ad683168311e37ed914fdfc3ea42dcd730219e02
[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 #define bc_vec_pop(v) (bc_vec_npop((v), 1))
209 #define bc_vec_top(v) (bc_vec_item_rev((v), 0))
210
211 typedef signed char BcDig;
212
213 typedef struct BcNum {
214         BcDig *restrict num;
215         size_t rdx;
216         size_t len;
217         size_t cap;
218         bool neg;
219 } BcNum;
220
221 #define BC_NUM_MIN_BASE ((unsigned long) 2)
222 #define BC_NUM_MAX_IBASE ((unsigned long) 16)
223 #define BC_NUM_DEF_SIZE (16)
224 #define BC_NUM_PRINT_WIDTH (69)
225
226 #define BC_NUM_KARATSUBA_LEN (32)
227
228 #define BC_NUM_NEG(n, neg) ((((ssize_t)(n)) ^ -((ssize_t)(neg))) + (neg))
229 #define BC_NUM_ONE(n) ((n)->len == 1 && (n)->rdx == 0 && (n)->num[0] == 1)
230 #define BC_NUM_INT(n) ((n)->len - (n)->rdx)
231 #define BC_NUM_AREQ(a, b) \
232         (BC_MAX((a)->rdx, (b)->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1)
233 #define BC_NUM_MREQ(a, b, scale) \
234         (BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX((scale), (a)->rdx + (b)->rdx) + 1)
235
236 typedef BcStatus (*BcNumBinaryOp)(BcNum *, BcNum *, BcNum *, size_t);
237 typedef void (*BcNumDigitOp)(size_t, size_t, bool, size_t *, size_t);
238
239 static BcStatus bc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
240 static BcStatus bc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
241 static BcStatus bc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
242 static BcStatus bc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
243 static BcStatus bc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
244 static BcStatus bc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
245 static BcStatus bc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale);
246 static BcStatus bc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
247                               size_t scale);
248
249 typedef enum BcInst {
250
251 #if ENABLE_BC
252         BC_INST_INC_PRE,
253         BC_INST_DEC_PRE,
254         BC_INST_INC_POST,
255         BC_INST_DEC_POST,
256 #endif
257
258         BC_INST_NEG,
259
260         BC_INST_POWER,
261         BC_INST_MULTIPLY,
262         BC_INST_DIVIDE,
263         BC_INST_MODULUS,
264         BC_INST_PLUS,
265         BC_INST_MINUS,
266
267         BC_INST_REL_EQ,
268         BC_INST_REL_LE,
269         BC_INST_REL_GE,
270         BC_INST_REL_NE,
271         BC_INST_REL_LT,
272         BC_INST_REL_GT,
273
274         BC_INST_BOOL_NOT,
275         BC_INST_BOOL_OR,
276         BC_INST_BOOL_AND,
277
278 #if ENABLE_BC
279         BC_INST_ASSIGN_POWER,
280         BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY,
281         BC_INST_ASSIGN_DIVIDE,
282         BC_INST_ASSIGN_MODULUS,
283         BC_INST_ASSIGN_PLUS,
284         BC_INST_ASSIGN_MINUS,
285 #endif
286         BC_INST_ASSIGN,
287
288         BC_INST_NUM,
289         BC_INST_VAR,
290         BC_INST_ARRAY_ELEM,
291         BC_INST_ARRAY,
292
293         BC_INST_SCALE_FUNC,
294         BC_INST_IBASE,
295         BC_INST_SCALE,
296         BC_INST_LAST,
297         BC_INST_LENGTH,
298         BC_INST_READ,
299         BC_INST_OBASE,
300         BC_INST_SQRT,
301
302         BC_INST_PRINT,
303         BC_INST_PRINT_POP,
304         BC_INST_STR,
305         BC_INST_PRINT_STR,
306
307 #if ENABLE_BC
308         BC_INST_JUMP,
309         BC_INST_JUMP_ZERO,
310
311         BC_INST_CALL,
312
313         BC_INST_RET,
314         BC_INST_RET0,
315
316         BC_INST_HALT,
317 #endif
318
319         BC_INST_POP,
320         BC_INST_POP_EXEC,
321
322 #if ENABLE_DC
323         BC_INST_MODEXP,
324         BC_INST_DIVMOD,
325
326         BC_INST_EXECUTE,
327         BC_INST_EXEC_COND,
328
329         BC_INST_ASCIIFY,
330         BC_INST_PRINT_STREAM,
331
332         BC_INST_PRINT_STACK,
333         BC_INST_CLEAR_STACK,
334         BC_INST_STACK_LEN,
335         BC_INST_DUPLICATE,
336         BC_INST_SWAP,
337
338         BC_INST_LOAD,
339         BC_INST_PUSH_VAR,
340         BC_INST_PUSH_TO_VAR,
341
342         BC_INST_QUIT,
343         BC_INST_NQUIT,
344
345         BC_INST_INVALID = -1,
346 #endif
347
348 } BcInst;
349
350 typedef struct BcId {
351         char *name;
352         size_t idx;
353 } BcId;
354
355 typedef struct BcFunc {
356         BcVec code;
357         BcVec labels;
358         size_t nparams;
359         BcVec autos;
360 } BcFunc;
361
362 typedef enum BcResultType {
363
364         BC_RESULT_TEMP,
365
366         BC_RESULT_VAR,
367         BC_RESULT_ARRAY_ELEM,
368         BC_RESULT_ARRAY,
369
370         BC_RESULT_STR,
371
372         BC_RESULT_IBASE,
373         BC_RESULT_SCALE,
374         BC_RESULT_LAST,
375
376         // These are between to calculate ibase, obase, and last from instructions.
377         BC_RESULT_CONSTANT,
378         BC_RESULT_ONE,
379
380         BC_RESULT_OBASE,
381
382 } BcResultType;
383
384 typedef union BcResultData {
385         BcNum n;
386         BcVec v;
387         BcId id;
388 } BcResultData;
389
390 typedef struct BcResult {
391         BcResultType t;
392         BcResultData d;
393 } BcResult;
394
395 typedef struct BcInstPtr {
396         size_t func;
397         size_t idx;
398         size_t len;
399 } BcInstPtr;
400
401 // BC_LEX_NEG is not used in lexing; it is only for parsing.
402 typedef enum BcLexType {
403
404         BC_LEX_EOF,
405         BC_LEX_INVALID,
406
407         BC_LEX_OP_INC,
408         BC_LEX_OP_DEC,
409
410         BC_LEX_NEG,
411
412         BC_LEX_OP_POWER,
413         BC_LEX_OP_MULTIPLY,
414         BC_LEX_OP_DIVIDE,
415         BC_LEX_OP_MODULUS,
416         BC_LEX_OP_PLUS,
417         BC_LEX_OP_MINUS,
418
419         BC_LEX_OP_REL_EQ,
420         BC_LEX_OP_REL_LE,
421         BC_LEX_OP_REL_GE,
422         BC_LEX_OP_REL_NE,
423         BC_LEX_OP_REL_LT,
424         BC_LEX_OP_REL_GT,
425
426         BC_LEX_OP_BOOL_NOT,
427         BC_LEX_OP_BOOL_OR,
428         BC_LEX_OP_BOOL_AND,
429
430         BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER,
431         BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY,
432         BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE,
433         BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS,
434         BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS,
435         BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS,
436         BC_LEX_OP_ASSIGN,
437
438         BC_LEX_NLINE,
439         BC_LEX_WHITESPACE,
440
441         BC_LEX_LPAREN,
442         BC_LEX_RPAREN,
443
444         BC_LEX_LBRACKET,
445         BC_LEX_COMMA,
446         BC_LEX_RBRACKET,
447
448         BC_LEX_LBRACE,
449         BC_LEX_SCOLON,
450         BC_LEX_RBRACE,
451
452         BC_LEX_STR,
453         BC_LEX_NAME,
454         BC_LEX_NUMBER,
455
456         BC_LEX_KEY_1st_keyword,
457         BC_LEX_KEY_AUTO = BC_LEX_KEY_1st_keyword,
458         BC_LEX_KEY_BREAK,
459         BC_LEX_KEY_CONTINUE,
460         BC_LEX_KEY_DEFINE,
461         BC_LEX_KEY_ELSE,
462         BC_LEX_KEY_FOR,
463         BC_LEX_KEY_HALT,
464         // code uses "type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE" construct,
465         BC_LEX_KEY_IBASE,  // relative order should match for: BC_INST_IBASE
466         BC_LEX_KEY_IF,
467         BC_LEX_KEY_LAST,   // relative order should match for: BC_INST_LAST
468         BC_LEX_KEY_LENGTH,
469         BC_LEX_KEY_LIMITS,
470         BC_LEX_KEY_OBASE,  // relative order should match for: BC_INST_OBASE
471         BC_LEX_KEY_PRINT,
472         BC_LEX_KEY_QUIT,
473         BC_LEX_KEY_READ,
474         BC_LEX_KEY_RETURN,
475         BC_LEX_KEY_SCALE,
476         BC_LEX_KEY_SQRT,
477         BC_LEX_KEY_WHILE,
478
479 #if ENABLE_DC
480         BC_LEX_EQ_NO_REG,
481         BC_LEX_OP_MODEXP,
482         BC_LEX_OP_DIVMOD,
483
484         BC_LEX_COLON,
485         BC_LEX_ELSE,
486         BC_LEX_EXECUTE,
487         BC_LEX_PRINT_STACK,
488         BC_LEX_CLEAR_STACK,
489         BC_LEX_STACK_LEVEL,
490         BC_LEX_DUPLICATE,
491         BC_LEX_SWAP,
492         BC_LEX_POP,
493
494         BC_LEX_ASCIIFY,
495         BC_LEX_PRINT_STREAM,
496
497         BC_LEX_STORE_IBASE,
498         BC_LEX_STORE_SCALE,
499         BC_LEX_LOAD,
500         BC_LEX_LOAD_POP,
501         BC_LEX_STORE_PUSH,
502         BC_LEX_STORE_OBASE,
503         BC_LEX_PRINT_POP,
504         BC_LEX_NQUIT,
505         BC_LEX_SCALE_FACTOR,
506 #endif
507 } BcLexType;
508 // must match order of BC_LEX_KEY_foo etc above
509 #if ENABLE_BC
510 struct BcLexKeyword {
511         char name8[8];
512 };
513 #define BC_LEX_KW_ENTRY(a, b, c)            \
514         { .name8 = a /*, .len = b, .posix = c*/ }
515 static const struct BcLexKeyword bc_lex_kws[20] = {
516         BC_LEX_KW_ENTRY("auto"    , 4, 1), // 0
517         BC_LEX_KW_ENTRY("break"   , 5, 1), // 1
518         BC_LEX_KW_ENTRY("continue", 8, 0), // 2 note: this one has no terminating NUL
519         BC_LEX_KW_ENTRY("define"  , 6, 1), // 3
520
521         BC_LEX_KW_ENTRY("else"    , 4, 0), // 4
522         BC_LEX_KW_ENTRY("for"     , 3, 1), // 5
523         BC_LEX_KW_ENTRY("halt"    , 4, 0), // 6
524         BC_LEX_KW_ENTRY("ibase"   , 5, 1), // 7
525
526         BC_LEX_KW_ENTRY("if"      , 2, 1), // 8
527         BC_LEX_KW_ENTRY("last"    , 4, 0), // 9
528         BC_LEX_KW_ENTRY("length"  , 6, 1), // 10
529         BC_LEX_KW_ENTRY("limits"  , 6, 0), // 11
530
531         BC_LEX_KW_ENTRY("obase"   , 5, 1), // 12
532         BC_LEX_KW_ENTRY("print"   , 5, 0), // 13
533         BC_LEX_KW_ENTRY("quit"    , 4, 1), // 14
534         BC_LEX_KW_ENTRY("read"    , 4, 0), // 15
535
536         BC_LEX_KW_ENTRY("return"  , 6, 1), // 16
537         BC_LEX_KW_ENTRY("scale"   , 5, 1), // 17
538         BC_LEX_KW_ENTRY("sqrt"    , 4, 1), // 18
539         BC_LEX_KW_ENTRY("while"   , 5, 1), // 19
540 };
541 enum {
542         POSIX_KWORD_MASK = 0
543                 | (1 << 0)
544                 | (1 << 1)
545                 | (0 << 2)
546                 | (1 << 3)
547                 \
548                 | (0 << 4)
549                 | (1 << 5)
550                 | (0 << 6)
551                 | (1 << 7)
552                 \
553                 | (1 << 8)
554                 | (0 << 9)
555                 | (1 << 10)
556                 | (0 << 11)
557                 \
558                 | (1 << 12)
559                 | (0 << 13)
560                 | (1 << 14)
561                 | (0 << 15)
562                 \
563                 | (1 << 16)
564                 | (1 << 17)
565                 | (1 << 18)
566                 | (1 << 19)
567 };
568 #endif
569
570 struct BcLex;
571 typedef BcStatus (*BcLexNext)(struct BcLex *);
572
573 typedef struct BcLex {
574
575         const char *buf;
576         size_t i;
577         size_t line;
578         size_t len;
579         bool newline;
580
581         struct {
582                 BcLexType t;
583                 BcLexType last;
584                 BcVec v;
585         } t;
586
587         BcLexNext next;
588
589 } BcLex;
590
591 #define BC_PARSE_STREND ((char) UCHAR_MAX)
592
593 #define bc_parse_push(p, i) (bc_vec_pushByte(&(p)->func->code, (char) (i)))
594 #define bc_parse_updateFunc(p, f) \
595         ((p)->func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ((p)->fidx = (f))))
596
597 #define BC_PARSE_REL (1 << 0)
598 #define BC_PARSE_PRINT (1 << 1)
599 #define BC_PARSE_NOCALL (1 << 2)
600 #define BC_PARSE_NOREAD (1 << 3)
601 #define BC_PARSE_ARRAY (1 << 4)
602
603 #define BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(parse) ((uint8_t *) bc_vec_top(&(parse)->flags))
604 #define BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) (*(BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(parse)))
605
606 #define BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER (1 << 0)
607 #define BC_PARSE_FUNC_INNER(parse) \
608         (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER)
609
610 #define BC_PARSE_FLAG_FUNC (1 << 1)
611 #define BC_PARSE_FUNC(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_FUNC)
612
613 #define BC_PARSE_FLAG_BODY (1 << 2)
614 #define BC_PARSE_BODY(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_BODY)
615
616 #define BC_PARSE_FLAG_LOOP (1 << 3)
617 #define BC_PARSE_LOOP(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_LOOP)
618
619 #define BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER (1 << 4)
620 #define BC_PARSE_LOOP_INNER(parse) \
621         (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER)
622
623 #define BC_PARSE_FLAG_IF (1 << 5)
624 #define BC_PARSE_IF(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_IF)
625
626 #define BC_PARSE_FLAG_ELSE (1 << 6)
627 #define BC_PARSE_ELSE(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_ELSE)
628
629 #define BC_PARSE_FLAG_IF_END (1 << 7)
630 #define BC_PARSE_IF_END(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_IF_END)
631
632 #define BC_PARSE_CAN_EXEC(parse)                                             \
633         (!(BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) &                                            \
634            (BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER | BC_PARSE_FLAG_FUNC | BC_PARSE_FLAG_BODY | \
635             BC_PARSE_FLAG_LOOP | BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER | BC_PARSE_FLAG_IF |   \
636             BC_PARSE_FLAG_ELSE | BC_PARSE_FLAG_IF_END)))
637
638 typedef struct BcParseNext {
639         uint32_t len;
640         BcLexType tokens[4];
641 } BcParseNext;
642
643 #define BC_PARSE_NEXT_TOKENS(...) .tokens = { __VA_ARGS__ }
644 #define BC_PARSE_NEXT(a, ...)                         \
645         {                                                 \
646                 .len = (a), BC_PARSE_NEXT_TOKENS(__VA_ARGS__) \
647         }
648
649 struct BcParse;
650
651 struct BcProgram;
652
653 typedef BcStatus (*BcParseParse)(struct BcParse *);
654
655 typedef struct BcParse {
656
657         BcParseParse parse;
658
659         BcLex l;
660
661         BcVec flags;
662
663         BcVec exits;
664         BcVec conds;
665
666         BcVec ops;
667
668         BcFunc *func;
669         size_t fidx;
670
671         size_t nbraces;
672         bool auto_part;
673
674 } BcParse;
675
676 typedef struct BcProgram {
677
678         size_t len;
679         size_t scale;
680
681         BcNum ib;
682         size_t ib_t;
683         BcNum ob;
684         size_t ob_t;
685
686         BcNum hexb;
687
688 #if ENABLE_DC
689         BcNum strmb;
690 #endif
691
692         BcVec results;
693         BcVec stack;
694
695         BcVec fns;
696         BcVec fn_map;
697
698         BcVec vars;
699         BcVec var_map;
700
701         BcVec arrs;
702         BcVec arr_map;
703
704         BcVec strs;
705         BcVec consts;
706
707         const char *file;
708
709         BcNum last;
710         BcNum zero;
711         BcNum one;
712
713         size_t nchars;
714
715 } BcProgram;
716
717 #define BC_PROG_STACK(s, n) ((s)->len >= ((size_t) n))
718
719 #define BC_PROG_MAIN (0)
720 #define BC_PROG_READ (1)
721
722 #if ENABLE_DC
723 #define BC_PROG_REQ_FUNCS (2)
724 #endif
725
726 #define BC_PROG_STR(n) (!(n)->num && !(n)->cap)
727 #define BC_PROG_NUM(r, n) \
728         ((r)->t != BC_RESULT_ARRAY && (r)->t != BC_RESULT_STR && !BC_PROG_STR(n))
729
730 typedef unsigned long (*BcProgramBuiltIn)(BcNum *);
731
732 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx);
733 static void bc_program_reset(void);
734
735 #define BC_FLAG_X (1 << 0)
736 #define BC_FLAG_W (1 << 1)
737 #define BC_FLAG_V (1 << 2)
738 #define BC_FLAG_S (1 << 3)
739 #define BC_FLAG_Q (1 << 4)
740 #define BC_FLAG_L (1 << 5)
741 #define BC_FLAG_I (1 << 6)
742
743 #define BC_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
744 #define BC_MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
745
746 #define BC_MAX_OBASE  ((unsigned) 999)
747 #define BC_MAX_DIM    ((unsigned) INT_MAX)
748 #define BC_MAX_SCALE  ((unsigned) UINT_MAX)
749 #define BC_MAX_STRING ((unsigned) UINT_MAX - 1)
750 #define BC_MAX_NAME   BC_MAX_STRING
751 #define BC_MAX_NUM    BC_MAX_STRING
752 #define BC_MAX_EXP    ((unsigned long) LONG_MAX)
753 #define BC_MAX_VARS   ((unsigned long) SIZE_MAX - 1)
754
755 struct globals {
756         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(smallint ttyin;)
757         smallint eof;
758         char sbgn;
759         char send;
760
761         BcParse prs;
762         BcProgram prog;
763
764         // For error messages. Can be set to current parsed line,
765         // or [TODO] to current executing line (can be before last parsed one)
766         unsigned err_line;
767
768         BcVec files;
769
770         char *env_args;
771
772 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
773         line_input_t *line_input_state;
774 #endif
775 } FIX_ALIASING;
776 #define G (*ptr_to_globals)
777 #define INIT_G() do { \
778         SET_PTR_TO_GLOBALS(xzalloc(sizeof(G))); \
779 } while (0)
780 #define FREE_G() do { \
781         FREE_PTR_TO_GLOBALS(); \
782 } while (0)
783 #define G_posix (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_S))
784 #define G_warn  (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_W))
785 #define G_exreg (ENABLE_DC && (option_mask32 & BC_FLAG_X))
786 #define G_interrupt (ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS ? bb_got_signal : 0)
787 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
788 # define G_ttyin G.ttyin
789 #else
790 # define G_ttyin 0
791 #endif
792 #define IS_BC (ENABLE_BC && (!ENABLE_DC || applet_name[0] == 'b'))
793
794 #if ENABLE_BC
795
796 // This is a bit array that corresponds to token types. An entry is
797 // true if the token is valid in an expression, false otherwise.
798 enum {
799         BC_PARSE_EXPRS_BITS = 0
800         + ((uint64_t)((0 << 0)+(0 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (0*8))
801         + ((uint64_t)((1 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (1*8))
802         + ((uint64_t)((1 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (2*8))
803         + ((uint64_t)((1 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(0 << 3)+(0 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(0 << 7)) << (3*8))
804         + ((uint64_t)((0 << 0)+(0 << 1)+(0 << 2)+(0 << 3)+(0 << 4)+(0 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (4*8))
805         + ((uint64_t)((0 << 0)+(0 << 1)+(0 << 2)+(0 << 3)+(0 << 4)+(0 << 5)+(0 << 6)+(1 << 7)) << (5*8))
806         + ((uint64_t)((0 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(0 << 5)+(0 << 6)+(1 << 7)) << (6*8))
807         + ((uint64_t)((0 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(0 << 3)                                    ) << (7*8))
808 };
809 static ALWAYS_INLINE long bc_parse_exprs(unsigned i)
810 {
811 #if ULONG_MAX > 0xffffffff
812         // 64-bit version (will not work correctly for 32-bit longs!)
813         return BC_PARSE_EXPRS_BITS & (1UL << i);
814 #else
815         // 32-bit version
816         unsigned long m = (uint32_t)BC_PARSE_EXPRS_BITS;
817         if (i >= 32) {
818                 m = (uint32_t)(BC_PARSE_EXPRS_BITS >> 32);
819                 i &= 31;
820         }
821         return m & (1UL << i);
822 #endif
823 }
824
825 // This is an array of data for operators that correspond to token types.
826 static const uint8_t bc_parse_ops[] = {
827 #define OP(p,l) ((int)(l) * 0x10 + (p))
828         OP(0, false), OP( 0, false ), // inc dec
829         OP(1, false), // neg
830         OP(2, false),
831         OP(3, true ), OP( 3, true  ), OP( 3, true  ), // pow mul div
832         OP(4, true ), OP( 4, true  ), // mod + -
833         OP(6, true ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true ), // == <= >= != < >
834         OP(1, false), // not
835         OP(7, true ), OP( 7, true  ), // or and
836         OP(5, false), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), // ^= *= /= %= +=
837         OP(5, false), OP( 5, false ), // -= =
838 #undef OP
839 };
840 #define bc_parse_op_PREC(i) (bc_parse_ops[i] & 0x0f)
841 #define bc_parse_op_LEFT(i) (bc_parse_ops[i] & 0x10)
842
843 // These identify what tokens can come after expressions in certain cases.
844 static const BcParseNext bc_parse_next_expr =
845         BC_PARSE_NEXT(4, BC_LEX_NLINE, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_RBRACE, BC_LEX_EOF);
846 static const BcParseNext bc_parse_next_param =
847         BC_PARSE_NEXT(2, BC_LEX_RPAREN, BC_LEX_COMMA);
848 static const BcParseNext bc_parse_next_print =
849         BC_PARSE_NEXT(4, BC_LEX_COMMA, BC_LEX_NLINE, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_EOF);
850 static const BcParseNext bc_parse_next_rel = BC_PARSE_NEXT(1, BC_LEX_RPAREN);
851 static const BcParseNext bc_parse_next_elem = BC_PARSE_NEXT(1, BC_LEX_RBRACKET);
852 static const BcParseNext bc_parse_next_for = BC_PARSE_NEXT(1, BC_LEX_SCOLON);
853 static const BcParseNext bc_parse_next_read =
854         BC_PARSE_NEXT(2, BC_LEX_NLINE, BC_LEX_EOF);
855 #endif // ENABLE_BC
856
857 #if ENABLE_DC
858 static const BcLexType dc_lex_regs[] = {
859         BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_NE,
860         BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_COLON,
861         BC_LEX_ELSE, BC_LEX_LOAD, BC_LEX_LOAD_POP, BC_LEX_OP_ASSIGN,
862         BC_LEX_STORE_PUSH,
863 };
864
865 static const BcLexType dc_lex_tokens[] = {
866         BC_LEX_OP_MODULUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_LPAREN,
867         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_MULTIPLY, BC_LEX_OP_PLUS, BC_LEX_INVALID,
868         BC_LEX_OP_MINUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVIDE,
869         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
870         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
871         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
872         BC_LEX_COLON, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_OP_REL_EQ,
873         BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_KEY_READ, BC_LEX_INVALID,
874         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
875         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EQ_NO_REG, BC_LEX_INVALID,
876         BC_LEX_KEY_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SCALE, BC_LEX_LOAD_POP,
877         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_BOOL_NOT, BC_LEX_KEY_OBASE, BC_LEX_PRINT_STREAM,
878         BC_LEX_NQUIT, BC_LEX_POP, BC_LEX_STORE_PUSH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
879         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_SCALE_FACTOR, BC_LEX_INVALID,
880         BC_LEX_KEY_LENGTH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
881         BC_LEX_OP_POWER, BC_LEX_NEG, BC_LEX_INVALID,
882         BC_LEX_ASCIIFY, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_CLEAR_STACK, BC_LEX_DUPLICATE,
883         BC_LEX_ELSE, BC_LEX_PRINT_STACK, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
884         BC_LEX_STORE_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STORE_SCALE, BC_LEX_LOAD,
885         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_PRINT_POP, BC_LEX_STORE_OBASE, BC_LEX_KEY_PRINT,
886         BC_LEX_KEY_QUIT, BC_LEX_SWAP, BC_LEX_OP_ASSIGN, BC_LEX_INVALID,
887         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SQRT, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EXECUTE,
888         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STACK_LEVEL,
889         BC_LEX_LBRACE, BC_LEX_OP_MODEXP, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVMOD,
890         BC_LEX_INVALID
891 };
892
893 static const BcInst dc_parse_insts[] = {
894         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
895         BC_INST_INVALID, BC_INST_POWER, BC_INST_MULTIPLY, BC_INST_DIVIDE,
896         BC_INST_MODULUS, BC_INST_PLUS, BC_INST_MINUS,
897         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
898         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
899         BC_INST_BOOL_NOT, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
900         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
901         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
902         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GT, BC_INST_INVALID,
903         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
904         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
905         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
906         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
907         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_IBASE,
908         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_LENGTH, BC_INST_INVALID,
909         BC_INST_OBASE, BC_INST_PRINT, BC_INST_QUIT, BC_INST_INVALID,
910         BC_INST_INVALID, BC_INST_SCALE, BC_INST_SQRT, BC_INST_INVALID,
911         BC_INST_REL_EQ, BC_INST_MODEXP, BC_INST_DIVMOD, BC_INST_INVALID,
912         BC_INST_INVALID, BC_INST_EXECUTE, BC_INST_PRINT_STACK, BC_INST_CLEAR_STACK,
913         BC_INST_STACK_LEN, BC_INST_DUPLICATE, BC_INST_SWAP, BC_INST_POP,
914         BC_INST_ASCIIFY, BC_INST_PRINT_STREAM, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
915         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
916         BC_INST_PRINT, BC_INST_NQUIT, BC_INST_SCALE_FUNC,
917 };
918 #endif // ENABLE_DC
919
920 static const BcNumBinaryOp bc_program_ops[] = {
921         bc_num_pow, bc_num_mul, bc_num_div, bc_num_mod, bc_num_add, bc_num_sub,
922 };
923
924 static void fflush_and_check(void)
925 {
926         fflush_all();
927         if (ferror(stdout) || ferror(stderr))
928                 bb_perror_msg_and_die("output error");
929 }
930
931 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
932 #define quit_or_return_for_exit() \
933 do { \
934         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(G_ttyin = 0;) /* do not loop in main loop anymore */ \
935         return BC_STATUS_FAILURE; \
936 } while (0)
937 #else
938 #define quit_or_return_for_exit() quit()
939 #endif
940
941 static void quit(void) NORETURN;
942 static void quit(void)
943 {
944         if (ferror(stdin))
945                 bb_perror_msg_and_die("input error");
946         fflush_and_check();
947         exit(0);
948 }
949
950 static void bc_verror_msg(const char *fmt, va_list p)
951 {
952         const char *sv = sv; /* for compiler */
953         if (G.prog.file) {
954                 sv = applet_name;
955                 applet_name = xasprintf("%s: %s:%u", applet_name, G.prog.file, G.err_line);
956         }
957         bb_verror_msg(fmt, p, NULL);
958         if (G.prog.file) {
959                 free((char*)applet_name);
960                 applet_name = sv;
961         }
962 }
963
964 static NOINLINE int bc_error_fmt(const char *fmt, ...)
