bc: code shrink - convert two macros to functions
[oweals/busybox.git] / 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 typedef signed char BcDig;
209
210 typedef struct BcNum {
211         BcDig *restrict num;
212         size_t rdx;
213         size_t len;
214         size_t cap;
215         bool neg;
216 } BcNum;
217
218 #define BC_NUM_MIN_BASE         ((unsigned long) 2)
219 #define BC_NUM_MAX_IBASE        ((unsigned long) 16)
220 // larger value might speed up BIGNUM calculations a bit:
221 #define BC_NUM_DEF_SIZE         (16)
222 #define BC_NUM_PRINT_WIDTH      (69)
223
224 #define BC_NUM_KARATSUBA_LEN    (32)
225
226 #define BC_NUM_NEG(n, neg)      ((((ssize_t)(n)) ^ -((ssize_t)(neg))) + (neg))
227 #define BC_NUM_ONE(n)           ((n)->len == 1 && (n)->rdx == 0 && (n)->num[0] == 1)
228 #define BC_NUM_INT(n)           ((n)->len - (n)->rdx)
229 #define BC_NUM_AREQ(a, b) \
230         (BC_MAX((a)->rdx, (b)->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1)
231 #define BC_NUM_MREQ(a, b, scale) \
232         (BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX((scale), (a)->rdx + (b)->rdx) + 1)
233
234 typedef BcStatus (*BcNumBinaryOp)(BcNum *, BcNum *, BcNum *, size_t);
235 typedef void (*BcNumDigitOp)(size_t, size_t, bool, size_t *, size_t);
236
237 static BcStatus bc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
238 static BcStatus bc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
239 static BcStatus bc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
240 static BcStatus bc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
241 static BcStatus bc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
242 static BcStatus bc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
243 static BcStatus bc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale);
244 static BcStatus bc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
245                               size_t scale);
246
247 typedef enum BcInst {
248
249 #if ENABLE_BC
250         BC_INST_INC_PRE,
251         BC_INST_DEC_PRE,
252         BC_INST_INC_POST,
253         BC_INST_DEC_POST,
254 #endif
255
256         BC_INST_NEG,
257
258         BC_INST_POWER,
259         BC_INST_MULTIPLY,
260         BC_INST_DIVIDE,
261         BC_INST_MODULUS,
262         BC_INST_PLUS,
263         BC_INST_MINUS,
264
265         BC_INST_REL_EQ,
266         BC_INST_REL_LE,
267         BC_INST_REL_GE,
268         BC_INST_REL_NE,
269         BC_INST_REL_LT,
270         BC_INST_REL_GT,
271
272         BC_INST_BOOL_NOT,
273         BC_INST_BOOL_OR,
274         BC_INST_BOOL_AND,
275
276 #if ENABLE_BC
277         BC_INST_ASSIGN_POWER,
278         BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY,
279         BC_INST_ASSIGN_DIVIDE,
280         BC_INST_ASSIGN_MODULUS,
281         BC_INST_ASSIGN_PLUS,
282         BC_INST_ASSIGN_MINUS,
283 #endif
284         BC_INST_ASSIGN,
285
286         BC_INST_NUM,
287         BC_INST_VAR,
288         BC_INST_ARRAY_ELEM,
289         BC_INST_ARRAY,
290
291         BC_INST_SCALE_FUNC,
292         BC_INST_IBASE,
293         BC_INST_SCALE,
294         BC_INST_LAST,
295         BC_INST_LENGTH,
296         BC_INST_READ,
297         BC_INST_OBASE,
298         BC_INST_SQRT,
299
300         BC_INST_PRINT,
301         BC_INST_PRINT_POP,
302         BC_INST_STR,
303         BC_INST_PRINT_STR,
304
305 #if ENABLE_BC
306         BC_INST_JUMP,
307         BC_INST_JUMP_ZERO,
308
309         BC_INST_CALL,
310
311         BC_INST_RET,
312         BC_INST_RET0,
313
314         BC_INST_HALT,
315 #endif
316
317         BC_INST_POP,
318         BC_INST_POP_EXEC,
319
320 #if ENABLE_DC
321         BC_INST_MODEXP,
322         BC_INST_DIVMOD,
323
324         BC_INST_EXECUTE,
325         BC_INST_EXEC_COND,
326
327         BC_INST_ASCIIFY,
328         BC_INST_PRINT_STREAM,
329
330         BC_INST_PRINT_STACK,
331         BC_INST_CLEAR_STACK,
332         BC_INST_STACK_LEN,
333         BC_INST_DUPLICATE,
334         BC_INST_SWAP,
335
336         BC_INST_LOAD,
337         BC_INST_PUSH_VAR,
338         BC_INST_PUSH_TO_VAR,
339
340         BC_INST_QUIT,
341         BC_INST_NQUIT,
342
343         BC_INST_INVALID = -1,
344 #endif
345
346 } BcInst;
347
348 typedef struct BcId {
349         char *name;
350         size_t idx;
351 } BcId;
352
353 typedef struct BcFunc {
354         BcVec code;
355         BcVec labels;
356         size_t nparams;
357         BcVec autos;
358 } BcFunc;
359
360 typedef enum BcResultType {
361
362         BC_RESULT_TEMP,
363
364         BC_RESULT_VAR,
365         BC_RESULT_ARRAY_ELEM,
366         BC_RESULT_ARRAY,
367
368         BC_RESULT_STR,
369
370         BC_RESULT_IBASE,
371         BC_RESULT_SCALE,
372         BC_RESULT_LAST,
373
374         // These are between to calculate ibase, obase, and last from instructions.
375         BC_RESULT_CONSTANT,
376         BC_RESULT_ONE,
377
378         BC_RESULT_OBASE,
379
380 } BcResultType;
381
382 typedef union BcResultData {
383         BcNum n;
384         BcVec v;
385         BcId id;
386 } BcResultData;
387
388 typedef struct BcResult {
389         BcResultType t;
390         BcResultData d;
391 } BcResult;
392
393 typedef struct BcInstPtr {
394         size_t func;
395         size_t idx;
396         size_t len;
397 } BcInstPtr;
398
399 // BC_LEX_NEG is not used in lexing; it is only for parsing.
400 typedef enum BcLexType {
401
402         BC_LEX_EOF,
403         BC_LEX_INVALID,
404
405         BC_LEX_OP_INC,
406         BC_LEX_OP_DEC,
407
408         BC_LEX_NEG,
409
410         BC_LEX_OP_POWER,
411         BC_LEX_OP_MULTIPLY,
412         BC_LEX_OP_DIVIDE,
413         BC_LEX_OP_MODULUS,
414         BC_LEX_OP_PLUS,
415         BC_LEX_OP_MINUS,
416
417         BC_LEX_OP_REL_EQ,
418         BC_LEX_OP_REL_LE,
419         BC_LEX_OP_REL_GE,
420         BC_LEX_OP_REL_NE,
421         BC_LEX_OP_REL_LT,
422         BC_LEX_OP_REL_GT,
423
424         BC_LEX_OP_BOOL_NOT,
425         BC_LEX_OP_BOOL_OR,
426         BC_LEX_OP_BOOL_AND,
427
428         BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER,
429         BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY,
430         BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE,
431         BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS,
432         BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS,
433         BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS,
434         BC_LEX_OP_ASSIGN,
435
436         BC_LEX_NLINE,
437         BC_LEX_WHITESPACE,
438
439         BC_LEX_LPAREN,
440         BC_LEX_RPAREN,
441
442         BC_LEX_LBRACKET,
443         BC_LEX_COMMA,
444         BC_LEX_RBRACKET,
445
446         BC_LEX_LBRACE,
447         BC_LEX_SCOLON,
448         BC_LEX_RBRACE,
449
450         BC_LEX_STR,
451         BC_LEX_NAME,
452         BC_LEX_NUMBER,
453
454         BC_LEX_KEY_1st_keyword,
455         BC_LEX_KEY_AUTO = BC_LEX_KEY_1st_keyword,
456         BC_LEX_KEY_BREAK,
457         BC_LEX_KEY_CONTINUE,
458         BC_LEX_KEY_DEFINE,
459         BC_LEX_KEY_ELSE,
460         BC_LEX_KEY_FOR,
461         BC_LEX_KEY_HALT,
462         // code uses "type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE" construct,
463         BC_LEX_KEY_IBASE,  // relative order should match for: BC_INST_IBASE
464         BC_LEX_KEY_IF,
465         BC_LEX_KEY_LAST,   // relative order should match for: BC_INST_LAST
466         BC_LEX_KEY_LENGTH,
467         BC_LEX_KEY_LIMITS,
468         BC_LEX_KEY_OBASE,  // relative order should match for: BC_INST_OBASE
469         BC_LEX_KEY_PRINT,
470         BC_LEX_KEY_QUIT,
471         BC_LEX_KEY_READ,
472         BC_LEX_KEY_RETURN,
473         BC_LEX_KEY_SCALE,
474         BC_LEX_KEY_SQRT,
475         BC_LEX_KEY_WHILE,
476
477 #if ENABLE_DC
478         BC_LEX_EQ_NO_REG,
479         BC_LEX_OP_MODEXP,
480         BC_LEX_OP_DIVMOD,
481
482         BC_LEX_COLON,
483         BC_LEX_ELSE,
484         BC_LEX_EXECUTE,
485         BC_LEX_PRINT_STACK,
486         BC_LEX_CLEAR_STACK,
487         BC_LEX_STACK_LEVEL,
488         BC_LEX_DUPLICATE,
489         BC_LEX_SWAP,
490         BC_LEX_POP,
491
492         BC_LEX_ASCIIFY,
493         BC_LEX_PRINT_STREAM,
494
495         BC_LEX_STORE_IBASE,
496         BC_LEX_STORE_SCALE,
497         BC_LEX_LOAD,
498         BC_LEX_LOAD_POP,
499         BC_LEX_STORE_PUSH,
500         BC_LEX_STORE_OBASE,
501         BC_LEX_PRINT_POP,
502         BC_LEX_NQUIT,
503         BC_LEX_SCALE_FACTOR,
504 #endif
505 } BcLexType;
506 // must match order of BC_LEX_KEY_foo etc above
507 #if ENABLE_BC
508 struct BcLexKeyword {
509         char name8[8];
510 };
511 #define BC_LEX_KW_ENTRY(a, b) \
512         { .name8 = a /*, .posix = b */ }
513 static const struct BcLexKeyword bc_lex_kws[20] = {
514         BC_LEX_KW_ENTRY("auto"    , 1), // 0
515         BC_LEX_KW_ENTRY("break"   , 1), // 1
516         BC_LEX_KW_ENTRY("continue", 0), // 2 note: this one has no terminating NUL
517         BC_LEX_KW_ENTRY("define"  , 1), // 3
518
519         BC_LEX_KW_ENTRY("else"    , 0), // 4
520         BC_LEX_KW_ENTRY("for"     , 1), // 5
521         BC_LEX_KW_ENTRY("halt"    , 0), // 6
522         BC_LEX_KW_ENTRY("ibase"   , 1), // 7
523
524         BC_LEX_KW_ENTRY("if"      , 1), // 8
525         BC_LEX_KW_ENTRY("last"    , 0), // 9
526         BC_LEX_KW_ENTRY("length"  , 1), // 10
527         BC_LEX_KW_ENTRY("limits"  , 0), // 11
528
529         BC_LEX_KW_ENTRY("obase"   , 1), // 12
530         BC_LEX_KW_ENTRY("print"   , 0), // 13
531         BC_LEX_KW_ENTRY("quit"    , 1), // 14
532         BC_LEX_KW_ENTRY("read"    , 0), // 15
533
534         BC_LEX_KW_ENTRY("return"  , 1), // 16
535         BC_LEX_KW_ENTRY("scale"   , 1), // 17
536         BC_LEX_KW_ENTRY("sqrt"    , 1), // 18
537         BC_LEX_KW_ENTRY("while"   , 1), // 19
538 };
539 #undef BC_LEX_KW_ENTRY
540 enum {
541         POSIX_KWORD_MASK = 0
542                 | (1 << 0)
543                 | (1 << 1)
544                 | (0 << 2)
545                 | (1 << 3)
546                 \
547                 | (0 << 4)
548                 | (1 << 5)
549                 | (0 << 6)
550                 | (1 << 7)
551                 \
552                 | (1 << 8)
553                 | (0 << 9)
554                 | (1 << 10)
555                 | (0 << 11)
556                 \
557                 | (1 << 12)
558                 | (0 << 13)
559                 | (1 << 14)
560                 | (0 << 15)
561                 \
562                 | (1 << 16)
563                 | (1 << 17)
564                 | (1 << 18)
565                 | (1 << 19)
566 };
567 #define bc_lex_kws_POSIX(i) ((1 << (i)) & POSIX_KWORD_MASK)
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_REL    (1 << 0)
594 #define BC_PARSE_PRINT  (1 << 1)
595 #define BC_PARSE_NOCALL (1 << 2)
596 #define BC_PARSE_NOREAD (1 << 3)
597 #define BC_PARSE_ARRAY  (1 << 4)
598
599 #define BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(parse) ((uint8_t *) bc_vec_top(&(parse)->flags))
600 #define BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) (*(BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(parse)))
601
602 #define BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER (1 << 0)
603 #define BC_PARSE_FUNC_INNER(parse) \
604         (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER)
605
606 #define BC_PARSE_FLAG_FUNC (1 << 1)
607 #define BC_PARSE_FUNC(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_FUNC)
608
609 #define BC_PARSE_FLAG_BODY (1 << 2)
610 #define BC_PARSE_BODY(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_BODY)
611
612 #define BC_PARSE_FLAG_LOOP (1 << 3)
613 #define BC_PARSE_LOOP(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_LOOP)
614
615 #define BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER (1 << 4)
616 #define BC_PARSE_LOOP_INNER(parse) \
617         (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER)
618
619 #define BC_PARSE_FLAG_IF (1 << 5)
620 #define BC_PARSE_IF(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_IF)
621
622 #define BC_PARSE_FLAG_ELSE (1 << 6)
623 #define BC_PARSE_ELSE(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_ELSE)
624
625 #define BC_PARSE_FLAG_IF_END (1 << 7)
626 #define BC_PARSE_IF_END(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_IF_END)
627
628 #define BC_PARSE_CAN_EXEC(parse)                                             \
629         (!(BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) &                                            \
630            (BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER | BC_PARSE_FLAG_FUNC | BC_PARSE_FLAG_BODY | \
631             BC_PARSE_FLAG_LOOP | BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER | BC_PARSE_FLAG_IF |   \
632             BC_PARSE_FLAG_ELSE | BC_PARSE_FLAG_IF_END)))
633
634 typedef struct BcParseNext {
635         uint32_t len;
636         BcLexType tokens[4];
637 } BcParseNext;
638
639 struct BcParse;
640
641 struct BcProgram;
642
643 typedef BcStatus (*BcParseParse)(struct BcParse *);
644
645 typedef struct BcParse {
646
647         BcParseParse parse;
648
649         BcLex l;
650
651         BcVec flags;
652
653         BcVec exits;
654         BcVec conds;
655
656         BcVec ops;
657
658         BcFunc *func;
659         size_t fidx;
660
661         size_t nbraces;
662         bool auto_part;
663
664 } BcParse;
665
666 typedef struct BcProgram {
667
668         size_t len;
669         size_t scale;
670
671         BcNum ib;
672         size_t ib_t;
673         BcNum ob;
674         size_t ob_t;
675
676         BcNum hexb;
677
678 #if ENABLE_DC
679         BcNum strmb;
680 #endif
681
682         BcVec results;
683         BcVec stack;
684
685         BcVec fns;
686         BcVec fn_map;
687
688         BcVec vars;
689         BcVec var_map;
690
691         BcVec arrs;
692         BcVec arr_map;
693
694         BcVec strs;
695         BcVec consts;
696
697         const char *file;
698
699         BcNum last;
700         BcNum zero;
701         BcNum one;
702
703         size_t nchars;
704
705 } BcProgram;
706
707 #define BC_PROG_STACK(s, n) ((s)->len >= ((size_t) n))
708
709 #define BC_PROG_MAIN (0)
710 #define BC_PROG_READ (1)
711 #if ENABLE_DC
712 #define BC_PROG_REQ_FUNCS (2)
713 #endif
714
715 #define BC_PROG_STR(n) (!(n)->num && !(n)->cap)
716 #define BC_PROG_NUM(r, n) \
717         ((r)->t != BC_RESULT_ARRAY && (r)->t != BC_RESULT_STR && !BC_PROG_STR(n))
718
719 typedef unsigned long (*BcProgramBuiltIn)(BcNum *);
720
721 #define BC_FLAG_X (1 << 0)
722 #define BC_FLAG_W (1 << 1)
723 #define BC_FLAG_V (1 << 2)
724 #define BC_FLAG_S (1 << 3)
725 #define BC_FLAG_Q (1 << 4)
726 #define BC_FLAG_L (1 << 5)
727 #define BC_FLAG_I (1 << 6)
728
729 #define BC_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
730 #define BC_MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
731
732 #define BC_MAX_OBASE  ((unsigned) 999)
733 #define BC_MAX_DIM    ((unsigned) INT_MAX)
734 #define BC_MAX_SCALE  ((unsigned) UINT_MAX)
735 #define BC_MAX_STRING ((unsigned) UINT_MAX - 1)
736 #define BC_MAX_NAME   BC_MAX_STRING
737 #define BC_MAX_NUM    BC_MAX_STRING
738 #define BC_MAX_EXP    ((unsigned long) LONG_MAX)
739 #define BC_MAX_VARS   ((unsigned long) SIZE_MAX - 1)
740
741 struct globals {
742         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(smallint ttyin;)
743         smallint eof;
744         char sbgn;
745         char send;
746
747         BcParse prs;
748         BcProgram prog;
749
750         // For error messages. Can be set to current parsed line,
751         // or [TODO] to current executing line (can be before last parsed one)
752         unsigned err_line;
753
754         BcVec files;
755
756         char *env_args;
757
758 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
759         line_input_t *line_input_state;
760 #endif
761 } FIX_ALIASING;
762 #define G (*ptr_to_globals)
763 #define INIT_G() do { \
764         SET_PTR_TO_GLOBALS(xzalloc(sizeof(G))); \
765 } while (0)
766 #define FREE_G() do { \
767         FREE_PTR_TO_GLOBALS(); \
768 } while (0)
769 #define G_posix (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_S))
770 #define G_warn  (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_W))
771 #define G_exreg (ENABLE_DC && (option_mask32 & BC_FLAG_X))
772 #define G_interrupt (ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS ? bb_got_signal : 0)
773 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
774 # define G_ttyin G.ttyin
775 #else
776 # define G_ttyin 0
777 #endif
778 #define IS_BC (ENABLE_BC && (!ENABLE_DC || applet_name[0] == 'b'))
779
780 #if ENABLE_BC
781
782 // This is a bit array that corresponds to token types. An entry is
783 // true if the token is valid in an expression, false otherwise.
784 enum {
785         BC_PARSE_EXPRS_BITS = 0
786         + ((uint64_t)((0 << 0)+(0 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (0*8))
787         + ((uint64_t)((1 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (1*8))
788         + ((uint64_t)((1 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (2*8))
789         + ((uint64_t)((1 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(0 << 3)+(0 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(0 << 7)) << (3*8))
790         + ((uint64_t)((0 << 0)+(0 << 1)+(0 << 2)+(0 << 3)+(0 << 4)+(0 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (4*8))
791         + ((uint64_t)((0 << 0)+(0 << 1)+(0 << 2)+(0 << 3)+(0 << 4)+(0 << 5)+(0 << 6)+(1 << 7)) << (5*8))
792         + ((uint64_t)((0 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(0 << 5)+(0 << 6)+(1 << 7)) << (6*8))
793         + ((uint64_t)((0 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(0 << 3)                                    ) << (7*8))
794 };
795 static ALWAYS_INLINE long bc_parse_exprs(unsigned i)
796 {
797 #if ULONG_MAX > 0xffffffff
798         // 64-bit version (will not work correctly for 32-bit longs!)
799         return BC_PARSE_EXPRS_BITS & (1UL << i);
800 #else
801         // 32-bit version
802         unsigned long m = (uint32_t)BC_PARSE_EXPRS_BITS;
803         if (i >= 32) {
804                 m = (uint32_t)(BC_PARSE_EXPRS_BITS >> 32);
805                 i &= 31;
806         }
807         return m & (1UL << i);
808 #endif
809 }
810
811 // This is an array of data for operators that correspond to token types.
812 static const uint8_t bc_parse_ops[] = {
813 #define OP(p,l) ((int)(l) * 0x10 + (p))
814         OP(0, false), OP( 0, false ), // inc dec
815         OP(1, false), // neg
816         OP(2, false),
817         OP(3, true ), OP( 3, true  ), OP( 3, true  ), // pow mul div
818         OP(4, true ), OP( 4, true  ), // mod + -
819         OP(6, true ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true ), // == <= >= != < >
820         OP(1, false), // not
821         OP(7, true ), OP( 7, true  ), // or and
822         OP(5, false), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), // ^= *= /= %= +=
823         OP(5, false), OP( 5, false ), // -= =
824 #undef OP
825 };
826 #define bc_parse_op_PREC(i) (bc_parse_ops[i] & 0x0f)
827 #define bc_parse_op_LEFT(i) (bc_parse_ops[i] & 0x10)
828
829 // These identify what tokens can come after expressions in certain cases.
830 #define BC_PARSE_NEXT_TOKENS(...) .tokens = { __VA_ARGS__ }
831 #define BC_PARSE_NEXT(a, ...)                         \
832         {                                                 \
833                 .len = (a), BC_PARSE_NEXT_TOKENS(__VA_ARGS__) \
834         }
835 static const BcParseNext bc_parse_next_expr =
836         BC_PARSE_NEXT(4, BC_LEX_NLINE, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_RBRACE, BC_LEX_EOF);
837 static const BcParseNext bc_parse_next_param =
838         BC_PARSE_NEXT(2, BC_LEX_RPAREN, BC_LEX_COMMA);
839 static const BcParseNext bc_parse_next_print =
840         BC_PARSE_NEXT(4, BC_LEX_COMMA, BC_LEX_NLINE, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_EOF);
841 static const BcParseNext bc_parse_next_rel = BC_PARSE_NEXT(1, BC_LEX_RPAREN);
842 static const BcParseNext bc_parse_next_elem = BC_PARSE_NEXT(1, BC_LEX_RBRACKET);
843 static const BcParseNext bc_parse_next_for = BC_PARSE_NEXT(1, BC_LEX_SCOLON);
844 static const BcParseNext bc_parse_next_read =
845         BC_PARSE_NEXT(2, BC_LEX_NLINE, BC_LEX_EOF);
846 #endif // ENABLE_BC
847
848 #if ENABLE_DC
849 static const BcLexType dc_lex_regs[] = {
850         BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_NE,
851         BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_COLON,
852         BC_LEX_ELSE, BC_LEX_LOAD, BC_LEX_LOAD_POP, BC_LEX_OP_ASSIGN,
853         BC_LEX_STORE_PUSH,
854 };
855
856 static const BcLexType dc_lex_tokens[] = {
857         BC_LEX_OP_MODULUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_LPAREN,
858         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_MULTIPLY, BC_LEX_OP_PLUS, BC_LEX_INVALID,
859         BC_LEX_OP_MINUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVIDE,
860         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
861         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
862         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
863         BC_LEX_COLON, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_OP_REL_EQ,
864         BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_KEY_READ, BC_LEX_INVALID,
865         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
866         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EQ_NO_REG, BC_LEX_INVALID,
867         BC_LEX_KEY_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SCALE, BC_LEX_LOAD_POP,
868         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_BOOL_NOT, BC_LEX_KEY_OBASE, BC_LEX_PRINT_STREAM,
869         BC_LEX_NQUIT, BC_LEX_POP, BC_LEX_STORE_PUSH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
870         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_SCALE_FACTOR, BC_LEX_INVALID,
871         BC_LEX_KEY_LENGTH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
872         BC_LEX_OP_POWER, BC_LEX_NEG, BC_LEX_INVALID,
873         BC_LEX_ASCIIFY, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_CLEAR_STACK, BC_LEX_DUPLICATE,
874         BC_LEX_ELSE, BC_LEX_PRINT_STACK, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
875         BC_LEX_STORE_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STORE_SCALE, BC_LEX_LOAD,
876         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_PRINT_POP, BC_LEX_STORE_OBASE, BC_LEX_KEY_PRINT,
877         BC_LEX_KEY_QUIT, BC_LEX_SWAP, BC_LEX_OP_ASSIGN, BC_LEX_INVALID,
878         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SQRT, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EXECUTE,
879         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STACK_LEVEL,
880         BC_LEX_LBRACE, BC_LEX_OP_MODEXP, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVMOD,
881         BC_LEX_INVALID
882 };
883
884 static const BcInst dc_parse_insts[] = {
885         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
886         BC_INST_INVALID, BC_INST_POWER, BC_INST_MULTIPLY, BC_INST_DIVIDE,
887         BC_INST_MODULUS, BC_INST_PLUS, BC_INST_MINUS,
888         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
889         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
890         BC_INST_BOOL_NOT, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
891         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
892         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
893         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GT, BC_INST_INVALID,
894         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
895         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
896         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
897         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
898         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_IBASE,
899         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_LENGTH, BC_INST_INVALID,
900         BC_INST_OBASE, BC_INST_PRINT, BC_INST_QUIT, BC_INST_INVALID,
901         BC_INST_INVALID, BC_INST_SCALE, BC_INST_SQRT, BC_INST_INVALID,
902         BC_INST_REL_EQ, BC_INST_MODEXP, BC_INST_DIVMOD, BC_INST_INVALID,
903         BC_INST_INVALID, BC_INST_EXECUTE, BC_INST_PRINT_STACK, BC_INST_CLEAR_STACK,
904         BC_INST_STACK_LEN, BC_INST_DUPLICATE, BC_INST_SWAP, BC_INST_POP,
905         BC_INST_ASCIIFY, BC_INST_PRINT_STREAM, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
906         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
907         BC_INST_PRINT, BC_INST_NQUIT, BC_INST_SCALE_FUNC,
908 };
909 #endif // ENABLE_DC
910
911 static const BcNumBinaryOp bc_program_ops[] = {
912         bc_num_pow, bc_num_mul, bc_num_div, bc_num_mod, bc_num_add, bc_num_sub,
913 };
914
915 static void fflush_and_check(void)
916 {
917         fflush_all();
918         if (ferror(stdout) || ferror(stderr))
919                 bb_perror_msg_and_die("output error");
920 }
921
922 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
923 #define quit_or_return_for_exit() \
924 do { \
925         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(G_ttyin = 0;) /* do not loop in main loop anymore */ \
926         return BC_STATUS_FAILURE; \
927 } while (0)
928 #else
929 #define quit_or_return_for_exit() quit()
930 #endif
931
932 static void quit(void) NORETURN;
933 static void quit(void)
934 {
935         if (ferror(stdin))
936                 bb_perror_msg_and_die("input error");
937         fflush_and_check();
938         exit(0);
939 }
940
941 static void bc_verror_msg(const char *fmt, va_list p)
942 {
943         const char *sv = sv; /* for compiler */
944         if (G.prog.file) {
945                 sv = applet_name;
946                 applet_name = xasprintf("%s: %s:%u", applet_name, G.prog.file, G.err_line);
947         }
948         bb_verror_msg(fmt, p, NULL);
949         if (G.prog.file) {
950                 free((char*)applet_name);
951                 applet_name = sv;
952         }
953 }
954
955 static NOINLINE int bc_error_fmt(const char *fmt, ...)
956 {
957         va_list p;
958
959         va_start(p, fmt);
960         bc_verror_msg(fmt, p);
961         va_end(p);
962
963         if (!ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin)
964                 exit(1);
965         return BC_STATUS_FAILURE;
966 }
967
968 #if ENABLE_BC
969 static NOINLINE int bc_posix_error_fmt(const char *fmt, ...)
970 {
971         va_list p;
972
973         // Are non-POSIX constructs totally ok?
974         if (!(option_mask32 & (BC_FLAG_S|BC_FLAG_W)))
975                 return BC_STATUS_SUCCESS; // yes
976
977         va_start(p, fmt);
978         bc_verror_msg(fmt, p);
979         va_end(p);
980
981         // Do we treat non-POSIX constructs as errors?
