miscutils/bc.c

   1 /* vi: set sw=4 ts=4: */
   2 /*
   3  * Licensed under GPLv2 or later, see file LICENSE in this source tree.
   4  * Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors.
   5  *
   6  * ** Automatically generated from https://github.com/gavinhoward/bc **
   7  * **        Do not edit unless you know what you are doing.         **
   8  */
   9 //config:config BC
  10 //config:       bool "bc (45 kb; 49 kb when combined with dc)"
  11 //config:       default y
  12 //config:       help
  13 //config:       bc is a command-line, arbitrary-precision calculator with a
  14 //config:       Turing-complete language. See the GNU bc manual
  15 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html) and bc spec
  16 //config:       (http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/bc.html)
  17 //config:       for details.
  18 //config:
  19 //config:       This bc has four differences to the GNU bc:
  20 //config:
  21 //config:         1) The period (.) can also be used as a shortcut for "last", as in
  22 //config:            the BSD bc.
  23 //config:         2) Arrays are copied before being passed as arguments to
  24 //config:            functions. This behavior is required by the bc spec.
  25 //config:         3) Arrays can be passed to the builtin "length" function to get
  26 //config:            the number of elements currently in the array. The following
  27 //config:            example prints "1":
  28 //config:
  29 //config:              a[0] = 0
  30 //config:              length(a[])
  31 //config:
  32 //config:         4) The precedence of the boolean "not" operator (!) is equal to
  33 //config:            that of the unary minus (-), or negation, operator. This still
  34 //config:            allows POSIX-compliant scripts to work while somewhat
  35 //config:            preserving expected behavior (versus C) and making parsing
  36 //config:            easier.
  37 //config:
  38 //config:       Options:
  39 //config:
  40 //config:         -i  --interactive  force interactive mode
  41 //config:         -l  --mathlib      use predefined math routines:
  42 //config:
  43 //config:                              s(expr)  =  sine of expr in radians
  44 //config:                              c(expr)  =  cosine of expr in radians
  45 //config:                              a(expr)  =  arctangent of expr, returning
  46 //config:                                          radians
  47 //config:                              l(expr)  =  natural log of expr
  48 //config:                              e(expr)  =  raises e to the power of expr
  49 //config:                              j(n, x)  =  Bessel function of integer order
  50 //config:                                          n of x
  51 //config:
  52 //config:         -q  --quiet        don't print version and copyright.
  53 //config:         -s  --standard     error if any non-POSIX extensions are used.
  54 //config:         -w  --warn         warn if any non-POSIX extensions are used.
  55 //config:         -v  --version      print version and copyright and exit.
  56 //config:
  57 //config:       Long options are only available if FEATURE_BC_LONG_OPTIONS is
  58 //config:       enabled.
  59 //config:
  60 //config:config DC
  61 //config:       bool "dc (38 kb; 49 kb when combined with bc)"
  62 //config:       default y
  63 //config:       help
  64 //config:       dc is a reverse-polish notation command-line calculator which
  65 //config:       supports unlimited precision arithmetic. See the FreeBSD man page
  66 //config:       (https://www.unix.com/man-page/FreeBSD/1/dc/) and GNU dc manual
  67 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/dc-1.05/html_mono/dc.html)
  68 //config:       for details.
  69 //config:
  70 //config:       This dc has a few differences from the two above:
  71 //config:
  72 //config:         1) When printing a byte stream (command "P"), this bc follows what
  73 //config:            the FreeBSD dc does.
  74 //config:         2) This dc implements the GNU extensions for divmod ("~") and
  75 //config:            modular exponentiation ("|").
  76 //config:         3) This dc implements all FreeBSD extensions, except for "J" and
  77 //config:            "M".
  78 //config:         4) Like the FreeBSD dc, this dc supports extended registers.
  79 //config:            However, they are implemented differently. When it encounters
  80 //config:            whitespace where a register should be, it skips the whitespace.
  81 //config:            If the character following is not a lowercase letter, an error
  82 //config:            is issued. Otherwise, the register name is parsed by the
  83 //config:            following regex:
  84 //config:
  85 //config:              [a-z][a-z0-9_]*
  86 //config:
  87 //config:            This generally means that register names will be surrounded by
  88 //config:            whitespace.
  89 //config:
  90 //config:            Examples:
  91 //config:
  92 //config:              l idx s temp L index S temp2 < do_thing
  93 //config:
  94 //config:            Also note that, like the FreeBSD dc, extended registers are not
  95 //config:            allowed unless the "-x" option is given.
  96 //config:
  97 //config:config FEATURE_DC_SMALL
  98 //config:       bool "Minimal dc implementation (4.2 kb), not using bc code base"
  99 //config:       depends on DC && !BC
 100 //config:       default y
 101 //config:
 102 //config:config FEATURE_DC_LIBM
 103 //config:       bool "Enable power and exp functions (requires libm)"
 104 //config:       default y
 105 //config:       depends on FEATURE_DC_SMALL
 106 //config:       help
 107 //config:       Enable power and exp functions.
 108 //config:       NOTE: This will require libm to be present for linking.
 109 //config:
 110 //config:config FEATURE_BC_SIGNALS
 111 //config:       bool "Enable bc/dc signal handling"
 112 //config:       default y
 113 //config:       depends on (BC || DC) && !FEATURE_DC_SMALL
 114 //config:       help
 115 //config:       Enable signal handling for bc and dc.
 116 //config:
 117 //config:config FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
 118 //config:       bool "Enable bc/dc long options"
 119 //config:       default y
 120 //config:       depends on (BC || DC) && !FEATURE_DC_SMALL
 121 //config:       help
 122 //config:       Enable long options for bc and dc.
 123
 124 //applet:IF_BC(APPLET(bc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 125 //applet:IF_DC(APPLET(dc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 126
 127 //kbuild:lib-$(CONFIG_BC) += bc.o
 128 //kbuild:lib-$(CONFIG_DC) += bc.o
 129
 130 //See www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html
 131 //usage:#define bc_trivial_usage
 132 //usage:       "[-sqliw] FILE..."
 133 //usage:
 134 //usage:#define bc_full_usage "\n"
 135 //usage:     "\nArbitrary precision calculator"
 136 //usage:     "\n"
 137 //usage:     "\n        -i      Interactive"
 138 //usage:     "\n        -l      Load standard math library"
 139 //usage:     "\n        -s      Be POSIX compatible"
 140 //usage:     "\n        -q      Quiet"
 141 //usage:     "\n        -w      Warn if extensions are used"
 142 ///////:     "\n        -v      Version"
 143 //usage:     "\n$BC_LINE_LENGTH changes output width"
 144 //usage:
 145 //usage:#define bc_example_usage
 146 //usage:       "3 + 4.129\n"
 147 //usage:       "1903 - 2893\n"
 148 //usage:       "-129 * 213.28935\n"
 149 //usage:       "12 / -1932\n"
 150 //usage:       "12 % 12\n"
 151 //usage:       "34 ^ 189\n"
 152 //usage:       "scale = 13\n"
 153 //usage:       "ibase = 2\n"
 154 //usage:       "obase = A\n"
 155 //usage:
 156 //usage:#define dc_trivial_usage
 157 //usage:       "EXPRESSION..."
 158 //usage:
 159 //usage:#define dc_full_usage "\n"
 160 //usage:     "\nTiny RPN calculator. Operations:"
 161 //usage:     "\n+, add, -, sub, *, mul, /, div, %, mod, ^, exp, ~, divmod, |, "
 162 //usage:       "modular exponentiation,"
 163 //usage:     "\np - print top of the stack (without popping),"
 164 //usage:     "\nf - print entire stack,"
 165 //usage:     "\nk - pop the value and set the precision."
 166 //usage:     "\ni - pop the value and set input radix."
 167 //usage:     "\no - pop the value and set output radix."
 168 //usage:     "\nExamples: 'dc 2 2 add p' -> 4, 'dc 8 8 mul 2 2 + / p' -> 16"
 169 //usage:
 170 //usage:#define dc_example_usage
 171 //usage:       "$ dc 2 2 + p\n"
 172 //usage:       "4\n"
 173 //usage:       "$ dc 8 8 \\* 2 2 + / p\n"
 174 //usage:       "16\n"
 175 //usage:       "$ dc 0 1 and p\n"
 176 //usage:       "0\n"
 177 //usage:       "$ dc 0 1 or p\n"
 178 //usage:       "1\n"
 179 //usage:       "$ echo 72 9 div 8 mul p | dc\n"
 180 //usage:       "64\n"
 181
 182 #include "libbb.h"
 183 #include "common_bufsiz.h"
 184
 185 #if ENABLE_FEATURE_DC_SMALL
 186 # include "dc.c"
 187 #else
 188
 189 typedef enum BcStatus {
 190         BC_STATUS_SUCCESS = 0,
 191         BC_STATUS_FAILURE = 1,
 192         BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP = 2, // bc_parse_expr() uses this
 193 } BcStatus;
 194
 195 #define BC_VEC_INVALID_IDX ((size_t) -1)
 196 #define BC_VEC_START_CAP (1 << 5)
 197
 198 typedef void (*BcVecFree)(void *);
 199
 200 typedef struct BcVec {
 201         char *v;
 202         size_t len;
 203         size_t cap;
 204         size_t size;
 205         BcVecFree dtor;
 206 } BcVec;
 207
 208 #define bc_vec_pop(v) (bc_vec_npop((v), 1))
 209 #define bc_vec_top(v) (bc_vec_item_rev((v), 0))
 210
 211 typedef signed char BcDig;
 212
 213 typedef struct BcNum {
 214         BcDig *restrict num;
 215         size_t rdx;
 216         size_t len;
 217         size_t cap;
 218         bool neg;
 219 } BcNum;
 220
 221 #define BC_NUM_MIN_BASE ((unsigned long) 2)
 222 #define BC_NUM_MAX_IBASE ((unsigned long) 16)
 223 #define BC_NUM_DEF_SIZE (16)
 224 #define BC_NUM_PRINT_WIDTH (69)
 225
 226 #define BC_NUM_KARATSUBA_LEN (32)
 227
 228 #define BC_NUM_NEG(n, neg) ((((ssize_t)(n)) ^ -((ssize_t)(neg))) + (neg))
 229 #define BC_NUM_ONE(n) ((n)->len == 1 && (n)->rdx == 0 && (n)->num[0] == 1)
 230 #define BC_NUM_INT(n) ((n)->len - (n)->rdx)
 231 #define BC_NUM_AREQ(a, b) \
 232         (BC_MAX((a)->rdx, (b)->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1)
 233 #define BC_NUM_MREQ(a, b, scale) \
 234         (BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX((scale), (a)->rdx + (b)->rdx) + 1)
 235
 236 typedef BcStatus (*BcNumBinaryOp)(BcNum *, BcNum *, BcNum *, size_t);
 237 typedef void (*BcNumDigitOp)(size_t, size_t, bool, size_t *, size_t);
 238
 239 static BcStatus bc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 240 static BcStatus bc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 241 static BcStatus bc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 242 static BcStatus bc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 243 static BcStatus bc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 244 static BcStatus bc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 245 static BcStatus bc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale);
 246 static BcStatus bc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
 247                               size_t scale);
 248
 249 typedef enum BcInst {
 250
 251 #if ENABLE_BC
 252         BC_INST_INC_PRE,
 253         BC_INST_DEC_PRE,
 254         BC_INST_INC_POST,
 255         BC_INST_DEC_POST,
 256 #endif
 257
 258         BC_INST_NEG,
 259
 260         BC_INST_POWER,
 261         BC_INST_MULTIPLY,
 262         BC_INST_DIVIDE,
 263         BC_INST_MODULUS,
 264         BC_INST_PLUS,
 265         BC_INST_MINUS,
 266
 267         BC_INST_REL_EQ,
 268         BC_INST_REL_LE,
 269         BC_INST_REL_GE,
 270         BC_INST_REL_NE,
 271         BC_INST_REL_LT,
 272         BC_INST_REL_GT,
 273
 274         BC_INST_BOOL_NOT,
 275         BC_INST_BOOL_OR,
 276         BC_INST_BOOL_AND,
 277
 278 #if ENABLE_BC
 279         BC_INST_ASSIGN_POWER,
 280         BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY,
 281         BC_INST_ASSIGN_DIVIDE,
 282         BC_INST_ASSIGN_MODULUS,
 283         BC_INST_ASSIGN_PLUS,
 284         BC_INST_ASSIGN_MINUS,
 285 #endif
 286         BC_INST_ASSIGN,
 287
 288         BC_INST_NUM,
 289         BC_INST_VAR,
 290         BC_INST_ARRAY_ELEM,
 291         BC_INST_ARRAY,
 292
 293         BC_INST_SCALE_FUNC,
 294         BC_INST_IBASE,
 295         BC_INST_SCALE,
 296         BC_INST_LAST,
 297         BC_INST_LENGTH,
 298         BC_INST_READ,
 299         BC_INST_OBASE,
 300         BC_INST_SQRT,
 301
 302         BC_INST_PRINT,
 303         BC_INST_PRINT_POP,
 304         BC_INST_STR,
 305         BC_INST_PRINT_STR,
 306
 307 #if ENABLE_BC
 308         BC_INST_JUMP,
 309         BC_INST_JUMP_ZERO,
 310
 311         BC_INST_CALL,
 312
 313         BC_INST_RET,
 314         BC_INST_RET0,
 315
 316         BC_INST_HALT,
 317 #endif
 318
 319         BC_INST_POP,
 320         BC_INST_POP_EXEC,
 321
 322 #if ENABLE_DC
 323         BC_INST_MODEXP,
 324         BC_INST_DIVMOD,
 325
 326         BC_INST_EXECUTE,
 327         BC_INST_EXEC_COND,
 328
 329         BC_INST_ASCIIFY,
 330         BC_INST_PRINT_STREAM,
 331
 332         BC_INST_PRINT_STACK,
 333         BC_INST_CLEAR_STACK,
 334         BC_INST_STACK_LEN,
 335         BC_INST_DUPLICATE,
 336         BC_INST_SWAP,
 337
 338         BC_INST_LOAD,
 339         BC_INST_PUSH_VAR,
 340         BC_INST_PUSH_TO_VAR,
 341
 342         BC_INST_QUIT,
 343         BC_INST_NQUIT,
 344
 345         BC_INST_INVALID = -1,
 346 #endif
 347
 348 } BcInst;
 349
 350 typedef struct BcId {
 351         char *name;
 352         size_t idx;
 353 } BcId;
 354
 355 typedef struct BcFunc {
 356         BcVec code;
 357         BcVec labels;
 358         size_t nparams;
 359         BcVec autos;
 360 } BcFunc;
 361
 362 typedef enum BcResultType {
 363
 364         BC_RESULT_TEMP,
 365
 366         BC_RESULT_VAR,
 367         BC_RESULT_ARRAY_ELEM,
 368         BC_RESULT_ARRAY,
 369
 370         BC_RESULT_STR,
 371
 372         BC_RESULT_IBASE,
 373         BC_RESULT_SCALE,
 374         BC_RESULT_LAST,
 375
 376         // These are between to calculate ibase, obase, and last from instructions.
 377         BC_RESULT_CONSTANT,
 378         BC_RESULT_ONE,
 379
 380         BC_RESULT_OBASE,
 381
 382 } BcResultType;
 383
 384 typedef union BcResultData {
 385         BcNum n;
 386         BcVec v;
 387         BcId id;
 388 } BcResultData;
 389
 390 typedef struct BcResult {
 391         BcResultType t;
 392         BcResultData d;
 393 } BcResult;
 394
 395 typedef struct BcInstPtr {
 396         size_t func;
 397         size_t idx;
 398         size_t len;
 399 } BcInstPtr;
 400
 401 // BC_LEX_NEG is not used in lexing; it is only for parsing.
 402 typedef enum BcLexType {
 403
 404         BC_LEX_EOF,
 405         BC_LEX_INVALID,
 406
 407         BC_LEX_OP_INC,
 408         BC_LEX_OP_DEC,
 409
 410         BC_LEX_NEG,
 411
 412         BC_LEX_OP_POWER,
 413         BC_LEX_OP_MULTIPLY,
 414         BC_LEX_OP_DIVIDE,
 415         BC_LEX_OP_MODULUS,
 416         BC_LEX_OP_PLUS,
 417         BC_LEX_OP_MINUS,
 418
 419         BC_LEX_OP_REL_EQ,
 420         BC_LEX_OP_REL_LE,
 421         BC_LEX_OP_REL_GE,
 422         BC_LEX_OP_REL_NE,
 423         BC_LEX_OP_REL_LT,
 424         BC_LEX_OP_REL_GT,
 425
 426         BC_LEX_OP_BOOL_NOT,
 427         BC_LEX_OP_BOOL_OR,
 428         BC_LEX_OP_BOOL_AND,
 429
 430         BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER,
 431         BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY,
 432         BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE,
 433         BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS,
 434         BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS,
 435         BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS,
 436         BC_LEX_OP_ASSIGN,
 437
 438         BC_LEX_NLINE,
 439         BC_LEX_WHITESPACE,
 440
 441         BC_LEX_LPAREN,
 442         BC_LEX_RPAREN,
 443
 444         BC_LEX_LBRACKET,
 445         BC_LEX_COMMA,
 446         BC_LEX_RBRACKET,
 447
 448         BC_LEX_LBRACE,
 449         BC_LEX_SCOLON,
 450         BC_LEX_RBRACE,
 451
 452         BC_LEX_STR,
 453         BC_LEX_NAME,
 454         BC_LEX_NUMBER,
 455
 456         BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 457         BC_LEX_KEY_AUTO = BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 458         BC_LEX_KEY_BREAK,
 459         BC_LEX_KEY_CONTINUE,
 460         BC_LEX_KEY_DEFINE,
 461         BC_LEX_KEY_ELSE,
 462         BC_LEX_KEY_FOR,
 463         BC_LEX_KEY_HALT,
 464         // code uses "type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE" construct,
 465         BC_LEX_KEY_IBASE,  // relative order should match for: BC_INST_IBASE
 466         BC_LEX_KEY_IF,
 467         BC_LEX_KEY_LAST,   // relative order should match for: BC_INST_LAST
 468         BC_LEX_KEY_LENGTH,
 469         BC_LEX_KEY_LIMITS,
 470         BC_LEX_KEY_OBASE,  // relative order should match for: BC_INST_OBASE
 471         BC_LEX_KEY_PRINT,
 472         BC_LEX_KEY_QUIT,
 473         BC_LEX_KEY_READ,
 474         BC_LEX_KEY_RETURN,
 475         BC_LEX_KEY_SCALE,
 476         BC_LEX_KEY_SQRT,
 477         BC_LEX_KEY_WHILE,
 478
 479 #if ENABLE_DC
 480         BC_LEX_EQ_NO_REG,
 481         BC_LEX_OP_MODEXP,
 482         BC_LEX_OP_DIVMOD,
 483
 484         BC_LEX_COLON,
 485         BC_LEX_ELSE,
 486         BC_LEX_EXECUTE,
 487         BC_LEX_PRINT_STACK,
 488         BC_LEX_CLEAR_STACK,
 489         BC_LEX_STACK_LEVEL,
 490         BC_LEX_DUPLICATE,
 491         BC_LEX_SWAP,
 492         BC_LEX_POP,
 493
 494         BC_LEX_ASCIIFY,
 495         BC_LEX_PRINT_STREAM,
 496
 497         BC_LEX_STORE_IBASE,
 498         BC_LEX_STORE_SCALE,
 499         BC_LEX_LOAD,
 500         BC_LEX_LOAD_POP,
 501         BC_LEX_STORE_PUSH,
 502         BC_LEX_STORE_OBASE,
 503         BC_LEX_PRINT_POP,
 504         BC_LEX_NQUIT,
 505         BC_LEX_SCALE_FACTOR,
 506 #endif
 507 } BcLexType;
 508 // must match order of BC_LEX_KEY_foo etc above
 509 #if ENABLE_BC
 510 struct BcLexKeyword {
 511         char name8[8];
 512 };
 513 #define BC_LEX_KW_ENTRY(a, b, c)            \
 514         { .name8 = a /*, .len = b, .posix = c*/ }
 515 static const struct BcLexKeyword bc_lex_kws[20] = {
 516         BC_LEX_KW_ENTRY("auto"    , 4, 1), // 0
 517         BC_LEX_KW_ENTRY("break"   , 5, 1), // 1
 518         BC_LEX_KW_ENTRY("continue", 8, 0), // 2 note: this one has no terminating NUL
 519         BC_LEX_KW_ENTRY("define"  , 6, 1), // 3
 520
 521         BC_LEX_KW_ENTRY("else"    , 4, 0), // 4
 522         BC_LEX_KW_ENTRY("for"     , 3, 1), // 5
 523         BC_LEX_KW_ENTRY("halt"    , 4, 0), // 6
 524         BC_LEX_KW_ENTRY("ibase"   , 5, 1), // 7
 525
 526         BC_LEX_KW_ENTRY("if"      , 2, 1), // 8
 527         BC_LEX_KW_ENTRY("last"    , 4, 0), // 9
 528         BC_LEX_KW_ENTRY("length"  , 6, 1), // 10
 529         BC_LEX_KW_ENTRY("limits"  , 6, 0), // 11
 530
 531         BC_LEX_KW_ENTRY("obase"   , 5, 1), // 12
 532         BC_LEX_KW_ENTRY("print"   , 5, 0), // 13
 533         BC_LEX_KW_ENTRY("quit"    , 4, 1), // 14
 534         BC_LEX_KW_ENTRY("read"    , 4, 0), // 15
 535
 536         BC_LEX_KW_ENTRY("return"  , 6, 1), // 16
 537         BC_LEX_KW_ENTRY("scale"   , 5, 1), // 17
 538         BC_LEX_KW_ENTRY("sqrt"    , 4, 1), // 18
 539         BC_LEX_KW_ENTRY("while"   , 5, 1), // 19
 540 };
 541 enum {
 542         POSIX_KWORD_MASK = 0
 543                 | (1 << 0)
 544                 | (1 << 1)
 545                 | (0 << 2)
 546                 | (1 << 3)
 547                 \
 548                 | (0 << 4)
 549                 | (1 << 5)
 550                 | (0 << 6)
 551                 | (1 << 7)
 552                 \
 553                 | (1 << 8)
 554                 | (0 << 9)
 555                 | (1 << 10)
 556                 | (0 << 11)
 557                 \
 558                 | (1 << 12)
 559                 | (0 << 13)
 560                 | (1 << 14)
 561                 | (0 << 15)
 562                 \
 563                 | (1 << 16)
 564                 | (1 << 17)
 565                 | (1 << 18)
 566                 | (1 << 19)
 567 };
 568 #endif
 569
 570 struct BcLex;
 571 typedef BcStatus (*BcLexNext)(struct BcLex *);
 572
 573 typedef struct BcLex {
 574
 575         const char *buf;
 576         size_t i;
 577         size_t line;
 578         size_t len;
 579         bool newline;
 580
 581         struct {
 582                 BcLexType t;
 583                 BcLexType last;
 584                 BcVec v;
 585         } t;
 586
 587         BcLexNext next;
 588
 589 } BcLex;
 590
 591 #define BC_PARSE_STREND ((char) UCHAR_MAX)
 592
 593 #define bc_parse_push(p, i) (bc_vec_pushByte(&(p)->func->code, (char) (i)))
 594 #define bc_parse_updateFunc(p, f) \
 595         ((p)->func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ((p)->fidx = (f))))
 596
 597 #define BC_PARSE_REL (1 << 0)
 598 #define BC_PARSE_PRINT (1 << 1)
 599 #define BC_PARSE_NOCALL (1 << 2)
 600 #define BC_PARSE_NOREAD (1 << 3)
 601 #define BC_PARSE_ARRAY (1 << 4)
 602
 603 #define BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(parse) ((uint8_t *) bc_vec_top(&(parse)->flags))
 604 #define BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) (*(BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(parse)))
 605
 606 #define BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER (1 << 0)
 607 #define BC_PARSE_FUNC_INNER(parse) \
 608         (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER)
 609
 610 #define BC_PARSE_FLAG_FUNC (1 << 1)
 611 #define BC_PARSE_FUNC(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_FUNC)
 612
 613 #define BC_PARSE_FLAG_BODY (1 << 2)
 614 #define BC_PARSE_BODY(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_BODY)
 615
 616 #define BC_PARSE_FLAG_LOOP (1 << 3)
 617 #define BC_PARSE_LOOP(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_LOOP)
 618
 619 #define BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER (1 << 4)
 620 #define BC_PARSE_LOOP_INNER(parse) \
 621         (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER)
 622
 623 #define BC_PARSE_FLAG_IF (1 << 5)
 624 #define BC_PARSE_IF(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_IF)
 625
 626 #define BC_PARSE_FLAG_ELSE (1 << 6)
 627 #define BC_PARSE_ELSE(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_ELSE)
 628
 629 #define BC_PARSE_FLAG_IF_END (1 << 7)
 630 #define BC_PARSE_IF_END(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_IF_END)
 631
 632 #define BC_PARSE_CAN_EXEC(parse)                                             \
 633         (!(BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) &                                            \
 634            (BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER | BC_PARSE_FLAG_FUNC | BC_PARSE_FLAG_BODY | \
 635             BC_PARSE_FLAG_LOOP | BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER | BC_PARSE_FLAG_IF |   \
 636             BC_PARSE_FLAG_ELSE | BC_PARSE_FLAG_IF_END)))
 637
 638 typedef struct BcParseNext {
 639         uint32_t len;
 640         BcLexType tokens[4];
 641 } BcParseNext;
 642
 643 #define BC_PARSE_NEXT_TOKENS(...) .tokens = { __VA_ARGS__ }
 644 #define BC_PARSE_NEXT(a, ...)                         \
 645         {                                                 \
 646                 .len = (a), BC_PARSE_NEXT_TOKENS(__VA_ARGS__) \
 647         }
 648
 649 struct BcParse;
 650
 651 struct BcProgram;
 652
 653 typedef BcStatus (*BcParseParse)(struct BcParse *);
 654
 655 typedef struct BcParse {
 656
 657         BcParseParse parse;
 658
 659         BcLex l;
 660
 661         BcVec flags;
 662
 663         BcVec exits;
 664         BcVec conds;
 665
 666         BcVec ops;
 667
 668         BcFunc *func;
 669         size_t fidx;
 670
 671         size_t nbraces;
 672         bool auto_part;
 673
 674 } BcParse;
 675
 676 typedef struct BcProgram {
 677
 678         size_t len;
 679         size_t scale;
 680
 681         BcNum ib;
 682         size_t ib_t;
 683         BcNum ob;
 684         size_t ob_t;
 685
 686         BcNum hexb;
 687
 688 #if ENABLE_DC
 689         BcNum strmb;
 690 #endif
 691
 692         BcVec results;
 693         BcVec stack;
 694
 695         BcVec fns;
 696         BcVec fn_map;
 697
 698         BcVec vars;
 699         BcVec var_map;
 700
 701         BcVec arrs;
 702         BcVec arr_map;
 703
 704         BcVec strs;
 705         BcVec consts;
 706
 707         const char *file;
 708
 709         BcNum last;
 710         BcNum zero;
 711         BcNum one;
 712
 713         size_t nchars;
 714
 715 } BcProgram;
 716
 717 #define BC_PROG_STACK(s, n) ((s)->len >= ((size_t) n))
 718
 719 #define BC_PROG_MAIN (0)
 720 #define BC_PROG_READ (1)
 721
 722 #if ENABLE_DC
 723 #define BC_PROG_REQ_FUNCS (2)
 724 #endif
 725
 726 #define BC_PROG_STR(n) (!(n)->num && !(n)->cap)
 727 #define BC_PROG_NUM(r, n) \
 728         ((r)->t != BC_RESULT_ARRAY && (r)->t != BC_RESULT_STR && !BC_PROG_STR(n))
 729
 730 typedef unsigned long (*BcProgramBuiltIn)(BcNum *);
 731
 732 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx);
 733 static void bc_program_reset(void);
 734
 735 #define BC_FLAG_X (1 << 0)
 736 #define BC_FLAG_W (1 << 1)
 737 #define BC_FLAG_V (1 << 2)
 738 #define BC_FLAG_S (1 << 3)
 739 #define BC_FLAG_Q (1 << 4)
 740 #define BC_FLAG_L (1 << 5)
 741 #define BC_FLAG_I (1 << 6)
 742
 743 #define BC_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
 744 #define BC_MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
 745
 746 #define BC_MAX_OBASE  ((unsigned) 999)
 747 #define BC_MAX_DIM    ((unsigned) INT_MAX)
 748 #define BC_MAX_SCALE  ((unsigned) UINT_MAX)
 749 #define BC_MAX_STRING ((unsigned) UINT_MAX - 1)
 750 #define BC_MAX_NAME   BC_MAX_STRING
 751 #define BC_MAX_NUM    BC_MAX_STRING
 752 #define BC_MAX_EXP    ((unsigned long) LONG_MAX)
 753 #define BC_MAX_VARS   ((unsigned long) SIZE_MAX - 1)
 754
 755 struct globals {
 756         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(smallint ttyin;)
 757         smallint eof;
 758         char sbgn;
 759         char send;
 760
 761         BcParse prs;
 762         BcProgram prog;
 763
 764         // For error messages. Can be set to current parsed line,
 765         // or [TODO] to current executing line (can be before last parsed one)
 766         unsigned err_line;
 767
 768         BcVec files;
 769
 770         char *env_args;
 771
 772 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
 773         line_input_t *line_input_state;
 774 #endif
 775 } FIX_ALIASING;
 776 #define G (*ptr_to_globals)
 777 #define INIT_G() do { \
 778         SET_PTR_TO_GLOBALS(xzalloc(sizeof(G))); \
 779 } while (0)
 780 #define FREE_G() do { \
 781         FREE_PTR_TO_GLOBALS(); \
 782 } while (0)
 783 #define G_posix (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_S))
 784 #define G_warn  (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_W))
 785 #define G_exreg (ENABLE_DC && (option_mask32 & BC_FLAG_X))
 786 #define G_interrupt (ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS ? bb_got_signal : 0)
 787 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
 788 # define G_ttyin G.ttyin
 789 #else
 790 # define G_ttyin 0
 791 #endif
 792 #define IS_BC (ENABLE_BC && (!ENABLE_DC || applet_name[0] == 'b'))
 793
 794 #if ENABLE_BC
 795
 796 // This is a bit array that corresponds to token types. An entry is
 797 // true if the token is valid in an expression, false otherwise.
