）。
• LINE ..., PSET, ... の 旧式修飾は削除（現行は , color のみ許容）。
• RND/PI/TIMER は 括弧省略の 0 引数を許可。その他は基本的に () が必要。

---

12. 最小テスト（VM 動作確認スニペット）

10 ' IF/ELSE の回帰テスト
20 A=100: IF A>=60 THEN X=1 ELSE X=2: PRINT "T1=";X   ' 期待: T1=1
30 A=10:  IF A>=60 THEN X=1 ELSE X=2: PRINT "T2=";X   ' 期待: T2=2
40 A=0:   IF A>=60 THEN X=1 ELSE X=2: PRINT "T3=";X   ' 期待: T3=2
50 END

10 ' FOR/NEXT と配列
20 DIM N(4)
30 FOR I=0 TO 4
40   N(I)=I*I
50 NEXT
60 FOR I=0 TO 4: PRINT N(I);: NEXT: PRINT
70 END

10 ' グラフィック（円運動）
20 SCREEN 640,480: CLS
30 DO
40   H=(TIMER*60) MOD 360
50   COLORHSV H,1,1
60   X=320+150*COS(RAD(H)): Y=240+150*SIN(RAD(H))
70   PSET X,Y
80   FLUSH
90 LOOP

---

付録: Op 構造体と命令の運用

• Op は Code（OpCode 列挙）、A/B/D/S の 4 種のオペランドを持つ構造体。
• 数値/文字列のプッシュは Op.Num(v) / Op.Str(s) のファクトリ。
• PcToLine[] により PC→行番号、LineToPc により 行番号→PC の解決を行います（コンパイル後の再解決もあり）。

---

以上。VM の内部仕様に沿って拡張・最適化・デバッグを行う際のリファレンスとしてご利用ください。