982         if (!(option_mask32 & BC_FLAG_S))
983                 return BC_STATUS_SUCCESS; // no, it's a warning
984         if (!ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin)
985                 exit(1);
986         return BC_STATUS_FAILURE;
987 }
988 #endif
989
990 // We use error functions with "return bc_error(FMT[, PARAMS])" idiom.
991 // This idiom begs for tail-call optimization, but for it to work,
992 // function must not have caller-cleaned parameters on stack.
993 // Unfortunately, vararg function API does exactly that on most arches.
994 // Thus, use these shims for the cases when we have no vararg PARAMS:
995 static int bc_error(const char *msg)
996 {
997         return bc_error_fmt("%s", msg);
998 }
999 #if ENABLE_BC
1000 static int bc_POSIX_requires(const char *msg)
1001 {
1002         return bc_posix_error_fmt("POSIX requires %s", msg);
1003 }
1004 static int bc_POSIX_does_not_allow(const char *msg)
1005 {
1006         return bc_posix_error_fmt("%s%s", "POSIX does not allow ", msg);
1007 }
1008 static int bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(const char *msg)
1009 {
1010         return bc_posix_error_fmt("%s%s %s", "POSIX does not allow ", "boolean operators; the following is bad:", msg);
1011 }
1012 static int bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(const char *msg)
1013 {
1014         return bc_posix_error_fmt("%san empty %s expression in a for loop", "POSIX does not allow ", msg);
1015 }
1016 #endif
1017 static int bc_error_bad_character(char c)
1018 {
1019         return bc_error_fmt("bad character '%c'", c);
1020 }
1021 static int bc_error_bad_expression(void)
1022 {
1023         return bc_error("bad expression");
1024 }
1025 static int bc_error_bad_token(void)
1026 {
1027         return bc_error("bad token");
1028 }
1029 static int bc_error_stack_has_too_few_elements(void)
1030 {
1031         return bc_error("stack has too few elements");
1032 }
1033 static int bc_error_variable_is_wrong_type(void)
1034 {
1035         return bc_error("variable is wrong type");
1036 }
1037 static int bc_error_nested_read_call(void)
1038 {
1039         return bc_error("read() call inside of a read() call");
1040 }
1041
1042 static void bc_vec_grow(BcVec *v, size_t n)
1043 {
1044         size_t cap = v->cap * 2;
1045         while (cap < v->len + n) cap *= 2;
1046         v->v = xrealloc(v->v, v->size * cap);
1047         v->cap = cap;
1048 }
1049
1050 static void bc_vec_init(BcVec *v, size_t esize, BcVecFree dtor)
1051 {
1052         v->size = esize;
1053         v->cap = BC_VEC_START_CAP;
1054         v->len = 0;
1055         v->dtor = dtor;
1056         v->v = xmalloc(esize * BC_VEC_START_CAP);
1057 }
1058
1059 static void bc_char_vec_init(BcVec *v)
1060 {
1061         bc_vec_init(v, sizeof(char), NULL);
1062 }
1063
1064 static void bc_vec_expand(BcVec *v, size_t req)
1065 {
1066         if (v->cap < req) {
1067                 v->v = xrealloc(v->v, v->size * req);
1068                 v->cap = req;
1069         }
1070 }
1071
1072 static void bc_vec_pop(BcVec *v)
1073 {
1074         v->len--;
1075         if (v->dtor)
1076                 v->dtor(v->v + (v->size * v->len));
1077 }
1078
1079 static void bc_vec_npop(BcVec *v, size_t n)
1080 {
1081         if (!v->dtor)
1082                 v->len -= n;
1083         else {
1084                 size_t len = v->len - n;
1085                 while (v->len > len) v->dtor(v->v + (v->size * --v->len));
1086         }
1087 }
1088
1089 static void bc_vec_pop_all(BcVec *v)
1090 {
1091         bc_vec_npop(v, v->len);
1092 }
1093
1094 static void bc_vec_push(BcVec *v, const void *data)
1095 {
1096         if (v->len + 1 > v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1097         memmove(v->v + (v->size * v->len), data, v->size);
1098         v->len += 1;
1099 }
1100
1101 static void bc_vec_pushByte(BcVec *v, char data)
1102 {
1103         bc_vec_push(v, &data);
1104 }
1105
1106 static void bc_vec_pushZeroByte(BcVec *v)
1107 {
1108         //bc_vec_pushByte(v, '\0');
1109         // better:
1110         bc_vec_push(v, &const_int_0);
1111 }
1112
1113 static void bc_vec_pushAt(BcVec *v, const void *data, size_t idx)
1114 {
1115         if (idx == v->len)
1116                 bc_vec_push(v, data);
1117         else {
1118
1119                 char *ptr;
1120
1121                 if (v->len == v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1122
1123                 ptr = v->v + v->size * idx;
1124
1125                 memmove(ptr + v->size, ptr, v->size * (v->len++ - idx));
1126                 memmove(ptr, data, v->size);
1127         }
1128 }
1129
1130 static void bc_vec_string(BcVec *v, size_t len, const char *str)
1131 {
1132         bc_vec_pop_all(v);
1133         bc_vec_expand(v, len + 1);
1134         memcpy(v->v, str, len);
1135         v->len = len;
1136
1137         bc_vec_pushZeroByte(v);
1138 }
1139
1140 static void bc_vec_concat(BcVec *v, const char *str)
1141 {
1142         size_t len;
1143
1144         if (v->len == 0) bc_vec_pushZeroByte(v);
1145
1146         len = v->len + strlen(str);
1147
1148         if (v->cap < len) bc_vec_grow(v, len - v->len);
1149         strcpy(v->v + v->len - 1, str);
1150
1151         v->len = len;
1152 }
1153
1154 static void *bc_vec_item(const BcVec *v, size_t idx)
1155 {
1156         return v->v + v->size * idx;
1157 }
1158
1159 static void *bc_vec_item_rev(const BcVec *v, size_t idx)
1160 {
1161         return v->v + v->size * (v->len - idx - 1);
1162 }
1163
1164 static void *bc_vec_top(const BcVec *v)
1165 {
1166         return v->v + v->size * (v->len - 1);
1167 }
1168
1169 static void bc_vec_free(void *vec)
1170 {
1171         BcVec *v = (BcVec *) vec;
1172         bc_vec_pop_all(v);
1173         free(v->v);
1174 }
1175
1176 static int bc_id_cmp(const void *e1, const void *e2)
1177 {
1178         return strcmp(((const BcId *) e1)->name, ((const BcId *) e2)->name);
1179 }
1180
1181 static void bc_id_free(void *id)
1182 {
1183         free(((BcId *) id)->name);
1184 }
1185
1186 static size_t bc_map_find(const BcVec *v, const void *ptr)
1187 {
1188         size_t low = 0, high = v->len;
1189
1190         while (low < high) {
1191
1192                 size_t mid = (low + high) / 2;
1193                 BcId *id = bc_vec_item(v, mid);
1194                 int result = bc_id_cmp(ptr, id);
1195
1196                 if (result == 0)
1197                         return mid;
1198                 else if (result < 0)
1199                         high = mid;
1200                 else
1201                         low = mid + 1;
1202         }
1203
1204         return low;
1205 }
1206
1207 static int bc_map_insert(BcVec *v, const void *ptr, size_t *i)
1208 {
1209         size_t n = *i = bc_map_find(v, ptr);
1210
1211         if (n == v->len)
1212                 bc_vec_push(v, ptr);
1213         else if (!bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, n)))
1214                 return 0; // "was not inserted"
1215         else
1216                 bc_vec_pushAt(v, ptr, n);
1217         return 1; // "was inserted"
1218 }
1219
1220 #if ENABLE_BC
1221 static size_t bc_map_index(const BcVec *v, const void *ptr)
1222 {
1223         size_t i = bc_map_find(v, ptr);
1224         if (i >= v->len) return BC_VEC_INVALID_IDX;
1225         return bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, i)) ? BC_VEC_INVALID_IDX : i;
1226 }
1227 #endif
1228
1229 static int push_input_byte(BcVec *vec, char c)
1230 {
1231         if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1232          || c > 0x7e
1233         ) {
1234                 // Bad chars on this line, ignore entire line
1235                 bc_error_fmt("illegal character 0x%02x", c);
1236                 return 1;
1237         }
1238         bc_vec_pushByte(vec, (char)c);
1239         return 0;
1240 }
1241
1242 static BcStatus bc_read_line(BcVec *vec, const char *prompt)
1243 {
1244         bool bad_chars;
1245
1246         if (G_posix) prompt = "";
1247
1248         do {
1249                 int c;
1250
1251                 bad_chars = 0;
1252                 bc_vec_pop_all(vec);
1253
1254                 fflush_and_check();
1255
1256 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1257                 if (bb_got_signal) { // ^C was pressed
1258  intr:
1259                         bb_got_signal = 0; // resets G_interrupt to zero
1260                         fputs(IS_BC
1261                                 ? "\ninterrupt (type \"quit\" to exit)\n"
1262                                 : "\ninterrupt (type \"q\" to exit)\n"
1263                                 , stderr);
1264                 }
1265 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
1266                 if (G_ttyin) {
1267                         int n, i;
1268 #  define line_buf bb_common_bufsiz1
1269                         n = read_line_input(G.line_input_state, prompt, line_buf, COMMON_BUFSIZE);
1270                         if (n <= 0) { // read errors or EOF, or ^D, or ^C
1271                                 if (n == 0) // ^C
1272                                         goto intr;
1273                                 G.eof = 1;
1274                                 break;
1275                         }
1276                         i = 0;
1277                         for (;;) {
1278                                 c = line_buf[i++];
1279                                 if (!c) break;
1280                                 bad_chars |= push_input_byte(vec, c);
1281                         }
1282 #  undef line_buf
1283                 } else
1284 # endif
1285 #endif
1286                 {
1287                         if (G_ttyin)
1288                                 fputs(prompt, stderr);
1289                         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(errno = 0;)
1290                         do {
1291                                 c = fgetc(stdin);
1292 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS && !ENABLE_FEATURE_EDITING
1293                                 // Both conditions appear simultaneously, check both just in case
1294                                 if (errno == EINTR || bb_got_signal) {
1295                                         // ^C was pressed
1296                                         clearerr(stdin);
1297                                         goto intr;
1298                                 }
1299 #endif
1300                                 if (c == EOF) {
1301                                         if (ferror(stdin))
1302                                                 quit(); // this emits error message
1303                                         G.eof = 1;
1304                                         // Note: EOF does not append '\n', therefore:
1305                                         // printf 'print 123\n' | bc - works
1306                                         // printf 'print 123' | bc   - fails (syntax error)
1307                                         break;
1308                                 }
1309                                 bad_chars |= push_input_byte(vec, c);
1310                         } while (c != '\n');
1311                 }
1312         } while (bad_chars);
1313
1314         bc_vec_pushZeroByte(vec);
1315
1316         return BC_STATUS_SUCCESS;
1317 }
1318
1319 static char* bc_read_file(const char *path)
1320 {
1321         char *buf;
1322         size_t size = ((size_t) -1);
1323         size_t i;
1324
1325         buf = xmalloc_open_read_close(path, &size);
1326
1327         for (i = 0; i < size; ++i) {
1328                 char c = buf[i];
1329                 if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1330                  || c > 0x7e
1331                 ) {
1332                         free(buf);
1333                         buf = NULL;
1334                         break;
1335                 }
1336         }
1337
1338         return buf;
1339 }
1340
1341 static void bc_num_setToZero(BcNum *n, size_t scale)
1342 {
1343         n->len = 0;
1344         n->neg = false;
1345         n->rdx = scale;
1346 }
1347
1348 static void bc_num_zero(BcNum *n)
1349 {
1350         bc_num_setToZero(n, 0);
1351 }
1352
1353 static void bc_num_one(BcNum *n)
1354 {
1355         bc_num_setToZero(n, 0);
1356         n->len = 1;
1357         n->num[0] = 1;
1358 }
1359
1360 static void bc_num_ten(BcNum *n)
1361 {
1362         bc_num_setToZero(n, 0);
1363         n->len = 2;
1364         n->num[0] = 0;
1365         n->num[1] = 1;
1366 }
1367
1368 static void bc_num_init(BcNum *n, size_t req)
1369 {
1370         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1371         memset(n, 0, sizeof(BcNum));
1372         n->num = xmalloc(req);
1373         n->cap = req;
1374 }
1375
1376 static void bc_num_expand(BcNum *n, size_t req)
1377 {
1378         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1379         if (req > n->cap) {
1380                 n->num = xrealloc(n->num, req);
1381                 n->cap = req;
1382         }
1383 }
1384
1385 static void bc_num_free(void *num)
1386 {
1387         free(((BcNum *) num)->num);
1388 }
1389
1390 static void bc_num_copy(BcNum *d, BcNum *s)
1391 {
1392         if (d != s) {
1393                 bc_num_expand(d, s->cap);
1394                 d->len = s->len;
1395                 d->neg = s->neg;
1396                 d->rdx = s->rdx;
1397                 memcpy(d->num, s->num, sizeof(BcDig) * d->len);
1398         }
1399 }
1400
1401 static BcStatus bc_num_ulong(BcNum *n, unsigned long *result)
1402 {
1403         size_t i;
1404         unsigned long pow;
1405
1406         if (n->neg) return bc_error("negative number");
1407
1408         for (*result = 0, pow = 1, i = n->rdx; i < n->len; ++i) {
1409
1410                 unsigned long prev = *result, powprev = pow;
1411
1412                 *result += ((unsigned long) n->num[i]) * pow;
1413                 pow *= 10;
1414
1415                 if (*result < prev || pow < powprev)
1416                         return bc_error("overflow");
1417         }
1418
1419         return BC_STATUS_SUCCESS;
1420 }
1421
1422 static void bc_num_ulong2num(BcNum *n, unsigned long val)
1423 {
1424         size_t len;
1425         BcDig *ptr;
1426         unsigned long i;
1427
1428         bc_num_zero(n);
1429
1430         if (val == 0) return;
1431
1432         for (len = 1, i = ULONG_MAX; i != 0; i /= 10, ++len) bc_num_expand(n, len);
1433         for (ptr = n->num, i = 0; val; ++i, ++n->len, val /= 10) ptr[i] = val % 10;
1434 }
1435
1436 static void bc_num_subArrays(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b,
1437                                  size_t len)
1438 {
1439         size_t i, j;
1440         for (i = 0; i < len; ++i) {
1441                 for (a[i] -= b[i], j = 0; a[i + j] < 0;) {
1442                         a[i + j++] += 10;
1443                         a[i + j] -= 1;
1444                 }
1445         }
1446 }
1447
1448 static ssize_t bc_num_compare(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1449 {
1450         size_t i;
1451         int c = 0;
1452         for (i = len - 1; i < len && !(c = a[i] - b[i]); --i);
1453         return BC_NUM_NEG(i + 1, c < 0);
1454 }
1455
1456 static ssize_t bc_num_cmp(BcNum *a, BcNum *b)
1457 {
1458         size_t i, min, a_int, b_int, diff;
1459         BcDig *max_num, *min_num;
1460         bool a_max, neg = false;
1461         ssize_t cmp;
1462
1463         if (a == b) return 0;
1464         if (a->len == 0) return BC_NUM_NEG(!!b->len, !b->neg);
1465         if (b->len == 0) return BC_NUM_NEG(1, a->neg);
1466         if (a->neg) {
1467                 if (b->neg)
1468                         neg = true;
1469                 else
1470                         return -1;
1471         }
1472         else if (b->neg)
1473                 return 1;
1474
1475         a_int = BC_NUM_INT(a);
1476         b_int = BC_NUM_INT(b);
1477         a_int -= b_int;
1478         a_max = (a->rdx > b->rdx);
1479
1480         if (a_int != 0) return (ssize_t) a_int;
1481
1482         if (a_max) {
1483                 min = b->rdx;
1484                 diff = a->rdx - b->rdx;
1485                 max_num = a->num + diff;
1486                 min_num = b->num;
1487         }
1488         else {
1489                 min = a->rdx;
1490                 diff = b->rdx - a->rdx;
1491                 max_num = b->num + diff;
1492                 min_num = a->num;
1493         }
1494
1495         cmp = bc_num_compare(max_num, min_num, b_int + min);
1496         if (cmp != 0) return BC_NUM_NEG(cmp, (!a_max) != neg);
1497
1498         for (max_num -= diff, i = diff - 1; i < diff; --i) {
1499                 if (max_num[i]) return BC_NUM_NEG(1, (!a_max) != neg);
1500         }
1501
1502         return 0;
1503 }
1504
1505 static void bc_num_truncate(BcNum *n, size_t places)
1506 {
1507         if (places == 0) return;
1508
1509         n->rdx -= places;
1510
1511         if (n->len != 0) {
1512                 n->len -= places;
1513                 memmove(n->num, n->num + places, n->len * sizeof(BcDig));
1514         }
1515 }
1516
1517 static void bc_num_extend(BcNum *n, size_t places)
1518 {
1519         size_t len = n->len + places;
1520
1521         if (places != 0) {
1522
1523                 if (n->cap < len) bc_num_expand(n, len);
1524
1525                 memmove(n->num + places, n->num, sizeof(BcDig) * n->len);
1526                 memset(n->num, 0, sizeof(BcDig) * places);
1527
1528                 n->len += places;
1529                 n->rdx += places;
1530         }
1531 }
1532
1533 static void bc_num_clean(BcNum *n)
1534 {
1535         while (n->len > 0 && n->num[n->len - 1] == 0) --n->len;
1536         if (n->len == 0)
1537                 n->neg = false;
1538         else if (n->len < n->rdx)
1539                 n->len = n->rdx;
1540 }
1541
1542 static void bc_num_retireMul(BcNum *n, size_t scale, bool neg1, bool neg2)
1543 {
1544         if (n->rdx < scale)
1545                 bc_num_extend(n, scale - n->rdx);
1546         else
1547                 bc_num_truncate(n, n->rdx - scale);
1548
1549         bc_num_clean(n);
1550         if (n->len != 0) n->neg = !neg1 != !neg2;
1551 }
1552
1553 static void bc_num_split(BcNum *restrict n, size_t idx, BcNum *restrict a,
1554                          BcNum *restrict b)
1555 {
1556         if (idx < n->len) {
1557
1558                 b->len = n->len - idx;
1559                 a->len = idx;
1560                 a->rdx = b->rdx = 0;
1561
1562                 memcpy(b->num, n->num + idx, b->len * sizeof(BcDig));
1563                 memcpy(a->num, n->num, idx * sizeof(BcDig));
1564         }
1565         else {
1566                 bc_num_zero(b);
1567                 bc_num_copy(a, n);
1568         }
1569
1570         bc_num_clean(a);
1571         bc_num_clean(b);
1572 }
1573
1574 static BcStatus bc_num_shift(BcNum *n, size_t places)
1575 {
1576         if (places == 0 || n->len == 0) return BC_STATUS_SUCCESS;
1577         if (places + n->len > BC_MAX_NUM)
1578                 return bc_error("number too long: must be [1, BC_NUM_MAX]");
1579
1580         if (n->rdx >= places)
1581                 n->rdx -= places;
1582         else {
1583                 bc_num_extend(n, places - n->rdx);
1584                 n->rdx = 0;
1585         }
1586
1587         bc_num_clean(n);
1588
1589         return BC_STATUS_SUCCESS;
1590 }
1591
1592 static BcStatus bc_num_inv(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1593 {
1594         BcNum one;
1595         BcDig num[2];
1596
1597         one.cap = 2;
1598         one.num = num;
1599         bc_num_one(&one);
1600
1601         return bc_num_div(&one, a, b, scale);
1602 }
1603
1604 static BcStatus bc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1605 {
1606         BcDig *ptr, *ptr_a, *ptr_b, *ptr_c;
1607         size_t i, max, min_rdx, min_int, diff, a_int, b_int;
1608         int carry, in;
1609
1610         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1611         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1612
1613         if (a->len == 0) {
1614                 bc_num_copy(c, b);
1615                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1616                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1617         }
1618         else if (b->len == 0) {
1619                 bc_num_copy(c, a);
1620                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1621         }
1622
1623         c->neg = a->neg;
1624         c->rdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1625         min_rdx = BC_MIN(a->rdx, b->rdx);
1626         c->len = 0;
1627
1628         if (a->rdx > b->rdx) {
1629                 diff = a->rdx - b->rdx;
1630                 ptr = a->num;
1631                 ptr_a = a->num + diff;
1632                 ptr_b = b->num;
1633         }
1634         else {
1635                 diff = b->rdx - a->rdx;
1636                 ptr = b->num;
1637                 ptr_a = a->num;
1638                 ptr_b = b->num + diff;
1639         }
1640
1641         for (ptr_c = c->num, i = 0; i < diff; ++i, ++c->len) ptr_c[i] = ptr[i];
1642
1643         ptr_c += diff;
1644         a_int = BC_NUM_INT(a);
1645         b_int = BC_NUM_INT(b);
1646
1647         if (a_int > b_int) {
1648                 min_int = b_int;
1649                 max = a_int;
1650                 ptr = ptr_a;
1651         }
1652         else {
1653                 min_int = a_int;
1654                 max = b_int;
1655                 ptr = ptr_b;
1656         }
1657
1658         for (carry = 0, i = 0; i < min_rdx + min_int; ++i, ++c->len) {
1659                 in = ((int) ptr_a[i]) + ((int) ptr_b[i]) + carry;
1660                 carry = in / 10;
1661                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1662         }
1663
1664         for (; i < max + min_rdx; ++i, ++c->len) {
1665                 in = ((int) ptr[i]) + carry;
1666                 carry = in / 10;
1667                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1668         }
1669
1670         if (carry != 0) c->num[c->len++] = (BcDig) carry;
1671
1672         return BC_STATUS_SUCCESS; // can't make void, see bc_num_binary()
1673 }
1674
1675 static BcStatus bc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1676 {
1677         ssize_t cmp;
1678         BcNum *minuend, *subtrahend;
1679         size_t start;
1680         bool aneg, bneg, neg;
1681
1682         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1683         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1684
1685         if (a->len == 0) {
1686                 bc_num_copy(c, b);
1687                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1688                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1689         }
1690         else if (b->len == 0) {
1691                 bc_num_copy(c, a);
1692                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1693         }
1694
1695         aneg = a->neg;
1696         bneg = b->neg;
1697         a->neg = b->neg = false;
1698
1699         cmp = bc_num_cmp(a, b);
1700
1701         a->neg = aneg;
1702         b->neg = bneg;
1703
1704         if (cmp == 0) {
1705                 bc_num_setToZero(c, BC_MAX(a->rdx, b->rdx));
1706                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1707         }
1708         else if (cmp > 0) {
1709                 neg = a->neg;
1710                 minuend = a;
1711                 subtrahend = b;
1712         }
1713         else {
1714                 neg = b->neg;
1715                 if (sub) neg = !neg;
1716                 minuend = b;
1717                 subtrahend = a;
1718         }
1719
1720         bc_num_copy(c, minuend);
1721         c->neg = neg;
1722
1723         if (c->rdx < subtrahend->rdx) {
1724                 bc_num_extend(c, subtrahend->rdx - c->rdx);
1725                 start = 0;
1726         }
1727         else
1728                 start = c->rdx - subtrahend->rdx;
1729
1730         bc_num_subArrays(c->num + start, subtrahend->num, subtrahend->len);
1731
1732         bc_num_clean(c);
1733
1734         return BC_STATUS_SUCCESS; // can't make void, see bc_num_binary()
1735 }
1736
1737 static BcStatus bc_num_k(BcNum *restrict a, BcNum *restrict b,
1738                          BcNum *restrict c)
1739 {
1740         BcStatus s;
1741         size_t max = BC_MAX(a->len, b->len), max2 = (max + 1) / 2;
1742         BcNum l1, h1, l2, h2, m2, m1, z0, z1, z2, temp;
1743         bool aone;
1744
1745         if (a->len == 0 || b->len == 0) {
1746                 bc_num_zero(c);
1747                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1748         }
1749         aone = BC_NUM_ONE(a);
1750         if (aone || BC_NUM_ONE(b)) {
1751                 bc_num_copy(c, aone ? b : a);
1752                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1753         }
1754
1755         if (a->len + b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN ||
1756             a->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN || b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN)
1757         {
1758                 size_t i, j, len;
1759                 unsigned carry;
1760
1761                 bc_num_expand(c, a->len + b->len + 1);
1762
1763                 memset(c->num, 0, sizeof(BcDig) * c->cap);
1764                 c->len = len = 0;
1765
1766                 for (i = 0; i < b->len; ++i) {
1767
1768                         carry = 0;
1769                         for (j = 0; j < a->len; ++j) {
1770                                 unsigned in = c->num[i + j];
1771                                 in += ((unsigned) a->num[j]) * ((unsigned) b->num[i]) + carry;
1772                                 // note: compilers prefer _unsigned_ div/const
1773                                 carry = in / 10;
1774                                 c->num[i + j] = (BcDig)(in % 10);
1775                         }
1776
1777                         c->num[i + j] += (BcDig) carry;
1778                         len = BC_MAX(len, i + j + !!carry);
1779
1780                         // a=2^1000000
1781                         // a*a <- without check below, this will not be interruptible
1782                         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE;
1783                 }
1784
1785                 c->len = len;
1786
1787                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1788         }
1789
1790         bc_num_init(&l1, max);
1791         bc_num_init(&h1, max);
1792         bc_num_init(&l2, max);
1793         bc_num_init(&h2, max);
1794         bc_num_init(&m1, max);
1795         bc_num_init(&m2, max);
1796         bc_num_init(&z0, max);
1797         bc_num_init(&z1, max);
1798         bc_num_init(&z2, max);
1799         bc_num_init(&temp, max + max);
1800
1801         bc_num_split(a, max2, &l1, &h1);
1802         bc_num_split(b, max2, &l2, &h2);
1803
1804         s = bc_num_add(&h1, &l1, &m1, 0);
1805         if (s) goto err;
1806         s = bc_num_add(&h2, &l2, &m2, 0);
1807         if (s) goto err;
1808
1809         s = bc_num_k(&h1, &h2, &z0);
1810         if (s) goto err;
1811         s = bc_num_k(&m1, &m2, &z1);
1812         if (s) goto err;
1813         s = bc_num_k(&l1, &l2, &z2);
1814         if (s) goto err;
1815
1816         s = bc_num_sub(&z1, &z0, &temp, 0);
1817         if (s) goto err;
1818         s = bc_num_sub(&temp, &z2, &z1, 0);
1819         if (s) goto err;
1820
1821         s = bc_num_shift(&z0, max2 * 2);
1822         if (s) goto err;
1823         s = bc_num_shift(&z1, max2);
1824         if (s) goto err;
1825         s = bc_num_add(&z0, &z1, &temp, 0);
1826         if (s) goto err;
1827         s = bc_num_add(&temp, &z2, c, 0);
1828
1829 err:
1830         bc_num_free(&temp);
1831         bc_num_free(&z2);
1832         bc_num_free(&z1);
1833         bc_num_free(&z0);
1834         bc_num_free(&m2);
1835         bc_num_free(&m1);
1836         bc_num_free(&h2);
1837         bc_num_free(&l2);
1838         bc_num_free(&h1);
1839         bc_num_free(&l1);
1840         return s;
1841 }
1842
1843 static BcStatus bc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1844 {
1845         BcStatus s;
1846         BcNum cpa, cpb;
1847         size_t maxrdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1848
1849         scale = BC_MAX(scale, a->rdx);
1850         scale = BC_MAX(scale, b->rdx);
1851         scale = BC_MIN(a->rdx + b->rdx, scale);
1852         maxrdx = BC_MAX(maxrdx, scale);
1853
1854         bc_num_init(&cpa, a->len);
1855         bc_num_init(&cpb, b->len);
1856
1857         bc_num_copy(&cpa, a);
1858         bc_num_copy(&cpb, b);
1859         cpa.neg = cpb.neg = false;
1860
1861         s = bc_num_shift(&cpa, maxrdx);
1862         if (s) goto err;
1863         s = bc_num_shift(&cpb, maxrdx);
1864         if (s) goto err;
1865         s = bc_num_k(&cpa, &cpb, c);
1866         if (s) goto err;
1867
1868         maxrdx += scale;
1869         bc_num_expand(c, c->len + maxrdx);
1870
1871         if (c->len < maxrdx) {
1872                 memset(c->num + c->len, 0, (c->cap - c->len) * sizeof(BcDig));
1873                 c->len += maxrdx;
1874         }
1875
1876         c->rdx = maxrdx;
1877         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1878
1879 err:
1880         bc_num_free(&cpb);
1881         bc_num_free(&cpa);
1882         return s;
1883 }
1884
1885 static BcStatus bc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1886 {
1887         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
1888         BcDig *n, *p, q;
1889         size_t len, end, i;
1890         BcNum cp;
1891         bool zero = true;
1892
1893         if (b->len == 0)
1894                 return bc_error("divide by zero");
1895         else if (a->len == 0) {
1896                 bc_num_setToZero(c, scale);
1897                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1898         }
1899         else if (BC_NUM_ONE(b)) {
1900                 bc_num_copy(c, a);
1901                 bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1902                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1903         }
1904
1905         bc_num_init(&cp, BC_NUM_MREQ(a, b, scale));
1906         bc_num_copy(&cp, a);
1907         len = b->len;
1908
1909         if (len > cp.len) {
1910                 bc_num_expand(&cp, len + 2);
1911                 bc_num_extend(&cp, len - cp.len);
1912         }
1913
1914         if (b->rdx > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, b->rdx - cp.rdx);
1915         cp.rdx -= b->rdx;
1916         if (scale > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, scale - cp.rdx);
1917
1918         if (b->rdx == b->len) {
1919                 for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = !b->num[len - i - 1];
1920                 len -= i - 1;
1921         }
1922
1923         if (cp.cap == cp.len) bc_num_expand(&cp, cp.len + 1);
1924
1925         // We want an extra zero in front to make things simpler.
