sleep: support "inf"
[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  * Adapted from https://github.com/gavinhoward/bc
5  * Original code copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors.
6  */
7 //TODO: GNU extensions:
8 // support "define f(*param[])" - "pass array by reference" syntax
9
10 #define DEBUG_LEXER   0
11 #define DEBUG_COMPILE 0
12 #define DEBUG_EXEC    0
13 // This can be left enabled for production as well:
14 #define SANITY_CHECKS 1
15
16 //config:config BC
17 //config:       bool "bc (45 kb)"
18 //config:       default y
19 //config:       select FEATURE_DC_BIG
20 //config:       help
21 //config:       bc is a command-line, arbitrary-precision calculator with a
22 //config:       Turing-complete language. See the GNU bc manual
23 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html) and bc spec
24 //config:       (http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/bc.html).
25 //config:
26 //config:       This bc has five differences to the GNU bc:
27 //config:         1) The period (.) is a shortcut for "last", as in the BSD bc.
28 //config:         2) Arrays are copied before being passed as arguments to
29 //config:            functions. This behavior is required by the bc spec.
30 //config:         3) Arrays can be passed to the builtin "length" function to get
31 //config:            the number of elements in the array. This prints "1":
32 //config:               a[0] = 0; length(a[])
33 //config:         4) The precedence of the boolean "not" operator (!) is equal to
34 //config:            that of the unary minus (-) negation operator. This still
35 //config:            allows POSIX-compliant scripts to work while somewhat
36 //config:            preserving expected behavior (versus C) and making parsing
37 //config:            easier.
38 //config:         5) "read()" accepts expressions, not only numeric literals.
39 //config:
40 //config:config DC
41 //config:       bool "dc (36 kb)"
42 //config:       default y
43 //config:       help
44 //config:       dc is a reverse-polish notation command-line calculator which
45 //config:       supports unlimited precision arithmetic. See the FreeBSD man page
46 //config:       (https://www.unix.com/man-page/FreeBSD/1/dc/) and GNU dc manual
47 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/dc-1.05/html_mono/dc.html).
48 //config:
49 //config:       This dc has a few differences from the two above:
50 //config:         1) When printing a byte stream (command "P"), this dc follows what
51 //config:            the FreeBSD dc does.
52 //config:         2) Implements the GNU extensions for divmod ("~") and
53 //config:            modular exponentiation ("|").
54 //config:         3) Implements all FreeBSD extensions, except for "J" and "M".
55 //config:         4) Like the FreeBSD dc, this dc supports extended registers.
56 //config:            However, they are implemented differently. When it encounters
57 //config:            whitespace where a register should be, it skips the whitespace.
58 //config:            If the character following is not a lowercase letter, an error
59 //config:            is issued. Otherwise, the register name is parsed by the
60 //config:            following regex: [a-z][a-z0-9_]*
61 //config:            This generally means that register names will be surrounded by
62 //config:            whitespace. Examples:
63 //config:               l idx s temp L index S temp2 < do_thing
64 //config:            Also note that, like the FreeBSD dc, extended registers are not
65 //config:            allowed unless the "-x" option is given.
66 //config:
67 //config:if BC || DC  # for menuconfig indenting
68 //config:
69 //config:config FEATURE_DC_BIG
70 //config:       bool "Use bc code base for dc (larger, more features)"
71 //config:       default y
72 //config:
73 //config:config FEATURE_DC_LIBM
74 //config:       bool "Enable power and exp functions (requires libm)"
75 //config:       default y
76 //config:       depends on DC && !BC && !FEATURE_DC_BIG
77 //config:       help
78 //config:       Enable power and exp functions.
79 //config:       NOTE: This will require libm to be present for linking.
80 //config:
81 //config:config FEATURE_BC_INTERACTIVE
82 //config:       bool "Interactive mode (+4kb)"
83 //config:       default y
84 //config:       depends on BC || (DC && FEATURE_DC_BIG)
85 //config:       help
86 //config:       Enable interactive mode: when started on a tty,
87 //config:       ^C interrupts execution and returns to command line,
88 //config:       errors also return to command line instead of exiting,
89 //config:       line editing with history is available.