 798 enum {
 799         BC_PARSE_EXPRS_BITS = 0
 800         + ((uint64_t)((0 << 0)+(0 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (0*8))
 801         + ((uint64_t)((1 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (1*8))
 802         + ((uint64_t)((1 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (2*8))
 803         + ((uint64_t)((1 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(0 << 3)+(0 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(0 << 7)) << (3*8))
 804         + ((uint64_t)((0 << 0)+(0 << 1)+(0 << 2)+(0 << 3)+(0 << 4)+(0 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (4*8))
 805         + ((uint64_t)((0 << 0)+(0 << 1)+(0 << 2)+(0 << 3)+(0 << 4)+(0 << 5)+(0 << 6)+(1 << 7)) << (5*8))
 806         + ((uint64_t)((0 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(0 << 5)+(0 << 6)+(1 << 7)) << (6*8))
 807         + ((uint64_t)((0 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(0 << 3)                                    ) << (7*8))
 808 };
 809 static ALWAYS_INLINE long bc_parse_exprs(unsigned i)
 810 {
 811 #if ULONG_MAX > 0xffffffff
 812         // 64-bit version (will not work correctly for 32-bit longs!)
 813         return BC_PARSE_EXPRS_BITS & (1UL << i);
 814 #else
 815         // 32-bit version
 816         unsigned long m = (uint32_t)BC_PARSE_EXPRS_BITS;
 817         if (i >= 32) {
 818                 m = (uint32_t)(BC_PARSE_EXPRS_BITS >> 32);
 819                 i &= 31;
 820         }
 821         return m & (1UL << i);
 822 #endif
 823 }
 824
 825 // This is an array of data for operators that correspond to token types.
 826 static const uint8_t bc_parse_ops[] = {
 827 #define OP(p,l) ((int)(l) * 0x10 + (p))
 828         OP(0, false), OP( 0, false ), // inc dec
 829         OP(1, false), // neg
 830         OP(2, false),
 831         OP(3, true ), OP( 3, true  ), OP( 3, true  ), // pow mul div
 832         OP(4, true ), OP( 4, true  ), // mod + -
 833         OP(6, true ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true ), // == <= >= != < >
 834         OP(1, false), // not
 835         OP(7, true ), OP( 7, true  ), // or and
 836         OP(5, false), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), // ^= *= /= %= +=
 837         OP(5, false), OP( 5, false ), // -= =
 838 #undef OP
 839 };
 840 #define bc_parse_op_PREC(i) (bc_parse_ops[i] & 0x0f)
 841 #define bc_parse_op_LEFT(i) (bc_parse_ops[i] & 0x10)
 842
 843 // These identify what tokens can come after expressions in certain cases.
 844 static const BcParseNext bc_parse_next_expr =
 845         BC_PARSE_NEXT(4, BC_LEX_NLINE, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_RBRACE, BC_LEX_EOF);
 846 static const BcParseNext bc_parse_next_param =
 847         BC_PARSE_NEXT(2, BC_LEX_RPAREN, BC_LEX_COMMA);
 848 static const BcParseNext bc_parse_next_print =
 849         BC_PARSE_NEXT(4, BC_LEX_COMMA, BC_LEX_NLINE, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_EOF);
 850 static const BcParseNext bc_parse_next_rel = BC_PARSE_NEXT(1, BC_LEX_RPAREN);
 851 static const BcParseNext bc_parse_next_elem = BC_PARSE_NEXT(1, BC_LEX_RBRACKET);
 852 static const BcParseNext bc_parse_next_for = BC_PARSE_NEXT(1, BC_LEX_SCOLON);
 853 static const BcParseNext bc_parse_next_read =
 854         BC_PARSE_NEXT(2, BC_LEX_NLINE, BC_LEX_EOF);
 855 #endif // ENABLE_BC
 856
 857 #if ENABLE_DC
 858 static const BcLexType dc_lex_regs[] = {
 859         BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_NE,
 860         BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_COLON,
 861         BC_LEX_ELSE, BC_LEX_LOAD, BC_LEX_LOAD_POP, BC_LEX_OP_ASSIGN,
 862         BC_LEX_STORE_PUSH,
 863 };
 864
 865 static const BcLexType dc_lex_tokens[] = {
 866         BC_LEX_OP_MODULUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_LPAREN,
 867         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_MULTIPLY, BC_LEX_OP_PLUS, BC_LEX_INVALID,
 868         BC_LEX_OP_MINUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVIDE,
 869         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 870         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 871         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 872         BC_LEX_COLON, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_OP_REL_EQ,
 873         BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_KEY_READ, BC_LEX_INVALID,
 874         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 875         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EQ_NO_REG, BC_LEX_INVALID,
 876         BC_LEX_KEY_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SCALE, BC_LEX_LOAD_POP,
 877         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_BOOL_NOT, BC_LEX_KEY_OBASE, BC_LEX_PRINT_STREAM,
 878         BC_LEX_NQUIT, BC_LEX_POP, BC_LEX_STORE_PUSH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 879         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_SCALE_FACTOR, BC_LEX_INVALID,
 880         BC_LEX_KEY_LENGTH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 881         BC_LEX_OP_POWER, BC_LEX_NEG, BC_LEX_INVALID,
 882         BC_LEX_ASCIIFY, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_CLEAR_STACK, BC_LEX_DUPLICATE,
 883         BC_LEX_ELSE, BC_LEX_PRINT_STACK, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 884         BC_LEX_STORE_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STORE_SCALE, BC_LEX_LOAD,
 885         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_PRINT_POP, BC_LEX_STORE_OBASE, BC_LEX_KEY_PRINT,
 886         BC_LEX_KEY_QUIT, BC_LEX_SWAP, BC_LEX_OP_ASSIGN, BC_LEX_INVALID,
 887         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SQRT, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EXECUTE,
 888         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STACK_LEVEL,
 889         BC_LEX_LBRACE, BC_LEX_OP_MODEXP, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVMOD,
 890         BC_LEX_INVALID
 891 };
 892
 893 static const BcInst dc_parse_insts[] = {
 894         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 895         BC_INST_INVALID, BC_INST_POWER, BC_INST_MULTIPLY, BC_INST_DIVIDE,
 896         BC_INST_MODULUS, BC_INST_PLUS, BC_INST_MINUS,
 897         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 898         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 899         BC_INST_BOOL_NOT, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 900         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 901         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 902         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GT, BC_INST_INVALID,
 903         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 904         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 905         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 906         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 907         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_IBASE,
 908         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_LENGTH, BC_INST_INVALID,
 909         BC_INST_OBASE, BC_INST_PRINT, BC_INST_QUIT, BC_INST_INVALID,
 910         BC_INST_INVALID, BC_INST_SCALE, BC_INST_SQRT, BC_INST_INVALID,
 911         BC_INST_REL_EQ, BC_INST_MODEXP, BC_INST_DIVMOD, BC_INST_INVALID,
 912         BC_INST_INVALID, BC_INST_EXECUTE, BC_INST_PRINT_STACK, BC_INST_CLEAR_STACK,
 913         BC_INST_STACK_LEN, BC_INST_DUPLICATE, BC_INST_SWAP, BC_INST_POP,
 914         BC_INST_ASCIIFY, BC_INST_PRINT_STREAM, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 915         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 916         BC_INST_PRINT, BC_INST_NQUIT, BC_INST_SCALE_FUNC,
 917 };
 918 #endif // ENABLE_DC
 919
 920 static const BcNumBinaryOp bc_program_ops[] = {
 921         bc_num_pow, bc_num_mul, bc_num_div, bc_num_mod, bc_num_add, bc_num_sub,
 922 };
 923
 924 static void fflush_and_check(void)
 925 {
 926         fflush_all();
 927         if (ferror(stdout) || ferror(stderr))
 928                 bb_perror_msg_and_die("output error");
 929 }
 930
 931 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 932 #define quit_or_return_for_exit() \
 933 do { \
 934         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(G_ttyin = 0;) /* do not loop in main loop anymore */ \
 935         return BC_STATUS_FAILURE; \
 936 } while (0)
 937 #else
 938 #define quit_or_return_for_exit() quit()
 939 #endif
 940
 941 static void quit(void) NORETURN;
 942 static void quit(void)
 943 {
 944         if (ferror(stdin))
 945                 bb_perror_msg_and_die("input error");
 946         fflush_and_check();
 947         exit(0);
 948 }
 949
 950 static void bc_verror_msg(const char *fmt, va_list p)
 951 {
 952         const char *sv = sv; /* for compiler */
 953         if (G.prog.file) {
 954                 sv = applet_name;
 955                 applet_name = xasprintf("%s: %s:%u", applet_name, G.prog.file, G.err_line);
 956         }
 957         bb_verror_msg(fmt, p, NULL);
 958         if (G.prog.file) {
 959                 free((char*)applet_name);
 960                 applet_name = sv;
 961         }
 962 }
 963
 964 static NOINLINE int bc_error_fmt(const char *fmt, ...)
 965 {
 966         va_list p;
 967
 968         va_start(p, fmt);
 969         bc_verror_msg(fmt, p);
 970         va_end(p);
 971
 972         if (!ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin)
 973                 exit(1);
 974         return BC_STATUS_FAILURE;
 975 }
 976
 977 static NOINLINE int bc_posix_error_fmt(const char *fmt, ...)
 978 {
 979         va_list p;
 980
 981         // Are non-POSIX constructs totally ok?
 982         if (!(option_mask32 & (BC_FLAG_S|BC_FLAG_W)))
 983                 return BC_STATUS_SUCCESS; // yes
 984
 985         va_start(p, fmt);
 986         bc_verror_msg(fmt, p);
 987         va_end(p);
 988
 989         // Do we treat non-POSIX constructs as errors?
 990         if (!(option_mask32 & BC_FLAG_S))
 991                 return BC_STATUS_SUCCESS; // no, it's a warning
 992         if (!ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin)
 993                 exit(1);
 994         return BC_STATUS_FAILURE;
 995 }
 996
 997 // We use error functions with "return bc_error(FMT[, PARAMS])" idiom.
 998 // This idiom begs for tail-call optimization, but for it to work,
 999 // function must not have caller-cleaned parameters on stack.
1000 // Unfortunately, vararg function API does exactly that on most arches.
1001 // Thus, use these shims for the cases when we have no vararg PARAMS:
1002 static int bc_error(const char *msg)
1003 {
1004         return bc_error_fmt("%s", msg);
1005 }
1006 static int bc_POSIX_requires(const char *msg)
1007 {
1008         return bc_posix_error_fmt("POSIX requires %s", msg);
1009 }
1010 static int bc_POSIX_does_not_allow(const char *msg)
1011 {
1012         return bc_posix_error_fmt("%s%s", "POSIX does not allow ", msg);
1013 }
1014 static int bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(const char *msg)
1015 {
1016         return bc_posix_error_fmt("%s%s %s", "POSIX does not allow ", "boolean operators; the following is bad:", msg);
1017 }
1018 static int bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(const char *msg)
1019 {
1020         return bc_posix_error_fmt("%san empty %s expression in a for loop", "POSIX does not allow ", msg);
1021 }
1022 static int bc_error_bad_character(char c)
1023 {
1024         return bc_error_fmt("bad character '%c'", c);
1025 }
1026 static int bc_error_bad_expression(void)
1027 {
1028         return bc_error("bad expression");
1029 }
1030 static int bc_error_bad_token(void)
1031 {
1032         return bc_error("bad token");
1033 }
1034 static int bc_error_stack_has_too_few_elements(void)
1035 {
1036         return bc_error("stack has too few elements");
1037 }
1038 static int bc_error_variable_is_wrong_type(void)
1039 {
1040         return bc_error("variable is wrong type");
1041 }
1042 static int bc_error_nested_read_call(void)
1043 {
1044         return bc_error("read() call inside of a read() call");
1045 }
1046
1047 static void bc_vec_grow(BcVec *v, size_t n)
1048 {
1049         size_t cap = v->cap * 2;
1050         while (cap < v->len + n) cap *= 2;
1051         v->v = xrealloc(v->v, v->size * cap);
1052         v->cap = cap;
1053 }
1054
1055 static void bc_vec_init(BcVec *v, size_t esize, BcVecFree dtor)
1056 {
1057         v->size = esize;
1058         v->cap = BC_VEC_START_CAP;
1059         v->len = 0;
1060         v->dtor = dtor;
1061         v->v = xmalloc(esize * BC_VEC_START_CAP);
1062 }
1063
1064 static void bc_char_vec_init(BcVec *v)
1065 {
1066         bc_vec_init(v, sizeof(char), NULL);
1067 }
1068
1069 static void bc_vec_expand(BcVec *v, size_t req)
1070 {
1071         if (v->cap < req) {
1072                 v->v = xrealloc(v->v, v->size * req);
1073                 v->cap = req;
1074         }
1075 }
1076
1077 static void bc_vec_npop(BcVec *v, size_t n)
1078 {
1079         if (!v->dtor)
1080                 v->len -= n;
1081         else {
1082                 size_t len = v->len - n;
1083                 while (v->len > len) v->dtor(v->v + (v->size * --v->len));
1084         }
1085 }
1086
1087 static void bc_vec_pop_all(BcVec *v)
1088 {
1089         bc_vec_npop(v, v->len);
1090 }
1091
1092 static void bc_vec_push(BcVec *v, const void *data)
1093 {
1094         if (v->len + 1 > v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1095         memmove(v->v + (v->size * v->len), data, v->size);
1096         v->len += 1;
1097 }
1098
1099 static void bc_vec_pushByte(BcVec *v, char data)
1100 {
1101         bc_vec_push(v, &data);
1102 }
1103
1104 static void bc_vec_pushZeroByte(BcVec *v)
1105 {
1106         //bc_vec_pushByte(v, '\0');
1107         // better:
1108         bc_vec_push(v, &const_int_0);
1109 }
1110
1111 static void bc_vec_pushAt(BcVec *v, const void *data, size_t idx)
1112 {
1113         if (idx == v->len)
1114                 bc_vec_push(v, data);
1115         else {
1116
1117                 char *ptr;
1118
1119                 if (v->len == v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1120
1121                 ptr = v->v + v->size * idx;
1122
1123                 memmove(ptr + v->size, ptr, v->size * (v->len++ - idx));
1124                 memmove(ptr, data, v->size);
1125         }
1126 }
1127
1128 static void bc_vec_string(BcVec *v, size_t len, const char *str)
1129 {
1130         bc_vec_pop_all(v);
1131         bc_vec_expand(v, len + 1);
1132         memcpy(v->v, str, len);
1133         v->len = len;
1134
1135         bc_vec_pushZeroByte(v);
1136 }
1137
1138 static void bc_vec_concat(BcVec *v, const char *str)
1139 {
1140         size_t len;
1141
1142         if (v->len == 0) bc_vec_pushZeroByte(v);
1143
1144         len = v->len + strlen(str);
1145
1146         if (v->cap < len) bc_vec_grow(v, len - v->len);
1147         strcat(v->v, str);
1148
1149         v->len = len;
1150 }
1151
1152 static void *bc_vec_item(const BcVec *v, size_t idx)
1153 {
1154         return v->v + v->size * idx;
1155 }
1156
1157 static void *bc_vec_item_rev(const BcVec *v, size_t idx)
1158 {
1159         return v->v + v->size * (v->len - idx - 1);
1160 }
1161
1162 static void bc_vec_free(void *vec)
1163 {
1164         BcVec *v = (BcVec *) vec;
1165         bc_vec_pop_all(v);
1166         free(v->v);
1167 }
1168
1169 static int bc_id_cmp(const void *e1, const void *e2)
1170 {
1171         return strcmp(((const BcId *) e1)->name, ((const BcId *) e2)->name);
1172 }
1173
1174 static void bc_id_free(void *id)
1175 {
1176         free(((BcId *) id)->name);
1177 }
1178
1179 static size_t bc_map_find(const BcVec *v, const void *ptr)
1180 {
1181         size_t low = 0, high = v->len;
1182
1183         while (low < high) {
1184
1185                 size_t mid = (low + high) / 2;
1186                 BcId *id = bc_vec_item(v, mid);
1187                 int result = bc_id_cmp(ptr, id);
1188
1189                 if (result == 0)
1190                         return mid;
1191                 else if (result < 0)
1192                         high = mid;
1193                 else
1194                         low = mid + 1;
1195         }
1196
1197         return low;
1198 }
1199
1200 static int bc_map_insert(BcVec *v, const void *ptr, size_t *i)
1201 {
1202         size_t n = *i = bc_map_find(v, ptr);
1203
1204         if (n == v->len)
1205                 bc_vec_push(v, ptr);
1206         else if (!bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, n)))
1207                 return 0; // "was not inserted"
1208         else
1209                 bc_vec_pushAt(v, ptr, n);
1210         return 1; // "was inserted"
1211 }
1212
1213 static size_t bc_map_index(const BcVec *v, const void *ptr)
1214 {
1215         size_t i = bc_map_find(v, ptr);
1216         if (i >= v->len) return BC_VEC_INVALID_IDX;
1217         return bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, i)) ? BC_VEC_INVALID_IDX : i;
1218 }
1219
1220 static int push_input_byte(BcVec *vec, char c)
1221 {
1222         if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1223          || c > 0x7e
1224         ) {
1225                 // Bad chars on this line, ignore entire line
1226                 bc_error_fmt("illegal character 0x%02x", c);
1227                 return 1;
1228         }
1229         bc_vec_pushByte(vec, (char)c);
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 static BcStatus bc_read_line(BcVec *vec, const char *prompt)
1234 {
1235         bool bad_chars;
1236
1237         if (G_posix) prompt = "";
1238
1239         do {
1240                 int c;
1241
1242                 bad_chars = 0;
1243                 bc_vec_pop_all(vec);
1244
1245                 fflush_and_check();
1246
1247 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1248                 if (bb_got_signal) { // ^C was pressed
1249  intr:
1250                         bb_got_signal = 0; // resets G_interrupt to zero
1251                         fputs(IS_BC
1252                                 ? "\ninterrupt (type \"quit\" to exit)\n"
1253                                 : "\ninterrupt (type \"q\" to exit)\n"
1254                                 , stderr);
1255                 }
1256 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
1257                 if (G_ttyin) {
1258                         int n, i;
1259 #  define line_buf bb_common_bufsiz1
1260                         n = read_line_input(G.line_input_state, prompt, line_buf, COMMON_BUFSIZE);
1261                         if (n <= 0) { // read errors or EOF, or ^D, or ^C
1262                                 if (n == 0) // ^C
1263                                         goto intr;
1264                                 G.eof = 1;
1265                                 break;
1266                         }
1267                         i = 0;
1268                         for (;;) {
1269                                 c = line_buf[i++];
1270                                 if (!c) break;
1271                                 bad_chars |= push_input_byte(vec, c);
1272                         }
1273 #  undef line_buf
1274                 } else
1275 # endif
1276 #endif
1277                 {
1278                         if (G_ttyin)
1279                                 fputs(prompt, stderr);
1280                         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(errno = 0;)
1281                         do {
1282                                 c = fgetc(stdin);
1283 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS && !ENABLE_FEATURE_EDITING
1284                                 // Both conditions appear simultaneously, check both just in case
1285                                 if (errno == EINTR || bb_got_signal) {
1286                                         // ^C was pressed
1287                                         clearerr(stdin);
1288                                         goto intr;
1289                                 }
1290 #endif
1291                                 if (c == EOF) {
1292                                         if (ferror(stdin))
1293                                                 quit(); // this emits error message
1294                                         G.eof = 1;
1295                                         // Note: EOF does not append '\n', therefore:
1296                                         // printf 'print 123\n' | bc - works
1297                                         // printf 'print 123' | bc   - fails (syntax error)
1298                                         break;
1299                                 }
1300                                 bad_chars |= push_input_byte(vec, c);
1301                         } while (c != '\n');
1302                 }
1303         } while (bad_chars);
1304
1305         bc_vec_pushZeroByte(vec);
1306
1307         return BC_STATUS_SUCCESS;
1308 }
1309
1310 static char* bc_read_file(const char *path)
1311 {
1312         char *buf;
1313         size_t size = ((size_t) -1);
1314         size_t i;
1315
1316         buf = xmalloc_open_read_close(path, &size);
1317
1318         for (i = 0; i < size; ++i) {
1319                 char c = buf[i];
1320                 if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1321                  || c > 0x7e
1322                 ) {
1323                         free(buf);
1324                         buf = NULL;
1325                         break;
1326                 }
1327         }
1328
1329         return buf;
1330 }
1331
1332 static void bc_num_setToZero(BcNum *n, size_t scale)
1333 {
1334         n->len = 0;
1335         n->neg = false;
1336         n->rdx = scale;
1337 }
1338
1339 static void bc_num_zero(BcNum *n)
1340 {
1341         bc_num_setToZero(n, 0);
1342 }
1343
1344 static void bc_num_one(BcNum *n)
1345 {
1346         bc_num_setToZero(n, 0);
1347         n->len = 1;
1348         n->num[0] = 1;
1349 }
1350
1351 static void bc_num_ten(BcNum *n)
1352 {
1353         bc_num_setToZero(n, 0);
1354         n->len = 2;
1355         n->num[0] = 0;
1356         n->num[1] = 1;
1357 }
1358
1359 static void bc_num_init(BcNum *n, size_t req)
1360 {
1361         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1362         memset(n, 0, sizeof(BcNum));
1363         n->num = xmalloc(req);
1364         n->cap = req;
1365 }
1366
1367 static void bc_num_expand(BcNum *n, size_t req)
1368 {
1369         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1370         if (req > n->cap) {
1371                 n->num = xrealloc(n->num, req);
1372                 n->cap = req;
1373         }
1374 }
1375
1376 static void bc_num_free(void *num)
1377 {
1378         free(((BcNum *) num)->num);
1379 }
1380
1381 static void bc_num_copy(BcNum *d, BcNum *s)
1382 {
1383         if (d != s) {
1384                 bc_num_expand(d, s->cap);
1385                 d->len = s->len;
1386                 d->neg = s->neg;
1387                 d->rdx = s->rdx;
1388                 memcpy(d->num, s->num, sizeof(BcDig) * d->len);
1389         }
1390 }
1391
1392 static BcStatus bc_num_ulong(BcNum *n, unsigned long *result)
1393 {
1394         size_t i;
1395         unsigned long pow;
1396
1397         if (n->neg) return bc_error("negative number");
1398
1399         for (*result = 0, pow = 1, i = n->rdx; i < n->len; ++i) {
1400
1401                 unsigned long prev = *result, powprev = pow;
1402
1403                 *result += ((unsigned long) n->num[i]) * pow;
1404                 pow *= 10;
1405
1406                 if (*result < prev || pow < powprev)
1407                         return bc_error("overflow");
1408         }
1409
1410         return BC_STATUS_SUCCESS;
1411 }
1412
1413 static void bc_num_ulong2num(BcNum *n, unsigned long val)
1414 {
1415         size_t len;
1416         BcDig *ptr;
1417         unsigned long i;
1418
1419         bc_num_zero(n);
1420
1421         if (val == 0) return;
1422
1423         for (len = 1, i = ULONG_MAX; i != 0; i /= 10, ++len) bc_num_expand(n, len);
1424         for (ptr = n->num, i = 0; val; ++i, ++n->len, val /= 10) ptr[i] = val % 10;
1425 }
1426
1427 static void bc_num_subArrays(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b,
1428                                  size_t len)
1429 {
1430         size_t i, j;
1431         for (i = 0; i < len; ++i) {
1432                 for (a[i] -= b[i], j = 0; a[i + j] < 0;) {
1433                         a[i + j++] += 10;
1434                         a[i + j] -= 1;
1435                 }
1436         }
1437 }
1438
1439 static ssize_t bc_num_compare(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1440 {
1441         size_t i;
1442         int c = 0;
1443         for (i = len - 1; i < len && !(c = a[i] - b[i]); --i);
1444         return BC_NUM_NEG(i + 1, c < 0);
1445 }
1446
1447 static ssize_t bc_num_cmp(BcNum *a, BcNum *b)
1448 {
1449         size_t i, min, a_int, b_int, diff;
1450         BcDig *max_num, *min_num;
1451         bool a_max, neg = false;
1452         ssize_t cmp;
1453
1454         if (a == b) return 0;
1455         if (a->len == 0) return BC_NUM_NEG(!!b->len, !b->neg);
1456         if (b->len == 0) return BC_NUM_NEG(1, a->neg);
1457         if (a->neg) {
1458                 if (b->neg)
1459                         neg = true;
1460                 else
1461                         return -1;
1462         }
1463         else if (b->neg)
1464                 return 1;
1465
1466         a_int = BC_NUM_INT(a);
1467         b_int = BC_NUM_INT(b);
1468         a_int -= b_int;
1469         a_max = (a->rdx > b->rdx);
1470
1471         if (a_int != 0) return (ssize_t) a_int;
1472
1473         if (a_max) {
1474                 min = b->rdx;
1475                 diff = a->rdx - b->rdx;
1476                 max_num = a->num + diff;
1477                 min_num = b->num;
1478         }
1479         else {
1480                 min = a->rdx;
1481                 diff = b->rdx - a->rdx;
1482                 max_num = b->num + diff;
1483                 min_num = a->num;
1484         }
1485
1486         cmp = bc_num_compare(max_num, min_num, b_int + min);
1487         if (cmp != 0) return BC_NUM_NEG(cmp, (!a_max) != neg);
1488
1489         for (max_num -= diff, i = diff - 1; i < diff; --i) {
1490                 if (max_num[i]) return BC_NUM_NEG(1, (!a_max) != neg);
1491         }
1492
1493         return 0;
1494 }
1495
1496 static void bc_num_truncate(BcNum *n, size_t places)
1497 {
1498         if (places == 0) return;
1499
1500         n->rdx -= places;
1501
1502         if (n->len != 0) {
1503                 n->len -= places;
1504                 memmove(n->num, n->num + places, n->len * sizeof(BcDig));
1505         }
1506 }
1507
1508 static void bc_num_extend(BcNum *n, size_t places)
1509 {
1510         size_t len = n->len + places;
1511
1512         if (places != 0) {
1513
1514                 if (n->cap < len) bc_num_expand(n, len);
1515
1516                 memmove(n->num + places, n->num, sizeof(BcDig) * n->len);
1517                 memset(n->num, 0, sizeof(BcDig) * places);
1518
1519                 n->len += places;
1520                 n->rdx += places;
1521         }
1522 }
1523
1524 static void bc_num_clean(BcNum *n)
1525 {
1526         while (n->len > 0 && n->num[n->len - 1] == 0) --n->len;
1527         if (n->len == 0)
1528                 n->neg = false;
1529         else if (n->len < n->rdx)
1530                 n->len = n->rdx;
1531 }
1532
1533 static void bc_num_retireMul(BcNum *n, size_t scale, bool neg1, bool neg2)
1534 {
1535         if (n->rdx < scale)
1536                 bc_num_extend(n, scale - n->rdx);
1537         else
1538                 bc_num_truncate(n, n->rdx - scale);
1539
1540         bc_num_clean(n);
1541         if (n->len != 0) n->neg = !neg1 != !neg2;
1542 }
1543
1544 static void bc_num_split(BcNum *restrict n, size_t idx, BcNum *restrict a,
1545                          BcNum *restrict b)
1546 {
1547         if (idx < n->len) {
1548
1549                 b->len = n->len - idx;
1550                 a->len = idx;
1551                 a->rdx = b->rdx = 0;
1552
1553                 memcpy(b->num, n->num + idx, b->len * sizeof(BcDig));
1554                 memcpy(a->num, n->num, idx * sizeof(BcDig));
1555         }
1556         else {
1557                 bc_num_zero(b);
1558                 bc_num_copy(a, n);
1559         }
1560
1561         bc_num_clean(a);
1562         bc_num_clean(b);
1563 }
1564
1565 static BcStatus bc_num_shift(BcNum *n, size_t places)
1566 {
1567         if (places == 0 || n->len == 0) return BC_STATUS_SUCCESS;
1568         if (places + n->len > BC_MAX_NUM)
1569                 return bc_error("number too long: must be [1, BC_NUM_MAX]");
1570
1571         if (n->rdx >= places)
1572                 n->rdx -= places;
1573         else {
1574                 bc_num_extend(n, places - n->rdx);
1575                 n->rdx = 0;
1576         }
1577
1578         bc_num_clean(n);
1579
1580         return BC_STATUS_SUCCESS;
1581 }
1582
1583 static BcStatus bc_num_inv(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1584 {
1585         BcNum one;
1586         BcDig num[2];
1587
1588         one.cap = 2;
1589         one.num = num;
1590         bc_num_one(&one);
1591
1592         return bc_num_div(&one, a, b, scale);
1593 }
1594
1595 static BcStatus bc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1596 {
1597         BcDig *ptr, *ptr_a, *ptr_b, *ptr_c;
1598         size_t i, max, min_rdx, min_int, diff, a_int, b_int;
1599         int carry, in;
1600
1601         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1602         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1603
1604         if (a->len == 0) {
1605                 bc_num_copy(c, b);
1606                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1607                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1608         }
1609         else if (b->len == 0) {
1610                 bc_num_copy(c, a);
1611                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1612         }
1613
1614         c->neg = a->neg;
1615         c->rdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1616         min_rdx = BC_MIN(a->rdx, b->rdx);
1617         c->len = 0;
1618
1619         if (a->rdx > b->rdx) {
1620                 diff = a->rdx - b->rdx;
1621                 ptr = a->num;
1622                 ptr_a = a->num + diff;
1623                 ptr_b = b->num;
1624         }
1625         else {
1626                 diff = b->rdx - a->rdx;
1627                 ptr = b->num;
1628                 ptr_a = a->num;
1629                 ptr_b = b->num + diff;
1630         }
1631