1926         cp.num[cp.len++] = 0;
1927         end = cp.len - len;
1928
1929         bc_num_expand(c, cp.len);
1930
1931         bc_num_zero(c);
1932         memset(c->num + end, 0, (c->cap - end) * sizeof(BcDig));
1933         c->rdx = cp.rdx;
1934         c->len = cp.len;
1935         p = b->num;
1936
1937         for (i = end - 1; !s && i < end; --i) {
1938                 n = cp.num + i;
1939                 for (q = 0; (!s && n[len] != 0) || bc_num_compare(n, p, len) >= 0; ++q)
1940                         bc_num_subArrays(n, p, len);
1941                 c->num[i] = q;
1942                 // a=2^100000
1943                 // scale=40000
1944                 // 1/a <- without check below, this will not be interruptible
1945                 if (G_interrupt) {
1946                         s = BC_STATUS_FAILURE;
1947                         break;
1948                 }
1949         }
1950
1951         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1952         bc_num_free(&cp);
1953
1954         return s;
1955 }
1956
1957 static BcStatus bc_num_r(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c,
1958                          BcNum *restrict d, size_t scale, size_t ts)
1959 {
1960         BcStatus s;
1961         BcNum temp;
1962         bool neg;
1963
1964         if (b->len == 0)
1965                 return bc_error("divide by zero");
1966
1967         if (a->len == 0) {
1968                 bc_num_setToZero(d, ts);
1969                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1970         }
1971
1972         bc_num_init(&temp, d->cap);
1973         s = bc_num_d(a, b, c, scale);
1974         if (s) goto err;
1975
1976         if (scale != 0) scale = ts;
1977
1978         s = bc_num_m(c, b, &temp, scale);
1979         if (s) goto err;
1980         s = bc_num_sub(a, &temp, d, scale);
1981         if (s) goto err;
1982
1983         if (ts > d->rdx && d->len) bc_num_extend(d, ts - d->rdx);
1984
1985         neg = d->neg;
1986         bc_num_retireMul(d, ts, a->neg, b->neg);
1987         d->neg = neg;
1988
1989 err:
1990         bc_num_free(&temp);
1991         return s;
1992 }
1993
1994 static BcStatus bc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1995 {
1996         BcStatus s;
1997         BcNum c1;
1998         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
1999
2000         bc_num_init(&c1, len);
2001         s = bc_num_r(a, b, &c1, c, scale, ts);
2002         bc_num_free(&c1);
2003
2004         return s;
2005 }
2006
2007 static BcStatus bc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2008 {
2009         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2010         BcNum copy;
2011         unsigned long pow;
2012         size_t i, powrdx, resrdx;
2013         bool neg, zero;
2014
2015         if (b->rdx) return bc_error("non integer number");
2016
2017         if (b->len == 0) {
2018                 bc_num_one(c);
2019                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2020         }
2021         else if (a->len == 0) {
2022                 bc_num_setToZero(c, scale);
2023                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2024         }
2025         else if (BC_NUM_ONE(b)) {
2026                 if (!b->neg)
2027                         bc_num_copy(c, a);
2028                 else
2029                         s = bc_num_inv(a, c, scale);
2030                 return s;
2031         }
2032
2033         neg = b->neg;
2034         b->neg = false;
2035
2036         s = bc_num_ulong(b, &pow);
2037         if (s) return s;
2038
2039         bc_num_init(&copy, a->len);
2040         bc_num_copy(&copy, a);
2041
2042         if (!neg) scale = BC_MIN(a->rdx * pow, BC_MAX(scale, a->rdx));
2043
2044         b->neg = neg;
2045
2046         for (powrdx = a->rdx; !(pow & 1); pow >>= 1) {
2047                 powrdx <<= 1;
2048                 s = bc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2049                 if (s) goto err;
2050                 // Not needed: bc_num_mul() has a check for ^C:
2051                 //if (G_interrupt) {
2052                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2053                 //      goto err;
2054                 //}
2055         }
2056
2057         bc_num_copy(c, &copy);
2058
2059         for (resrdx = powrdx, pow >>= 1; pow != 0; pow >>= 1) {
2060
2061                 powrdx <<= 1;
2062                 s = bc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2063                 if (s) goto err;
2064
2065                 if (pow & 1) {
2066                         resrdx += powrdx;
2067                         s = bc_num_mul(c, &copy, c, resrdx);
2068                         if (s) goto err;
2069                 }
2070                 // Not needed: bc_num_mul() has a check for ^C:
2071                 //if (G_interrupt) {
2072                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2073                 //      goto err;
2074                 //}
2075         }
2076
2077         if (neg) {
2078                 s = bc_num_inv(c, c, scale);
2079                 if (s) goto err;
2080         }
2081
2082         if (c->rdx > scale) bc_num_truncate(c, c->rdx - scale);
2083
2084         // We can't use bc_num_clean() here.
2085         for (zero = true, i = 0; zero && i < c->len; ++i) zero = !c->num[i];
2086         if (zero) bc_num_setToZero(c, scale);
2087
2088 err:
2089         bc_num_free(&copy);
2090         return s;
2091 }
2092
2093 static BcStatus bc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
2094                               BcNumBinaryOp op, size_t req)
2095 {
2096         BcStatus s;
2097         BcNum num2, *ptr_a, *ptr_b;
2098         bool init = false;
2099
2100         if (c == a) {
2101                 ptr_a = &num2;
2102                 memcpy(ptr_a, c, sizeof(BcNum));
2103                 init = true;
2104         }
2105         else
2106                 ptr_a = a;
2107
2108         if (c == b) {
2109                 ptr_b = &num2;
2110                 if (c != a) {
2111                         memcpy(ptr_b, c, sizeof(BcNum));
2112                         init = true;
2113                 }
2114         }
2115         else
2116                 ptr_b = b;
2117
2118         if (init)
2119                 bc_num_init(c, req);
2120         else
2121                 bc_num_expand(c, req);
2122
2123         s = op(ptr_a, ptr_b, c, scale);
2124
2125         if (init) bc_num_free(&num2);
2126
2127         return s;
2128 }
2129
2130 static bool bc_num_strValid(const char *val, size_t base)
2131 {
2132         BcDig b;
2133         bool small, radix = false;
2134         size_t i, len = strlen(val);
2135
2136         if (!len) return true;
2137
2138         small = base <= 10;
2139         b = (BcDig)(small ? base + '0' : base - 10 + 'A');
2140
2141         for (i = 0; i < len; ++i) {
2142
2143                 BcDig c = val[i];
2144
2145                 if (c == '.') {
2146
2147                         if (radix) return false;
2148
2149                         radix = true;
2150                         continue;
2151                 }
2152
2153                 if (c < '0' || (small && c >= b) || (c > '9' && (c < 'A' || c >= b)))
2154                         return false;
2155         }
2156
2157         return true;
2158 }
2159
2160 static void bc_num_parseDecimal(BcNum *n, const char *val)
2161 {
2162         size_t len, i;
2163         const char *ptr;
2164         bool zero = true;
2165
2166         for (i = 0; val[i] == '0'; ++i);
2167
2168         val += i;
2169         len = strlen(val);
2170         bc_num_zero(n);
2171
2172         if (len != 0) {
2173                 for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = val[i] == '0' || val[i] == '.';
2174                 bc_num_expand(n, len);
2175         }
2176
2177         ptr = strchr(val, '.');
2178
2179         n->rdx = 0;
2180         if (ptr != NULL)
2181                 n->rdx = (size_t)((val + len) - (ptr + 1));
2182
2183         if (!zero) {
2184                 for (i = len - 1; i < len; ++n->len, i -= 1 + (i && val[i - 1] == '.'))
2185                         n->num[n->len] = val[i] - '0';
2186         }
2187 }
2188
2189 static void bc_num_parseBase(BcNum *n, const char *val, BcNum *base)
2190 {
2191         BcStatus s;
2192         BcNum temp, mult, result;
2193         BcDig c = '\0';
2194         bool zero = true;
2195         unsigned long v;
2196         size_t i, digits, len = strlen(val);
2197
2198         bc_num_zero(n);
2199
2200         for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = (val[i] == '.' || val[i] == '0');
2201         if (zero) return;
2202
2203         bc_num_init(&temp, BC_NUM_DEF_SIZE);
2204         bc_num_init(&mult, BC_NUM_DEF_SIZE);
2205
2206         for (i = 0; i < len; ++i) {
2207
2208                 c = val[i];
2209                 if (c == '.') break;
2210
2211                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2212
2213                 s = bc_num_mul(n, base, &mult, 0);
2214                 if (s) goto int_err;
2215                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2216                 s = bc_num_add(&mult, &temp, n, 0);
2217                 if (s) goto int_err;
2218         }
2219
2220         if (i == len) {
2221                 c = val[i];
2222                 if (c == 0) goto int_err;
2223         }
2224
2225         bc_num_init(&result, base->len);
2226         bc_num_zero(&result);
2227         bc_num_one(&mult);
2228
2229         for (i += 1, digits = 0; i < len; ++i, ++digits) {
2230
2231                 c = val[i];
2232                 if (c == 0) break;
2233
2234                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2235
2236                 s = bc_num_mul(&result, base, &result, 0);
2237                 if (s) goto err;
2238                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2239                 s = bc_num_add(&result, &temp, &result, 0);
2240                 if (s) goto err;
2241                 s = bc_num_mul(&mult, base, &mult, 0);
2242                 if (s) goto err;
2243         }
2244
2245         s = bc_num_div(&result, &mult, &result, digits);
2246         if (s) goto err;
2247         s = bc_num_add(n, &result, n, digits);
2248         if (s) goto err;
2249
2250         if (n->len != 0) {
2251                 if (n->rdx < digits) bc_num_extend(n, digits - n->rdx);
2252         }
2253         else
2254                 bc_num_zero(n);
2255
2256 err:
2257         bc_num_free(&result);
2258 int_err:
2259         bc_num_free(&mult);
2260         bc_num_free(&temp);
2261 }
2262
2263 static void bc_num_printNewline(size_t *nchars, size_t line_len)
2264 {
2265         if (*nchars == line_len - 1) {
2266                 bb_putchar('\\');
2267                 bb_putchar('\n');
2268                 *nchars = 0;
2269         }
2270 }
2271
2272 #if ENABLE_DC
2273 static void bc_num_printChar(size_t num, size_t width, bool radix,
2274                              size_t *nchars, size_t line_len)
2275 {
2276         (void) radix, (void) line_len;
2277         bb_putchar((char) num);
2278         *nchars = *nchars + width;
2279 }
2280 #endif
2281
2282 static void bc_num_printDigits(size_t num, size_t width, bool radix,
2283                                size_t *nchars, size_t line_len)
2284 {
2285         size_t exp, pow;
2286
2287         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2288         bb_putchar(radix ? '.' : ' ');
2289         ++(*nchars);
2290
2291         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2292         for (exp = 0, pow = 1; exp < width - 1; ++exp, pow *= 10)
2293                 continue;
2294
2295         for (exp = 0; exp < width; pow /= 10, ++(*nchars), ++exp) {
2296                 size_t dig;
2297                 bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2298                 dig = num / pow;
2299                 num -= dig * pow;
2300                 bb_putchar(((char) dig) + '0');
2301         }
2302 }
2303
2304 static void bc_num_printHex(size_t num, size_t width, bool radix,
2305                             size_t *nchars, size_t line_len)
2306 {
2307         if (radix) {
2308                 bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2309                 bb_putchar('.');
2310                 *nchars += 1;
2311         }
2312
2313         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2314         bb_putchar(bb_hexdigits_upcase[num]);
2315         *nchars = *nchars + width;
2316 }
2317
2318 static void bc_num_printDecimal(BcNum *n, size_t *nchars, size_t len)
2319 {
2320         size_t i, rdx = n->rdx - 1;
2321
2322         if (n->neg) bb_putchar('-');
2323         (*nchars) += n->neg;
2324
2325         for (i = n->len - 1; i < n->len; --i)
2326                 bc_num_printHex((size_t) n->num[i], 1, i == rdx, nchars, len);
2327 }
2328
2329 static BcStatus bc_num_printNum(BcNum *n, BcNum *base, size_t width,
2330                                 size_t *nchars, size_t len, BcNumDigitOp print)
2331 {
2332         BcStatus s;
2333         BcVec stack;
2334         BcNum intp, fracp, digit, frac_len;
2335         unsigned long dig, *ptr;
2336         size_t i;
2337         bool radix;
2338
2339         if (n->len == 0) {
2340                 print(0, width, false, nchars, len);
2341                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2342         }
2343
2344         bc_vec_init(&stack, sizeof(long), NULL);
2345         bc_num_init(&intp, n->len);
2346         bc_num_init(&fracp, n->rdx);
2347         bc_num_init(&digit, width);
2348         bc_num_init(&frac_len, BC_NUM_INT(n));
2349         bc_num_copy(&intp, n);
2350         bc_num_one(&frac_len);
2351
2352         bc_num_truncate(&intp, intp.rdx);
2353         s = bc_num_sub(n, &intp, &fracp, 0);
2354         if (s) goto err;
2355
2356         while (intp.len != 0) {
2357                 s = bc_num_divmod(&intp, base, &intp, &digit, 0);
2358                 if (s) goto err;
2359                 s = bc_num_ulong(&digit, &dig);
2360                 if (s) goto err;
2361                 bc_vec_push(&stack, &dig);
2362         }
2363
2364         for (i = 0; i < stack.len; ++i) {
2365                 ptr = bc_vec_item_rev(&stack, i);
2366                 print(*ptr, width, false, nchars, len);
2367         }
2368
2369         if (!n->rdx) goto err;
2370
2371         for (radix = true; frac_len.len <= n->rdx; radix = false) {
2372                 s = bc_num_mul(&fracp, base, &fracp, n->rdx);
2373                 if (s) goto err;
2374                 s = bc_num_ulong(&fracp, &dig);
2375                 if (s) goto err;
2376                 bc_num_ulong2num(&intp, dig);
2377                 s = bc_num_sub(&fracp, &intp, &fracp, 0);
2378                 if (s) goto err;
2379                 print(dig, width, radix, nchars, len);
2380                 s = bc_num_mul(&frac_len, base, &frac_len, 0);
2381                 if (s) goto err;
2382         }
2383
2384 err:
2385         bc_num_free(&frac_len);
2386         bc_num_free(&digit);
2387         bc_num_free(&fracp);
2388         bc_num_free(&intp);
2389         bc_vec_free(&stack);
2390         return s;
2391 }
2392
2393 static BcStatus bc_num_printBase(BcNum *n, BcNum *base, size_t base_t,
2394                                  size_t *nchars, size_t line_len)
2395 {
2396         BcStatus s;
2397         size_t width, i;
2398         BcNumDigitOp print;
2399         bool neg = n->neg;
2400
2401         if (neg) bb_putchar('-');
2402         (*nchars) += neg;
2403
2404         n->neg = false;
2405
2406         if (base_t <= BC_NUM_MAX_IBASE) {
2407                 width = 1;
2408                 print = bc_num_printHex;
2409         }
2410         else {
2411                 for (i = base_t - 1, width = 0; i != 0; i /= 10, ++width);
2412                 print = bc_num_printDigits;
2413         }
2414
2415         s = bc_num_printNum(n, base, width, nchars, line_len, print);
2416         n->neg = neg;
2417
2418         return s;
2419 }
2420
2421 #if ENABLE_DC
2422 static BcStatus bc_num_stream(BcNum *n, BcNum *base, size_t *nchars, size_t len)
2423 {
2424         return bc_num_printNum(n, base, 1, nchars, len, bc_num_printChar);
2425 }
2426 #endif
2427
2428 static BcStatus bc_num_parse(BcNum *n, const char *val, BcNum *base,
2429                              size_t base_t)
2430 {
2431         if (!bc_num_strValid(val, base_t))
2432                 return bc_error("bad number string");
2433
2434         if (base_t == 10)
2435                 bc_num_parseDecimal(n, val);
2436         else
2437                 bc_num_parseBase(n, val, base);
2438
2439         return BC_STATUS_SUCCESS;
2440 }
2441
2442 static BcStatus bc_num_print(BcNum *n, BcNum *base, size_t base_t, bool newline,
2443                              size_t *nchars, size_t line_len)
2444 {
2445         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2446
2447         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2448
2449         if (n->len == 0) {
2450                 bb_putchar('0');
2451                 ++(*nchars);
2452         }
2453         else if (base_t == 10)
2454                 bc_num_printDecimal(n, nchars, line_len);
2455         else
2456                 s = bc_num_printBase(n, base, base_t, nchars, line_len);
2457
2458         if (newline) {
2459                 bb_putchar('\n');
2460                 *nchars = 0;
2461         }
2462
2463         return s;
2464 }
2465
2466 static BcStatus bc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2467 {
2468         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? bc_num_a : bc_num_s;
2469         (void) scale;
2470         return bc_num_binary(a, b, c, false, op, BC_NUM_AREQ(a, b));
2471 }
2472
2473 static BcStatus bc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2474 {
2475         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? bc_num_s : bc_num_a;
2476         (void) scale;
2477         return bc_num_binary(a, b, c, true, op, BC_NUM_AREQ(a, b));
2478 }
2479
2480 static BcStatus bc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2481 {
2482         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
2483         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_m, req);
2484 }
2485
2486 static BcStatus bc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2487 {
2488         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
2489         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_d, req);
2490 }
2491
2492 static BcStatus bc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2493 {
2494         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
2495         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_rem, req);
2496 }
2497
2498 static BcStatus bc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2499 {
2500         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_p, a->len * b->len + 1);
2501 }
2502
2503 static BcStatus bc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *restrict b, size_t scale)
2504 {
2505         BcStatus s;
2506         BcNum num1, num2, half, f, fprime, *x0, *x1, *temp;
2507         size_t pow, len, digs, digs1, resrdx, req, times = 0;
2508         ssize_t cmp = 1, cmp1 = SSIZE_MAX, cmp2 = SSIZE_MAX;
2509
2510         req = BC_MAX(scale, a->rdx) + ((BC_NUM_INT(a) + 1) >> 1) + 1;
2511         bc_num_expand(b, req);
2512
2513         if (a->len == 0) {
2514                 bc_num_setToZero(b, scale);
2515                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2516         }
2517         else if (a->neg)
2518                 return bc_error("negative number");
2519         else if (BC_NUM_ONE(a)) {
2520                 bc_num_one(b);
2521                 bc_num_extend(b, scale);
2522                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2523         }
2524
2525         scale = BC_MAX(scale, a->rdx) + 1;
2526         len = a->len + scale;
2527
2528         bc_num_init(&num1, len);
2529         bc_num_init(&num2, len);
2530         bc_num_init(&half, BC_NUM_DEF_SIZE);
2531
2532         bc_num_one(&half);
2533         half.num[0] = 5;
2534         half.rdx = 1;
2535
2536         bc_num_init(&f, len);
2537         bc_num_init(&fprime, len);
2538
2539         x0 = &num1;
2540         x1 = &num2;
2541
2542         bc_num_one(x0);
2543         pow = BC_NUM_INT(a);
2544
2545         if (pow) {
2546
2547                 if (pow & 1)
2548                         x0->num[0] = 2;
2549                 else
2550                         x0->num[0] = 6;
2551
2552                 pow -= 2 - (pow & 1);
2553
2554                 bc_num_extend(x0, pow);
2555
2556                 // Make sure to move the radix back.
2557                 x0->rdx -= pow;
2558         }
2559
2560         x0->rdx = digs = digs1 = 0;
2561         resrdx = scale + 2;
2562         len = BC_NUM_INT(x0) + resrdx - 1;
2563
2564         while (cmp != 0 || digs < len) {
2565
2566                 s = bc_num_div(a, x0, &f, resrdx);
2567                 if (s) goto err;
2568                 s = bc_num_add(x0, &f, &fprime, resrdx);
2569                 if (s) goto err;
2570                 s = bc_num_mul(&fprime, &half, x1, resrdx);
2571                 if (s) goto err;
2572
2573                 cmp = bc_num_cmp(x1, x0);
2574                 digs = x1->len - (unsigned long long) llabs(cmp);
2575
2576                 if (cmp == cmp2 && digs == digs1)
2577                         times += 1;
2578                 else
2579                         times = 0;
2580
2581                 resrdx += times > 4;
2582
2583                 cmp2 = cmp1;
2584                 cmp1 = cmp;
2585                 digs1 = digs;
2586
2587                 temp = x0;
2588                 x0 = x1;
2589                 x1 = temp;
2590         }
2591
2592         bc_num_copy(b, x0);
2593         scale -= 1;
2594         if (b->rdx > scale) bc_num_truncate(b, b->rdx - scale);
2595
2596 err:
2597         bc_num_free(&fprime);
2598         bc_num_free(&f);
2599         bc_num_free(&half);
2600         bc_num_free(&num2);
2601         bc_num_free(&num1);
2602         return s;
2603 }
2604
2605 static BcStatus bc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
2606                               size_t scale)
2607 {
2608         BcStatus s;
2609         BcNum num2, *ptr_a;
2610         bool init = false;
2611         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2612
2613         if (c == a) {
2614                 memcpy(&num2, c, sizeof(BcNum));
2615                 ptr_a = &num2;
2616                 bc_num_init(c, len);
2617                 init = true;
2618         }
2619         else {
2620                 ptr_a = a;
2621                 bc_num_expand(c, len);
2622         }
2623
2624         s = bc_num_r(ptr_a, b, c, d, scale, ts);
2625
2626         if (init) bc_num_free(&num2);
2627
2628         return s;
2629 }
2630
2631 #if ENABLE_DC
2632 static BcStatus bc_num_modexp(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *restrict d)
2633 {
2634         BcStatus s;
2635         BcNum base, exp, two, temp;
2636
2637         if (c->len == 0)
2638                 return bc_error("divide by zero");
2639         if (a->rdx || b->rdx || c->rdx)
2640                 return bc_error("non integer number");
2641         if (b->neg)
2642                 return bc_error("negative number");
2643
2644         bc_num_expand(d, c->len);
2645         bc_num_init(&base, c->len);
2646         bc_num_init(&exp, b->len);
2647         bc_num_init(&two, BC_NUM_DEF_SIZE);
2648         bc_num_init(&temp, b->len);
2649
2650         bc_num_one(&two);
2651         two.num[0] = 2;
2652         bc_num_one(d);
2653
2654         s = bc_num_rem(a, c, &base, 0);
2655         if (s) goto err;
2656         bc_num_copy(&exp, b);
2657
2658         while (exp.len != 0) {
2659
2660                 s = bc_num_divmod(&exp, &two, &exp, &temp, 0);
2661                 if (s) goto err;
2662
2663                 if (BC_NUM_ONE(&temp)) {
2664                         s = bc_num_mul(d, &base, &temp, 0);
2665                         if (s) goto err;
2666                         s = bc_num_rem(&temp, c, d, 0);
2667                         if (s) goto err;
2668                 }
2669
2670                 s = bc_num_mul(&base, &base, &temp, 0);
2671                 if (s) goto err;
2672                 s = bc_num_rem(&temp, c, &base, 0);
2673                 if (s) goto err;
2674         }
2675
2676 err:
2677         bc_num_free(&temp);
2678         bc_num_free(&two);
2679         bc_num_free(&exp);
2680         bc_num_free(&base);
2681         return s;
2682 }
2683 #endif // ENABLE_DC
2684
2685 #if ENABLE_BC
2686 static BcStatus bc_func_insert(BcFunc *f, char *name, bool var)
2687 {
2688         BcId a;
2689         size_t i;
2690
2691         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
2692                 if (strcmp(name, ((BcId *) bc_vec_item(&f->autos, i))->name) == 0)
2693                         return bc_error("function parameter or auto var has the same name as another");
2694         }
2695
2696         a.idx = var;
2697         a.name = name;
2698
2699         bc_vec_push(&f->autos, &a);
2700
2701         return BC_STATUS_SUCCESS;
2702 }
2703 #endif
2704
2705 static void bc_func_init(BcFunc *f)
2706 {
2707         bc_char_vec_init(&f->code);
2708         bc_vec_init(&f->autos, sizeof(BcId), bc_id_free);
2709         bc_vec_init(&f->labels, sizeof(size_t), NULL);
2710         f->nparams = 0;
2711 }
2712
2713 static void bc_func_free(void *func)
2714 {
2715         BcFunc *f = (BcFunc *) func;
2716         bc_vec_free(&f->code);
2717         bc_vec_free(&f->autos);
2718         bc_vec_free(&f->labels);
2719 }
2720
2721 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len);
2722
2723 static void bc_array_init(BcVec *a, bool nums)
2724 {
2725         if (nums)
2726                 bc_vec_init(a, sizeof(BcNum), bc_num_free);
2727         else
2728                 bc_vec_init(a, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
2729         bc_array_expand(a, 1);
2730 }
2731
2732 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len)
2733 {
2734         BcResultData data;
2735
2736         if (a->size == sizeof(BcNum) && a->dtor == bc_num_free) {
2737                 while (len > a->len) {
2738                         bc_num_init(&data.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
2739                         bc_vec_push(a, &data.n);
2740                 }
2741         }
2742         else {
2743                 while (len > a->len) {
2744                         bc_array_init(&data.v, true);
2745                         bc_vec_push(a, &data.v);
2746                 }
2747         }
2748 }
2749
2750 static void bc_array_copy(BcVec *d, const BcVec *s)
2751 {
2752         size_t i;
2753
2754         bc_vec_pop_all(d);
2755         bc_vec_expand(d, s->cap);
2756         d->len = s->len;
2757
2758         for (i = 0; i < s->len; ++i) {
2759                 BcNum *dnum = bc_vec_item(d, i), *snum = bc_vec_item(s, i);
2760                 bc_num_init(dnum, snum->len);
2761                 bc_num_copy(dnum, snum);
2762         }
2763 }
2764
2765 static void bc_string_free(void *string)
2766 {
2767         free(*((char **) string));
2768 }
2769
2770 #if ENABLE_DC
2771 static void bc_result_copy(BcResult *d, BcResult *src)
2772 {
2773         d->t = src->t;
2774
2775         switch (d->t) {
2776
2777                 case BC_RESULT_TEMP:
2778                 case BC_RESULT_IBASE:
2779                 case BC_RESULT_SCALE:
2780                 case BC_RESULT_OBASE:
2781                 {
2782                         bc_num_init(&d->d.n, src->d.n.len);
2783                         bc_num_copy(&d->d.n, &src->d.n);
2784                         break;
2785                 }
2786
2787                 case BC_RESULT_VAR:
2788                 case BC_RESULT_ARRAY:
2789                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2790                 {
2791                         d->d.id.name = xstrdup(src->d.id.name);
2792                         break;
2793                 }
2794
2795                 case BC_RESULT_CONSTANT:
2796                 case BC_RESULT_LAST:
2797                 case BC_RESULT_ONE:
2798                 case BC_RESULT_STR:
2799                 {
2800                         memcpy(&d->d.n, &src->d.n, sizeof(BcNum));
2801                         break;
2802                 }
2803         }
2804 }
2805 #endif // ENABLE_DC
2806
2807 static void bc_result_free(void *result)
2808 {
2809         BcResult *r = (BcResult *) result;
2810
2811         switch (r->t) {
2812
2813                 case BC_RESULT_TEMP:
2814                 case BC_RESULT_IBASE:
2815                 case BC_RESULT_SCALE:
2816                 case BC_RESULT_OBASE:
2817                 {
2818                         bc_num_free(&r->d.n);
2819                         break;
2820                 }
2821
2822                 case BC_RESULT_VAR:
2823                 case BC_RESULT_ARRAY:
2824                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2825                 {
2826                         free(r->d.id.name);
2827                         break;
2828                 }
2829
2830                 default:
2831                 {
2832                         // Do nothing.