965 {
966         va_list p;
967
968         va_start(p, fmt);
969         bc_verror_msg(fmt, p);
970         va_end(p);
971
972         if (!ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin)
973                 exit(1);
974         return BC_STATUS_FAILURE;
975 }
976
977 #if ENABLE_BC
978 static NOINLINE int bc_posix_error_fmt(const char *fmt, ...)
979 {
980         va_list p;
981
982         // Are non-POSIX constructs totally ok?
983         if (!(option_mask32 & (BC_FLAG_S|BC_FLAG_W)))
984                 return BC_STATUS_SUCCESS; // yes
985
986         va_start(p, fmt);
987         bc_verror_msg(fmt, p);
988         va_end(p);
989
990         // Do we treat non-POSIX constructs as errors?
991         if (!(option_mask32 & BC_FLAG_S))
992                 return BC_STATUS_SUCCESS; // no, it's a warning
993         if (!ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin)
994                 exit(1);
995         return BC_STATUS_FAILURE;
996 }
997 #endif
998
999 // We use error functions with "return bc_error(FMT[, PARAMS])" idiom.
1000 // This idiom begs for tail-call optimization, but for it to work,
1001 // function must not have caller-cleaned parameters on stack.
1002 // Unfortunately, vararg function API does exactly that on most arches.
1003 // Thus, use these shims for the cases when we have no vararg PARAMS:
1004 static int bc_error(const char *msg)
1005 {
1006         return bc_error_fmt("%s", msg);
1007 }
1008 #if ENABLE_BC
1009 static int bc_POSIX_requires(const char *msg)
1010 {
1011         return bc_posix_error_fmt("POSIX requires %s", msg);
1012 }
1013 static int bc_POSIX_does_not_allow(const char *msg)
1014 {
1015         return bc_posix_error_fmt("%s%s", "POSIX does not allow ", msg);
1016 }
1017 static int bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(const char *msg)
1018 {
1019         return bc_posix_error_fmt("%s%s %s", "POSIX does not allow ", "boolean operators; the following is bad:", msg);
1020 }
1021 static int bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(const char *msg)
1022 {
1023         return bc_posix_error_fmt("%san empty %s expression in a for loop", "POSIX does not allow ", msg);
1024 }
1025 #endif
1026 static int bc_error_bad_character(char c)
1027 {
1028         return bc_error_fmt("bad character '%c'", c);
1029 }
1030 static int bc_error_bad_expression(void)
1031 {
1032         return bc_error("bad expression");
1033 }
1034 static int bc_error_bad_token(void)
1035 {
1036         return bc_error("bad token");
1037 }
1038 static int bc_error_stack_has_too_few_elements(void)
1039 {
1040         return bc_error("stack has too few elements");
1041 }
1042 static int bc_error_variable_is_wrong_type(void)
1043 {
1044         return bc_error("variable is wrong type");
1045 }
1046 static int bc_error_nested_read_call(void)
1047 {
1048         return bc_error("read() call inside of a read() call");
1049 }
1050
1051 static void bc_vec_grow(BcVec *v, size_t n)
1052 {
1053         size_t cap = v->cap * 2;
1054         while (cap < v->len + n) cap *= 2;
1055         v->v = xrealloc(v->v, v->size * cap);
1056         v->cap = cap;
1057 }
1058
1059 static void bc_vec_init(BcVec *v, size_t esize, BcVecFree dtor)
1060 {
1061         v->size = esize;
1062         v->cap = BC_VEC_START_CAP;
1063         v->len = 0;
1064         v->dtor = dtor;
1065         v->v = xmalloc(esize * BC_VEC_START_CAP);
1066 }
1067
1068 static void bc_char_vec_init(BcVec *v)
1069 {
1070         bc_vec_init(v, sizeof(char), NULL);
1071 }
1072
1073 static void bc_vec_expand(BcVec *v, size_t req)
1074 {
1075         if (v->cap < req) {
1076                 v->v = xrealloc(v->v, v->size * req);
1077                 v->cap = req;
1078         }
1079 }
1080
1081 static void bc_vec_npop(BcVec *v, size_t n)
1082 {
1083         if (!v->dtor)
1084                 v->len -= n;
1085         else {
1086                 size_t len = v->len - n;
1087                 while (v->len > len) v->dtor(v->v + (v->size * --v->len));
1088         }
1089 }
1090
1091 static void bc_vec_pop_all(BcVec *v)
1092 {
1093         bc_vec_npop(v, v->len);
1094 }
1095
1096 static void bc_vec_push(BcVec *v, const void *data)
1097 {
1098         if (v->len + 1 > v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1099         memmove(v->v + (v->size * v->len), data, v->size);
1100         v->len += 1;
1101 }
1102
1103 static void bc_vec_pushByte(BcVec *v, char data)
1104 {
1105         bc_vec_push(v, &data);
1106 }
1107
1108 static void bc_vec_pushZeroByte(BcVec *v)
1109 {
1110         //bc_vec_pushByte(v, '\0');
1111         // better:
1112         bc_vec_push(v, &const_int_0);
1113 }
1114
1115 static void bc_vec_pushAt(BcVec *v, const void *data, size_t idx)
1116 {
1117         if (idx == v->len)
1118                 bc_vec_push(v, data);
1119         else {
1120
1121                 char *ptr;
1122
1123                 if (v->len == v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1124
1125                 ptr = v->v + v->size * idx;
1126
1127                 memmove(ptr + v->size, ptr, v->size * (v->len++ - idx));
1128                 memmove(ptr, data, v->size);
1129         }
1130 }
1131
1132 static void bc_vec_string(BcVec *v, size_t len, const char *str)
1133 {
1134         bc_vec_pop_all(v);
1135         bc_vec_expand(v, len + 1);
1136         memcpy(v->v, str, len);
1137         v->len = len;
1138
1139         bc_vec_pushZeroByte(v);
1140 }
1141
1142 static void bc_vec_concat(BcVec *v, const char *str)
1143 {
1144         size_t len;
1145
1146         if (v->len == 0) bc_vec_pushZeroByte(v);
1147
1148         len = v->len + strlen(str);
1149
1150         if (v->cap < len) bc_vec_grow(v, len - v->len);
1151         strcat(v->v, str);
1152
1153         v->len = len;
1154 }
1155
1156 static void *bc_vec_item(const BcVec *v, size_t idx)
1157 {
1158         return v->v + v->size * idx;
1159 }
1160
1161 static void *bc_vec_item_rev(const BcVec *v, size_t idx)
1162 {
1163         return v->v + v->size * (v->len - idx - 1);
1164 }
1165
1166 static void bc_vec_free(void *vec)
1167 {
1168         BcVec *v = (BcVec *) vec;
1169         bc_vec_pop_all(v);
1170         free(v->v);
1171 }
1172
1173 static int bc_id_cmp(const void *e1, const void *e2)
1174 {
1175         return strcmp(((const BcId *) e1)->name, ((const BcId *) e2)->name);
1176 }
1177
1178 static void bc_id_free(void *id)
1179 {
1180         free(((BcId *) id)->name);
1181 }
1182
1183 static size_t bc_map_find(const BcVec *v, const void *ptr)
1184 {
1185         size_t low = 0, high = v->len;
1186
1187         while (low < high) {
1188
1189                 size_t mid = (low + high) / 2;
1190                 BcId *id = bc_vec_item(v, mid);
1191                 int result = bc_id_cmp(ptr, id);
1192
1193                 if (result == 0)
1194                         return mid;
1195                 else if (result < 0)
1196                         high = mid;
1197                 else
1198                         low = mid + 1;
1199         }
1200
1201         return low;
1202 }
1203
1204 static int bc_map_insert(BcVec *v, const void *ptr, size_t *i)
1205 {
1206         size_t n = *i = bc_map_find(v, ptr);
1207
1208         if (n == v->len)
1209                 bc_vec_push(v, ptr);
1210         else if (!bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, n)))
1211                 return 0; // "was not inserted"
1212         else
1213                 bc_vec_pushAt(v, ptr, n);
1214         return 1; // "was inserted"
1215 }
1216
1217 #if ENABLE_BC
1218 static size_t bc_map_index(const BcVec *v, const void *ptr)
1219 {
1220         size_t i = bc_map_find(v, ptr);
1221         if (i >= v->len) return BC_VEC_INVALID_IDX;
1222         return bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, i)) ? BC_VEC_INVALID_IDX : i;
1223 }
1224 #endif
1225
1226 static int push_input_byte(BcVec *vec, char c)
1227 {
1228         if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1229          || c > 0x7e
1230         ) {
1231                 // Bad chars on this line, ignore entire line
1232                 bc_error_fmt("illegal character 0x%02x", c);
1233                 return 1;
1234         }
1235         bc_vec_pushByte(vec, (char)c);
1236         return 0;
1237 }
1238
1239 static BcStatus bc_read_line(BcVec *vec, const char *prompt)
1240 {
1241         bool bad_chars;
1242
1243         if (G_posix) prompt = "";
1244
1245         do {
1246                 int c;
1247
1248                 bad_chars = 0;
1249                 bc_vec_pop_all(vec);
1250
1251                 fflush_and_check();
1252
1253 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1254                 if (bb_got_signal) { // ^C was pressed
1255  intr:
1256                         bb_got_signal = 0; // resets G_interrupt to zero
1257                         fputs(IS_BC
1258                                 ? "\ninterrupt (type \"quit\" to exit)\n"
1259                                 : "\ninterrupt (type \"q\" to exit)\n"
1260                                 , stderr);
1261                 }
1262 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
1263                 if (G_ttyin) {
1264                         int n, i;
1265 #  define line_buf bb_common_bufsiz1
1266                         n = read_line_input(G.line_input_state, prompt, line_buf, COMMON_BUFSIZE);
1267                         if (n <= 0) { // read errors or EOF, or ^D, or ^C
1268                                 if (n == 0) // ^C
1269                                         goto intr;
1270                                 G.eof = 1;
1271                                 break;
1272                         }
1273                         i = 0;
1274                         for (;;) {
1275                                 c = line_buf[i++];
1276                                 if (!c) break;
1277                                 bad_chars |= push_input_byte(vec, c);
1278                         }
1279 #  undef line_buf
1280                 } else
1281 # endif
1282 #endif
1283                 {
1284                         if (G_ttyin)
1285                                 fputs(prompt, stderr);
1286                         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(errno = 0;)
1287                         do {
1288                                 c = fgetc(stdin);
1289 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS && !ENABLE_FEATURE_EDITING
1290                                 // Both conditions appear simultaneously, check both just in case
1291                                 if (errno == EINTR || bb_got_signal) {
1292                                         // ^C was pressed
1293                                         clearerr(stdin);
1294                                         goto intr;
1295                                 }
1296 #endif
1297                                 if (c == EOF) {
1298                                         if (ferror(stdin))
1299                                                 quit(); // this emits error message
1300                                         G.eof = 1;
1301                                         // Note: EOF does not append '\n', therefore:
1302                                         // printf 'print 123\n' | bc - works
1303                                         // printf 'print 123' | bc   - fails (syntax error)
1304                                         break;
1305                                 }
1306                                 bad_chars |= push_input_byte(vec, c);
1307                         } while (c != '\n');
1308                 }
1309         } while (bad_chars);
1310
1311         bc_vec_pushZeroByte(vec);
1312
1313         return BC_STATUS_SUCCESS;
1314 }
1315
1316 static char* bc_read_file(const char *path)
1317 {
1318         char *buf;
1319         size_t size = ((size_t) -1);
1320         size_t i;
1321
1322         buf = xmalloc_open_read_close(path, &size);
1323
1324         for (i = 0; i < size; ++i) {
1325                 char c = buf[i];
1326                 if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1327                  || c > 0x7e
1328                 ) {
1329                         free(buf);
1330                         buf = NULL;
1331                         break;
1332                 }
1333         }
1334
1335         return buf;
1336 }
1337
1338 static void bc_num_setToZero(BcNum *n, size_t scale)
1339 {
1340         n->len = 0;
1341         n->neg = false;
1342         n->rdx = scale;
1343 }
1344
1345 static void bc_num_zero(BcNum *n)
1346 {
1347         bc_num_setToZero(n, 0);
1348 }
1349
1350 static void bc_num_one(BcNum *n)
1351 {
1352         bc_num_setToZero(n, 0);
1353         n->len = 1;
1354         n->num[0] = 1;
1355 }
1356
1357 static void bc_num_ten(BcNum *n)
1358 {
1359         bc_num_setToZero(n, 0);
1360         n->len = 2;
1361         n->num[0] = 0;
1362         n->num[1] = 1;
1363 }
1364
1365 static void bc_num_init(BcNum *n, size_t req)
1366 {
1367         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1368         memset(n, 0, sizeof(BcNum));
1369         n->num = xmalloc(req);
1370         n->cap = req;
1371 }
1372
1373 static void bc_num_expand(BcNum *n, size_t req)
1374 {
1375         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1376         if (req > n->cap) {
1377                 n->num = xrealloc(n->num, req);
1378                 n->cap = req;
1379         }
1380 }
1381
1382 static void bc_num_free(void *num)
1383 {
1384         free(((BcNum *) num)->num);
1385 }
1386
1387 static void bc_num_copy(BcNum *d, BcNum *s)
1388 {
1389         if (d != s) {
1390                 bc_num_expand(d, s->cap);
1391                 d->len = s->len;
1392                 d->neg = s->neg;
1393                 d->rdx = s->rdx;
1394                 memcpy(d->num, s->num, sizeof(BcDig) * d->len);
1395         }
1396 }
1397
1398 static BcStatus bc_num_ulong(BcNum *n, unsigned long *result)
1399 {
1400         size_t i;
1401         unsigned long pow;
1402
1403         if (n->neg) return bc_error("negative number");
1404
1405         for (*result = 0, pow = 1, i = n->rdx; i < n->len; ++i) {
1406
1407                 unsigned long prev = *result, powprev = pow;
1408
1409                 *result += ((unsigned long) n->num[i]) * pow;
1410                 pow *= 10;
1411
1412                 if (*result < prev || pow < powprev)
1413                         return bc_error("overflow");
1414         }
1415
1416         return BC_STATUS_SUCCESS;
1417 }
1418
1419 static void bc_num_ulong2num(BcNum *n, unsigned long val)
1420 {
1421         size_t len;
1422         BcDig *ptr;
1423         unsigned long i;
1424
1425         bc_num_zero(n);
1426
1427         if (val == 0) return;
1428
1429         for (len = 1, i = ULONG_MAX; i != 0; i /= 10, ++len) bc_num_expand(n, len);
1430         for (ptr = n->num, i = 0; val; ++i, ++n->len, val /= 10) ptr[i] = val % 10;
1431 }
1432
1433 static void bc_num_subArrays(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b,
1434                                  size_t len)
1435 {
1436         size_t i, j;
1437         for (i = 0; i < len; ++i) {
1438                 for (a[i] -= b[i], j = 0; a[i + j] < 0;) {
1439                         a[i + j++] += 10;
1440                         a[i + j] -= 1;
1441                 }
1442         }
1443 }
1444
1445 static ssize_t bc_num_compare(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1446 {
1447         size_t i;
1448         int c = 0;
1449         for (i = len - 1; i < len && !(c = a[i] - b[i]); --i);
1450         return BC_NUM_NEG(i + 1, c < 0);
1451 }
1452
1453 static ssize_t bc_num_cmp(BcNum *a, BcNum *b)
1454 {
1455         size_t i, min, a_int, b_int, diff;
1456         BcDig *max_num, *min_num;
1457         bool a_max, neg = false;
1458         ssize_t cmp;
1459
1460         if (a == b) return 0;
1461         if (a->len == 0) return BC_NUM_NEG(!!b->len, !b->neg);
1462         if (b->len == 0) return BC_NUM_NEG(1, a->neg);
1463         if (a->neg) {
1464                 if (b->neg)
1465                         neg = true;
1466                 else
1467                         return -1;
1468         }
1469         else if (b->neg)
1470                 return 1;
1471
1472         a_int = BC_NUM_INT(a);
1473         b_int = BC_NUM_INT(b);
1474         a_int -= b_int;
1475         a_max = (a->rdx > b->rdx);
1476
1477         if (a_int != 0) return (ssize_t) a_int;
1478
1479         if (a_max) {
1480                 min = b->rdx;
1481                 diff = a->rdx - b->rdx;
1482                 max_num = a->num + diff;
1483                 min_num = b->num;
1484         }
1485         else {
1486                 min = a->rdx;
1487                 diff = b->rdx - a->rdx;
1488                 max_num = b->num + diff;
1489                 min_num = a->num;
1490         }
1491
1492         cmp = bc_num_compare(max_num, min_num, b_int + min);
1493         if (cmp != 0) return BC_NUM_NEG(cmp, (!a_max) != neg);
1494
1495         for (max_num -= diff, i = diff - 1; i < diff; --i) {
1496                 if (max_num[i]) return BC_NUM_NEG(1, (!a_max) != neg);
1497         }
1498
1499         return 0;
1500 }
1501
1502 static void bc_num_truncate(BcNum *n, size_t places)
1503 {
1504         if (places == 0) return;
1505
1506         n->rdx -= places;
1507
1508         if (n->len != 0) {
1509                 n->len -= places;
1510                 memmove(n->num, n->num + places, n->len * sizeof(BcDig));
1511         }
1512 }
1513
1514 static void bc_num_extend(BcNum *n, size_t places)
1515 {
1516         size_t len = n->len + places;
1517
1518         if (places != 0) {
1519
1520                 if (n->cap < len) bc_num_expand(n, len);
1521
1522                 memmove(n->num + places, n->num, sizeof(BcDig) * n->len);
1523                 memset(n->num, 0, sizeof(BcDig) * places);
1524
1525                 n->len += places;
1526                 n->rdx += places;
1527         }
1528 }
1529
1530 static void bc_num_clean(BcNum *n)
1531 {
1532         while (n->len > 0 && n->num[n->len - 1] == 0) --n->len;
1533         if (n->len == 0)
1534                 n->neg = false;
1535         else if (n->len < n->rdx)
1536                 n->len = n->rdx;
1537 }
1538
1539 static void bc_num_retireMul(BcNum *n, size_t scale, bool neg1, bool neg2)
1540 {
1541         if (n->rdx < scale)
1542                 bc_num_extend(n, scale - n->rdx);
1543         else
1544                 bc_num_truncate(n, n->rdx - scale);
1545
1546         bc_num_clean(n);
1547         if (n->len != 0) n->neg = !neg1 != !neg2;
1548 }
1549
1550 static void bc_num_split(BcNum *restrict n, size_t idx, BcNum *restrict a,
1551                          BcNum *restrict b)
1552 {
1553         if (idx < n->len) {
1554
1555                 b->len = n->len - idx;
1556                 a->len = idx;
1557                 a->rdx = b->rdx = 0;
1558
1559                 memcpy(b->num, n->num + idx, b->len * sizeof(BcDig));
1560                 memcpy(a->num, n->num, idx * sizeof(BcDig));
1561         }
1562         else {
1563                 bc_num_zero(b);
1564                 bc_num_copy(a, n);
1565         }
1566
1567         bc_num_clean(a);
1568         bc_num_clean(b);
1569 }
1570
1571 static BcStatus bc_num_shift(BcNum *n, size_t places)
1572 {
1573         if (places == 0 || n->len == 0) return BC_STATUS_SUCCESS;
1574         if (places + n->len > BC_MAX_NUM)
1575                 return bc_error("number too long: must be [1, BC_NUM_MAX]");
1576
1577         if (n->rdx >= places)
1578                 n->rdx -= places;
1579         else {
1580                 bc_num_extend(n, places - n->rdx);
1581                 n->rdx = 0;
1582         }
1583
1584         bc_num_clean(n);
1585
1586         return BC_STATUS_SUCCESS;
1587 }
1588
1589 static BcStatus bc_num_inv(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1590 {
1591         BcNum one;
1592         BcDig num[2];
1593
1594         one.cap = 2;
1595         one.num = num;
1596         bc_num_one(&one);
1597
1598         return bc_num_div(&one, a, b, scale);
1599 }
1600
1601 static BcStatus bc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1602 {
1603         BcDig *ptr, *ptr_a, *ptr_b, *ptr_c;
1604         size_t i, max, min_rdx, min_int, diff, a_int, b_int;
1605         int carry, in;
1606
1607         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1608         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1609
1610         if (a->len == 0) {
1611                 bc_num_copy(c, b);
1612                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1613                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1614         }
1615         else if (b->len == 0) {
1616                 bc_num_copy(c, a);
1617                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1618         }
1619
1620         c->neg = a->neg;
1621         c->rdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1622         min_rdx = BC_MIN(a->rdx, b->rdx);
1623         c->len = 0;
1624
1625         if (a->rdx > b->rdx) {
1626                 diff = a->rdx - b->rdx;
1627                 ptr = a->num;
1628                 ptr_a = a->num + diff;
1629                 ptr_b = b->num;
1630         }
1631         else {
1632                 diff = b->rdx - a->rdx;
1633                 ptr = b->num;
1634                 ptr_a = a->num;
1635                 ptr_b = b->num + diff;
1636         }
1637
1638         for (ptr_c = c->num, i = 0; i < diff; ++i, ++c->len) ptr_c[i] = ptr[i];
1639
1640         ptr_c += diff;
1641         a_int = BC_NUM_INT(a);
1642         b_int = BC_NUM_INT(b);
1643
1644         if (a_int > b_int) {
1645                 min_int = b_int;
1646                 max = a_int;
1647                 ptr = ptr_a;
1648         }
1649         else {
1650                 min_int = a_int;
1651                 max = b_int;
1652                 ptr = ptr_b;
1653         }
1654
1655         for (carry = 0, i = 0; i < min_rdx + min_int; ++i, ++c->len) {
1656                 in = ((int) ptr_a[i]) + ((int) ptr_b[i]) + carry;
1657                 carry = in / 10;
1658                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1659         }
1660
1661         for (; i < max + min_rdx; ++i, ++c->len) {
1662                 in = ((int) ptr[i]) + carry;
1663                 carry = in / 10;
1664                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1665         }
1666
1667         if (carry != 0) c->num[c->len++] = (BcDig) carry;
1668
1669         return BC_STATUS_SUCCESS; // can't make void, see bc_num_binary()
1670 }
1671
1672 static BcStatus bc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1673 {
1674         ssize_t cmp;
1675         BcNum *minuend, *subtrahend;
1676         size_t start;
1677         bool aneg, bneg, neg;
1678
1679         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1680         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1681
1682         if (a->len == 0) {
1683                 bc_num_copy(c, b);
1684                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1685                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1686         }
1687         else if (b->len == 0) {
1688                 bc_num_copy(c, a);
1689                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1690         }
1691
1692         aneg = a->neg;
1693         bneg = b->neg;
1694         a->neg = b->neg = false;
1695
1696         cmp = bc_num_cmp(a, b);
1697
1698         a->neg = aneg;
1699         b->neg = bneg;
1700
1701         if (cmp == 0) {
1702                 bc_num_setToZero(c, BC_MAX(a->rdx, b->rdx));
1703                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1704         }
1705         else if (cmp > 0) {
1706                 neg = a->neg;
1707                 minuend = a;
1708                 subtrahend = b;
1709         }
1710         else {
1711                 neg = b->neg;
1712                 if (sub) neg = !neg;
1713                 minuend = b;
1714                 subtrahend = a;
1715         }
1716
1717         bc_num_copy(c, minuend);
1718         c->neg = neg;
1719
1720         if (c->rdx < subtrahend->rdx) {
1721                 bc_num_extend(c, subtrahend->rdx - c->rdx);
1722                 start = 0;
1723         }
1724         else
1725                 start = c->rdx - subtrahend->rdx;
1726
1727         bc_num_subArrays(c->num + start, subtrahend->num, subtrahend->len);
1728
1729         bc_num_clean(c);
1730
1731         return BC_STATUS_SUCCESS; // can't make void, see bc_num_binary()
1732 }
1733
1734 static BcStatus bc_num_k(BcNum *restrict a, BcNum *restrict b,
1735                          BcNum *restrict c)
1736 {
1737         BcStatus s;
1738         size_t max = BC_MAX(a->len, b->len), max2 = (max + 1) / 2;
1739         BcNum l1, h1, l2, h2, m2, m1, z0, z1, z2, temp;
1740         bool aone;
1741
1742         if (a->len == 0 || b->len == 0) {
1743                 bc_num_zero(c);
1744                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1745         }
1746         aone = BC_NUM_ONE(a);
1747         if (aone || BC_NUM_ONE(b)) {
1748                 bc_num_copy(c, aone ? b : a);
1749                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1750         }
1751
1752         if (a->len + b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN ||
1753             a->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN || b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN)
1754         {
1755                 size_t i, j, len;
1756                 unsigned carry;
1757
1758                 bc_num_expand(c, a->len + b->len + 1);
1759
1760                 memset(c->num, 0, sizeof(BcDig) * c->cap);
1761                 c->len = len = 0;
1762
1763                 for (i = 0; i < b->len; ++i) {
1764
1765                         carry = 0;
1766                         for (j = 0; j < a->len; ++j) {
1767                                 unsigned in = c->num[i + j];
1768                                 in += ((unsigned) a->num[j]) * ((unsigned) b->num[i]) + carry;
1769                                 // note: compilers prefer _unsigned_ div/const
1770                                 carry = in / 10;
1771                                 c->num[i + j] = (BcDig)(in % 10);
1772                         }
1773
1774                         c->num[i + j] += (BcDig) carry;
1775                         len = BC_MAX(len, i + j + !!carry);
1776
1777                         // a=2^1000000
1778                         // a*a <- without check below, this will not be interruptible
1779                         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE;
1780                 }
1781
1782                 c->len = len;
1783
1784                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1785         }
1786
1787         bc_num_init(&l1, max);
1788         bc_num_init(&h1, max);
1789         bc_num_init(&l2, max);
1790         bc_num_init(&h2, max);
1791         bc_num_init(&m1, max);
1792         bc_num_init(&m2, max);
1793         bc_num_init(&z0, max);
1794         bc_num_init(&z1, max);
1795         bc_num_init(&z2, max);
1796         bc_num_init(&temp, max + max);
1797
1798         bc_num_split(a, max2, &l1, &h1);
1799         bc_num_split(b, max2, &l2, &h2);
1800
1801         s = bc_num_add(&h1, &l1, &m1, 0);
1802         if (s) goto err;
1803         s = bc_num_add(&h2, &l2, &m2, 0);
1804         if (s) goto err;
1805
1806         s = bc_num_k(&h1, &h2, &z0);
1807         if (s) goto err;
1808         s = bc_num_k(&m1, &m2, &z1);
1809         if (s) goto err;
1810         s = bc_num_k(&l1, &l2, &z2);
1811         if (s) goto err;
1812
1813         s = bc_num_sub(&z1, &z0, &temp, 0);
1814         if (s) goto err;
1815         s = bc_num_sub(&temp, &z2, &z1, 0);
1816         if (s) goto err;
1817
1818         s = bc_num_shift(&z0, max2 * 2);
1819         if (s) goto err;
1820         s = bc_num_shift(&z1, max2);
1821         if (s) goto err;
1822         s = bc_num_add(&z0, &z1, &temp, 0);
1823         if (s) goto err;
1824         s = bc_num_add(&temp, &z2, c, 0);
1825
1826 err:
1827         bc_num_free(&temp);
1828         bc_num_free(&z2);
1829         bc_num_free(&z1);
1830         bc_num_free(&z0);
1831         bc_num_free(&m2);
1832         bc_num_free(&m1);
1833         bc_num_free(&h2);
1834         bc_num_free(&l2);
1835         bc_num_free(&h1);
1836         bc_num_free(&l1);
1837         return s;
1838 }
1839
1840 static BcStatus bc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1841 {
1842         BcStatus s;
1843         BcNum cpa, cpb;
1844         size_t maxrdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1845
1846         scale = BC_MAX(scale, a->rdx);
1847         scale = BC_MAX(scale, b->rdx);
1848         scale = BC_MIN(a->rdx + b->rdx, scale);
1849         maxrdx = BC_MAX(maxrdx, scale);
1850
1851         bc_num_init(&cpa, a->len);
1852         bc_num_init(&cpb, b->len);
1853
1854         bc_num_copy(&cpa, a);
1855         bc_num_copy(&cpb, b);
1856         cpa.neg = cpb.neg = false;
1857
1858         s = bc_num_shift(&cpa, maxrdx);
1859         if (s) goto err;
1860         s = bc_num_shift(&cpb, maxrdx);
1861         if (s) goto err;
1862         s = bc_num_k(&cpa, &cpb, c);
1863         if (s) goto err;
1864
1865         maxrdx += scale;
1866         bc_num_expand(c, c->len + maxrdx);
1867
1868         if (c->len < maxrdx) {
1869                 memset(c->num + c->len, 0, (c->cap - c->len) * sizeof(BcDig));
1870                 c->len += maxrdx;
1871         }
1872
1873         c->rdx = maxrdx;
1874         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1875
1876 err:
1877         bc_num_free(&cpb);
1878         bc_num_free(&cpa);
1879         return s;
1880 }
1881
1882 static BcStatus bc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1883 {
1884         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
1885         BcDig *n, *p, q;
1886         size_t len, end, i;
1887         BcNum cp;
1888         bool zero = true;
1889
1890         if (b->len == 0)
1891                 return bc_error("divide by zero");
1892         else if (a->len == 0) {
1893                 bc_num_setToZero(c, scale);
1894                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1895         }
1896         else if (BC_NUM_ONE(b)) {
1897                 bc_num_copy(c, a);
1898                 bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1899                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1900         }
1901
1902         bc_num_init(&cp, BC_NUM_MREQ(a, b, scale));
1903         bc_num_copy(&cp, a);
1904         len = b->len;
1905
1906         if (len > cp.len) {
1907                 bc_num_expand(&cp, len + 2);
1908                 bc_num_extend(&cp, len - cp.len);
1909         }
1910
1911         if (b->rdx > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, b->rdx - cp.rdx);
1912         cp.rdx -= b->rdx;
1913         if (scale > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, scale - cp.rdx);
1914
1915         if (b->rdx == b->len) {
1916                 for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = !b->num[len - i - 1];
1917                 len -= i - 1;
1918         }
1919
1920         if (cp.cap == cp.len) bc_num_expand(&cp, cp.len + 1);
1921
1922         // We want an extra zero in front to make things simpler.