90 //config:
91 //config:       With this option off, input can still be taken from tty,
92 //config:       but all errors are fatal, ^C is fatal,
93 //config:       tty is treated exactly the same as any other
94 //config:       standard input (IOW: no line editing).
95 //config:
96 //config:config FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
97 //config:       bool "Enable bc/dc long options"
98 //config:       default y
99 //config:       depends on BC || (DC && FEATURE_DC_BIG)
100 //config:
101 //config:endif
102
103 //applet:IF_BC(APPLET(bc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
104 //applet:IF_DC(APPLET(dc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
105
106 //kbuild:lib-$(CONFIG_BC) += bc.o
107 //kbuild:lib-$(CONFIG_DC) += bc.o
108
109 //See www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html
110 //usage:#define bc_trivial_usage
111 //usage:       "[-sqlw] FILE..."
112 //usage:
113 //usage:#define bc_full_usage "\n"
114 //usage:     "\nArbitrary precision calculator"
115 //usage:     "\n"
116 ///////:     "\n        -i      Interactive" - has no effect for now
117 //usage:     "\n        -q      Quiet"
118 //usage:     "\n        -l      Load standard math library"
119 //usage:     "\n        -s      Be POSIX compatible"
120 //usage:     "\n        -w      Warn if extensions are used"
121 ///////:     "\n        -v      Version"
122 //usage:     "\n"
123 //usage:     "\n$BC_LINE_LENGTH changes output width"
124 //usage:
125 //usage:#define bc_example_usage
126 //usage:       "3 + 4.129\n"
127 //usage:       "1903 - 2893\n"
128 //usage:       "-129 * 213.28935\n"
129 //usage:       "12 / -1932\n"
130 //usage:       "12 % 12\n"
131 //usage:       "34 ^ 189\n"
132 //usage:       "scale = 13\n"
133 //usage:       "ibase = 2\n"
134 //usage:       "obase = A\n"
135 //usage:
136 //usage:#define dc_trivial_usage
137 //usage:       IF_FEATURE_DC_BIG("[-x] ")"[-eSCRIPT]... [-fFILE]... [FILE]..."
138 //usage:
139 //usage:#define dc_full_usage "\n"
140 //usage:     "\nTiny RPN calculator. Operations:"
141 //usage:     "\n+, -, *, /, %, ~, ^," IF_FEATURE_DC_BIG(" |,")
142 //usage:     "\np - print top of the stack without popping"
143 //usage:     "\nf - print entire stack"
144 //usage:     "\nk - pop the value and set the precision"
145 //usage:     "\ni - pop the value and set input radix"
146 //usage:     "\no - pop the value and set output radix"
147 //usage:     "\nExamples: dc -e'2 2 + p' -> 4, dc -e'8 8 * 2 2 + / p' -> 16"
148 //usage:
149 //usage:#define dc_example_usage
150 //usage:       "$ dc -e'2 2 + p'\n"
151 //usage:       "4\n"
152 //usage:       "$ dc -e'8 8 \\* 2 2 + / p'\n"
153 //usage:       "16\n"
154 //usage:       "$ dc -e'0 1 & p'\n"
155 //usage:       "0\n"
156 //usage:       "$ dc -e'0 1 | p'\n"
157 //usage:       "1\n"
158 //usage:       "$ echo '72 9 / 8 * p' | dc\n"
159 //usage:       "64\n"
160
161 #include "libbb.h"
162 #include "common_bufsiz.h"
163
164 #if !ENABLE_BC && !ENABLE_FEATURE_DC_BIG
165 # include "dc.c"
166 #else
167
168 #if DEBUG_LEXER
169 static uint8_t lex_indent;
170 #define dbg_lex(...) \
171         do { \
172                 fprintf(stderr, "%*s", lex_indent, ""); \
173                 bb_error_msg(__VA_ARGS__); \
174         } while (0)
175 #define dbg_lex_enter(...) \
176         do { \
177                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
178                 lex_indent++; \
179         } while (0)
180 #define dbg_lex_done(...) \
181         do { \