2833                         break;
2834                 }
2835         }
2836 }
2837
2838 static void bc_lex_lineComment(BcLex *l)
2839 {
2840         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2841         while (l->i < l->len && l->buf[l->i++] != '\n');
2842         --l->i;
2843 }
2844
2845 static void bc_lex_whitespace(BcLex *l)
2846 {
2847         char c;
2848         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2849         for (c = l->buf[l->i]; c != '\n' && isspace(c); c = l->buf[++l->i]);
2850 }
2851
2852 static BcStatus bc_lex_number(BcLex *l, char start)
2853 {
2854         const char *buf = l->buf + l->i;
2855         size_t len, hits = 0, bslashes = 0, i = 0, j;
2856         char c = buf[i];
2857         bool last_pt, pt = start == '.';
2858
2859         last_pt = pt;
2860         l->t.t = BC_LEX_NUMBER;
2861
2862         while (c != 0 && (isdigit(c) || (c >= 'A' && c <= 'F') ||
2863                           (c == '.' && !pt) || (c == '\\' && buf[i + 1] == '\n')))
2864         {
2865                 if (c != '\\') {
2866                         last_pt = c == '.';
2867                         pt = pt || last_pt;
2868                 }
2869                 else {
2870                         ++i;
2871                         bslashes += 1;
2872                 }
2873
2874                 c = buf[++i];
2875         }
2876
2877         len = i + !last_pt - bslashes * 2;
2878         if (len > BC_MAX_NUM)
2879                 return bc_error("number too long: must be [1, BC_NUM_MAX]");
2880
2881         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
2882         bc_vec_expand(&l->t.v, len + 1);
2883         bc_vec_push(&l->t.v, &start);
2884
2885         for (buf -= 1, j = 1; j < len + hits * 2; ++j) {
2886
2887                 c = buf[j];
2888
2889                 // If we have hit a backslash, skip it. We don't have
2890                 // to check for a newline because it's guaranteed.
2891                 if (hits < bslashes && c == '\\') {
2892                         ++hits;
2893                         ++j;
2894                         continue;
2895                 }
2896
2897                 bc_vec_push(&l->t.v, &c);
2898         }
2899
2900         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
2901         l->i += i;
2902
2903         return BC_STATUS_SUCCESS;
2904 }
2905
2906 static BcStatus bc_lex_name(BcLex *l)
2907 {
2908         size_t i = 0;
2909         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
2910         char c = buf[i];
2911
2912         l->t.t = BC_LEX_NAME;
2913
2914         while ((c >= 'a' && c <= 'z') || isdigit(c) || c == '_') c = buf[++i];
2915
2916         if (i > BC_MAX_STRING)
2917                 return bc_error("name too long: must be [1, BC_NAME_MAX]");
2918         bc_vec_string(&l->t.v, i, buf);
2919
2920         // Increment the index. We minus 1 because it has already been incremented.
2921         l->i += i - 1;
2922
2923         return BC_STATUS_SUCCESS;
2924 }
2925
2926 static void bc_lex_init(BcLex *l, BcLexNext next)
2927 {
2928         l->next = next;
2929         bc_char_vec_init(&l->t.v);
2930 }
2931
2932 static void bc_lex_free(BcLex *l)
2933 {
2934         bc_vec_free(&l->t.v);
2935 }
2936
2937 static void bc_lex_file(BcLex *l)
2938 {
2939         G.err_line = l->line = 1;
2940         l->newline = false;
2941 }
2942
2943 static BcStatus bc_lex_next(BcLex *l)
2944 {
2945         BcStatus s;
2946
2947         l->t.last = l->t.t;
2948         if (l->t.last == BC_LEX_EOF) return bc_error("end of file");
2949
2950         l->line += l->newline;
2951         G.err_line = l->line;
2952         l->t.t = BC_LEX_EOF;
2953
2954         l->newline = (l->i == l->len);
2955         if (l->newline) return BC_STATUS_SUCCESS;
2956
2957         // Loop until failure or we don't have whitespace. This
2958         // is so the parser doesn't get inundated with whitespace.
2959         do {
2960                 s = l->next(l);
2961         } while (!s && l->t.t == BC_LEX_WHITESPACE);
2962
2963         return s;
2964 }
2965
2966 static BcStatus bc_lex_text(BcLex *l, const char *text)
2967 {
2968         l->buf = text;
2969         l->i = 0;
2970         l->len = strlen(text);
2971         l->t.t = l->t.last = BC_LEX_INVALID;
2972         return bc_lex_next(l);
2973 }
2974
2975 #if ENABLE_BC
2976 static BcStatus bc_lex_identifier(BcLex *l)
2977 {
2978         BcStatus s;
2979         unsigned i;
2980         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
2981
2982         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bc_lex_kws); ++i) {
2983                 const char *keyword8 = bc_lex_kws[i].name8;
2984                 unsigned j = 0;
2985                 while (buf[j] != '\0' && buf[j] == keyword8[j]) {
2986                         j++;
2987                         if (j == 8) goto match;
2988                 }
2989                 if (keyword8[j] != '\0')
2990                         continue;
2991  match:
2992                 // buf starts with keyword bc_lex_kws[i]
2993                 l->t.t = BC_LEX_KEY_1st_keyword + i;
2994                 if (!bc_lex_kws_POSIX(i)) {
2995                         s = bc_posix_error_fmt("%sthe '%.8s' keyword", "POSIX does not allow ", bc_lex_kws[i].name8);
2996                         if (s) return s;
2997                 }
2998
2999                 // We minus 1 because the index has already been incremented.
3000                 l->i += j - 1;
3001                 return BC_STATUS_SUCCESS;
3002         }
3003
3004         s = bc_lex_name(l);
3005         if (s) return s;
3006
3007         if (l->t.v.len > 2) {
3008                 // Prevent this:
3009                 // >>> qwe=1
3010                 // bc: POSIX only allows one character names; the following is bad: 'qwe=1
3011                 // '
3012                 unsigned len = strchrnul(buf, '\n') - buf;
3013                 s = bc_posix_error_fmt("POSIX only allows one character names; the following is bad: '%.*s'", len, buf);
3014         }
3015
3016         return s;
3017 }
3018
3019 static BcStatus bc_lex_string(BcLex *l)
3020 {
3021         size_t len, nls = 0, i = l->i;
3022         char c;
3023
3024         l->t.t = BC_LEX_STR;
3025
3026         for (c = l->buf[i]; c != 0 && c != '"'; c = l->buf[++i]) nls += (c == '\n');
3027
3028         if (c == '\0') {
3029                 l->i = i;
3030                 return bc_error("string end could not be found");
3031         }
3032
3033         len = i - l->i;
3034         if (len > BC_MAX_STRING)
3035                 return bc_error("string too long: must be [1, BC_STRING_MAX]");
3036         bc_vec_string(&l->t.v, len, l->buf + l->i);
3037
3038         l->i = i + 1;
3039         l->line += nls;
3040         G.err_line = l->line;
3041
3042         return BC_STATUS_SUCCESS;
3043 }
3044
3045 static void bc_lex_assign(BcLex *l, BcLexType with, BcLexType without)
3046 {
3047         if (l->buf[l->i] == '=') {
3048                 ++l->i;
3049                 l->t.t = with;
3050         }
3051         else
3052                 l->t.t = without;
3053 }
3054
3055 static BcStatus bc_lex_comment(BcLex *l)
3056 {
3057         size_t i, nls = 0;
3058         const char *buf = l->buf;
3059
3060         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3061         i = ++l->i;
3062         for (;;) {
3063                 char c = buf[i];
3064  check_star:
3065                 if (c == '*') {
3066                         c = buf[++i];
3067                         if (c == '/')
3068                                 break;
3069                         goto check_star;
3070                 }
3071                 if (c == '\0') {
3072                         l->i = i;
3073                         return bc_error("comment end could not be found");
3074                 }
3075                 nls += (c == '\n');
3076                 i++;
3077         }
3078
3079         l->i = i + 1;
3080         l->line += nls;
3081         G.err_line = l->line;
3082
3083         return BC_STATUS_SUCCESS;
3084 }
3085
3086 static BcStatus bc_lex_token(BcLex *l)
3087 {
3088         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3089         char c = l->buf[l->i++], c2;
3090
3091         // This is the workhorse of the lexer.
3092         switch (c) {
3093
3094                 case '\0':
3095                 case '\n':
3096                 {
3097                         l->newline = true;
3098                         l->t.t = !c ? BC_LEX_EOF : BC_LEX_NLINE;
3099                         break;
3100                 }
3101
3102                 case '\t':
3103                 case '\v':
3104                 case '\f':
3105                 case '\r':
3106                 case ' ':
3107                 {
3108                         bc_lex_whitespace(l);
3109                         break;
3110                 }
3111
3112                 case '!':
3113                 {
3114                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_NE, BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
3115
3116                         if (l->t.t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
3117                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("!");
3118                                 if (s) return s;
3119                         }
3120
3121                         break;
3122                 }
3123
3124                 case '"':
3125                 {
3126                         s = bc_lex_string(l);
3127                         break;
3128                 }
3129
3130                 case '#':
3131                 {
3132                         s = bc_POSIX_does_not_allow("'#' script comments");
3133                         if (s) return s;
3134
3135                         bc_lex_lineComment(l);
3136
3137                         break;
3138                 }
3139
3140                 case '%':
3141                 {
3142                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS, BC_LEX_OP_MODULUS);
3143                         break;
3144                 }
3145
3146                 case '&':
3147                 {
3148                         c2 = l->buf[l->i];
3149                         if (c2 == '&') {
3150
3151                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("&&");
3152                                 if (s) return s;
3153
3154                                 ++l->i;
3155                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_AND;
3156                         }
3157                         else {
3158                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3159                                 s = bc_error_bad_character('&');
3160                         }
3161
3162                         break;
3163                 }
3164
3165                 case '(':
3166                 case ')':
3167                 {
3168                         l->t.t = (BcLexType)(c - '(' + BC_LEX_LPAREN);
3169                         break;
3170                 }
3171
3172                 case '*':
3173                 {
3174                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY, BC_LEX_OP_MULTIPLY);
3175                         break;
3176                 }
3177
3178                 case '+':
3179                 {
3180                         c2 = l->buf[l->i];
3181                         if (c2 == '+') {
3182                                 ++l->i;
3183                                 l->t.t = BC_LEX_OP_INC;
3184                         }
3185                         else
3186                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS, BC_LEX_OP_PLUS);
3187                         break;
3188                 }
3189
3190                 case ',':
3191                 {
3192                         l->t.t = BC_LEX_COMMA;
3193                         break;
3194                 }
3195
3196                 case '-':
3197                 {
3198                         c2 = l->buf[l->i];
3199                         if (c2 == '-') {
3200                                 ++l->i;
3201                                 l->t.t = BC_LEX_OP_DEC;
3202                         }
3203                         else
3204                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS, BC_LEX_OP_MINUS);
3205                         break;
3206                 }
3207
3208                 case '.':
3209                 {
3210                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3211                                 s = bc_lex_number(l, c);
3212                         else {
3213                                 l->t.t = BC_LEX_KEY_LAST;
3214                                 s = bc_POSIX_does_not_allow("a period ('.') as a shortcut for the last result");
3215                         }
3216                         break;
3217                 }
3218
3219                 case '/':
3220                 {
3221                         c2 = l->buf[l->i];
3222                         if (c2 == '*')
3223                                 s = bc_lex_comment(l);
3224                         else
3225                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE, BC_LEX_OP_DIVIDE);
3226                         break;
3227                 }
3228
3229                 case '0':
3230                 case '1':
3231                 case '2':
3232                 case '3':
3233                 case '4':
3234                 case '5':
3235                 case '6':
3236                 case '7':
3237                 case '8':
3238                 case '9':
3239                 case 'A':
3240                 case 'B':
3241                 case 'C':
3242                 case 'D':
3243                 case 'E':
3244                 case 'F':
3245                 {
3246                         s = bc_lex_number(l, c);
3247                         break;
3248                 }
3249
3250                 case ';':
3251                 {
3252                         l->t.t = BC_LEX_SCOLON;
3253                         break;
3254                 }
3255
3256                 case '<':
3257                 {
3258                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_LT);
3259                         break;
3260                 }
3261
3262                 case '=':
3263                 {
3264                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_ASSIGN);
3265                         break;
3266                 }
3267
3268                 case '>':
3269                 {
3270                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_GT);
3271                         break;
3272                 }
3273
3274                 case '[':
3275                 case ']':
3276                 {
3277                         l->t.t = (BcLexType)(c - '[' + BC_LEX_LBRACKET);
3278                         break;
3279                 }
3280
3281                 case '\\':
3282                 {
3283                         if (l->buf[l->i] == '\n') {
3284                                 l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3285                                 ++l->i;
3286                         }
3287                         else
3288                                 s = bc_error_bad_character(c);
3289                         break;
3290                 }
3291
3292                 case '^':
3293                 {
3294                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER, BC_LEX_OP_POWER);
3295                         break;
3296                 }
3297
3298                 case 'a':
3299                 case 'b':
3300                 case 'c':
3301                 case 'd':
3302                 case 'e':
3303                 case 'f':
3304                 case 'g':
3305                 case 'h':
3306                 case 'i':
3307                 case 'j':
3308                 case 'k':
3309                 case 'l':
3310                 case 'm':
3311                 case 'n':
3312                 case 'o':
3313                 case 'p':
3314                 case 'q':
3315                 case 'r':
3316                 case 's':
3317                 case 't':
3318                 case 'u':
3319                 case 'v':
3320                 case 'w':
3321                 case 'x':
3322                 case 'y':
3323                 case 'z':
3324                 {
3325                         s = bc_lex_identifier(l);
3326                         break;
3327                 }
3328
3329                 case '{':
3330                 case '}':
3331                 {
3332                         l->t.t = (BcLexType)(c - '{' + BC_LEX_LBRACE);
3333                         break;
3334                 }
3335
3336                 case '|':
3337                 {
3338                         c2 = l->buf[l->i];
3339
3340                         if (c2 == '|') {
3341                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("||");
3342                                 if (s) return s;
3343
3344                                 ++l->i;
3345                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_OR;
3346                         }
3347                         else {
3348                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3349                                 s = bc_error_bad_character(c);
3350                         }
3351
3352                         break;
3353                 }
3354
3355                 default:
3356                 {
3357                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3358                         s = bc_error_bad_character(c);
3359                         break;
3360                 }
3361         }
3362
3363         return s;
3364 }
3365 #endif // ENABLE_BC
3366
3367 #if ENABLE_DC
3368 static BcStatus dc_lex_register(BcLex *l)
3369 {
3370         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3371
3372         if (isspace(l->buf[l->i - 1])) {
3373                 bc_lex_whitespace(l);
3374                 ++l->i;
3375                 if (!G_exreg)
3376                         s = bc_error("extended register");
3377                 else
3378                         s = bc_lex_name(l);
3379         }
3380         else {
3381                 bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3382                 bc_vec_push(&l->t.v, &l->buf[l->i - 1]);
3383                 bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3384                 l->t.t = BC_LEX_NAME;
3385         }
3386
3387         return s;
3388 }
3389
3390 static BcStatus dc_lex_string(BcLex *l)
3391 {
3392         size_t depth = 1, nls = 0, i = l->i;
3393         char c;
3394
3395         l->t.t = BC_LEX_STR;
3396         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3397
3398         for (c = l->buf[i]; c != 0 && depth; c = l->buf[++i]) {
3399
3400                 depth += (c == '[' && (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\'));
3401                 depth -= (c == ']' && (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\'));
3402                 nls += (c == '\n');
3403
3404                 if (depth) bc_vec_push(&l->t.v, &c);
3405         }
3406
3407         if (c == '\0') {
3408                 l->i = i;
3409                 return bc_error("string end could not be found");
3410         }
3411
3412         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3413         if (i - l->i > BC_MAX_STRING)
3414                 return bc_error("string too long: must be [1, BC_STRING_MAX]");
3415
3416         l->i = i;
3417         l->line += nls;
3418         G.err_line = l->line;
3419
3420         return BC_STATUS_SUCCESS;
3421 }
3422
3423 static BcStatus dc_lex_token(BcLex *l)
3424 {
3425         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3426         char c = l->buf[l->i++], c2;
3427         size_t i;
3428
3429         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(dc_lex_regs); ++i) {
3430                 if (l->t.last == dc_lex_regs[i])
3431                         return dc_lex_register(l);
3432         }
3433
3434         if (c >= '%' && c <= '~' &&
3435             (l->t.t = dc_lex_tokens[(c - '%')]) != BC_LEX_INVALID)
3436         {
3437                 return s;
3438         }
3439
3440         // This is the workhorse of the lexer.
3441         switch (c) {
3442
3443                 case '\0':
3444                 {
3445                         l->t.t = BC_LEX_EOF;
3446                         break;
3447                 }
3448
3449                 case '\n':
3450                 case '\t':
3451                 case '\v':
3452                 case '\f':
3453                 case '\r':
3454                 case ' ':
3455                 {
3456                         l->newline = (c == '\n');
3457                         bc_lex_whitespace(l);
3458                         break;
3459                 }
3460
3461                 case '!':
3462                 {
3463                         c2 = l->buf[l->i];
3464
3465                         if (c2 == '=')
3466                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_NE;
3467                         else if (c2 == '<')
3468                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_LE;
3469                         else if (c2 == '>')
3470                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_GE;
3471                         else
3472                                 return bc_error_bad_character(c);
3473
3474                         ++l->i;
3475                         break;
3476                 }
3477
3478                 case '#':
3479                 {
3480                         bc_lex_lineComment(l);
3481                         break;
3482                 }
3483
3484                 case '.':
3485                 {
3486                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3487                                 s = bc_lex_number(l, c);
3488                         else
3489                                 s = bc_error_bad_character(c);
3490                         break;
3491                 }
3492
3493                 case '0':
3494                 case '1':
3495                 case '2':
3496                 case '3':
3497                 case '4':
3498                 case '5':
3499                 case '6':
3500                 case '7':
3501                 case '8':
3502                 case '9':
3503                 case 'A':
3504                 case 'B':
3505                 case 'C':
3506                 case 'D':
3507                 case 'E':
3508                 case 'F':
3509                 {
3510                         s = bc_lex_number(l, c);
3511                         break;
3512                 }
3513
3514                 case '[':
3515                 {
3516                         s = dc_lex_string(l);
3517                         break;
3518                 }
3519
3520                 default:
3521                 {
3522                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3523                         s = bc_error_bad_character(c);
3524                         break;
3525                 }
3526         }
3527
3528         return s;
3529 }
3530 #endif // ENABLE_DC
3531
3532 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx);
3533
3534 static void bc_parse_addFunc(BcParse *p, char *name, size_t *idx)
3535 {
3536         bc_program_addFunc(name, idx);
3537         p->func = bc_vec_item(&G.prog.fns, p->fidx);
3538 }
3539
3540 #define bc_parse_push(p, i) bc_vec_pushByte(&(p)->func->code, (char) (i))
3541
3542 static void bc_parse_pushName(BcParse *p, char *name)
3543 {
3544         size_t i = 0, len = strlen(name);
3545
3546         for (; i < len; ++i) bc_parse_push(p, name[i]);
3547         bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
3548
3549         free(name);
3550 }
3551
3552 static void bc_parse_pushIndex(BcParse *p, size_t idx)
3553 {
3554         unsigned char amt, i, nums[sizeof(size_t)];
3555
3556         for (amt = 0; idx; ++amt) {
3557                 nums[amt] = (char) idx;
3558                 idx = (idx & ((unsigned long) ~(UCHAR_MAX))) >> sizeof(char) * CHAR_BIT;
3559         }
3560
3561         bc_parse_push(p, amt);
3562         for (i = 0; i < amt; ++i) bc_parse_push(p, nums[i]);
3563 }
3564
3565 static void bc_parse_number(BcParse *p, BcInst *prev, size_t *nexs)
3566 {
3567         char *num = xstrdup(p->l.t.v.v);
3568         size_t idx = G.prog.consts.len;
3569
3570         bc_vec_push(&G.prog.consts, &num);
3571
3572         bc_parse_push(p, BC_INST_NUM);
3573         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3574
3575         ++(*nexs);
3576         (*prev) = BC_INST_NUM;
3577 }
3578
3579 static BcStatus bc_parse_text(BcParse *p, const char *text)
3580 {
3581         BcStatus s;
3582
3583         p->func = bc_vec_item(&G.prog.fns, p->fidx);
3584
3585         if (!text[0] && !BC_PARSE_CAN_EXEC(p)) {
3586                 p->l.t.t = BC_LEX_INVALID;
3587                 s = p->parse(p);
3588                 if (s) return s;
3589                 if (!BC_PARSE_CAN_EXEC(p))
3590                         return bc_error("file is not executable");
3591         }
3592
3593         return bc_lex_text(&p->l, text);
3594 }
3595
3596 // Called when parsing or execution detects a failure,
3597 // resets execution structures.
3598 static void bc_program_reset(void)
3599 {
3600         BcFunc *f;
3601         BcInstPtr *ip;
3602
3603         bc_vec_npop(&G.prog.stack, G.prog.stack.len - 1);
3604         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
3605
3606         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, 0);
3607         ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
3608         ip->idx = f->code.len;
3609 }
3610
3611 #define bc_parse_updateFunc(p, f) \
3612         ((p)->func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ((p)->fidx = (f))))
3613
3614 // Called when bc/dc_parse_parse() detects a failure,
3615 // resets parsing structures.
3616 static void bc_parse_reset(BcParse *p)
3617 {
3618         if (p->fidx != BC_PROG_MAIN) {
3619                 p->func->nparams = 0;
3620                 bc_vec_pop_all(&p->func->code);
3621                 bc_vec_pop_all(&p->func->autos);
3622                 bc_vec_pop_all(&p->func->labels);
3623
3624                 bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
3625         }
3626
3627         p->l.i = p->l.len;
3628         p->l.t.t = BC_LEX_EOF;
3629         p->auto_part = (p->nbraces = 0);
3630
3631         bc_vec_npop(&p->flags, p->flags.len - 1);
3632         bc_vec_pop_all(&p->exits);
3633         bc_vec_pop_all(&p->conds);
3634         bc_vec_pop_all(&p->ops);
3635
3636         bc_program_reset();
3637 }
3638
3639 static void bc_parse_free(BcParse *p)
3640 {
3641         bc_vec_free(&p->flags);
3642         bc_vec_free(&p->exits);
3643         bc_vec_free(&p->conds);
3644         bc_vec_free(&p->ops);
3645         bc_lex_free(&p->l);
3646 }
3647
3648 static void bc_parse_create(BcParse *p, size_t func,
3649                             BcParseParse parse, BcLexNext next)
3650 {
3651         memset(p, 0, sizeof(BcParse));
3652
3653         bc_lex_init(&p->l, next);
3654         bc_vec_init(&p->flags, sizeof(uint8_t), NULL);
3655         bc_vec_init(&p->exits, sizeof(BcInstPtr), NULL);
3656         bc_vec_init(&p->conds, sizeof(size_t), NULL);
3657         bc_vec_pushZeroByte(&p->flags);
3658         bc_vec_init(&p->ops, sizeof(BcLexType), NULL);
3659
3660         p->parse = parse;
3661         // p->auto_part = p->nbraces = 0; - already is
3662         bc_parse_updateFunc(p, func);
3663 }
3664
3665 #if ENABLE_BC
3666
3667 #define BC_PARSE_TOP_OP(p) (*((BcLexType *) bc_vec_top(&(p)->ops)))
3668 #define BC_PARSE_LEAF(p, rparen)                                \
3669         (((p) >= BC_INST_NUM && (p) <= BC_INST_SQRT) || (rparen) || \
3670          (p) == BC_INST_INC_POST || (p) == BC_INST_DEC_POST)
3671
3672 // We can calculate the conversion between tokens and exprs by subtracting the
3673 // position of the first operator in the lex enum and adding the position of the
3674 // first in the expr enum. Note: This only works for binary operators.