1923         cp.num[cp.len++] = 0;
1924         end = cp.len - len;
1925
1926         bc_num_expand(c, cp.len);
1927
1928         bc_num_zero(c);
1929         memset(c->num + end, 0, (c->cap - end) * sizeof(BcDig));
1930         c->rdx = cp.rdx;
1931         c->len = cp.len;
1932         p = b->num;
1933
1934         for (i = end - 1; !s && i < end; --i) {
1935                 n = cp.num + i;
1936                 for (q = 0; (!s && n[len] != 0) || bc_num_compare(n, p, len) >= 0; ++q)
1937                         bc_num_subArrays(n, p, len);
1938                 c->num[i] = q;
1939                 // a=2^100000
1940                 // scale=40000
1941                 // 1/a <- without check below, this will not be interruptible
1942                 if (G_interrupt) {
1943                         s = BC_STATUS_FAILURE;
1944                         break;
1945                 }
1946         }
1947
1948         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1949         bc_num_free(&cp);
1950
1951         return s;
1952 }
1953
1954 static BcStatus bc_num_r(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c,
1955                          BcNum *restrict d, size_t scale, size_t ts)
1956 {
1957         BcStatus s;
1958         BcNum temp;
1959         bool neg;
1960
1961         if (b->len == 0)
1962                 return bc_error("divide by zero");
1963
1964         if (a->len == 0) {
1965                 bc_num_setToZero(d, ts);
1966                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1967         }
1968
1969         bc_num_init(&temp, d->cap);
1970         s = bc_num_d(a, b, c, scale);
1971         if (s) goto err;
1972
1973         if (scale != 0) scale = ts;
1974
1975         s = bc_num_m(c, b, &temp, scale);
1976         if (s) goto err;
1977         s = bc_num_sub(a, &temp, d, scale);
1978         if (s) goto err;
1979
1980         if (ts > d->rdx && d->len) bc_num_extend(d, ts - d->rdx);
1981
1982         neg = d->neg;
1983         bc_num_retireMul(d, ts, a->neg, b->neg);
1984         d->neg = neg;
1985
1986 err:
1987         bc_num_free(&temp);
1988         return s;
1989 }
1990
1991 static BcStatus bc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1992 {
1993         BcStatus s;
1994         BcNum c1;
1995         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
1996
1997         bc_num_init(&c1, len);
1998         s = bc_num_r(a, b, &c1, c, scale, ts);
1999         bc_num_free(&c1);
2000
2001         return s;
2002 }
2003
2004 static BcStatus bc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2005 {
2006         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2007         BcNum copy;
2008         unsigned long pow;
2009         size_t i, powrdx, resrdx;
2010         bool neg, zero;
2011
2012         if (b->rdx) return bc_error("non integer number");
2013
2014         if (b->len == 0) {
2015                 bc_num_one(c);
2016                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2017         }
2018         else if (a->len == 0) {
2019                 bc_num_setToZero(c, scale);
2020                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2021         }
2022         else if (BC_NUM_ONE(b)) {
2023                 if (!b->neg)
2024                         bc_num_copy(c, a);
2025                 else
2026                         s = bc_num_inv(a, c, scale);
2027                 return s;
2028         }
2029
2030         neg = b->neg;
2031         b->neg = false;
2032
2033         s = bc_num_ulong(b, &pow);
2034         if (s) return s;
2035
2036         bc_num_init(&copy, a->len);
2037         bc_num_copy(&copy, a);
2038
2039         if (!neg) scale = BC_MIN(a->rdx * pow, BC_MAX(scale, a->rdx));
2040
2041         b->neg = neg;
2042
2043         for (powrdx = a->rdx; !(pow & 1); pow >>= 1) {
2044                 powrdx <<= 1;
2045                 s = bc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2046                 if (s) goto err;
2047                 // Not needed: bc_num_mul() has a check for ^C:
2048                 //if (G_interrupt) {
2049                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2050                 //      goto err;
2051                 //}
2052         }
2053
2054         bc_num_copy(c, &copy);
2055
2056         for (resrdx = powrdx, pow >>= 1; pow != 0; pow >>= 1) {
2057
2058                 powrdx <<= 1;
2059                 s = bc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2060                 if (s) goto err;
2061
2062                 if (pow & 1) {
2063                         resrdx += powrdx;
2064                         s = bc_num_mul(c, &copy, c, resrdx);
2065                         if (s) goto err;
2066                 }
2067                 // Not needed: bc_num_mul() has a check for ^C:
2068                 //if (G_interrupt) {
2069                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2070                 //      goto err;
2071                 //}
2072         }
2073
2074         if (neg) {
2075                 s = bc_num_inv(c, c, scale);
2076                 if (s) goto err;
2077         }
2078
2079         if (c->rdx > scale) bc_num_truncate(c, c->rdx - scale);
2080
2081         // We can't use bc_num_clean() here.
2082         for (zero = true, i = 0; zero && i < c->len; ++i) zero = !c->num[i];
2083         if (zero) bc_num_setToZero(c, scale);
2084
2085 err:
2086         bc_num_free(&copy);
2087         return s;
2088 }
2089
2090 static BcStatus bc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
2091                               BcNumBinaryOp op, size_t req)
2092 {
2093         BcStatus s;
2094         BcNum num2, *ptr_a, *ptr_b;
2095         bool init = false;
2096
2097         if (c == a) {
2098                 ptr_a = &num2;
2099                 memcpy(ptr_a, c, sizeof(BcNum));
2100                 init = true;
2101         }
2102         else
2103                 ptr_a = a;
2104
2105         if (c == b) {
2106                 ptr_b = &num2;
2107                 if (c != a) {
2108                         memcpy(ptr_b, c, sizeof(BcNum));
2109                         init = true;
2110                 }
2111         }
2112         else
2113                 ptr_b = b;
2114
2115         if (init)
2116                 bc_num_init(c, req);
2117         else
2118                 bc_num_expand(c, req);
2119
2120         s = op(ptr_a, ptr_b, c, scale);
2121
2122         if (init) bc_num_free(&num2);
2123
2124         return s;
2125 }
2126
2127 static bool bc_num_strValid(const char *val, size_t base)
2128 {
2129         BcDig b;
2130         bool small, radix = false;
2131         size_t i, len = strlen(val);
2132
2133         if (!len) return true;
2134
2135         small = base <= 10;
2136         b = (BcDig)(small ? base + '0' : base - 10 + 'A');
2137
2138         for (i = 0; i < len; ++i) {
2139
2140                 BcDig c = val[i];
2141
2142                 if (c == '.') {
2143
2144                         if (radix) return false;
2145
2146                         radix = true;
2147                         continue;
2148                 }
2149
2150                 if (c < '0' || (small && c >= b) || (c > '9' && (c < 'A' || c >= b)))
2151                         return false;
2152         }
2153
2154         return true;
2155 }
2156
2157 static void bc_num_parseDecimal(BcNum *n, const char *val)
2158 {
2159         size_t len, i;
2160         const char *ptr;
2161         bool zero = true;
2162
2163         for (i = 0; val[i] == '0'; ++i);
2164
2165         val += i;
2166         len = strlen(val);
2167         bc_num_zero(n);
2168
2169         if (len != 0) {
2170                 for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = val[i] == '0' || val[i] == '.';
2171                 bc_num_expand(n, len);
2172         }
2173
2174         ptr = strchr(val, '.');
2175
2176         n->rdx = 0;
2177         if (ptr != NULL)
2178                 n->rdx = (size_t)((val + len) - (ptr + 1));
2179
2180         if (!zero) {
2181                 for (i = len - 1; i < len; ++n->len, i -= 1 + (i && val[i - 1] == '.'))
2182                         n->num[n->len] = val[i] - '0';
2183         }
2184 }
2185
2186 static void bc_num_parseBase(BcNum *n, const char *val, BcNum *base)
2187 {
2188         BcStatus s;
2189         BcNum temp, mult, result;
2190         BcDig c = '\0';
2191         bool zero = true;
2192         unsigned long v;
2193         size_t i, digits, len = strlen(val);
2194
2195         bc_num_zero(n);
2196
2197         for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = (val[i] == '.' || val[i] == '0');
2198         if (zero) return;
2199
2200         bc_num_init(&temp, BC_NUM_DEF_SIZE);
2201         bc_num_init(&mult, BC_NUM_DEF_SIZE);
2202
2203         for (i = 0; i < len; ++i) {
2204
2205                 c = val[i];
2206                 if (c == '.') break;
2207
2208                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2209
2210                 s = bc_num_mul(n, base, &mult, 0);
2211                 if (s) goto int_err;
2212                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2213                 s = bc_num_add(&mult, &temp, n, 0);
2214                 if (s) goto int_err;
2215         }
2216
2217         if (i == len) {
2218                 c = val[i];
2219                 if (c == 0) goto int_err;
2220         }
2221
2222         bc_num_init(&result, base->len);
2223         bc_num_zero(&result);
2224         bc_num_one(&mult);
2225
2226         for (i += 1, digits = 0; i < len; ++i, ++digits) {
2227
2228                 c = val[i];
2229                 if (c == 0) break;
2230
2231                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2232
2233                 s = bc_num_mul(&result, base, &result, 0);
2234                 if (s) goto err;
2235                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2236                 s = bc_num_add(&result, &temp, &result, 0);
2237                 if (s) goto err;
2238                 s = bc_num_mul(&mult, base, &mult, 0);
2239                 if (s) goto err;
2240         }
2241
2242         s = bc_num_div(&result, &mult, &result, digits);
2243         if (s) goto err;
2244         s = bc_num_add(n, &result, n, digits);
2245         if (s) goto err;
2246
2247         if (n->len != 0) {
2248                 if (n->rdx < digits) bc_num_extend(n, digits - n->rdx);
2249         }
2250         else
2251                 bc_num_zero(n);
2252
2253 err:
2254         bc_num_free(&result);
2255 int_err:
2256         bc_num_free(&mult);
2257         bc_num_free(&temp);
2258 }
2259
2260 static void bc_num_printNewline(size_t *nchars, size_t line_len)
2261 {
2262         if (*nchars == line_len - 1) {
2263                 bb_putchar('\\');
2264                 bb_putchar('\n');
2265                 *nchars = 0;
2266         }
2267 }
2268
2269 #if ENABLE_DC
2270 static void bc_num_printChar(size_t num, size_t width, bool radix,
2271                              size_t *nchars, size_t line_len)
2272 {
2273         (void) radix, (void) line_len;
2274         bb_putchar((char) num);
2275         *nchars = *nchars + width;
2276 }
2277 #endif
2278
2279 static void bc_num_printDigits(size_t num, size_t width, bool radix,
2280                                size_t *nchars, size_t line_len)
2281 {
2282         size_t exp, pow;
2283
2284         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2285         bb_putchar(radix ? '.' : ' ');
2286         ++(*nchars);
2287
2288         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2289         for (exp = 0, pow = 1; exp < width - 1; ++exp, pow *= 10)
2290                 continue;
2291
2292         for (exp = 0; exp < width; pow /= 10, ++(*nchars), ++exp) {
2293                 size_t dig;
2294                 bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2295                 dig = num / pow;
2296                 num -= dig * pow;
2297                 bb_putchar(((char) dig) + '0');
2298         }
2299 }
2300
2301 static void bc_num_printHex(size_t num, size_t width, bool radix,
2302                             size_t *nchars, size_t line_len)
2303 {
2304         if (radix) {
2305                 bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2306                 bb_putchar('.');
2307                 *nchars += 1;
2308         }
2309
2310         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2311         bb_putchar(bb_hexdigits_upcase[num]);
2312         *nchars = *nchars + width;
2313 }
2314
2315 static void bc_num_printDecimal(BcNum *n, size_t *nchars, size_t len)
2316 {
2317         size_t i, rdx = n->rdx - 1;
2318
2319         if (n->neg) bb_putchar('-');
2320         (*nchars) += n->neg;
2321
2322         for (i = n->len - 1; i < n->len; --i)
2323                 bc_num_printHex((size_t) n->num[i], 1, i == rdx, nchars, len);
2324 }
2325
2326 static BcStatus bc_num_printNum(BcNum *n, BcNum *base, size_t width,
2327                                 size_t *nchars, size_t len, BcNumDigitOp print)
2328 {
2329         BcStatus s;
2330         BcVec stack;
2331         BcNum intp, fracp, digit, frac_len;
2332         unsigned long dig, *ptr;
2333         size_t i;
2334         bool radix;
2335
2336         if (n->len == 0) {
2337                 print(0, width, false, nchars, len);
2338                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2339         }
2340
2341         bc_vec_init(&stack, sizeof(long), NULL);
2342         bc_num_init(&intp, n->len);
2343         bc_num_init(&fracp, n->rdx);
2344         bc_num_init(&digit, width);
2345         bc_num_init(&frac_len, BC_NUM_INT(n));
2346         bc_num_copy(&intp, n);
2347         bc_num_one(&frac_len);
2348
2349         bc_num_truncate(&intp, intp.rdx);
2350         s = bc_num_sub(n, &intp, &fracp, 0);
2351         if (s) goto err;
2352
2353         while (intp.len != 0) {
2354                 s = bc_num_divmod(&intp, base, &intp, &digit, 0);
2355                 if (s) goto err;
2356                 s = bc_num_ulong(&digit, &dig);
2357                 if (s) goto err;
2358                 bc_vec_push(&stack, &dig);
2359         }
2360
2361         for (i = 0; i < stack.len; ++i) {
2362                 ptr = bc_vec_item_rev(&stack, i);
2363                 print(*ptr, width, false, nchars, len);
2364         }
2365
2366         if (!n->rdx) goto err;
2367
2368         for (radix = true; frac_len.len <= n->rdx; radix = false) {
2369                 s = bc_num_mul(&fracp, base, &fracp, n->rdx);
2370                 if (s) goto err;
2371                 s = bc_num_ulong(&fracp, &dig);
2372                 if (s) goto err;
2373                 bc_num_ulong2num(&intp, dig);
2374                 s = bc_num_sub(&fracp, &intp, &fracp, 0);
2375                 if (s) goto err;
2376                 print(dig, width, radix, nchars, len);
2377                 s = bc_num_mul(&frac_len, base, &frac_len, 0);
2378                 if (s) goto err;
2379         }
2380
2381 err:
2382         bc_num_free(&frac_len);
2383         bc_num_free(&digit);
2384         bc_num_free(&fracp);
2385         bc_num_free(&intp);
2386         bc_vec_free(&stack);
2387         return s;
2388 }
2389
2390 static BcStatus bc_num_printBase(BcNum *n, BcNum *base, size_t base_t,
2391                                  size_t *nchars, size_t line_len)
2392 {
2393         BcStatus s;
2394         size_t width, i;
2395         BcNumDigitOp print;
2396         bool neg = n->neg;
2397
2398         if (neg) bb_putchar('-');
2399         (*nchars) += neg;
2400
2401         n->neg = false;
2402
2403         if (base_t <= BC_NUM_MAX_IBASE) {
2404                 width = 1;
2405                 print = bc_num_printHex;
2406         }
2407         else {
2408                 for (i = base_t - 1, width = 0; i != 0; i /= 10, ++width);
2409                 print = bc_num_printDigits;
2410         }
2411
2412         s = bc_num_printNum(n, base, width, nchars, line_len, print);
2413         n->neg = neg;
2414
2415         return s;
2416 }
2417
2418 #if ENABLE_DC
2419 static BcStatus bc_num_stream(BcNum *n, BcNum *base, size_t *nchars, size_t len)
2420 {
2421         return bc_num_printNum(n, base, 1, nchars, len, bc_num_printChar);
2422 }
2423 #endif
2424
2425 static BcStatus bc_num_parse(BcNum *n, const char *val, BcNum *base,
2426                              size_t base_t)
2427 {
2428         if (!bc_num_strValid(val, base_t))
2429                 return bc_error("bad number string");
2430
2431         if (base_t == 10)
2432                 bc_num_parseDecimal(n, val);
2433         else
2434                 bc_num_parseBase(n, val, base);
2435
2436         return BC_STATUS_SUCCESS;
2437 }
2438
2439 static BcStatus bc_num_print(BcNum *n, BcNum *base, size_t base_t, bool newline,
2440                              size_t *nchars, size_t line_len)
2441 {
2442         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2443
2444         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2445
2446         if (n->len == 0) {
2447                 bb_putchar('0');
2448                 ++(*nchars);
2449         }
2450         else if (base_t == 10)
2451                 bc_num_printDecimal(n, nchars, line_len);
2452         else
2453                 s = bc_num_printBase(n, base, base_t, nchars, line_len);
2454
2455         if (newline) {
2456                 bb_putchar('\n');
2457                 *nchars = 0;
2458         }
2459
2460         return s;
2461 }
2462
2463 static BcStatus bc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2464 {
2465         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? bc_num_a : bc_num_s;
2466         (void) scale;
2467         return bc_num_binary(a, b, c, false, op, BC_NUM_AREQ(a, b));
2468 }
2469
2470 static BcStatus bc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2471 {
2472         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? bc_num_s : bc_num_a;
2473         (void) scale;
2474         return bc_num_binary(a, b, c, true, op, BC_NUM_AREQ(a, b));
2475 }
2476
2477 static BcStatus bc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2478 {
2479         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
2480         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_m, req);
2481 }
2482
2483 static BcStatus bc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2484 {
2485         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
2486         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_d, req);
2487 }
2488
2489 static BcStatus bc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2490 {
2491         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
2492         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_rem, req);
2493 }
2494
2495 static BcStatus bc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2496 {
2497         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_p, a->len * b->len + 1);
2498 }
2499
2500 static BcStatus bc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *restrict b, size_t scale)
2501 {
2502         BcStatus s;
2503         BcNum num1, num2, half, f, fprime, *x0, *x1, *temp;
2504         size_t pow, len, digs, digs1, resrdx, req, times = 0;
2505         ssize_t cmp = 1, cmp1 = SSIZE_MAX, cmp2 = SSIZE_MAX;
2506
2507         req = BC_MAX(scale, a->rdx) + ((BC_NUM_INT(a) + 1) >> 1) + 1;
2508         bc_num_expand(b, req);
2509
2510         if (a->len == 0) {
2511                 bc_num_setToZero(b, scale);
2512                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2513         }
2514         else if (a->neg)
2515                 return bc_error("negative number");
2516         else if (BC_NUM_ONE(a)) {
2517                 bc_num_one(b);
2518                 bc_num_extend(b, scale);
2519                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2520         }
2521
2522         scale = BC_MAX(scale, a->rdx) + 1;
2523         len = a->len + scale;
2524
2525         bc_num_init(&num1, len);
2526         bc_num_init(&num2, len);
2527         bc_num_init(&half, BC_NUM_DEF_SIZE);
2528
2529         bc_num_one(&half);
2530         half.num[0] = 5;
2531         half.rdx = 1;
2532
2533         bc_num_init(&f, len);
2534         bc_num_init(&fprime, len);
2535
2536         x0 = &num1;
2537         x1 = &num2;
2538
2539         bc_num_one(x0);
2540         pow = BC_NUM_INT(a);
2541
2542         if (pow) {
2543
2544                 if (pow & 1)
2545                         x0->num[0] = 2;
2546                 else
2547                         x0->num[0] = 6;
2548
2549                 pow -= 2 - (pow & 1);
2550
2551                 bc_num_extend(x0, pow);
2552
2553                 // Make sure to move the radix back.
2554                 x0->rdx -= pow;
2555         }
2556
2557         x0->rdx = digs = digs1 = 0;
2558         resrdx = scale + 2;
2559         len = BC_NUM_INT(x0) + resrdx - 1;
2560
2561         while (cmp != 0 || digs < len) {
2562
2563                 s = bc_num_div(a, x0, &f, resrdx);
2564                 if (s) goto err;
2565                 s = bc_num_add(x0, &f, &fprime, resrdx);
2566                 if (s) goto err;
2567                 s = bc_num_mul(&fprime, &half, x1, resrdx);
2568                 if (s) goto err;
2569
2570                 cmp = bc_num_cmp(x1, x0);
2571                 digs = x1->len - (unsigned long long) llabs(cmp);
2572
2573                 if (cmp == cmp2 && digs == digs1)
2574                         times += 1;
2575                 else
2576                         times = 0;
2577
2578                 resrdx += times > 4;
2579
2580                 cmp2 = cmp1;
2581                 cmp1 = cmp;
2582                 digs1 = digs;
2583
2584                 temp = x0;
2585                 x0 = x1;
2586                 x1 = temp;
2587         }
2588
2589         bc_num_copy(b, x0);
2590         scale -= 1;
2591         if (b->rdx > scale) bc_num_truncate(b, b->rdx - scale);
2592
2593 err:
2594         bc_num_free(&fprime);
2595         bc_num_free(&f);
2596         bc_num_free(&half);
2597         bc_num_free(&num2);
2598         bc_num_free(&num1);
2599         return s;
2600 }
2601
2602 static BcStatus bc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
2603                               size_t scale)
2604 {
2605         BcStatus s;
2606         BcNum num2, *ptr_a;
2607         bool init = false;
2608         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2609
2610         if (c == a) {
2611                 memcpy(&num2, c, sizeof(BcNum));
2612                 ptr_a = &num2;
2613                 bc_num_init(c, len);
2614                 init = true;
2615         }
2616         else {
2617                 ptr_a = a;
2618                 bc_num_expand(c, len);
2619         }
2620
2621         s = bc_num_r(ptr_a, b, c, d, scale, ts);
2622
2623         if (init) bc_num_free(&num2);
2624
2625         return s;
2626 }
2627
2628 #if ENABLE_DC
2629 static BcStatus bc_num_modexp(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *restrict d)
2630 {
2631         BcStatus s;
2632         BcNum base, exp, two, temp;
2633
2634         if (c->len == 0)
2635                 return bc_error("divide by zero");
2636         if (a->rdx || b->rdx || c->rdx)
2637                 return bc_error("non integer number");
2638         if (b->neg)
2639                 return bc_error("negative number");
2640
2641         bc_num_expand(d, c->len);
2642         bc_num_init(&base, c->len);
2643         bc_num_init(&exp, b->len);
2644         bc_num_init(&two, BC_NUM_DEF_SIZE);
2645         bc_num_init(&temp, b->len);
2646
2647         bc_num_one(&two);
2648         two.num[0] = 2;
2649         bc_num_one(d);
2650
2651         s = bc_num_rem(a, c, &base, 0);
2652         if (s) goto err;
2653         bc_num_copy(&exp, b);
2654
2655         while (exp.len != 0) {
2656
2657                 s = bc_num_divmod(&exp, &two, &exp, &temp, 0);
2658                 if (s) goto err;
2659
2660                 if (BC_NUM_ONE(&temp)) {
2661                         s = bc_num_mul(d, &base, &temp, 0);
2662                         if (s) goto err;
2663                         s = bc_num_rem(&temp, c, d, 0);
2664                         if (s) goto err;
2665                 }
2666
2667                 s = bc_num_mul(&base, &base, &temp, 0);
2668                 if (s) goto err;
2669                 s = bc_num_rem(&temp, c, &base, 0);
2670                 if (s) goto err;
2671         }
2672
2673 err:
2674         bc_num_free(&temp);
2675         bc_num_free(&two);
2676         bc_num_free(&exp);
2677         bc_num_free(&base);
2678         return s;
2679 }
2680 #endif // ENABLE_DC
2681
2682 #if ENABLE_BC
2683 static BcStatus bc_func_insert(BcFunc *f, char *name, bool var)
2684 {
2685         BcId a;
2686         size_t i;
2687
2688         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
2689                 if (strcmp(name, ((BcId *) bc_vec_item(&f->autos, i))->name) == 0)
2690                         return bc_error("function parameter or auto var has the same name as another");
2691         }
2692
2693         a.idx = var;
2694         a.name = name;
2695
2696         bc_vec_push(&f->autos, &a);
2697
2698         return BC_STATUS_SUCCESS;
2699 }
2700 #endif
2701
2702 static void bc_func_init(BcFunc *f)
2703 {
2704         bc_char_vec_init(&f->code);
2705         bc_vec_init(&f->autos, sizeof(BcId), bc_id_free);
2706         bc_vec_init(&f->labels, sizeof(size_t), NULL);
2707         f->nparams = 0;
2708 }
2709
2710 static void bc_func_free(void *func)
2711 {
2712         BcFunc *f = (BcFunc *) func;
2713         bc_vec_free(&f->code);
2714         bc_vec_free(&f->autos);
2715         bc_vec_free(&f->labels);
2716 }
2717
2718 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len);
2719
2720 static void bc_array_init(BcVec *a, bool nums)
2721 {
2722         if (nums)
2723                 bc_vec_init(a, sizeof(BcNum), bc_num_free);
2724         else
2725                 bc_vec_init(a, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
2726         bc_array_expand(a, 1);
2727 }
2728
2729 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len)
2730 {
2731         BcResultData data;
2732
2733         if (a->size == sizeof(BcNum) && a->dtor == bc_num_free) {
2734                 while (len > a->len) {
2735                         bc_num_init(&data.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
2736                         bc_vec_push(a, &data.n);
2737                 }
2738         }
2739         else {
2740                 while (len > a->len) {
2741                         bc_array_init(&data.v, true);
2742                         bc_vec_push(a, &data.v);
2743                 }
2744         }
2745 }
2746
2747 static void bc_array_copy(BcVec *d, const BcVec *s)
2748 {
2749         size_t i;
2750
2751         bc_vec_pop_all(d);
2752         bc_vec_expand(d, s->cap);
2753         d->len = s->len;
2754
2755         for (i = 0; i < s->len; ++i) {
2756                 BcNum *dnum = bc_vec_item(d, i), *snum = bc_vec_item(s, i);
2757                 bc_num_init(dnum, snum->len);
2758                 bc_num_copy(dnum, snum);
2759         }
2760 }
2761
2762 static void bc_string_free(void *string)
2763 {
2764         free(*((char **) string));
2765 }
2766
2767 #if ENABLE_DC
2768 static void bc_result_copy(BcResult *d, BcResult *src)
2769 {
2770         d->t = src->t;
2771
2772         switch (d->t) {
2773
2774                 case BC_RESULT_TEMP:
2775                 case BC_RESULT_IBASE:
2776                 case BC_RESULT_SCALE:
2777                 case BC_RESULT_OBASE:
2778                 {
2779                         bc_num_init(&d->d.n, src->d.n.len);
2780                         bc_num_copy(&d->d.n, &src->d.n);
2781                         break;
2782                 }
2783
2784                 case BC_RESULT_VAR:
2785                 case BC_RESULT_ARRAY:
2786                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2787                 {
2788                         d->d.id.name = xstrdup(src->d.id.name);
2789                         break;
2790                 }
2791
2792                 case BC_RESULT_CONSTANT:
2793                 case BC_RESULT_LAST:
2794                 case BC_RESULT_ONE:
2795                 case BC_RESULT_STR:
2796                 {
2797                         memcpy(&d->d.n, &src->d.n, sizeof(BcNum));
2798                         break;
2799                 }
2800         }
2801 }
2802 #endif // ENABLE_DC
2803
2804 static void bc_result_free(void *result)
2805 {
2806         BcResult *r = (BcResult *) result;
2807
2808         switch (r->t) {
2809
2810                 case BC_RESULT_TEMP:
2811                 case BC_RESULT_IBASE:
2812                 case BC_RESULT_SCALE:
2813                 case BC_RESULT_OBASE:
2814                 {
2815                         bc_num_free(&r->d.n);
2816                         break;
2817                 }
2818
2819                 case BC_RESULT_VAR:
2820                 case BC_RESULT_ARRAY:
2821                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2822                 {
2823                         free(r->d.id.name);
2824                         break;
2825                 }
2826
2827                 default:
2828                 {
2829                         // Do nothing.