182                 lex_indent--; \
183                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
184         } while (0)
185 #else
186 # define dbg_lex(...)       ((void)0)
187 # define dbg_lex_enter(...) ((void)0)
188 # define dbg_lex_done(...)  ((void)0)
189 #endif
190
191 #if DEBUG_COMPILE
192 # define dbg_compile(...) bb_error_msg(__VA_ARGS__)
193 #else
194 # define dbg_compile(...) ((void)0)
195 #endif
196
197 #if DEBUG_EXEC
198 # define dbg_exec(...) bb_error_msg(__VA_ARGS__)
199 #else
200 # define dbg_exec(...) ((void)0)
201 #endif
202
203 typedef enum BcStatus {
204         BC_STATUS_SUCCESS = 0,
205         BC_STATUS_FAILURE = 1,
206         BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP = 2, // bc_parse_expr_empty_ok() uses this
207 } BcStatus;
208
209 #define BC_VEC_INVALID_IDX  ((size_t) -1)
210 #define BC_VEC_START_CAP    (1 << 5)
211
212 typedef void (*BcVecFree)(void *) FAST_FUNC;
213
214 typedef struct BcVec {
215         char *v;
216         size_t len;
217         size_t cap;
218         size_t size;
219         BcVecFree dtor;
220 } BcVec;
221
222 typedef signed char BcDig;
223
224 typedef struct BcNum {
225         BcDig *restrict num;
226         size_t rdx;
227         size_t len;
228         size_t cap;
229         bool neg;
230 } BcNum;
231
232 #define BC_NUM_MAX_IBASE        36
233 // larger value might speed up BIGNUM calculations a bit:
234 #define BC_NUM_DEF_SIZE         16
235 #define BC_NUM_PRINT_WIDTH      69
236
237 #define BC_NUM_KARATSUBA_LEN    32
238
239 typedef enum BcInst {
240 #if ENABLE_BC
241         BC_INST_INC_PRE,
242         BC_INST_DEC_PRE,
243         BC_INST_INC_POST,
244         BC_INST_DEC_POST,
245 #endif
246         XC_INST_NEG,            // order
247
248         XC_INST_REL_EQ,         // should
249         XC_INST_REL_LE,         // match
250         XC_INST_REL_GE,         // LEX
251         XC_INST_REL_NE,         // constants
252         XC_INST_REL_LT,         // for
253         XC_INST_REL_GT,         // these
254
255         XC_INST_POWER,          // operations
256         XC_INST_MULTIPLY,       // |
257         XC_INST_DIVIDE,         // |
258         XC_INST_MODULUS,        // |
259         XC_INST_PLUS,           // |
260         XC_INST_MINUS,          // |
261
262         XC_INST_BOOL_NOT,       // |
263         XC_INST_BOOL_OR,        // |
264         XC_INST_BOOL_AND,       // |
265 #if ENABLE_BC
266         BC_INST_ASSIGN_POWER,   // |
267         BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY,// |
268         BC_INST_ASSIGN_DIVIDE,  // |
269         BC_INST_ASSIGN_MODULUS, // |
270         BC_INST_ASSIGN_PLUS,    // |
271         BC_INST_ASSIGN_MINUS,   // |
272 #endif
273         XC_INST_ASSIGN,         // V
274
275         XC_INST_NUM,
276         XC_INST_VAR,
277         XC_INST_ARRAY_ELEM,
278         XC_INST_ARRAY,
279         XC_INST_SCALE_FUNC,
280
281         XC_INST_IBASE,       // order of these constans should match other enums
282         XC_INST_OBASE,       // order of these constans should match other enums
283         XC_INST_SCALE,       // order of these constans should match other enums
284         IF_BC(BC_INST_LAST,) // order of these constans should match other enums
285         XC_INST_LENGTH,
286         XC_INST_READ,
287         XC_INST_SQRT,
288
289         XC_INST_PRINT,
290         XC_INST_PRINT_POP,
291         XC_INST_STR,
292         XC_INST_PRINT_STR,
293
294 #if ENABLE_BC
295         BC_INST_HALT,
296         BC_INST_JUMP,
297         BC_INST_JUMP_ZERO,