3675 #define BC_PARSE_TOKEN_INST(t) ((char) ((t) -BC_LEX_NEG + BC_INST_NEG))
3676
3677 static BcStatus bc_parse_else(BcParse *p);
3678 static BcStatus bc_parse_stmt(BcParse *p);
3679 static BcStatus bc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next);
3680 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next);
3681
3682 static BcStatus bc_parse_operator(BcParse *p, BcLexType type, size_t start,
3683                                   size_t *nexprs, bool next)
3684 {
3685         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3686         BcLexType t;
3687         char l, r = bc_parse_op_PREC(type - BC_LEX_OP_INC);
3688         bool left = bc_parse_op_LEFT(type - BC_LEX_OP_INC);
3689
3690         while (p->ops.len > start) {
3691
3692                 t = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3693                 if (t == BC_LEX_LPAREN) break;
3694
3695                 l = bc_parse_op_PREC(t - BC_LEX_OP_INC);
3696                 if (l >= r && (l != r || !left)) break;
3697
3698                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_TOKEN_INST(t));
3699                 bc_vec_pop(&p->ops);
3700                 *nexprs -= t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && t != BC_LEX_NEG;
3701         }
3702
3703         bc_vec_push(&p->ops, &type);
3704         if (next) s = bc_lex_next(&p->l);
3705
3706         return s;
3707 }
3708
3709 static BcStatus bc_parse_rightParen(BcParse *p, size_t ops_bgn, size_t *nexs)
3710 {
3711         BcLexType top;
3712
3713         if (p->ops.len <= ops_bgn)
3714                 return bc_error_bad_expression();
3715         top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3716
3717         while (top != BC_LEX_LPAREN) {
3718
3719                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_TOKEN_INST(top));
3720
3721                 bc_vec_pop(&p->ops);
3722                 *nexs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
3723
3724                 if (p->ops.len <= ops_bgn)
3725                         return bc_error_bad_expression();
3726                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3727         }
3728
3729         bc_vec_pop(&p->ops);
3730
3731         return bc_lex_next(&p->l);
3732 }
3733
3734 static BcStatus bc_parse_params(BcParse *p, uint8_t flags)
3735 {
3736         BcStatus s;
3737         bool comma = false;
3738         size_t nparams;
3739
3740         s = bc_lex_next(&p->l);
3741         if (s) return s;
3742
3743         for (nparams = 0; p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN; ++nparams) {
3744
3745                 flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3746                 s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_param);
3747                 if (s) return s;
3748
3749                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
3750                 if (comma) {
3751                         s = bc_lex_next(&p->l);
3752                         if (s) return s;
3753                 }
3754         }
3755
3756         if (comma) return bc_error_bad_token();
3757         bc_parse_push(p, BC_INST_CALL);
3758         bc_parse_pushIndex(p, nparams);
3759
3760         return BC_STATUS_SUCCESS;
3761 }
3762
3763 static BcStatus bc_parse_call(BcParse *p, char *name, uint8_t flags)
3764 {
3765         BcStatus s;
3766         BcId entry, *entry_ptr;
3767         size_t idx;
3768
3769         entry.name = name;
3770
3771         s = bc_parse_params(p, flags);
3772         if (s) goto err;
3773
3774         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3775                 s = bc_error_bad_token();
3776                 goto err;
3777         }
3778
3779         idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3780
3781         if (idx == BC_VEC_INVALID_IDX) {
3782                 name = xstrdup(entry.name);
3783                 bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
3784                 idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3785                 free(entry.name);
3786         }
3787         else
3788                 free(name);
3789
3790         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3791         bc_parse_pushIndex(p, entry_ptr->idx);
3792
3793         return bc_lex_next(&p->l);
3794
3795 err:
3796         free(name);
3797         return s;
3798 }
3799
3800 static BcStatus bc_parse_name(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3801 {
3802         BcStatus s;
3803         char *name;
3804
3805         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
3806         s = bc_lex_next(&p->l);
3807         if (s) goto err;
3808
3809         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACKET) {
3810
3811                 s = bc_lex_next(&p->l);
3812                 if (s) goto err;
3813
3814                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACKET) {
3815
3816                         if (!(flags & BC_PARSE_ARRAY)) {
3817                                 s = bc_error_bad_expression();
3818                                 goto err;
3819                         }
3820
3821                         *type = BC_INST_ARRAY;
3822                 }
3823                 else {
3824
3825                         *type = BC_INST_ARRAY_ELEM;
3826
3827                         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3828                         s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_elem);
3829                         if (s) goto err;
3830                 }
3831
3832                 s = bc_lex_next(&p->l);
3833                 if (s) goto err;
3834                 bc_parse_push(p, *type);
3835                 bc_parse_pushName(p, name);
3836         }
3837         else if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN) {
3838
3839                 if (flags & BC_PARSE_NOCALL) {
3840                         s = bc_error_bad_token();
3841                         goto err;
3842                 }
3843
3844                 *type = BC_INST_CALL;
3845                 s = bc_parse_call(p, name, flags);
3846         }
3847         else {
3848                 *type = BC_INST_VAR;
3849                 bc_parse_push(p, BC_INST_VAR);
3850                 bc_parse_pushName(p, name);
3851         }
3852
3853         return s;
3854
3855 err:
3856         free(name);
3857         return s;
3858 }
3859
3860 static BcStatus bc_parse_read(BcParse *p)
3861 {
3862         BcStatus s;
3863
3864         s = bc_lex_next(&p->l);
3865         if (s) return s;
3866         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
3867
3868         s = bc_lex_next(&p->l);
3869         if (s) return s;
3870         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
3871
3872         bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
3873
3874         return bc_lex_next(&p->l);
3875 }
3876
3877 static BcStatus bc_parse_builtin(BcParse *p, BcLexType type, uint8_t flags,
3878                                  BcInst *prev)
3879 {
3880         BcStatus s;
3881
3882         s = bc_lex_next(&p->l);
3883         if (s) return s;
3884         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
3885
3886         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3887
3888         s = bc_lex_next(&p->l);
3889         if (s) return s;
3890
3891         s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_rel);
3892         if (s) return s;
3893
3894         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
3895
3896         *prev = (type == BC_LEX_KEY_LENGTH) ? BC_INST_LENGTH : BC_INST_SQRT;
3897         bc_parse_push(p, *prev);
3898
3899         return bc_lex_next(&p->l);
3900 }
3901
3902 static BcStatus bc_parse_scale(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3903 {
3904         BcStatus s;
3905
3906         s = bc_lex_next(&p->l);
3907         if (s) return s;
3908
3909         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) {
3910                 *type = BC_INST_SCALE;
3911                 bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3912                 return BC_STATUS_SUCCESS;
3913         }
3914
3915         *type = BC_INST_SCALE_FUNC;
3916         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3917
3918         s = bc_lex_next(&p->l);
3919         if (s) return s;
3920
3921         s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_rel);
3922         if (s) return s;
3923         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
3924         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE_FUNC);
3925
3926         return bc_lex_next(&p->l);
3927 }
3928
3929 static BcStatus bc_parse_incdec(BcParse *p, BcInst *prev, bool *paren_expr,
3930                                 size_t *nexprs, uint8_t flags)
3931 {
3932         BcStatus s;
3933         BcLexType type;
3934         char inst;
3935         BcInst etype = *prev;
3936
3937         if (etype == BC_INST_VAR || etype == BC_INST_ARRAY_ELEM ||
3938             etype == BC_INST_SCALE || etype == BC_INST_LAST ||
3939             etype == BC_INST_IBASE || etype == BC_INST_OBASE)
3940         {
3941                 *prev = inst = BC_INST_INC_POST + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3942                 bc_parse_push(p, inst);
3943                 s = bc_lex_next(&p->l);
3944         }
3945         else {
3946
3947                 *prev = inst = BC_INST_INC_PRE + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3948                 *paren_expr = true;
3949
3950                 s = bc_lex_next(&p->l);
3951                 if (s) return s;
3952                 type = p->l.t.t;
3953
3954                 // Because we parse the next part of the expression
3955                 // right here, we need to increment this.
3956                 *nexprs = *nexprs + 1;
3957
3958                 switch (type) {
3959
3960                         case BC_LEX_NAME:
3961                         {
3962                                 s = bc_parse_name(p, prev, flags | BC_PARSE_NOCALL);
3963                                 break;
3964                         }
3965
3966                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
3967                         case BC_LEX_KEY_LAST:
3968                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
3969                         {
3970                                 bc_parse_push(p, type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
3971                                 s = bc_lex_next(&p->l);
3972                                 break;
3973                         }
3974
3975                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
3976                         {
3977                                 s = bc_lex_next(&p->l);
3978                                 if (s) return s;
3979                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN)
3980                                         s = bc_error_bad_token();
3981                                 else
3982                                         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3983                                 break;
3984                         }
3985
3986                         default:
3987                         {
3988                                 s = bc_error_bad_token();
3989                                 break;
3990                         }
3991                 }
3992
3993                 if (!s) bc_parse_push(p, inst);
3994         }
3995
3996         return s;
3997 }
3998
3999 static BcStatus bc_parse_minus(BcParse *p, BcInst *prev, size_t ops_bgn,
4000                                bool rparen, size_t *nexprs)
4001 {
4002         BcStatus s;
4003         BcLexType type;
4004         BcInst etype = *prev;
4005
4006         s = bc_lex_next(&p->l);
4007         if (s) return s;
4008
4009         type = rparen || etype == BC_INST_INC_POST || etype == BC_INST_DEC_POST ||
4010                        (etype >= BC_INST_NUM && etype <= BC_INST_SQRT) ?
4011                    BC_LEX_OP_MINUS :
4012                    BC_LEX_NEG;
4013         *prev = BC_PARSE_TOKEN_INST(type);
4014
4015         // We can just push onto the op stack because this is the largest
4016         // precedence operator that gets pushed. Inc/dec does not.
4017         if (type != BC_LEX_OP_MINUS)
4018                 bc_vec_push(&p->ops, &type);
4019         else
4020                 s = bc_parse_operator(p, type, ops_bgn, nexprs, false);
4021
4022         return s;
4023 }
4024
4025 static BcStatus bc_parse_string(BcParse *p, char inst)
4026 {
4027         char *str = xstrdup(p->l.t.v.v);
4028
4029         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
4030         bc_parse_pushIndex(p, G.prog.strs.len);
4031         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
4032         bc_parse_push(p, inst);
4033
4034         return bc_lex_next(&p->l);
4035 }
4036
4037 static BcStatus bc_parse_print(BcParse *p)
4038 {
4039         BcStatus s;
4040         BcLexType type;
4041         bool comma = false;
4042
4043         s = bc_lex_next(&p->l);
4044         if (s) return s;
4045
4046         type = p->l.t.t;
4047
4048         if (type == BC_LEX_SCOLON || type == BC_LEX_NLINE)
4049                 return bc_error("bad print statement");
4050
4051         while (!s && type != BC_LEX_SCOLON && type != BC_LEX_NLINE) {
4052
4053                 if (type == BC_LEX_STR)
4054                         s = bc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_POP);
4055                 else {
4056                         s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_print);
4057                         if (s) return s;
4058                         bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT_POP);
4059                 }
4060
4061                 if (s) return s;
4062
4063                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4064                 if (comma) s = bc_lex_next(&p->l);
4065                 type = p->l.t.t;
4066         }
4067
4068         if (s) return s;
4069         if (comma) return bc_error_bad_token();
4070
4071         return bc_lex_next(&p->l);
4072 }
4073
4074 static BcStatus bc_parse_return(BcParse *p)
4075 {
4076         BcStatus s;
4077         BcLexType t;
4078         bool paren;
4079
4080         if (!BC_PARSE_FUNC(p)) return bc_error_bad_token();
4081
4082         s = bc_lex_next(&p->l);
4083         if (s) return s;
4084
4085         t = p->l.t.t;
4086         paren = t == BC_LEX_LPAREN;
4087
4088         if (t == BC_LEX_NLINE || t == BC_LEX_SCOLON)
4089                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4090         else {
4091
4092                 s = bc_parse_expr_empty_ok(p, 0, bc_parse_next_expr);
4093                 if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP) {
4094                         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4095                         s = bc_lex_next(&p->l);
4096                 }
4097                 if (s) return s;
4098
4099                 if (!paren || p->l.t.last != BC_LEX_RPAREN) {
4100                         s = bc_POSIX_requires("parentheses around return expressions");
4101                         if (s) return s;
4102                 }
4103
4104                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET);
4105         }
4106
4107         return s;
4108 }
4109
4110 static BcStatus bc_parse_endBody(BcParse *p, bool brace)
4111 {
4112         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4113
4114         if (p->flags.len <= 1 || (brace && p->nbraces == 0))
4115                 return bc_error_bad_token();
4116
4117         if (brace) {
4118
4119                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACE) {
4120                         if (!p->nbraces) return bc_error_bad_token();
4121                         --p->nbraces;
4122                         s = bc_lex_next(&p->l);
4123                         if (s) return s;
4124                 }
4125                 else
4126                         return bc_error_bad_token();
4127         }
4128
4129         if (BC_PARSE_IF(p)) {
4130
4131                 uint8_t *flag_ptr;
4132
4133                 while (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) {
4134                         s = bc_lex_next(&p->l);
4135                         if (s) return s;
4136                 }
4137
4138                 bc_vec_pop(&p->flags);
4139
4140                 flag_ptr = BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(p);
4141                 *flag_ptr = (*flag_ptr | BC_PARSE_FLAG_IF_END);
4142
4143                 if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_ELSE) s = bc_parse_else(p);
4144         }
4145         else if (BC_PARSE_ELSE(p)) {
4146
4147                 BcInstPtr *ip;
4148                 size_t *label;
4149
4150                 bc_vec_pop(&p->flags);
4151
4152                 ip = bc_vec_top(&p->exits);
4153                 label = bc_vec_item(&p->func->labels, ip->idx);
4154                 *label = p->func->code.len;
4155
4156                 bc_vec_pop(&p->exits);
4157         }
4158         else if (BC_PARSE_FUNC_INNER(p)) {
4159                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4160                 bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
4161                 bc_vec_pop(&p->flags);
4162         }
4163         else {
4164
4165                 BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&p->exits);
4166                 size_t *label = bc_vec_top(&p->conds);
4167
4168                 bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4169                 bc_parse_pushIndex(p, *label);
4170
4171                 label = bc_vec_item(&p->func->labels, ip->idx);
4172                 *label = p->func->code.len;
4173
4174                 bc_vec_pop(&p->flags);
4175                 bc_vec_pop(&p->exits);
4176                 bc_vec_pop(&p->conds);
4177         }
4178
4179         return s;
4180 }
4181
4182 static void bc_parse_startBody(BcParse *p, uint8_t flags)
4183 {
4184         uint8_t *flag_ptr = BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(p);
4185         flags |= (*flag_ptr & (BC_PARSE_FLAG_FUNC | BC_PARSE_FLAG_LOOP));
4186         flags |= BC_PARSE_FLAG_BODY;
4187         bc_vec_push(&p->flags, &flags);
4188 }
4189
4190 static void bc_parse_noElse(BcParse *p)
4191 {
4192         BcInstPtr *ip;
4193         size_t *label;
4194         uint8_t *flag_ptr = BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(p);
4195
4196         *flag_ptr = (*flag_ptr & ~(BC_PARSE_FLAG_IF_END));
4197
4198         ip = bc_vec_top(&p->exits);
4199         label = bc_vec_item(&p->func->labels, ip->idx);
4200         *label = p->func->code.len;
4201
4202         bc_vec_pop(&p->exits);
4203 }
4204
4205 static BcStatus bc_parse_if(BcParse *p)
4206 {
4207         BcStatus s;
4208         BcInstPtr ip;
4209
4210         s = bc_lex_next(&p->l);
4211         if (s) return s;
4212         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
4213
4214         s = bc_lex_next(&p->l);
4215         if (s) return s;
4216         s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL, bc_parse_next_rel);
4217         if (s) return s;
4218         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
4219
4220         s = bc_lex_next(&p->l);
4221         if (s) return s;
4222         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
4223
4224         ip.idx = p->func->labels.len;
4225         ip.func = ip.len = 0;
4226
4227         bc_parse_pushIndex(p, ip.idx);
4228         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4229         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4230         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_IF);
4231
4232         return BC_STATUS_SUCCESS;
4233 }
4234
4235 static BcStatus bc_parse_else(BcParse *p)
4236 {
4237         BcInstPtr ip;
4238
4239         if (!BC_PARSE_IF_END(p)) return bc_error_bad_token();
4240
4241         ip.idx = p->func->labels.len;
4242         ip.func = ip.len = 0;
4243
4244         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4245         bc_parse_pushIndex(p, ip.idx);
4246
4247         bc_parse_noElse(p);
4248
4249         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4250         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4251         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_ELSE);
4252
4253         return bc_lex_next(&p->l);
4254 }
4255
4256 static BcStatus bc_parse_while(BcParse *p)
4257 {
4258         BcStatus s;
4259         BcInstPtr ip;
4260
4261         s = bc_lex_next(&p->l);
4262         if (s) return s;
4263         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
4264         s = bc_lex_next(&p->l);
4265         if (s) return s;
4266
4267         ip.idx = p->func->labels.len;
4268
4269         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4270         bc_vec_push(&p->conds, &ip.idx);
4271
4272         ip.idx = p->func->labels.len;
4273         ip.func = 1;
4274         ip.len = 0;
4275
4276         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4277         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4278
4279         s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL, bc_parse_next_rel);
4280         if (s) return s;
4281         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
4282         s = bc_lex_next(&p->l);
4283         if (s) return s;
4284
4285         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
4286         bc_parse_pushIndex(p, ip.idx);
4287         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_LOOP | BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER);
4288
4289         return BC_STATUS_SUCCESS;
4290 }
4291
4292 static BcStatus bc_parse_for(BcParse *p)
4293 {
4294         BcStatus s;
4295         BcInstPtr ip;
4296         size_t cond_idx, exit_idx, body_idx, update_idx;
4297
4298         s = bc_lex_next(&p->l);
4299         if (s) return s;
4300         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
4301         s = bc_lex_next(&p->l);
4302         if (s) return s;
4303
4304         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4305                 s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_for);
4306         else
4307                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("init");
4308
4309         if (s) return s;
4310         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) return bc_error_bad_token();
4311         s = bc_lex_next(&p->l);
4312         if (s) return s;
4313
4314         cond_idx = p->func->labels.len;
4315         update_idx = cond_idx + 1;
4316         body_idx = update_idx + 1;
4317         exit_idx = body_idx + 1;
4318
4319         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4320
4321         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4322                 s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL, bc_parse_next_for);
4323         else
4324                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("condition");
4325
4326         if (s) return s;
4327         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) return bc_error_bad_token();
4328
4329         s = bc_lex_next(&p->l);
4330         if (s) return s;
4331
4332         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
4333         bc_parse_pushIndex(p, exit_idx);
4334         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4335         bc_parse_pushIndex(p, body_idx);
4336
4337         ip.idx = p->func->labels.len;
4338
4339         bc_vec_push(&p->conds, &update_idx);
4340         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4341
4342         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN)
4343                 s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_rel);
4344         else
4345                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("update");
4346
4347         if (s) return s;
4348
4349         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
4350         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4351         bc_parse_pushIndex(p, cond_idx);
4352         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4353
4354         ip.idx = exit_idx;
4355         ip.func = 1;
4356         ip.len = 0;
4357
4358         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4359         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4360         bc_lex_next(&p->l);
4361         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_LOOP | BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER);
4362
4363         return BC_STATUS_SUCCESS;
4364 }
4365
4366 static BcStatus bc_parse_loopExit(BcParse *p, BcLexType type)
4367 {
4368         BcStatus s;
4369         size_t i;
4370         BcInstPtr *ip;
4371
4372         if (!BC_PARSE_LOOP(p)) return bc_error_bad_token();
4373
4374         if (type == BC_LEX_KEY_BREAK) {
4375
4376                 if (p->exits.len == 0) return bc_error_bad_token();
4377
4378                 i = p->exits.len - 1;
4379                 ip = bc_vec_item(&p->exits, i);
4380
4381                 while (!ip->func && i < p->exits.len) ip = bc_vec_item(&p->exits, i--);
4382                 if (i >= p->exits.len && !ip->func) return bc_error_bad_token();
4383
4384                 i = ip->idx;
4385         }
4386         else
4387                 i = *((size_t *) bc_vec_top(&p->conds));
4388
4389         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4390         bc_parse_pushIndex(p, i);
4391
4392         s = bc_lex_next(&p->l);
4393         if (s) return s;
4394
4395         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON && p->l.t.t != BC_LEX_NLINE)
4396                 return bc_error_bad_token();
4397
4398         return bc_lex_next(&p->l);
4399 }
4400
4401 static BcStatus bc_parse_func(BcParse *p)
4402 {
4403         BcStatus s;
4404         bool var, comma = false;
4405         uint8_t flags;
4406         char *name;
4407
4408         s = bc_lex_next(&p->l);
4409         if (s) return s;
4410         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4411                 return bc_error("bad function definition");
4412
4413         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4414         bc_parse_addFunc(p, name, &p->fidx);
4415
4416         s = bc_lex_next(&p->l);
4417         if (s) return s;
4418         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN)
4419                 return bc_error("bad function definition");
4420         s = bc_lex_next(&p->l);
4421         if (s) return s;
4422
4423         while (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
4424
4425                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4426                         return bc_error("bad function definition");
4427
4428                 ++p->func->nparams;
4429
4430                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4431                 s = bc_lex_next(&p->l);
4432                 if (s) goto err;
4433
4434                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4435
4436                 if (!var) {
4437
4438                         s = bc_lex_next(&p->l);
4439                         if (s) goto err;
4440
4441                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4442                                 s = bc_error("bad function definition");
4443                                 goto err;
4444                         }
4445
4446                         s = bc_lex_next(&p->l);
4447                         if (s) goto err;
4448                 }
4449
4450                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4451                 if (comma) {
4452                         s = bc_lex_next(&p->l);
4453                         if (s) goto err;
4454                 }
4455
4456                 s = bc_func_insert(p->func, name, var);
4457                 if (s) goto err;
4458         }
4459
4460         if (comma) return bc_error("bad function definition");
4461
4462         flags = BC_PARSE_FLAG_FUNC | BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER | BC_PARSE_FLAG_BODY;
4463         bc_parse_startBody(p, flags);
4464
4465         s = bc_lex_next(&p->l);
4466         if (s) return s;
4467
4468         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4469                 s = bc_POSIX_requires("the left brace be on the same line as the function header");
4470
4471         return s;
4472
4473 err:
4474         free(name);
4475         return s;
4476 }
4477
4478 static BcStatus bc_parse_auto(BcParse *p)
4479 {
4480         BcStatus s;
4481         bool comma, var, one;
4482         char *name;
4483
4484         if (!p->auto_part) return bc_error_bad_token();
4485         s = bc_lex_next(&p->l);
4486         if (s) return s;
4487
4488         p->auto_part = comma = false;
4489         one = p->l.t.t == BC_LEX_NAME;
4490
4491         while (p->l.t.t == BC_LEX_NAME) {
4492
4493                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4494                 s = bc_lex_next(&p->l);
4495                 if (s) goto err;
4496
4497                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4498                 if (!var) {
4499
4500                         s = bc_lex_next(&p->l);
4501                         if (s) goto err;
4502
4503                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4504                                 s = bc_error("bad function definition");
4505                                 goto err;
4506                         }
4507
4508                         s = bc_lex_next(&p->l);
4509                         if (s) goto err;
4510                 }
4511
4512                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4513                 if (comma) {
4514                         s = bc_lex_next(&p->l);
4515                         if (s) goto err;
4516                 }
4517
4518                 s = bc_func_insert(p->func, name, var);
4519                 if (s) goto err;
4520         }
4521
4522         if (comma) return bc_error("bad function definition");
4523         if (!one) return bc_error("no auto variable found");
4524
4525         if (p->l.t.t != BC_LEX_NLINE && p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4526                 return bc_error_bad_token();
4527
4528         return bc_lex_next(&p->l);
4529
4530 err:
4531         free(name);
4532         return s;
4533 }
4534
4535 static BcStatus bc_parse_body(BcParse *p, bool brace)
4536 {
4537         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4538         uint8_t *flag_ptr = bc_vec_top(&p->flags);
4539
4540         *flag_ptr &= ~(BC_PARSE_FLAG_BODY);
4541
4542         if (*flag_ptr & BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER) {
4543
4544                 if (!brace) return bc_error_bad_token();
4545                 p->auto_part = p->l.t.t != BC_LEX_KEY_AUTO;
4546
4547                 if (!p->auto_part) {
4548                         s = bc_parse_auto(p);
4549                         if (s) return s;
4550                 }
4551
4552                 if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) s = bc_lex_next(&p->l);
4553         }
4554         else {
4555                 s = bc_parse_stmt(p);
4556                 if (!s && !brace) s = bc_parse_endBody(p, false);
4557         }
4558
4559         return s;
4560 }
4561
4562 static BcStatus bc_parse_stmt(BcParse *p)
4563 {
4564         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4565
4566         switch (p->l.t.t) {
4567
4568                 case BC_LEX_NLINE:
4569                 {
4570                         return bc_lex_next(&p->l);
4571                 }
4572
4573                 case BC_LEX_KEY_ELSE:
4574                 {
4575                         p->auto_part = false;
4576                         break;
4577                 }
4578
4579                 case BC_LEX_LBRACE:
4580                 {
4581                         if (!BC_PARSE_BODY(p)) return bc_error_bad_token();
4582
4583                         ++p->nbraces;
4584                         s = bc_lex_next(&p->l);
4585                         if (s) return s;
4586
4587                         return bc_parse_body(p, true);
4588                 }
4589
4590                 case BC_LEX_KEY_AUTO:
4591                 {
4592                         return bc_parse_auto(p);
4593                 }
4594
4595                 default:
4596                 {
4597                         p->auto_part = false;
4598
4599                         if (BC_PARSE_IF_END(p)) {
4600                                 bc_parse_noElse(p);
4601                                 return BC_STATUS_SUCCESS;
4602                         }
4603                         else if (BC_PARSE_BODY(p))
4604                                 return bc_parse_body(p, false);
4605
4606                         break;
4607                 }
4608         }
4609
4610         switch (p->l.t.t) {
4611
4612                 case BC_LEX_OP_INC:
4613                 case BC_LEX_OP_DEC:
4614                 case BC_LEX_OP_MINUS:
4615                 case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4616                 case BC_LEX_LPAREN:
4617                 case BC_LEX_NAME:
4618                 case BC_LEX_NUMBER:
4619                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4620                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4621                 case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4622                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4623                 case BC_LEX_KEY_READ:
4624                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4625                 case BC_LEX_KEY_SQRT:
4626                 {
4627                         s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_PRINT, bc_parse_next_expr);
4628                         break;
4629                 }
4630
4631                 case BC_LEX_KEY_ELSE:
4632                 {
4633                         s = bc_parse_else(p);
4634                         break;
4635                 }
4636
4637                 case BC_LEX_SCOLON:
4638                 {
4639                         while (!s && p->l.t.t == BC_LEX_SCOLON) s = bc_lex_next(&p->l);
4640                         break;
4641                 }
4642
4643                 case BC_LEX_RBRACE:
4644                 {
4645                         s = bc_parse_endBody(p, true);
4646                         break;
4647                 }
4648
4649                 case BC_LEX_STR:
4650                 {
4651                         s = bc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_STR);
4652                         break;
4653                 }
4654
4655                 case BC_LEX_KEY_BREAK:
4656                 case BC_LEX_KEY_CONTINUE:
4657                 {
4658                         s = bc_parse_loopExit(p, p->l.t.t);
4659                         break;
4660                 }
4661
4662                 case BC_LEX_KEY_FOR:
4663                 {
4664                         s = bc_parse_for(p);
4665                         break;
4666                 }
4667
4668                 case BC_LEX_KEY_HALT:
4669                 {
4670                         bc_parse_push(p, BC_INST_HALT);
4671                         s = bc_lex_next(&p->l);
4672                         break;
4673                 }
4674
4675                 case BC_LEX_KEY_IF:
4676                 {
4677                         s = bc_parse_if(p);
4678                         break;
4679                 }
4680
4681                 case BC_LEX_KEY_LIMITS:
4682                 {
4683                         // "limits" is a compile-time command,
4684                         // the output is produced at _parse time_.
4685                         s = bc_lex_next(&p->l);
4686                         if (s) return s;
4687                         printf("BC_BASE_MAX     = %u\n", BC_MAX_OBASE);
4688                         printf("BC_DIM_MAX      = %u\n", BC_MAX_DIM);
4689                         printf("BC_SCALE_MAX    = %u\n", BC_MAX_SCALE);
4690                         printf("BC_STRING_MAX   = %u\n", BC_MAX_STRING);
4691                         printf("BC_NAME_MAX     = %u\n", BC_MAX_NAME);
4692                         printf("BC_NUM_MAX      = %u\n", BC_MAX_NUM);
4693                         printf("MAX Exponent    = %lu\n", BC_MAX_EXP);
4694                         printf("Number of vars  = %lu\n", BC_MAX_VARS);
4695                         break;
4696                 }
4697
4698                 case BC_LEX_KEY_PRINT:
4699                 {
4700                         s = bc_parse_print(p);
4701                         break;
4702                 }
4703
4704                 case BC_LEX_KEY_QUIT:
4705                 {
4706                         // "quit" is a compile-time command. For example,
4707                         // "if (0 == 1) quit" terminates when parsing the statement,
4708                         // not when it is executed
4709                         quit_or_return_for_exit();
4710                 }
4711
4712                 case BC_LEX_KEY_RETURN:
4713                 {
4714                         s = bc_parse_return(p);
4715                         break;
4716                 }
4717
4718                 case BC_LEX_KEY_WHILE:
4719                 {
4720                         s = bc_parse_while(p);
4721                         break;
4722                 }
4723
4724                 default:
4725                 {
4726                         s = bc_error_bad_token();
4727                         break;
4728                 }
4729         }
4730
4731         return s;
4732 }
4733
4734 static BcStatus bc_parse_parse(BcParse *p)
4735 {
4736         BcStatus s;
4737
4738         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4739                 s = p->flags.len > 0 ? bc_error("block end could not be found") : bc_error("end of file");
4740         else if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_DEFINE) {
4741                 if (!BC_PARSE_CAN_EXEC(p)) return bc_error_bad_token();
4742                 s = bc_parse_func(p);
4743         }
4744         else
4745                 s = bc_parse_stmt(p);
4746
4747         if (s || G_interrupt) {
4748                 bc_parse_reset(p);
4749                 s = BC_STATUS_FAILURE;
4750         }
4751
4752         return s;
4753 }
4754
4755 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next)
4756 {
4757         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4758         BcInst prev = BC_INST_PRINT;
4759         BcLexType top, t = p->l.t.t;
4760         size_t nexprs = 0, ops_bgn = p->ops.len;
4761         uint32_t i, nparens, nrelops;
4762         bool paren_first, paren_expr, rprn, done, get_token, assign, bin_last;
4763
4764         paren_first = p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN;
4765         nparens = nrelops = 0;
4766         paren_expr = rprn = done = get_token = assign = false;
4767         bin_last = true;
4768
4769         for (; !G_interrupt && !s && !done && bc_parse_exprs(t); t = p->l.t.t) {
4770                 switch (t) {
4771
4772                         case BC_LEX_OP_INC:
4773                         case BC_LEX_OP_DEC:
4774                         {
4775                                 s = bc_parse_incdec(p, &prev, &paren_expr, &nexprs, flags);
4776                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4777                                 break;
4778                         }
4779
4780                         case BC_LEX_OP_MINUS:
4781                         {
4782                                 s = bc_parse_minus(p, &prev, ops_bgn, rprn, &nexprs);
4783                                 rprn = get_token = false;
4784                                 bin_last = prev == BC_INST_MINUS;
4785                                 break;
4786                         }
4787
4788                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER:
4789                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY:
4790                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE:
4791                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS:
4792                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS:
4793                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS:
4794                         case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4795                         {
4796                                 if (prev != BC_INST_VAR && prev != BC_INST_ARRAY_ELEM &&
4797                                     prev != BC_INST_SCALE && prev != BC_INST_IBASE &&
4798                                     prev != BC_INST_OBASE && prev != BC_INST_LAST)
4799                                 {
4800                                         s = bc_error("bad assignment:"
4801                                                 " left side must be scale,"
4802                                                 " ibase, obase, last, var,"
4803                                                 " or array element"
4804                                         );
4805                                         break;
4806                                 }
4807                         }
4808                         // Fallthrough.