2830                         break;
2831                 }
2832         }
2833 }
2834
2835 static void bc_lex_lineComment(BcLex *l)
2836 {
2837         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2838         while (l->i < l->len && l->buf[l->i++] != '\n');
2839         --l->i;
2840 }
2841
2842 static void bc_lex_whitespace(BcLex *l)
2843 {
2844         char c;
2845         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2846         for (c = l->buf[l->i]; c != '\n' && isspace(c); c = l->buf[++l->i]);
2847 }
2848
2849 static BcStatus bc_lex_number(BcLex *l, char start)
2850 {
2851         const char *buf = l->buf + l->i;
2852         size_t len, hits = 0, bslashes = 0, i = 0, j;
2853         char c = buf[i];
2854         bool last_pt, pt = start == '.';
2855
2856         last_pt = pt;
2857         l->t.t = BC_LEX_NUMBER;
2858
2859         while (c != 0 && (isdigit(c) || (c >= 'A' && c <= 'F') ||
2860                           (c == '.' && !pt) || (c == '\\' && buf[i + 1] == '\n')))
2861         {
2862                 if (c != '\\') {
2863                         last_pt = c == '.';
2864                         pt = pt || last_pt;
2865                 }
2866                 else {
2867                         ++i;
2868                         bslashes += 1;
2869                 }
2870
2871                 c = buf[++i];
2872         }
2873
2874         len = i + !last_pt - bslashes * 2;
2875         if (len > BC_MAX_NUM)
2876                 return bc_error("number too long: must be [1, BC_NUM_MAX]");
2877
2878         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
2879         bc_vec_expand(&l->t.v, len + 1);
2880         bc_vec_push(&l->t.v, &start);
2881
2882         for (buf -= 1, j = 1; j < len + hits * 2; ++j) {
2883
2884                 c = buf[j];
2885
2886                 // If we have hit a backslash, skip it. We don't have
2887                 // to check for a newline because it's guaranteed.
2888                 if (hits < bslashes && c == '\\') {
2889                         ++hits;
2890                         ++j;
2891                         continue;
2892                 }
2893
2894                 bc_vec_push(&l->t.v, &c);
2895         }
2896
2897         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
2898         l->i += i;
2899
2900         return BC_STATUS_SUCCESS;
2901 }
2902
2903 static BcStatus bc_lex_name(BcLex *l)
2904 {
2905         size_t i = 0;
2906         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
2907         char c = buf[i];
2908
2909         l->t.t = BC_LEX_NAME;
2910
2911         while ((c >= 'a' && c <= 'z') || isdigit(c) || c == '_') c = buf[++i];
2912
2913         if (i > BC_MAX_STRING)
2914                 return bc_error("name too long: must be [1, BC_NAME_MAX]");
2915         bc_vec_string(&l->t.v, i, buf);
2916
2917         // Increment the index. We minus 1 because it has already been incremented.
2918         l->i += i - 1;
2919
2920         return BC_STATUS_SUCCESS;
2921 }
2922
2923 static void bc_lex_init(BcLex *l, BcLexNext next)
2924 {
2925         l->next = next;
2926         bc_char_vec_init(&l->t.v);
2927 }
2928
2929 static void bc_lex_free(BcLex *l)
2930 {
2931         bc_vec_free(&l->t.v);
2932 }
2933
2934 static void bc_lex_file(BcLex *l)
2935 {
2936         G.err_line = l->line = 1;
2937         l->newline = false;
2938 }
2939
2940 static BcStatus bc_lex_next(BcLex *l)
2941 {
2942         BcStatus s;
2943
2944         l->t.last = l->t.t;
2945         if (l->t.last == BC_LEX_EOF) return bc_error("end of file");
2946
2947         l->line += l->newline;
2948         G.err_line = l->line;
2949         l->t.t = BC_LEX_EOF;
2950
2951         l->newline = (l->i == l->len);
2952         if (l->newline) return BC_STATUS_SUCCESS;
2953
2954         // Loop until failure or we don't have whitespace. This
2955         // is so the parser doesn't get inundated with whitespace.
2956         do {
2957                 s = l->next(l);
2958         } while (!s && l->t.t == BC_LEX_WHITESPACE);
2959
2960         return s;
2961 }
2962
2963 static BcStatus bc_lex_text(BcLex *l, const char *text)
2964 {
2965         l->buf = text;
2966         l->i = 0;
2967         l->len = strlen(text);
2968         l->t.t = l->t.last = BC_LEX_INVALID;
2969         return bc_lex_next(l);
2970 }
2971
2972 #if ENABLE_BC
2973 static BcStatus bc_lex_identifier(BcLex *l)
2974 {
2975         BcStatus s;
2976         unsigned i;
2977         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
2978
2979         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bc_lex_kws); ++i) {
2980                 const char *keyword8 = bc_lex_kws[i].name8;
2981                 unsigned j = 0;
2982                 while (buf[j] != '\0' && buf[j] == keyword8[j]) {
2983                         j++;
2984                         if (j == 8) goto match;
2985                 }
2986                 if (keyword8[j] != '\0')
2987                         continue;
2988  match:
2989                 // buf starts with keyword bc_lex_kws[i]
2990                 l->t.t = BC_LEX_KEY_1st_keyword + i;
2991                 if (!((1 << i) & POSIX_KWORD_MASK)) {
2992                         s = bc_posix_error_fmt("%sthe '%.8s' keyword", "POSIX does not allow ", bc_lex_kws[i].name8);
2993                         if (s) return s;
2994                 }
2995
2996                 // We minus 1 because the index has already been incremented.
2997                 l->i += j - 1;
2998                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2999         }
3000
3001         s = bc_lex_name(l);
3002         if (s) return s;
3003
3004         if (l->t.v.len > 2) {
3005                 // Prevent this:
3006                 // >>> qwe=1
3007                 // bc: POSIX only allows one character names; the following is bad: 'qwe=1
3008                 // '
3009                 unsigned len = strchrnul(buf, '\n') - buf;
3010                 s = bc_posix_error_fmt("POSIX only allows one character names; the following is bad: '%.*s'", len, buf);
3011         }
3012
3013         return s;
3014 }
3015
3016 static BcStatus bc_lex_string(BcLex *l)
3017 {
3018         size_t len, nls = 0, i = l->i;
3019         char c;
3020
3021         l->t.t = BC_LEX_STR;
3022
3023         for (c = l->buf[i]; c != 0 && c != '"'; c = l->buf[++i]) nls += (c == '\n');
3024
3025         if (c == '\0') {
3026                 l->i = i;
3027                 return bc_error("string end could not be found");
3028         }
3029
3030         len = i - l->i;
3031         if (len > BC_MAX_STRING)
3032                 return bc_error("string too long: must be [1, BC_STRING_MAX]");
3033         bc_vec_string(&l->t.v, len, l->buf + l->i);
3034
3035         l->i = i + 1;
3036         l->line += nls;
3037         G.err_line = l->line;
3038
3039         return BC_STATUS_SUCCESS;
3040 }
3041
3042 static void bc_lex_assign(BcLex *l, BcLexType with, BcLexType without)
3043 {
3044         if (l->buf[l->i] == '=') {
3045                 ++l->i;
3046                 l->t.t = with;
3047         }
3048         else
3049                 l->t.t = without;
3050 }
3051
3052 static BcStatus bc_lex_comment(BcLex *l)
3053 {
3054         size_t i, nls = 0;
3055         const char *buf = l->buf;
3056
3057         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3058         i = ++l->i;
3059         for (;;) {
3060                 char c = buf[i];
3061  check_star:
3062                 if (c == '*') {
3063                         c = buf[++i];
3064                         if (c == '/')
3065                                 break;
3066                         goto check_star;
3067                 }
3068                 if (c == '\0') {
3069                         l->i = i;
3070                         return bc_error("comment end could not be found");
3071                 }
3072                 nls += (c == '\n');
3073                 i++;
3074         }
3075
3076         l->i = i + 1;
3077         l->line += nls;
3078         G.err_line = l->line;
3079
3080         return BC_STATUS_SUCCESS;
3081 }
3082
3083 static BcStatus bc_lex_token(BcLex *l)
3084 {
3085         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3086         char c = l->buf[l->i++], c2;
3087
3088         // This is the workhorse of the lexer.
3089         switch (c) {
3090
3091                 case '\0':
3092                 case '\n':
3093                 {
3094                         l->newline = true;
3095                         l->t.t = !c ? BC_LEX_EOF : BC_LEX_NLINE;
3096                         break;
3097                 }
3098
3099                 case '\t':
3100                 case '\v':
3101                 case '\f':
3102                 case '\r':
3103                 case ' ':
3104                 {
3105                         bc_lex_whitespace(l);
3106                         break;
3107                 }
3108
3109                 case '!':
3110                 {
3111                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_NE, BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
3112
3113                         if (l->t.t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
3114                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("!");
3115                                 if (s) return s;
3116                         }
3117
3118                         break;
3119                 }
3120
3121                 case '"':
3122                 {
3123                         s = bc_lex_string(l);
3124                         break;
3125                 }
3126
3127                 case '#':
3128                 {
3129                         s = bc_POSIX_does_not_allow("'#' script comments");
3130                         if (s) return s;
3131
3132                         bc_lex_lineComment(l);
3133
3134                         break;
3135                 }
3136
3137                 case '%':
3138                 {
3139                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS, BC_LEX_OP_MODULUS);
3140                         break;
3141                 }
3142
3143                 case '&':
3144                 {
3145                         c2 = l->buf[l->i];
3146                         if (c2 == '&') {
3147
3148                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("&&");
3149                                 if (s) return s;
3150
3151                                 ++l->i;
3152                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_AND;
3153                         }
3154                         else {
3155                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3156                                 s = bc_error_bad_character('&');
3157                         }
3158
3159                         break;
3160                 }
3161
3162                 case '(':
3163                 case ')':
3164                 {
3165                         l->t.t = (BcLexType)(c - '(' + BC_LEX_LPAREN);
3166                         break;
3167                 }
3168
3169                 case '*':
3170                 {
3171                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY, BC_LEX_OP_MULTIPLY);
3172                         break;
3173                 }
3174
3175                 case '+':
3176                 {
3177                         c2 = l->buf[l->i];
3178                         if (c2 == '+') {
3179                                 ++l->i;
3180                                 l->t.t = BC_LEX_OP_INC;
3181                         }
3182                         else
3183                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS, BC_LEX_OP_PLUS);
3184                         break;
3185                 }
3186
3187                 case ',':
3188                 {
3189                         l->t.t = BC_LEX_COMMA;
3190                         break;
3191                 }
3192
3193                 case '-':
3194                 {
3195                         c2 = l->buf[l->i];
3196                         if (c2 == '-') {
3197                                 ++l->i;
3198                                 l->t.t = BC_LEX_OP_DEC;
3199                         }
3200                         else
3201                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS, BC_LEX_OP_MINUS);
3202                         break;
3203                 }
3204
3205                 case '.':
3206                 {
3207                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3208                                 s = bc_lex_number(l, c);
3209                         else {
3210                                 l->t.t = BC_LEX_KEY_LAST;
3211                                 s = bc_POSIX_does_not_allow("a period ('.') as a shortcut for the last result");
3212                         }
3213                         break;
3214                 }
3215
3216                 case '/':
3217                 {
3218                         c2 = l->buf[l->i];
3219                         if (c2 == '*')
3220                                 s = bc_lex_comment(l);
3221                         else
3222                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE, BC_LEX_OP_DIVIDE);
3223                         break;
3224                 }
3225
3226                 case '0':
3227                 case '1':
3228                 case '2':
3229                 case '3':
3230                 case '4':
3231                 case '5':
3232                 case '6':
3233                 case '7':
3234                 case '8':
3235                 case '9':
3236                 case 'A':
3237                 case 'B':
3238                 case 'C':
3239                 case 'D':
3240                 case 'E':
3241                 case 'F':
3242                 {
3243                         s = bc_lex_number(l, c);
3244                         break;
3245                 }
3246
3247                 case ';':
3248                 {
3249                         l->t.t = BC_LEX_SCOLON;
3250                         break;
3251                 }
3252
3253                 case '<':
3254                 {
3255                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_LT);
3256                         break;
3257                 }
3258
3259                 case '=':
3260                 {
3261                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_ASSIGN);
3262                         break;
3263                 }
3264
3265                 case '>':
3266                 {
3267                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_GT);
3268                         break;
3269                 }
3270
3271                 case '[':
3272                 case ']':
3273                 {
3274                         l->t.t = (BcLexType)(c - '[' + BC_LEX_LBRACKET);
3275                         break;
3276                 }
3277
3278                 case '\\':
3279                 {
3280                         if (l->buf[l->i] == '\n') {
3281                                 l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3282                                 ++l->i;
3283                         }
3284                         else
3285                                 s = bc_error_bad_character(c);
3286                         break;
3287                 }
3288
3289                 case '^':
3290                 {
3291                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER, BC_LEX_OP_POWER);
3292                         break;
3293                 }
3294
3295                 case 'a':
3296                 case 'b':
3297                 case 'c':
3298                 case 'd':
3299                 case 'e':
3300                 case 'f':
3301                 case 'g':
3302                 case 'h':
3303                 case 'i':
3304                 case 'j':
3305                 case 'k':
3306                 case 'l':
3307                 case 'm':
3308                 case 'n':
3309                 case 'o':
3310                 case 'p':
3311                 case 'q':
3312                 case 'r':
3313                 case 's':
3314                 case 't':
3315                 case 'u':
3316                 case 'v':
3317                 case 'w':
3318                 case 'x':
3319                 case 'y':
3320                 case 'z':
3321                 {
3322                         s = bc_lex_identifier(l);
3323                         break;
3324                 }
3325
3326                 case '{':
3327                 case '}':
3328                 {
3329                         l->t.t = (BcLexType)(c - '{' + BC_LEX_LBRACE);
3330                         break;
3331                 }
3332
3333                 case '|':
3334                 {
3335                         c2 = l->buf[l->i];
3336
3337                         if (c2 == '|') {
3338                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("||");
3339                                 if (s) return s;
3340
3341                                 ++l->i;
3342                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_OR;
3343                         }
3344                         else {
3345                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3346                                 s = bc_error_bad_character(c);
3347                         }
3348
3349                         break;
3350                 }
3351
3352                 default:
3353                 {
3354                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3355                         s = bc_error_bad_character(c);
3356                         break;
3357                 }
3358         }
3359
3360         return s;
3361 }
3362 #endif // ENABLE_BC
3363
3364 #if ENABLE_DC
3365 static BcStatus dc_lex_register(BcLex *l)
3366 {
3367         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3368
3369         if (isspace(l->buf[l->i - 1])) {
3370                 bc_lex_whitespace(l);
3371                 ++l->i;
3372                 if (!G_exreg)
3373                         s = bc_error("extended register");
3374                 else
3375                         s = bc_lex_name(l);
3376         }
3377         else {
3378                 bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3379                 bc_vec_pushByte(&l->t.v, l->buf[l->i - 1]);
3380                 bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3381                 l->t.t = BC_LEX_NAME;
3382         }
3383
3384         return s;
3385 }
3386
3387 static BcStatus dc_lex_string(BcLex *l)
3388 {
3389         size_t depth = 1, nls = 0, i = l->i;
3390         char c;
3391
3392         l->t.t = BC_LEX_STR;
3393         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3394
3395         for (c = l->buf[i]; c != 0 && depth; c = l->buf[++i]) {
3396
3397                 depth += (c == '[' && (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\'));
3398                 depth -= (c == ']' && (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\'));
3399                 nls += (c == '\n');
3400
3401                 if (depth) bc_vec_push(&l->t.v, &c);
3402         }
3403
3404         if (c == '\0') {
3405                 l->i = i;
3406                 return bc_error("string end could not be found");
3407         }
3408
3409         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3410         if (i - l->i > BC_MAX_STRING)
3411                 return bc_error("string too long: must be [1, BC_STRING_MAX]");
3412
3413         l->i = i;
3414         l->line += nls;
3415         G.err_line = l->line;
3416
3417         return BC_STATUS_SUCCESS;
3418 }
3419
3420 static BcStatus dc_lex_token(BcLex *l)
3421 {
3422         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3423         char c = l->buf[l->i++], c2;
3424         size_t i;
3425
3426         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(dc_lex_regs); ++i) {
3427                 if (l->t.last == dc_lex_regs[i])
3428                         return dc_lex_register(l);
3429         }
3430
3431         if (c >= '%' && c <= '~' &&
3432             (l->t.t = dc_lex_tokens[(c - '%')]) != BC_LEX_INVALID)
3433         {
3434                 return s;
3435         }
3436
3437         // This is the workhorse of the lexer.
3438         switch (c) {
3439
3440                 case '\0':
3441                 {
3442                         l->t.t = BC_LEX_EOF;
3443                         break;
3444                 }
3445
3446                 case '\n':
3447                 case '\t':
3448                 case '\v':
3449                 case '\f':
3450                 case '\r':
3451                 case ' ':
3452                 {
3453                         l->newline = (c == '\n');
3454                         bc_lex_whitespace(l);
3455                         break;
3456                 }
3457
3458                 case '!':
3459                 {
3460                         c2 = l->buf[l->i];
3461
3462                         if (c2 == '=')
3463                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_NE;
3464                         else if (c2 == '<')
3465                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_LE;
3466                         else if (c2 == '>')
3467                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_GE;
3468                         else
3469                                 return bc_error_bad_character(c);
3470
3471                         ++l->i;
3472                         break;
3473                 }
3474
3475                 case '#':
3476                 {
3477                         bc_lex_lineComment(l);
3478                         break;
3479                 }
3480
3481                 case '.':
3482                 {
3483                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3484                                 s = bc_lex_number(l, c);
3485                         else
3486                                 s = bc_error_bad_character(c);
3487                         break;
3488                 }
3489
3490                 case '0':
3491                 case '1':
3492                 case '2':
3493                 case '3':
3494                 case '4':
3495                 case '5':
3496                 case '6':
3497                 case '7':
3498                 case '8':
3499                 case '9':
3500                 case 'A':
3501                 case 'B':
3502                 case 'C':
3503                 case 'D':
3504                 case 'E':
3505                 case 'F':
3506                 {
3507                         s = bc_lex_number(l, c);
3508                         break;
3509                 }
3510
3511                 case '[':
3512                 {
3513                         s = dc_lex_string(l);
3514                         break;
3515                 }
3516
3517                 default:
3518                 {
3519                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3520                         s = bc_error_bad_character(c);
3521                         break;
3522                 }
3523         }
3524
3525         return s;
3526 }
3527 #endif // ENABLE_DC
3528
3529 static void bc_parse_addFunc(BcParse *p, char *name, size_t *idx)
3530 {
3531         bc_program_addFunc(name, idx);
3532         p->func = bc_vec_item(&G.prog.fns, p->fidx);
3533 }
3534
3535 static void bc_parse_pushName(BcParse *p, char *name)
3536 {
3537         size_t i = 0, len = strlen(name);
3538
3539         for (; i < len; ++i) bc_parse_push(p, name[i]);
3540         bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
3541
3542         free(name);
3543 }
3544
3545 static void bc_parse_pushIndex(BcParse *p, size_t idx)
3546 {
3547         unsigned char amt, i, nums[sizeof(size_t)];
3548
3549         for (amt = 0; idx; ++amt) {
3550                 nums[amt] = (char) idx;
3551                 idx = (idx & ((unsigned long) ~(UCHAR_MAX))) >> sizeof(char) * CHAR_BIT;
3552         }
3553
3554         bc_parse_push(p, amt);
3555         for (i = 0; i < amt; ++i) bc_parse_push(p, nums[i]);
3556 }
3557
3558 static void bc_parse_number(BcParse *p, BcInst *prev, size_t *nexs)
3559 {
3560         char *num = xstrdup(p->l.t.v.v);
3561         size_t idx = G.prog.consts.len;
3562
3563         bc_vec_push(&G.prog.consts, &num);
3564
3565         bc_parse_push(p, BC_INST_NUM);
3566         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3567
3568         ++(*nexs);
3569         (*prev) = BC_INST_NUM;
3570 }
3571
3572 static BcStatus bc_parse_text(BcParse *p, const char *text)
3573 {
3574         BcStatus s;
3575
3576         p->func = bc_vec_item(&G.prog.fns, p->fidx);
3577
3578         if (!text[0] && !BC_PARSE_CAN_EXEC(p)) {
3579                 p->l.t.t = BC_LEX_INVALID;
3580                 s = p->parse(p);
3581                 if (s) return s;
3582                 if (!BC_PARSE_CAN_EXEC(p))
3583                         return bc_error("file is not executable");
3584         }
3585
3586         return bc_lex_text(&p->l, text);
3587 }
3588
3589 // Called when bc/dc_parse_parse() detects a failure,
3590 // resets parsing structures.
3591 static void bc_parse_reset(BcParse *p)
3592 {
3593         if (p->fidx != BC_PROG_MAIN) {
3594                 p->func->nparams = 0;
3595                 bc_vec_pop_all(&p->func->code);
3596                 bc_vec_pop_all(&p->func->autos);
3597                 bc_vec_pop_all(&p->func->labels);
3598
3599                 bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
3600         }
3601
3602         p->l.i = p->l.len;
3603         p->l.t.t = BC_LEX_EOF;
3604         p->auto_part = (p->nbraces = 0);
3605
3606         bc_vec_npop(&p->flags, p->flags.len - 1);
3607         bc_vec_pop_all(&p->exits);
3608         bc_vec_pop_all(&p->conds);
3609         bc_vec_pop_all(&p->ops);
3610
3611         bc_program_reset();
3612 }
3613
3614 static void bc_parse_free(BcParse *p)
3615 {
3616         bc_vec_free(&p->flags);
3617         bc_vec_free(&p->exits);
3618         bc_vec_free(&p->conds);
3619         bc_vec_free(&p->ops);
3620         bc_lex_free(&p->l);
3621 }
3622
3623 static void bc_parse_create(BcParse *p, size_t func,
3624                             BcParseParse parse, BcLexNext next)
3625 {
3626         memset(p, 0, sizeof(BcParse));
3627
3628         bc_lex_init(&p->l, next);
3629         bc_vec_init(&p->flags, sizeof(uint8_t), NULL);
3630         bc_vec_init(&p->exits, sizeof(BcInstPtr), NULL);
3631         bc_vec_init(&p->conds, sizeof(size_t), NULL);
3632         bc_vec_pushZeroByte(&p->flags);
3633         bc_vec_init(&p->ops, sizeof(BcLexType), NULL);
3634
3635         p->parse = parse;
3636         // p->auto_part = p->nbraces = 0; - already is
3637         bc_parse_updateFunc(p, func);
3638 }
3639
3640 #if ENABLE_BC
3641
3642 #define BC_PARSE_TOP_OP(p) (*((BcLexType *) bc_vec_top(&(p)->ops)))
3643 #define BC_PARSE_LEAF(p, rparen)                                \
3644         (((p) >= BC_INST_NUM && (p) <= BC_INST_SQRT) || (rparen) || \
3645          (p) == BC_INST_INC_POST || (p) == BC_INST_DEC_POST)
3646
3647 // We can calculate the conversion between tokens and exprs by subtracting the
3648 // position of the first operator in the lex enum and adding the position of the
3649 // first in the expr enum. Note: This only works for binary operators.