1632         for (ptr_c = c->num, i = 0; i < diff; ++i, ++c->len) ptr_c[i] = ptr[i];
1633
1634         ptr_c += diff;
1635         a_int = BC_NUM_INT(a);
1636         b_int = BC_NUM_INT(b);
1637
1638         if (a_int > b_int) {
1639                 min_int = b_int;
1640                 max = a_int;
1641                 ptr = ptr_a;
1642         }
1643         else {
1644                 min_int = a_int;
1645                 max = b_int;
1646                 ptr = ptr_b;
1647         }
1648
1649         for (carry = 0, i = 0; i < min_rdx + min_int; ++i, ++c->len) {
1650                 in = ((int) ptr_a[i]) + ((int) ptr_b[i]) + carry;
1651                 carry = in / 10;
1652                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1653         }
1654
1655         for (; i < max + min_rdx; ++i, ++c->len) {
1656                 in = ((int) ptr[i]) + carry;
1657                 carry = in / 10;
1658                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1659         }
1660
1661         if (carry != 0) c->num[c->len++] = (BcDig) carry;
1662
1663         return BC_STATUS_SUCCESS; // can't make void, see bc_num_binary()
1664 }
1665
1666 static BcStatus bc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1667 {
1668         ssize_t cmp;
1669         BcNum *minuend, *subtrahend;
1670         size_t start;
1671         bool aneg, bneg, neg;
1672
1673         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1674         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1675
1676         if (a->len == 0) {
1677                 bc_num_copy(c, b);
1678                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1679                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1680         }
1681         else if (b->len == 0) {
1682                 bc_num_copy(c, a);
1683                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1684         }
1685
1686         aneg = a->neg;
1687         bneg = b->neg;
1688         a->neg = b->neg = false;
1689
1690         cmp = bc_num_cmp(a, b);
1691
1692         a->neg = aneg;
1693         b->neg = bneg;
1694
1695         if (cmp == 0) {
1696                 bc_num_setToZero(c, BC_MAX(a->rdx, b->rdx));
1697                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1698         }
1699         else if (cmp > 0) {
1700                 neg = a->neg;
1701                 minuend = a;
1702                 subtrahend = b;
1703         }
1704         else {
1705                 neg = b->neg;
1706                 if (sub) neg = !neg;
1707                 minuend = b;
1708                 subtrahend = a;
1709         }
1710
1711         bc_num_copy(c, minuend);
1712         c->neg = neg;
1713
1714         if (c->rdx < subtrahend->rdx) {
1715                 bc_num_extend(c, subtrahend->rdx - c->rdx);
1716                 start = 0;
1717         }
1718         else
1719                 start = c->rdx - subtrahend->rdx;
1720
1721         bc_num_subArrays(c->num + start, subtrahend->num, subtrahend->len);
1722
1723         bc_num_clean(c);
1724
1725         return BC_STATUS_SUCCESS; // can't make void, see bc_num_binary()
1726 }
1727
1728 static BcStatus bc_num_k(BcNum *restrict a, BcNum *restrict b,
1729                          BcNum *restrict c)
1730 {
1731         BcStatus s;
1732         size_t max = BC_MAX(a->len, b->len), max2 = (max + 1) / 2;
1733         BcNum l1, h1, l2, h2, m2, m1, z0, z1, z2, temp;
1734         bool aone;
1735
1736         if (a->len == 0 || b->len == 0) {
1737                 bc_num_zero(c);
1738                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1739         }
1740         aone = BC_NUM_ONE(a);
1741         if (aone || BC_NUM_ONE(b)) {
1742                 bc_num_copy(c, aone ? b : a);
1743                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1744         }
1745
1746         if (a->len + b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN ||
1747             a->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN || b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN)
1748         {
1749                 size_t i, j, len;
1750                 unsigned carry;
1751
1752                 bc_num_expand(c, a->len + b->len + 1);
1753
1754                 memset(c->num, 0, sizeof(BcDig) * c->cap);
1755                 c->len = len = 0;
1756
1757                 for (i = 0; i < b->len; ++i) {
1758
1759                         carry = 0;
1760                         for (j = 0; j < a->len; ++j) {
1761                                 unsigned in = c->num[i + j];
1762                                 in += ((unsigned) a->num[j]) * ((unsigned) b->num[i]) + carry;
1763                                 // note: compilers prefer _unsigned_ div/const
1764                                 carry = in / 10;
1765                                 c->num[i + j] = (BcDig)(in % 10);
1766                         }
1767
1768                         c->num[i + j] += (BcDig) carry;
1769                         len = BC_MAX(len, i + j + !!carry);
1770
1771                         // a=2^1000000
1772                         // a*a <- without check below, this will not be interruptible
1773                         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE;
1774                 }
1775
1776                 c->len = len;
1777
1778                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1779         }
1780
1781         bc_num_init(&l1, max);
1782         bc_num_init(&h1, max);
1783         bc_num_init(&l2, max);
1784         bc_num_init(&h2, max);
1785         bc_num_init(&m1, max);
1786         bc_num_init(&m2, max);
1787         bc_num_init(&z0, max);
1788         bc_num_init(&z1, max);
1789         bc_num_init(&z2, max);
1790         bc_num_init(&temp, max + max);
1791
1792         bc_num_split(a, max2, &l1, &h1);
1793         bc_num_split(b, max2, &l2, &h2);
1794
1795         s = bc_num_add(&h1, &l1, &m1, 0);
1796         if (s) goto err;
1797         s = bc_num_add(&h2, &l2, &m2, 0);
1798         if (s) goto err;
1799
1800         s = bc_num_k(&h1, &h2, &z0);
1801         if (s) goto err;
1802         s = bc_num_k(&m1, &m2, &z1);
1803         if (s) goto err;
1804         s = bc_num_k(&l1, &l2, &z2);
1805         if (s) goto err;
1806
1807         s = bc_num_sub(&z1, &z0, &temp, 0);
1808         if (s) goto err;
1809         s = bc_num_sub(&temp, &z2, &z1, 0);
1810         if (s) goto err;
1811
1812         s = bc_num_shift(&z0, max2 * 2);
1813         if (s) goto err;
1814         s = bc_num_shift(&z1, max2);
1815         if (s) goto err;
1816         s = bc_num_add(&z0, &z1, &temp, 0);
1817         if (s) goto err;
1818         s = bc_num_add(&temp, &z2, c, 0);
1819
1820 err:
1821         bc_num_free(&temp);
1822         bc_num_free(&z2);
1823         bc_num_free(&z1);
1824         bc_num_free(&z0);
1825         bc_num_free(&m2);
1826         bc_num_free(&m1);
1827         bc_num_free(&h2);
1828         bc_num_free(&l2);
1829         bc_num_free(&h1);
1830         bc_num_free(&l1);
1831         return s;
1832 }
1833
1834 static BcStatus bc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1835 {
1836         BcStatus s;
1837         BcNum cpa, cpb;
1838         size_t maxrdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1839
1840         scale = BC_MAX(scale, a->rdx);
1841         scale = BC_MAX(scale, b->rdx);
1842         scale = BC_MIN(a->rdx + b->rdx, scale);
1843         maxrdx = BC_MAX(maxrdx, scale);
1844
1845         bc_num_init(&cpa, a->len);
1846         bc_num_init(&cpb, b->len);
1847
1848         bc_num_copy(&cpa, a);
1849         bc_num_copy(&cpb, b);
1850         cpa.neg = cpb.neg = false;
1851
1852         s = bc_num_shift(&cpa, maxrdx);
1853         if (s) goto err;
1854         s = bc_num_shift(&cpb, maxrdx);
1855         if (s) goto err;
1856         s = bc_num_k(&cpa, &cpb, c);
1857         if (s) goto err;
1858
1859         maxrdx += scale;
1860         bc_num_expand(c, c->len + maxrdx);
1861
1862         if (c->len < maxrdx) {
1863                 memset(c->num + c->len, 0, (c->cap - c->len) * sizeof(BcDig));
1864                 c->len += maxrdx;
1865         }
1866
1867         c->rdx = maxrdx;
1868         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1869
1870 err:
1871         bc_num_free(&cpb);
1872         bc_num_free(&cpa);
1873         return s;
1874 }
1875
1876 static BcStatus bc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1877 {
1878         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
1879         BcDig *n, *p, q;
1880         size_t len, end, i;
1881         BcNum cp;
1882         bool zero = true;
1883
1884         if (b->len == 0)
1885                 return bc_error("divide by zero");
1886         else if (a->len == 0) {
1887                 bc_num_setToZero(c, scale);
1888                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1889         }
1890         else if (BC_NUM_ONE(b)) {
1891                 bc_num_copy(c, a);
1892                 bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1893                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1894         }
1895
1896         bc_num_init(&cp, BC_NUM_MREQ(a, b, scale));
1897         bc_num_copy(&cp, a);
1898         len = b->len;
1899
1900         if (len > cp.len) {
1901                 bc_num_expand(&cp, len + 2);
1902                 bc_num_extend(&cp, len - cp.len);
1903         }
1904
1905         if (b->rdx > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, b->rdx - cp.rdx);
1906         cp.rdx -= b->rdx;
1907         if (scale > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, scale - cp.rdx);
1908
1909         if (b->rdx == b->len) {
1910                 for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = !b->num[len - i - 1];
1911                 len -= i - 1;
1912         }
1913
1914         if (cp.cap == cp.len) bc_num_expand(&cp, cp.len + 1);
1915
1916         // We want an extra zero in front to make things simpler.
1917         cp.num[cp.len++] = 0;
1918         end = cp.len - len;
1919
1920         bc_num_expand(c, cp.len);
1921
1922         bc_num_zero(c);
1923         memset(c->num + end, 0, (c->cap - end) * sizeof(BcDig));
1924         c->rdx = cp.rdx;
1925         c->len = cp.len;
1926         p = b->num;
1927
1928         for (i = end - 1; !s && i < end; --i) {
1929                 n = cp.num + i;
1930                 for (q = 0; (!s && n[len] != 0) || bc_num_compare(n, p, len) >= 0; ++q)
1931                         bc_num_subArrays(n, p, len);
1932                 c->num[i] = q;
1933                 // a=2^100000
1934                 // scale=40000
1935                 // 1/a <- without check below, this will not be interruptible
1936                 if (G_interrupt) {
1937                         s = BC_STATUS_FAILURE;
1938                         break;
1939                 }
1940         }
1941
1942         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1943         bc_num_free(&cp);
1944
1945         return s;
1946 }
1947
1948 static BcStatus bc_num_r(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c,
1949                          BcNum *restrict d, size_t scale, size_t ts)
1950 {
1951         BcStatus s;
1952         BcNum temp;
1953         bool neg;
1954
1955         if (b->len == 0)
1956                 return bc_error("divide by zero");
1957
1958         if (a->len == 0) {
1959                 bc_num_setToZero(d, ts);
1960                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1961         }
1962
1963         bc_num_init(&temp, d->cap);
1964         s = bc_num_d(a, b, c, scale);
1965         if (s) goto err;
1966
1967         if (scale != 0) scale = ts;
1968
1969         s = bc_num_m(c, b, &temp, scale);
1970         if (s) goto err;
1971         s = bc_num_sub(a, &temp, d, scale);
1972         if (s) goto err;
1973
1974         if (ts > d->rdx && d->len) bc_num_extend(d, ts - d->rdx);
1975
1976         neg = d->neg;
1977         bc_num_retireMul(d, ts, a->neg, b->neg);
1978         d->neg = neg;
1979
1980 err:
1981         bc_num_free(&temp);
1982         return s;
1983 }
1984
1985 static BcStatus bc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1986 {
1987         BcStatus s;
1988         BcNum c1;
1989         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
1990
1991         bc_num_init(&c1, len);
1992         s = bc_num_r(a, b, &c1, c, scale, ts);
1993         bc_num_free(&c1);
1994
1995         return s;
1996 }
1997
1998 static BcStatus bc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1999 {
2000         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2001         BcNum copy;
2002         unsigned long pow;
2003         size_t i, powrdx, resrdx;
2004         bool neg, zero;
2005
2006         if (b->rdx) return bc_error("non integer number");
2007
2008         if (b->len == 0) {
2009                 bc_num_one(c);
2010                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2011         }
2012         else if (a->len == 0) {
2013                 bc_num_setToZero(c, scale);
2014                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2015         }
2016         else if (BC_NUM_ONE(b)) {
2017                 if (!b->neg)
2018                         bc_num_copy(c, a);
2019                 else
2020                         s = bc_num_inv(a, c, scale);
2021                 return s;
2022         }
2023
2024         neg = b->neg;
2025         b->neg = false;
2026
2027         s = bc_num_ulong(b, &pow);
2028         if (s) return s;
2029
2030         bc_num_init(&copy, a->len);
2031         bc_num_copy(&copy, a);
2032
2033         if (!neg) scale = BC_MIN(a->rdx * pow, BC_MAX(scale, a->rdx));
2034
2035         b->neg = neg;
2036
2037         for (powrdx = a->rdx; !(pow & 1); pow >>= 1) {
2038                 powrdx <<= 1;
2039                 s = bc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2040                 if (s) goto err;
2041                 // Not needed: bc_num_mul() has a check for ^C:
2042                 //if (G_interrupt) {
2043                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2044                 //      goto err;
2045                 //}
2046         }
2047
2048         bc_num_copy(c, &copy);
2049
2050         for (resrdx = powrdx, pow >>= 1; pow != 0; pow >>= 1) {
2051
2052                 powrdx <<= 1;
2053                 s = bc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2054                 if (s) goto err;
2055
2056                 if (pow & 1) {
2057                         resrdx += powrdx;
2058                         s = bc_num_mul(c, &copy, c, resrdx);
2059                         if (s) goto err;
2060                 }
2061                 // Not needed: bc_num_mul() has a check for ^C:
2062                 //if (G_interrupt) {
2063                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2064                 //      goto err;
2065                 //}
2066         }
2067
2068         if (neg) {
2069                 s = bc_num_inv(c, c, scale);
2070                 if (s) goto err;
2071         }
2072
2073         if (c->rdx > scale) bc_num_truncate(c, c->rdx - scale);
2074
2075         // We can't use bc_num_clean() here.
2076         for (zero = true, i = 0; zero && i < c->len; ++i) zero = !c->num[i];
2077         if (zero) bc_num_setToZero(c, scale);
2078
2079 err:
2080         bc_num_free(&copy);
2081         return s;
2082 }
2083
2084 static BcStatus bc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
2085                               BcNumBinaryOp op, size_t req)
2086 {
2087         BcStatus s;
2088         BcNum num2, *ptr_a, *ptr_b;
2089         bool init = false;
2090
2091         if (c == a) {
2092                 ptr_a = &num2;
2093                 memcpy(ptr_a, c, sizeof(BcNum));
2094                 init = true;
2095         }
2096         else
2097                 ptr_a = a;
2098
2099         if (c == b) {
2100                 ptr_b = &num2;
2101                 if (c != a) {
2102                         memcpy(ptr_b, c, sizeof(BcNum));
2103                         init = true;
2104                 }
2105         }
2106         else
2107                 ptr_b = b;
2108
2109         if (init)
2110                 bc_num_init(c, req);
2111         else
2112                 bc_num_expand(c, req);
2113
2114         s = op(ptr_a, ptr_b, c, scale);
2115
2116         if (init) bc_num_free(&num2);
2117
2118         return s;
2119 }
2120
2121 static bool bc_num_strValid(const char *val, size_t base)
2122 {
2123         BcDig b;
2124         bool small, radix = false;
2125         size_t i, len = strlen(val);
2126
2127         if (!len) return true;
2128
2129         small = base <= 10;
2130         b = (BcDig)(small ? base + '0' : base - 10 + 'A');
2131
2132         for (i = 0; i < len; ++i) {
2133
2134                 BcDig c = val[i];
2135
2136                 if (c == '.') {
2137
2138                         if (radix) return false;
2139
2140                         radix = true;
2141                         continue;
2142                 }
2143
2144                 if (c < '0' || (small && c >= b) || (c > '9' && (c < 'A' || c >= b)))
2145                         return false;
2146         }
2147
2148         return true;
2149 }
2150
2151 static void bc_num_parseDecimal(BcNum *n, const char *val)
2152 {
2153         size_t len, i;
2154         const char *ptr;
2155         bool zero = true;
2156
2157         for (i = 0; val[i] == '0'; ++i);
2158
2159         val += i;
2160         len = strlen(val);
2161         bc_num_zero(n);
2162
2163         if (len != 0) {
2164                 for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = val[i] == '0' || val[i] == '.';
2165                 bc_num_expand(n, len);
2166         }
2167
2168         ptr = strchr(val, '.');
2169
2170         n->rdx = 0;
2171         if (ptr != NULL)
2172                 n->rdx = (size_t)((val + len) - (ptr + 1));
2173
2174         if (!zero) {
2175                 for (i = len - 1; i < len; ++n->len, i -= 1 + (i && val[i - 1] == '.'))
2176                         n->num[n->len] = val[i] - '0';
2177         }
2178 }
2179
2180 static void bc_num_parseBase(BcNum *n, const char *val, BcNum *base)
2181 {
2182         BcStatus s;
2183         BcNum temp, mult, result;
2184         BcDig c = '\0';
2185         bool zero = true;
2186         unsigned long v;
2187         size_t i, digits, len = strlen(val);
2188
2189         bc_num_zero(n);
2190
2191         for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = (val[i] == '.' || val[i] == '0');
2192         if (zero) return;
2193
2194         bc_num_init(&temp, BC_NUM_DEF_SIZE);
2195         bc_num_init(&mult, BC_NUM_DEF_SIZE);
2196
2197         for (i = 0; i < len; ++i) {
2198
2199                 c = val[i];
2200                 if (c == '.') break;
2201
2202                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2203
2204                 s = bc_num_mul(n, base, &mult, 0);
2205                 if (s) goto int_err;
2206                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2207                 s = bc_num_add(&mult, &temp, n, 0);
2208                 if (s) goto int_err;
2209         }
2210
2211         if (i == len) {
2212                 c = val[i];
2213                 if (c == 0) goto int_err;
2214         }
2215
2216         bc_num_init(&result, base->len);
2217         bc_num_zero(&result);
2218         bc_num_one(&mult);
2219
2220         for (i += 1, digits = 0; i < len; ++i, ++digits) {
2221
2222                 c = val[i];
2223                 if (c == 0) break;
2224
2225                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2226
2227                 s = bc_num_mul(&result, base, &result, 0);
2228                 if (s) goto err;
2229                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2230                 s = bc_num_add(&result, &temp, &result, 0);
2231                 if (s) goto err;
2232                 s = bc_num_mul(&mult, base, &mult, 0);
2233                 if (s) goto err;
2234         }
2235
2236         s = bc_num_div(&result, &mult, &result, digits);
2237         if (s) goto err;
2238         s = bc_num_add(n, &result, n, digits);
2239         if (s) goto err;
2240
2241         if (n->len != 0) {
2242                 if (n->rdx < digits) bc_num_extend(n, digits - n->rdx);
2243         }
2244         else
2245                 bc_num_zero(n);
2246
2247 err:
2248         bc_num_free(&result);
2249 int_err:
2250         bc_num_free(&mult);
2251         bc_num_free(&temp);
2252 }
2253
2254 static void bc_num_printNewline(size_t *nchars, size_t line_len)
2255 {
2256         if (*nchars == line_len - 1) {
2257                 bb_putchar('\\');
2258                 bb_putchar('\n');
2259                 *nchars = 0;
2260         }
2261 }
2262
2263 #if ENABLE_DC
2264 static void bc_num_printChar(size_t num, size_t width, bool radix,
2265                              size_t *nchars, size_t line_len)
2266 {
2267         (void) radix, (void) line_len;
2268         bb_putchar((char) num);
2269         *nchars = *nchars + width;
2270 }
2271 #endif
2272
2273 static void bc_num_printDigits(size_t num, size_t width, bool radix,
2274                                size_t *nchars, size_t line_len)
2275 {
2276         size_t exp, pow;
2277
2278         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2279         bb_putchar(radix ? '.' : ' ');
2280         ++(*nchars);
2281
2282         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2283         for (exp = 0, pow = 1; exp < width - 1; ++exp, pow *= 10)
2284                 continue;
2285
2286         for (exp = 0; exp < width; pow /= 10, ++(*nchars), ++exp) {
2287                 size_t dig;
2288                 bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2289                 dig = num / pow;
2290                 num -= dig * pow;
2291                 bb_putchar(((char) dig) + '0');
2292         }
2293 }
2294
2295 static void bc_num_printHex(size_t num, size_t width, bool radix,
2296                             size_t *nchars, size_t line_len)
2297 {
2298         if (radix) {
2299                 bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2300                 bb_putchar('.');
2301                 *nchars += 1;
2302         }
2303
2304         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2305         bb_putchar(bb_hexdigits_upcase[num]);
2306         *nchars = *nchars + width;
2307 }
2308
2309 static void bc_num_printDecimal(BcNum *n, size_t *nchars, size_t len)
2310 {
2311         size_t i, rdx = n->rdx - 1;
2312
2313         if (n->neg) bb_putchar('-');
2314         (*nchars) += n->neg;
2315
2316         for (i = n->len - 1; i < n->len; --i)
2317                 bc_num_printHex((size_t) n->num[i], 1, i == rdx, nchars, len);
2318 }
2319
2320 static BcStatus bc_num_printNum(BcNum *n, BcNum *base, size_t width,
2321                                 size_t *nchars, size_t len, BcNumDigitOp print)
2322 {
2323         BcStatus s;
2324         BcVec stack;
2325         BcNum intp, fracp, digit, frac_len;
2326         unsigned long dig, *ptr;
2327         size_t i;
2328         bool radix;
2329
2330         if (n->len == 0) {
2331                 print(0, width, false, nchars, len);
2332                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2333         }
2334
2335         bc_vec_init(&stack, sizeof(long), NULL);
2336         bc_num_init(&intp, n->len);
2337         bc_num_init(&fracp, n->rdx);
2338         bc_num_init(&digit, width);
2339         bc_num_init(&frac_len, BC_NUM_INT(n));
2340         bc_num_copy(&intp, n);
2341         bc_num_one(&frac_len);
2342
2343         bc_num_truncate(&intp, intp.rdx);
2344         s = bc_num_sub(n, &intp, &fracp, 0);
2345         if (s) goto err;
2346
2347         while (intp.len != 0) {
2348                 s = bc_num_divmod(&intp, base, &intp, &digit, 0);
2349                 if (s) goto err;
2350                 s = bc_num_ulong(&digit, &dig);
2351                 if (s) goto err;
2352                 bc_vec_push(&stack, &dig);
2353         }
2354
2355         for (i = 0; i < stack.len; ++i) {
2356                 ptr = bc_vec_item_rev(&stack, i);
2357                 print(*ptr, width, false, nchars, len);
2358         }
2359
2360         if (!n->rdx) goto err;
2361
2362         for (radix = true; frac_len.len <= n->rdx; radix = false) {
2363                 s = bc_num_mul(&fracp, base, &fracp, n->rdx);
2364                 if (s) goto err;
2365                 s = bc_num_ulong(&fracp, &dig);
2366                 if (s) goto err;
2367                 bc_num_ulong2num(&intp, dig);
2368                 s = bc_num_sub(&fracp, &intp, &fracp, 0);
2369                 if (s) goto err;
2370                 print(dig, width, radix, nchars, len);
2371                 s = bc_num_mul(&frac_len, base, &frac_len, 0);
2372                 if (s) goto err;
2373         }
2374
2375 err:
2376         bc_num_free(&frac_len);
2377         bc_num_free(&digit);
2378         bc_num_free(&fracp);
2379         bc_num_free(&intp);
2380         bc_vec_free(&stack);
2381         return s;
2382 }
2383
2384 static BcStatus bc_num_printBase(BcNum *n, BcNum *base, size_t base_t,
2385                                  size_t *nchars, size_t line_len)
2386 {
2387         BcStatus s;
2388         size_t width, i;
2389         BcNumDigitOp print;
2390         bool neg = n->neg;
2391
2392         if (neg) bb_putchar('-');
2393         (*nchars) += neg;
2394
2395         n->neg = false;
2396
2397         if (base_t <= BC_NUM_MAX_IBASE) {
2398                 width = 1;
2399                 print = bc_num_printHex;
2400         }
2401         else {
2402                 for (i = base_t - 1, width = 0; i != 0; i /= 10, ++width);
2403                 print = bc_num_printDigits;
2404         }
2405
2406         s = bc_num_printNum(n, base, width, nchars, line_len, print);
2407         n->neg = neg;
2408
2409         return s;
2410 }
2411
2412 #if ENABLE_DC
2413 static BcStatus bc_num_stream(BcNum *n, BcNum *base, size_t *nchars, size_t len)
2414 {
2415         return bc_num_printNum(n, base, 1, nchars, len, bc_num_printChar);
2416 }
2417 #endif
2418
2419 static BcStatus bc_num_parse(BcNum *n, const char *val, BcNum *base,
2420                              size_t base_t)
2421 {
2422         if (!bc_num_strValid(val, base_t))
2423                 return bc_error("bad number string");
2424
2425         if (base_t == 10)
2426                 bc_num_parseDecimal(n, val);
2427         else
2428                 bc_num_parseBase(n, val, base);
2429
2430         return BC_STATUS_SUCCESS;
2431 }
2432
2433 static BcStatus bc_num_print(BcNum *n, BcNum *base, size_t base_t, bool newline,
2434                              size_t *nchars, size_t line_len)
2435 {
2436         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2437
2438         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2439
2440         if (n->len == 0) {
2441                 bb_putchar('0');
2442                 ++(*nchars);
2443         }
2444         else if (base_t == 10)
2445                 bc_num_printDecimal(n, nchars, line_len);
2446         else
2447                 s = bc_num_printBase(n, base, base_t, nchars, line_len);
2448
2449         if (newline) {
2450                 bb_putchar('\n');
2451                 *nchars = 0;
2452         }
2453
2454         return s;
2455 }
2456
2457 static BcStatus bc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2458 {
2459         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? bc_num_a : bc_num_s;
2460         (void) scale;
2461         return bc_num_binary(a, b, c, false, op, BC_NUM_AREQ(a, b));
2462 }
2463
2464 static BcStatus bc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2465 {
2466         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? bc_num_s : bc_num_a;
2467         (void) scale;
2468         return bc_num_binary(a, b, c, true, op, BC_NUM_AREQ(a, b));
2469 }
2470
2471 static BcStatus bc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2472 {
2473         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
2474         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_m, req);
2475 }
2476
2477 static BcStatus bc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2478 {
2479         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
2480         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_d, req);
2481 }
2482
2483 static BcStatus bc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2484 {
2485         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
2486         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_rem, req);
2487 }
2488
2489 static BcStatus bc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2490 {
2491         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_p, a->len * b->len + 1);
2492 }
2493
2494 static BcStatus bc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *restrict b, size_t scale)
2495 {
2496         BcStatus s;
2497         BcNum num1, num2, half, f, fprime, *x0, *x1, *temp;
2498         size_t pow, len, digs, digs1, resrdx, req, times = 0;
2499         ssize_t cmp = 1, cmp1 = SSIZE_MAX, cmp2 = SSIZE_MAX;
2500
2501         req = BC_MAX(scale, a->rdx) + ((BC_NUM_INT(a) + 1) >> 1) + 1;
2502         bc_num_expand(b, req);
2503
2504         if (a->len == 0) {
2505                 bc_num_setToZero(b, scale);
2506                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2507         }
2508         else if (a->neg)
2509                 return bc_error("negative number");
2510         else if (BC_NUM_ONE(a)) {
2511                 bc_num_one(b);
2512                 bc_num_extend(b, scale);
2513                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2514         }
2515
2516         scale = BC_MAX(scale, a->rdx) + 1;
2517         len = a->len + scale;
2518
2519         bc_num_init(&num1, len);
2520         bc_num_init(&num2, len);
2521         bc_num_init(&half, BC_NUM_DEF_SIZE);
2522
2523         bc_num_one(&half);
2524         half.num[0] = 5;
2525         half.rdx = 1;
2526
2527         bc_num_init(&f, len);
2528         bc_num_init(&fprime, len);
2529
2530         x0 = &num1;
2531         x1 = &num2;
2532
2533         bc_num_one(x0);
2534         pow = BC_NUM_INT(a);
2535
2536         if (pow) {
2537
2538                 if (pow & 1)
2539                         x0->num[0] = 2;
2540                 else
2541                         x0->num[0] = 6;
2542
2543                 pow -= 2 - (pow & 1);
2544
2545                 bc_num_extend(x0, pow);
2546
2547                 // Make sure to move the radix back.