298
299         BC_INST_CALL,
300         BC_INST_RET0,
301 #endif
302         XC_INST_RET,
303
304         XC_INST_POP,
305 #if ENABLE_DC
306         DC_INST_POP_EXEC,
307
308         DC_INST_MODEXP,
309         DC_INST_DIVMOD,
310
311         DC_INST_EXECUTE,
312         DC_INST_EXEC_COND,
313
314         DC_INST_ASCIIFY,
315         DC_INST_PRINT_STREAM,
316
317         DC_INST_PRINT_STACK,
318         DC_INST_CLEAR_STACK,
319         DC_INST_STACK_LEN,
320         DC_INST_DUPLICATE,
321         DC_INST_SWAP,
322
323         DC_INST_LOAD,
324         DC_INST_PUSH_VAR,
325         DC_INST_PUSH_TO_VAR,
326
327         DC_INST_QUIT,
328         DC_INST_NQUIT,
329
330         DC_INST_INVALID = -1,
331 #endif
332 } BcInst;
333
334 typedef struct BcId {
335         char *name;
336         size_t idx;
337 } BcId;
338
339 typedef struct BcFunc {
340         BcVec code;
341         IF_BC(BcVec labels;)
342         IF_BC(BcVec autos;)
343         IF_BC(BcVec strs;)
344         IF_BC(BcVec consts;)
345         IF_BC(size_t nparams;)
346         IF_BC(bool voidfunc;)
347 } BcFunc;
348
349 typedef enum BcResultType {
350         XC_RESULT_TEMP,
351         IF_BC(BC_RESULT_VOID,) // same as TEMP, but INST_PRINT will ignore it
352
353         XC_RESULT_VAR,
354         XC_RESULT_ARRAY_ELEM,
355         XC_RESULT_ARRAY,
356
357         XC_RESULT_STR,
358
359         //code uses "inst - XC_INST_IBASE + XC_RESULT_IBASE" construct,
360         XC_RESULT_IBASE,       // relative order should match for: XC_INST_IBASE
361         XC_RESULT_OBASE,       // relative order should match for: XC_INST_OBASE
362         XC_RESULT_SCALE,       // relative order should match for: XC_INST_SCALE
363         IF_BC(BC_RESULT_LAST,) // relative order should match for: BC_INST_LAST
364         XC_RESULT_CONSTANT,
365         IF_BC(BC_RESULT_ONE,)
366 } BcResultType;
367
368 typedef union BcResultData {
369         BcNum n;
370         BcVec v;
371         BcId id;
372 } BcResultData;
373
374 typedef struct BcResult {
375         BcResultType t;
376         BcResultData d;
377 } BcResult;
378
379 typedef struct BcInstPtr {
380         size_t func;
381         size_t inst_idx;
382 } BcInstPtr;
383
384 typedef enum BcLexType {
385         XC_LEX_EOF,
386         XC_LEX_INVALID,
387
388         XC_LEX_NLINE,
389         XC_LEX_WHITESPACE,
390         XC_LEX_STR,
391         XC_LEX_NAME,
392         XC_LEX_NUMBER,
393
394         XC_LEX_1st_op,
395         XC_LEX_NEG = XC_LEX_1st_op,     // order
396
397         XC_LEX_OP_REL_EQ,               // should
398         XC_LEX_OP_REL_LE,               // match
399         XC_LEX_OP_REL_GE,               // INST
400         XC_LEX_OP_REL_NE,               // constants
401         XC_LEX_OP_REL_LT,               // for
402         XC_LEX_OP_REL_GT,               // these
403
404         XC_LEX_OP_POWER,                // operations
405         XC_LEX_OP_MULTIPLY,             // |
406         XC_LEX_OP_DIVIDE,               // |
407         XC_LEX_OP_MODULUS,              // |
408         XC_LEX_OP_PLUS,                 // |
409         XC_LEX_OP_MINUS,                // |
410         XC_LEX_OP_last = XC_LEX_OP_MINUS,
411 #if ENABLE_BC
412         BC_LEX_OP_BOOL_NOT,             // |
413         BC_LEX_OP_BOOL_OR,              // |
414         BC_LEX_OP_BOOL_AND,             // |
415
416         BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER,         // |
417         BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY,      // |