4809                         case BC_LEX_OP_POWER:
4810                         case BC_LEX_OP_MULTIPLY:
4811                         case BC_LEX_OP_DIVIDE:
4812                         case BC_LEX_OP_MODULUS:
4813                         case BC_LEX_OP_PLUS:
4814                         case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4815                         case BC_LEX_OP_REL_LE:
4816                         case BC_LEX_OP_REL_GE:
4817                         case BC_LEX_OP_REL_NE:
4818                         case BC_LEX_OP_REL_LT:
4819                         case BC_LEX_OP_REL_GT:
4820                         case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4821                         case BC_LEX_OP_BOOL_OR:
4822                         case BC_LEX_OP_BOOL_AND:
4823                         {
4824                                 if (((t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) != bin_last)
4825                                  || (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4826                                 ) {
4827                                         return bc_error_bad_expression();
4828                                 }
4829
4830                                 nrelops += t >= BC_LEX_OP_REL_EQ && t <= BC_LEX_OP_REL_GT;
4831                                 prev = BC_PARSE_TOKEN_INST(t);
4832                                 s = bc_parse_operator(p, t, ops_bgn, &nexprs, true);
4833                                 rprn = get_token = false;
4834                                 bin_last = t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT;
4835
4836                                 break;
4837                         }
4838
4839                         case BC_LEX_LPAREN:
4840                         {
4841                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4842                                         return bc_error_bad_expression();
4843                                 ++nparens;
4844                                 paren_expr = rprn = bin_last = false;
4845                                 get_token = true;
4846                                 bc_vec_push(&p->ops, &t);
4847
4848                                 break;
4849                         }
4850
4851                         case BC_LEX_RPAREN:
4852                         {
4853                                 if (bin_last || prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4854                                         return bc_error_bad_expression();
4855
4856                                 if (nparens == 0) {
4857                                         s = BC_STATUS_SUCCESS;
4858                                         done = true;
4859                                         get_token = false;
4860                                         break;
4861                                 }
4862                                 else if (!paren_expr)
4863                                         return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP;
4864
4865                                 --nparens;
4866                                 paren_expr = rprn = true;
4867                                 get_token = bin_last = false;
4868
4869                                 s = bc_parse_rightParen(p, ops_bgn, &nexprs);
4870
4871                                 break;
4872                         }
4873
4874                         case BC_LEX_NAME:
4875                         {
4876                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4877                                         return bc_error_bad_expression();
4878                                 paren_expr = true;
4879                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4880                                 s = bc_parse_name(p, &prev, flags & ~BC_PARSE_NOCALL);
4881                                 ++nexprs;
4882
4883                                 break;
4884                         }
4885
4886                         case BC_LEX_NUMBER:
4887                         {
4888                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4889                                         return bc_error_bad_expression();
4890                                 bc_parse_number(p, &prev, &nexprs);
4891                                 paren_expr = get_token = true;
4892                                 rprn = bin_last = false;
4893
4894                                 break;
4895                         }
4896
4897                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4898                         case BC_LEX_KEY_LAST:
4899                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4900                         {
4901                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4902                                         return bc_error_bad_expression();
4903                                 prev = (char) (t - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
4904                                 bc_parse_push(p, (char) prev);
4905
4906                                 paren_expr = get_token = true;
4907                                 rprn = bin_last = false;
4908                                 ++nexprs;
4909
4910                                 break;
4911                         }
4912
4913                         case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4914                         case BC_LEX_KEY_SQRT:
4915                         {
4916                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4917                                         return bc_error_bad_expression();
4918                                 s = bc_parse_builtin(p, t, flags, &prev);
4919                                 paren_expr = true;
4920                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4921                                 ++nexprs;
4922
4923                                 break;
4924                         }
4925
4926                         case BC_LEX_KEY_READ:
4927                         {
4928                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4929                                         return bc_error_bad_expression();
4930                                 else if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
4931                                         s = bc_error_nested_read_call();
4932                                 else
4933                                         s = bc_parse_read(p);
4934
4935                                 paren_expr = true;
4936                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4937                                 ++nexprs;
4938                                 prev = BC_INST_READ;
4939
4940                                 break;
4941                         }
4942
4943                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4944                         {
4945                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4946                                         return bc_error_bad_expression();
4947                                 s = bc_parse_scale(p, &prev, flags);
4948                                 paren_expr = true;
4949                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4950                                 ++nexprs;
4951                                 prev = BC_INST_SCALE;
4952
4953                                 break;
4954                         }
4955
4956                         default:
4957                         {
4958                                 s = bc_error_bad_token();
4959                                 break;
4960                         }
4961                 }
4962
4963                 if (!s && get_token) s = bc_lex_next(&p->l);
4964         }
4965
4966         if (s) return s;
4967         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE; // ^C: stop parsing
4968
4969         while (p->ops.len > ops_bgn) {
4970
4971                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
4972                 assign = top >= BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER && top <= BC_LEX_OP_ASSIGN;
4973
4974                 if (top == BC_LEX_LPAREN || top == BC_LEX_RPAREN)
4975                         return bc_error_bad_expression();
4976
4977                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_TOKEN_INST(top));
4978
4979                 nexprs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
4980                 bc_vec_pop(&p->ops);
4981         }
4982
4983         if (prev == BC_INST_BOOL_NOT || nexprs != 1)
4984                 return bc_error_bad_expression();
4985
4986         for (i = 0; i < next.len; ++i)
4987                 if (t == next.tokens[i])
4988                         goto ok;
4989         return bc_error_bad_expression();
4990  ok:
4991
4992         if (!(flags & BC_PARSE_REL) && nrelops) {
4993                 s = bc_POSIX_does_not_allow("comparison operators outside if or loops");
4994                 if (s) return s;
4995         }
4996         else if ((flags & BC_PARSE_REL) && nrelops > 1) {
4997                 s = bc_POSIX_requires("exactly one comparison operator per condition");
4998                 if (s) return s;
4999         }
5000
5001         if (flags & BC_PARSE_PRINT) {
5002                 if (paren_first || !assign) bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT);
5003                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
5004         }
5005
5006         return s;
5007 }
5008
5009 static BcStatus bc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next)
5010 {
5011         BcStatus s;
5012
5013         s = bc_parse_expr_empty_ok(p, flags, next);
5014         if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP)
5015                 return bc_error("empty expression");
5016         return s;
5017 }
5018
5019 static void bc_parse_init(BcParse *p, size_t func)
5020 {
5021         bc_parse_create(p, func, bc_parse_parse, bc_lex_token);
5022 }
5023
5024 static BcStatus bc_parse_expression(BcParse *p, uint8_t flags)
5025 {
5026         return bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_read);
5027 }
5028
5029 #endif // ENABLE_BC
5030
5031 #if ENABLE_DC
5032
5033 #define DC_PARSE_BUF_LEN ((int) (sizeof(uint32_t) * CHAR_BIT))
5034
5035 static BcStatus dc_parse_register(BcParse *p)
5036 {
5037         BcStatus s;
5038         char *name;
5039
5040         s = bc_lex_next(&p->l);
5041         if (s) return s;
5042         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME) return bc_error_bad_token();
5043
5044         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
5045         bc_parse_pushName(p, name);
5046
5047         return s;
5048 }
5049
5050 static BcStatus dc_parse_string(BcParse *p)
5051 {
5052         char *str, *name, b[DC_PARSE_BUF_LEN + 1];
5053         size_t idx, len = G.prog.strs.len;
5054
5055         sprintf(b, "%0*zu", DC_PARSE_BUF_LEN, len);
5056         name = xstrdup(b);
5057
5058         str = xstrdup(p->l.t.v.v);
5059         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
5060         bc_parse_pushIndex(p, len);
5061         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
5062         bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
5063
5064         return bc_lex_next(&p->l);
5065 }
5066
5067 static BcStatus dc_parse_mem(BcParse *p, uint8_t inst, bool name, bool store)
5068 {
5069         BcStatus s;
5070
5071         bc_parse_push(p, inst);
5072         if (name) {
5073                 s = dc_parse_register(p);
5074                 if (s) return s;
5075         }
5076
5077         if (store) {
5078                 bc_parse_push(p, BC_INST_SWAP);
5079                 bc_parse_push(p, BC_INST_ASSIGN);
5080                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
5081         }
5082
5083         return bc_lex_next(&p->l);
5084 }
5085
5086 static BcStatus dc_parse_cond(BcParse *p, uint8_t inst)
5087 {
5088         BcStatus s;
5089
5090         bc_parse_push(p, inst);
5091         bc_parse_push(p, BC_INST_EXEC_COND);
5092
5093         s = dc_parse_register(p);
5094         if (s) return s;
5095
5096         s = bc_lex_next(&p->l);
5097         if (s) return s;
5098
5099         if (p->l.t.t == BC_LEX_ELSE) {
5100                 s = dc_parse_register(p);
5101                 if (s) return s;
5102                 s = bc_lex_next(&p->l);
5103         }
5104         else
5105                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
5106
5107         return s;
5108 }
5109
5110 static BcStatus dc_parse_token(BcParse *p, BcLexType t, uint8_t flags)
5111 {
5112         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5113         BcInst prev;
5114         uint8_t inst;
5115         bool assign, get_token = false;
5116
5117         switch (t) {
5118
5119                 case BC_LEX_OP_REL_EQ:
5120                 case BC_LEX_OP_REL_LE:
5121                 case BC_LEX_OP_REL_GE:
5122                 case BC_LEX_OP_REL_NE:
5123                 case BC_LEX_OP_REL_LT:
5124                 case BC_LEX_OP_REL_GT:
5125                 {
5126                         s = dc_parse_cond(p, t - BC_LEX_OP_REL_EQ + BC_INST_REL_EQ);
5127                         break;
5128                 }
5129
5130                 case BC_LEX_SCOLON:
5131                 case BC_LEX_COLON:
5132                 {
5133                         s = dc_parse_mem(p, BC_INST_ARRAY_ELEM, true, t == BC_LEX_COLON);
5134                         break;
5135                 }
5136
5137                 case BC_LEX_STR:
5138                 {
5139                         s = dc_parse_string(p);
5140                         break;
5141                 }
5142
5143                 case BC_LEX_NEG:
5144                 case BC_LEX_NUMBER:
5145                 {
5146                         if (t == BC_LEX_NEG) {
5147                                 s = bc_lex_next(&p->l);
5148                                 if (s) return s;
5149                                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NUMBER)
5150                                         return bc_error_bad_token();
5151                         }
5152
5153                         bc_parse_number(p, &prev, &p->nbraces);
5154
5155                         if (t == BC_LEX_NEG) bc_parse_push(p, BC_INST_NEG);
5156                         get_token = true;
5157
5158                         break;
5159                 }
5160
5161                 case BC_LEX_KEY_READ:
5162                 {
5163                         if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
5164                                 s = bc_error_nested_read_call();
5165                         else
5166                                 bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
5167                         get_token = true;
5168                         break;
5169                 }
5170
5171                 case BC_LEX_OP_ASSIGN:
5172                 case BC_LEX_STORE_PUSH:
5173                 {
5174                         assign = t == BC_LEX_OP_ASSIGN;
5175                         inst = assign ? BC_INST_VAR : BC_INST_PUSH_TO_VAR;
5176                         s = dc_parse_mem(p, inst, true, assign);
5177                         break;
5178                 }
5179
5180                 case BC_LEX_LOAD:
5181                 case BC_LEX_LOAD_POP:
5182                 {
5183                         inst = t == BC_LEX_LOAD_POP ? BC_INST_PUSH_VAR : BC_INST_LOAD;
5184                         s = dc_parse_mem(p, inst, true, false);
5185                         break;
5186                 }
5187
5188                 case BC_LEX_STORE_IBASE:
5189                 case BC_LEX_STORE_SCALE:
5190                 case BC_LEX_STORE_OBASE:
5191                 {
5192                         inst = t - BC_LEX_STORE_IBASE + BC_INST_IBASE;
5193                         s = dc_parse_mem(p, inst, false, true);
5194                         break;
5195                 }
5196
5197                 default:
5198                 {
5199                         s = bc_error_bad_token();
5200                         get_token = true;
5201                         break;
5202                 }
5203         }
5204
5205         if (!s && get_token) s = bc_lex_next(&p->l);
5206
5207         return s;
5208 }
5209
5210 static BcStatus dc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
5211 {
5212         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5213         BcInst inst;
5214         BcLexType t;
5215
5216         if (flags & BC_PARSE_NOCALL) p->nbraces = G.prog.results.len;
5217
5218         for (t = p->l.t.t; !s && t != BC_LEX_EOF; t = p->l.t.t) {
5219
5220                 inst = dc_parse_insts[t];
5221
5222                 if (inst != BC_INST_INVALID) {
5223                         bc_parse_push(p, inst);
5224                         s = bc_lex_next(&p->l);
5225                 }
5226                 else
5227                         s = dc_parse_token(p, t, flags);
5228         }
5229
5230         if (!s && p->l.t.t == BC_LEX_EOF && (flags & BC_PARSE_NOCALL))
5231                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP_EXEC);
5232
5233         return s;
5234 }
5235
5236 static BcStatus dc_parse_parse(BcParse *p)
5237 {
5238         BcStatus s;
5239
5240         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
5241                 s = bc_error("end of file");
5242         else
5243                 s = dc_parse_expr(p, 0);
5244
5245         if (s || G_interrupt) {
5246                 bc_parse_reset(p);
5247                 s = BC_STATUS_FAILURE;
5248         }
5249
5250         return s;
5251 }
5252
5253 static void dc_parse_init(BcParse *p, size_t func)
5254 {
5255         bc_parse_create(p, func, dc_parse_parse, dc_lex_token);
5256 }
5257
5258 #endif // ENABLE_DC
5259
5260 static void common_parse_init(BcParse *p, size_t func)
5261 {
5262         if (IS_BC) {
5263                 IF_BC(bc_parse_init(p, func);)
5264         } else {
5265                 IF_DC(dc_parse_init(p, func);)
5266         }
5267 }
5268
5269 static BcStatus common_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
5270 {
5271         if (IS_BC) {
5272                 IF_BC(return bc_parse_expression(p, flags);)
5273         } else {
5274                 IF_DC(return dc_parse_expr(p, flags);)
5275         }
5276 }
5277
5278 static BcVec* bc_program_search(char *id, bool var)
5279 {
5280         BcId e, *ptr;
5281         BcVec *v, *map;
5282         size_t i;
5283         BcResultData data;
5284         int new;
5285
5286         v = var ? &G.prog.vars : &G.prog.arrs;
5287         map = var ? &G.prog.var_map : &G.prog.arr_map;
5288
5289         e.name = id;
5290         e.idx = v->len;
5291         new = bc_map_insert(map, &e, &i); // 1 if insertion was successful
5292
5293         if (new) {
5294                 bc_array_init(&data.v, var);
5295                 bc_vec_push(v, &data.v);
5296         }
5297
5298         ptr = bc_vec_item(map, i);
5299         if (new) ptr->name = xstrdup(e.name);
5300         return bc_vec_item(v, ptr->idx);
5301 }
5302
5303 static BcStatus bc_program_num(BcResult *r, BcNum **num, bool hex)
5304 {
5305         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5306
5307         switch (r->t) {
5308
5309                 case BC_RESULT_STR:
5310                 case BC_RESULT_TEMP:
5311                 case BC_RESULT_IBASE:
5312                 case BC_RESULT_SCALE:
5313                 case BC_RESULT_OBASE:
5314                 {
5315                         *num = &r->d.n;
5316                         break;
5317                 }
5318
5319                 case BC_RESULT_CONSTANT:
5320                 {
5321                         char **str = bc_vec_item(&G.prog.consts, r->d.id.idx);
5322                         size_t base_t, len = strlen(*str);
5323                         BcNum *base;
5324
5325                         bc_num_init(&r->d.n, len);
5326
5327                         hex = hex && len == 1;
5328                         base = hex ? &G.prog.hexb : &G.prog.ib;
5329                         base_t = hex ? BC_NUM_MAX_IBASE : G.prog.ib_t;
5330                         s = bc_num_parse(&r->d.n, *str, base, base_t);
5331
5332                         if (s) {
5333                                 bc_num_free(&r->d.n);
5334                                 return s;
5335                         }
5336
5337                         *num = &r->d.n;
5338                         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5339
5340                         break;
5341                 }
5342
5343                 case BC_RESULT_VAR:
5344                 case BC_RESULT_ARRAY:
5345                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
5346                 {
5347                         BcVec *v;
5348
5349                         v = bc_program_search(r->d.id.name, r->t == BC_RESULT_VAR);
5350
5351                         if (r->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
5352                                 v = bc_vec_top(v);
5353                                 if (v->len <= r->d.id.idx) bc_array_expand(v, r->d.id.idx + 1);
5354                                 *num = bc_vec_item(v, r->d.id.idx);
5355                         }
5356                         else
5357                                 *num = bc_vec_top(v);
5358
5359                         break;
5360                 }
5361
5362                 case BC_RESULT_LAST:
5363                 {
5364                         *num = &G.prog.last;
5365                         break;
5366                 }
5367
5368                 case BC_RESULT_ONE:
5369                 {
5370                         *num = &G.prog.one;
5371                         break;
5372                 }
5373         }
5374
5375         return s;
5376 }
5377
5378 static BcStatus bc_program_binOpPrep(BcResult **l, BcNum **ln,
5379                                      BcResult **r, BcNum **rn, bool assign)
5380 {
5381         BcStatus s;
5382         bool hex;
5383         BcResultType lt, rt;
5384
5385         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5386                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5387
5388         *r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
5389         *l = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
5390
5391         lt = (*l)->t;
5392         rt = (*r)->t;
5393         hex = assign && (lt == BC_RESULT_IBASE || lt == BC_RESULT_OBASE);
5394
5395         s = bc_program_num(*l, ln, false);
5396         if (s) return s;
5397         s = bc_program_num(*r, rn, hex);
5398         if (s) return s;
5399
5400         // We run this again under these conditions in case any vector has been
5401         // reallocated out from under the BcNums or arrays we had.
5402         if (lt == rt && (lt == BC_RESULT_VAR || lt == BC_RESULT_ARRAY_ELEM)) {
5403                 s = bc_program_num(*l, ln, false);
5404                 if (s) return s;
5405         }
5406
5407         if (!BC_PROG_NUM((*l), (*ln)) && (!assign || (*l)->t != BC_RESULT_VAR))
5408                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5409         if (!assign && !BC_PROG_NUM((*r), (*ln)))
5410                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5411
5412         return s;
5413 }
5414
5415 static void bc_program_binOpRetire(BcResult *r)
5416 {
5417         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5418         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5419         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5420         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5421 }
5422
5423 static BcStatus bc_program_prep(BcResult **r, BcNum **n)
5424 {
5425         BcStatus s;
5426
5427         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5428                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5429         *r = bc_vec_top(&G.prog.results);
5430
5431         s = bc_program_num(*r, n, false);
5432         if (s) return s;
5433
5434         if (!BC_PROG_NUM((*r), (*n)))
5435                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5436
5437         return s;
5438 }
5439
5440 static void bc_program_retire(BcResult *r, BcResultType t)
5441 {
5442         r->t = t;
5443         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5444         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5445 }
5446
5447 static BcStatus bc_program_op(char inst)
5448 {
5449         BcStatus s;
5450         BcResult *opd1, *opd2, res;
5451         BcNum *n1, *n2 = NULL;
5452
5453         s = bc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5454         if (s) return s;
5455         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5456
5457         s = bc_program_ops[inst - BC_INST_POWER](n1, n2, &res.d.n, G.prog.scale);
5458         if (s) goto err;
5459         bc_program_binOpRetire(&res);
5460
5461         return s;
5462
5463 err:
5464         bc_num_free(&res.d.n);
5465         return s;
5466 }
5467
5468 static BcStatus bc_program_read(void)
5469 {
5470         const char *sv_file;
5471         BcStatus s;
5472         BcParse parse;
5473         BcVec buf;
5474         BcInstPtr ip;
5475         size_t i;
5476         BcFunc *f = bc_vec_item(&G.prog.fns, BC_PROG_READ);
5477
5478         for (i = 0; i < G.prog.stack.len; ++i) {
5479                 BcInstPtr *ip_ptr = bc_vec_item(&G.prog.stack, i);
5480                 if (ip_ptr->func == BC_PROG_READ)
5481                         return bc_error_nested_read_call();
5482         }
5483
5484         bc_vec_pop_all(&f->code);
5485         bc_char_vec_init(&buf);
5486
5487         sv_file = G.prog.file;
5488         G.prog.file = NULL;
5489
5490         s = bc_read_line(&buf, "read> ");
5491         if (s) goto io_err;
5492
5493         common_parse_init(&parse, BC_PROG_READ);
5494         bc_lex_file(&parse.l);
5495
5496         s = bc_parse_text(&parse, buf.v);
5497         if (s) goto exec_err;
5498         s = common_parse_expr(&parse, BC_PARSE_NOREAD);
5499         if (s) goto exec_err;
5500
5501         if (parse.l.t.t != BC_LEX_NLINE && parse.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
5502                 s = bc_error("bad read() expression");
5503                 goto exec_err;
5504         }
5505
5506         ip.func = BC_PROG_READ;
5507         ip.idx = 0;
5508         ip.len = G.prog.results.len;
5509
5510         // Update this pointer, just in case.
5511         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, BC_PROG_READ);
5512
5513         bc_vec_pushByte(&f->code, BC_INST_POP_EXEC);
5514         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
5515
5516 exec_err:
5517         G.prog.file = sv_file;
5518         bc_parse_free(&parse);
5519 io_err:
5520         bc_vec_free(&buf);
5521         return s;
5522 }
5523
5524 static size_t bc_program_index(char *code, size_t *bgn)
5525 {
5526         char amt = code[(*bgn)++], i = 0;
5527         size_t res = 0;
5528
5529         for (; i < amt; ++i, ++(*bgn))
5530                 res |= (((size_t)((int) code[*bgn]) & UCHAR_MAX) << (i * CHAR_BIT));
5531
5532         return res;
5533 }
5534
5535 static char *bc_program_name(char *code, size_t *bgn)
5536 {
5537         size_t i;
5538         char c, *s, *str = code + *bgn, *ptr = strchr(str, BC_PARSE_STREND);
5539
5540         s = xmalloc(ptr - str + 1);
5541         c = code[(*bgn)++];
5542
5543         for (i = 0; c != 0 && c != BC_PARSE_STREND; c = code[(*bgn)++], ++i)
5544                 s[i] = c;
5545
5546         s[i] = '\0';
5547
5548         return s;
5549 }
5550
5551 static void bc_program_printString(const char *str, size_t *nchars)
5552 {
5553         size_t i, len = strlen(str);
5554
5555 #if ENABLE_DC
5556         if (len == 0) {
5557                 bb_putchar('\0');
5558                 return;
5559         }
5560 #endif
5561
5562         for (i = 0; i < len; ++i, ++(*nchars)) {
5563
5564                 int c = str[i];
5565
5566                 if (c != '\\' || i == len - 1)
5567                         bb_putchar(c);
5568                 else {
5569
5570                         c = str[++i];
5571
5572                         switch (c) {
5573
5574                                 case 'a':
5575                                 {
5576                                         bb_putchar('\a');
5577                                         break;
5578                                 }
5579
5580                                 case 'b':
5581                                 {
5582                                         bb_putchar('\b');
5583                                         break;
5584                                 }
5585
5586                                 case '\\':
5587                                 case 'e':
5588                                 {
5589                                         bb_putchar('\\');
5590                                         break;
5591                                 }
5592
5593                                 case 'f':
5594                                 {
5595                                         bb_putchar('\f');
5596                                         break;
5597                                 }
5598
5599                                 case 'n':
5600                                 {
5601                                         bb_putchar('\n');
5602                                         *nchars = SIZE_MAX;
5603                                         break;
5604                                 }
5605
5606                                 case 'r':
5607                                 {
5608                                         bb_putchar('\r');
5609                                         break;
5610                                 }
5611
5612                                 case 'q':
5613                                 {
5614                                         bb_putchar('"');
5615                                         break;
5616                                 }
5617
5618                                 case 't':
5619                                 {
5620                                         bb_putchar('\t');
5621                                         break;
5622                                 }
5623
5624                                 default:
5625                                 {
5626                                         // Just print the backslash and following character.
5627                                         bb_putchar('\\');
5628                                         ++(*nchars);
5629                                         bb_putchar(c);
5630                                         break;
5631                                 }
5632                         }
5633                 }
5634         }
5635 }
5636
5637 static BcStatus bc_program_print(char inst, size_t idx)
5638 {
5639         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5640         BcResult *r;
5641         size_t len, i;
5642         char *str;
5643         BcNum *num = NULL;
5644         bool pop = inst != BC_INST_PRINT;
5645
5646         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, idx + 1))
5647                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5648
5649         r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, idx);
5650         s = bc_program_num(r, &num, false);
5651         if (s) return s;
5652
5653         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
5654                 s = bc_num_print(num, &G.prog.ob, G.prog.ob_t, !pop, &G.prog.nchars, G.prog.len);
5655                 if (!s) bc_num_copy(&G.prog.last, num);
5656         }
5657         else {
5658
5659                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
5660                 str = *((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx));
5661
5662                 if (inst == BC_INST_PRINT_STR) {
5663                         for (i = 0, len = strlen(str); i < len; ++i) {
5664                                 char c = str[i];
5665                                 bb_putchar(c);
5666                                 if (c == '\n') G.prog.nchars = SIZE_MAX;
5667                                 ++G.prog.nchars;
5668                         }
5669                 }
5670                 else {
5671                         bc_program_printString(str, &G.prog.nchars);
5672                         if (inst == BC_INST_PRINT) bb_putchar('\n');
5673                 }
5674         }
5675
5676         if (!s && pop) bc_vec_pop(&G.prog.results);
5677
5678         return s;
5679 }
5680
5681 static BcStatus bc_program_negate(void)
5682 {
5683         BcStatus s;
5684         BcResult res, *ptr;
5685         BcNum *num = NULL;
5686
5687         s = bc_program_prep(&ptr, &num);
5688         if (s) return s;
5689
5690         bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5691         bc_num_copy(&res.d.n, num);
5692         if (res.d.n.len) res.d.n.neg = !res.d.n.neg;
5693
5694         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
5695
5696         return s;
5697 }
5698
5699 static BcStatus bc_program_logical(char inst)
5700 {
5701         BcStatus s;
5702         BcResult *opd1, *opd2, res;
5703         BcNum *n1, *n2;
5704         bool cond = 0;
5705         ssize_t cmp;
5706
5707         s = bc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5708         if (s) return s;
5709         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5710
5711         if (inst == BC_INST_BOOL_AND)
5712                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) && bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5713         else if (inst == BC_INST_BOOL_OR)
5714                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) || bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5715         else {
5716
5717                 cmp = bc_num_cmp(n1, n2);
5718
5719                 switch (inst) {
5720
5721                         case BC_INST_REL_EQ:
5722                         {
5723                                 cond = cmp == 0;
5724                                 break;
5725                         }
5726
5727                         case BC_INST_REL_LE:
5728                         {
5729                                 cond = cmp <= 0;
5730                                 break;
5731                         }
5732
5733                         case BC_INST_REL_GE:
5734                         {
5735                                 cond = cmp >= 0;
5736                                 break;
5737                         }
5738
5739                         case BC_INST_REL_NE:
5740                         {
5741                                 cond = cmp != 0;
5742                                 break;
5743                         }
5744
5745                         case BC_INST_REL_LT:
5746                         {
5747                                 cond = cmp < 0;
5748                                 break;
5749                         }
5750
5751                         case BC_INST_REL_GT:
5752                         {
5753                                 cond = cmp > 0;
5754                                 break;
5755                         }
5756                 }
5757         }
5758
5759         (cond ? bc_num_one : bc_num_zero)(&res.d.n);
5760
5761         bc_program_binOpRetire(&res);
5762
5763         return s;
5764 }
5765
5766 #if ENABLE_DC
5767 static BcStatus bc_program_assignStr(BcResult *r, BcVec *v,
5768                                      bool push)
5769 {
5770         BcNum n2;
5771         BcResult res;
5772
5773         memset(&n2, 0, sizeof(BcNum));
5774         n2.rdx = res.d.id.idx = r->d.id.idx;
5775         res.t = BC_RESULT_STR;
5776
5777         if (!push) {
5778                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5779                         return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5780                 bc_vec_pop(v);
5781                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5782         }
5783
5784         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5785
5786         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5787         bc_vec_push(v, &n2);
5788
5789         return BC_STATUS_SUCCESS;
5790 }
5791 #endif // ENABLE_DC
5792
5793 static BcStatus bc_program_copyToVar(char *name, bool var)
5794 {
5795         BcStatus s;
5796         BcResult *ptr, r;
5797         BcVec *v;
5798         BcNum *n;
5799
5800         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5801                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5802
5803         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
5804         if ((ptr->t == BC_RESULT_ARRAY) != !var)
5805                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5806         v = bc_program_search(name, var);
5807
5808 #if ENABLE_DC
5809         if (ptr->t == BC_RESULT_STR && !var)
5810                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5811         if (ptr->t == BC_RESULT_STR) return bc_program_assignStr(ptr, v, true);
5812 #endif
5813
5814         s = bc_program_num(ptr, &n, false);
5815         if (s) return s;
5816
5817         // Do this once more to make sure that pointers were not invalidated.