3650 #define BC_PARSE_TOKEN_INST(t) ((char) ((t) -BC_LEX_NEG + BC_INST_NEG))
3651
3652 static BcStatus bc_parse_else(BcParse *p);
3653 static BcStatus bc_parse_stmt(BcParse *p);
3654 static BcStatus bc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next);
3655 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next);
3656
3657 static BcStatus bc_parse_operator(BcParse *p, BcLexType type, size_t start,
3658                                   size_t *nexprs, bool next)
3659 {
3660         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3661         BcLexType t;
3662         char l, r = bc_parse_op_PREC(type - BC_LEX_OP_INC);
3663         bool left = bc_parse_op_LEFT(type - BC_LEX_OP_INC);
3664
3665         while (p->ops.len > start) {
3666
3667                 t = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3668                 if (t == BC_LEX_LPAREN) break;
3669
3670                 l = bc_parse_op_PREC(t - BC_LEX_OP_INC);
3671                 if (l >= r && (l != r || !left)) break;
3672
3673                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_TOKEN_INST(t));
3674                 bc_vec_pop(&p->ops);
3675                 *nexprs -= t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && t != BC_LEX_NEG;
3676         }
3677
3678         bc_vec_push(&p->ops, &type);
3679         if (next) s = bc_lex_next(&p->l);
3680
3681         return s;
3682 }
3683
3684 static BcStatus bc_parse_rightParen(BcParse *p, size_t ops_bgn, size_t *nexs)
3685 {
3686         BcLexType top;
3687
3688         if (p->ops.len <= ops_bgn)
3689                 return bc_error_bad_expression();
3690         top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3691
3692         while (top != BC_LEX_LPAREN) {
3693
3694                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_TOKEN_INST(top));
3695
3696                 bc_vec_pop(&p->ops);
3697                 *nexs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
3698
3699                 if (p->ops.len <= ops_bgn)
3700                         return bc_error_bad_expression();
3701                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3702         }
3703
3704         bc_vec_pop(&p->ops);
3705
3706         return bc_lex_next(&p->l);
3707 }
3708
3709 static BcStatus bc_parse_params(BcParse *p, uint8_t flags)
3710 {
3711         BcStatus s;
3712         bool comma = false;
3713         size_t nparams;
3714
3715         s = bc_lex_next(&p->l);
3716         if (s) return s;
3717
3718         for (nparams = 0; p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN; ++nparams) {
3719
3720                 flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3721                 s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_param);
3722                 if (s) return s;
3723
3724                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
3725                 if (comma) {
3726                         s = bc_lex_next(&p->l);
3727                         if (s) return s;
3728                 }
3729         }
3730
3731         if (comma) return bc_error_bad_token();
3732         bc_parse_push(p, BC_INST_CALL);
3733         bc_parse_pushIndex(p, nparams);
3734
3735         return BC_STATUS_SUCCESS;
3736 }
3737
3738 static BcStatus bc_parse_call(BcParse *p, char *name, uint8_t flags)
3739 {
3740         BcStatus s;
3741         BcId entry, *entry_ptr;
3742         size_t idx;
3743
3744         entry.name = name;
3745
3746         s = bc_parse_params(p, flags);
3747         if (s) goto err;
3748
3749         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3750                 s = bc_error_bad_token();
3751                 goto err;
3752         }
3753
3754         idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3755
3756         if (idx == BC_VEC_INVALID_IDX) {
3757                 name = xstrdup(entry.name);
3758                 bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
3759                 idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3760                 free(entry.name);
3761         }
3762         else
3763                 free(name);
3764
3765         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3766         bc_parse_pushIndex(p, entry_ptr->idx);
3767
3768         return bc_lex_next(&p->l);
3769
3770 err:
3771         free(name);
3772         return s;
3773 }
3774
3775 static BcStatus bc_parse_name(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3776 {
3777         BcStatus s;
3778         char *name;
3779
3780         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
3781         s = bc_lex_next(&p->l);
3782         if (s) goto err;
3783
3784         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACKET) {
3785
3786                 s = bc_lex_next(&p->l);
3787                 if (s) goto err;
3788
3789                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACKET) {
3790
3791                         if (!(flags & BC_PARSE_ARRAY)) {
3792                                 s = bc_error_bad_expression();
3793                                 goto err;
3794                         }
3795
3796                         *type = BC_INST_ARRAY;
3797                 }
3798                 else {
3799
3800                         *type = BC_INST_ARRAY_ELEM;
3801
3802                         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3803                         s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_elem);
3804                         if (s) goto err;
3805                 }
3806
3807                 s = bc_lex_next(&p->l);
3808                 if (s) goto err;
3809                 bc_parse_push(p, *type);
3810                 bc_parse_pushName(p, name);
3811         }
3812         else if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN) {
3813
3814                 if (flags & BC_PARSE_NOCALL) {
3815                         s = bc_error_bad_token();
3816                         goto err;
3817                 }
3818
3819                 *type = BC_INST_CALL;
3820                 s = bc_parse_call(p, name, flags);
3821         }
3822         else {
3823                 *type = BC_INST_VAR;
3824                 bc_parse_push(p, BC_INST_VAR);
3825                 bc_parse_pushName(p, name);
3826         }
3827
3828         return s;
3829
3830 err:
3831         free(name);
3832         return s;
3833 }
3834
3835 static BcStatus bc_parse_read(BcParse *p)
3836 {
3837         BcStatus s;
3838
3839         s = bc_lex_next(&p->l);
3840         if (s) return s;
3841         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
3842
3843         s = bc_lex_next(&p->l);
3844         if (s) return s;
3845         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
3846
3847         bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
3848
3849         return bc_lex_next(&p->l);
3850 }
3851
3852 static BcStatus bc_parse_builtin(BcParse *p, BcLexType type, uint8_t flags,
3853                                  BcInst *prev)
3854 {
3855         BcStatus s;
3856
3857         s = bc_lex_next(&p->l);
3858         if (s) return s;
3859         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
3860
3861         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3862
3863         s = bc_lex_next(&p->l);
3864         if (s) return s;
3865
3866         s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_rel);
3867         if (s) return s;
3868
3869         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
3870
3871         *prev = (type == BC_LEX_KEY_LENGTH) ? BC_INST_LENGTH : BC_INST_SQRT;
3872         bc_parse_push(p, *prev);
3873
3874         return bc_lex_next(&p->l);
3875 }
3876
3877 static BcStatus bc_parse_scale(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3878 {
3879         BcStatus s;
3880
3881         s = bc_lex_next(&p->l);
3882         if (s) return s;
3883
3884         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) {
3885                 *type = BC_INST_SCALE;
3886                 bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3887                 return BC_STATUS_SUCCESS;
3888         }
3889
3890         *type = BC_INST_SCALE_FUNC;
3891         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3892
3893         s = bc_lex_next(&p->l);
3894         if (s) return s;
3895
3896         s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_rel);
3897         if (s) return s;
3898         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
3899         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE_FUNC);
3900
3901         return bc_lex_next(&p->l);
3902 }
3903
3904 static BcStatus bc_parse_incdec(BcParse *p, BcInst *prev, bool *paren_expr,
3905                                 size_t *nexprs, uint8_t flags)
3906 {
3907         BcStatus s;
3908         BcLexType type;
3909         char inst;
3910         BcInst etype = *prev;
3911
3912         if (etype == BC_INST_VAR || etype == BC_INST_ARRAY_ELEM ||
3913             etype == BC_INST_SCALE || etype == BC_INST_LAST ||
3914             etype == BC_INST_IBASE || etype == BC_INST_OBASE)
3915         {
3916                 *prev = inst = BC_INST_INC_POST + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3917                 bc_parse_push(p, inst);
3918                 s = bc_lex_next(&p->l);
3919         }
3920         else {
3921
3922                 *prev = inst = BC_INST_INC_PRE + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3923                 *paren_expr = true;
3924
3925                 s = bc_lex_next(&p->l);
3926                 if (s) return s;
3927                 type = p->l.t.t;
3928
3929                 // Because we parse the next part of the expression
3930                 // right here, we need to increment this.
3931                 *nexprs = *nexprs + 1;
3932
3933                 switch (type) {
3934
3935                         case BC_LEX_NAME:
3936                         {
3937                                 s = bc_parse_name(p, prev, flags | BC_PARSE_NOCALL);
3938                                 break;
3939                         }
3940
3941                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
3942                         case BC_LEX_KEY_LAST:
3943                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
3944                         {
3945                                 bc_parse_push(p, type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
3946                                 s = bc_lex_next(&p->l);
3947                                 break;
3948                         }
3949
3950                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
3951                         {
3952                                 s = bc_lex_next(&p->l);
3953                                 if (s) return s;
3954                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN)
3955                                         s = bc_error_bad_token();
3956                                 else
3957                                         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3958                                 break;
3959                         }
3960
3961                         default:
3962                         {
3963                                 s = bc_error_bad_token();
3964                                 break;
3965                         }
3966                 }
3967
3968                 if (!s) bc_parse_push(p, inst);
3969         }
3970
3971         return s;
3972 }
3973
3974 static BcStatus bc_parse_minus(BcParse *p, BcInst *prev, size_t ops_bgn,
3975                                bool rparen, size_t *nexprs)
3976 {
3977         BcStatus s;
3978         BcLexType type;
3979         BcInst etype = *prev;
3980
3981         s = bc_lex_next(&p->l);
3982         if (s) return s;
3983
3984         type = rparen || etype == BC_INST_INC_POST || etype == BC_INST_DEC_POST ||
3985                        (etype >= BC_INST_NUM && etype <= BC_INST_SQRT) ?
3986                    BC_LEX_OP_MINUS :
3987                    BC_LEX_NEG;
3988         *prev = BC_PARSE_TOKEN_INST(type);
3989
3990         // We can just push onto the op stack because this is the largest
3991         // precedence operator that gets pushed. Inc/dec does not.
3992         if (type != BC_LEX_OP_MINUS)
3993                 bc_vec_push(&p->ops, &type);
3994         else
3995                 s = bc_parse_operator(p, type, ops_bgn, nexprs, false);
3996
3997         return s;
3998 }
3999
4000 static BcStatus bc_parse_string(BcParse *p, char inst)
4001 {
4002         char *str = xstrdup(p->l.t.v.v);
4003
4004         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
4005         bc_parse_pushIndex(p, G.prog.strs.len);
4006         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
4007         bc_parse_push(p, inst);
4008
4009         return bc_lex_next(&p->l);
4010 }
4011
4012 static BcStatus bc_parse_print(BcParse *p)
4013 {
4014         BcStatus s;
4015         BcLexType type;
4016         bool comma = false;
4017
4018         s = bc_lex_next(&p->l);
4019         if (s) return s;
4020
4021         type = p->l.t.t;
4022
4023         if (type == BC_LEX_SCOLON || type == BC_LEX_NLINE)
4024                 return bc_error("bad print statement");
4025
4026         while (!s && type != BC_LEX_SCOLON && type != BC_LEX_NLINE) {
4027
4028                 if (type == BC_LEX_STR)
4029                         s = bc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_POP);
4030                 else {
4031                         s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_print);
4032                         if (s) return s;
4033                         bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT_POP);
4034                 }
4035
4036                 if (s) return s;
4037
4038                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4039                 if (comma) s = bc_lex_next(&p->l);
4040                 type = p->l.t.t;
4041         }
4042
4043         if (s) return s;
4044         if (comma) return bc_error_bad_token();
4045
4046         return bc_lex_next(&p->l);
4047 }
4048
4049 static BcStatus bc_parse_return(BcParse *p)
4050 {
4051         BcStatus s;
4052         BcLexType t;
4053         bool paren;
4054
4055         if (!BC_PARSE_FUNC(p)) return bc_error_bad_token();
4056
4057         s = bc_lex_next(&p->l);
4058         if (s) return s;
4059
4060         t = p->l.t.t;
4061         paren = t == BC_LEX_LPAREN;
4062
4063         if (t == BC_LEX_NLINE || t == BC_LEX_SCOLON)
4064                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4065         else {
4066
4067                 s = bc_parse_expr_empty_ok(p, 0, bc_parse_next_expr);
4068                 if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP) {
4069                         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4070                         s = bc_lex_next(&p->l);
4071                 }
4072                 if (s) return s;
4073
4074                 if (!paren || p->l.t.last != BC_LEX_RPAREN) {
4075                         s = bc_POSIX_requires("parentheses around return expressions");
4076                         if (s) return s;
4077                 }
4078
4079                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET);
4080         }
4081
4082         return s;
4083 }
4084
4085 static BcStatus bc_parse_endBody(BcParse *p, bool brace)
4086 {
4087         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4088
4089         if (p->flags.len <= 1 || (brace && p->nbraces == 0))
4090                 return bc_error_bad_token();
4091
4092         if (brace) {
4093
4094                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACE) {
4095                         if (!p->nbraces) return bc_error_bad_token();
4096                         --p->nbraces;
4097                         s = bc_lex_next(&p->l);
4098                         if (s) return s;
4099                 }
4100                 else
4101                         return bc_error_bad_token();
4102         }
4103
4104         if (BC_PARSE_IF(p)) {
4105
4106                 uint8_t *flag_ptr;
4107
4108                 while (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) {
4109                         s = bc_lex_next(&p->l);
4110                         if (s) return s;
4111                 }
4112
4113                 bc_vec_pop(&p->flags);
4114
4115                 flag_ptr = BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(p);
4116                 *flag_ptr = (*flag_ptr | BC_PARSE_FLAG_IF_END);
4117
4118                 if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_ELSE) s = bc_parse_else(p);
4119         }
4120         else if (BC_PARSE_ELSE(p)) {
4121
4122                 BcInstPtr *ip;
4123                 size_t *label;
4124
4125                 bc_vec_pop(&p->flags);
4126
4127                 ip = bc_vec_top(&p->exits);
4128                 label = bc_vec_item(&p->func->labels, ip->idx);
4129                 *label = p->func->code.len;
4130
4131                 bc_vec_pop(&p->exits);
4132         }
4133         else if (BC_PARSE_FUNC_INNER(p)) {
4134                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4135                 bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
4136                 bc_vec_pop(&p->flags);
4137         }
4138         else {
4139
4140                 BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&p->exits);
4141                 size_t *label = bc_vec_top(&p->conds);
4142
4143                 bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4144                 bc_parse_pushIndex(p, *label);
4145
4146                 label = bc_vec_item(&p->func->labels, ip->idx);
4147                 *label = p->func->code.len;
4148
4149                 bc_vec_pop(&p->flags);
4150                 bc_vec_pop(&p->exits);
4151                 bc_vec_pop(&p->conds);
4152         }
4153
4154         return s;
4155 }
4156
4157 static void bc_parse_startBody(BcParse *p, uint8_t flags)
4158 {
4159         uint8_t *flag_ptr = BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(p);
4160         flags |= (*flag_ptr & (BC_PARSE_FLAG_FUNC | BC_PARSE_FLAG_LOOP));
4161         flags |= BC_PARSE_FLAG_BODY;
4162         bc_vec_push(&p->flags, &flags);
4163 }
4164
4165 static void bc_parse_noElse(BcParse *p)
4166 {
4167         BcInstPtr *ip;
4168         size_t *label;
4169         uint8_t *flag_ptr = BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(p);
4170
4171         *flag_ptr = (*flag_ptr & ~(BC_PARSE_FLAG_IF_END));
4172
4173         ip = bc_vec_top(&p->exits);
4174         label = bc_vec_item(&p->func->labels, ip->idx);
4175         *label = p->func->code.len;
4176
4177         bc_vec_pop(&p->exits);
4178 }
4179
4180 static BcStatus bc_parse_if(BcParse *p)
4181 {
4182         BcStatus s;
4183         BcInstPtr ip;
4184
4185         s = bc_lex_next(&p->l);
4186         if (s) return s;
4187         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
4188
4189         s = bc_lex_next(&p->l);
4190         if (s) return s;
4191         s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL, bc_parse_next_rel);
4192         if (s) return s;
4193         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
4194
4195         s = bc_lex_next(&p->l);
4196         if (s) return s;
4197         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
4198
4199         ip.idx = p->func->labels.len;
4200         ip.func = ip.len = 0;
4201
4202         bc_parse_pushIndex(p, ip.idx);
4203         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4204         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4205         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_IF);
4206
4207         return BC_STATUS_SUCCESS;
4208 }
4209
4210 static BcStatus bc_parse_else(BcParse *p)
4211 {
4212         BcInstPtr ip;
4213
4214         if (!BC_PARSE_IF_END(p)) return bc_error_bad_token();
4215
4216         ip.idx = p->func->labels.len;
4217         ip.func = ip.len = 0;
4218
4219         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4220         bc_parse_pushIndex(p, ip.idx);
4221
4222         bc_parse_noElse(p);
4223
4224         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4225         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4226         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_ELSE);
4227
4228         return bc_lex_next(&p->l);
4229 }
4230
4231 static BcStatus bc_parse_while(BcParse *p)
4232 {
4233         BcStatus s;
4234         BcInstPtr ip;
4235
4236         s = bc_lex_next(&p->l);
4237         if (s) return s;
4238         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
4239         s = bc_lex_next(&p->l);
4240         if (s) return s;
4241
4242         ip.idx = p->func->labels.len;
4243
4244         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4245         bc_vec_push(&p->conds, &ip.idx);
4246
4247         ip.idx = p->func->labels.len;
4248         ip.func = 1;
4249         ip.len = 0;
4250
4251         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4252         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4253
4254         s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL, bc_parse_next_rel);
4255         if (s) return s;
4256         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
4257         s = bc_lex_next(&p->l);
4258         if (s) return s;
4259
4260         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
4261         bc_parse_pushIndex(p, ip.idx);
4262         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_LOOP | BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER);
4263
4264         return BC_STATUS_SUCCESS;
4265 }
4266
4267 static BcStatus bc_parse_for(BcParse *p)
4268 {
4269         BcStatus s;
4270         BcInstPtr ip;
4271         size_t cond_idx, exit_idx, body_idx, update_idx;
4272
4273         s = bc_lex_next(&p->l);
4274         if (s) return s;
4275         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
4276         s = bc_lex_next(&p->l);
4277         if (s) return s;
4278
4279         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4280                 s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_for);
4281         else
4282                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("init");
4283
4284         if (s) return s;
4285         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) return bc_error_bad_token();
4286         s = bc_lex_next(&p->l);
4287         if (s) return s;
4288
4289         cond_idx = p->func->labels.len;
4290         update_idx = cond_idx + 1;
4291         body_idx = update_idx + 1;
4292         exit_idx = body_idx + 1;
4293
4294         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4295
4296         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4297                 s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL, bc_parse_next_for);
4298         else
4299                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("condition");
4300
4301         if (s) return s;
4302         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) return bc_error_bad_token();
4303
4304         s = bc_lex_next(&p->l);
4305         if (s) return s;
4306
4307         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
4308         bc_parse_pushIndex(p, exit_idx);
4309         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4310         bc_parse_pushIndex(p, body_idx);
4311
4312         ip.idx = p->func->labels.len;
4313
4314         bc_vec_push(&p->conds, &update_idx);
4315         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4316
4317         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN)
4318                 s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_rel);
4319         else
4320                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("update");
4321
4322         if (s) return s;
4323
4324         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
4325         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4326         bc_parse_pushIndex(p, cond_idx);
4327         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4328
4329         ip.idx = exit_idx;
4330         ip.func = 1;
4331         ip.len = 0;
4332
4333         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4334         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4335         bc_lex_next(&p->l);
4336         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_LOOP | BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER);
4337
4338         return BC_STATUS_SUCCESS;
4339 }
4340
4341 static BcStatus bc_parse_loopExit(BcParse *p, BcLexType type)
4342 {
4343         BcStatus s;
4344         size_t i;
4345         BcInstPtr *ip;
4346
4347         if (!BC_PARSE_LOOP(p)) return bc_error_bad_token();
4348
4349         if (type == BC_LEX_KEY_BREAK) {
4350
4351                 if (p->exits.len == 0) return bc_error_bad_token();
4352
4353                 i = p->exits.len - 1;
4354                 ip = bc_vec_item(&p->exits, i);
4355
4356                 while (!ip->func && i < p->exits.len) ip = bc_vec_item(&p->exits, i--);
4357                 if (i >= p->exits.len && !ip->func) return bc_error_bad_token();
4358
4359                 i = ip->idx;
4360         }
4361         else
4362                 i = *((size_t *) bc_vec_top(&p->conds));
4363
4364         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4365         bc_parse_pushIndex(p, i);
4366
4367         s = bc_lex_next(&p->l);
4368         if (s) return s;
4369
4370         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON && p->l.t.t != BC_LEX_NLINE)
4371                 return bc_error_bad_token();
4372
4373         return bc_lex_next(&p->l);
4374 }
4375
4376 static BcStatus bc_parse_func(BcParse *p)
4377 {
4378         BcStatus s;
4379         bool var, comma = false;
4380         uint8_t flags;
4381         char *name;
4382
4383         s = bc_lex_next(&p->l);
4384         if (s) return s;
4385         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4386                 return bc_error("bad function definition");
4387
4388         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4389         bc_parse_addFunc(p, name, &p->fidx);
4390
4391         s = bc_lex_next(&p->l);
4392         if (s) return s;
4393         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN)
4394                 return bc_error("bad function definition");
4395         s = bc_lex_next(&p->l);
4396         if (s) return s;
4397
4398         while (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
4399
4400                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4401                         return bc_error("bad function definition");
4402
4403                 ++p->func->nparams;
4404
4405                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4406                 s = bc_lex_next(&p->l);
4407                 if (s) goto err;
4408
4409                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4410
4411                 if (!var) {
4412
4413                         s = bc_lex_next(&p->l);
4414                         if (s) goto err;
4415
4416                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4417                                 s = bc_error("bad function definition");
4418                                 goto err;
4419                         }
4420
4421                         s = bc_lex_next(&p->l);
4422                         if (s) goto err;
4423                 }
4424
4425                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4426                 if (comma) {
4427                         s = bc_lex_next(&p->l);
4428                         if (s) goto err;
4429                 }
4430
4431                 s = bc_func_insert(p->func, name, var);
4432                 if (s) goto err;
4433         }
4434
4435         if (comma) return bc_error("bad function definition");
4436
4437         flags = BC_PARSE_FLAG_FUNC | BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER | BC_PARSE_FLAG_BODY;
4438         bc_parse_startBody(p, flags);
4439
4440         s = bc_lex_next(&p->l);
4441         if (s) return s;
4442
4443         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4444                 s = bc_POSIX_requires("the left brace be on the same line as the function header");
4445
4446         return s;
4447
4448 err:
4449         free(name);
4450         return s;
4451 }
4452
4453 static BcStatus bc_parse_auto(BcParse *p)
4454 {
4455         BcStatus s;
4456         bool comma, var, one;
4457         char *name;
4458
4459         if (!p->auto_part) return bc_error_bad_token();
4460         s = bc_lex_next(&p->l);
4461         if (s) return s;
4462
4463         p->auto_part = comma = false;
4464         one = p->l.t.t == BC_LEX_NAME;
4465
4466         while (p->l.t.t == BC_LEX_NAME) {
4467
4468                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4469                 s = bc_lex_next(&p->l);
4470                 if (s) goto err;
4471
4472                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4473                 if (!var) {
4474
4475                         s = bc_lex_next(&p->l);
4476                         if (s) goto err;
4477
4478                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4479                                 s = bc_error("bad function definition");
4480                                 goto err;
4481                         }
4482
4483                         s = bc_lex_next(&p->l);
4484                         if (s) goto err;
4485                 }
4486
4487                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4488                 if (comma) {
4489                         s = bc_lex_next(&p->l);
4490                         if (s) goto err;
4491                 }
4492
4493                 s = bc_func_insert(p->func, name, var);
4494                 if (s) goto err;
4495         }
4496
4497         if (comma) return bc_error("bad function definition");
4498         if (!one) return bc_error("no auto variable found");
4499
4500         if (p->l.t.t != BC_LEX_NLINE && p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4501                 return bc_error_bad_token();
4502
4503         return bc_lex_next(&p->l);
4504
4505 err:
4506         free(name);
4507         return s;
4508 }
4509
4510 static BcStatus bc_parse_body(BcParse *p, bool brace)
4511 {
4512         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4513         uint8_t *flag_ptr = bc_vec_top(&p->flags);
4514
4515         *flag_ptr &= ~(BC_PARSE_FLAG_BODY);
4516
4517         if (*flag_ptr & BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER) {
4518
4519                 if (!brace) return bc_error_bad_token();
4520                 p->auto_part = p->l.t.t != BC_LEX_KEY_AUTO;
4521
4522                 if (!p->auto_part) {
4523                         s = bc_parse_auto(p);
4524                         if (s) return s;
4525                 }
4526
4527                 if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) s = bc_lex_next(&p->l);
4528         }
4529         else {
4530                 s = bc_parse_stmt(p);
4531                 if (!s && !brace) s = bc_parse_endBody(p, false);
4532         }
4533
4534         return s;
4535 }
4536
4537 static BcStatus bc_parse_stmt(BcParse *p)
4538 {
4539         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4540
4541         switch (p->l.t.t) {
4542
4543                 case BC_LEX_NLINE:
4544                 {
4545                         return bc_lex_next(&p->l);
4546                 }
4547
4548                 case BC_LEX_KEY_ELSE:
4549                 {
4550                         p->auto_part = false;
4551                         break;
4552                 }
4553
4554                 case BC_LEX_LBRACE:
4555                 {
4556                         if (!BC_PARSE_BODY(p)) return bc_error_bad_token();
4557
4558                         ++p->nbraces;
4559                         s = bc_lex_next(&p->l);
4560                         if (s) return s;
4561
4562                         return bc_parse_body(p, true);
4563                 }
4564
4565                 case BC_LEX_KEY_AUTO:
4566                 {
4567                         return bc_parse_auto(p);
4568                 }
4569
4570                 default:
4571                 {
4572                         p->auto_part = false;
4573
4574                         if (BC_PARSE_IF_END(p)) {
4575                                 bc_parse_noElse(p);
4576                                 return BC_STATUS_SUCCESS;
4577                         }
4578                         else if (BC_PARSE_BODY(p))
4579                                 return bc_parse_body(p, false);
4580
4581                         break;
4582                 }
4583         }
4584
4585         switch (p->l.t.t) {
4586
4587                 case BC_LEX_OP_INC:
4588                 case BC_LEX_OP_DEC:
4589                 case BC_LEX_OP_MINUS:
4590                 case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4591                 case BC_LEX_LPAREN:
4592                 case BC_LEX_NAME:
4593                 case BC_LEX_NUMBER:
4594                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4595                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4596                 case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4597                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4598                 case BC_LEX_KEY_READ:
4599                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4600                 case BC_LEX_KEY_SQRT:
4601                 {
4602                         s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_PRINT, bc_parse_next_expr);
4603                         break;
4604                 }
4605
4606                 case BC_LEX_KEY_ELSE:
4607                 {
4608                         s = bc_parse_else(p);
4609                         break;
4610                 }
4611
4612                 case BC_LEX_SCOLON:
4613                 {
4614                         while (!s && p->l.t.t == BC_LEX_SCOLON) s = bc_lex_next(&p->l);
4615                         break;
4616                 }
4617
4618                 case BC_LEX_RBRACE:
4619                 {
4620                         s = bc_parse_endBody(p, true);
4621                         break;
4622                 }
4623
4624                 case BC_LEX_STR:
4625                 {
4626                         s = bc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_STR);
4627                         break;
4628                 }
4629
4630                 case BC_LEX_KEY_BREAK:
4631                 case BC_LEX_KEY_CONTINUE:
4632                 {
4633                         s = bc_parse_loopExit(p, p->l.t.t);
4634                         break;
4635                 }
4636
4637                 case BC_LEX_KEY_FOR:
4638                 {
4639                         s = bc_parse_for(p);
4640                         break;
4641                 }
4642
4643                 case BC_LEX_KEY_HALT:
4644                 {
4645                         bc_parse_push(p, BC_INST_HALT);
4646                         s = bc_lex_next(&p->l);
4647                         break;
4648                 }
4649
4650                 case BC_LEX_KEY_IF:
4651                 {
4652                         s = bc_parse_if(p);
4653                         break;
4654                 }
4655
4656                 case BC_LEX_KEY_LIMITS:
4657                 {
4658                         // "limits" is a compile-time command,
4659                         // the output is produced at _parse time_.
4660                         s = bc_lex_next(&p->l);
4661                         if (s) return s;
4662                         printf("BC_BASE_MAX     = %u\n", BC_MAX_OBASE);
4663                         printf("BC_DIM_MAX      = %u\n", BC_MAX_DIM);
4664                         printf("BC_SCALE_MAX    = %u\n", BC_MAX_SCALE);
4665                         printf("BC_STRING_MAX   = %u\n", BC_MAX_STRING);
4666                         printf("BC_NAME_MAX     = %u\n", BC_MAX_NAME);
4667                         printf("BC_NUM_MAX      = %u\n", BC_MAX_NUM);
4668                         printf("MAX Exponent    = %lu\n", BC_MAX_EXP);
4669                         printf("Number of vars  = %lu\n", BC_MAX_VARS);
4670                         break;
4671                 }
4672
4673                 case BC_LEX_KEY_PRINT:
4674                 {
4675                         s = bc_parse_print(p);
4676                         break;
4677                 }
4678
4679                 case BC_LEX_KEY_QUIT:
4680                 {
4681                         // "quit" is a compile-time command. For example,
4682                         // "if (0 == 1) quit" terminates when parsing the statement,
4683                         // not when it is executed
4684                         quit_or_return_for_exit();
4685                 }
4686
4687                 case BC_LEX_KEY_RETURN:
4688                 {
4689                         s = bc_parse_return(p);
4690                         break;
4691                 }
4692
4693                 case BC_LEX_KEY_WHILE:
4694                 {
4695                         s = bc_parse_while(p);
4696                         break;
4697                 }
4698
4699                 default:
4700                 {
4701                         s = bc_error_bad_token();
4702                         break;
4703                 }
4704         }
4705
4706         return s;
4707 }
4708
4709 static BcStatus bc_parse_parse(BcParse *p)
4710 {
4711         BcStatus s;
4712
4713         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4714                 s = p->flags.len > 0 ? bc_error("block end could not be found") : bc_error("end of file");
4715         else if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_DEFINE) {
4716                 if (!BC_PARSE_CAN_EXEC(p)) return bc_error_bad_token();
4717                 s = bc_parse_func(p);
4718         }
4719         else
4720                 s = bc_parse_stmt(p);
4721
4722         if (s || G_interrupt) {
4723                 bc_parse_reset(p);
4724                 s = BC_STATUS_FAILURE;
4725         }
4726
4727         return s;
4728 }
4729
4730 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next)
4731 {
4732         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4733         BcInst prev = BC_INST_PRINT;
4734         BcLexType top, t = p->l.t.t;
4735         size_t nexprs = 0, ops_bgn = p->ops.len;
4736         uint32_t i, nparens, nrelops;
4737         bool paren_first, paren_expr, rprn, done, get_token, assign, bin_last;
4738
4739         paren_first = p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN;
4740         nparens = nrelops = 0;
4741         paren_expr = rprn = done = get_token = assign = false;
4742         bin_last = true;
4743
4744         for (; !G_interrupt && !s && !done && bc_parse_exprs(t); t = p->l.t.t) {
4745                 switch (t) {
4746
4747                         case BC_LEX_OP_INC:
4748                         case BC_LEX_OP_DEC:
4749                         {
4750                                 s = bc_parse_incdec(p, &prev, &paren_expr, &nexprs, flags);
4751                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4752                                 break;
4753                         }
4754
4755                         case BC_LEX_OP_MINUS:
4756                         {
4757                                 s = bc_parse_minus(p, &prev, ops_bgn, rprn, &nexprs);
4758                                 rprn = get_token = false;
4759                                 bin_last = prev == BC_INST_MINUS;
4760                                 break;
4761                         }
4762
4763                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER:
4764                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY:
4765                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE:
4766                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS:
4767                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS:
4768                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS:
4769                         case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4770                         {
4771                                 if (prev != BC_INST_VAR && prev != BC_INST_ARRAY_ELEM &&
4772                                     prev != BC_INST_SCALE && prev != BC_INST_IBASE &&
4773                                     prev != BC_INST_OBASE && prev != BC_INST_LAST)
4774                                 {
4775                                         s = bc_error("bad assignment:"
4776                                                 " left side must be scale,"
4777                                                 " ibase, obase, last, var,"
4778                                                 " or array element"
4779                                         );
4780                                         break;
4781                                 }
4782                         }
4783                         // Fallthrough.