418         BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE,        // |
419         BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS,       // |
420         BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS,          // |
421         BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS,         // |
422
423         BC_LEX_OP_ASSIGN,               // V
424
425         BC_LEX_OP_INC,
426         BC_LEX_OP_DEC,
427
428         BC_LEX_LPAREN, // () are 0x28 and 0x29
429         BC_LEX_RPAREN, // must be LPAREN+1: code uses (c - '(' + BC_LEX_LPAREN)
430
431         BC_LEX_LBRACKET, // [] are 0x5B and 0x5D
432         BC_LEX_COMMA,
433         BC_LEX_RBRACKET, // must be LBRACKET+2: code uses (c - '[' + BC_LEX_LBRACKET)
434
435         BC_LEX_LBRACE, // {} are 0x7B and 0x7D
436         BC_LEX_SCOLON,
437         BC_LEX_RBRACE, // must be LBRACE+2: code uses (c - '{' + BC_LEX_LBRACE)
438
439         BC_LEX_KEY_1st_keyword,
440         BC_LEX_KEY_AUTO = BC_LEX_KEY_1st_keyword,
441         BC_LEX_KEY_BREAK,
442         BC_LEX_KEY_CONTINUE,
443         BC_LEX_KEY_DEFINE,
444         BC_LEX_KEY_ELSE,
445         BC_LEX_KEY_FOR,
446         BC_LEX_KEY_HALT,
447         // code uses "type - BC_LEX_KEY_IBASE + XC_INST_IBASE" construct,
448         BC_LEX_KEY_IBASE,    // relative order should match for: XC_INST_IBASE
449         BC_LEX_KEY_OBASE,    // relative order should match for: XC_INST_OBASE
450         BC_LEX_KEY_IF,
451         BC_LEX_KEY_LAST,     // relative order should match for: BC_INST_LAST
452         BC_LEX_KEY_LENGTH,
453         BC_LEX_KEY_LIMITS,
454         BC_LEX_KEY_PRINT,
455         BC_LEX_KEY_QUIT,
456         BC_LEX_KEY_READ,
457         BC_LEX_KEY_RETURN,
458         BC_LEX_KEY_SCALE,
459         BC_LEX_KEY_SQRT,
460         BC_LEX_KEY_WHILE,
461 #endif // ENABLE_BC
462
463 #if ENABLE_DC
464         DC_LEX_OP_BOOL_NOT = XC_LEX_OP_last + 1,
465         DC_LEX_OP_ASSIGN,
466
467         DC_LEX_LPAREN,
468         DC_LEX_SCOLON,
469         DC_LEX_READ,
470         DC_LEX_IBASE,
471         DC_LEX_SCALE,
472         DC_LEX_OBASE,
473         DC_LEX_LENGTH,
474         DC_LEX_PRINT,
475         DC_LEX_QUIT,
476         DC_LEX_SQRT,
477         DC_LEX_LBRACE,
478
479         DC_LEX_EQ_NO_REG,
480         DC_LEX_OP_MODEXP,
481         DC_LEX_OP_DIVMOD,
482
483         DC_LEX_COLON,
484         DC_LEX_ELSE,
485         DC_LEX_EXECUTE,
486         DC_LEX_PRINT_STACK,
487         DC_LEX_CLEAR_STACK,
488         DC_LEX_STACK_LEVEL,
489         DC_LEX_DUPLICATE,
490         DC_LEX_SWAP,
491         DC_LEX_POP,
492
493         DC_LEX_ASCIIFY,
494         DC_LEX_PRINT_STREAM,
495
496         // code uses "t - DC_LEX_STORE_IBASE + XC_INST_IBASE" construct,
497         DC_LEX_STORE_IBASE,  // relative order should match for: XC_INST_IBASE
498         DC_LEX_STORE_OBASE,  // relative order should match for: XC_INST_OBASE
499         DC_LEX_STORE_SCALE,  // relative order should match for: XC_INST_SCALE
500         DC_LEX_LOAD,
501         DC_LEX_LOAD_POP,
502         DC_LEX_STORE_PUSH,
503         DC_LEX_PRINT_POP,
504         DC_LEX_NQUIT,
505         DC_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 LEX_KW_ENTRY(a, b) \
514         { .name8 = a /*, .posix = b */ }
515 static const struct BcLexKeyword bc_lex_kws[20] = {
516         LEX_KW_ENTRY("auto"    , 1), // 0
517         LEX_KW_ENTRY("break"   , 1), // 1
518         LEX_KW_ENTRY("continue", 0), // 2 note: this one has no terminating NUL
519         LEX_KW_ENTRY("define"  , 1), // 3