5818         v = bc_program_search(name, var);
5819
5820         if (var) {
5821                 bc_num_init(&r.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5822                 bc_num_copy(&r.d.n, n);
5823         }
5824         else {
5825                 bc_array_init(&r.d.v, true);
5826                 bc_array_copy(&r.d.v, (BcVec *) n);
5827         }
5828
5829         bc_vec_push(v, &r.d);
5830         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5831
5832         return s;
5833 }
5834
5835 static BcStatus bc_program_assign(char inst)
5836 {
5837         BcStatus s;
5838         BcResult *left, *right, res;
5839         BcNum *l = NULL, *r = NULL;
5840         unsigned long val, max;
5841         bool assign = inst == BC_INST_ASSIGN, ib, sc;
5842
5843         s = bc_program_binOpPrep(&left, &l, &right, &r, assign);
5844         if (s) return s;
5845
5846         ib = left->t == BC_RESULT_IBASE;
5847         sc = left->t == BC_RESULT_SCALE;
5848
5849 #if ENABLE_DC
5850
5851         if (right->t == BC_RESULT_STR) {
5852
5853                 BcVec *v;
5854
5855                 if (left->t != BC_RESULT_VAR)
5856                         return bc_error_variable_is_wrong_type();
5857                 v = bc_program_search(left->d.id.name, true);
5858
5859                 return bc_program_assignStr(right, v, false);
5860         }
5861 #endif
5862
5863         if (left->t == BC_RESULT_CONSTANT || left->t == BC_RESULT_TEMP)
5864                 return bc_error("bad assignment:"
5865                                 " left side must be scale,"
5866                                 " ibase, obase, last, var,"
5867                                 " or array element"
5868                 );
5869
5870 #if ENABLE_BC
5871         if (inst == BC_INST_ASSIGN_DIVIDE && !bc_num_cmp(r, &G.prog.zero))
5872                 return bc_error("divide by zero");
5873
5874         if (assign)
5875                 bc_num_copy(l, r);
5876         else
5877                 s = bc_program_ops[inst - BC_INST_ASSIGN_POWER](l, r, l, G.prog.scale);
5878
5879         if (s) return s;
5880 #else
5881         bc_num_copy(l, r);
5882 #endif
5883
5884         if (ib || sc || left->t == BC_RESULT_OBASE) {
5885                 static const char *const msg[] = {
5886                         "bad ibase; must be [2, 16]",           //BC_RESULT_IBASE
5887                         "bad scale; must be [0, BC_SCALE_MAX]", //BC_RESULT_SCALE
5888                         NULL, //can't happen                    //BC_RESULT_LAST
5889                         NULL, //can't happen                    //BC_RESULT_CONSTANT
5890                         NULL, //can't happen                    //BC_RESULT_ONE
5891                         "bad obase; must be [2, BC_BASE_MAX]",  //BC_RESULT_OBASE
5892                 };
5893                 size_t *ptr;
5894
5895                 s = bc_num_ulong(l, &val);
5896                 if (s)
5897                         return s;
5898                 s = left->t - BC_RESULT_IBASE;
5899                 if (sc) {
5900                         max = BC_MAX_SCALE;
5901                         ptr = &G.prog.scale;
5902                 }
5903                 else {
5904                         if (val < BC_NUM_MIN_BASE)
5905                                 return bc_error(msg[s]);
5906                         max = ib ? BC_NUM_MAX_IBASE : BC_MAX_OBASE;
5907                         ptr = ib ? &G.prog.ib_t : &G.prog.ob_t;
5908                 }
5909
5910                 if (val > max)
5911                         return bc_error(msg[s]);
5912                 if (!sc)
5913                         bc_num_copy(ib ? &G.prog.ib : &G.prog.ob, l);
5914
5915                 *ptr = (size_t) val;
5916                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5917         }
5918
5919         bc_num_init(&res.d.n, l->len);
5920         bc_num_copy(&res.d.n, l);
5921         bc_program_binOpRetire(&res);
5922
5923         return s;
5924 }
5925
5926 #if !ENABLE_DC
5927 #define bc_program_pushVar(code, bgn, pop, copy) \
5928         bc_program_pushVar(code, bgn)
5929 // for bc, 'pop' and 'copy' are always false
5930 #endif
5931 static BcStatus bc_program_pushVar(char *code, size_t *bgn,
5932                                    bool pop, bool copy)
5933 {
5934         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5935         BcResult r;
5936         char *name = bc_program_name(code, bgn);
5937
5938         r.t = BC_RESULT_VAR;
5939         r.d.id.name = name;
5940
5941 #if ENABLE_DC
5942         {
5943                 BcVec *v = bc_program_search(name, true);
5944                 BcNum *num = bc_vec_top(v);
5945
5946                 if (pop || copy) {
5947
5948                         if (!BC_PROG_STACK(v, 2 - copy)) {
5949                                 free(name);
5950                                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5951                         }
5952
5953                         free(name);
5954                         name = NULL;
5955
5956                         if (!BC_PROG_STR(num)) {
5957
5958                                 r.t = BC_RESULT_TEMP;
5959
5960                                 bc_num_init(&r.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5961                                 bc_num_copy(&r.d.n, num);
5962                         }
5963                         else {
5964                                 r.t = BC_RESULT_STR;
5965                                 r.d.id.idx = num->rdx;
5966                         }
5967
5968                         if (!copy) bc_vec_pop(v);
5969                 }
5970         }
5971 #endif // ENABLE_DC
5972
5973         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5974
5975         return s;
5976 }
5977
5978 static BcStatus bc_program_pushArray(char *code, size_t *bgn,
5979                                      char inst)
5980 {
5981         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5982         BcResult r;
5983         BcNum *num;
5984
5985         r.d.id.name = bc_program_name(code, bgn);
5986
5987         if (inst == BC_INST_ARRAY) {
5988                 r.t = BC_RESULT_ARRAY;
5989                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5990         }
5991         else {
5992
5993                 BcResult *operand;
5994                 unsigned long temp;
5995
5996                 s = bc_program_prep(&operand, &num);
5997                 if (s) goto err;
5998                 s = bc_num_ulong(num, &temp);
5999                 if (s) goto err;
6000
6001                 if (temp > BC_MAX_DIM) {
6002                         s = bc_error("array too long; must be [1, BC_DIM_MAX]");
6003                         goto err;
6004                 }
6005
6006                 r.d.id.idx = (size_t) temp;
6007                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_ARRAY_ELEM);
6008         }
6009
6010 err:
6011         if (s) free(r.d.id.name);
6012         return s;
6013 }
6014
6015 #if ENABLE_BC
6016 static BcStatus bc_program_incdec(char inst)
6017 {
6018         BcStatus s;
6019         BcResult *ptr, res, copy;
6020         BcNum *num = NULL;
6021         char inst2 = inst;
6022
6023         s = bc_program_prep(&ptr, &num);
6024         if (s) return s;
6025
6026         if (inst == BC_INST_INC_POST || inst == BC_INST_DEC_POST) {
6027                 copy.t = BC_RESULT_TEMP;
6028                 bc_num_init(&copy.d.n, num->len);
6029                 bc_num_copy(&copy.d.n, num);
6030         }
6031
6032         res.t = BC_RESULT_ONE;
6033         inst = inst == BC_INST_INC_PRE || inst == BC_INST_INC_POST ?
6034                    BC_INST_ASSIGN_PLUS :
6035                    BC_INST_ASSIGN_MINUS;
6036
6037         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6038         bc_program_assign(inst);
6039
6040         if (inst2 == BC_INST_INC_POST || inst2 == BC_INST_DEC_POST) {
6041                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6042                 bc_vec_push(&G.prog.results, &copy);
6043         }
6044
6045         return s;
6046 }
6047
6048 static BcStatus bc_program_call(char *code, size_t *idx)
6049 {
6050         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6051         BcInstPtr ip;
6052         size_t i, nparams = bc_program_index(code, idx);
6053         BcFunc *func;
6054         BcId *a;
6055         BcResultData param;
6056         BcResult *arg;
6057
6058         ip.idx = 0;
6059         ip.func = bc_program_index(code, idx);
6060         func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip.func);
6061
6062         if (func->code.len == 0) {
6063                 return bc_error("undefined function");
6064         }
6065         if (nparams != func->nparams) {
6066                 return bc_error_fmt("function has %u parameters, but called with %u", func->nparams, nparams);
6067         }
6068         ip.len = G.prog.results.len - nparams;
6069
6070         for (i = 0; i < nparams; ++i) {
6071
6072                 a = bc_vec_item(&func->autos, nparams - 1 - i);
6073                 arg = bc_vec_top(&G.prog.results);
6074
6075                 if ((!a->idx) != (arg->t == BC_RESULT_ARRAY) || arg->t == BC_RESULT_STR)
6076                         return bc_error_variable_is_wrong_type();
6077
6078                 s = bc_program_copyToVar(a->name, a->idx);
6079                 if (s) return s;
6080         }
6081
6082         for (; i < func->autos.len; ++i) {
6083                 BcVec *v;
6084
6085                 a = bc_vec_item(&func->autos, i);
6086                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
6087
6088                 if (a->idx) {
6089                         bc_num_init(&param.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6090                         bc_vec_push(v, &param.n);
6091                 }
6092                 else {
6093                         bc_array_init(&param.v, true);
6094                         bc_vec_push(v, &param.v);
6095                 }
6096         }
6097
6098         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
6099
6100         return BC_STATUS_SUCCESS;
6101 }
6102
6103 static BcStatus bc_program_return(char inst)
6104 {
6105         BcStatus s;
6106         BcResult res;
6107         BcFunc *f;
6108         size_t i;
6109         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6110
6111         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, ip->len + inst == BC_INST_RET))
6112                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6113
6114         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip->func);
6115         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6116
6117         if (inst == BC_INST_RET) {
6118
6119                 BcNum *num;
6120                 BcResult *operand = bc_vec_top(&G.prog.results);
6121
6122                 s = bc_program_num(operand, &num, false);
6123                 if (s) return s;
6124                 bc_num_init(&res.d.n, num->len);
6125                 bc_num_copy(&res.d.n, num);
6126         }
6127         else {
6128                 bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6129                 bc_num_zero(&res.d.n);
6130         }
6131
6132         // We need to pop arguments as well, so this takes that into account.
6133         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
6134
6135                 BcVec *v;
6136                 BcId *a = bc_vec_item(&f->autos, i);
6137
6138                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
6139                 bc_vec_pop(v);
6140         }
6141
6142         bc_vec_npop(&G.prog.results, G.prog.results.len - ip->len);
6143         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6144         bc_vec_pop(&G.prog.stack);
6145
6146         return BC_STATUS_SUCCESS;
6147 }
6148 #endif // ENABLE_BC
6149
6150 static unsigned long bc_program_scale(BcNum *n)
6151 {
6152         return (unsigned long) n->rdx;
6153 }
6154
6155 static unsigned long bc_program_len(BcNum *n)
6156 {
6157         unsigned long len = n->len;
6158         size_t i;
6159
6160         if (n->rdx != n->len) return len;
6161         for (i = n->len - 1; i < n->len && n->num[i] == 0; --len, --i);
6162
6163         return len;
6164 }
6165
6166 static BcStatus bc_program_builtin(char inst)
6167 {
6168         BcStatus s;
6169         BcResult *opnd;
6170         BcNum *num = NULL;
6171         BcResult res;
6172         bool len = inst == BC_INST_LENGTH;
6173
6174         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6175                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6176         opnd = bc_vec_top(&G.prog.results);
6177
6178         s = bc_program_num(opnd, &num, false);
6179         if (s) return s;
6180
6181 #if ENABLE_DC
6182         if (!BC_PROG_NUM(opnd, num) && !len)
6183                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
6184 #endif
6185
6186         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6187
6188         if (inst == BC_INST_SQRT) s = bc_num_sqrt(num, &res.d.n, G.prog.scale);
6189 #if ENABLE_BC
6190         else if (len != 0 && opnd->t == BC_RESULT_ARRAY) {
6191                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, (unsigned long) ((BcVec *) num)->len);
6192         }
6193 #endif
6194 #if ENABLE_DC
6195         else if (len != 0 && !BC_PROG_NUM(opnd, num)) {
6196
6197                 char **str;
6198                 size_t idx = opnd->t == BC_RESULT_STR ? opnd->d.id.idx : num->rdx;
6199
6200                 str = bc_vec_item(&G.prog.strs, idx);
6201                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, strlen(*str));
6202         }
6203 #endif
6204         else {
6205                 BcProgramBuiltIn f = len ? bc_program_len : bc_program_scale;
6206                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, f(num));
6207         }
6208
6209         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
6210
6211         return s;
6212 }
6213
6214 #if ENABLE_DC
6215 static BcStatus bc_program_divmod(void)
6216 {
6217         BcStatus s;
6218         BcResult *opd1, *opd2, res, res2;
6219         BcNum *n1, *n2 = NULL;
6220
6221         s = bc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
6222         if (s) return s;
6223
6224         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6225         bc_num_init(&res2.d.n, n2->len);
6226
6227         s = bc_num_divmod(n1, n2, &res2.d.n, &res.d.n, G.prog.scale);
6228         if (s) goto err;
6229
6230         bc_program_binOpRetire(&res2);
6231         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6232         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6233
6234         return s;
6235
6236 err:
6237         bc_num_free(&res2.d.n);
6238         bc_num_free(&res.d.n);
6239         return s;
6240 }
6241
6242 static BcStatus bc_program_modexp(void)
6243 {
6244         BcStatus s;
6245         BcResult *r1, *r2, *r3, res;
6246         BcNum *n1, *n2, *n3;
6247
6248         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 3))
6249                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6250         s = bc_program_binOpPrep(&r2, &n2, &r3, &n3, false);
6251         if (s) return s;
6252
6253         r1 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 2);
6254         s = bc_program_num(r1, &n1, false);
6255         if (s) return s;
6256         if (!BC_PROG_NUM(r1, n1))
6257                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
6258
6259         // Make sure that the values have their pointers updated, if necessary.
6260         if (r1->t == BC_RESULT_VAR || r1->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
6261
6262                 if (r1->t == r2->t) {
6263                         s = bc_program_num(r2, &n2, false);
6264                         if (s) return s;
6265                 }
6266
6267                 if (r1->t == r3->t) {
6268                         s = bc_program_num(r3, &n3, false);
6269                         if (s) return s;
6270                 }
6271         }
6272
6273         bc_num_init(&res.d.n, n3->len);
6274         s = bc_num_modexp(n1, n2, n3, &res.d.n);
6275         if (s) goto err;
6276
6277         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6278         bc_program_binOpRetire(&res);
6279
6280         return s;
6281
6282 err:
6283         bc_num_free(&res.d.n);
6284         return s;
6285 }
6286
6287 static void bc_program_stackLen(void)
6288 {
6289         BcResult res;
6290         size_t len = G.prog.results.len;
6291
6292         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6293
6294         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6295         bc_num_ulong2num(&res.d.n, len);
6296         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6297 }
6298
6299 static BcStatus bc_program_asciify(void)
6300 {
6301         BcStatus s;
6302         BcResult *r, res;
6303         BcNum *num = NULL, n;
6304         char *str, *str2, c;
6305         size_t len = G.prog.strs.len, idx;
6306         unsigned long val;
6307
6308         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6309                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6310         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6311
6312         s = bc_program_num(r, &num, false);
6313         if (s) return s;
6314
6315         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
6316
6317                 bc_num_init(&n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6318                 bc_num_copy(&n, num);
6319                 bc_num_truncate(&n, n.rdx);
6320
6321                 s = bc_num_mod(&n, &G.prog.strmb, &n, 0);
6322                 if (s) goto num_err;
6323                 s = bc_num_ulong(&n, &val);
6324                 if (s) goto num_err;
6325
6326                 c = (char) val;
6327
6328                 bc_num_free(&n);
6329         }
6330         else {
6331                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
6332                 str2 = *((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx));
6333                 c = str2[0];
6334         }
6335
6336         str = xmalloc(2);
6337         str[0] = c;
6338         str[1] = '\0';
6339
6340         str2 = xstrdup(str);
6341         bc_program_addFunc(str2, &idx);
6342
6343         if (idx != len + BC_PROG_REQ_FUNCS) {
6344
6345                 for (idx = 0; idx < G.prog.strs.len; ++idx) {
6346                         if (!strcmp(*((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx)), str)) {
6347                                 len = idx;
6348                                 break;
6349                         }
6350                 }
6351
6352                 free(str);
6353         }
6354         else
6355                 bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
6356
6357         res.t = BC_RESULT_STR;
6358         res.d.id.idx = len;
6359         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6360         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6361
6362         return BC_STATUS_SUCCESS;
6363
6364 num_err:
6365         bc_num_free(&n);
6366         return s;
6367 }
6368
6369 static BcStatus bc_program_printStream(void)
6370 {
6371         BcStatus s;
6372         BcResult *r;
6373         BcNum *n = NULL;
6374         size_t idx;
6375         char *str;
6376
6377         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6378                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6379         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6380
6381         s = bc_program_num(r, &n, false);
6382         if (s) return s;
6383
6384         if (BC_PROG_NUM(r, n))
6385                 s = bc_num_stream(n, &G.prog.strmb, &G.prog.nchars, G.prog.len);
6386         else {
6387                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : n->rdx;
6388                 str = *((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx));
6389                 printf("%s", str);
6390         }
6391
6392         return s;
6393 }
6394
6395 static BcStatus bc_program_nquit(void)
6396 {
6397         BcStatus s;
6398         BcResult *opnd;
6399         BcNum *num = NULL;
6400         unsigned long val;
6401
6402         s = bc_program_prep(&opnd, &num);
6403         if (s) return s;
6404         s = bc_num_ulong(num, &val);
6405         if (s) return s;
6406
6407         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6408
6409         if (G.prog.stack.len < val)
6410                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6411         if (G.prog.stack.len == val) {
6412                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP)
6413                         return BC_STATUS_FAILURE;
6414                 quit();
6415         }
6416
6417         bc_vec_npop(&G.prog.stack, val);
6418
6419         return s;
6420 }
6421
6422 static BcStatus bc_program_execStr(char *code, size_t *bgn,
6423                                    bool cond)
6424 {
6425         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6426         BcResult *r;
6427         char **str;
6428         BcFunc *f;
6429         BcParse prs;
6430         BcInstPtr ip;
6431         size_t fidx, sidx;
6432         BcNum *n;
6433         bool exec;
6434
6435         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6436                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6437
6438         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6439
6440         if (cond) {
6441
6442                 char *name, *then_name = bc_program_name(code, bgn), *else_name = NULL;
6443
6444                 if (code[*bgn] == BC_PARSE_STREND)
6445                         (*bgn) += 1;
6446                 else
6447                         else_name = bc_program_name(code, bgn);
6448
6449                 exec = r->d.n.len != 0;
6450
6451                 if (exec)
6452                         name = then_name;
6453                 else if (else_name != NULL) {
6454                         exec = true;
6455                         name = else_name;
6456                 }
6457
6458                 if (exec) {
6459                         BcVec *v;
6460                         v = bc_program_search(name, true);
6461                         n = bc_vec_top(v);
6462                 }
6463
6464                 free(then_name);
6465                 free(else_name);
6466
6467                 if (!exec) goto exit;
6468                 if (!BC_PROG_STR(n)) {
6469                         s = bc_error_variable_is_wrong_type();
6470                         goto exit;
6471                 }
6472
6473                 sidx = n->rdx;
6474         }
6475         else {
6476
6477                 if (r->t == BC_RESULT_STR)
6478                         sidx = r->d.id.idx;
6479                 else if (r->t == BC_RESULT_VAR) {
6480                         s = bc_program_num(r, &n, false);
6481                         if (s || !BC_PROG_STR(n)) goto exit;
6482                         sidx = n->rdx;
6483                 }
6484                 else
6485                         goto exit;
6486         }
6487
6488         fidx = sidx + BC_PROG_REQ_FUNCS;
6489
6490         str = bc_vec_item(&G.prog.strs, sidx);
6491         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, fidx);
6492
6493         if (f->code.len == 0) {
6494                 common_parse_init(&prs, fidx);
6495                 s = bc_parse_text(&prs, *str);
6496                 if (s) goto err;
6497                 s = common_parse_expr(&prs, BC_PARSE_NOCALL);
6498                 if (s) goto err;
6499
6500                 if (prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6501                         s = bc_error_bad_expression();
6502                         goto err;
6503                 }
6504
6505                 bc_parse_free(&prs);
6506         }
6507
6508         ip.idx = 0;
6509         ip.len = G.prog.results.len;
6510         ip.func = fidx;
6511
6512         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6513         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
6514
6515         return BC_STATUS_SUCCESS;
6516
6517 err:
6518         bc_parse_free(&prs);
6519         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, fidx);
6520         bc_vec_pop_all(&f->code);
6521 exit:
6522         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6523         return s;
6524 }
6525 #endif // ENABLE_DC
6526
6527 static void bc_program_pushGlobal(char inst)
6528 {
6529         BcResult res;
6530         unsigned long val;
6531
6532         res.t = inst - BC_INST_IBASE + BC_RESULT_IBASE;
6533         if (inst == BC_INST_IBASE)
6534                 val = (unsigned long) G.prog.ib_t;
6535         else if (inst == BC_INST_SCALE)
6536                 val = (unsigned long) G.prog.scale;
6537         else
6538                 val = (unsigned long) G.prog.ob_t;
6539
6540         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6541         bc_num_ulong2num(&res.d.n, val);
6542         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6543 }
6544
6545 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx)
6546 {
6547         BcId entry, *entry_ptr;
6548         BcFunc f;
6549         int inserted;
6550
6551         entry.name = name;
6552         entry.idx = G.prog.fns.len;
6553
6554         inserted = bc_map_insert(&G.prog.fn_map, &entry, idx);
6555         if (!inserted) free(name);
6556
6557         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, *idx);
6558         *idx = entry_ptr->idx;
6559
6560         if (!inserted) {
6561
6562                 BcFunc *func = bc_vec_item(&G.prog.fns, entry_ptr->idx);
6563
6564                 // We need to reset these, so the function can be repopulated.
6565                 func->nparams = 0;
6566                 bc_vec_pop_all(&func->autos);
6567                 bc_vec_pop_all(&func->code);
6568                 bc_vec_pop_all(&func->labels);
6569         }
6570         else {
6571                 bc_func_init(&f);
6572                 bc_vec_push(&G.prog.fns, &f);
6573         }
6574 }
6575
6576 static BcStatus bc_program_exec(void)
6577 {
6578         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6579         size_t idx;
6580         BcResult r, *ptr;
6581         BcNum *num;
6582         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6583         BcFunc *func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip->func);
6584         char *code = func->code.v;
6585         bool cond = false;
6586
6587         while (!s && ip->idx < func->code.len) {
6588
6589                 char inst = code[(ip->idx)++];
6590
6591                 switch (inst) {
6592
6593 #if ENABLE_BC
6594                         case BC_INST_JUMP_ZERO:
6595                         {
6596                                 s = bc_program_prep(&ptr, &num);
6597                                 if (s) return s;
6598                                 cond = !bc_num_cmp(num, &G.prog.zero);
6599                                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6600                         }
6601                         // Fallthrough.