2548                 x0->rdx -= pow;
2549         }
2550
2551         x0->rdx = digs = digs1 = 0;
2552         resrdx = scale + 2;
2553         len = BC_NUM_INT(x0) + resrdx - 1;
2554
2555         while (cmp != 0 || digs < len) {
2556
2557                 s = bc_num_div(a, x0, &f, resrdx);
2558                 if (s) goto err;
2559                 s = bc_num_add(x0, &f, &fprime, resrdx);
2560                 if (s) goto err;
2561                 s = bc_num_mul(&fprime, &half, x1, resrdx);
2562                 if (s) goto err;
2563
2564                 cmp = bc_num_cmp(x1, x0);
2565                 digs = x1->len - (unsigned long long) llabs(cmp);
2566
2567                 if (cmp == cmp2 && digs == digs1)
2568                         times += 1;
2569                 else
2570                         times = 0;
2571
2572                 resrdx += times > 4;
2573
2574                 cmp2 = cmp1;
2575                 cmp1 = cmp;
2576                 digs1 = digs;
2577
2578                 temp = x0;
2579                 x0 = x1;
2580                 x1 = temp;
2581         }
2582
2583         bc_num_copy(b, x0);
2584         scale -= 1;
2585         if (b->rdx > scale) bc_num_truncate(b, b->rdx - scale);
2586
2587 err:
2588         bc_num_free(&fprime);
2589         bc_num_free(&f);
2590         bc_num_free(&half);
2591         bc_num_free(&num2);
2592         bc_num_free(&num1);
2593         return s;
2594 }
2595
2596 static BcStatus bc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
2597                               size_t scale)
2598 {
2599         BcStatus s;
2600         BcNum num2, *ptr_a;
2601         bool init = false;
2602         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2603
2604         if (c == a) {
2605                 memcpy(&num2, c, sizeof(BcNum));
2606                 ptr_a = &num2;
2607                 bc_num_init(c, len);
2608                 init = true;
2609         }
2610         else {
2611                 ptr_a = a;
2612                 bc_num_expand(c, len);
2613         }
2614
2615         s = bc_num_r(ptr_a, b, c, d, scale, ts);
2616
2617         if (init) bc_num_free(&num2);
2618
2619         return s;
2620 }
2621
2622 #if ENABLE_DC
2623 static BcStatus bc_num_modexp(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *restrict d)
2624 {
2625         BcStatus s;
2626         BcNum base, exp, two, temp;
2627
2628         if (c->len == 0)
2629                 return bc_error("divide by zero");
2630         if (a->rdx || b->rdx || c->rdx)
2631                 return bc_error("non integer number");
2632         if (b->neg)
2633                 return bc_error("negative number");
2634
2635         bc_num_expand(d, c->len);
2636         bc_num_init(&base, c->len);
2637         bc_num_init(&exp, b->len);
2638         bc_num_init(&two, BC_NUM_DEF_SIZE);
2639         bc_num_init(&temp, b->len);
2640
2641         bc_num_one(&two);
2642         two.num[0] = 2;
2643         bc_num_one(d);
2644
2645         s = bc_num_rem(a, c, &base, 0);
2646         if (s) goto err;
2647         bc_num_copy(&exp, b);
2648
2649         while (exp.len != 0) {
2650
2651                 s = bc_num_divmod(&exp, &two, &exp, &temp, 0);
2652                 if (s) goto err;
2653
2654                 if (BC_NUM_ONE(&temp)) {
2655                         s = bc_num_mul(d, &base, &temp, 0);
2656                         if (s) goto err;
2657                         s = bc_num_rem(&temp, c, d, 0);
2658                         if (s) goto err;
2659                 }
2660
2661                 s = bc_num_mul(&base, &base, &temp, 0);
2662                 if (s) goto err;
2663                 s = bc_num_rem(&temp, c, &base, 0);
2664                 if (s) goto err;
2665         }
2666
2667 err:
2668         bc_num_free(&temp);
2669         bc_num_free(&two);
2670         bc_num_free(&exp);
2671         bc_num_free(&base);
2672         return s;
2673 }
2674 #endif // ENABLE_DC
2675
2676 static BcStatus bc_func_insert(BcFunc *f, char *name, bool var)
2677 {
2678         BcId a;
2679         size_t i;
2680
2681         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
2682                 if (strcmp(name, ((BcId *) bc_vec_item(&f->autos, i))->name) == 0)
2683                         return bc_error("function parameter or auto var has the same name as another");
2684         }
2685
2686         a.idx = var;
2687         a.name = name;
2688
2689         bc_vec_push(&f->autos, &a);
2690
2691         return BC_STATUS_SUCCESS;
2692 }
2693
2694 static void bc_func_init(BcFunc *f)
2695 {
2696         bc_char_vec_init(&f->code);
2697         bc_vec_init(&f->autos, sizeof(BcId), bc_id_free);
2698         bc_vec_init(&f->labels, sizeof(size_t), NULL);
2699         f->nparams = 0;
2700 }
2701
2702 static void bc_func_free(void *func)
2703 {
2704         BcFunc *f = (BcFunc *) func;
2705         bc_vec_free(&f->code);
2706         bc_vec_free(&f->autos);
2707         bc_vec_free(&f->labels);
2708 }
2709
2710 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len);
2711
2712 static void bc_array_init(BcVec *a, bool nums)
2713 {
2714         if (nums)
2715                 bc_vec_init(a, sizeof(BcNum), bc_num_free);
2716         else
2717                 bc_vec_init(a, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
2718         bc_array_expand(a, 1);
2719 }
2720
2721 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len)
2722 {
2723         BcResultData data;
2724
2725         if (a->size == sizeof(BcNum) && a->dtor == bc_num_free) {
2726                 while (len > a->len) {
2727                         bc_num_init(&data.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
2728                         bc_vec_push(a, &data.n);
2729                 }
2730         }
2731         else {
2732                 while (len > a->len) {
2733                         bc_array_init(&data.v, true);
2734                         bc_vec_push(a, &data.v);
2735                 }
2736         }
2737 }
2738
2739 static void bc_array_copy(BcVec *d, const BcVec *s)
2740 {
2741         size_t i;
2742
2743         bc_vec_pop_all(d);
2744         bc_vec_expand(d, s->cap);
2745         d->len = s->len;
2746
2747         for (i = 0; i < s->len; ++i) {
2748                 BcNum *dnum = bc_vec_item(d, i), *snum = bc_vec_item(s, i);
2749                 bc_num_init(dnum, snum->len);
2750                 bc_num_copy(dnum, snum);
2751         }
2752 }
2753
2754 static void bc_string_free(void *string)
2755 {
2756         free(*((char **) string));
2757 }
2758
2759 #if ENABLE_DC
2760 static void bc_result_copy(BcResult *d, BcResult *src)
2761 {
2762         d->t = src->t;
2763
2764         switch (d->t) {
2765
2766                 case BC_RESULT_TEMP:
2767                 case BC_RESULT_IBASE:
2768                 case BC_RESULT_SCALE:
2769                 case BC_RESULT_OBASE:
2770                 {
2771                         bc_num_init(&d->d.n, src->d.n.len);
2772                         bc_num_copy(&d->d.n, &src->d.n);
2773                         break;
2774                 }
2775
2776                 case BC_RESULT_VAR:
2777                 case BC_RESULT_ARRAY:
2778                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2779                 {
2780                         d->d.id.name = xstrdup(src->d.id.name);
2781                         break;
2782                 }
2783
2784                 case BC_RESULT_CONSTANT:
2785                 case BC_RESULT_LAST:
2786                 case BC_RESULT_ONE:
2787                 case BC_RESULT_STR:
2788                 {
2789                         memcpy(&d->d.n, &src->d.n, sizeof(BcNum));
2790                         break;
2791                 }
2792         }
2793 }
2794 #endif // ENABLE_DC
2795
2796 static void bc_result_free(void *result)
2797 {
2798         BcResult *r = (BcResult *) result;
2799
2800         switch (r->t) {
2801
2802                 case BC_RESULT_TEMP:
2803                 case BC_RESULT_IBASE:
2804                 case BC_RESULT_SCALE:
2805                 case BC_RESULT_OBASE:
2806                 {
2807                         bc_num_free(&r->d.n);
2808                         break;
2809                 }
2810
2811                 case BC_RESULT_VAR:
2812                 case BC_RESULT_ARRAY:
2813                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2814                 {
2815                         free(r->d.id.name);
2816                         break;
2817                 }
2818
2819                 default:
2820                 {
2821                         // Do nothing.
2822                         break;
2823                 }
2824         }
2825 }
2826
2827 static void bc_lex_lineComment(BcLex *l)
2828 {
2829         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2830         while (l->i < l->len && l->buf[l->i++] != '\n');
2831         --l->i;
2832 }
2833
2834 static void bc_lex_whitespace(BcLex *l)
2835 {
2836         char c;
2837         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2838         for (c = l->buf[l->i]; c != '\n' && isspace(c); c = l->buf[++l->i]);
2839 }
2840
2841 static BcStatus bc_lex_number(BcLex *l, char start)
2842 {
2843         const char *buf = l->buf + l->i;
2844         size_t len, hits = 0, bslashes = 0, i = 0, j;
2845         char c = buf[i];
2846         bool last_pt, pt = start == '.';
2847
2848         last_pt = pt;
2849         l->t.t = BC_LEX_NUMBER;
2850
2851         while (c != 0 && (isdigit(c) || (c >= 'A' && c <= 'F') ||
2852                           (c == '.' && !pt) || (c == '\\' && buf[i + 1] == '\n')))
2853         {
2854                 if (c != '\\') {
2855                         last_pt = c == '.';
2856                         pt = pt || last_pt;
2857                 }
2858                 else {
2859                         ++i;
2860                         bslashes += 1;
2861                 }
2862
2863                 c = buf[++i];
2864         }
2865
2866         len = i + !last_pt - bslashes * 2;
2867         if (len > BC_MAX_NUM)
2868                 return bc_error("number too long: must be [1, BC_NUM_MAX]");
2869
2870         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
2871         bc_vec_expand(&l->t.v, len + 1);
2872         bc_vec_push(&l->t.v, &start);
2873
2874         for (buf -= 1, j = 1; j < len + hits * 2; ++j) {
2875
2876                 c = buf[j];
2877
2878                 // If we have hit a backslash, skip it. We don't have
2879                 // to check for a newline because it's guaranteed.
2880                 if (hits < bslashes && c == '\\') {
2881                         ++hits;
2882                         ++j;
2883                         continue;
2884                 }
2885
2886                 bc_vec_push(&l->t.v, &c);
2887         }
2888
2889         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
2890         l->i += i;
2891
2892         return BC_STATUS_SUCCESS;
2893 }
2894
2895 static BcStatus bc_lex_name(BcLex *l)
2896 {
2897         size_t i = 0;
2898         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
2899         char c = buf[i];
2900
2901         l->t.t = BC_LEX_NAME;
2902
2903         while ((c >= 'a' && c <= 'z') || isdigit(c) || c == '_') c = buf[++i];
2904
2905         if (i > BC_MAX_STRING)
2906                 return bc_error("name too long: must be [1, BC_NAME_MAX]");
2907         bc_vec_string(&l->t.v, i, buf);
2908
2909         // Increment the index. We minus 1 because it has already been incremented.
2910         l->i += i - 1;
2911
2912         return BC_STATUS_SUCCESS;
2913 }
2914
2915 static void bc_lex_init(BcLex *l, BcLexNext next)
2916 {
2917         l->next = next;
2918         bc_char_vec_init(&l->t.v);
2919 }
2920
2921 static void bc_lex_free(BcLex *l)
2922 {
2923         bc_vec_free(&l->t.v);
2924 }
2925
2926 static void bc_lex_file(BcLex *l)
2927 {
2928         G.err_line = l->line = 1;
2929         l->newline = false;
2930 }
2931
2932 static BcStatus bc_lex_next(BcLex *l)
2933 {
2934         BcStatus s;
2935
2936         l->t.last = l->t.t;
2937         if (l->t.last == BC_LEX_EOF) return bc_error("end of file");
2938
2939         l->line += l->newline;
2940         G.err_line = l->line;
2941         l->t.t = BC_LEX_EOF;
2942
2943         l->newline = (l->i == l->len);
2944         if (l->newline) return BC_STATUS_SUCCESS;
2945
2946         // Loop until failure or we don't have whitespace. This
2947         // is so the parser doesn't get inundated with whitespace.
2948         do {
2949                 s = l->next(l);
2950         } while (!s && l->t.t == BC_LEX_WHITESPACE);
2951
2952         return s;
2953 }
2954
2955 static BcStatus bc_lex_text(BcLex *l, const char *text)
2956 {
2957         l->buf = text;
2958         l->i = 0;
2959         l->len = strlen(text);
2960         l->t.t = l->t.last = BC_LEX_INVALID;
2961         return bc_lex_next(l);
2962 }
2963
2964 #if ENABLE_BC
2965 static BcStatus bc_lex_identifier(BcLex *l)
2966 {
2967         BcStatus s;
2968         unsigned i;
2969         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
2970
2971         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bc_lex_kws); ++i) {
2972                 const char *keyword8 = bc_lex_kws[i].name8;
2973                 unsigned j = 0;
2974                 while (buf[j] != '\0' && buf[j] == keyword8[j]) {
2975                         j++;
2976                         if (j == 8) goto match;
2977                 }
2978                 if (keyword8[j] != '\0')
2979                         continue;
2980  match:
2981                 // buf starts with keyword bc_lex_kws[i]
2982                 l->t.t = BC_LEX_KEY_1st_keyword + i;
2983                 if (!((1 << i) & POSIX_KWORD_MASK)) {
2984                         s = bc_posix_error_fmt("%sthe '%.8s' keyword", "POSIX does not allow ", bc_lex_kws[i].name8);
2985                         if (s) return s;
2986                 }
2987
2988                 // We minus 1 because the index has already been incremented.
2989                 l->i += j - 1;
2990                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2991         }
2992
2993         s = bc_lex_name(l);
2994         if (s) return s;
2995
2996         if (l->t.v.len > 2) {
2997                 // Prevent this:
2998                 // >>> qwe=1
2999                 // bc: POSIX only allows one character names; the following is bad: 'qwe=1
3000                 // '
3001                 unsigned len = strchrnul(buf, '\n') - buf;
3002                 s = bc_posix_error_fmt("POSIX only allows one character names; the following is bad: '%.*s'", len, buf);
3003         }
3004
3005         return s;
3006 }
3007
3008 static BcStatus bc_lex_string(BcLex *l)
3009 {
3010         size_t len, nls = 0, i = l->i;
3011         char c;
3012
3013         l->t.t = BC_LEX_STR;
3014
3015         for (c = l->buf[i]; c != 0 && c != '"'; c = l->buf[++i]) nls += (c == '\n');
3016
3017         if (c == '\0') {
3018                 l->i = i;
3019                 return bc_error("string end could not be found");
3020         }
3021
3022         len = i - l->i;
3023         if (len > BC_MAX_STRING)
3024                 return bc_error("string too long: must be [1, BC_STRING_MAX]");
3025         bc_vec_string(&l->t.v, len, l->buf + l->i);
3026
3027         l->i = i + 1;
3028         l->line += nls;
3029         G.err_line = l->line;
3030
3031         return BC_STATUS_SUCCESS;
3032 }
3033
3034 static void bc_lex_assign(BcLex *l, BcLexType with, BcLexType without)
3035 {
3036         if (l->buf[l->i] == '=') {
3037                 ++l->i;
3038                 l->t.t = with;
3039         }
3040         else
3041                 l->t.t = without;
3042 }
3043
3044 static BcStatus bc_lex_comment(BcLex *l)
3045 {
3046         size_t i, nls = 0;
3047         const char *buf = l->buf;
3048
3049         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3050         i = ++l->i;
3051         for (;;) {
3052                 char c = buf[i];
3053  check_star:
3054                 if (c == '*') {
3055                         c = buf[++i];
3056                         if (c == '/')
3057                                 break;
3058                         goto check_star;
3059                 }
3060                 if (c == '\0') {
3061                         l->i = i;
3062                         return bc_error("comment end could not be found");
3063                 }
3064                 nls += (c == '\n');
3065                 i++;
3066         }
3067
3068         l->i = i + 1;
3069         l->line += nls;
3070         G.err_line = l->line;
3071
3072         return BC_STATUS_SUCCESS;
3073 }
3074
3075 static BcStatus bc_lex_token(BcLex *l)
3076 {
3077         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3078         char c = l->buf[l->i++], c2;
3079
3080         // This is the workhorse of the lexer.
3081         switch (c) {
3082
3083                 case '\0':
3084                 case '\n':
3085                 {
3086                         l->newline = true;
3087                         l->t.t = !c ? BC_LEX_EOF : BC_LEX_NLINE;
3088                         break;
3089                 }
3090
3091                 case '\t':
3092                 case '\v':
3093                 case '\f':
3094                 case '\r':
3095                 case ' ':
3096                 {
3097                         bc_lex_whitespace(l);
3098                         break;
3099                 }
3100
3101                 case '!':
3102                 {
3103                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_NE, BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
3104
3105                         if (l->t.t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
3106                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("!");
3107                                 if (s) return s;
3108                         }
3109
3110                         break;
3111                 }
3112
3113                 case '"':
3114                 {
3115                         s = bc_lex_string(l);
3116                         break;
3117                 }
3118
3119                 case '#':
3120                 {
3121                         s = bc_POSIX_does_not_allow("'#' script comments");
3122                         if (s) return s;
3123
3124                         bc_lex_lineComment(l);
3125
3126                         break;
3127                 }
3128
3129                 case '%':
3130                 {
3131                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS, BC_LEX_OP_MODULUS);
3132                         break;
3133                 }
3134
3135                 case '&':
3136                 {
3137                         c2 = l->buf[l->i];
3138                         if (c2 == '&') {
3139
3140                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("&&");
3141                                 if (s) return s;
3142
3143                                 ++l->i;
3144                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_AND;
3145                         }
3146                         else {
3147                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3148                                 s = bc_error_bad_character('&');
3149                         }
3150
3151                         break;
3152                 }
3153
3154                 case '(':
3155                 case ')':
3156                 {
3157                         l->t.t = (BcLexType)(c - '(' + BC_LEX_LPAREN);
3158                         break;
3159                 }
3160
3161                 case '*':
3162                 {
3163                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY, BC_LEX_OP_MULTIPLY);
3164                         break;
3165                 }
3166
3167                 case '+':
3168                 {
3169                         c2 = l->buf[l->i];
3170                         if (c2 == '+') {
3171                                 ++l->i;
3172                                 l->t.t = BC_LEX_OP_INC;
3173                         }
3174                         else
3175                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS, BC_LEX_OP_PLUS);
3176                         break;
3177                 }
3178
3179                 case ',':
3180                 {
3181                         l->t.t = BC_LEX_COMMA;
3182                         break;
3183                 }
3184
3185                 case '-':
3186                 {
3187                         c2 = l->buf[l->i];
3188                         if (c2 == '-') {
3189                                 ++l->i;
3190                                 l->t.t = BC_LEX_OP_DEC;
3191                         }
3192                         else
3193                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS, BC_LEX_OP_MINUS);
3194                         break;
3195                 }
3196
3197                 case '.':
3198                 {
3199                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3200                                 s = bc_lex_number(l, c);
3201                         else {
3202                                 l->t.t = BC_LEX_KEY_LAST;
3203                                 s = bc_POSIX_does_not_allow("a period ('.') as a shortcut for the last result");
3204                         }
3205                         break;
3206                 }
3207
3208                 case '/':
3209                 {
3210                         c2 = l->buf[l->i];
3211                         if (c2 == '*')
3212                                 s = bc_lex_comment(l);
3213                         else
3214                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE, BC_LEX_OP_DIVIDE);
3215                         break;
3216                 }
3217
3218                 case '0':
3219                 case '1':
3220                 case '2':
3221                 case '3':
3222                 case '4':
3223                 case '5':
3224                 case '6':
3225                 case '7':
3226                 case '8':
3227                 case '9':
3228                 case 'A':
3229                 case 'B':
3230                 case 'C':
3231                 case 'D':
3232                 case 'E':
3233                 case 'F':
3234                 {
3235                         s = bc_lex_number(l, c);
3236                         break;
3237                 }
3238
3239                 case ';':
3240                 {
3241                         l->t.t = BC_LEX_SCOLON;
3242                         break;
3243                 }
3244
3245                 case '<':
3246                 {
3247                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_LT);
3248                         break;
3249                 }
3250
3251                 case '=':
3252                 {
3253                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_ASSIGN);
3254                         break;
3255                 }
3256
3257                 case '>':
3258                 {
3259                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_GT);
3260                         break;
3261                 }
3262
3263                 case '[':
3264                 case ']':
3265                 {
3266                         l->t.t = (BcLexType)(c - '[' + BC_LEX_LBRACKET);
3267                         break;
3268                 }
3269
3270                 case '\\':
3271                 {
3272                         if (l->buf[l->i] == '\n') {
3273                                 l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3274                                 ++l->i;
3275                         }
3276                         else
3277                                 s = bc_error_bad_character(c);
3278                         break;
3279                 }
3280
3281                 case '^':
3282                 {
3283                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER, BC_LEX_OP_POWER);
3284                         break;
3285                 }
3286
3287                 case 'a':
3288                 case 'b':
3289                 case 'c':
3290                 case 'd':
3291                 case 'e':
3292                 case 'f':
3293                 case 'g':
3294                 case 'h':
3295                 case 'i':
3296                 case 'j':
3297                 case 'k':
3298                 case 'l':
3299                 case 'm':
3300                 case 'n':
3301                 case 'o':
3302                 case 'p':
3303                 case 'q':
3304                 case 'r':
3305                 case 's':
3306                 case 't':
3307                 case 'u':
3308                 case 'v':
3309                 case 'w':
3310                 case 'x':
3311                 case 'y':
3312                 case 'z':
3313                 {
3314                         s = bc_lex_identifier(l);
3315                         break;
3316                 }
3317
3318                 case '{':
3319                 case '}':
3320                 {
3321                         l->t.t = (BcLexType)(c - '{' + BC_LEX_LBRACE);
3322                         break;
3323                 }
3324
3325                 case '|':
3326                 {
3327                         c2 = l->buf[l->i];
3328
3329                         if (c2 == '|') {
3330                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("||");
3331                                 if (s) return s;
3332
3333                                 ++l->i;
3334                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_OR;
3335                         }
3336                         else {
3337                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3338                                 s = bc_error_bad_character(c);
3339                         }
3340
3341                         break;
3342                 }
3343
3344                 default:
3345                 {
3346                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3347                         s = bc_error_bad_character(c);
3348                         break;
3349                 }
3350         }
3351
3352         return s;
3353 }
3354 #endif // ENABLE_BC
3355
3356 #if ENABLE_DC
3357 static BcStatus dc_lex_register(BcLex *l)
3358 {
3359         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3360
3361         if (isspace(l->buf[l->i - 1])) {
3362                 bc_lex_whitespace(l);
3363                 ++l->i;
3364                 if (!G_exreg)
3365                         s = bc_error("extended register");
3366                 else
3367                         s = bc_lex_name(l);
3368         }
3369         else {
3370                 bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3371                 bc_vec_pushByte(&l->t.v, l->buf[l->i - 1]);
3372                 bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3373                 l->t.t = BC_LEX_NAME;
3374         }
3375
3376         return s;
3377 }
3378
3379 static BcStatus dc_lex_string(BcLex *l)
3380 {
3381         size_t depth = 1, nls = 0, i = l->i;
3382         char c;
3383
3384         l->t.t = BC_LEX_STR;
3385         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3386
3387         for (c = l->buf[i]; c != 0 && depth; c = l->buf[++i]) {
3388
3389                 depth += (c == '[' && (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\'));
3390                 depth -= (c == ']' && (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\'));
3391                 nls += (c == '\n');
3392
3393                 if (depth) bc_vec_push(&l->t.v, &c);
3394         }
3395
3396         if (c == '\0') {
3397                 l->i = i;
3398                 return bc_error("string end could not be found");
3399         }
3400
3401         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3402         if (i - l->i > BC_MAX_STRING)
3403                 return bc_error("string too long: must be [1, BC_STRING_MAX]");
3404
3405         l->i = i;
3406         l->line += nls;
3407         G.err_line = l->line;
3408
3409         return BC_STATUS_SUCCESS;
3410 }
3411
3412 static BcStatus dc_lex_token(BcLex *l)
3413 {
3414         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3415         char c = l->buf[l->i++], c2;
3416         size_t i;
3417
3418         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(dc_lex_regs); ++i) {
3419                 if (l->t.last == dc_lex_regs[i])
3420                         return dc_lex_register(l);
3421         }
3422
3423         if (c >= '%' && c <= '~' &&
3424             (l->t.t = dc_lex_tokens[(c - '%')]) != BC_LEX_INVALID)
3425         {
3426                 return s;
3427         }
3428
3429         // This is the workhorse of the lexer.
3430         switch (c) {
3431
3432                 case '\0':
3433                 {
3434                         l->t.t = BC_LEX_EOF;
3435                         break;
3436                 }
3437
3438                 case '\n':
3439                 case '\t':
3440                 case '\v':
3441                 case '\f':
3442                 case '\r':
3443                 case ' ':
3444                 {
3445                         l->newline = (c == '\n');
3446                         bc_lex_whitespace(l);
3447                         break;
3448                 }
3449
3450                 case '!':
3451                 {
3452                         c2 = l->buf[l->i];
3453
3454                         if (c2 == '=')
3455                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_NE;
3456                         else if (c2 == '<')
3457                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_LE;
3458                         else if (c2 == '>')
3459                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_GE;
3460                         else
3461                                 return bc_error_bad_character(c);
3462
3463                         ++l->i;
3464                         break;
3465                 }
3466
3467                 case '#':
3468                 {
3469                         bc_lex_lineComment(l);
3470                         break;
3471                 }
3472
3473                 case '.':
3474                 {
3475                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3476                                 s = bc_lex_number(l, c);
3477                         else
3478                                 s = bc_error_bad_character(c);
3479                         break;
3480                 }
3481
3482                 case '0':
3483                 case '1':
3484                 case '2':
3485                 case '3':
3486                 case '4':
3487                 case '5':
3488                 case '6':
3489                 case '7':
3490                 case '8':
3491                 case '9':
3492                 case 'A':
3493                 case 'B':
3494                 case 'C':
3495                 case 'D':
3496                 case 'E':
3497                 case 'F':
3498                 {
3499                         s = bc_lex_number(l, c);
3500                         break;
3501                 }
3502
3503                 case '[':
3504                 {
3505                         s = dc_lex_string(l);
3506                         break;
3507                 }
3508
3509                 default:
3510                 {
3511                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3512                         s = bc_error_bad_character(c);
3513                         break;
3514                 }
3515         }
3516
3517         return s;
3518 }
3519 #endif // ENABLE_DC
3520
3521 static void bc_parse_addFunc(BcParse *p, char *name, size_t *idx)
3522 {
3523         bc_program_addFunc(name, idx);
3524         p->func = bc_vec_item(&G.prog.fns, p->fidx);
3525 }
3526
3527 static void bc_parse_pushName(BcParse *p, char *name)
3528 {
3529         size_t i = 0, len = strlen(name);
3530
3531         for (; i < len; ++i) bc_parse_push(p, name[i]);
3532         bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
3533
3534         free(name);
3535 }
3536
3537 static void bc_parse_pushIndex(BcParse *p, size_t idx)
3538 {
3539         unsigned char amt, i, nums[sizeof(size_t)];
3540
3541         for (amt = 0; idx; ++amt) {
3542                 nums[amt] = (char) idx;
3543                 idx = (idx & ((unsigned long) ~(UCHAR_MAX))) >> sizeof(char) * CHAR_BIT;
3544         }
3545
3546         bc_parse_push(p, amt);
3547         for (i = 0; i < amt; ++i) bc_parse_push(p, nums[i]);
3548 }
3549
3550 static void bc_parse_number(BcParse *p, BcInst *prev, size_t *nexs)
3551 {
3552         char *num = xstrdup(p->l.t.v.v);
3553         size_t idx = G.prog.consts.len;
3554
3555         bc_vec_push(&G.prog.consts, &num);
3556
3557         bc_parse_push(p, BC_INST_NUM);
3558         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3559
3560         ++(*nexs);
3561         (*prev) = BC_INST_NUM;
3562 }
3563
3564 static BcStatus bc_parse_text(BcParse *p, const char *text)
3565 {
3566         BcStatus s;
3567
3568         p->func = bc_vec_item(&G.prog.fns, p->fidx);
3569
3570         if (!text[0] && !BC_PARSE_CAN_EXEC(p)) {
3571                 p->l.t.t = BC_LEX_INVALID;
3572                 s = p->parse(p);
3573                 if (s) return s;
3574                 if (!BC_PARSE_CAN_EXEC(p))
3575                         return bc_error("file is not executable");
3576         }
3577
3578         return bc_lex_text(&p->l, text);
3579 }
3580
3581 // Called when bc/dc_parse_parse() detects a failure,
3582 // resets parsing structures.