4784                         case BC_LEX_OP_POWER:
4785                         case BC_LEX_OP_MULTIPLY:
4786                         case BC_LEX_OP_DIVIDE:
4787                         case BC_LEX_OP_MODULUS:
4788                         case BC_LEX_OP_PLUS:
4789                         case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4790                         case BC_LEX_OP_REL_LE:
4791                         case BC_LEX_OP_REL_GE:
4792                         case BC_LEX_OP_REL_NE:
4793                         case BC_LEX_OP_REL_LT:
4794                         case BC_LEX_OP_REL_GT:
4795                         case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4796                         case BC_LEX_OP_BOOL_OR:
4797                         case BC_LEX_OP_BOOL_AND:
4798                         {
4799                                 if (((t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) != bin_last)
4800                                  || (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4801                                 ) {
4802                                         return bc_error_bad_expression();
4803                                 }
4804
4805                                 nrelops += t >= BC_LEX_OP_REL_EQ && t <= BC_LEX_OP_REL_GT;
4806                                 prev = BC_PARSE_TOKEN_INST(t);
4807                                 s = bc_parse_operator(p, t, ops_bgn, &nexprs, true);
4808                                 rprn = get_token = false;
4809                                 bin_last = t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT;
4810
4811                                 break;
4812                         }
4813
4814                         case BC_LEX_LPAREN:
4815                         {
4816                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4817                                         return bc_error_bad_expression();
4818                                 ++nparens;
4819                                 paren_expr = rprn = bin_last = false;
4820                                 get_token = true;
4821                                 bc_vec_push(&p->ops, &t);
4822
4823                                 break;
4824                         }
4825
4826                         case BC_LEX_RPAREN:
4827                         {
4828                                 if (bin_last || prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4829                                         return bc_error_bad_expression();
4830
4831                                 if (nparens == 0) {
4832                                         s = BC_STATUS_SUCCESS;
4833                                         done = true;
4834                                         get_token = false;
4835                                         break;
4836                                 }
4837                                 else if (!paren_expr)
4838                                         return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP;
4839
4840                                 --nparens;
4841                                 paren_expr = rprn = true;
4842                                 get_token = bin_last = false;
4843
4844                                 s = bc_parse_rightParen(p, ops_bgn, &nexprs);
4845
4846                                 break;
4847                         }
4848
4849                         case BC_LEX_NAME:
4850                         {
4851                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4852                                         return bc_error_bad_expression();
4853                                 paren_expr = true;
4854                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4855                                 s = bc_parse_name(p, &prev, flags & ~BC_PARSE_NOCALL);
4856                                 ++nexprs;
4857
4858                                 break;
4859                         }
4860
4861                         case BC_LEX_NUMBER:
4862                         {
4863                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4864                                         return bc_error_bad_expression();
4865                                 bc_parse_number(p, &prev, &nexprs);
4866                                 paren_expr = get_token = true;
4867                                 rprn = bin_last = false;
4868
4869                                 break;
4870                         }
4871
4872                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4873                         case BC_LEX_KEY_LAST:
4874                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4875                         {
4876                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4877                                         return bc_error_bad_expression();
4878                                 prev = (char) (t - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
4879                                 bc_parse_push(p, (char) prev);
4880
4881                                 paren_expr = get_token = true;
4882                                 rprn = bin_last = false;
4883                                 ++nexprs;
4884
4885                                 break;
4886                         }
4887
4888                         case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4889                         case BC_LEX_KEY_SQRT:
4890                         {
4891                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4892                                         return bc_error_bad_expression();
4893                                 s = bc_parse_builtin(p, t, flags, &prev);
4894                                 paren_expr = true;
4895                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4896                                 ++nexprs;
4897
4898                                 break;
4899                         }
4900
4901                         case BC_LEX_KEY_READ:
4902                         {
4903                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4904                                         return bc_error_bad_expression();
4905                                 else if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
4906                                         s = bc_error_nested_read_call();
4907                                 else
4908                                         s = bc_parse_read(p);
4909
4910                                 paren_expr = true;
4911                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4912                                 ++nexprs;
4913                                 prev = BC_INST_READ;
4914
4915                                 break;
4916                         }
4917
4918                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4919                         {
4920                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4921                                         return bc_error_bad_expression();
4922                                 s = bc_parse_scale(p, &prev, flags);
4923                                 paren_expr = true;
4924                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4925                                 ++nexprs;
4926                                 prev = BC_INST_SCALE;
4927
4928                                 break;
4929                         }
4930
4931                         default:
4932                         {
4933                                 s = bc_error_bad_token();
4934                                 break;
4935                         }
4936                 }
4937
4938                 if (!s && get_token) s = bc_lex_next(&p->l);
4939         }
4940
4941         if (s) return s;
4942         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE; // ^C: stop parsing
4943
4944         while (p->ops.len > ops_bgn) {
4945
4946                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
4947                 assign = top >= BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER && top <= BC_LEX_OP_ASSIGN;
4948
4949                 if (top == BC_LEX_LPAREN || top == BC_LEX_RPAREN)
4950                         return bc_error_bad_expression();
4951
4952                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_TOKEN_INST(top));
4953
4954                 nexprs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
4955                 bc_vec_pop(&p->ops);
4956         }
4957
4958         if (prev == BC_INST_BOOL_NOT || nexprs != 1)
4959                 return bc_error_bad_expression();
4960
4961         for (i = 0; i < next.len; ++i)
4962                 if (t == next.tokens[i])
4963                         goto ok;
4964         return bc_error_bad_expression();
4965  ok:
4966
4967         if (!(flags & BC_PARSE_REL) && nrelops) {
4968                 s = bc_POSIX_does_not_allow("comparison operators outside if or loops");
4969                 if (s) return s;
4970         }
4971         else if ((flags & BC_PARSE_REL) && nrelops > 1) {
4972                 s = bc_POSIX_requires("exactly one comparison operator per condition");
4973                 if (s) return s;
4974         }
4975
4976         if (flags & BC_PARSE_PRINT) {
4977                 if (paren_first || !assign) bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT);
4978                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4979         }
4980
4981         return s;
4982 }
4983
4984 static BcStatus bc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next)
4985 {
4986         BcStatus s;
4987
4988         s = bc_parse_expr_empty_ok(p, flags, next);
4989         if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP)
4990                 return bc_error("empty expression");
4991         return s;
4992 }
4993
4994 static void bc_parse_init(BcParse *p, size_t func)
4995 {
4996         bc_parse_create(p, func, bc_parse_parse, bc_lex_token);
4997 }
4998
4999 static BcStatus bc_parse_expression(BcParse *p, uint8_t flags)
5000 {
5001         return bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_read);
5002 }
5003
5004 #endif // ENABLE_BC
5005
5006 #if ENABLE_DC
5007
5008 #define DC_PARSE_BUF_LEN ((int) (sizeof(uint32_t) * CHAR_BIT))
5009
5010 static BcStatus dc_parse_register(BcParse *p)
5011 {
5012         BcStatus s;
5013         char *name;
5014
5015         s = bc_lex_next(&p->l);
5016         if (s) return s;
5017         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME) return bc_error_bad_token();
5018
5019         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
5020         bc_parse_pushName(p, name);
5021
5022         return s;
5023 }
5024
5025 static BcStatus dc_parse_string(BcParse *p)
5026 {
5027         char *str, *name, b[DC_PARSE_BUF_LEN + 1];
5028         size_t idx, len = G.prog.strs.len;
5029
5030         sprintf(b, "%0*zu", DC_PARSE_BUF_LEN, len);
5031         name = xstrdup(b);
5032
5033         str = xstrdup(p->l.t.v.v);
5034         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
5035         bc_parse_pushIndex(p, len);
5036         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
5037         bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
5038
5039         return bc_lex_next(&p->l);
5040 }
5041
5042 static BcStatus dc_parse_mem(BcParse *p, uint8_t inst, bool name, bool store)
5043 {
5044         BcStatus s;
5045
5046         bc_parse_push(p, inst);
5047         if (name) {
5048                 s = dc_parse_register(p);
5049                 if (s) return s;
5050         }
5051
5052         if (store) {
5053                 bc_parse_push(p, BC_INST_SWAP);
5054                 bc_parse_push(p, BC_INST_ASSIGN);
5055                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
5056         }
5057
5058         return bc_lex_next(&p->l);
5059 }
5060
5061 static BcStatus dc_parse_cond(BcParse *p, uint8_t inst)
5062 {
5063         BcStatus s;
5064
5065         bc_parse_push(p, inst);
5066         bc_parse_push(p, BC_INST_EXEC_COND);
5067
5068         s = dc_parse_register(p);
5069         if (s) return s;
5070
5071         s = bc_lex_next(&p->l);
5072         if (s) return s;
5073
5074         if (p->l.t.t == BC_LEX_ELSE) {
5075                 s = dc_parse_register(p);
5076                 if (s) return s;
5077                 s = bc_lex_next(&p->l);
5078         }
5079         else
5080                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
5081
5082         return s;
5083 }
5084
5085 static BcStatus dc_parse_token(BcParse *p, BcLexType t, uint8_t flags)
5086 {
5087         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5088         BcInst prev;
5089         uint8_t inst;
5090         bool assign, get_token = false;
5091
5092         switch (t) {
5093
5094                 case BC_LEX_OP_REL_EQ:
5095                 case BC_LEX_OP_REL_LE:
5096                 case BC_LEX_OP_REL_GE:
5097                 case BC_LEX_OP_REL_NE:
5098                 case BC_LEX_OP_REL_LT:
5099                 case BC_LEX_OP_REL_GT:
5100                 {
5101                         s = dc_parse_cond(p, t - BC_LEX_OP_REL_EQ + BC_INST_REL_EQ);
5102                         break;
5103                 }
5104
5105                 case BC_LEX_SCOLON:
5106                 case BC_LEX_COLON:
5107                 {
5108                         s = dc_parse_mem(p, BC_INST_ARRAY_ELEM, true, t == BC_LEX_COLON);
5109                         break;
5110                 }
5111
5112                 case BC_LEX_STR:
5113                 {
5114                         s = dc_parse_string(p);
5115                         break;
5116                 }
5117
5118                 case BC_LEX_NEG:
5119                 case BC_LEX_NUMBER:
5120                 {
5121                         if (t == BC_LEX_NEG) {
5122                                 s = bc_lex_next(&p->l);
5123                                 if (s) return s;
5124                                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NUMBER)
5125                                         return bc_error_bad_token();
5126                         }
5127
5128                         bc_parse_number(p, &prev, &p->nbraces);
5129
5130                         if (t == BC_LEX_NEG) bc_parse_push(p, BC_INST_NEG);
5131                         get_token = true;
5132
5133                         break;
5134                 }
5135
5136                 case BC_LEX_KEY_READ:
5137                 {
5138                         if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
5139                                 s = bc_error_nested_read_call();
5140                         else
5141                                 bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
5142                         get_token = true;
5143                         break;
5144                 }
5145
5146                 case BC_LEX_OP_ASSIGN:
5147                 case BC_LEX_STORE_PUSH:
5148                 {
5149                         assign = t == BC_LEX_OP_ASSIGN;
5150                         inst = assign ? BC_INST_VAR : BC_INST_PUSH_TO_VAR;
5151                         s = dc_parse_mem(p, inst, true, assign);
5152                         break;
5153                 }
5154
5155                 case BC_LEX_LOAD:
5156                 case BC_LEX_LOAD_POP:
5157                 {
5158                         inst = t == BC_LEX_LOAD_POP ? BC_INST_PUSH_VAR : BC_INST_LOAD;
5159                         s = dc_parse_mem(p, inst, true, false);
5160                         break;
5161                 }
5162
5163                 case BC_LEX_STORE_IBASE:
5164                 case BC_LEX_STORE_SCALE:
5165                 case BC_LEX_STORE_OBASE:
5166                 {
5167                         inst = t - BC_LEX_STORE_IBASE + BC_INST_IBASE;
5168                         s = dc_parse_mem(p, inst, false, true);
5169                         break;
5170                 }
5171
5172                 default:
5173                 {
5174                         s = bc_error_bad_token();
5175                         get_token = true;
5176                         break;
5177                 }
5178         }
5179
5180         if (!s && get_token) s = bc_lex_next(&p->l);
5181
5182         return s;
5183 }
5184
5185 static BcStatus dc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
5186 {
5187         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5188         BcInst inst;
5189         BcLexType t;
5190
5191         if (flags & BC_PARSE_NOCALL) p->nbraces = G.prog.results.len;
5192
5193         for (t = p->l.t.t; !s && t != BC_LEX_EOF; t = p->l.t.t) {
5194
5195                 inst = dc_parse_insts[t];
5196
5197                 if (inst != BC_INST_INVALID) {
5198                         bc_parse_push(p, inst);
5199                         s = bc_lex_next(&p->l);
5200                 }
5201                 else
5202                         s = dc_parse_token(p, t, flags);
5203         }
5204
5205         if (!s && p->l.t.t == BC_LEX_EOF && (flags & BC_PARSE_NOCALL))
5206                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP_EXEC);
5207
5208         return s;
5209 }
5210
5211 static BcStatus dc_parse_parse(BcParse *p)
5212 {
5213         BcStatus s;
5214
5215         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
5216                 s = bc_error("end of file");
5217         else
5218                 s = dc_parse_expr(p, 0);
5219
5220         if (s || G_interrupt) {
5221                 bc_parse_reset(p);
5222                 s = BC_STATUS_FAILURE;
5223         }
5224
5225         return s;
5226 }
5227
5228 static void dc_parse_init(BcParse *p, size_t func)
5229 {
5230         bc_parse_create(p, func, dc_parse_parse, dc_lex_token);
5231 }
5232
5233 #endif // ENABLE_DC
5234
5235 static void common_parse_init(BcParse *p, size_t func)
5236 {
5237         if (IS_BC) {
5238                 IF_BC(bc_parse_init(p, func);)
5239         } else {
5240                 IF_DC(dc_parse_init(p, func);)
5241         }
5242 }
5243
5244 static BcStatus common_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
5245 {
5246         if (IS_BC) {
5247                 IF_BC(return bc_parse_expression(p, flags);)
5248         } else {
5249                 IF_DC(return dc_parse_expr(p, flags);)
5250         }
5251 }
5252
5253 static BcVec* bc_program_search(char *id, bool var)
5254 {
5255         BcId e, *ptr;
5256         BcVec *v, *map;
5257         size_t i;
5258         BcResultData data;
5259         int new;
5260
5261         v = var ? &G.prog.vars : &G.prog.arrs;
5262         map = var ? &G.prog.var_map : &G.prog.arr_map;
5263
5264         e.name = id;
5265         e.idx = v->len;
5266         new = bc_map_insert(map, &e, &i); // 1 if insertion was successful
5267
5268         if (new) {
5269                 bc_array_init(&data.v, var);
5270                 bc_vec_push(v, &data.v);
5271         }
5272
5273         ptr = bc_vec_item(map, i);
5274         if (new) ptr->name = xstrdup(e.name);
5275         return bc_vec_item(v, ptr->idx);
5276 }
5277
5278 static BcStatus bc_program_num(BcResult *r, BcNum **num, bool hex)
5279 {
5280         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5281
5282         switch (r->t) {
5283
5284                 case BC_RESULT_STR:
5285                 case BC_RESULT_TEMP:
5286                 case BC_RESULT_IBASE:
5287                 case BC_RESULT_SCALE:
5288                 case BC_RESULT_OBASE:
5289                 {
5290                         *num = &r->d.n;
5291                         break;
5292                 }
5293
5294                 case BC_RESULT_CONSTANT:
5295                 {
5296                         char **str = bc_vec_item(&G.prog.consts, r->d.id.idx);
5297                         size_t base_t, len = strlen(*str);
5298                         BcNum *base;
5299
5300                         bc_num_init(&r->d.n, len);
5301
5302                         hex = hex && len == 1;
5303                         base = hex ? &G.prog.hexb : &G.prog.ib;
5304                         base_t = hex ? BC_NUM_MAX_IBASE : G.prog.ib_t;
5305                         s = bc_num_parse(&r->d.n, *str, base, base_t);
5306
5307                         if (s) {
5308                                 bc_num_free(&r->d.n);
5309                                 return s;
5310                         }
5311
5312                         *num = &r->d.n;
5313                         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5314
5315                         break;
5316                 }
5317
5318                 case BC_RESULT_VAR:
5319                 case BC_RESULT_ARRAY:
5320                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
5321                 {
5322                         BcVec *v;
5323
5324                         v = bc_program_search(r->d.id.name, r->t == BC_RESULT_VAR);
5325
5326                         if (r->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
5327                                 v = bc_vec_top(v);
5328                                 if (v->len <= r->d.id.idx) bc_array_expand(v, r->d.id.idx + 1);
5329                                 *num = bc_vec_item(v, r->d.id.idx);
5330                         }
5331                         else
5332                                 *num = bc_vec_top(v);
5333
5334                         break;
5335                 }
5336
5337                 case BC_RESULT_LAST:
5338                 {
5339                         *num = &G.prog.last;
5340                         break;
5341                 }
5342
5343                 case BC_RESULT_ONE:
5344                 {
5345                         *num = &G.prog.one;
5346                         break;
5347                 }
5348         }
5349
5350         return s;
5351 }
5352
5353 static BcStatus bc_program_binOpPrep(BcResult **l, BcNum **ln,
5354                                      BcResult **r, BcNum **rn, bool assign)
5355 {
5356         BcStatus s;
5357         bool hex;
5358         BcResultType lt, rt;
5359
5360         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5361                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5362
5363         *r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
5364         *l = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
5365
5366         lt = (*l)->t;
5367         rt = (*r)->t;
5368         hex = assign && (lt == BC_RESULT_IBASE || lt == BC_RESULT_OBASE);
5369
5370         s = bc_program_num(*l, ln, false);
5371         if (s) return s;
5372         s = bc_program_num(*r, rn, hex);
5373         if (s) return s;
5374
5375         // We run this again under these conditions in case any vector has been
5376         // reallocated out from under the BcNums or arrays we had.
5377         if (lt == rt && (lt == BC_RESULT_VAR || lt == BC_RESULT_ARRAY_ELEM)) {
5378                 s = bc_program_num(*l, ln, false);
5379                 if (s) return s;
5380         }
5381
5382         if (!BC_PROG_NUM((*l), (*ln)) && (!assign || (*l)->t != BC_RESULT_VAR))
5383                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5384         if (!assign && !BC_PROG_NUM((*r), (*ln)))
5385                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5386
5387         return s;
5388 }
5389
5390 static void bc_program_binOpRetire(BcResult *r)
5391 {
5392         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5393         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5394         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5395         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5396 }
5397
5398 static BcStatus bc_program_prep(BcResult **r, BcNum **n)
5399 {
5400         BcStatus s;
5401
5402         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5403                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5404         *r = bc_vec_top(&G.prog.results);
5405
5406         s = bc_program_num(*r, n, false);
5407         if (s) return s;
5408
5409         if (!BC_PROG_NUM((*r), (*n)))
5410                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5411
5412         return s;
5413 }
5414
5415 static void bc_program_retire(BcResult *r, BcResultType t)
5416 {
5417         r->t = t;
5418         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5419         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5420 }
5421
5422 static BcStatus bc_program_op(char inst)
5423 {
5424         BcStatus s;
5425         BcResult *opd1, *opd2, res;
5426         BcNum *n1, *n2 = NULL;
5427
5428         s = bc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5429         if (s) return s;
5430         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5431
5432         s = bc_program_ops[inst - BC_INST_POWER](n1, n2, &res.d.n, G.prog.scale);
5433         if (s) goto err;
5434         bc_program_binOpRetire(&res);
5435
5436         return s;
5437
5438 err:
5439         bc_num_free(&res.d.n);
5440         return s;
5441 }
5442
5443 static BcStatus bc_program_read(void)
5444 {
5445         const char *sv_file;
5446         BcStatus s;
5447         BcParse parse;
5448         BcVec buf;
5449         BcInstPtr ip;
5450         size_t i;
5451         BcFunc *f = bc_vec_item(&G.prog.fns, BC_PROG_READ);
5452
5453         for (i = 0; i < G.prog.stack.len; ++i) {
5454                 BcInstPtr *ip_ptr = bc_vec_item(&G.prog.stack, i);
5455                 if (ip_ptr->func == BC_PROG_READ)
5456                         return bc_error_nested_read_call();
5457         }
5458
5459         bc_vec_pop_all(&f->code);
5460         bc_char_vec_init(&buf);
5461
5462         sv_file = G.prog.file;
5463         G.prog.file = NULL;
5464
5465         s = bc_read_line(&buf, "read> ");
5466         if (s) goto io_err;
5467
5468         common_parse_init(&parse, BC_PROG_READ);
5469         bc_lex_file(&parse.l);
5470
5471         s = bc_parse_text(&parse, buf.v);
5472         if (s) goto exec_err;
5473         s = common_parse_expr(&parse, BC_PARSE_NOREAD);
5474         if (s) goto exec_err;
5475
5476         if (parse.l.t.t != BC_LEX_NLINE && parse.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
5477                 s = bc_error("bad read() expression");
5478                 goto exec_err;
5479         }
5480
5481         ip.func = BC_PROG_READ;
5482         ip.idx = 0;
5483         ip.len = G.prog.results.len;
5484
5485         // Update this pointer, just in case.
5486         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, BC_PROG_READ);
5487
5488         bc_vec_pushByte(&f->code, BC_INST_POP_EXEC);
5489         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
5490
5491 exec_err:
5492         G.prog.file = sv_file;
5493         bc_parse_free(&parse);
5494 io_err:
5495         bc_vec_free(&buf);
5496         return s;
5497 }
5498
5499 static size_t bc_program_index(char *code, size_t *bgn)
5500 {
5501         char amt = code[(*bgn)++], i = 0;
5502         size_t res = 0;
5503
5504         for (; i < amt; ++i, ++(*bgn))
5505                 res |= (((size_t)((int) code[*bgn]) & UCHAR_MAX) << (i * CHAR_BIT));
5506
5507         return res;
5508 }
5509
5510 static char *bc_program_name(char *code, size_t *bgn)
5511 {
5512         size_t i;
5513         char c, *s, *str = code + *bgn, *ptr = strchr(str, BC_PARSE_STREND);
5514
5515         s = xmalloc(ptr - str + 1);
5516         c = code[(*bgn)++];
5517
5518         for (i = 0; c != 0 && c != BC_PARSE_STREND; c = code[(*bgn)++], ++i)
5519                 s[i] = c;
5520
5521         s[i] = '\0';
5522
5523         return s;
5524 }
5525
5526 static void bc_program_printString(const char *str, size_t *nchars)
5527 {
5528         size_t i, len = strlen(str);
5529
5530 #if ENABLE_DC
5531         if (len == 0) {
5532                 bb_putchar('\0');
5533                 return;
5534         }
5535 #endif
5536
5537         for (i = 0; i < len; ++i, ++(*nchars)) {
5538
5539                 int c = str[i];
5540
5541                 if (c != '\\' || i == len - 1)
5542                         bb_putchar(c);
5543                 else {
5544
5545                         c = str[++i];
5546
5547                         switch (c) {
5548
5549                                 case 'a':
5550                                 {
5551                                         bb_putchar('\a');
5552                                         break;
5553                                 }
5554
5555                                 case 'b':
5556                                 {
5557                                         bb_putchar('\b');
5558                                         break;
5559                                 }
5560
5561                                 case '\\':
5562                                 case 'e':
5563                                 {
5564                                         bb_putchar('\\');
5565                                         break;
5566                                 }
5567
5568                                 case 'f':
5569                                 {
5570                                         bb_putchar('\f');
5571                                         break;
5572                                 }
5573
5574                                 case 'n':
5575                                 {
5576                                         bb_putchar('\n');
5577                                         *nchars = SIZE_MAX;
5578                                         break;
5579                                 }
5580
5581                                 case 'r':
5582                                 {
5583                                         bb_putchar('\r');
5584                                         break;
5585                                 }
5586
5587                                 case 'q':
5588                                 {
5589                                         bb_putchar('"');
5590                                         break;
5591                                 }
5592
5593                                 case 't':
5594                                 {
5595                                         bb_putchar('\t');
5596                                         break;
5597                                 }
5598
5599                                 default:
5600                                 {
5601                                         // Just print the backslash and following character.
5602                                         bb_putchar('\\');
5603                                         ++(*nchars);
5604                                         bb_putchar(c);
5605                                         break;
5606                                 }
5607                         }
5608                 }
5609         }
5610 }
5611
5612 static BcStatus bc_program_print(char inst, size_t idx)
5613 {
5614         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5615         BcResult *r;
5616         size_t len, i;
5617         char *str;
5618         BcNum *num = NULL;
5619         bool pop = inst != BC_INST_PRINT;
5620
5621         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, idx + 1))
5622                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5623
5624         r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, idx);
5625         s = bc_program_num(r, &num, false);
5626         if (s) return s;
5627
5628         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
5629                 s = bc_num_print(num, &G.prog.ob, G.prog.ob_t, !pop, &G.prog.nchars, G.prog.len);
5630                 if (!s) bc_num_copy(&G.prog.last, num);
5631         }
5632         else {
5633
5634                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
5635                 str = *((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx));
5636
5637                 if (inst == BC_INST_PRINT_STR) {
5638                         for (i = 0, len = strlen(str); i < len; ++i) {
5639                                 char c = str[i];
5640                                 bb_putchar(c);
5641                                 if (c == '\n') G.prog.nchars = SIZE_MAX;
5642                                 ++G.prog.nchars;
5643                         }
5644                 }
5645                 else {
5646                         bc_program_printString(str, &G.prog.nchars);
5647                         if (inst == BC_INST_PRINT) bb_putchar('\n');
5648                 }
5649         }
5650
5651         if (!s && pop) bc_vec_pop(&G.prog.results);
5652
5653         return s;
5654 }
5655
5656 static BcStatus bc_program_negate(void)
5657 {
5658         BcStatus s;
5659         BcResult res, *ptr;
5660         BcNum *num = NULL;
5661
5662         s = bc_program_prep(&ptr, &num);
5663         if (s) return s;
5664
5665         bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5666         bc_num_copy(&res.d.n, num);
5667         if (res.d.n.len) res.d.n.neg = !res.d.n.neg;
5668
5669         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
5670
5671         return s;
5672 }
5673
5674 static BcStatus bc_program_logical(char inst)
5675 {
5676         BcStatus s;
5677         BcResult *opd1, *opd2, res;
5678         BcNum *n1, *n2;
5679         bool cond = 0;
5680         ssize_t cmp;
5681
5682         s = bc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5683         if (s) return s;
5684         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5685
5686         if (inst == BC_INST_BOOL_AND)
5687                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) && bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5688         else if (inst == BC_INST_BOOL_OR)
5689                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) || bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5690         else {
5691
5692                 cmp = bc_num_cmp(n1, n2);
5693
5694                 switch (inst) {
5695
5696                         case BC_INST_REL_EQ:
5697                         {
5698                                 cond = cmp == 0;
5699                                 break;
5700                         }
5701
5702                         case BC_INST_REL_LE:
5703                         {
5704                                 cond = cmp <= 0;
5705                                 break;
5706                         }
5707
5708                         case BC_INST_REL_GE:
5709                         {
5710                                 cond = cmp >= 0;
5711                                 break;
5712                         }
5713
5714                         case BC_INST_REL_NE:
5715                         {
5716                                 cond = cmp != 0;
5717                                 break;
5718                         }
5719
5720                         case BC_INST_REL_LT:
5721                         {
5722                                 cond = cmp < 0;
5723                                 break;
5724                         }
5725
5726                         case BC_INST_REL_GT:
5727                         {
5728                                 cond = cmp > 0;
5729                                 break;
5730                         }
5731                 }
5732         }
5733
5734         (cond ? bc_num_one : bc_num_zero)(&res.d.n);
5735
5736         bc_program_binOpRetire(&res);
5737
5738         return s;
5739 }
5740
5741 #if ENABLE_DC
5742 static BcStatus bc_program_assignStr(BcResult *r, BcVec *v,
5743                                      bool push)
5744 {
5745         BcNum n2;
5746         BcResult res;
5747
5748         memset(&n2, 0, sizeof(BcNum));
5749         n2.rdx = res.d.id.idx = r->d.id.idx;
5750         res.t = BC_RESULT_STR;
5751
5752         if (!push) {
5753                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5754                         return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5755                 bc_vec_pop(v);
5756                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5757         }
5758
5759         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5760
5761         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5762         bc_vec_push(v, &n2);
5763
5764         return BC_STATUS_SUCCESS;
5765 }
5766 #endif // ENABLE_DC
5767
5768 static BcStatus bc_program_copyToVar(char *name, bool var)
5769 {
5770         BcStatus s;
5771         BcResult *ptr, r;
5772         BcVec *v;
5773         BcNum *n;
5774
5775         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5776                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5777
5778         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
5779         if ((ptr->t == BC_RESULT_ARRAY) != !var)
5780                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5781         v = bc_program_search(name, var);
5782
5783 #if ENABLE_DC
5784         if (ptr->t == BC_RESULT_STR && !var)
5785                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5786         if (ptr->t == BC_RESULT_STR) return bc_program_assignStr(ptr, v, true);
5787 #endif
5788
5789         s = bc_program_num(ptr, &n, false);
5790         if (s) return s;
5791
5792         // Do this once more to make sure that pointers were not invalidated.