6602                         case BC_INST_JUMP:
6603                         {
6604                                 size_t *addr;
6605                                 idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6606                                 addr = bc_vec_item(&func->labels, idx);
6607                                 if (inst == BC_INST_JUMP || cond) ip->idx = *addr;
6608                                 break;
6609                         }
6610
6611                         case BC_INST_CALL:
6612                         {
6613                                 s = bc_program_call(code, &ip->idx);
6614                                 break;
6615                         }
6616
6617                         case BC_INST_INC_PRE:
6618                         case BC_INST_DEC_PRE:
6619                         case BC_INST_INC_POST:
6620                         case BC_INST_DEC_POST:
6621                         {
6622                                 s = bc_program_incdec(inst);
6623                                 break;
6624                         }
6625
6626                         case BC_INST_HALT:
6627                         {
6628                                 quit_or_return_for_exit();
6629                                 break;
6630                         }
6631
6632                         case BC_INST_RET:
6633                         case BC_INST_RET0:
6634                         {
6635                                 s = bc_program_return(inst);
6636                                 break;
6637                         }
6638
6639                         case BC_INST_BOOL_OR:
6640                         case BC_INST_BOOL_AND:
6641 #endif // ENABLE_BC
6642                         case BC_INST_REL_EQ:
6643                         case BC_INST_REL_LE:
6644                         case BC_INST_REL_GE:
6645                         case BC_INST_REL_NE:
6646                         case BC_INST_REL_LT:
6647                         case BC_INST_REL_GT:
6648                         {
6649                                 s = bc_program_logical(inst);
6650                                 break;
6651                         }
6652
6653                         case BC_INST_READ:
6654                         {
6655                                 s = bc_program_read();
6656                                 break;
6657                         }
6658
6659                         case BC_INST_VAR:
6660                         {
6661                                 s = bc_program_pushVar(code, &ip->idx, false, false);
6662                                 break;
6663                         }
6664
6665                         case BC_INST_ARRAY_ELEM:
6666                         case BC_INST_ARRAY:
6667                         {
6668                                 s = bc_program_pushArray(code, &ip->idx, inst);
6669                                 break;
6670                         }
6671
6672                         case BC_INST_LAST:
6673                         {
6674                                 r.t = BC_RESULT_LAST;
6675                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6676                                 break;
6677                         }
6678
6679                         case BC_INST_IBASE:
6680                         case BC_INST_SCALE:
6681                         case BC_INST_OBASE:
6682                         {
6683                                 bc_program_pushGlobal(inst);
6684                                 break;
6685                         }
6686
6687                         case BC_INST_SCALE_FUNC:
6688                         case BC_INST_LENGTH:
6689                         case BC_INST_SQRT:
6690                         {
6691                                 s = bc_program_builtin(inst);
6692                                 break;
6693                         }
6694
6695                         case BC_INST_NUM:
6696                         {
6697                                 r.t = BC_RESULT_CONSTANT;
6698                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6699                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6700                                 break;
6701                         }
6702
6703                         case BC_INST_POP:
6704                         {
6705                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6706                                         s = bc_error_stack_has_too_few_elements();
6707                                 else
6708                                         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6709                                 break;
6710                         }
6711
6712                         case BC_INST_POP_EXEC:
6713                         {
6714                                 bc_vec_pop(&G.prog.stack);
6715                                 break;
6716                         }
6717
6718                         case BC_INST_PRINT:
6719                         case BC_INST_PRINT_POP:
6720                         case BC_INST_PRINT_STR:
6721                         {
6722                                 s = bc_program_print(inst, 0);
6723                                 break;
6724                         }
6725
6726                         case BC_INST_STR:
6727                         {
6728                                 r.t = BC_RESULT_STR;
6729                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6730                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6731                                 break;
6732                         }
6733
6734                         case BC_INST_POWER:
6735                         case BC_INST_MULTIPLY:
6736                         case BC_INST_DIVIDE:
6737                         case BC_INST_MODULUS:
6738                         case BC_INST_PLUS:
6739                         case BC_INST_MINUS:
6740                         {
6741                                 s = bc_program_op(inst);
6742                                 break;
6743                         }
6744
6745                         case BC_INST_BOOL_NOT:
6746                         {
6747                                 s = bc_program_prep(&ptr, &num);
6748                                 if (s) return s;
6749
6750                                 bc_num_init(&r.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6751                                 (!bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) ? bc_num_one : bc_num_zero)(&r.d.n);
6752                                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_TEMP);
6753
6754                                 break;
6755                         }
6756
6757                         case BC_INST_NEG:
6758                         {
6759                                 s = bc_program_negate();
6760                                 break;
6761                         }
6762
6763 #if ENABLE_BC
6764                         case BC_INST_ASSIGN_POWER:
6765                         case BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY:
6766                         case BC_INST_ASSIGN_DIVIDE:
6767                         case BC_INST_ASSIGN_MODULUS:
6768                         case BC_INST_ASSIGN_PLUS:
6769                         case BC_INST_ASSIGN_MINUS:
6770 #endif
6771                         case BC_INST_ASSIGN:
6772                         {
6773                                 s = bc_program_assign(inst);
6774                                 break;
6775                         }
6776 #if ENABLE_DC
6777                         case BC_INST_MODEXP:
6778                         {
6779                                 s = bc_program_modexp();
6780                                 break;
6781                         }
6782
6783                         case BC_INST_DIVMOD:
6784                         {
6785                                 s = bc_program_divmod();
6786                                 break;
6787                         }
6788
6789                         case BC_INST_EXECUTE:
6790                         case BC_INST_EXEC_COND:
6791                         {
6792                                 cond = inst == BC_INST_EXEC_COND;
6793                                 s = bc_program_execStr(code, &ip->idx, cond);
6794                                 break;
6795                         }
6796
6797                         case BC_INST_PRINT_STACK:
6798                         {
6799                                 for (idx = 0; !s && idx < G.prog.results.len; ++idx)
6800                                         s = bc_program_print(BC_INST_PRINT, idx);
6801                                 break;
6802                         }
6803
6804                         case BC_INST_CLEAR_STACK:
6805                         {
6806                                 bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6807                                 break;
6808                         }
6809
6810                         case BC_INST_STACK_LEN:
6811                         {
6812                                 bc_program_stackLen();
6813                                 break;
6814                         }
6815
6816                         case BC_INST_DUPLICATE:
6817                         {
6818                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6819                                         return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6820                                 ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
6821                                 bc_result_copy(&r, ptr);
6822                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6823                                 break;
6824                         }
6825
6826                         case BC_INST_SWAP:
6827                         {
6828                                 BcResult *ptr2;
6829
6830                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
6831                                         return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6832
6833                                 ptr = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
6834                                 ptr2 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
6835                                 memcpy(&r, ptr, sizeof(BcResult));
6836                                 memcpy(ptr, ptr2, sizeof(BcResult));
6837                                 memcpy(ptr2, &r, sizeof(BcResult));
6838
6839                                 break;
6840                         }
6841
6842                         case BC_INST_ASCIIFY:
6843                         {
6844                                 s = bc_program_asciify();
6845                                 break;
6846                         }
6847
6848                         case BC_INST_PRINT_STREAM:
6849                         {
6850                                 s = bc_program_printStream();
6851                                 break;
6852                         }
6853
6854                         case BC_INST_LOAD:
6855                         case BC_INST_PUSH_VAR:
6856                         {
6857                                 bool copy = inst == BC_INST_LOAD;
6858                                 s = bc_program_pushVar(code, &ip->idx, true, copy);
6859                                 break;
6860                         }
6861
6862                         case BC_INST_PUSH_TO_VAR:
6863                         {
6864                                 char *name = bc_program_name(code, &ip->idx);
6865                                 s = bc_program_copyToVar(name, true);
6866                                 free(name);
6867                                 break;
6868                         }
6869
6870                         case BC_INST_QUIT:
6871                         {
6872                                 if (G.prog.stack.len <= 2)
6873                                         quit_or_return_for_exit();
6874                                 bc_vec_npop(&G.prog.stack, 2);
6875                                 break;
6876                         }
6877
6878                         case BC_INST_NQUIT:
6879                         {
6880                                 s = bc_program_nquit();
6881                                 break;
6882                         }
6883 #endif // ENABLE_DC
6884                 }
6885
6886                 if (s || G_interrupt) {
6887                         bc_program_reset();
6888                         break;
6889                 }
6890
6891                 // If the stack has changed, pointers may be invalid.
6892                 ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6893                 func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip->func);
6894                 code = func->code.v;
6895         }
6896
6897         return s;
6898 }
6899
6900 static void bc_vm_info(void)
6901 {
6902         printf("%s "BB_VER"\n"
6903                 "Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors\n"
6904                 "Report bugs at: https://github.com/gavinhoward/bc\n"
6905                 "This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY\n"
6906         , applet_name);
6907 }
6908
6909 static void bc_args(char **argv)
6910 {
6911         unsigned opts;
6912         int i;
6913
6914         GETOPT_RESET();
6915 #if ENABLE_FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
6916         opts = option_mask32 |= getopt32long(argv, "xwvsqli",
6917                 "extended-register\0" No_argument "x"
6918                 "warn\0"              No_argument "w"
6919                 "version\0"           No_argument "v"
6920                 "standard\0"          No_argument "s"
6921                 "quiet\0"             No_argument "q"
6922                 "mathlib\0"           No_argument "l"
6923                 "interactive\0"       No_argument "i"
6924         );
6925 #else
6926         opts = option_mask32 |= getopt32(argv, "xwvsqli");
6927 #endif
6928         if (getenv("POSIXLY_CORRECT"))
6929                 option_mask32 |= BC_FLAG_S;
6930
6931 ///should be in bc_vm_run() instead??
6932         if (opts & BC_FLAG_V) {
6933                 bc_vm_info();
6934                 exit(0);
6935         }
6936
6937         for (i = optind; argv[i]; ++i)
6938                 bc_vec_push(&G.files, argv + i);
6939 }
6940
6941 #if ENABLE_BC
6942 static void bc_vm_envArgs(void)
6943 {
6944         BcVec v;
6945         char *buf;
6946         char *env_args = getenv("BC_ENV_ARGS");
6947
6948         if (!env_args) return;
6949
6950         G.env_args = xstrdup(env_args);
6951         buf = G.env_args;
6952
6953         bc_vec_init(&v, sizeof(char *), NULL);
6954
6955         while (*(buf = skip_whitespace(buf)) != '\0') {
6956                 bc_vec_push(&v, &buf);
6957                 buf = skip_non_whitespace(buf);
6958                 if (!*buf)
6959                         break;
6960                 *buf++ = '\0';
6961         }
6962
6963         // NULL terminate, and pass argv[] so that first arg is argv[1]
6964         if (sizeof(int) == sizeof(char*)) {
6965                 bc_vec_push(&v, &const_int_0);
6966         } else {
6967                 static char *const nullptr = NULL;
6968                 bc_vec_push(&v, &nullptr);
6969         }
6970         bc_args(((char **)v.v) - 1);
6971
6972         bc_vec_free(&v);
6973 }
6974 #endif // ENABLE_BC
6975
6976 static unsigned bc_vm_envLen(const char *var)
6977 {
6978         char *lenv;
6979         unsigned len;
6980
6981         lenv = getenv(var);
6982         len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6983         if (!lenv) return len;
6984
6985         len = bb_strtou(lenv, NULL, 10) - 1;
6986         if (errno || len < 2 || len >= INT_MAX)
6987                 len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6988
6989         return len;
6990 }
6991
6992 static BcStatus bc_vm_process(const char *text)
6993 {
6994         BcStatus s = bc_parse_text(&G.prs, text);
6995
6996         if (s) return s;
6997
6998         while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6999                 s = G.prs.parse(&G.prs);
7000                 if (s) return s;
7001         }
7002
7003         if (BC_PARSE_CAN_EXEC(&G.prs)) {
7004                 s = bc_program_exec();
7005                 fflush_and_check();
7006                 if (s)
7007                         bc_program_reset();
7008         }
7009
7010         return s;
7011 }
7012
7013 static BcStatus bc_vm_file(const char *file)
7014 {
7015         const char *sv_file;
7016         char *data;
7017         BcStatus s;
7018         BcFunc *main_func;
7019         BcInstPtr *ip;
7020
7021         data = bc_read_file(file);
7022         if (!data) return bc_error_fmt("file '%s' is not text", file);
7023
7024         sv_file = G.prog.file;
7025         G.prog.file = file;
7026         bc_lex_file(&G.prs.l);
7027         s = bc_vm_process(data);
7028         if (s) goto err;
7029
7030         main_func = bc_vec_item(&G.prog.fns, BC_PROG_MAIN);
7031         ip = bc_vec_item(&G.prog.stack, 0);
7032
7033         if (main_func->code.len < ip->idx)
7034                 s = bc_error_fmt("file '%s' is not executable", file);
7035
7036 err:
7037         G.prog.file = sv_file;
7038         free(data);
7039         return s;
7040 }
7041
7042 static BcStatus bc_vm_stdin(void)
7043 {
7044         BcStatus s;
7045         BcVec buf, buffer;
7046         size_t len, i, str = 0;
7047         bool comment = false;
7048
7049         G.prog.file = NULL;
7050         bc_lex_file(&G.prs.l);
7051
7052         bc_char_vec_init(&buffer);
7053         bc_char_vec_init(&buf);
7054         bc_vec_pushZeroByte(&buffer);
7055
7056         // This loop is complex because the vm tries not to send any lines that end
7057         // with a backslash to the parser. The reason for that is because the parser
7058         // treats a backslash+newline combo as whitespace, per the bc spec. In that
7059         // case, and for strings and comments, the parser will expect more stuff.
7060         s = BC_STATUS_SUCCESS;
7061         while (!G.eof && (s = bc_read_line(&buf, ">>> ")) == BC_STATUS_SUCCESS) {
7062
7063                 char *string = buf.v;
7064
7065                 len = buf.len - 1;
7066
7067                 if (len == 1) {
7068                         if (str && buf.v[0] == G.send)
7069                                 str -= 1;
7070                         else if (buf.v[0] == G.sbgn)
7071                                 str += 1;
7072                 }
7073                 else if (len > 1 || comment) {
7074
7075                         for (i = 0; i < len; ++i) {
7076
7077                                 bool notend = len > i + 1;
7078                                 char c = string[i];
7079
7080                                 if (i - 1 > len || string[i - 1] != '\\') {
7081                                         if (G.sbgn == G.send)
7082                                                 str ^= c == G.sbgn;
7083                                         else if (c == G.send)
7084                                                 str -= 1;
7085                                         else if (c == G.sbgn)
7086                                                 str += 1;
7087                                 }
7088
7089                                 if (c == '/' && notend && !comment && string[i + 1] == '*') {
7090                                         comment = true;
7091                                         break;
7092                                 }
7093                                 else if (c == '*' && notend && comment && string[i + 1] == '/')
7094                                         comment = false;
7095                         }
7096
7097                         if (str || comment || string[len - 2] == '\\') {
7098                                 bc_vec_concat(&buffer, buf.v);
7099                                 continue;
7100                         }
7101                 }
7102
7103                 bc_vec_concat(&buffer, buf.v);
7104                 s = bc_vm_process(buffer.v);
7105                 if (s) {
7106                         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin) {
7107                                 // Debug config, non-interactive mode:
7108                                 // return all the way back to main.
7109                                 // Non-debug builds do not come here, they exit.
7110                                 break;
7111                         }
7112                         fflush_and_check();
7113                         fputs("ready for more input\n", stderr);
7114                 }
7115
7116                 bc_vec_pop_all(&buffer);
7117         }
7118
7119         if (str) {
7120                 s = bc_error("string end could not be found");
7121         }
7122         else if (comment) {
7123                 s = bc_error("comment end could not be found");
7124         }
7125
7126         bc_vec_free(&buf);
7127         bc_vec_free(&buffer);
7128         return s;
7129 }
7130
7131 #if ENABLE_BC
7132 static const char bc_lib[] = {
7133         "scale=20"
7134 "\n"    "define e(x){"
7135 "\n"            "auto b,s,n,r,d,i,p,f,v"
7136 "\n"            "b=ibase"
7137 "\n"            "ibase=A"
7138 "\n"            "if(x<0){"
7139 "\n"                    "n=1"
7140 "\n"                    "x=-x"
7141 "\n"            "}"
7142 "\n"            "s=scale"
7143 "\n"            "r=6+s+0.44*x"
7144 "\n"            "scale=scale(x)+1"
7145 "\n"            "while(x>1){"
7146 "\n"                    "d+=1"
7147 "\n"                    "x/=2"
7148 "\n"                    "scale+=1"
7149 "\n"            "}"
7150 "\n"            "scale=r"
7151 "\n"            "r=x+1"
7152 "\n"            "p=x"
7153 "\n"            "f=v=1"
7154 "\n"            "for(i=2;v!=0;++i){"
7155 "\n"                    "p*=x"
7156 "\n"                    "f*=i"
7157 "\n"                    "v=p/f"
7158 "\n"                    "r+=v"
7159 "\n"            "}"
7160 "\n"            "while((d--)!=0)r*=r"
7161 "\n"            "scale=s"
7162 "\n"            "ibase=b"
7163 "\n"            "if(n!=0)return(1/r)"
7164 "\n"            "return(r/1)"
7165 "\n"    "}"
7166 "\n"    "define l(x){"
7167 "\n"            "auto b,s,r,p,a,q,i,v"
7168 "\n"            "b=ibase"
7169 "\n"            "ibase=A"
7170 "\n"            "if(x<=0){"
7171 "\n"                    "r=(1-10^scale)/1"
7172 "\n"                    "ibase=b"
7173 "\n"                    "return(r)"
7174 "\n"            "}"
7175 "\n"            "s=scale"
7176 "\n"            "scale+=6"
7177 "\n"            "p=2"
7178 "\n"            "while(x>=2){"
7179 "\n"                    "p*=2"
7180 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7181 "\n"            "}"
7182 "\n"            "while(x<=0.5){"
7183 "\n"                    "p*=2"
7184 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7185 "\n"            "}"
7186 "\n"            "r=a=(x-1)/(x+1)"
7187 "\n"            "q=a*a"
7188 "\n"                    "v=1"
7189 "\n"            "for(i=3;v!=0;i+=2){"
7190 "\n"                    "a*=q"
7191 "\n"                    "v=a/i"
7192 "\n"                    "r+=v"
7193 "\n"            "}"
7194 "\n"            "r*=p"
7195 "\n"            "scale=s"
7196 "\n"            "ibase=b"
7197 "\n"            "return(r/1)"
7198 "\n"    "}"
7199 "\n"    "define s(x){"
7200 "\n"            "auto b,s,r,n,a,q,i"
7201 "\n"            "b=ibase"
7202 "\n"            "ibase=A"
7203 "\n"            "s=scale"
7204 "\n"            "scale=1.1*s+2"
7205 "\n"            "a=a(1)"
7206 "\n"            "if(x<0){"
7207 "\n"                    "n=1"
7208 "\n"                    "x=-x"
7209 "\n"            "}"
7210 "\n"            "scale=0"
7211 "\n"            "q=(x/a+2)/4"
7212 "\n"            "x=x-4*q*a"
7213 "\n"            "if(q%2!=0)x=-x"
7214 "\n"            "scale=s+2"
7215 "\n"            "r=a=x"
7216 "\n"            "q=-x*x"
7217 "\n"            "for(i=3;a!=0;i+=2){"
7218 "\n"                    "a*=q/(i*(i-1))"
7219 "\n"                    "r+=a"
7220 "\n"            "}"
7221 "\n"            "scale=s"
7222 "\n"            "ibase=b"
7223 "\n"            "if(n!=0)return(-r/1)"
7224 "\n"            "return(r/1)"
7225 "\n"    "}"
7226 "\n"    "define c(x){"
7227 "\n"            "auto b,s"
7228 "\n"            "b=ibase"
7229 "\n"            "ibase=A"
7230 "\n"            "s=scale"
7231 "\n"            "scale*=1.2"
7232 "\n"            "x=s(2*a(1)+x)"
7233 "\n"            "scale=s"
7234 "\n"            "ibase=b"
7235 "\n"            "return(x/1)"
7236 "\n"    "}"
7237 "\n"    "define a(x){"
7238 "\n"            "auto b,s,r,n,a,m,t,f,i,u"
7239 "\n"            "b=ibase"
7240 "\n"            "ibase=A"
7241 "\n"            "n=1"
7242 "\n"            "if(x<0){"
7243 "\n"                    "n=-1"
7244 "\n"                    "x=-x"
7245 "\n"            "}"
7246 "\n"            "if(x==1){"
7247 "\n"                    "if(scale<65){"
7248 "\n"                            "return(.7853981633974483096156608458198757210492923498437764552437361480/n)"
7249 "\n"                    "}"
7250 "\n"            "}"
7251 "\n"            "if(x==.2){"
7252 "\n"                    "if(scale<65){"
7253 "\n"                            "return(.1973955598498807583700497651947902934475851037878521015176889402/n)"
7254 "\n"                    "}"
7255 "\n"            "}"
7256 "\n"            "s=scale"
7257 "\n"            "if(x>.2){"
7258 "\n"                    "scale+=5"
7259 "\n"                    "a=a(.2)"
7260 "\n"            "}"
7261 "\n"            "scale=s+3"
7262 "\n"            "while(x>.2){"
7263 "\n"                    "m+=1"
7264 "\n"                    "x=(x-.2)/(1+.2*x)"
7265 "\n"            "}"
7266 "\n"            "r=u=x"
7267 "\n"            "f=-x*x"
7268 "\n"            "t=1"
7269 "\n"            "for(i=3;t!=0;i+=2){"
7270 "\n"                    "u*=f"
7271 "\n"                    "t=u/i"
7272 "\n"                    "r+=t"
7273 "\n"            "}"
7274 "\n"            "scale=s"
7275 "\n"            "ibase=b"
7276 "\n"            "return((m*a+r)/n)"
7277 "\n"    "}"
7278 "\n"    "define j(n,x){"
7279 "\n"            "auto b,s,o,a,i,v,f"
7280 "\n"            "b=ibase"
7281 "\n"            "ibase=A"
7282 "\n"            "s=scale"
7283 "\n"            "scale=0"
7284 "\n"            "n/=1"
7285 "\n"            "if(n<0){"
7286 "\n"                    "n=-n"
7287 "\n"                    "if(n%2==1)o=1"
7288 "\n"            "}"
7289 "\n"            "a=1"
7290 "\n"            "for(i=2;i<=n;++i)a*=i"
7291 "\n"            "scale=1.5*s"
7292 "\n"            "a=(x^n)/2^n/a"
7293 "\n"            "r=v=1"
7294 "\n"            "f=-x*x/4"
7295 "\n"            "scale=scale+length(a)-scale(a)"
7296 "\n"            "for(i=1;v!=0;++i){"
7297 "\n"                    "v=v*f/i/(n+i)"
7298 "\n"                    "r+=v"
7299 "\n"            "}"
7300 "\n"            "scale=s"
7301 "\n"            "ibase=b"
7302 "\n"            "if(o!=0)a=-a"
7303 "\n"            "return(a*r/1)"
7304 "\n"    "}"
7305 };
7306 #endif // ENABLE_BC
7307
7308 static BcStatus bc_vm_exec(void)
7309 {
7310         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
7311         size_t i;
7312
7313 #if ENABLE_BC
7314         if (option_mask32 & BC_FLAG_L) {
7315
7316                 // We know that internal library is not buggy,
7317                 // thus error checking is normally disabled.
7318 # define DEBUG_LIB 0
7319                 bc_lex_file(&G.prs.l);
7320                 s = bc_parse_text(&G.prs, bc_lib);
7321                 if (DEBUG_LIB && s) return s;
7322
7323                 while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
7324                         s = G.prs.parse(&G.prs);
7325                         if (DEBUG_LIB && s) return s;
7326                 }
7327                 s = bc_program_exec();
7328                 if (DEBUG_LIB && s) return s;
7329         }
7330 #endif
7331
7332         for (i = 0; !s && i < G.files.len; ++i)
7333                 s = bc_vm_file(*((char **) bc_vec_item(&G.files, i)));
7334         if (s) {
7335                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin) {
7336                         // Debug config, non-interactive mode:
7337                         // return all the way back to main.
7338                         // Non-debug builds do not come here, they exit.
7339                         return s;
7340                 }
7341                 fflush_and_check();
7342                 fputs("ready for more input\n", stderr);
7343         }
7344
7345         if (IS_BC || !G.files.len)
7346                 s = bc_vm_stdin();
7347         if (!s && !BC_PARSE_CAN_EXEC(&G.prs))
7348                 s = bc_vm_process("");
7349
7350         return s;
7351 }
7352
7353 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7354 static void bc_program_free(void)
7355 {
7356         bc_num_free(&G.prog.ib);
7357         bc_num_free(&G.prog.ob);
7358         bc_num_free(&G.prog.hexb);
7359 # if ENABLE_DC
7360         bc_num_free(&G.prog.strmb);
7361 # endif
7362         bc_vec_free(&G.prog.fns);
7363         bc_vec_free(&G.prog.fn_map);
7364         bc_vec_free(&G.prog.vars);
7365         bc_vec_free(&G.prog.var_map);
7366         bc_vec_free(&G.prog.arrs);
7367         bc_vec_free(&G.prog.arr_map);
7368         bc_vec_free(&G.prog.strs);
7369         bc_vec_free(&G.prog.consts);
7370         bc_vec_free(&G.prog.results);
7371         bc_vec_free(&G.prog.stack);
7372         bc_num_free(&G.prog.last);
7373         bc_num_free(&G.prog.zero);
7374         bc_num_free(&G.prog.one);
7375 }
7376
7377 static void bc_vm_free(void)
7378 {
7379         bc_vec_free(&G.files);
7380         bc_program_free();
7381         bc_parse_free(&G.prs);
7382         free(G.env_args);
7383 }
7384 #endif
7385
7386 static void bc_program_init(void)
7387 {
7388         size_t idx;
7389         BcInstPtr ip;
7390
7391         /* memset(&G.prog, 0, sizeof(G.prog)); - already is */
7392         memset(&ip, 0, sizeof(BcInstPtr));
7393
7394         /* G.prog.nchars = G.prog.scale = 0; - already is */
7395
7396         bc_num_init(&G.prog.ib, BC_NUM_DEF_SIZE);
7397         bc_num_ten(&G.prog.ib);
7398         G.prog.ib_t = 10;
7399
7400         bc_num_init(&G.prog.ob, BC_NUM_DEF_SIZE);
7401         bc_num_ten(&G.prog.ob);
7402         G.prog.ob_t = 10;
7403
7404         bc_num_init(&G.prog.hexb, BC_NUM_DEF_SIZE);
7405         bc_num_ten(&G.prog.hexb);
7406         G.prog.hexb.num[0] = 6;
7407
7408 #if ENABLE_DC
7409         bc_num_init(&G.prog.strmb, BC_NUM_DEF_SIZE);
7410         bc_num_ulong2num(&G.prog.strmb, UCHAR_MAX + 1);
7411 #endif
7412
7413         bc_num_init(&G.prog.last, BC_NUM_DEF_SIZE);
7414         bc_num_zero(&G.prog.last);
7415
7416         bc_num_init(&G.prog.zero, BC_NUM_DEF_SIZE);
7417         bc_num_zero(&G.prog.zero);
7418
7419         bc_num_init(&G.prog.one, BC_NUM_DEF_SIZE);
7420         bc_num_one(&G.prog.one);
7421
7422         bc_vec_init(&G.prog.fns, sizeof(BcFunc), bc_func_free);
7423         bc_vec_init(&G.prog.fn_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7424
7425         bc_program_addFunc(xstrdup("(main)"), &idx);
7426         bc_program_addFunc(xstrdup("(read)"), &idx);
7427
7428         bc_vec_init(&G.prog.vars, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7429         bc_vec_init(&G.prog.var_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7430
7431         bc_vec_init(&G.prog.arrs, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7432         bc_vec_init(&G.prog.arr_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7433
7434         bc_vec_init(&G.prog.strs, sizeof(char *), bc_string_free);
7435         bc_vec_init(&G.prog.consts, sizeof(char *), bc_string_free);
7436         bc_vec_init(&G.prog.results, sizeof(BcResult), bc_result_free);
7437         bc_vec_init(&G.prog.stack, sizeof(BcInstPtr), NULL);
7438         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
7439 }
7440
7441 static void bc_vm_init(void)
7442 {
7443         bc_vec_init(&G.files, sizeof(char *), NULL);
7444         if (IS_BC)
7445                 IF_BC(bc_vm_envArgs();)
7446         bc_program_init();
7447         if (IS_BC) {
7448                 IF_BC(bc_parse_init(&G.prs, BC_PROG_MAIN);)
7449         } else {
7450                 IF_DC(dc_parse_init(&G.prs, BC_PROG_MAIN);)
7451         }
7452 }
7453
7454 static BcStatus bc_vm_run(char **argv, const char *env_len)
7455 {
7456         BcStatus st;
7457
7458 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
7459         G.line_input_state = new_line_input_t(DO_HISTORY);
7460 #endif
7461         G.prog.len = bc_vm_envLen(env_len);
7462
7463         bc_vm_init();
7464         bc_args(argv);
7465
7466         if (isatty(0)) {
7467 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
7468                 G_ttyin = 1;
7469                 // With SA_RESTART, most system calls will restart
7470                 // (IOW: they won't fail with EINTR).
7471                 // In particular, this means ^C won't cause
7472                 // stdout to get into "error state" if SIGINT hits
7473                 // within write() syscall.
7474                 // The downside is that ^C while line input is taken
7475                 // will only be handled after [Enter] since read()
7476                 // from stdin is not interrupted by ^C either,
7477                 // it restarts, thus fgetc() does not return on ^C.
7478                 signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7479
7480                 // Without SA_RESTART, this exhibits a bug:
7481                 // "while (1) print 1" and try ^C-ing it.
7482                 // Intermittently, instead of returning to input line,
7483                 // you'll get "output error: Interrupted system call"
7484                 // and exit.
7485                 //signal_no_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7486 #endif
7487                 if (!(option_mask32 & BC_FLAG_Q))
7488                         bc_vm_info();
7489         }
7490
7491         st = bc_vm_exec();
7492
7493 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7494         bc_vm_free();
7495 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
7496         free_line_input_t(G.line_input_state);
7497 # endif
7498         FREE_G();
7499 #endif
7500         return st;
7501 }
7502
7503 #if ENABLE_BC
7504 int bc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7505 int bc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7506 {
7507         INIT_G();
7508         G.sbgn = G.send = '"';
7509
7510         return bc_vm_run(argv, "BC_LINE_LENGTH");
7511 }
7512 #endif
7513
7514 #if ENABLE_DC
7515 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7516 int dc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7517 {
7518         INIT_G();
7519         G.sbgn = '[';
7520         G.send = ']';
7521
7522         return bc_vm_run(argv, "DC_LINE_LENGTH");
7523 }
7524 #endif
7525
7526 #endif // not DC_SMALL