3583 static void bc_parse_reset(BcParse *p)
3584 {
3585         if (p->fidx != BC_PROG_MAIN) {
3586                 p->func->nparams = 0;
3587                 bc_vec_pop_all(&p->func->code);
3588                 bc_vec_pop_all(&p->func->autos);
3589                 bc_vec_pop_all(&p->func->labels);
3590
3591                 bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
3592         }
3593
3594         p->l.i = p->l.len;
3595         p->l.t.t = BC_LEX_EOF;
3596         p->auto_part = (p->nbraces = 0);
3597
3598         bc_vec_npop(&p->flags, p->flags.len - 1);
3599         bc_vec_pop_all(&p->exits);
3600         bc_vec_pop_all(&p->conds);
3601         bc_vec_pop_all(&p->ops);
3602
3603         bc_program_reset();
3604 }
3605
3606 static void bc_parse_free(BcParse *p)
3607 {
3608         bc_vec_free(&p->flags);
3609         bc_vec_free(&p->exits);
3610         bc_vec_free(&p->conds);
3611         bc_vec_free(&p->ops);
3612         bc_lex_free(&p->l);
3613 }
3614
3615 static void bc_parse_create(BcParse *p, size_t func,
3616                             BcParseParse parse, BcLexNext next)
3617 {
3618         memset(p, 0, sizeof(BcParse));
3619
3620         bc_lex_init(&p->l, next);
3621         bc_vec_init(&p->flags, sizeof(uint8_t), NULL);
3622         bc_vec_init(&p->exits, sizeof(BcInstPtr), NULL);
3623         bc_vec_init(&p->conds, sizeof(size_t), NULL);
3624         bc_vec_pushZeroByte(&p->flags);
3625         bc_vec_init(&p->ops, sizeof(BcLexType), NULL);
3626
3627         p->parse = parse;
3628         // p->auto_part = p->nbraces = 0; - already is
3629         bc_parse_updateFunc(p, func);
3630 }
3631
3632 #if ENABLE_BC
3633
3634 #define BC_PARSE_TOP_OP(p) (*((BcLexType *) bc_vec_top(&(p)->ops)))
3635 #define BC_PARSE_LEAF(p, rparen)                                \
3636         (((p) >= BC_INST_NUM && (p) <= BC_INST_SQRT) || (rparen) || \
3637          (p) == BC_INST_INC_POST || (p) == BC_INST_DEC_POST)
3638
3639 // We can calculate the conversion between tokens and exprs by subtracting the
3640 // position of the first operator in the lex enum and adding the position of the
3641 // first in the expr enum. Note: This only works for binary operators.
3642 #define BC_PARSE_TOKEN_INST(t) ((char) ((t) -BC_LEX_NEG + BC_INST_NEG))
3643
3644 static BcStatus bc_parse_else(BcParse *p);
3645 static BcStatus bc_parse_stmt(BcParse *p);
3646 static BcStatus bc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next);
3647 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next);
3648
3649 static BcStatus bc_parse_operator(BcParse *p, BcLexType type, size_t start,
3650                                   size_t *nexprs, bool next)
3651 {
3652         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3653         BcLexType t;
3654         char l, r = bc_parse_op_PREC(type - BC_LEX_OP_INC);
3655         bool left = bc_parse_op_LEFT(type - BC_LEX_OP_INC);
3656
3657         while (p->ops.len > start) {
3658
3659                 t = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3660                 if (t == BC_LEX_LPAREN) break;
3661
3662                 l = bc_parse_op_PREC(t - BC_LEX_OP_INC);
3663                 if (l >= r && (l != r || !left)) break;
3664
3665                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_TOKEN_INST(t));
3666                 bc_vec_pop(&p->ops);
3667                 *nexprs -= t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && t != BC_LEX_NEG;
3668         }
3669
3670         bc_vec_push(&p->ops, &type);
3671         if (next) s = bc_lex_next(&p->l);
3672
3673         return s;
3674 }
3675
3676 static BcStatus bc_parse_rightParen(BcParse *p, size_t ops_bgn, size_t *nexs)
3677 {
3678         BcLexType top;
3679
3680         if (p->ops.len <= ops_bgn)
3681                 return bc_error_bad_expression();
3682         top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3683
3684         while (top != BC_LEX_LPAREN) {
3685
3686                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_TOKEN_INST(top));
3687
3688                 bc_vec_pop(&p->ops);
3689                 *nexs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
3690
3691                 if (p->ops.len <= ops_bgn)
3692                         return bc_error_bad_expression();
3693                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3694         }
3695
3696         bc_vec_pop(&p->ops);
3697
3698         return bc_lex_next(&p->l);
3699 }
3700
3701 static BcStatus bc_parse_params(BcParse *p, uint8_t flags)
3702 {
3703         BcStatus s;
3704         bool comma = false;
3705         size_t nparams;
3706
3707         s = bc_lex_next(&p->l);
3708         if (s) return s;
3709
3710         for (nparams = 0; p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN; ++nparams) {
3711
3712                 flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3713                 s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_param);
3714                 if (s) return s;
3715
3716                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
3717                 if (comma) {
3718                         s = bc_lex_next(&p->l);
3719                         if (s) return s;
3720                 }
3721         }
3722
3723         if (comma) return bc_error_bad_token();
3724         bc_parse_push(p, BC_INST_CALL);
3725         bc_parse_pushIndex(p, nparams);
3726
3727         return BC_STATUS_SUCCESS;
3728 }
3729
3730 static BcStatus bc_parse_call(BcParse *p, char *name, uint8_t flags)
3731 {
3732         BcStatus s;
3733         BcId entry, *entry_ptr;
3734         size_t idx;
3735
3736         entry.name = name;
3737
3738         s = bc_parse_params(p, flags);
3739         if (s) goto err;
3740
3741         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3742                 s = bc_error_bad_token();
3743                 goto err;
3744         }
3745
3746         idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3747
3748         if (idx == BC_VEC_INVALID_IDX) {
3749                 name = xstrdup(entry.name);
3750                 bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
3751                 idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3752                 free(entry.name);
3753         }
3754         else
3755                 free(name);
3756
3757         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3758         bc_parse_pushIndex(p, entry_ptr->idx);
3759
3760         return bc_lex_next(&p->l);
3761
3762 err:
3763         free(name);
3764         return s;
3765 }
3766
3767 static BcStatus bc_parse_name(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3768 {
3769         BcStatus s;
3770         char *name;
3771
3772         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
3773         s = bc_lex_next(&p->l);
3774         if (s) goto err;
3775
3776         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACKET) {
3777
3778                 s = bc_lex_next(&p->l);
3779                 if (s) goto err;
3780
3781                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACKET) {
3782
3783                         if (!(flags & BC_PARSE_ARRAY)) {
3784                                 s = bc_error_bad_expression();
3785                                 goto err;
3786                         }
3787
3788                         *type = BC_INST_ARRAY;
3789                 }
3790                 else {
3791
3792                         *type = BC_INST_ARRAY_ELEM;
3793
3794                         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3795                         s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_elem);
3796                         if (s) goto err;
3797                 }
3798
3799                 s = bc_lex_next(&p->l);
3800                 if (s) goto err;
3801                 bc_parse_push(p, *type);
3802                 bc_parse_pushName(p, name);
3803         }
3804         else if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN) {
3805
3806                 if (flags & BC_PARSE_NOCALL) {
3807                         s = bc_error_bad_token();
3808                         goto err;
3809                 }
3810
3811                 *type = BC_INST_CALL;
3812                 s = bc_parse_call(p, name, flags);
3813         }
3814         else {
3815                 *type = BC_INST_VAR;
3816                 bc_parse_push(p, BC_INST_VAR);
3817                 bc_parse_pushName(p, name);
3818         }
3819
3820         return s;
3821
3822 err:
3823         free(name);
3824         return s;
3825 }
3826
3827 static BcStatus bc_parse_read(BcParse *p)
3828 {
3829         BcStatus s;
3830
3831         s = bc_lex_next(&p->l);
3832         if (s) return s;
3833         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
3834
3835         s = bc_lex_next(&p->l);
3836         if (s) return s;
3837         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
3838
3839         bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
3840
3841         return bc_lex_next(&p->l);
3842 }
3843
3844 static BcStatus bc_parse_builtin(BcParse *p, BcLexType type, uint8_t flags,
3845                                  BcInst *prev)
3846 {
3847         BcStatus s;
3848
3849         s = bc_lex_next(&p->l);
3850         if (s) return s;
3851         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
3852
3853         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3854
3855         s = bc_lex_next(&p->l);
3856         if (s) return s;
3857
3858         s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_rel);
3859         if (s) return s;
3860
3861         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
3862
3863         *prev = (type == BC_LEX_KEY_LENGTH) ? BC_INST_LENGTH : BC_INST_SQRT;
3864         bc_parse_push(p, *prev);
3865
3866         return bc_lex_next(&p->l);
3867 }
3868
3869 static BcStatus bc_parse_scale(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3870 {
3871         BcStatus s;
3872
3873         s = bc_lex_next(&p->l);
3874         if (s) return s;
3875
3876         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) {
3877                 *type = BC_INST_SCALE;
3878                 bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3879                 return BC_STATUS_SUCCESS;
3880         }
3881
3882         *type = BC_INST_SCALE_FUNC;
3883         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3884
3885         s = bc_lex_next(&p->l);
3886         if (s) return s;
3887
3888         s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_rel);
3889         if (s) return s;
3890         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
3891         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE_FUNC);
3892
3893         return bc_lex_next(&p->l);
3894 }
3895
3896 static BcStatus bc_parse_incdec(BcParse *p, BcInst *prev, bool *paren_expr,
3897                                 size_t *nexprs, uint8_t flags)
3898 {
3899         BcStatus s;
3900         BcLexType type;
3901         char inst;
3902         BcInst etype = *prev;
3903
3904         if (etype == BC_INST_VAR || etype == BC_INST_ARRAY_ELEM ||
3905             etype == BC_INST_SCALE || etype == BC_INST_LAST ||
3906             etype == BC_INST_IBASE || etype == BC_INST_OBASE)
3907         {
3908                 *prev = inst = BC_INST_INC_POST + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3909                 bc_parse_push(p, inst);
3910                 s = bc_lex_next(&p->l);
3911         }
3912         else {
3913
3914                 *prev = inst = BC_INST_INC_PRE + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3915                 *paren_expr = true;
3916
3917                 s = bc_lex_next(&p->l);
3918                 if (s) return s;
3919                 type = p->l.t.t;
3920
3921                 // Because we parse the next part of the expression
3922                 // right here, we need to increment this.
3923                 *nexprs = *nexprs + 1;
3924
3925                 switch (type) {
3926
3927                         case BC_LEX_NAME:
3928                         {
3929                                 s = bc_parse_name(p, prev, flags | BC_PARSE_NOCALL);
3930                                 break;
3931                         }
3932
3933                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
3934                         case BC_LEX_KEY_LAST:
3935                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
3936                         {
3937                                 bc_parse_push(p, type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
3938                                 s = bc_lex_next(&p->l);
3939                                 break;
3940                         }
3941
3942                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
3943                         {
3944                                 s = bc_lex_next(&p->l);
3945                                 if (s) return s;
3946                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN)
3947                                         s = bc_error_bad_token();
3948                                 else
3949                                         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3950                                 break;
3951                         }
3952
3953                         default:
3954                         {
3955                                 s = bc_error_bad_token();
3956                                 break;
3957                         }
3958                 }
3959
3960                 if (!s) bc_parse_push(p, inst);
3961         }
3962
3963         return s;
3964 }
3965
3966 static BcStatus bc_parse_minus(BcParse *p, BcInst *prev, size_t ops_bgn,
3967                                bool rparen, size_t *nexprs)
3968 {
3969         BcStatus s;
3970         BcLexType type;
3971         BcInst etype = *prev;
3972
3973         s = bc_lex_next(&p->l);
3974         if (s) return s;
3975
3976         type = rparen || etype == BC_INST_INC_POST || etype == BC_INST_DEC_POST ||
3977                        (etype >= BC_INST_NUM && etype <= BC_INST_SQRT) ?
3978                    BC_LEX_OP_MINUS :
3979                    BC_LEX_NEG;
3980         *prev = BC_PARSE_TOKEN_INST(type);
3981
3982         // We can just push onto the op stack because this is the largest
3983         // precedence operator that gets pushed. Inc/dec does not.
3984         if (type != BC_LEX_OP_MINUS)
3985                 bc_vec_push(&p->ops, &type);
3986         else
3987                 s = bc_parse_operator(p, type, ops_bgn, nexprs, false);
3988
3989         return s;
3990 }
3991
3992 static BcStatus bc_parse_string(BcParse *p, char inst)
3993 {
3994         char *str = xstrdup(p->l.t.v.v);
3995
3996         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
3997         bc_parse_pushIndex(p, G.prog.strs.len);
3998         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
3999         bc_parse_push(p, inst);
4000
4001         return bc_lex_next(&p->l);
4002 }
4003
4004 static BcStatus bc_parse_print(BcParse *p)
4005 {
4006         BcStatus s;
4007         BcLexType type;
4008         bool comma = false;
4009
4010         s = bc_lex_next(&p->l);
4011         if (s) return s;
4012
4013         type = p->l.t.t;
4014
4015         if (type == BC_LEX_SCOLON || type == BC_LEX_NLINE)
4016                 return bc_error("bad print statement");
4017
4018         while (!s && type != BC_LEX_SCOLON && type != BC_LEX_NLINE) {
4019
4020                 if (type == BC_LEX_STR)
4021                         s = bc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_POP);
4022                 else {
4023                         s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_print);
4024                         if (s) return s;
4025                         bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT_POP);
4026                 }
4027
4028                 if (s) return s;
4029
4030                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4031                 if (comma) s = bc_lex_next(&p->l);
4032                 type = p->l.t.t;
4033         }
4034
4035         if (s) return s;
4036         if (comma) return bc_error_bad_token();
4037
4038         return bc_lex_next(&p->l);
4039 }
4040
4041 static BcStatus bc_parse_return(BcParse *p)
4042 {
4043         BcStatus s;
4044         BcLexType t;
4045         bool paren;
4046
4047         if (!BC_PARSE_FUNC(p)) return bc_error_bad_token();
4048
4049         s = bc_lex_next(&p->l);
4050         if (s) return s;
4051
4052         t = p->l.t.t;
4053         paren = t == BC_LEX_LPAREN;
4054
4055         if (t == BC_LEX_NLINE || t == BC_LEX_SCOLON)
4056                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4057         else {
4058
4059                 s = bc_parse_expr_empty_ok(p, 0, bc_parse_next_expr);
4060                 if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP) {
4061                         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4062                         s = bc_lex_next(&p->l);
4063                 }
4064                 if (s) return s;
4065
4066                 if (!paren || p->l.t.last != BC_LEX_RPAREN) {
4067                         s = bc_POSIX_requires("parentheses around return expressions");
4068                         if (s) return s;
4069                 }
4070
4071                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET);
4072         }
4073
4074         return s;
4075 }
4076
4077 static BcStatus bc_parse_endBody(BcParse *p, bool brace)
4078 {
4079         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4080
4081         if (p->flags.len <= 1 || (brace && p->nbraces == 0))
4082                 return bc_error_bad_token();
4083
4084         if (brace) {
4085
4086                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACE) {
4087                         if (!p->nbraces) return bc_error_bad_token();
4088                         --p->nbraces;
4089                         s = bc_lex_next(&p->l);
4090                         if (s) return s;
4091                 }
4092                 else
4093                         return bc_error_bad_token();
4094         }
4095
4096         if (BC_PARSE_IF(p)) {
4097
4098                 uint8_t *flag_ptr;
4099
4100                 while (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) {
4101                         s = bc_lex_next(&p->l);
4102                         if (s) return s;
4103                 }
4104
4105                 bc_vec_pop(&p->flags);
4106
4107                 flag_ptr = BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(p);
4108                 *flag_ptr = (*flag_ptr | BC_PARSE_FLAG_IF_END);
4109
4110                 if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_ELSE) s = bc_parse_else(p);
4111         }
4112         else if (BC_PARSE_ELSE(p)) {
4113
4114                 BcInstPtr *ip;
4115                 size_t *label;
4116
4117                 bc_vec_pop(&p->flags);
4118
4119                 ip = bc_vec_top(&p->exits);
4120                 label = bc_vec_item(&p->func->labels, ip->idx);
4121                 *label = p->func->code.len;
4122
4123                 bc_vec_pop(&p->exits);
4124         }
4125         else if (BC_PARSE_FUNC_INNER(p)) {
4126                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4127                 bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
4128                 bc_vec_pop(&p->flags);
4129         }
4130         else {
4131
4132                 BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&p->exits);
4133                 size_t *label = bc_vec_top(&p->conds);
4134
4135                 bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4136                 bc_parse_pushIndex(p, *label);
4137
4138                 label = bc_vec_item(&p->func->labels, ip->idx);
4139                 *label = p->func->code.len;
4140
4141                 bc_vec_pop(&p->flags);
4142                 bc_vec_pop(&p->exits);
4143                 bc_vec_pop(&p->conds);
4144         }
4145
4146         return s;
4147 }
4148
4149 static void bc_parse_startBody(BcParse *p, uint8_t flags)
4150 {
4151         uint8_t *flag_ptr = BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(p);
4152         flags |= (*flag_ptr & (BC_PARSE_FLAG_FUNC | BC_PARSE_FLAG_LOOP));
4153         flags |= BC_PARSE_FLAG_BODY;
4154         bc_vec_push(&p->flags, &flags);
4155 }
4156
4157 static void bc_parse_noElse(BcParse *p)
4158 {
4159         BcInstPtr *ip;
4160         size_t *label;
4161         uint8_t *flag_ptr = BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(p);
4162
4163         *flag_ptr = (*flag_ptr & ~(BC_PARSE_FLAG_IF_END));
4164
4165         ip = bc_vec_top(&p->exits);
4166         label = bc_vec_item(&p->func->labels, ip->idx);
4167         *label = p->func->code.len;
4168
4169         bc_vec_pop(&p->exits);
4170 }
4171
4172 static BcStatus bc_parse_if(BcParse *p)
4173 {
4174         BcStatus s;
4175         BcInstPtr ip;
4176
4177         s = bc_lex_next(&p->l);
4178         if (s) return s;
4179         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
4180
4181         s = bc_lex_next(&p->l);
4182         if (s) return s;
4183         s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL, bc_parse_next_rel);
4184         if (s) return s;
4185         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
4186
4187         s = bc_lex_next(&p->l);
4188         if (s) return s;
4189         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
4190
4191         ip.idx = p->func->labels.len;
4192         ip.func = ip.len = 0;
4193
4194         bc_parse_pushIndex(p, ip.idx);
4195         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4196         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4197         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_IF);
4198
4199         return BC_STATUS_SUCCESS;
4200 }
4201
4202 static BcStatus bc_parse_else(BcParse *p)
4203 {
4204         BcInstPtr ip;
4205
4206         if (!BC_PARSE_IF_END(p)) return bc_error_bad_token();
4207
4208         ip.idx = p->func->labels.len;
4209         ip.func = ip.len = 0;
4210
4211         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4212         bc_parse_pushIndex(p, ip.idx);
4213
4214         bc_parse_noElse(p);
4215
4216         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4217         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4218         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_ELSE);
4219
4220         return bc_lex_next(&p->l);
4221 }
4222
4223 static BcStatus bc_parse_while(BcParse *p)
4224 {
4225         BcStatus s;
4226         BcInstPtr ip;
4227
4228         s = bc_lex_next(&p->l);
4229         if (s) return s;
4230         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
4231         s = bc_lex_next(&p->l);
4232         if (s) return s;
4233
4234         ip.idx = p->func->labels.len;
4235
4236         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4237         bc_vec_push(&p->conds, &ip.idx);
4238
4239         ip.idx = p->func->labels.len;
4240         ip.func = 1;
4241         ip.len = 0;
4242
4243         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4244         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4245
4246         s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL, bc_parse_next_rel);
4247         if (s) return s;
4248         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
4249         s = bc_lex_next(&p->l);
4250         if (s) return s;
4251
4252         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
4253         bc_parse_pushIndex(p, ip.idx);
4254         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_LOOP | BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER);
4255
4256         return BC_STATUS_SUCCESS;
4257 }
4258
4259 static BcStatus bc_parse_for(BcParse *p)
4260 {
4261         BcStatus s;
4262         BcInstPtr ip;
4263         size_t cond_idx, exit_idx, body_idx, update_idx;
4264
4265         s = bc_lex_next(&p->l);
4266         if (s) return s;
4267         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
4268         s = bc_lex_next(&p->l);
4269         if (s) return s;
4270
4271         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4272                 s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_for);
4273         else
4274                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("init");
4275
4276         if (s) return s;
4277         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) return bc_error_bad_token();
4278         s = bc_lex_next(&p->l);
4279         if (s) return s;
4280
4281         cond_idx = p->func->labels.len;
4282         update_idx = cond_idx + 1;
4283         body_idx = update_idx + 1;
4284         exit_idx = body_idx + 1;
4285
4286         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4287
4288         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4289                 s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL, bc_parse_next_for);
4290         else
4291                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("condition");
4292
4293         if (s) return s;
4294         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) return bc_error_bad_token();
4295
4296         s = bc_lex_next(&p->l);
4297         if (s) return s;
4298
4299         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
4300         bc_parse_pushIndex(p, exit_idx);
4301         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4302         bc_parse_pushIndex(p, body_idx);
4303
4304         ip.idx = p->func->labels.len;
4305
4306         bc_vec_push(&p->conds, &update_idx);
4307         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4308
4309         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN)
4310                 s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_rel);
4311         else
4312                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("update");
4313
4314         if (s) return s;
4315
4316         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
4317         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4318         bc_parse_pushIndex(p, cond_idx);
4319         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4320
4321         ip.idx = exit_idx;
4322         ip.func = 1;
4323         ip.len = 0;
4324
4325         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4326         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4327         bc_lex_next(&p->l);
4328         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_LOOP | BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER);
4329
4330         return BC_STATUS_SUCCESS;
4331 }
4332
4333 static BcStatus bc_parse_loopExit(BcParse *p, BcLexType type)
4334 {
4335         BcStatus s;
4336         size_t i;
4337         BcInstPtr *ip;
4338
4339         if (!BC_PARSE_LOOP(p)) return bc_error_bad_token();
4340
4341         if (type == BC_LEX_KEY_BREAK) {
4342
4343                 if (p->exits.len == 0) return bc_error_bad_token();
4344
4345                 i = p->exits.len - 1;
4346                 ip = bc_vec_item(&p->exits, i);
4347
4348                 while (!ip->func && i < p->exits.len) ip = bc_vec_item(&p->exits, i--);
4349                 if (i >= p->exits.len && !ip->func) return bc_error_bad_token();
4350
4351                 i = ip->idx;
4352         }
4353         else
4354                 i = *((size_t *) bc_vec_top(&p->conds));
4355
4356         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4357         bc_parse_pushIndex(p, i);
4358
4359         s = bc_lex_next(&p->l);
4360         if (s) return s;
4361
4362         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON && p->l.t.t != BC_LEX_NLINE)
4363                 return bc_error_bad_token();
4364
4365         return bc_lex_next(&p->l);
4366 }
4367
4368 static BcStatus bc_parse_func(BcParse *p)
4369 {
4370         BcStatus s;
4371         bool var, comma = false;
4372         uint8_t flags;
4373         char *name;
4374
4375         s = bc_lex_next(&p->l);
4376         if (s) return s;
4377         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4378                 return bc_error("bad function definition");
4379
4380         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4381         bc_parse_addFunc(p, name, &p->fidx);
4382
4383         s = bc_lex_next(&p->l);
4384         if (s) return s;
4385         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN)
4386                 return bc_error("bad function definition");
4387         s = bc_lex_next(&p->l);
4388         if (s) return s;
4389
4390         while (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
4391
4392                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4393                         return bc_error("bad function definition");
4394
4395                 ++p->func->nparams;
4396
4397                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4398                 s = bc_lex_next(&p->l);
4399                 if (s) goto err;
4400
4401                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4402
4403                 if (!var) {
4404
4405                         s = bc_lex_next(&p->l);
4406                         if (s) goto err;
4407
4408                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4409                                 s = bc_error("bad function definition");
4410                                 goto err;
4411                         }
4412
4413                         s = bc_lex_next(&p->l);
4414                         if (s) goto err;
4415                 }
4416
4417                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4418                 if (comma) {
4419                         s = bc_lex_next(&p->l);
4420                         if (s) goto err;
4421                 }
4422
4423                 s = bc_func_insert(p->func, name, var);
4424                 if (s) goto err;
4425         }
4426
4427         if (comma) return bc_error("bad function definition");
4428
4429         flags = BC_PARSE_FLAG_FUNC | BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER | BC_PARSE_FLAG_BODY;
4430         bc_parse_startBody(p, flags);
4431
4432         s = bc_lex_next(&p->l);
4433         if (s) return s;
4434
4435         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4436                 s = bc_POSIX_requires("the left brace be on the same line as the function header");
4437
4438         return s;
4439
4440 err:
4441         free(name);
4442         return s;
4443 }
4444
4445 static BcStatus bc_parse_auto(BcParse *p)
4446 {
4447         BcStatus s;
4448         bool comma, var, one;
4449         char *name;
4450
4451         if (!p->auto_part) return bc_error_bad_token();
4452         s = bc_lex_next(&p->l);
4453         if (s) return s;
4454
4455         p->auto_part = comma = false;
4456         one = p->l.t.t == BC_LEX_NAME;
4457
4458         while (p->l.t.t == BC_LEX_NAME) {
4459
4460                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4461                 s = bc_lex_next(&p->l);
4462                 if (s) goto err;
4463
4464                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4465                 if (!var) {
4466
4467                         s = bc_lex_next(&p->l);
4468                         if (s) goto err;
4469
4470                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4471                                 s = bc_error("bad function definition");
4472                                 goto err;
4473                         }
4474
4475                         s = bc_lex_next(&p->l);
4476                         if (s) goto err;
4477                 }
4478
4479                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4480                 if (comma) {
4481                         s = bc_lex_next(&p->l);
4482                         if (s) goto err;
4483                 }
4484
4485                 s = bc_func_insert(p->func, name, var);
4486                 if (s) goto err;
4487         }
4488
4489         if (comma) return bc_error("bad function definition");
4490         if (!one) return bc_error("no auto variable found");
4491
4492         if (p->l.t.t != BC_LEX_NLINE && p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4493                 return bc_error_bad_token();
4494
4495         return bc_lex_next(&p->l);
4496
4497 err:
4498         free(name);
4499         return s;
4500 }
4501
4502 static BcStatus bc_parse_body(BcParse *p, bool brace)
4503 {
4504         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4505         uint8_t *flag_ptr = bc_vec_top(&p->flags);
4506
4507         *flag_ptr &= ~(BC_PARSE_FLAG_BODY);
4508
4509         if (*flag_ptr & BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER) {
4510
4511                 if (!brace) return bc_error_bad_token();
4512                 p->auto_part = p->l.t.t != BC_LEX_KEY_AUTO;
4513
4514                 if (!p->auto_part) {
4515                         s = bc_parse_auto(p);
4516                         if (s) return s;
4517                 }
4518
4519                 if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) s = bc_lex_next(&p->l);
4520         }
4521         else {
4522                 s = bc_parse_stmt(p);
4523                 if (!s && !brace) s = bc_parse_endBody(p, false);
4524         }
4525
4526         return s;
4527 }
4528
4529 static BcStatus bc_parse_stmt(BcParse *p)
4530 {
4531         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4532
4533         switch (p->l.t.t) {
4534
4535                 case BC_LEX_NLINE:
4536                 {
4537                         return bc_lex_next(&p->l);
4538                 }
4539
4540                 case BC_LEX_KEY_ELSE:
4541                 {
4542                         p->auto_part = false;
4543                         break;
4544                 }
4545
4546                 case BC_LEX_LBRACE:
4547                 {
4548                         if (!BC_PARSE_BODY(p)) return bc_error_bad_token();
4549
4550                         ++p->nbraces;
4551                         s = bc_lex_next(&p->l);
4552                         if (s) return s;
4553
4554                         return bc_parse_body(p, true);
4555                 }
4556
4557                 case BC_LEX_KEY_AUTO:
4558                 {
4559                         return bc_parse_auto(p);
4560                 }
4561
4562                 default:
4563                 {
4564                         p->auto_part = false;
4565
4566                         if (BC_PARSE_IF_END(p)) {
4567                                 bc_parse_noElse(p);
4568                                 return BC_STATUS_SUCCESS;
4569                         }
4570                         else if (BC_PARSE_BODY(p))
4571                                 return bc_parse_body(p, false);
4572
4573                         break;
4574                 }
4575         }
4576
4577         switch (p->l.t.t) {
4578
4579                 case BC_LEX_OP_INC:
4580                 case BC_LEX_OP_DEC:
4581                 case BC_LEX_OP_MINUS:
4582                 case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4583                 case BC_LEX_LPAREN:
4584                 case BC_LEX_NAME:
4585                 case BC_LEX_NUMBER:
4586                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4587                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4588                 case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4589                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4590                 case BC_LEX_KEY_READ:
4591                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4592                 case BC_LEX_KEY_SQRT:
4593                 {
4594                         s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_PRINT, bc_parse_next_expr);
4595                         break;
4596                 }
4597
4598                 case BC_LEX_KEY_ELSE:
4599                 {
4600                         s = bc_parse_else(p);
4601                         break;
4602                 }
4603
4604                 case BC_LEX_SCOLON:
4605                 {
4606                         while (!s && p->l.t.t == BC_LEX_SCOLON) s = bc_lex_next(&p->l);
4607                         break;
4608                 }
4609
4610                 case BC_LEX_RBRACE:
4611                 {
4612                         s = bc_parse_endBody(p, true);
4613                         break;
4614                 }
4615
4616                 case BC_LEX_STR:
4617                 {
4618                         s = bc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_STR);
4619                         break;
4620                 }
4621
4622                 case BC_LEX_KEY_BREAK:
4623                 case BC_LEX_KEY_CONTINUE:
4624                 {
4625                         s = bc_parse_loopExit(p, p->l.t.t);
4626                         break;
4627                 }
4628
4629                 case BC_LEX_KEY_FOR:
4630                 {
4631                         s = bc_parse_for(p);
4632                         break;
4633                 }
4634
4635                 case BC_LEX_KEY_HALT:
4636                 {
4637                         bc_parse_push(p, BC_INST_HALT);
4638                         s = bc_lex_next(&p->l);
4639                         break;
4640                 }
4641
4642                 case BC_LEX_KEY_IF:
4643                 {
4644                         s = bc_parse_if(p);
4645                         break;
4646                 }
4647
4648                 case BC_LEX_KEY_LIMITS:
4649                 {
4650                         // "limits" is a compile-time command,
4651                         // the output is produced at _parse time_.