5793         v = bc_program_search(name, var);
5794
5795         if (var) {
5796                 bc_num_init(&r.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5797                 bc_num_copy(&r.d.n, n);
5798         }
5799         else {
5800                 bc_array_init(&r.d.v, true);
5801                 bc_array_copy(&r.d.v, (BcVec *) n);
5802         }
5803
5804         bc_vec_push(v, &r.d);
5805         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5806
5807         return s;
5808 }
5809
5810 static BcStatus bc_program_assign(char inst)
5811 {
5812         BcStatus s;
5813         BcResult *left, *right, res;
5814         BcNum *l = NULL, *r = NULL;
5815         unsigned long val, max;
5816         bool assign = inst == BC_INST_ASSIGN, ib, sc;
5817
5818         s = bc_program_binOpPrep(&left, &l, &right, &r, assign);
5819         if (s) return s;
5820
5821         ib = left->t == BC_RESULT_IBASE;
5822         sc = left->t == BC_RESULT_SCALE;
5823
5824 #if ENABLE_DC
5825
5826         if (right->t == BC_RESULT_STR) {
5827
5828                 BcVec *v;
5829
5830                 if (left->t != BC_RESULT_VAR)
5831                         return bc_error_variable_is_wrong_type();
5832                 v = bc_program_search(left->d.id.name, true);
5833
5834                 return bc_program_assignStr(right, v, false);
5835         }
5836 #endif
5837
5838         if (left->t == BC_RESULT_CONSTANT || left->t == BC_RESULT_TEMP)
5839                 return bc_error("bad assignment:"
5840                                 " left side must be scale,"
5841                                 " ibase, obase, last, var,"
5842                                 " or array element"
5843                 );
5844
5845 #if ENABLE_BC
5846         if (inst == BC_INST_ASSIGN_DIVIDE && !bc_num_cmp(r, &G.prog.zero))
5847                 return bc_error("divide by zero");
5848
5849         if (assign)
5850                 bc_num_copy(l, r);
5851         else
5852                 s = bc_program_ops[inst - BC_INST_ASSIGN_POWER](l, r, l, G.prog.scale);
5853
5854         if (s) return s;
5855 #else
5856         bc_num_copy(l, r);
5857 #endif
5858
5859         if (ib || sc || left->t == BC_RESULT_OBASE) {
5860                 static const char *const msg[] = {
5861                         "bad ibase; must be [2, 16]",           //BC_RESULT_IBASE
5862                         "bad scale; must be [0, BC_SCALE_MAX]", //BC_RESULT_SCALE
5863                         NULL, //can't happen                    //BC_RESULT_LAST
5864                         NULL, //can't happen                    //BC_RESULT_CONSTANT
5865                         NULL, //can't happen                    //BC_RESULT_ONE
5866                         "bad obase; must be [2, BC_BASE_MAX]",  //BC_RESULT_OBASE
5867                 };
5868                 size_t *ptr;
5869
5870                 s = bc_num_ulong(l, &val);
5871                 if (s)
5872                         return s;
5873                 s = left->t - BC_RESULT_IBASE;
5874                 if (sc) {
5875                         max = BC_MAX_SCALE;
5876                         ptr = &G.prog.scale;
5877                 }
5878                 else {
5879                         if (val < BC_NUM_MIN_BASE)
5880                                 return bc_error(msg[s]);
5881                         max = ib ? BC_NUM_MAX_IBASE : BC_MAX_OBASE;
5882                         ptr = ib ? &G.prog.ib_t : &G.prog.ob_t;
5883                 }
5884
5885                 if (val > max)
5886                         return bc_error(msg[s]);
5887                 if (!sc)
5888                         bc_num_copy(ib ? &G.prog.ib : &G.prog.ob, l);
5889
5890                 *ptr = (size_t) val;
5891                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5892         }
5893
5894         bc_num_init(&res.d.n, l->len);
5895         bc_num_copy(&res.d.n, l);
5896         bc_program_binOpRetire(&res);
5897
5898         return s;
5899 }
5900
5901 #if !ENABLE_DC
5902 #define bc_program_pushVar(code, bgn, pop, copy) \
5903         bc_program_pushVar(code, bgn)
5904 // for bc, 'pop' and 'copy' are always false
5905 #endif
5906 static BcStatus bc_program_pushVar(char *code, size_t *bgn,
5907                                    bool pop, bool copy)
5908 {
5909         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5910         BcResult r;
5911         char *name = bc_program_name(code, bgn);
5912
5913         r.t = BC_RESULT_VAR;
5914         r.d.id.name = name;
5915
5916 #if ENABLE_DC
5917         {
5918                 BcVec *v = bc_program_search(name, true);
5919                 BcNum *num = bc_vec_top(v);
5920
5921                 if (pop || copy) {
5922
5923                         if (!BC_PROG_STACK(v, 2 - copy)) {
5924                                 free(name);
5925                                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5926                         }
5927
5928                         free(name);
5929                         name = NULL;
5930
5931                         if (!BC_PROG_STR(num)) {
5932
5933                                 r.t = BC_RESULT_TEMP;
5934
5935                                 bc_num_init(&r.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5936                                 bc_num_copy(&r.d.n, num);
5937                         }
5938                         else {
5939                                 r.t = BC_RESULT_STR;
5940                                 r.d.id.idx = num->rdx;
5941                         }
5942
5943                         if (!copy) bc_vec_pop(v);
5944                 }
5945         }
5946 #endif // ENABLE_DC
5947
5948         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5949
5950         return s;
5951 }
5952
5953 static BcStatus bc_program_pushArray(char *code, size_t *bgn,
5954                                      char inst)
5955 {
5956         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5957         BcResult r;
5958         BcNum *num;
5959
5960         r.d.id.name = bc_program_name(code, bgn);
5961
5962         if (inst == BC_INST_ARRAY) {
5963                 r.t = BC_RESULT_ARRAY;
5964                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5965         }
5966         else {
5967
5968                 BcResult *operand;
5969                 unsigned long temp;
5970
5971                 s = bc_program_prep(&operand, &num);
5972                 if (s) goto err;
5973                 s = bc_num_ulong(num, &temp);
5974                 if (s) goto err;
5975
5976                 if (temp > BC_MAX_DIM) {
5977                         s = bc_error("array too long; must be [1, BC_DIM_MAX]");
5978                         goto err;
5979                 }
5980
5981                 r.d.id.idx = (size_t) temp;
5982                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_ARRAY_ELEM);
5983         }
5984
5985 err:
5986         if (s) free(r.d.id.name);
5987         return s;
5988 }
5989
5990 #if ENABLE_BC
5991 static BcStatus bc_program_incdec(char inst)
5992 {
5993         BcStatus s;
5994         BcResult *ptr, res, copy;
5995         BcNum *num = NULL;
5996         char inst2 = inst;
5997
5998         s = bc_program_prep(&ptr, &num);
5999         if (s) return s;
6000
6001         if (inst == BC_INST_INC_POST || inst == BC_INST_DEC_POST) {
6002                 copy.t = BC_RESULT_TEMP;
6003                 bc_num_init(&copy.d.n, num->len);
6004                 bc_num_copy(&copy.d.n, num);
6005         }
6006
6007         res.t = BC_RESULT_ONE;
6008         inst = inst == BC_INST_INC_PRE || inst == BC_INST_INC_POST ?
6009                    BC_INST_ASSIGN_PLUS :
6010                    BC_INST_ASSIGN_MINUS;
6011
6012         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6013         bc_program_assign(inst);
6014
6015         if (inst2 == BC_INST_INC_POST || inst2 == BC_INST_DEC_POST) {
6016                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6017                 bc_vec_push(&G.prog.results, &copy);
6018         }
6019
6020         return s;
6021 }
6022
6023 static BcStatus bc_program_call(char *code, size_t *idx)
6024 {
6025         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6026         BcInstPtr ip;
6027         size_t i, nparams = bc_program_index(code, idx);
6028         BcFunc *func;
6029         BcId *a;
6030         BcResultData param;
6031         BcResult *arg;
6032
6033         ip.idx = 0;
6034         ip.func = bc_program_index(code, idx);
6035         func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip.func);
6036
6037         if (func->code.len == 0) {
6038                 return bc_error("undefined function");
6039         }
6040         if (nparams != func->nparams) {
6041                 return bc_error_fmt("function has %u parameters, but called with %u", func->nparams, nparams);
6042         }
6043         ip.len = G.prog.results.len - nparams;
6044
6045         for (i = 0; i < nparams; ++i) {
6046
6047                 a = bc_vec_item(&func->autos, nparams - 1 - i);
6048                 arg = bc_vec_top(&G.prog.results);
6049
6050                 if ((!a->idx) != (arg->t == BC_RESULT_ARRAY) || arg->t == BC_RESULT_STR)
6051                         return bc_error_variable_is_wrong_type();
6052
6053                 s = bc_program_copyToVar(a->name, a->idx);
6054                 if (s) return s;
6055         }
6056
6057         for (; i < func->autos.len; ++i) {
6058                 BcVec *v;
6059
6060                 a = bc_vec_item(&func->autos, i);
6061                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
6062
6063                 if (a->idx) {
6064                         bc_num_init(&param.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6065                         bc_vec_push(v, &param.n);
6066                 }
6067                 else {
6068                         bc_array_init(&param.v, true);
6069                         bc_vec_push(v, &param.v);
6070                 }
6071         }
6072
6073         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
6074
6075         return BC_STATUS_SUCCESS;
6076 }
6077
6078 static BcStatus bc_program_return(char inst)
6079 {
6080         BcStatus s;
6081         BcResult res;
6082         BcFunc *f;
6083         size_t i;
6084         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6085
6086         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, ip->len + inst == BC_INST_RET))
6087                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6088
6089         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip->func);
6090         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6091
6092         if (inst == BC_INST_RET) {
6093
6094                 BcNum *num;
6095                 BcResult *operand = bc_vec_top(&G.prog.results);
6096
6097                 s = bc_program_num(operand, &num, false);
6098                 if (s) return s;
6099                 bc_num_init(&res.d.n, num->len);
6100                 bc_num_copy(&res.d.n, num);
6101         }
6102         else {
6103                 bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6104                 bc_num_zero(&res.d.n);
6105         }
6106
6107         // We need to pop arguments as well, so this takes that into account.
6108         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
6109
6110                 BcVec *v;
6111                 BcId *a = bc_vec_item(&f->autos, i);
6112
6113                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
6114                 bc_vec_pop(v);
6115         }
6116
6117         bc_vec_npop(&G.prog.results, G.prog.results.len - ip->len);
6118         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6119         bc_vec_pop(&G.prog.stack);
6120
6121         return BC_STATUS_SUCCESS;
6122 }
6123 #endif // ENABLE_BC
6124
6125 static unsigned long bc_program_scale(BcNum *n)
6126 {
6127         return (unsigned long) n->rdx;
6128 }
6129
6130 static unsigned long bc_program_len(BcNum *n)
6131 {
6132         unsigned long len = n->len;
6133         size_t i;
6134
6135         if (n->rdx != n->len) return len;
6136         for (i = n->len - 1; i < n->len && n->num[i] == 0; --len, --i);
6137
6138         return len;
6139 }
6140
6141 static BcStatus bc_program_builtin(char inst)
6142 {
6143         BcStatus s;
6144         BcResult *opnd;
6145         BcNum *num = NULL;
6146         BcResult res;
6147         bool len = inst == BC_INST_LENGTH;
6148
6149         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6150                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6151         opnd = bc_vec_top(&G.prog.results);
6152
6153         s = bc_program_num(opnd, &num, false);
6154         if (s) return s;
6155
6156 #if ENABLE_DC
6157         if (!BC_PROG_NUM(opnd, num) && !len)
6158                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
6159 #endif
6160
6161         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6162
6163         if (inst == BC_INST_SQRT) s = bc_num_sqrt(num, &res.d.n, G.prog.scale);
6164 #if ENABLE_BC
6165         else if (len != 0 && opnd->t == BC_RESULT_ARRAY) {
6166                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, (unsigned long) ((BcVec *) num)->len);
6167         }
6168 #endif
6169 #if ENABLE_DC
6170         else if (len != 0 && !BC_PROG_NUM(opnd, num)) {
6171
6172                 char **str;
6173                 size_t idx = opnd->t == BC_RESULT_STR ? opnd->d.id.idx : num->rdx;
6174
6175                 str = bc_vec_item(&G.prog.strs, idx);
6176                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, strlen(*str));
6177         }
6178 #endif
6179         else {
6180                 BcProgramBuiltIn f = len ? bc_program_len : bc_program_scale;
6181                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, f(num));
6182         }
6183
6184         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
6185
6186         return s;
6187 }
6188
6189 #if ENABLE_DC
6190 static BcStatus bc_program_divmod(void)
6191 {
6192         BcStatus s;
6193         BcResult *opd1, *opd2, res, res2;
6194         BcNum *n1, *n2 = NULL;
6195
6196         s = bc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
6197         if (s) return s;
6198
6199         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6200         bc_num_init(&res2.d.n, n2->len);
6201
6202         s = bc_num_divmod(n1, n2, &res2.d.n, &res.d.n, G.prog.scale);
6203         if (s) goto err;
6204
6205         bc_program_binOpRetire(&res2);
6206         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6207         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6208
6209         return s;
6210
6211 err:
6212         bc_num_free(&res2.d.n);
6213         bc_num_free(&res.d.n);
6214         return s;
6215 }
6216
6217 static BcStatus bc_program_modexp(void)
6218 {
6219         BcStatus s;
6220         BcResult *r1, *r2, *r3, res;
6221         BcNum *n1, *n2, *n3;
6222
6223         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 3))
6224                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6225         s = bc_program_binOpPrep(&r2, &n2, &r3, &n3, false);
6226         if (s) return s;
6227
6228         r1 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 2);
6229         s = bc_program_num(r1, &n1, false);
6230         if (s) return s;
6231         if (!BC_PROG_NUM(r1, n1))
6232                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
6233
6234         // Make sure that the values have their pointers updated, if necessary.
6235         if (r1->t == BC_RESULT_VAR || r1->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
6236
6237                 if (r1->t == r2->t) {
6238                         s = bc_program_num(r2, &n2, false);
6239                         if (s) return s;
6240                 }
6241
6242                 if (r1->t == r3->t) {
6243                         s = bc_program_num(r3, &n3, false);
6244                         if (s) return s;
6245                 }
6246         }
6247
6248         bc_num_init(&res.d.n, n3->len);
6249         s = bc_num_modexp(n1, n2, n3, &res.d.n);
6250         if (s) goto err;
6251
6252         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6253         bc_program_binOpRetire(&res);
6254
6255         return s;
6256
6257 err:
6258         bc_num_free(&res.d.n);
6259         return s;
6260 }
6261
6262 static void bc_program_stackLen(void)
6263 {
6264         BcResult res;
6265         size_t len = G.prog.results.len;
6266
6267         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6268
6269         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6270         bc_num_ulong2num(&res.d.n, len);
6271         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6272 }
6273
6274 static BcStatus bc_program_asciify(void)
6275 {
6276         BcStatus s;
6277         BcResult *r, res;
6278         BcNum *num = NULL, n;
6279         char *str, *str2, c;
6280         size_t len = G.prog.strs.len, idx;
6281         unsigned long val;
6282
6283         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6284                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6285         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6286
6287         s = bc_program_num(r, &num, false);
6288         if (s) return s;
6289
6290         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
6291
6292                 bc_num_init(&n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6293                 bc_num_copy(&n, num);
6294                 bc_num_truncate(&n, n.rdx);
6295
6296                 s = bc_num_mod(&n, &G.prog.strmb, &n, 0);
6297                 if (s) goto num_err;
6298                 s = bc_num_ulong(&n, &val);
6299                 if (s) goto num_err;
6300
6301                 c = (char) val;
6302
6303                 bc_num_free(&n);
6304         }
6305         else {
6306                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
6307                 str2 = *((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx));
6308                 c = str2[0];
6309         }
6310
6311         str = xmalloc(2);
6312         str[0] = c;
6313         str[1] = '\0';
6314
6315         str2 = xstrdup(str);
6316         bc_program_addFunc(str2, &idx);
6317
6318         if (idx != len + BC_PROG_REQ_FUNCS) {
6319
6320                 for (idx = 0; idx < G.prog.strs.len; ++idx) {
6321                         if (!strcmp(*((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx)), str)) {
6322                                 len = idx;
6323                                 break;
6324                         }
6325                 }
6326
6327                 free(str);
6328         }
6329         else
6330                 bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
6331
6332         res.t = BC_RESULT_STR;
6333         res.d.id.idx = len;
6334         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6335         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6336
6337         return BC_STATUS_SUCCESS;
6338
6339 num_err:
6340         bc_num_free(&n);
6341         return s;
6342 }
6343
6344 static BcStatus bc_program_printStream(void)
6345 {
6346         BcStatus s;
6347         BcResult *r;
6348         BcNum *n = NULL;
6349         size_t idx;
6350         char *str;
6351
6352         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6353                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6354         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6355
6356         s = bc_program_num(r, &n, false);
6357         if (s) return s;
6358
6359         if (BC_PROG_NUM(r, n))
6360                 s = bc_num_stream(n, &G.prog.strmb, &G.prog.nchars, G.prog.len);
6361         else {
6362                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : n->rdx;
6363                 str = *((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx));
6364                 printf("%s", str);
6365         }
6366
6367         return s;
6368 }
6369
6370 static BcStatus bc_program_nquit(void)
6371 {
6372         BcStatus s;
6373         BcResult *opnd;
6374         BcNum *num = NULL;
6375         unsigned long val;
6376
6377         s = bc_program_prep(&opnd, &num);
6378         if (s) return s;
6379         s = bc_num_ulong(num, &val);
6380         if (s) return s;
6381
6382         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6383
6384         if (G.prog.stack.len < val)
6385                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6386         if (G.prog.stack.len == val) {
6387                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP)
6388                         return BC_STATUS_FAILURE;
6389                 quit();
6390         }
6391
6392         bc_vec_npop(&G.prog.stack, val);
6393
6394         return s;
6395 }
6396
6397 static BcStatus bc_program_execStr(char *code, size_t *bgn,
6398                                    bool cond)
6399 {
6400         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6401         BcResult *r;
6402         char **str;
6403         BcFunc *f;
6404         BcParse prs;
6405         BcInstPtr ip;
6406         size_t fidx, sidx;
6407         BcNum *n;
6408         bool exec;
6409
6410         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6411                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6412
6413         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6414
6415         if (cond) {
6416
6417                 char *name, *then_name = bc_program_name(code, bgn), *else_name = NULL;
6418
6419                 if (code[*bgn] == BC_PARSE_STREND)
6420                         (*bgn) += 1;
6421                 else
6422                         else_name = bc_program_name(code, bgn);
6423
6424                 exec = r->d.n.len != 0;
6425
6426                 if (exec)
6427                         name = then_name;
6428                 else if (else_name != NULL) {
6429                         exec = true;
6430                         name = else_name;
6431                 }
6432
6433                 if (exec) {
6434                         BcVec *v;
6435                         v = bc_program_search(name, true);
6436                         n = bc_vec_top(v);
6437                 }
6438
6439                 free(then_name);
6440                 free(else_name);
6441
6442                 if (!exec) goto exit;
6443                 if (!BC_PROG_STR(n)) {
6444                         s = bc_error_variable_is_wrong_type();
6445                         goto exit;
6446                 }
6447
6448                 sidx = n->rdx;
6449         }
6450         else {
6451
6452                 if (r->t == BC_RESULT_STR)
6453                         sidx = r->d.id.idx;
6454                 else if (r->t == BC_RESULT_VAR) {
6455                         s = bc_program_num(r, &n, false);
6456                         if (s || !BC_PROG_STR(n)) goto exit;
6457                         sidx = n->rdx;
6458                 }
6459                 else
6460                         goto exit;
6461         }
6462
6463         fidx = sidx + BC_PROG_REQ_FUNCS;
6464
6465         str = bc_vec_item(&G.prog.strs, sidx);
6466         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, fidx);
6467
6468         if (f->code.len == 0) {
6469                 common_parse_init(&prs, fidx);
6470                 s = bc_parse_text(&prs, *str);
6471                 if (s) goto err;
6472                 s = common_parse_expr(&prs, BC_PARSE_NOCALL);
6473                 if (s) goto err;
6474
6475                 if (prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6476                         s = bc_error_bad_expression();
6477                         goto err;
6478                 }
6479
6480                 bc_parse_free(&prs);
6481         }
6482
6483         ip.idx = 0;
6484         ip.len = G.prog.results.len;
6485         ip.func = fidx;
6486
6487         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6488         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
6489
6490         return BC_STATUS_SUCCESS;
6491
6492 err:
6493         bc_parse_free(&prs);
6494         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, fidx);
6495         bc_vec_pop_all(&f->code);
6496 exit:
6497         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6498         return s;
6499 }
6500 #endif // ENABLE_DC
6501
6502 static void bc_program_pushGlobal(char inst)
6503 {
6504         BcResult res;
6505         unsigned long val;
6506
6507         res.t = inst - BC_INST_IBASE + BC_RESULT_IBASE;
6508         if (inst == BC_INST_IBASE)
6509                 val = (unsigned long) G.prog.ib_t;
6510         else if (inst == BC_INST_SCALE)
6511                 val = (unsigned long) G.prog.scale;
6512         else
6513                 val = (unsigned long) G.prog.ob_t;
6514
6515         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6516         bc_num_ulong2num(&res.d.n, val);
6517         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6518 }
6519
6520 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx)
6521 {
6522         BcId entry, *entry_ptr;
6523         BcFunc f;
6524         int inserted;
6525
6526         entry.name = name;
6527         entry.idx = G.prog.fns.len;
6528
6529         inserted = bc_map_insert(&G.prog.fn_map, &entry, idx);
6530         if (!inserted) free(name);
6531
6532         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, *idx);
6533         *idx = entry_ptr->idx;
6534
6535         if (!inserted) {
6536
6537                 BcFunc *func = bc_vec_item(&G.prog.fns, entry_ptr->idx);
6538
6539                 // We need to reset these, so the function can be repopulated.
6540                 func->nparams = 0;
6541                 bc_vec_pop_all(&func->autos);
6542                 bc_vec_pop_all(&func->code);
6543                 bc_vec_pop_all(&func->labels);
6544         }
6545         else {
6546                 bc_func_init(&f);
6547                 bc_vec_push(&G.prog.fns, &f);
6548         }
6549 }
6550
6551 // Called when parsing or execution detects a failure,
6552 // resets execution structures.
6553 static void bc_program_reset(void)
6554 {
6555         BcFunc *f;
6556         BcInstPtr *ip;
6557
6558         bc_vec_npop(&G.prog.stack, G.prog.stack.len - 1);
6559         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6560
6561         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, 0);
6562         ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6563         ip->idx = f->code.len;
6564
6565         // If !tty, no need to check for ^C: we don't have ^C handler,
6566         // we would be killed by a signal and won't reach this place
6567 }
6568
6569 static BcStatus bc_program_exec(void)
6570 {
6571         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6572         size_t idx;
6573         BcResult r, *ptr;
6574         BcNum *num;
6575         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6576         BcFunc *func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip->func);
6577         char *code = func->code.v;
6578         bool cond = false;
6579
6580         while (!s && ip->idx < func->code.len) {
6581
6582                 char inst = code[(ip->idx)++];
6583
6584                 switch (inst) {
6585
6586 #if ENABLE_BC
6587                         case BC_INST_JUMP_ZERO:
6588                         {
6589                                 s = bc_program_prep(&ptr, &num);
6590                                 if (s) return s;
6591                                 cond = !bc_num_cmp(num, &G.prog.zero);
6592                                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6593                         }
6594                         // Fallthrough.