4652                         s = bc_lex_next(&p->l);
4653                         if (s) return s;
4654                         printf("BC_BASE_MAX     = %u\n", BC_MAX_OBASE);
4655                         printf("BC_DIM_MAX      = %u\n", BC_MAX_DIM);
4656                         printf("BC_SCALE_MAX    = %u\n", BC_MAX_SCALE);
4657                         printf("BC_STRING_MAX   = %u\n", BC_MAX_STRING);
4658                         printf("BC_NAME_MAX     = %u\n", BC_MAX_NAME);
4659                         printf("BC_NUM_MAX      = %u\n", BC_MAX_NUM);
4660                         printf("MAX Exponent    = %lu\n", BC_MAX_EXP);
4661                         printf("Number of vars  = %lu\n", BC_MAX_VARS);
4662                         break;
4663                 }
4664
4665                 case BC_LEX_KEY_PRINT:
4666                 {
4667                         s = bc_parse_print(p);
4668                         break;
4669                 }
4670
4671                 case BC_LEX_KEY_QUIT:
4672                 {
4673                         // "quit" is a compile-time command. For example,
4674                         // "if (0 == 1) quit" terminates when parsing the statement,
4675                         // not when it is executed
4676                         quit_or_return_for_exit();
4677                 }
4678
4679                 case BC_LEX_KEY_RETURN:
4680                 {
4681                         s = bc_parse_return(p);
4682                         break;
4683                 }
4684
4685                 case BC_LEX_KEY_WHILE:
4686                 {
4687                         s = bc_parse_while(p);
4688                         break;
4689                 }
4690
4691                 default:
4692                 {
4693                         s = bc_error_bad_token();
4694                         break;
4695                 }
4696         }
4697
4698         return s;
4699 }
4700
4701 static BcStatus bc_parse_parse(BcParse *p)
4702 {
4703         BcStatus s;
4704
4705         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4706                 s = p->flags.len > 0 ? bc_error("block end could not be found") : bc_error("end of file");
4707         else if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_DEFINE) {
4708                 if (!BC_PARSE_CAN_EXEC(p)) return bc_error_bad_token();
4709                 s = bc_parse_func(p);
4710         }
4711         else
4712                 s = bc_parse_stmt(p);
4713
4714         if (s || G_interrupt) {
4715                 bc_parse_reset(p);
4716                 s = BC_STATUS_FAILURE;
4717         }
4718
4719         return s;
4720 }
4721
4722 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next)
4723 {
4724         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4725         BcInst prev = BC_INST_PRINT;
4726         BcLexType top, t = p->l.t.t;
4727         size_t nexprs = 0, ops_bgn = p->ops.len;
4728         uint32_t i, nparens, nrelops;
4729         bool paren_first, paren_expr, rprn, done, get_token, assign, bin_last;
4730
4731         paren_first = p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN;
4732         nparens = nrelops = 0;
4733         paren_expr = rprn = done = get_token = assign = false;
4734         bin_last = true;
4735
4736         for (; !G_interrupt && !s && !done && bc_parse_exprs(t); t = p->l.t.t) {
4737                 switch (t) {
4738
4739                         case BC_LEX_OP_INC:
4740                         case BC_LEX_OP_DEC:
4741                         {
4742                                 s = bc_parse_incdec(p, &prev, &paren_expr, &nexprs, flags);
4743                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4744                                 break;
4745                         }
4746
4747                         case BC_LEX_OP_MINUS:
4748                         {
4749                                 s = bc_parse_minus(p, &prev, ops_bgn, rprn, &nexprs);
4750                                 rprn = get_token = false;
4751                                 bin_last = prev == BC_INST_MINUS;
4752                                 break;
4753                         }
4754
4755                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER:
4756                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY:
4757                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE:
4758                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS:
4759                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS:
4760                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS:
4761                         case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4762                         {
4763                                 if (prev != BC_INST_VAR && prev != BC_INST_ARRAY_ELEM &&
4764                                     prev != BC_INST_SCALE && prev != BC_INST_IBASE &&
4765                                     prev != BC_INST_OBASE && prev != BC_INST_LAST)
4766                                 {
4767                                         s = bc_error("bad assignment:"
4768                                                 " left side must be scale,"
4769                                                 " ibase, obase, last, var,"
4770                                                 " or array element"
4771                                         );
4772                                         break;
4773                                 }
4774                         }
4775                         // Fallthrough.
4776                         case BC_LEX_OP_POWER:
4777                         case BC_LEX_OP_MULTIPLY:
4778                         case BC_LEX_OP_DIVIDE:
4779                         case BC_LEX_OP_MODULUS:
4780                         case BC_LEX_OP_PLUS:
4781                         case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4782                         case BC_LEX_OP_REL_LE:
4783                         case BC_LEX_OP_REL_GE:
4784                         case BC_LEX_OP_REL_NE:
4785                         case BC_LEX_OP_REL_LT:
4786                         case BC_LEX_OP_REL_GT:
4787                         case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4788                         case BC_LEX_OP_BOOL_OR:
4789                         case BC_LEX_OP_BOOL_AND:
4790                         {
4791                                 if (((t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) != bin_last)
4792                                  || (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4793                                 ) {
4794                                         return bc_error_bad_expression();
4795                                 }
4796
4797                                 nrelops += t >= BC_LEX_OP_REL_EQ && t <= BC_LEX_OP_REL_GT;
4798                                 prev = BC_PARSE_TOKEN_INST(t);
4799                                 s = bc_parse_operator(p, t, ops_bgn, &nexprs, true);
4800                                 rprn = get_token = false;
4801                                 bin_last = t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT;
4802
4803                                 break;
4804                         }
4805
4806                         case BC_LEX_LPAREN:
4807                         {
4808                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4809                                         return bc_error_bad_expression();
4810                                 ++nparens;
4811                                 paren_expr = rprn = bin_last = false;
4812                                 get_token = true;
4813                                 bc_vec_push(&p->ops, &t);
4814
4815                                 break;
4816                         }
4817
4818                         case BC_LEX_RPAREN:
4819                         {
4820                                 if (bin_last || prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4821                                         return bc_error_bad_expression();
4822
4823                                 if (nparens == 0) {
4824                                         s = BC_STATUS_SUCCESS;
4825                                         done = true;
4826                                         get_token = false;
4827                                         break;
4828                                 }
4829                                 else if (!paren_expr)
4830                                         return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP;
4831
4832                                 --nparens;
4833                                 paren_expr = rprn = true;
4834                                 get_token = bin_last = false;
4835
4836                                 s = bc_parse_rightParen(p, ops_bgn, &nexprs);
4837
4838                                 break;
4839                         }
4840
4841                         case BC_LEX_NAME:
4842                         {
4843                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4844                                         return bc_error_bad_expression();
4845                                 paren_expr = true;
4846                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4847                                 s = bc_parse_name(p, &prev, flags & ~BC_PARSE_NOCALL);
4848                                 ++nexprs;
4849
4850                                 break;
4851                         }
4852
4853                         case BC_LEX_NUMBER:
4854                         {
4855                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4856                                         return bc_error_bad_expression();
4857                                 bc_parse_number(p, &prev, &nexprs);
4858                                 paren_expr = get_token = true;
4859                                 rprn = bin_last = false;
4860
4861                                 break;
4862                         }
4863
4864                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4865                         case BC_LEX_KEY_LAST:
4866                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4867                         {
4868                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4869                                         return bc_error_bad_expression();
4870                                 prev = (char) (t - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
4871                                 bc_parse_push(p, (char) prev);
4872
4873                                 paren_expr = get_token = true;
4874                                 rprn = bin_last = false;
4875                                 ++nexprs;
4876
4877                                 break;
4878                         }
4879
4880                         case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4881                         case BC_LEX_KEY_SQRT:
4882                         {
4883                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4884                                         return bc_error_bad_expression();
4885                                 s = bc_parse_builtin(p, t, flags, &prev);
4886                                 paren_expr = true;
4887                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4888                                 ++nexprs;
4889
4890                                 break;
4891                         }
4892
4893                         case BC_LEX_KEY_READ:
4894                         {
4895                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4896                                         return bc_error_bad_expression();
4897                                 else if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
4898                                         s = bc_error_nested_read_call();
4899                                 else
4900                                         s = bc_parse_read(p);
4901
4902                                 paren_expr = true;
4903                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4904                                 ++nexprs;
4905                                 prev = BC_INST_READ;
4906
4907                                 break;
4908                         }
4909
4910                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4911                         {
4912                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4913                                         return bc_error_bad_expression();
4914                                 s = bc_parse_scale(p, &prev, flags);
4915                                 paren_expr = true;
4916                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4917                                 ++nexprs;
4918                                 prev = BC_INST_SCALE;
4919
4920                                 break;
4921                         }
4922
4923                         default:
4924                         {
4925                                 s = bc_error_bad_token();
4926                                 break;
4927                         }
4928                 }
4929
4930                 if (!s && get_token) s = bc_lex_next(&p->l);
4931         }
4932
4933         if (s) return s;
4934         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE; // ^C: stop parsing
4935
4936         while (p->ops.len > ops_bgn) {
4937
4938                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
4939                 assign = top >= BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER && top <= BC_LEX_OP_ASSIGN;
4940
4941                 if (top == BC_LEX_LPAREN || top == BC_LEX_RPAREN)
4942                         return bc_error_bad_expression();
4943
4944                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_TOKEN_INST(top));
4945
4946                 nexprs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
4947                 bc_vec_pop(&p->ops);
4948         }
4949
4950         if (prev == BC_INST_BOOL_NOT || nexprs != 1)
4951                 return bc_error_bad_expression();
4952
4953         for (i = 0; i < next.len; ++i)
4954                 if (t == next.tokens[i])
4955                         goto ok;
4956         return bc_error_bad_expression();
4957  ok:
4958
4959         if (!(flags & BC_PARSE_REL) && nrelops) {
4960                 s = bc_POSIX_does_not_allow("comparison operators outside if or loops");
4961                 if (s) return s;
4962         }
4963         else if ((flags & BC_PARSE_REL) && nrelops > 1) {
4964                 s = bc_POSIX_requires("exactly one comparison operator per condition");
4965                 if (s) return s;
4966         }
4967
4968         if (flags & BC_PARSE_PRINT) {
4969                 if (paren_first || !assign) bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT);
4970                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4971         }
4972
4973         return s;
4974 }
4975
4976 static BcStatus bc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next)
4977 {
4978         BcStatus s;
4979
4980         s = bc_parse_expr_empty_ok(p, flags, next);
4981         if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP)
4982                 return bc_error("empty expression");
4983         return s;
4984 }
4985
4986 static void bc_parse_init(BcParse *p, size_t func)
4987 {
4988         bc_parse_create(p, func, bc_parse_parse, bc_lex_token);
4989 }
4990
4991 static BcStatus bc_parse_expression(BcParse *p, uint8_t flags)
4992 {
4993         return bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_read);
4994 }
4995
4996 #endif // ENABLE_BC
4997
4998 #if ENABLE_DC
4999
5000 #define DC_PARSE_BUF_LEN ((int) (sizeof(uint32_t) * CHAR_BIT))
5001
5002 static BcStatus dc_parse_register(BcParse *p)
5003 {
5004         BcStatus s;
5005         char *name;
5006
5007         s = bc_lex_next(&p->l);
5008         if (s) return s;
5009         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME) return bc_error_bad_token();
5010
5011         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
5012         bc_parse_pushName(p, name);
5013
5014         return s;
5015 }
5016
5017 static BcStatus dc_parse_string(BcParse *p)
5018 {
5019         char *str, *name, b[DC_PARSE_BUF_LEN + 1];
5020         size_t idx, len = G.prog.strs.len;
5021
5022         sprintf(b, "%0*zu", DC_PARSE_BUF_LEN, len);
5023         name = xstrdup(b);
5024
5025         str = xstrdup(p->l.t.v.v);
5026         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
5027         bc_parse_pushIndex(p, len);
5028         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
5029         bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
5030
5031         return bc_lex_next(&p->l);
5032 }
5033
5034 static BcStatus dc_parse_mem(BcParse *p, uint8_t inst, bool name, bool store)
5035 {
5036         BcStatus s;
5037
5038         bc_parse_push(p, inst);
5039         if (name) {
5040                 s = dc_parse_register(p);
5041                 if (s) return s;
5042         }
5043
5044         if (store) {
5045                 bc_parse_push(p, BC_INST_SWAP);
5046                 bc_parse_push(p, BC_INST_ASSIGN);
5047                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
5048         }
5049
5050         return bc_lex_next(&p->l);
5051 }
5052
5053 static BcStatus dc_parse_cond(BcParse *p, uint8_t inst)
5054 {
5055         BcStatus s;
5056
5057         bc_parse_push(p, inst);
5058         bc_parse_push(p, BC_INST_EXEC_COND);
5059
5060         s = dc_parse_register(p);
5061         if (s) return s;
5062
5063         s = bc_lex_next(&p->l);
5064         if (s) return s;
5065
5066         if (p->l.t.t == BC_LEX_ELSE) {
5067                 s = dc_parse_register(p);
5068                 if (s) return s;
5069                 s = bc_lex_next(&p->l);
5070         }
5071         else
5072                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
5073
5074         return s;
5075 }
5076
5077 static BcStatus dc_parse_token(BcParse *p, BcLexType t, uint8_t flags)
5078 {
5079         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5080         BcInst prev;
5081         uint8_t inst;
5082         bool assign, get_token = false;
5083
5084         switch (t) {
5085
5086                 case BC_LEX_OP_REL_EQ:
5087                 case BC_LEX_OP_REL_LE:
5088                 case BC_LEX_OP_REL_GE:
5089                 case BC_LEX_OP_REL_NE:
5090                 case BC_LEX_OP_REL_LT:
5091                 case BC_LEX_OP_REL_GT:
5092                 {
5093                         s = dc_parse_cond(p, t - BC_LEX_OP_REL_EQ + BC_INST_REL_EQ);
5094                         break;
5095                 }
5096
5097                 case BC_LEX_SCOLON:
5098                 case BC_LEX_COLON:
5099                 {
5100                         s = dc_parse_mem(p, BC_INST_ARRAY_ELEM, true, t == BC_LEX_COLON);
5101                         break;
5102                 }
5103
5104                 case BC_LEX_STR:
5105                 {
5106                         s = dc_parse_string(p);
5107                         break;
5108                 }
5109
5110                 case BC_LEX_NEG:
5111                 case BC_LEX_NUMBER:
5112                 {
5113                         if (t == BC_LEX_NEG) {
5114                                 s = bc_lex_next(&p->l);
5115                                 if (s) return s;
5116                                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NUMBER)
5117                                         return bc_error_bad_token();
5118                         }
5119
5120                         bc_parse_number(p, &prev, &p->nbraces);
5121
5122                         if (t == BC_LEX_NEG) bc_parse_push(p, BC_INST_NEG);
5123                         get_token = true;
5124
5125                         break;
5126                 }
5127
5128                 case BC_LEX_KEY_READ:
5129                 {
5130                         if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
5131                                 s = bc_error_nested_read_call();
5132                         else
5133                                 bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
5134                         get_token = true;
5135                         break;
5136                 }
5137
5138                 case BC_LEX_OP_ASSIGN:
5139                 case BC_LEX_STORE_PUSH:
5140                 {
5141                         assign = t == BC_LEX_OP_ASSIGN;
5142                         inst = assign ? BC_INST_VAR : BC_INST_PUSH_TO_VAR;
5143                         s = dc_parse_mem(p, inst, true, assign);
5144                         break;
5145                 }
5146
5147                 case BC_LEX_LOAD:
5148                 case BC_LEX_LOAD_POP:
5149                 {
5150                         inst = t == BC_LEX_LOAD_POP ? BC_INST_PUSH_VAR : BC_INST_LOAD;
5151                         s = dc_parse_mem(p, inst, true, false);
5152                         break;
5153                 }
5154
5155                 case BC_LEX_STORE_IBASE:
5156                 case BC_LEX_STORE_SCALE:
5157                 case BC_LEX_STORE_OBASE:
5158                 {
5159                         inst = t - BC_LEX_STORE_IBASE + BC_INST_IBASE;
5160                         s = dc_parse_mem(p, inst, false, true);
5161                         break;
5162                 }
5163
5164                 default:
5165                 {
5166                         s = bc_error_bad_token();
5167                         get_token = true;
5168                         break;
5169                 }
5170         }
5171
5172         if (!s && get_token) s = bc_lex_next(&p->l);
5173
5174         return s;
5175 }
5176
5177 static BcStatus dc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
5178 {
5179         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5180         BcInst inst;
5181         BcLexType t;
5182
5183         if (flags & BC_PARSE_NOCALL) p->nbraces = G.prog.results.len;
5184
5185         for (t = p->l.t.t; !s && t != BC_LEX_EOF; t = p->l.t.t) {
5186
5187                 inst = dc_parse_insts[t];
5188
5189                 if (inst != BC_INST_INVALID) {
5190                         bc_parse_push(p, inst);
5191                         s = bc_lex_next(&p->l);
5192                 }
5193                 else
5194                         s = dc_parse_token(p, t, flags);
5195         }
5196
5197         if (!s && p->l.t.t == BC_LEX_EOF && (flags & BC_PARSE_NOCALL))
5198                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP_EXEC);
5199
5200         return s;
5201 }
5202
5203 static BcStatus dc_parse_parse(BcParse *p)
5204 {
5205         BcStatus s;
5206
5207         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
5208                 s = bc_error("end of file");
5209         else
5210                 s = dc_parse_expr(p, 0);
5211
5212         if (s || G_interrupt) {
5213                 bc_parse_reset(p);
5214                 s = BC_STATUS_FAILURE;
5215         }
5216
5217         return s;
5218 }
5219
5220 static void dc_parse_init(BcParse *p, size_t func)
5221 {
5222         bc_parse_create(p, func, dc_parse_parse, dc_lex_token);
5223 }
5224
5225 #endif // ENABLE_DC
5226
5227 static void common_parse_init(BcParse *p, size_t func)
5228 {
5229         if (IS_BC) {
5230                 bc_parse_init(p, func);
5231         } else {
5232                 dc_parse_init(p, func);
5233         }
5234 }
5235
5236 static BcStatus common_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
5237 {
5238         if (IS_BC) {
5239                 return bc_parse_expression(p, flags);
5240         } else {
5241                 return dc_parse_expr(p, flags);
5242         }
5243 }
5244
5245 static BcVec* bc_program_search(char *id, bool var)
5246 {
5247         BcId e, *ptr;
5248         BcVec *v, *map;
5249         size_t i;
5250         BcResultData data;
5251         int new;
5252
5253         v = var ? &G.prog.vars : &G.prog.arrs;
5254         map = var ? &G.prog.var_map : &G.prog.arr_map;
5255
5256         e.name = id;
5257         e.idx = v->len;
5258         new = bc_map_insert(map, &e, &i); // 1 if insertion was successful
5259
5260         if (new) {
5261                 bc_array_init(&data.v, var);
5262                 bc_vec_push(v, &data.v);
5263         }
5264
5265         ptr = bc_vec_item(map, i);
5266         if (new) ptr->name = xstrdup(e.name);
5267         return bc_vec_item(v, ptr->idx);
5268 }
5269
5270 static BcStatus bc_program_num(BcResult *r, BcNum **num, bool hex)
5271 {
5272         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5273
5274         switch (r->t) {
5275
5276                 case BC_RESULT_STR:
5277                 case BC_RESULT_TEMP:
5278                 case BC_RESULT_IBASE:
5279                 case BC_RESULT_SCALE:
5280                 case BC_RESULT_OBASE:
5281                 {
5282                         *num = &r->d.n;
5283                         break;
5284                 }
5285
5286                 case BC_RESULT_CONSTANT:
5287                 {
5288                         char **str = bc_vec_item(&G.prog.consts, r->d.id.idx);
5289                         size_t base_t, len = strlen(*str);
5290                         BcNum *base;
5291
5292                         bc_num_init(&r->d.n, len);
5293
5294                         hex = hex && len == 1;
5295                         base = hex ? &G.prog.hexb : &G.prog.ib;
5296                         base_t = hex ? BC_NUM_MAX_IBASE : G.prog.ib_t;
5297                         s = bc_num_parse(&r->d.n, *str, base, base_t);
5298
5299                         if (s) {
5300                                 bc_num_free(&r->d.n);
5301                                 return s;
5302                         }
5303
5304                         *num = &r->d.n;
5305                         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5306
5307                         break;
5308                 }
5309
5310                 case BC_RESULT_VAR:
5311                 case BC_RESULT_ARRAY:
5312                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
5313                 {
5314                         BcVec *v;
5315
5316                         v = bc_program_search(r->d.id.name, r->t == BC_RESULT_VAR);
5317
5318                         if (r->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
5319                                 v = bc_vec_top(v);
5320                                 if (v->len <= r->d.id.idx) bc_array_expand(v, r->d.id.idx + 1);
5321                                 *num = bc_vec_item(v, r->d.id.idx);
5322                         }
5323                         else
5324                                 *num = bc_vec_top(v);
5325
5326                         break;
5327                 }
5328
5329                 case BC_RESULT_LAST:
5330                 {
5331                         *num = &G.prog.last;
5332                         break;
5333                 }
5334
5335                 case BC_RESULT_ONE:
5336                 {
5337                         *num = &G.prog.one;
5338                         break;
5339                 }
5340         }
5341
5342         return s;
5343 }
5344
5345 static BcStatus bc_program_binOpPrep(BcResult **l, BcNum **ln,
5346                                      BcResult **r, BcNum **rn, bool assign)
5347 {
5348         BcStatus s;
5349         bool hex;
5350         BcResultType lt, rt;
5351
5352         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5353                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5354
5355         *r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
5356         *l = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
5357
5358         lt = (*l)->t;
5359         rt = (*r)->t;
5360         hex = assign && (lt == BC_RESULT_IBASE || lt == BC_RESULT_OBASE);
5361
5362         s = bc_program_num(*l, ln, false);
5363         if (s) return s;
5364         s = bc_program_num(*r, rn, hex);
5365         if (s) return s;
5366
5367         // We run this again under these conditions in case any vector has been
5368         // reallocated out from under the BcNums or arrays we had.
5369         if (lt == rt && (lt == BC_RESULT_VAR || lt == BC_RESULT_ARRAY_ELEM)) {
5370                 s = bc_program_num(*l, ln, false);
5371                 if (s) return s;
5372         }
5373
5374         if (!BC_PROG_NUM((*l), (*ln)) && (!assign || (*l)->t != BC_RESULT_VAR))
5375                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5376         if (!assign && !BC_PROG_NUM((*r), (*ln)))
5377                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5378
5379         return s;
5380 }
5381
5382 static void bc_program_binOpRetire(BcResult *r)
5383 {
5384         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5385         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5386         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5387         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5388 }
5389
5390 static BcStatus bc_program_prep(BcResult **r, BcNum **n)
5391 {
5392         BcStatus s;
5393
5394         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5395                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5396         *r = bc_vec_top(&G.prog.results);
5397
5398         s = bc_program_num(*r, n, false);
5399         if (s) return s;
5400
5401         if (!BC_PROG_NUM((*r), (*n)))
5402                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5403
5404         return s;
5405 }
5406
5407 static void bc_program_retire(BcResult *r, BcResultType t)
5408 {
5409         r->t = t;
5410         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5411         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5412 }
5413
5414 static BcStatus bc_program_op(char inst)
5415 {
5416         BcStatus s;
5417         BcResult *opd1, *opd2, res;
5418         BcNum *n1, *n2 = NULL;
5419
5420         s = bc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5421         if (s) return s;
5422         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5423
5424         s = bc_program_ops[inst - BC_INST_POWER](n1, n2, &res.d.n, G.prog.scale);
5425         if (s) goto err;
5426         bc_program_binOpRetire(&res);
5427
5428         return s;
5429
5430 err:
5431         bc_num_free(&res.d.n);
5432         return s;
5433 }
5434
5435 static BcStatus bc_program_read(void)
5436 {
5437         const char *sv_file;
5438         BcStatus s;
5439         BcParse parse;
5440         BcVec buf;
5441         BcInstPtr ip;
5442         size_t i;
5443         BcFunc *f = bc_vec_item(&G.prog.fns, BC_PROG_READ);
5444
5445         for (i = 0; i < G.prog.stack.len; ++i) {
5446                 BcInstPtr *ip_ptr = bc_vec_item(&G.prog.stack, i);
5447                 if (ip_ptr->func == BC_PROG_READ)
5448                         return bc_error_nested_read_call();
5449         }
5450
5451         bc_vec_pop_all(&f->code);
5452         bc_char_vec_init(&buf);
5453
5454         sv_file = G.prog.file;
5455         G.prog.file = NULL;
5456
5457         s = bc_read_line(&buf, "read> ");
5458         if (s) goto io_err;
5459
5460         common_parse_init(&parse, BC_PROG_READ);
5461         bc_lex_file(&parse.l);
5462
5463         s = bc_parse_text(&parse, buf.v);
5464         if (s) goto exec_err;
5465         s = common_parse_expr(&parse, BC_PARSE_NOREAD);
5466         if (s) goto exec_err;
5467
5468         if (parse.l.t.t != BC_LEX_NLINE && parse.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
5469                 s = bc_error("bad read() expression");
5470                 goto exec_err;
5471         }
5472
5473         ip.func = BC_PROG_READ;
5474         ip.idx = 0;
5475         ip.len = G.prog.results.len;
5476
5477         // Update this pointer, just in case.
5478         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, BC_PROG_READ);
5479
5480         bc_vec_pushByte(&f->code, BC_INST_POP_EXEC);
5481         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
5482
5483 exec_err:
5484         G.prog.file = sv_file;
5485         bc_parse_free(&parse);
5486 io_err:
5487         bc_vec_free(&buf);
5488         return s;
5489 }
5490
5491 static size_t bc_program_index(char *code, size_t *bgn)
5492 {
5493         char amt = code[(*bgn)++], i = 0;
5494         size_t res = 0;
5495
5496         for (; i < amt; ++i, ++(*bgn))
5497                 res |= (((size_t)((int) code[*bgn]) & UCHAR_MAX) << (i * CHAR_BIT));
5498
5499         return res;
5500 }
5501
5502 static char *bc_program_name(char *code, size_t *bgn)
5503 {
5504         size_t i;
5505         char c, *s, *str = code + *bgn, *ptr = strchr(str, BC_PARSE_STREND);
5506
5507         s = xmalloc(ptr - str + 1);
5508         c = code[(*bgn)++];
5509
5510         for (i = 0; c != 0 && c != BC_PARSE_STREND; c = code[(*bgn)++], ++i)
5511                 s[i] = c;
5512
5513         s[i] = '\0';
5514
5515         return s;
5516 }
5517
5518 static void bc_program_printString(const char *str, size_t *nchars)
5519 {
5520         size_t i, len = strlen(str);
5521
5522 #if ENABLE_DC
5523         if (len == 0) {
5524                 bb_putchar('\0');
5525                 return;
5526         }
5527 #endif
5528
5529         for (i = 0; i < len; ++i, ++(*nchars)) {
5530
5531                 int c = str[i];
5532
5533                 if (c != '\\' || i == len - 1)
5534                         bb_putchar(c);
5535                 else {
5536
5537                         c = str[++i];
5538
5539                         switch (c) {
5540
5541                                 case 'a':
5542                                 {
5543                                         bb_putchar('\a');
5544                                         break;
5545                                 }
5546
5547                                 case 'b':
5548                                 {
5549                                         bb_putchar('\b');
5550                                         break;
5551                                 }
5552
5553                                 case '\\':
5554                                 case 'e':
5555                                 {
5556                                         bb_putchar('\\');
5557                                         break;
5558                                 }
5559
5560                                 case 'f':
5561                                 {
5562                                         bb_putchar('\f');
5563                                         break;
5564                                 }
5565
5566                                 case 'n':
5567                                 {
5568                                         bb_putchar('\n');
5569                                         *nchars = SIZE_MAX;
5570                                         break;
5571                                 }
5572
5573                                 case 'r':
5574                                 {
5575                                         bb_putchar('\r');
5576                                         break;
5577                                 }
5578
5579                                 case 'q':
5580                                 {
5581                                         bb_putchar('"');
5582                                         break;
5583                                 }
5584
5585                                 case 't':
5586                                 {
5587                                         bb_putchar('\t');
5588                                         break;
5589                                 }
5590
5591                                 default:
5592                                 {
5593                                         // Just print the backslash and following character.
5594                                         bb_putchar('\\');
5595                                         ++(*nchars);
5596                                         bb_putchar(c);
5597                                         break;
5598                                 }
5599                         }
5600                 }
5601         }
5602 }
5603
5604 static BcStatus bc_program_print(char inst, size_t idx)
5605 {
5606         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5607         BcResult *r;
5608         size_t len, i;
5609         char *str;
5610         BcNum *num = NULL;
5611         bool pop = inst != BC_INST_PRINT;
5612
5613         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, idx + 1))
5614                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5615
5616         r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, idx);
5617         s = bc_program_num(r, &num, false);
5618         if (s) return s;
5619
5620         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
5621                 s = bc_num_print(num, &G.prog.ob, G.prog.ob_t, !pop, &G.prog.nchars, G.prog.len);
5622                 if (!s) bc_num_copy(&G.prog.last, num);
5623         }
5624         else {
5625
5626                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
5627                 str = *((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx));
5628
5629                 if (inst == BC_INST_PRINT_STR) {
5630                         for (i = 0, len = strlen(str); i < len; ++i) {
5631                                 char c = str[i];
5632                                 bb_putchar(c);
5633                                 if (c == '\n') G.prog.nchars = SIZE_MAX;
5634                                 ++G.prog.nchars;
5635                         }
5636                 }
5637                 else {
5638                         bc_program_printString(str, &G.prog.nchars);
5639                         if (inst == BC_INST_PRINT) bb_putchar('\n');
5640                 }
5641         }
5642
5643         if (!s && pop) bc_vec_pop(&G.prog.results);
5644
5645         return s;
5646 }
5647
5648 static BcStatus bc_program_negate(void)
5649 {
5650         BcStatus s;
5651         BcResult res, *ptr;
5652         BcNum *num = NULL;
5653
5654         s = bc_program_prep(&ptr, &num);
5655         if (s) return s;
5656
5657         bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5658         bc_num_copy(&res.d.n, num);
5659         if (res.d.n.len) res.d.n.neg = !res.d.n.neg;
5660
5661         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
5662
5663         return s;
5664 }
5665
5666 static BcStatus bc_program_logical(char inst)
5667 {
5668         BcStatus s;
5669         BcResult *opd1, *opd2, res;
5670         BcNum *n1, *n2;
5671         bool cond = 0;
5672         ssize_t cmp;
5673
5674         s = bc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5675         if (s) return s;
5676         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5677
5678         if (inst == BC_INST_BOOL_AND)
5679                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) && bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5680         else if (inst == BC_INST_BOOL_OR)
5681                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) || bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5682         else {
5683
5684                 cmp = bc_num_cmp(n1, n2);
5685
5686                 switch (inst) {
5687
5688                         case BC_INST_REL_EQ:
5689                         {
5690                                 cond = cmp == 0;
5691                                 break;
5692                         }
5693
5694                         case BC_INST_REL_LE:
5695                         {
5696                                 cond = cmp <= 0;
5697                                 break;
5698                         }
5699
5700                         case BC_INST_REL_GE:
5701                         {
5702                                 cond = cmp >= 0;
5703                                 break;
5704                         }
5705
5706                         case BC_INST_REL_NE:
5707                         {
5708                                 cond = cmp != 0;
5709                                 break;
5710                         }
5711
5712                         case BC_INST_REL_LT:
5713                         {
5714                                 cond = cmp < 0;
5715                                 break;
5716                         }
5717
5718                         case BC_INST_REL_GT:
5719                         {
5720                                 cond = cmp > 0;
5721                                 break;
5722                         }
5723                 }
5724         }
5725
5726         (cond ? bc_num_one : bc_num_zero)(&res.d.n);
5727
5728         bc_program_binOpRetire(&res);
5729
5730         return s;
5731 }
5732
5733 #if ENABLE_DC
5734 static BcStatus bc_program_assignStr(BcResult *r, BcVec *v,
5735                                      bool push)
5736 {
5737         BcNum n2;
5738         BcResult res;
5739
5740         memset(&n2, 0, sizeof(BcNum));
5741         n2.rdx = res.d.id.idx = r->d.id.idx;
5742         res.t = BC_RESULT_STR;
5743
5744         if (!push) {
5745                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5746                         return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5747                 bc_vec_pop(v);
5748                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5749         }
5750
5751         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5752
5753         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5754         bc_vec_push(v, &n2);
5755
5756         return BC_STATUS_SUCCESS;
5757 }
5758 #endif // ENABLE_DC
5759
5760 static BcStatus bc_program_copyToVar(char *name, bool var)
5761 {
5762         BcStatus s;
5763         BcResult *ptr, r;
5764         BcVec *v;
5765         BcNum *n;
5766
5767         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5768                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5769
5770         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
5771         if ((ptr->t == BC_RESULT_ARRAY) != !var)
5772                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5773         v = bc_program_search(name, var);
5774
5775 #if ENABLE_DC
5776         if (ptr->t == BC_RESULT_STR && !var)
5777                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5778         if (ptr->t == BC_RESULT_STR) return bc_program_assignStr(ptr, v, true);
5779 #endif
5780
5781         s = bc_program_num(ptr, &n, false);
5782         if (s) return s;
5783
5784         // Do this once more to make sure that pointers were not invalidated.
5785         v = bc_program_search(name, var);
5786
5787         if (var) {
5788                 bc_num_init(&r.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5789                 bc_num_copy(&r.d.n, n);
5790         }
5791         else {
5792                 bc_array_init(&r.d.v, true);
5793                 bc_array_copy(&r.d.v, (BcVec *) n);
5794         }
5795
5796         bc_vec_push(v, &r.d);
5797         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5798
5799         return s;
5800 }
5801
5802 static BcStatus bc_program_assign(char inst)
5803 {
5804         BcStatus s;
5805         BcResult *left, *right, res;
5806         BcNum *l = NULL, *r = NULL;
5807         unsigned long val, max;
5808         bool assign = inst == BC_INST_ASSIGN, ib, sc;
5809
5810         s = bc_program_binOpPrep(&left, &l, &right, &r, assign);
5811         if (s) return s;
5812
5813         ib = left->t == BC_RESULT_IBASE;
5814         sc = left->t == BC_RESULT_SCALE;
5815
5816 #if ENABLE_DC
5817
5818         if (right->t == BC_RESULT_STR) {
5819
5820                 BcVec *v;
5821
5822                 if (left->t != BC_RESULT_VAR)
5823                         return bc_error_variable_is_wrong_type();
5824                 v = bc_program_search(left->d.id.name, true);
5825
5826                 return bc_program_assignStr(right, v, false);
5827         }
5828 #endif
5829
5830         if (left->t == BC_RESULT_CONSTANT || left->t == BC_RESULT_TEMP)
5831                 return bc_error("bad assignment:"
5832                                 " left side must be scale,"
5833                                 " ibase, obase, last, var,"
5834                                 " or array element"
5835                 );
5836
5837 #if ENABLE_BC
5838         if (inst == BC_INST_ASSIGN_DIVIDE && !bc_num_cmp(r, &G.prog.zero))
5839                 return bc_error("divide by zero");
5840
5841         if (assign)
5842                 bc_num_copy(l, r);
5843         else
5844                 s = bc_program_ops[inst - BC_INST_ASSIGN_POWER](l, r, l, G.prog.scale);
5845
5846         if (s) return s;
5847 #else
5848         bc_num_copy(l, r);
5849 #endif
5850
5851         if (ib || sc || left->t == BC_RESULT_OBASE) {
5852                 static const char *const msg[] = {
5853                         "bad ibase; must be [2, 16]",           //BC_RESULT_IBASE
5854                         "bad scale; must be [0, BC_SCALE_MAX]", //BC_RESULT_SCALE
5855                         NULL, //can't happen                    //BC_RESULT_LAST
5856                         NULL, //can't happen                    //BC_RESULT_CONSTANT
5857                         NULL, //can't happen                    //BC_RESULT_ONE
5858                         "bad obase; must be [2, BC_BASE_MAX]",  //BC_RESULT_OBASE
5859                 };
5860                 size_t *ptr;
5861
5862                 s = bc_num_ulong(l, &val);
5863                 if (s)
5864                         return s;
5865                 s = left->t - BC_RESULT_IBASE;
5866                 if (sc) {
5867                         max = BC_MAX_SCALE;
5868                         ptr = &G.prog.scale;
5869                 }
5870                 else {
5871                         if (val < BC_NUM_MIN_BASE)
5872                                 return bc_error(msg[s]);
5873                         max = ib ? BC_NUM_MAX_IBASE : BC_MAX_OBASE;
5874                         ptr = ib ? &G.prog.ib_t : &G.prog.ob_t;
5875                 }
5876
5877                 if (val > max)
5878                         return bc_error(msg[s]);
5879                 if (!sc)
5880                         bc_num_copy(ib ? &G.prog.ib : &G.prog.ob, l);
5881
5882                 *ptr = (size_t) val;
5883                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5884         }
5885
5886         bc_num_init(&res.d.n, l->len);
5887         bc_num_copy(&res.d.n, l);
5888         bc_program_binOpRetire(&res);
5889
5890         return s;
5891 }
5892
5893 #if !ENABLE_DC
5894 #define bc_program_pushVar(code, bgn, pop, copy) \
5895         bc_program_pushVar(code, bgn)
5896 // for bc, 'pop' and 'copy' are always false
5897 #endif
5898 static BcStatus bc_program_pushVar(char *code, size_t *bgn,
5899                                    bool pop, bool copy)
5900 {
5901         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5902         BcResult r;
5903         char *name = bc_program_name(code, bgn);
5904
5905         r.t = BC_RESULT_VAR;
5906         r.d.id.name = name;
5907
5908 #if ENABLE_DC
5909         {
5910                 BcVec *v = bc_program_search(name, true);
5911                 BcNum *num = bc_vec_top(v);
5912
5913                 if (pop || copy) {
5914
5915                         if (!BC_PROG_STACK(v, 2 - copy)) {
5916                                 free(name);
5917                                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5918                         }
5919
5920                         free(name);
5921                         name = NULL;
5922
5923                         if (!BC_PROG_STR(num)) {
5924
5925                                 r.t = BC_RESULT_TEMP;
5926
5927                                 bc_num_init(&r.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5928                                 bc_num_copy(&r.d.n, num);
5929                         }
5930                         else {
5931                                 r.t = BC_RESULT_STR;
5932                                 r.d.id.idx = num->rdx;
5933                         }
5934
5935                         if (!copy) bc_vec_pop(v);
5936                 }
5937         }
5938 #endif // ENABLE_DC
5939
5940         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5941
5942         return s;
5943 }
5944
5945 static BcStatus bc_program_pushArray(char *code, size_t *bgn,
5946                                      char inst)
5947 {
5948         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5949         BcResult r;
5950         BcNum *num;
5951
5952         r.d.id.name = bc_program_name(code, bgn);
5953
5954         if (inst == BC_INST_ARRAY) {
5955                 r.t = BC_RESULT_ARRAY;
5956                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5957         }
5958         else {
5959
5960                 BcResult *operand;
5961                 unsigned long temp;
5962
5963                 s = bc_program_prep(&operand, &num);
5964                 if (s) goto err;
5965                 s = bc_num_ulong(num, &temp);
5966                 if (s) goto err;
5967
5968                 if (temp > BC_MAX_DIM) {
5969                         s = bc_error("array too long; must be [1, BC_DIM_MAX]");
5970                         goto err;
5971                 }
5972
5973                 r.d.id.idx = (size_t) temp;
5974                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_ARRAY_ELEM);
5975         }
5976
5977 err:
5978         if (s) free(r.d.id.name);
5979         return s;
5980 }
5981
5982 #if ENABLE_BC
5983 static BcStatus bc_program_incdec(char inst)
5984 {
5985         BcStatus s;
5986         BcResult *ptr, res, copy;
5987         BcNum *num = NULL;
5988         char inst2 = inst;
5989
5990         s = bc_program_prep(&ptr, &num);
5991         if (s) return s;
5992
5993         if (inst == BC_INST_INC_POST || inst == BC_INST_DEC_POST) {
5994                 copy.t = BC_RESULT_TEMP;
5995                 bc_num_init(&copy.d.n, num->len);
5996                 bc_num_copy(&copy.d.n, num);
5997         }
5998
5999         res.t = BC_RESULT_ONE;
6000         inst = inst == BC_INST_INC_PRE || inst == BC_INST_INC_POST ?
6001                    BC_INST_ASSIGN_PLUS :
6002                    BC_INST_ASSIGN_MINUS;
6003
6004         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6005         bc_program_assign(inst);
6006
6007         if (inst2 == BC_INST_INC_POST || inst2 == BC_INST_DEC_POST) {
6008                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6009                 bc_vec_push(&G.prog.results, &copy);
6010         }
6011
6012         return s;
6013 }
6014
6015 static BcStatus bc_program_call(char *code, size_t *idx)
6016 {
6017         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6018         BcInstPtr ip;
6019         size_t i, nparams = bc_program_index(code, idx);
6020         BcFunc *func;
6021         BcId *a;
6022         BcResultData param;
6023         BcResult *arg;
6024
6025         ip.idx = 0;
6026         ip.func = bc_program_index(code, idx);
6027         func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip.func);
6028
6029         if (func->code.len == 0) {
6030                 return bc_error("undefined function");
6031         }
6032         if (nparams != func->nparams) {
6033                 return bc_error_fmt("function has %u parameters, but called with %u", func->nparams, nparams);
6034         }
6035         ip.len = G.prog.results.len - nparams;
6036
6037         for (i = 0; i < nparams; ++i) {
6038
6039                 a = bc_vec_item(&func->autos, nparams - 1 - i);
6040                 arg = bc_vec_top(&G.prog.results);
6041
6042                 if ((!a->idx) != (arg->t == BC_RESULT_ARRAY) || arg->t == BC_RESULT_STR)
6043                         return bc_error_variable_is_wrong_type();
6044
6045                 s = bc_program_copyToVar(a->name, a->idx);
6046                 if (s) return s;
6047         }
6048
6049         for (; i < func->autos.len; ++i) {
6050                 BcVec *v;
6051
6052                 a = bc_vec_item(&func->autos, i);
6053                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
6054
6055                 if (a->idx) {
6056                         bc_num_init(&param.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6057                         bc_vec_push(v, &param.n);
6058                 }
6059                 else {
6060                         bc_array_init(&param.v, true);
6061                         bc_vec_push(v, &param.v);
6062                 }
6063         }
6064
6065         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
6066
6067         return BC_STATUS_SUCCESS;
6068 }
6069
6070 static BcStatus bc_program_return(char inst)
6071 {
6072         BcStatus s;
6073         BcResult res;
6074         BcFunc *f;
6075         size_t i;
6076         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6077
6078         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, ip->len + inst == BC_INST_RET))
6079                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6080
6081         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip->func);
6082         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6083
6084         if (inst == BC_INST_RET) {
6085
6086                 BcNum *num;
6087                 BcResult *operand = bc_vec_top(&G.prog.results);
6088
6089                 s = bc_program_num(operand, &num, false);
6090                 if (s) return s;
6091                 bc_num_init(&res.d.n, num->len);
6092                 bc_num_copy(&res.d.n, num);
6093         }
6094         else {
6095                 bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6096                 bc_num_zero(&res.d.n);
6097         }
6098
6099         // We need to pop arguments as well, so this takes that into account.
6100         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
6101
6102                 BcVec *v;
6103                 BcId *a = bc_vec_item(&f->autos, i);
6104
6105                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
6106                 bc_vec_pop(v);
6107         }
6108
6109         bc_vec_npop(&G.prog.results, G.prog.results.len - ip->len);
6110         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6111         bc_vec_pop(&G.prog.stack);
6112
6113         return BC_STATUS_SUCCESS;
6114 }
6115 #endif // ENABLE_BC
6116
6117 static unsigned long bc_program_scale(BcNum *n)
6118 {
6119         return (unsigned long) n->rdx;
6120 }
6121
6122 static unsigned long bc_program_len(BcNum *n)
6123 {
6124         unsigned long len = n->len;
6125         size_t i;
6126
6127         if (n->rdx != n->len) return len;
6128         for (i = n->len - 1; i < n->len && n->num[i] == 0; --len, --i);
6129
6130         return len;
6131 }
6132
6133 static BcStatus bc_program_builtin(char inst)
6134 {
6135         BcStatus s;
6136         BcResult *opnd;
6137         BcNum *num = NULL;
6138         BcResult res;
6139         bool len = inst == BC_INST_LENGTH;
6140
6141         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6142                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6143         opnd = bc_vec_top(&G.prog.results);
6144
6145         s = bc_program_num(opnd, &num, false);
6146         if (s) return s;
6147
6148 #if ENABLE_DC
6149         if (!BC_PROG_NUM(opnd, num) && !len)
6150                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
6151 #endif
6152
6153         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6154
6155         if (inst == BC_INST_SQRT) s = bc_num_sqrt(num, &res.d.n, G.prog.scale);
6156 #if ENABLE_BC
6157         else if (len != 0 && opnd->t == BC_RESULT_ARRAY) {
6158                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, (unsigned long) ((BcVec *) num)->len);
6159         }
6160 #endif
6161 #if ENABLE_DC
6162         else if (len != 0 && !BC_PROG_NUM(opnd, num)) {
6163
6164                 char **str;
6165                 size_t idx = opnd->t == BC_RESULT_STR ? opnd->d.id.idx : num->rdx;
6166
6167                 str = bc_vec_item(&G.prog.strs, idx);
6168                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, strlen(*str));
6169         }
6170 #endif
6171         else {
6172                 BcProgramBuiltIn f = len ? bc_program_len : bc_program_scale;
6173                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, f(num));
6174         }
6175
6176         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
6177
6178         return s;
6179 }
6180
6181 #if ENABLE_DC
6182 static BcStatus bc_program_divmod(void)
6183 {
6184         BcStatus s;
6185         BcResult *opd1, *opd2, res, res2;
6186         BcNum *n1, *n2 = NULL;
6187
6188         s = bc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
6189         if (s) return s;
6190
6191         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6192         bc_num_init(&res2.d.n, n2->len);
6193
6194         s = bc_num_divmod(n1, n2, &res2.d.n, &res.d.n, G.prog.scale);
6195         if (s) goto err;
6196
6197         bc_program_binOpRetire(&res2);
6198         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6199         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6200
6201         return s;
6202
6203 err:
6204         bc_num_free(&res2.d.n);
6205         bc_num_free(&res.d.n);
6206         return s;
6207 }
6208
6209 static BcStatus bc_program_modexp(void)
6210 {
6211         BcStatus s;
6212         BcResult *r1, *r2, *r3, res;
6213         BcNum *n1, *n2, *n3;
6214
6215         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 3))
6216                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6217         s = bc_program_binOpPrep(&r2, &n2, &r3, &n3, false);
6218         if (s) return s;
6219
6220         r1 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 2);
6221         s = bc_program_num(r1, &n1, false);
6222         if (s) return s;
6223         if (!BC_PROG_NUM(r1, n1))
6224                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
6225
6226         // Make sure that the values have their pointers updated, if necessary.
6227         if (r1->t == BC_RESULT_VAR || r1->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
6228
6229                 if (r1->t == r2->t) {
6230                         s = bc_program_num(r2, &n2, false);
6231                         if (s) return s;
6232                 }
6233
6234                 if (r1->t == r3->t) {
6235                         s = bc_program_num(r3, &n3, false);
6236                         if (s) return s;
6237                 }
6238         }
6239
6240         bc_num_init(&res.d.n, n3->len);
6241         s = bc_num_modexp(n1, n2, n3, &res.d.n);
6242         if (s) goto err;
6243
6244         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6245         bc_program_binOpRetire(&res);
6246
6247         return s;
6248
6249 err:
6250         bc_num_free(&res.d.n);
6251         return s;
6252 }
6253
6254 static void bc_program_stackLen(void)
6255 {
6256         BcResult res;
6257         size_t len = G.prog.results.len;
6258
6259         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6260
6261         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6262         bc_num_ulong2num(&res.d.n, len);
6263         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6264 }
6265
6266 static BcStatus bc_program_asciify(void)
6267 {
6268         BcStatus s;
6269         BcResult *r, res;
6270         BcNum *num = NULL, n;
6271         char *str, *str2, c;
6272         size_t len = G.prog.strs.len, idx;
6273         unsigned long val;
6274
6275         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6276                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6277         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6278
6279         s = bc_program_num(r, &num, false);
6280         if (s) return s;
6281
6282         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
6283
6284                 bc_num_init(&n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6285                 bc_num_copy(&n, num);
6286                 bc_num_truncate(&n, n.rdx);
6287
6288                 s = bc_num_mod(&n, &G.prog.strmb, &n, 0);
6289                 if (s) goto num_err;
6290                 s = bc_num_ulong(&n, &val);
6291                 if (s) goto num_err;
6292
6293                 c = (char) val;
6294
6295                 bc_num_free(&n);
6296         }
6297         else {
6298                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
6299                 str2 = *((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx));
6300                 c = str2[0];
6301         }
6302
6303         str = xmalloc(2);
6304         str[0] = c;
6305         str[1] = '\0';
6306
6307         str2 = xstrdup(str);
6308         bc_program_addFunc(str2, &idx);
6309
6310         if (idx != len + BC_PROG_REQ_FUNCS) {
6311
6312                 for (idx = 0; idx < G.prog.strs.len; ++idx) {
6313                         if (!strcmp(*((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx)), str)) {
6314                                 len = idx;
6315                                 break;
6316                         }
6317                 }
6318
6319                 free(str);
6320         }
6321         else
6322                 bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
6323
6324         res.t = BC_RESULT_STR;
6325         res.d.id.idx = len;
6326         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6327         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6328
6329         return BC_STATUS_SUCCESS;
6330
6331 num_err:
6332         bc_num_free(&n);
6333         return s;
6334 }
6335
6336 static BcStatus bc_program_printStream(void)
6337 {
6338         BcStatus s;
6339         BcResult *r;
6340         BcNum *n = NULL;
6341         size_t idx;
6342         char *str;
6343
6344         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6345                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6346         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6347
6348         s = bc_program_num(r, &n, false);
6349         if (s) return s;
6350
6351         if (BC_PROG_NUM(r, n))
6352                 s = bc_num_stream(n, &G.prog.strmb, &G.prog.nchars, G.prog.len);
6353         else {
6354                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : n->rdx;
6355                 str = *((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx));
6356                 printf("%s", str);
6357         }
6358
6359         return s;
6360 }
6361
6362 static BcStatus bc_program_nquit(void)
6363 {
6364         BcStatus s;
6365         BcResult *opnd;
6366         BcNum *num = NULL;
6367         unsigned long val;
6368
6369         s = bc_program_prep(&opnd, &num);
6370         if (s) return s;
6371         s = bc_num_ulong(num, &val);
6372         if (s) return s;
6373
6374         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6375
6376         if (G.prog.stack.len < val)
6377                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6378         if (G.prog.stack.len == val) {
6379                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP)
6380                         return BC_STATUS_FAILURE;
6381                 quit();
6382         }
6383
6384         bc_vec_npop(&G.prog.stack, val);
6385
6386         return s;
6387 }
6388
6389 static BcStatus bc_program_execStr(char *code, size_t *bgn,
6390                                    bool cond)
6391 {
6392         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6393         BcResult *r;
6394         char **str;
6395         BcFunc *f;
6396         BcParse prs;
6397         BcInstPtr ip;
6398         size_t fidx, sidx;
6399         BcNum *n;
6400         bool exec;
6401
6402         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6403                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6404
6405         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6406
6407         if (cond) {
6408
6409                 char *name, *then_name = bc_program_name(code, bgn), *else_name = NULL;
6410
6411                 if (code[*bgn] == BC_PARSE_STREND)
6412                         (*bgn) += 1;
6413                 else
6414                         else_name = bc_program_name(code, bgn);
6415
6416                 exec = r->d.n.len != 0;
6417
6418                 if (exec)
6419                         name = then_name;
6420                 else if (else_name != NULL) {
6421                         exec = true;
6422                         name = else_name;
6423                 }
6424
6425                 if (exec) {
6426                         BcVec *v;
6427                         v = bc_program_search(name, true);
6428                         n = bc_vec_top(v);
6429                 }
6430
6431                 free(then_name);
6432                 free(else_name);
6433
6434                 if (!exec) goto exit;
6435                 if (!BC_PROG_STR(n)) {
6436                         s = bc_error_variable_is_wrong_type();
6437                         goto exit;
6438                 }
6439
6440                 sidx = n->rdx;
6441         }
6442         else {
6443
6444                 if (r->t == BC_RESULT_STR)
6445                         sidx = r->d.id.idx;
6446                 else if (r->t == BC_RESULT_VAR) {
6447                         s = bc_program_num(r, &n, false);
6448                         if (s || !BC_PROG_STR(n)) goto exit;
6449                         sidx = n->rdx;
6450                 }
6451                 else
6452                         goto exit;
6453         }
6454
6455         fidx = sidx + BC_PROG_REQ_FUNCS;
6456
6457         str = bc_vec_item(&G.prog.strs, sidx);
6458         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, fidx);
6459
6460         if (f->code.len == 0) {
6461                 common_parse_init(&prs, fidx);
6462                 s = bc_parse_text(&prs, *str);
6463                 if (s) goto err;
6464                 s = common_parse_expr(&prs, BC_PARSE_NOCALL);
6465                 if (s) goto err;
6466
6467                 if (prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6468                         s = bc_error_bad_expression();
6469                         goto err;
6470                 }
6471
6472                 bc_parse_free(&prs);
6473         }
6474
6475         ip.idx = 0;
6476         ip.len = G.prog.results.len;
6477         ip.func = fidx;
6478
6479         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6480         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
6481
6482         return BC_STATUS_SUCCESS;
6483
6484 err:
6485         bc_parse_free(&prs);
6486         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, fidx);
6487         bc_vec_pop_all(&f->code);
6488 exit:
6489         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6490         return s;
6491 }
6492 #endif // ENABLE_DC
6493
6494 static void bc_program_pushGlobal(char inst)
6495 {
6496         BcResult res;
6497         unsigned long val;
6498
6499         res.t = inst - BC_INST_IBASE + BC_RESULT_IBASE;
6500         if (inst == BC_INST_IBASE)
6501                 val = (unsigned long) G.prog.ib_t;
6502         else if (inst == BC_INST_SCALE)
6503                 val = (unsigned long) G.prog.scale;
6504         else
6505                 val = (unsigned long) G.prog.ob_t;
6506
6507         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6508         bc_num_ulong2num(&res.d.n, val);
6509         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6510 }
6511
6512 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx)
6513 {
6514         BcId entry, *entry_ptr;
6515         BcFunc f;
6516         int inserted;
6517
6518         entry.name = name;
6519         entry.idx = G.prog.fns.len;
6520
6521         inserted = bc_map_insert(&G.prog.fn_map, &entry, idx);
6522         if (!inserted) free(name);
6523
6524         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, *idx);
6525         *idx = entry_ptr->idx;
6526
6527         if (!inserted) {
6528
6529                 BcFunc *func = bc_vec_item(&G.prog.fns, entry_ptr->idx);
6530
6531                 // We need to reset these, so the function can be repopulated.
6532                 func->nparams = 0;
6533                 bc_vec_pop_all(&func->autos);
6534                 bc_vec_pop_all(&func->code);
6535                 bc_vec_pop_all(&func->labels);
6536         }
6537         else {
6538                 bc_func_init(&f);
6539                 bc_vec_push(&G.prog.fns, &f);
6540         }
6541 }
6542
6543 // Called when parsing or execution detects a failure,
6544 // resets execution structures.
6545 static void bc_program_reset(void)
6546 {
6547         BcFunc *f;
6548         BcInstPtr *ip;
6549
6550         bc_vec_npop(&G.prog.stack, G.prog.stack.len - 1);
6551         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6552
6553         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, 0);
6554         ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6555         ip->idx = f->code.len;
6556
6557         // If !tty, no need to check for ^C: we don't have ^C handler,
6558         // we would be killed by a signal and won't reach this place
6559 }
6560
6561 static BcStatus bc_program_exec(void)
6562 {
6563         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6564         size_t idx;
6565         BcResult r, *ptr;
6566         BcNum *num;
6567         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6568         BcFunc *func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip->func);
6569         char *code = func->code.v;
6570         bool cond = false;
6571
6572         while (!s && ip->idx < func->code.len) {
6573
6574                 char inst = code[(ip->idx)++];
6575
6576                 switch (inst) {
6577
6578 #if ENABLE_BC
6579                         case BC_INST_JUMP_ZERO:
6580                         {
6581                                 s = bc_program_prep(&ptr, &num);
6582                                 if (s) return s;
6583                                 cond = !bc_num_cmp(num, &G.prog.zero);
6584                                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6585                         }
6586                         // Fallthrough.