6595                         case BC_INST_JUMP:
6596                         {
6597                                 size_t *addr;
6598                                 idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6599                                 addr = bc_vec_item(&func->labels, idx);
6600                                 if (inst == BC_INST_JUMP || cond) ip->idx = *addr;
6601                                 break;
6602                         }
6603
6604                         case BC_INST_CALL:
6605                         {
6606                                 s = bc_program_call(code, &ip->idx);
6607                                 break;
6608                         }
6609
6610                         case BC_INST_INC_PRE:
6611                         case BC_INST_DEC_PRE:
6612                         case BC_INST_INC_POST:
6613                         case BC_INST_DEC_POST:
6614                         {
6615                                 s = bc_program_incdec(inst);
6616                                 break;
6617                         }
6618
6619                         case BC_INST_HALT:
6620                         {
6621                                 quit_or_return_for_exit();
6622                                 break;
6623                         }
6624
6625                         case BC_INST_RET:
6626                         case BC_INST_RET0:
6627                         {
6628                                 s = bc_program_return(inst);
6629                                 break;
6630                         }
6631
6632                         case BC_INST_BOOL_OR:
6633                         case BC_INST_BOOL_AND:
6634 #endif // ENABLE_BC
6635                         case BC_INST_REL_EQ:
6636                         case BC_INST_REL_LE:
6637                         case BC_INST_REL_GE:
6638                         case BC_INST_REL_NE:
6639                         case BC_INST_REL_LT:
6640                         case BC_INST_REL_GT:
6641                         {
6642                                 s = bc_program_logical(inst);
6643                                 break;
6644                         }
6645
6646                         case BC_INST_READ:
6647                         {
6648                                 s = bc_program_read();
6649                                 break;
6650                         }
6651
6652                         case BC_INST_VAR:
6653                         {
6654                                 s = bc_program_pushVar(code, &ip->idx, false, false);
6655                                 break;
6656                         }
6657
6658                         case BC_INST_ARRAY_ELEM:
6659                         case BC_INST_ARRAY:
6660                         {
6661                                 s = bc_program_pushArray(code, &ip->idx, inst);
6662                                 break;
6663                         }
6664
6665                         case BC_INST_LAST:
6666                         {
6667                                 r.t = BC_RESULT_LAST;
6668                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6669                                 break;
6670                         }
6671
6672                         case BC_INST_IBASE:
6673                         case BC_INST_SCALE:
6674                         case BC_INST_OBASE:
6675                         {
6676                                 bc_program_pushGlobal(inst);
6677                                 break;
6678                         }
6679
6680                         case BC_INST_SCALE_FUNC:
6681                         case BC_INST_LENGTH:
6682                         case BC_INST_SQRT:
6683                         {
6684                                 s = bc_program_builtin(inst);
6685                                 break;
6686                         }
6687
6688                         case BC_INST_NUM:
6689                         {
6690                                 r.t = BC_RESULT_CONSTANT;
6691                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6692                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6693                                 break;
6694                         }
6695
6696                         case BC_INST_POP:
6697                         {
6698                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6699                                         s = bc_error_stack_has_too_few_elements();
6700                                 else
6701                                         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6702                                 break;
6703                         }
6704
6705                         case BC_INST_POP_EXEC:
6706                         {
6707                                 bc_vec_pop(&G.prog.stack);
6708                                 break;
6709                         }
6710
6711                         case BC_INST_PRINT:
6712                         case BC_INST_PRINT_POP:
6713                         case BC_INST_PRINT_STR:
6714                         {
6715                                 s = bc_program_print(inst, 0);
6716                                 break;
6717                         }
6718
6719                         case BC_INST_STR:
6720                         {
6721                                 r.t = BC_RESULT_STR;
6722                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6723                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6724                                 break;
6725                         }
6726
6727                         case BC_INST_POWER:
6728                         case BC_INST_MULTIPLY:
6729                         case BC_INST_DIVIDE:
6730                         case BC_INST_MODULUS:
6731                         case BC_INST_PLUS:
6732                         case BC_INST_MINUS:
6733                         {
6734                                 s = bc_program_op(inst);
6735                                 break;
6736                         }
6737
6738                         case BC_INST_BOOL_NOT:
6739                         {
6740                                 s = bc_program_prep(&ptr, &num);
6741                                 if (s) return s;
6742
6743                                 bc_num_init(&r.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6744                                 (!bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) ? bc_num_one : bc_num_zero)(&r.d.n);
6745                                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_TEMP);
6746
6747                                 break;
6748                         }
6749
6750                         case BC_INST_NEG:
6751                         {
6752                                 s = bc_program_negate();
6753                                 break;
6754                         }
6755
6756 #if ENABLE_BC
6757                         case BC_INST_ASSIGN_POWER:
6758                         case BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY:
6759                         case BC_INST_ASSIGN_DIVIDE:
6760                         case BC_INST_ASSIGN_MODULUS:
6761                         case BC_INST_ASSIGN_PLUS:
6762                         case BC_INST_ASSIGN_MINUS:
6763 #endif
6764                         case BC_INST_ASSIGN:
6765                         {
6766                                 s = bc_program_assign(inst);
6767                                 break;
6768                         }
6769 #if ENABLE_DC
6770                         case BC_INST_MODEXP:
6771                         {
6772                                 s = bc_program_modexp();
6773                                 break;
6774                         }
6775
6776                         case BC_INST_DIVMOD:
6777                         {
6778                                 s = bc_program_divmod();
6779                                 break;
6780                         }
6781
6782                         case BC_INST_EXECUTE:
6783                         case BC_INST_EXEC_COND:
6784                         {
6785                                 cond = inst == BC_INST_EXEC_COND;
6786                                 s = bc_program_execStr(code, &ip->idx, cond);
6787                                 break;
6788                         }
6789
6790                         case BC_INST_PRINT_STACK:
6791                         {
6792                                 for (idx = 0; !s && idx < G.prog.results.len; ++idx)
6793                                         s = bc_program_print(BC_INST_PRINT, idx);
6794                                 break;
6795                         }
6796
6797                         case BC_INST_CLEAR_STACK:
6798                         {
6799                                 bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6800                                 break;
6801                         }
6802
6803                         case BC_INST_STACK_LEN:
6804                         {
6805                                 bc_program_stackLen();
6806                                 break;
6807                         }
6808
6809                         case BC_INST_DUPLICATE:
6810                         {
6811                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6812                                         return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6813                                 ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
6814                                 bc_result_copy(&r, ptr);
6815                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6816                                 break;
6817                         }
6818
6819                         case BC_INST_SWAP:
6820                         {
6821                                 BcResult *ptr2;
6822
6823                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
6824                                         return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6825
6826                                 ptr = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
6827                                 ptr2 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
6828                                 memcpy(&r, ptr, sizeof(BcResult));
6829                                 memcpy(ptr, ptr2, sizeof(BcResult));
6830                                 memcpy(ptr2, &r, sizeof(BcResult));
6831
6832                                 break;
6833                         }
6834
6835                         case BC_INST_ASCIIFY:
6836                         {
6837                                 s = bc_program_asciify();
6838                                 break;
6839                         }
6840
6841                         case BC_INST_PRINT_STREAM:
6842                         {
6843                                 s = bc_program_printStream();
6844                                 break;
6845                         }
6846
6847                         case BC_INST_LOAD:
6848                         case BC_INST_PUSH_VAR:
6849                         {
6850                                 bool copy = inst == BC_INST_LOAD;
6851                                 s = bc_program_pushVar(code, &ip->idx, true, copy);
6852                                 break;
6853                         }
6854
6855                         case BC_INST_PUSH_TO_VAR:
6856                         {
6857                                 char *name = bc_program_name(code, &ip->idx);
6858                                 s = bc_program_copyToVar(name, true);
6859                                 free(name);
6860                                 break;
6861                         }
6862
6863                         case BC_INST_QUIT:
6864                         {
6865                                 if (G.prog.stack.len <= 2)
6866                                         quit_or_return_for_exit();
6867                                 bc_vec_npop(&G.prog.stack, 2);
6868                                 break;
6869                         }
6870
6871                         case BC_INST_NQUIT:
6872                         {
6873                                 s = bc_program_nquit();
6874                                 break;
6875                         }
6876 #endif // ENABLE_DC
6877                 }
6878
6879                 if (s || G_interrupt) {
6880                         bc_program_reset();
6881                         break;
6882                 }
6883
6884                 // If the stack has changed, pointers may be invalid.
6885                 ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6886                 func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip->func);
6887                 code = func->code.v;
6888         }
6889
6890         return s;
6891 }
6892
6893 static void bc_vm_info(void)
6894 {
6895         printf("%s "BB_VER"\n"
6896                 "Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors\n"
6897                 "Report bugs at: https://github.com/gavinhoward/bc\n"
6898                 "This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY\n"
6899         , applet_name);
6900 }
6901
6902 static void bc_args(char **argv)
6903 {
6904         unsigned opts;
6905         int i;
6906
6907         GETOPT_RESET();
6908 #if ENABLE_FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
6909         opts = option_mask32 |= getopt32long(argv, "xwvsqli",
6910                 "extended-register\0" No_argument "x"
6911                 "warn\0"              No_argument "w"
6912                 "version\0"           No_argument "v"
6913                 "standard\0"          No_argument "s"
6914                 "quiet\0"             No_argument "q"
6915                 "mathlib\0"           No_argument "l"
6916                 "interactive\0"       No_argument "i"
6917         );
6918 #else
6919         opts = option_mask32 |= getopt32(argv, "xwvsqli");
6920 #endif
6921         if (getenv("POSIXLY_CORRECT"))
6922                 option_mask32 |= BC_FLAG_S;
6923
6924 ///should be in bc_vm_run() instead??
6925         if (opts & BC_FLAG_V) {
6926                 bc_vm_info();
6927                 exit(0);
6928         }
6929
6930         for (i = optind; argv[i]; ++i)
6931                 bc_vec_push(&G.files, argv + i);
6932 }
6933
6934 #if ENABLE_BC
6935 static void bc_vm_envArgs(void)
6936 {
6937         BcVec v;
6938         char *buf;
6939         char *env_args = getenv("BC_ENV_ARGS");
6940
6941         if (!env_args) return;
6942
6943         G.env_args = xstrdup(env_args);
6944         buf = G.env_args;
6945
6946         bc_vec_init(&v, sizeof(char *), NULL);
6947
6948         while (*(buf = skip_whitespace(buf)) != '\0') {
6949                 bc_vec_push(&v, &buf);
6950                 buf = skip_non_whitespace(buf);
6951                 if (!*buf)
6952                         break;
6953                 *buf++ = '\0';
6954         }
6955
6956         // NULL terminate, and pass argv[] so that first arg is argv[1]
6957         if (sizeof(int) == sizeof(char*)) {
6958                 bc_vec_push(&v, &const_int_0);
6959         } else {
6960                 static char *const nullptr = NULL;
6961                 bc_vec_push(&v, &nullptr);
6962         }
6963         bc_args(((char **)v.v) - 1);
6964
6965         bc_vec_free(&v);
6966 }
6967 #endif // ENABLE_BC
6968
6969 static unsigned bc_vm_envLen(const char *var)
6970 {
6971         char *lenv;
6972         unsigned len;
6973
6974         lenv = getenv(var);
6975         len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6976         if (!lenv) return len;
6977
6978         len = bb_strtou(lenv, NULL, 10) - 1;
6979         if (errno || len < 2 || len >= INT_MAX)
6980                 len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6981
6982         return len;
6983 }
6984
6985 static BcStatus bc_vm_process(const char *text)
6986 {
6987         BcStatus s = bc_parse_text(&G.prs, text);
6988
6989         if (s) return s;
6990
6991         while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6992                 s = G.prs.parse(&G.prs);
6993                 if (s) return s;
6994         }
6995
6996         if (BC_PARSE_CAN_EXEC(&G.prs)) {
6997                 s = bc_program_exec();
6998                 fflush_and_check();
6999                 if (s)
7000                         bc_program_reset();
7001         }
7002
7003         return s;
7004 }
7005
7006 static BcStatus bc_vm_file(const char *file)
7007 {
7008         const char *sv_file;
7009         char *data;
7010         BcStatus s;
7011         BcFunc *main_func;
7012         BcInstPtr *ip;
7013
7014         data = bc_read_file(file);
7015         if (!data) return bc_error_fmt("file '%s' is not text", file);
7016
7017         sv_file = G.prog.file;
7018         G.prog.file = file;
7019         bc_lex_file(&G.prs.l);
7020         s = bc_vm_process(data);
7021         if (s) goto err;
7022
7023         main_func = bc_vec_item(&G.prog.fns, BC_PROG_MAIN);
7024         ip = bc_vec_item(&G.prog.stack, 0);
7025
7026         if (main_func->code.len < ip->idx)
7027                 s = bc_error_fmt("file '%s' is not executable", file);
7028
7029 err:
7030         G.prog.file = sv_file;
7031         free(data);
7032         return s;
7033 }
7034
7035 static BcStatus bc_vm_stdin(void)
7036 {
7037         BcStatus s;
7038         BcVec buf, buffer;
7039         size_t len, i, str = 0;
7040         bool comment = false;
7041
7042         G.prog.file = NULL;
7043         bc_lex_file(&G.prs.l);
7044
7045         bc_char_vec_init(&buffer);
7046         bc_char_vec_init(&buf);
7047         bc_vec_pushZeroByte(&buffer);
7048
7049         // This loop is complex because the vm tries not to send any lines that end
7050         // with a backslash to the parser. The reason for that is because the parser
7051         // treats a backslash+newline combo as whitespace, per the bc spec. In that
7052         // case, and for strings and comments, the parser will expect more stuff.
7053         s = BC_STATUS_SUCCESS;
7054         while (!G.eof && (s = bc_read_line(&buf, ">>> ")) == BC_STATUS_SUCCESS) {
7055
7056                 char *string = buf.v;
7057
7058                 len = buf.len - 1;
7059
7060                 if (len == 1) {
7061                         if (str && buf.v[0] == G.send)
7062                                 str -= 1;
7063                         else if (buf.v[0] == G.sbgn)
7064                                 str += 1;
7065                 }
7066                 else if (len > 1 || comment) {
7067
7068                         for (i = 0; i < len; ++i) {
7069
7070                                 bool notend = len > i + 1;
7071                                 char c = string[i];
7072
7073                                 if (i - 1 > len || string[i - 1] != '\\') {
7074                                         if (G.sbgn == G.send)
7075                                                 str ^= c == G.sbgn;
7076                                         else if (c == G.send)
7077                                                 str -= 1;
7078                                         else if (c == G.sbgn)
7079                                                 str += 1;
7080                                 }
7081
7082                                 if (c == '/' && notend && !comment && string[i + 1] == '*') {
7083                                         comment = true;
7084                                         break;
7085                                 }
7086                                 else if (c == '*' && notend && comment && string[i + 1] == '/')
7087                                         comment = false;
7088                         }
7089
7090                         if (str || comment || string[len - 2] == '\\') {
7091                                 bc_vec_concat(&buffer, buf.v);
7092                                 continue;
7093                         }
7094                 }
7095
7096                 bc_vec_concat(&buffer, buf.v);
7097                 s = bc_vm_process(buffer.v);
7098                 if (s) {
7099                         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin) {
7100                                 // Debug config, non-interactive mode:
7101                                 // return all the way back to main.
7102                                 // Non-debug builds do not come here, they exit.
7103                                 break;
7104                         }
7105                         fflush_and_check();
7106                         fputs("ready for more input\n", stderr);
7107                 }
7108
7109                 bc_vec_pop_all(&buffer);
7110         }
7111
7112         if (str) {
7113                 s = bc_error("string end could not be found");
7114         }
7115         else if (comment) {
7116                 s = bc_error("comment end could not be found");
7117         }
7118
7119         bc_vec_free(&buf);
7120         bc_vec_free(&buffer);
7121         return s;
7122 }
7123
7124 #if ENABLE_BC
7125 static const char bc_lib[] = {
7126         "scale=20"
7127 "\n"    "define e(x){"
7128 "\n"            "auto b,s,n,r,d,i,p,f,v"
7129 "\n"            "b=ibase"
7130 "\n"            "ibase=A"
7131 "\n"            "if(x<0){"
7132 "\n"                    "n=1"
7133 "\n"                    "x=-x"
7134 "\n"            "}"
7135 "\n"            "s=scale"
7136 "\n"            "r=6+s+0.44*x"
7137 "\n"            "scale=scale(x)+1"
7138 "\n"            "while(x>1){"
7139 "\n"                    "d+=1"
7140 "\n"                    "x/=2"
7141 "\n"                    "scale+=1"
7142 "\n"            "}"
7143 "\n"            "scale=r"
7144 "\n"            "r=x+1"
7145 "\n"            "p=x"
7146 "\n"            "f=v=1"
7147 "\n"            "for(i=2;v!=0;++i){"
7148 "\n"                    "p*=x"
7149 "\n"                    "f*=i"
7150 "\n"                    "v=p/f"
7151 "\n"                    "r+=v"
7152 "\n"            "}"
7153 "\n"            "while((d--)!=0)r*=r"
7154 "\n"            "scale=s"
7155 "\n"            "ibase=b"
7156 "\n"            "if(n!=0)return(1/r)"
7157 "\n"            "return(r/1)"
7158 "\n"    "}"
7159 "\n"    "define l(x){"
7160 "\n"            "auto b,s,r,p,a,q,i,v"
7161 "\n"            "b=ibase"
7162 "\n"            "ibase=A"
7163 "\n"            "if(x<=0){"
7164 "\n"                    "r=(1-10^scale)/1"
7165 "\n"                    "ibase=b"
7166 "\n"                    "return(r)"
7167 "\n"            "}"
7168 "\n"            "s=scale"
7169 "\n"            "scale+=6"
7170 "\n"            "p=2"
7171 "\n"            "while(x>=2){"
7172 "\n"                    "p*=2"
7173 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7174 "\n"            "}"
7175 "\n"            "while(x<=0.5){"
7176 "\n"                    "p*=2"
7177 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7178 "\n"            "}"
7179 "\n"            "r=a=(x-1)/(x+1)"
7180 "\n"            "q=a*a"
7181 "\n"                    "v=1"
7182 "\n"            "for(i=3;v!=0;i+=2){"
7183 "\n"                    "a*=q"
7184 "\n"                    "v=a/i"
7185 "\n"                    "r+=v"
7186 "\n"            "}"
7187 "\n"            "r*=p"
7188 "\n"            "scale=s"
7189 "\n"            "ibase=b"
7190 "\n"            "return(r/1)"
7191 "\n"    "}"
7192 "\n"    "define s(x){"
7193 "\n"            "auto b,s,r,n,a,q,i"
7194 "\n"            "b=ibase"
7195 "\n"            "ibase=A"
7196 "\n"            "s=scale"
7197 "\n"            "scale=1.1*s+2"
7198 "\n"            "a=a(1)"
7199 "\n"            "if(x<0){"
7200 "\n"                    "n=1"
7201 "\n"                    "x=-x"
7202 "\n"            "}"
7203 "\n"            "scale=0"
7204 "\n"            "q=(x/a+2)/4"
7205 "\n"            "x=x-4*q*a"
7206 "\n"            "if(q%2!=0)x=-x"
7207 "\n"            "scale=s+2"
7208 "\n"            "r=a=x"
7209 "\n"            "q=-x*x"
7210 "\n"            "for(i=3;a!=0;i+=2){"
7211 "\n"                    "a*=q/(i*(i-1))"
7212 "\n"                    "r+=a"
7213 "\n"            "}"
7214 "\n"            "scale=s"
7215 "\n"            "ibase=b"
7216 "\n"            "if(n!=0)return(-r/1)"
7217 "\n"            "return(r/1)"
7218 "\n"    "}"
7219 "\n"    "define c(x){"
7220 "\n"            "auto b,s"
7221 "\n"            "b=ibase"
7222 "\n"            "ibase=A"
7223 "\n"            "s=scale"
7224 "\n"            "scale*=1.2"
7225 "\n"            "x=s(2*a(1)+x)"
7226 "\n"            "scale=s"
7227 "\n"            "ibase=b"
7228 "\n"            "return(x/1)"
7229 "\n"    "}"
7230 "\n"    "define a(x){"
7231 "\n"            "auto b,s,r,n,a,m,t,f,i,u"
7232 "\n"            "b=ibase"
7233 "\n"            "ibase=A"
7234 "\n"            "n=1"
7235 "\n"            "if(x<0){"
7236 "\n"                    "n=-1"
7237 "\n"                    "x=-x"
7238 "\n"            "}"
7239 "\n"            "if(x==1){"
7240 "\n"                    "if(scale<65){"
7241 "\n"                            "return(.7853981633974483096156608458198757210492923498437764552437361480/n)"
7242 "\n"                    "}"
7243 "\n"            "}"
7244 "\n"            "if(x==.2){"
7245 "\n"                    "if(scale<65){"
7246 "\n"                            "return(.1973955598498807583700497651947902934475851037878521015176889402/n)"
7247 "\n"                    "}"
7248 "\n"            "}"
7249 "\n"            "s=scale"
7250 "\n"            "if(x>.2){"
7251 "\n"                    "scale+=5"
7252 "\n"                    "a=a(.2)"
7253 "\n"            "}"
7254 "\n"            "scale=s+3"
7255 "\n"            "while(x>.2){"
7256 "\n"                    "m+=1"
7257 "\n"                    "x=(x-.2)/(1+.2*x)"
7258 "\n"            "}"
7259 "\n"            "r=u=x"
7260 "\n"            "f=-x*x"
7261 "\n"            "t=1"
7262 "\n"            "for(i=3;t!=0;i+=2){"
7263 "\n"                    "u*=f"
7264 "\n"                    "t=u/i"
7265 "\n"                    "r+=t"
7266 "\n"            "}"
7267 "\n"            "scale=s"
7268 "\n"            "ibase=b"
7269 "\n"            "return((m*a+r)/n)"
7270 "\n"    "}"
7271 "\n"    "define j(n,x){"
7272 "\n"            "auto b,s,o,a,i,v,f"
7273 "\n"            "b=ibase"
7274 "\n"            "ibase=A"
7275 "\n"            "s=scale"
7276 "\n"            "scale=0"
7277 "\n"            "n/=1"
7278 "\n"            "if(n<0){"
7279 "\n"                    "n=-n"
7280 "\n"                    "if(n%2==1)o=1"
7281 "\n"            "}"
7282 "\n"            "a=1"
7283 "\n"            "for(i=2;i<=n;++i)a*=i"
7284 "\n"            "scale=1.5*s"
7285 "\n"            "a=(x^n)/2^n/a"
7286 "\n"            "r=v=1"
7287 "\n"            "f=-x*x/4"
7288 "\n"            "scale=scale+length(a)-scale(a)"
7289 "\n"            "for(i=1;v!=0;++i){"
7290 "\n"                    "v=v*f/i/(n+i)"
7291 "\n"                    "r+=v"
7292 "\n"            "}"
7293 "\n"            "scale=s"
7294 "\n"            "ibase=b"
7295 "\n"            "if(o!=0)a=-a"
7296 "\n"            "return(a*r/1)"
7297 "\n"    "}"
7298 };
7299 #endif // ENABLE_BC
7300
7301 static BcStatus bc_vm_exec(void)
7302 {
7303         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
7304         size_t i;
7305
7306 #if ENABLE_BC
7307         if (option_mask32 & BC_FLAG_L) {
7308
7309                 // We know that internal library is not buggy,
7310                 // thus error checking is normally disabled.
7311 # define DEBUG_LIB 0
7312                 bc_lex_file(&G.prs.l);
7313                 s = bc_parse_text(&G.prs, bc_lib);
7314                 if (DEBUG_LIB && s) return s;
7315
7316                 while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
7317                         s = G.prs.parse(&G.prs);
7318                         if (DEBUG_LIB && s) return s;
7319                 }
7320                 s = bc_program_exec();
7321                 if (DEBUG_LIB && s) return s;
7322         }
7323 #endif
7324
7325         for (i = 0; !s && i < G.files.len; ++i)
7326                 s = bc_vm_file(*((char **) bc_vec_item(&G.files, i)));
7327         if (s) {
7328                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin) {
7329                         // Debug config, non-interactive mode:
7330                         // return all the way back to main.
7331                         // Non-debug builds do not come here, they exit.
7332                         return s;
7333                 }
7334                 fflush_and_check();
7335                 fputs("ready for more input\n", stderr);
7336         }
7337
7338         if (IS_BC || !G.files.len)
7339                 s = bc_vm_stdin();
7340         if (!s && !BC_PARSE_CAN_EXEC(&G.prs))
7341                 s = bc_vm_process("");
7342
7343         return s;
7344 }
7345
7346 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7347 static void bc_program_free(void)
7348 {
7349         bc_num_free(&G.prog.ib);
7350         bc_num_free(&G.prog.ob);
7351         bc_num_free(&G.prog.hexb);
7352 # if ENABLE_DC
7353         bc_num_free(&G.prog.strmb);
7354 # endif
7355         bc_vec_free(&G.prog.fns);
7356         bc_vec_free(&G.prog.fn_map);
7357         bc_vec_free(&G.prog.vars);
7358         bc_vec_free(&G.prog.var_map);
7359         bc_vec_free(&G.prog.arrs);
7360         bc_vec_free(&G.prog.arr_map);
7361         bc_vec_free(&G.prog.strs);
7362         bc_vec_free(&G.prog.consts);
7363         bc_vec_free(&G.prog.results);
7364         bc_vec_free(&G.prog.stack);
7365         bc_num_free(&G.prog.last);
7366         bc_num_free(&G.prog.zero);
7367         bc_num_free(&G.prog.one);
7368 }
7369
7370 static void bc_vm_free(void)
7371 {
7372         bc_vec_free(&G.files);
7373         bc_program_free();
7374         bc_parse_free(&G.prs);
7375         free(G.env_args);
7376 }
7377 #endif
7378
7379 static void bc_program_init(void)
7380 {
7381         size_t idx;
7382         BcInstPtr ip;
7383
7384         /* memset(&G.prog, 0, sizeof(G.prog)); - already is */
7385         memset(&ip, 0, sizeof(BcInstPtr));
7386
7387         /* G.prog.nchars = G.prog.scale = 0; - already is */
7388
7389         bc_num_init(&G.prog.ib, BC_NUM_DEF_SIZE);
7390         bc_num_ten(&G.prog.ib);
7391         G.prog.ib_t = 10;
7392
7393         bc_num_init(&G.prog.ob, BC_NUM_DEF_SIZE);
7394         bc_num_ten(&G.prog.ob);
7395         G.prog.ob_t = 10;
7396
7397         bc_num_init(&G.prog.hexb, BC_NUM_DEF_SIZE);
7398         bc_num_ten(&G.prog.hexb);
7399         G.prog.hexb.num[0] = 6;
7400
7401 #if ENABLE_DC
7402         bc_num_init(&G.prog.strmb, BC_NUM_DEF_SIZE);
7403         bc_num_ulong2num(&G.prog.strmb, UCHAR_MAX + 1);
7404 #endif
7405
7406         bc_num_init(&G.prog.last, BC_NUM_DEF_SIZE);
7407         bc_num_zero(&G.prog.last);
7408
7409         bc_num_init(&G.prog.zero, BC_NUM_DEF_SIZE);
7410         bc_num_zero(&G.prog.zero);
7411
7412         bc_num_init(&G.prog.one, BC_NUM_DEF_SIZE);
7413         bc_num_one(&G.prog.one);
7414
7415         bc_vec_init(&G.prog.fns, sizeof(BcFunc), bc_func_free);
7416         bc_vec_init(&G.prog.fn_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7417
7418         bc_program_addFunc(xstrdup("(main)"), &idx);
7419         bc_program_addFunc(xstrdup("(read)"), &idx);
7420
7421         bc_vec_init(&G.prog.vars, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7422         bc_vec_init(&G.prog.var_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7423
7424         bc_vec_init(&G.prog.arrs, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7425         bc_vec_init(&G.prog.arr_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7426
7427         bc_vec_init(&G.prog.strs, sizeof(char *), bc_string_free);
7428         bc_vec_init(&G.prog.consts, sizeof(char *), bc_string_free);
7429         bc_vec_init(&G.prog.results, sizeof(BcResult), bc_result_free);
7430         bc_vec_init(&G.prog.stack, sizeof(BcInstPtr), NULL);
7431         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
7432 }
7433
7434 static void bc_vm_init(void)
7435 {
7436         bc_vec_init(&G.files, sizeof(char *), NULL);
7437         if (IS_BC)
7438                 IF_BC(bc_vm_envArgs();)
7439         bc_program_init();
7440         if (IS_BC) {
7441                 IF_BC(bc_parse_init(&G.prs, BC_PROG_MAIN);)
7442         } else {
7443                 IF_DC(dc_parse_init(&G.prs, BC_PROG_MAIN);)
7444         }
7445 }
7446
7447 static BcStatus bc_vm_run(char **argv, const char *env_len)
7448 {
7449         BcStatus st;
7450
7451 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
7452         G.line_input_state = new_line_input_t(DO_HISTORY);
7453 #endif
7454         G.prog.len = bc_vm_envLen(env_len);
7455
7456         bc_vm_init();
7457         bc_args(argv);
7458
7459         if (isatty(0)) {
7460 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
7461                 G_ttyin = 1;
7462                 // With SA_RESTART, most system calls will restart
7463                 // (IOW: they won't fail with EINTR).
7464                 // In particular, this means ^C won't cause
7465                 // stdout to get into "error state" if SIGINT hits
7466                 // within write() syscall.
7467                 // The downside is that ^C while line input is taken
7468                 // will only be handled after [Enter] since read()
7469                 // from stdin is not interrupted by ^C either,
7470                 // it restarts, thus fgetc() does not return on ^C.
7471                 signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7472
7473                 // Without SA_RESTART, this exhibits a bug:
7474                 // "while (1) print 1" and try ^C-ing it.
7475                 // Intermittently, instead of returning to input line,
7476                 // you'll get "output error: Interrupted system call"
7477                 // and exit.
7478                 //signal_no_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7479 #endif
7480                 if (!(option_mask32 & BC_FLAG_Q))
7481                         bc_vm_info();
7482         }
7483
7484         st = bc_vm_exec();
7485
7486 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7487         bc_vm_free();
7488 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
7489         free_line_input_t(G.line_input_state);
7490 # endif
7491         FREE_G();
7492 #endif
7493         return st;
7494 }
7495
7496 #if ENABLE_BC
7497 int bc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7498 int bc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7499 {
7500         INIT_G();
7501         G.sbgn = G.send = '"';
7502
7503         return bc_vm_run(argv, "BC_LINE_LENGTH");
7504 }
7505 #endif
7506
7507 #if ENABLE_DC
7508 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7509 int dc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7510 {
7511         INIT_G();
7512         G.sbgn = '[';
7513         G.send = ']';
7514
7515         return bc_vm_run(argv, "DC_LINE_LENGTH");
7516 }
7517 #endif
7518
7519 #endif // not DC_SMALL