6587                         case BC_INST_JUMP:
6588                         {
6589                                 size_t *addr;
6590                                 idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6591                                 addr = bc_vec_item(&func->labels, idx);
6592                                 if (inst == BC_INST_JUMP || cond) ip->idx = *addr;
6593                                 break;
6594                         }
6595
6596                         case BC_INST_CALL:
6597                         {
6598                                 s = bc_program_call(code, &ip->idx);
6599                                 break;
6600                         }
6601
6602                         case BC_INST_INC_PRE:
6603                         case BC_INST_DEC_PRE:
6604                         case BC_INST_INC_POST:
6605                         case BC_INST_DEC_POST:
6606                         {
6607                                 s = bc_program_incdec(inst);
6608                                 break;
6609                         }
6610
6611                         case BC_INST_HALT:
6612                         {
6613                                 quit_or_return_for_exit();
6614                                 break;
6615                         }
6616
6617                         case BC_INST_RET:
6618                         case BC_INST_RET0:
6619                         {
6620                                 s = bc_program_return(inst);
6621                                 break;
6622                         }
6623
6624                         case BC_INST_BOOL_OR:
6625                         case BC_INST_BOOL_AND:
6626 #endif // ENABLE_BC
6627                         case BC_INST_REL_EQ:
6628                         case BC_INST_REL_LE:
6629                         case BC_INST_REL_GE:
6630                         case BC_INST_REL_NE:
6631                         case BC_INST_REL_LT:
6632                         case BC_INST_REL_GT:
6633                         {
6634                                 s = bc_program_logical(inst);
6635                                 break;
6636                         }
6637
6638                         case BC_INST_READ:
6639                         {
6640                                 s = bc_program_read();
6641                                 break;
6642                         }
6643
6644                         case BC_INST_VAR:
6645                         {
6646                                 s = bc_program_pushVar(code, &ip->idx, false, false);
6647                                 break;
6648                         }
6649
6650                         case BC_INST_ARRAY_ELEM:
6651                         case BC_INST_ARRAY:
6652                         {
6653                                 s = bc_program_pushArray(code, &ip->idx, inst);
6654                                 break;
6655                         }
6656
6657                         case BC_INST_LAST:
6658                         {
6659                                 r.t = BC_RESULT_LAST;
6660                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6661                                 break;
6662                         }
6663
6664                         case BC_INST_IBASE:
6665                         case BC_INST_SCALE:
6666                         case BC_INST_OBASE:
6667                         {
6668                                 bc_program_pushGlobal(inst);
6669                                 break;
6670                         }
6671
6672                         case BC_INST_SCALE_FUNC:
6673                         case BC_INST_LENGTH:
6674                         case BC_INST_SQRT:
6675                         {
6676                                 s = bc_program_builtin(inst);
6677                                 break;
6678                         }
6679
6680                         case BC_INST_NUM:
6681                         {
6682                                 r.t = BC_RESULT_CONSTANT;
6683                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6684                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6685                                 break;
6686                         }
6687
6688                         case BC_INST_POP:
6689                         {
6690                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6691                                         s = bc_error_stack_has_too_few_elements();
6692                                 else
6693                                         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6694                                 break;
6695                         }
6696
6697                         case BC_INST_POP_EXEC:
6698                         {
6699                                 bc_vec_pop(&G.prog.stack);
6700                                 break;
6701                         }
6702
6703                         case BC_INST_PRINT:
6704                         case BC_INST_PRINT_POP:
6705                         case BC_INST_PRINT_STR:
6706                         {
6707                                 s = bc_program_print(inst, 0);
6708                                 break;
6709                         }
6710
6711                         case BC_INST_STR:
6712                         {
6713                                 r.t = BC_RESULT_STR;
6714                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6715                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6716                                 break;
6717                         }
6718
6719                         case BC_INST_POWER:
6720                         case BC_INST_MULTIPLY:
6721                         case BC_INST_DIVIDE:
6722                         case BC_INST_MODULUS:
6723                         case BC_INST_PLUS:
6724                         case BC_INST_MINUS:
6725                         {
6726                                 s = bc_program_op(inst);
6727                                 break;
6728                         }
6729
6730                         case BC_INST_BOOL_NOT:
6731                         {
6732                                 s = bc_program_prep(&ptr, &num);
6733                                 if (s) return s;
6734
6735                                 bc_num_init(&r.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6736                                 (!bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) ? bc_num_one : bc_num_zero)(&r.d.n);
6737                                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_TEMP);
6738
6739                                 break;
6740                         }
6741
6742                         case BC_INST_NEG:
6743                         {
6744                                 s = bc_program_negate();
6745                                 break;
6746                         }
6747
6748 #if ENABLE_BC
6749                         case BC_INST_ASSIGN_POWER:
6750                         case BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY:
6751                         case BC_INST_ASSIGN_DIVIDE:
6752                         case BC_INST_ASSIGN_MODULUS:
6753                         case BC_INST_ASSIGN_PLUS:
6754                         case BC_INST_ASSIGN_MINUS:
6755 #endif
6756                         case BC_INST_ASSIGN:
6757                         {
6758                                 s = bc_program_assign(inst);
6759                                 break;
6760                         }
6761 #if ENABLE_DC
6762                         case BC_INST_MODEXP:
6763                         {
6764                                 s = bc_program_modexp();
6765                                 break;
6766                         }
6767
6768                         case BC_INST_DIVMOD:
6769                         {
6770                                 s = bc_program_divmod();
6771                                 break;
6772                         }
6773
6774                         case BC_INST_EXECUTE:
6775                         case BC_INST_EXEC_COND:
6776                         {
6777                                 cond = inst == BC_INST_EXEC_COND;
6778                                 s = bc_program_execStr(code, &ip->idx, cond);
6779                                 break;
6780                         }
6781
6782                         case BC_INST_PRINT_STACK:
6783                         {
6784                                 for (idx = 0; !s && idx < G.prog.results.len; ++idx)
6785                                         s = bc_program_print(BC_INST_PRINT, idx);
6786                                 break;
6787                         }
6788
6789                         case BC_INST_CLEAR_STACK:
6790                         {
6791                                 bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6792                                 break;
6793                         }
6794
6795                         case BC_INST_STACK_LEN:
6796                         {
6797                                 bc_program_stackLen();
6798                                 break;
6799                         }
6800
6801                         case BC_INST_DUPLICATE:
6802                         {
6803                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6804                                         return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6805                                 ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
6806                                 bc_result_copy(&r, ptr);
6807                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6808                                 break;
6809                         }
6810
6811                         case BC_INST_SWAP:
6812                         {
6813                                 BcResult *ptr2;
6814
6815                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
6816                                         return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6817
6818                                 ptr = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
6819                                 ptr2 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
6820                                 memcpy(&r, ptr, sizeof(BcResult));
6821                                 memcpy(ptr, ptr2, sizeof(BcResult));
6822                                 memcpy(ptr2, &r, sizeof(BcResult));
6823
6824                                 break;
6825                         }
6826
6827                         case BC_INST_ASCIIFY:
6828                         {
6829                                 s = bc_program_asciify();
6830                                 break;
6831                         }
6832
6833                         case BC_INST_PRINT_STREAM:
6834                         {
6835                                 s = bc_program_printStream();
6836                                 break;
6837                         }
6838
6839                         case BC_INST_LOAD:
6840                         case BC_INST_PUSH_VAR:
6841                         {
6842                                 bool copy = inst == BC_INST_LOAD;
6843                                 s = bc_program_pushVar(code, &ip->idx, true, copy);
6844                                 break;
6845                         }
6846
6847                         case BC_INST_PUSH_TO_VAR:
6848                         {
6849                                 char *name = bc_program_name(code, &ip->idx);
6850                                 s = bc_program_copyToVar(name, true);
6851                                 free(name);
6852                                 break;
6853                         }
6854
6855                         case BC_INST_QUIT:
6856                         {
6857                                 if (G.prog.stack.len <= 2)
6858                                         quit_or_return_for_exit();
6859                                 bc_vec_npop(&G.prog.stack, 2);
6860                                 break;
6861                         }
6862
6863                         case BC_INST_NQUIT:
6864                         {
6865                                 s = bc_program_nquit();
6866                                 break;
6867                         }
6868 #endif // ENABLE_DC
6869                 }
6870
6871                 if (s || G_interrupt) {
6872                         bc_program_reset();
6873                         break;
6874                 }
6875
6876                 // If the stack has changed, pointers may be invalid.
6877                 ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6878                 func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip->func);
6879                 code = func->code.v;
6880         }
6881
6882         return s;
6883 }
6884
6885 static void bc_vm_info(void)
6886 {
6887         printf("%s "BB_VER"\n"
6888                 "Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors\n"
6889                 "Report bugs at: https://github.com/gavinhoward/bc\n"
6890                 "This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY\n"
6891         , applet_name);
6892 }
6893
6894 static void bc_args(char **argv)
6895 {
6896         unsigned opts;
6897         int i;
6898
6899         GETOPT_RESET();
6900 #if ENABLE_FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
6901         opts = option_mask32 |= getopt32long(argv, "xwvsqli",
6902                 "extended-register\0" No_argument "x"
6903                 "warn\0"              No_argument "w"
6904                 "version\0"           No_argument "v"
6905                 "standard\0"          No_argument "s"
6906                 "quiet\0"             No_argument "q"
6907                 "mathlib\0"           No_argument "l"
6908                 "interactive\0"       No_argument "i"
6909         );
6910 #else
6911         opts = option_mask32 |= getopt32(argv, "xwvsqli");
6912 #endif
6913         if (getenv("POSIXLY_CORRECT"))
6914                 option_mask32 |= BC_FLAG_S;
6915
6916 ///should be in bc_vm_run() instead??
6917         if (opts & BC_FLAG_V) {
6918                 bc_vm_info();
6919                 exit(0);
6920         }
6921
6922         for (i = optind; argv[i]; ++i)
6923                 bc_vec_push(&G.files, argv + i);
6924 }
6925
6926 #if ENABLE_BC
6927 static void bc_vm_envArgs(void)
6928 {
6929         BcVec v;
6930         char *buf;
6931         char *env_args = getenv("BC_ENV_ARGS");
6932
6933         if (!env_args) return;
6934
6935         G.env_args = xstrdup(env_args);
6936         buf = G.env_args;
6937
6938         bc_vec_init(&v, sizeof(char *), NULL);
6939
6940         while (*(buf = skip_whitespace(buf)) != '\0') {
6941                 bc_vec_push(&v, &buf);
6942                 buf = skip_non_whitespace(buf);
6943                 if (!*buf)
6944                         break;
6945                 *buf++ = '\0';
6946         }
6947
6948         // NULL terminate, and pass argv[] so that first arg is argv[1]
6949         if (sizeof(int) == sizeof(char*)) {
6950                 bc_vec_push(&v, &const_int_0);
6951         } else {
6952                 static char *const nullptr = NULL;
6953                 bc_vec_push(&v, &nullptr);
6954         }
6955         bc_args(((char **)v.v) - 1);
6956
6957         bc_vec_free(&v);
6958 }
6959 #endif // ENABLE_BC
6960
6961 static unsigned bc_vm_envLen(const char *var)
6962 {
6963         char *lenv;
6964         unsigned len;
6965
6966         lenv = getenv(var);
6967         len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6968         if (!lenv) return len;
6969
6970         len = bb_strtou(lenv, NULL, 10) - 1;
6971         if (errno || len < 2 || len >= INT_MAX)
6972                 len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6973
6974         return len;
6975 }
6976
6977 static BcStatus bc_vm_process(const char *text)
6978 {
6979         BcStatus s = bc_parse_text(&G.prs, text);
6980
6981         if (s) return s;
6982
6983         while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6984                 s = G.prs.parse(&G.prs);
6985                 if (s) return s;
6986         }
6987
6988         if (BC_PARSE_CAN_EXEC(&G.prs)) {
6989                 s = bc_program_exec();
6990                 fflush_and_check();
6991                 if (s)
6992                         bc_program_reset();
6993         }
6994
6995         return s;
6996 }
6997
6998 static BcStatus bc_vm_file(const char *file)
6999 {
7000         const char *sv_file;
7001         char *data;
7002         BcStatus s;
7003         BcFunc *main_func;
7004         BcInstPtr *ip;
7005
7006         data = bc_read_file(file);
7007         if (!data) return bc_error_fmt("file '%s' is not text", file);
7008
7009         sv_file = G.prog.file;
7010         G.prog.file = file;
7011         bc_lex_file(&G.prs.l);
7012         s = bc_vm_process(data);
7013         if (s) goto err;
7014
7015         main_func = bc_vec_item(&G.prog.fns, BC_PROG_MAIN);
7016         ip = bc_vec_item(&G.prog.stack, 0);
7017
7018         if (main_func->code.len < ip->idx)
7019                 s = bc_error_fmt("file '%s' is not executable", file);
7020
7021 err:
7022         G.prog.file = sv_file;
7023         free(data);
7024         return s;
7025 }
7026
7027 static BcStatus bc_vm_stdin(void)
7028 {
7029         BcStatus s;
7030         BcVec buf, buffer;
7031         size_t len, i, str = 0;
7032         bool comment = false;
7033
7034         G.prog.file = NULL;
7035         bc_lex_file(&G.prs.l);
7036
7037         bc_char_vec_init(&buffer);
7038         bc_char_vec_init(&buf);
7039         bc_vec_pushZeroByte(&buffer);
7040
7041         // This loop is complex because the vm tries not to send any lines that end
7042         // with a backslash to the parser. The reason for that is because the parser
7043         // treats a backslash+newline combo as whitespace, per the bc spec. In that
7044         // case, and for strings and comments, the parser will expect more stuff.
7045         s = BC_STATUS_SUCCESS;
7046         while (!G.eof && (s = bc_read_line(&buf, ">>> ")) == BC_STATUS_SUCCESS) {
7047
7048                 char *string = buf.v;
7049
7050                 len = buf.len - 1;
7051
7052                 if (len == 1) {
7053                         if (str && buf.v[0] == G.send)
7054                                 str -= 1;
7055                         else if (buf.v[0] == G.sbgn)
7056                                 str += 1;
7057                 }
7058                 else if (len > 1 || comment) {
7059
7060                         for (i = 0; i < len; ++i) {
7061
7062                                 bool notend = len > i + 1;
7063                                 char c = string[i];
7064
7065                                 if (i - 1 > len || string[i - 1] != '\\') {
7066                                         if (G.sbgn == G.send)
7067                                                 str ^= c == G.sbgn;
7068                                         else if (c == G.send)
7069                                                 str -= 1;
7070                                         else if (c == G.sbgn)
7071                                                 str += 1;
7072                                 }
7073
7074                                 if (c == '/' && notend && !comment && string[i + 1] == '*') {
7075                                         comment = true;
7076                                         break;
7077                                 }
7078                                 else if (c == '*' && notend && comment && string[i + 1] == '/')
7079                                         comment = false;
7080                         }
7081
7082                         if (str || comment || string[len - 2] == '\\') {
7083                                 bc_vec_concat(&buffer, buf.v);
7084                                 continue;
7085                         }
7086                 }
7087
7088                 bc_vec_concat(&buffer, buf.v);
7089                 s = bc_vm_process(buffer.v);
7090                 if (s) {
7091                         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin) {
7092                                 // Debug config, non-interactive mode:
7093                                 // return all the way back to main.
7094                                 // Non-debug builds do not come here, they exit.
7095                                 break;
7096                         }
7097                         fflush_and_check();
7098                         fputs("ready for more input\n", stderr);
7099                 }
7100
7101                 bc_vec_pop_all(&buffer);
7102         }
7103
7104         if (str) {
7105                 s = bc_error("string end could not be found");
7106         }
7107         else if (comment) {
7108                 s = bc_error("comment end could not be found");
7109         }
7110
7111         bc_vec_free(&buf);
7112         bc_vec_free(&buffer);
7113         return s;
7114 }
7115
7116 #if ENABLE_BC
7117 static const char bc_lib[] = {
7118         "scale=20"
7119 "\n"    "define e(x){"
7120 "\n"            "auto b,s,n,r,d,i,p,f,v"
7121 "\n"            "b=ibase"
7122 "\n"            "ibase=A"
7123 "\n"            "if(x<0){"
7124 "\n"                    "n=1"
7125 "\n"                    "x=-x"
7126 "\n"            "}"
7127 "\n"            "s=scale"
7128 "\n"            "r=6+s+0.44*x"
7129 "\n"            "scale=scale(x)+1"
7130 "\n"            "while(x>1){"
7131 "\n"                    "d+=1"
7132 "\n"                    "x/=2"
7133 "\n"                    "scale+=1"
7134 "\n"            "}"
7135 "\n"            "scale=r"
7136 "\n"            "r=x+1"
7137 "\n"            "p=x"
7138 "\n"            "f=v=1"
7139 "\n"            "for(i=2;v!=0;++i){"
7140 "\n"                    "p*=x"
7141 "\n"                    "f*=i"
7142 "\n"                    "v=p/f"
7143 "\n"                    "r+=v"
7144 "\n"            "}"
7145 "\n"            "while((d--)!=0)r*=r"
7146 "\n"            "scale=s"
7147 "\n"            "ibase=b"
7148 "\n"            "if(n!=0)return(1/r)"
7149 "\n"            "return(r/1)"
7150 "\n"    "}"
7151 "\n"    "define l(x){"
7152 "\n"            "auto b,s,r,p,a,q,i,v"
7153 "\n"            "b=ibase"
7154 "\n"            "ibase=A"
7155 "\n"            "if(x<=0){"
7156 "\n"                    "r=(1-10^scale)/1"
7157 "\n"                    "ibase=b"
7158 "\n"                    "return(r)"
7159 "\n"            "}"
7160 "\n"            "s=scale"
7161 "\n"            "scale+=6"
7162 "\n"            "p=2"
7163 "\n"            "while(x>=2){"
7164 "\n"                    "p*=2"
7165 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7166 "\n"            "}"
7167 "\n"            "while(x<=0.5){"
7168 "\n"                    "p*=2"
7169 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7170 "\n"            "}"
7171 "\n"            "r=a=(x-1)/(x+1)"
7172 "\n"            "q=a*a"
7173 "\n"                    "v=1"
7174 "\n"            "for(i=3;v!=0;i+=2){"
7175 "\n"                    "a*=q"
7176 "\n"                    "v=a/i"
7177 "\n"                    "r+=v"
7178 "\n"            "}"
7179 "\n"            "r*=p"
7180 "\n"            "scale=s"
7181 "\n"            "ibase=b"
7182 "\n"            "return(r/1)"
7183 "\n"    "}"
7184 "\n"    "define s(x){"
7185 "\n"            "auto b,s,r,n,a,q,i"
7186 "\n"            "b=ibase"
7187 "\n"            "ibase=A"
7188 "\n"            "s=scale"
7189 "\n"            "scale=1.1*s+2"
7190 "\n"            "a=a(1)"
7191 "\n"            "if(x<0){"
7192 "\n"                    "n=1"
7193 "\n"                    "x=-x"
7194 "\n"            "}"
7195 "\n"            "scale=0"
7196 "\n"            "q=(x/a+2)/4"
7197 "\n"            "x=x-4*q*a"
7198 "\n"            "if(q%2!=0)x=-x"
7199 "\n"            "scale=s+2"
7200 "\n"            "r=a=x"
7201 "\n"            "q=-x*x"
7202 "\n"            "for(i=3;a!=0;i+=2){"
7203 "\n"                    "a*=q/(i*(i-1))"
7204 "\n"                    "r+=a"
7205 "\n"            "}"
7206 "\n"            "scale=s"
7207 "\n"            "ibase=b"
7208 "\n"            "if(n!=0)return(-r/1)"
7209 "\n"            "return(r/1)"
7210 "\n"    "}"
7211 "\n"    "define c(x){"
7212 "\n"            "auto b,s"
7213 "\n"            "b=ibase"
7214 "\n"            "ibase=A"
7215 "\n"            "s=scale"
7216 "\n"            "scale*=1.2"
7217 "\n"            "x=s(2*a(1)+x)"
7218 "\n"            "scale=s"
7219 "\n"            "ibase=b"
7220 "\n"            "return(x/1)"
7221 "\n"    "}"
7222 "\n"    "define a(x){"
7223 "\n"            "auto b,s,r,n,a,m,t,f,i,u"
7224 "\n"            "b=ibase"
7225 "\n"            "ibase=A"
7226 "\n"            "n=1"
7227 "\n"            "if(x<0){"
7228 "\n"                    "n=-1"
7229 "\n"                    "x=-x"
7230 "\n"            "}"
7231 "\n"            "if(x==1){"
7232 "\n"                    "if(scale<65){"
7233 "\n"                            "return(.7853981633974483096156608458198757210492923498437764552437361480/n)"
7234 "\n"                    "}"
7235 "\n"            "}"
7236 "\n"            "if(x==.2){"
7237 "\n"                    "if(scale<65){"
7238 "\n"                            "return(.1973955598498807583700497651947902934475851037878521015176889402/n)"
7239 "\n"                    "}"
7240 "\n"            "}"
7241 "\n"            "s=scale"
7242 "\n"            "if(x>.2){"
7243 "\n"                    "scale+=5"
7244 "\n"                    "a=a(.2)"
7245 "\n"            "}"
7246 "\n"            "scale=s+3"
7247 "\n"            "while(x>.2){"
7248 "\n"                    "m+=1"
7249 "\n"                    "x=(x-.2)/(1+.2*x)"
7250 "\n"            "}"
7251 "\n"            "r=u=x"
7252 "\n"            "f=-x*x"
7253 "\n"            "t=1"
7254 "\n"            "for(i=3;t!=0;i+=2){"
7255 "\n"                    "u*=f"
7256 "\n"                    "t=u/i"
7257 "\n"                    "r+=t"
7258 "\n"            "}"
7259 "\n"            "scale=s"
7260 "\n"            "ibase=b"
7261 "\n"            "return((m*a+r)/n)"
7262 "\n"    "}"
7263 "\n"    "define j(n,x){"
7264 "\n"            "auto b,s,o,a,i,v,f"
7265 "\n"            "b=ibase"
7266 "\n"            "ibase=A"
7267 "\n"            "s=scale"
7268 "\n"            "scale=0"
7269 "\n"            "n/=1"
7270 "\n"            "if(n<0){"
7271 "\n"                    "n=-n"
7272 "\n"                    "if(n%2==1)o=1"
7273 "\n"            "}"
7274 "\n"            "a=1"
7275 "\n"            "for(i=2;i<=n;++i)a*=i"
7276 "\n"            "scale=1.5*s"
7277 "\n"            "a=(x^n)/2^n/a"
7278 "\n"            "r=v=1"
7279 "\n"            "f=-x*x/4"
7280 "\n"            "scale=scale+length(a)-scale(a)"
7281 "\n"            "for(i=1;v!=0;++i){"
7282 "\n"                    "v=v*f/i/(n+i)"
7283 "\n"                    "r+=v"
7284 "\n"            "}"
7285 "\n"            "scale=s"
7286 "\n"            "ibase=b"
7287 "\n"            "if(o!=0)a=-a"
7288 "\n"            "return(a*r/1)"
7289 "\n"    "}"
7290 };
7291 #endif // ENABLE_BC
7292
7293 static BcStatus bc_vm_exec(void)
7294 {
7295         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
7296         size_t i;
7297
7298 #if ENABLE_BC
7299         if (option_mask32 & BC_FLAG_L) {
7300
7301                 // We know that internal library is not buggy,
7302                 // thus error checking is normally disabled.
7303 # define DEBUG_LIB 0
7304                 bc_lex_file(&G.prs.l);
7305                 s = bc_parse_text(&G.prs, bc_lib);
7306                 if (DEBUG_LIB && s) return s;
7307
7308                 while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
7309                         s = G.prs.parse(&G.prs);
7310                         if (DEBUG_LIB && s) return s;
7311                 }
7312                 s = bc_program_exec();
7313                 if (DEBUG_LIB && s) return s;
7314         }
7315 #endif
7316
7317         for (i = 0; !s && i < G.files.len; ++i)
7318                 s = bc_vm_file(*((char **) bc_vec_item(&G.files, i)));
7319         if (s) {
7320                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin) {
7321                         // Debug config, non-interactive mode:
7322                         // return all the way back to main.
7323                         // Non-debug builds do not come here, they exit.
7324                         return s;
7325                 }
7326                 fflush_and_check();
7327                 fputs("ready for more input\n", stderr);
7328         }
7329
7330         if (IS_BC || !G.files.len)
7331                 s = bc_vm_stdin();
7332         if (!s && !BC_PARSE_CAN_EXEC(&G.prs))
7333                 s = bc_vm_process("");
7334
7335         return s;
7336 }
7337
7338 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7339 static void bc_program_free(void)
7340 {
7341         bc_num_free(&G.prog.ib);
7342         bc_num_free(&G.prog.ob);
7343         bc_num_free(&G.prog.hexb);
7344 # if ENABLE_DC
7345         bc_num_free(&G.prog.strmb);
7346 # endif
7347         bc_vec_free(&G.prog.fns);
7348         bc_vec_free(&G.prog.fn_map);
7349         bc_vec_free(&G.prog.vars);
7350         bc_vec_free(&G.prog.var_map);
7351         bc_vec_free(&G.prog.arrs);
7352         bc_vec_free(&G.prog.arr_map);
7353         bc_vec_free(&G.prog.strs);
7354         bc_vec_free(&G.prog.consts);
7355         bc_vec_free(&G.prog.results);
7356         bc_vec_free(&G.prog.stack);
7357         bc_num_free(&G.prog.last);
7358         bc_num_free(&G.prog.zero);
7359         bc_num_free(&G.prog.one);
7360 }
7361
7362 static void bc_vm_free(void)
7363 {
7364         bc_vec_free(&G.files);
7365         bc_program_free();
7366         bc_parse_free(&G.prs);
7367         free(G.env_args);
7368 }
7369 #endif
7370
7371 static void bc_program_init(void)
7372 {
7373         size_t idx;
7374         BcInstPtr ip;
7375
7376         /* memset(&G.prog, 0, sizeof(G.prog)); - already is */
7377         memset(&ip, 0, sizeof(BcInstPtr));
7378
7379         /* G.prog.nchars = G.prog.scale = 0; - already is */
7380
7381         bc_num_init(&G.prog.ib, BC_NUM_DEF_SIZE);
7382         bc_num_ten(&G.prog.ib);
7383         G.prog.ib_t = 10;
7384
7385         bc_num_init(&G.prog.ob, BC_NUM_DEF_SIZE);
7386         bc_num_ten(&G.prog.ob);
7387         G.prog.ob_t = 10;
7388
7389         bc_num_init(&G.prog.hexb, BC_NUM_DEF_SIZE);
7390         bc_num_ten(&G.prog.hexb);
7391         G.prog.hexb.num[0] = 6;
7392
7393 #if ENABLE_DC
7394         bc_num_init(&G.prog.strmb, BC_NUM_DEF_SIZE);
7395         bc_num_ulong2num(&G.prog.strmb, UCHAR_MAX + 1);
7396 #endif
7397
7398         bc_num_init(&G.prog.last, BC_NUM_DEF_SIZE);
7399         bc_num_zero(&G.prog.last);
7400
7401         bc_num_init(&G.prog.zero, BC_NUM_DEF_SIZE);
7402         bc_num_zero(&G.prog.zero);
7403
7404         bc_num_init(&G.prog.one, BC_NUM_DEF_SIZE);
7405         bc_num_one(&G.prog.one);
7406
7407         bc_vec_init(&G.prog.fns, sizeof(BcFunc), bc_func_free);
7408         bc_vec_init(&G.prog.fn_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7409
7410         bc_program_addFunc(xstrdup("(main)"), &idx);
7411         bc_program_addFunc(xstrdup("(read)"), &idx);
7412
7413         bc_vec_init(&G.prog.vars, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7414         bc_vec_init(&G.prog.var_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7415
7416         bc_vec_init(&G.prog.arrs, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7417         bc_vec_init(&G.prog.arr_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7418
7419         bc_vec_init(&G.prog.strs, sizeof(char *), bc_string_free);
7420         bc_vec_init(&G.prog.consts, sizeof(char *), bc_string_free);
7421         bc_vec_init(&G.prog.results, sizeof(BcResult), bc_result_free);
7422         bc_vec_init(&G.prog.stack, sizeof(BcInstPtr), NULL);
7423         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
7424 }
7425
7426 static void bc_vm_init(void)
7427 {
7428         bc_vec_init(&G.files, sizeof(char *), NULL);
7429         if (IS_BC)
7430                 bc_vm_envArgs();
7431         bc_program_init();
7432         if (IS_BC) {
7433                 bc_parse_init(&G.prs, BC_PROG_MAIN);
7434         } else {
7435                 dc_parse_init(&G.prs, BC_PROG_MAIN);
7436         }
7437 }
7438
7439 static BcStatus bc_vm_run(char **argv, const char *env_len)
7440 {
7441         BcStatus st;
7442
7443 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
7444         G.line_input_state = new_line_input_t(DO_HISTORY);
7445 #endif
7446         G.prog.len = bc_vm_envLen(env_len);
7447
7448         bc_vm_init();
7449         bc_args(argv);
7450
7451         if (isatty(0)) {
7452 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
7453                 G_ttyin = 1;
7454                 // With SA_RESTART, most system calls will restart
7455                 // (IOW: they won't fail with EINTR).
7456                 // In particular, this means ^C won't cause
7457                 // stdout to get into "error state" if SIGINT hits
7458                 // within write() syscall.
7459                 // The downside is that ^C while line input is taken
7460                 // will only be handled after [Enter] since read()
7461                 // from stdin is not interrupted by ^C either,
7462                 // it restarts, thus fgetc() does not return on ^C.
7463                 signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7464
7465                 // Without SA_RESTART, this exhibits a bug:
7466                 // "while (1) print 1" and try ^C-ing it.
7467                 // Intermittently, instead of returning to input line,
7468                 // you'll get "output error: Interrupted system call"
7469                 // and exit.
7470                 //signal_no_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7471 #endif
7472                 if (!(option_mask32 & BC_FLAG_Q))
7473                         bc_vm_info();
7474         }
7475
7476         st = bc_vm_exec();
7477
7478 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7479         bc_vm_free();
7480 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
7481         free_line_input_t(G.line_input_state);
7482 # endif
7483         FREE_G();
7484 #endif
7485         return st;
7486 }
7487
7488 #if ENABLE_BC
7489 int bc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7490 int bc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7491 {
7492         INIT_G();
7493         G.sbgn = G.send = '"';
7494
7495         return bc_vm_run(argv, "BC_LINE_LENGTH");
7496 }
7497 #endif
7498
7499 #if ENABLE_DC
7500 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7501 int dc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7502 {
7503         INIT_G();
7504         G.sbgn = '[';
7505         G.send = ']';
7506
7507         return bc_vm_run(argv, "DC_LINE_LENGTH");
7508 }
7509 #endif
7510
7511 #endif // not DC_SMALL