520         LEX_KW_ENTRY("else"    , 0), // 4
521         LEX_KW_ENTRY("for"     , 1), // 5
522         LEX_KW_ENTRY("halt"    , 0), // 6
523         LEX_KW_ENTRY("ibase"   , 1), // 7
524         LEX_KW_ENTRY("obase"   , 1), // 8
525         LEX_KW_ENTRY("if"      , 1), // 9
526         LEX_KW_ENTRY("last"    , 0), // 10
527         LEX_KW_ENTRY("length"  , 1), // 11
528         LEX_KW_ENTRY("limits"  , 0), // 12
529         LEX_KW_ENTRY("print"   , 0), // 13
530         LEX_KW_ENTRY("quit"    , 1), // 14
531         LEX_KW_ENTRY("read"    , 0), // 15
532         LEX_KW_ENTRY("return"  , 1), // 16
533         LEX_KW_ENTRY("scale"   , 1), // 17
534         LEX_KW_ENTRY("sqrt"    , 1), // 18
535         LEX_KW_ENTRY("while"   , 1), // 19
536 };
537 #undef LEX_KW_ENTRY
538 #define STRING_else  (bc_lex_kws[4].name8)
539 #define STRING_for   (bc_lex_kws[5].name8)
540 #define STRING_if    (bc_lex_kws[9].name8)
541 #define STRING_while (bc_lex_kws[19].name8)
542 enum {
543         POSIX_KWORD_MASK = 0
544                 | (1 << 0)  // 0
545                 | (1 << 1)  // 1
546                 | (0 << 2)  // 2
547                 | (1 << 3)  // 3
548                 | (0 << 4)  // 4
549                 | (1 << 5)  // 5
550                 | (0 << 6)  // 6
551                 | (1 << 7)  // 7
552                 | (1 << 8)  // 8
553                 | (1 << 9)  // 9
554                 | (0 << 10) // 10
555                 | (1 << 11) // 11
556                 | (0 << 12) // 12
557                 | (0 << 13) // 13
558                 | (1 << 14) // 14
559                 | (0 << 15) // 15
560                 | (1 << 16) // 16
561                 | (1 << 17) // 17
562                 | (1 << 18) // 18
563                 | (1 << 19) // 19
564 };
565 #define keyword_is_POSIX(i) ((1 << (i)) & POSIX_KWORD_MASK)
566
567 // This is a bit array that corresponds to token types. An entry is
568 // true if the token is valid in an expression, false otherwise.
569 // Used to figure out when expr parsing should stop *without error message*
570 // - 0 element indicates this condition. 1 means "this token is to be eaten
571 // as part of the expression", it can then still be determined to be invalid
572 // by later processing.
573 enum {
574 #define EXBITS(a,b,c,d,e,f,g,h) \
575         ((uint64_t)((a << 0)+(b << 1)+(c << 2)+(d << 3)+(e << 4)+(f << 5)+(g << 6)+(h << 7)))
576         BC_PARSE_EXPRS_BITS = 0              // corresponding BC_LEX_xyz:
577         + (EXBITS(0,0,0,0,0,1,1,1) << (0*8)) //  0: EOF    INVAL  NL     WS     STR    NAME   NUM    -
578         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (1*8)) //  8: ==     <=     >=     !=     <      >      ^      *
579         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (2*8)) // 16: /      %      +      -      !      ||     &&     ^=
580         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (3*8)) // 24: *=     /=     %=     +=     -=     =      ++     --
581         + (EXBITS(1,1,0,0,0,0,0,0) << (4*8)) // 32: (      )      [      ,      ]      {      ;      }
582         + (EXBITS(0,0,0,0,0,0,0,1) << (5*8)) // 40: auto   break  cont   define else   for    halt   ibase
583         + (EXBITS(1,0,1,1,0,0,0,1) << (6*8)) // 48: obase  if     last   length limits print  quit   read
584         + (EXBITS(0,1,1,0,0,0,0,0) << (7*8)) // 56: return scale  sqrt   while
585 #undef EXBITS
586 };
587 static ALWAYS_INLINE long lex_allowed_in_bc_expr(unsigned i)
588 {
589 #if ULONG_MAX > 0xffffffff
590         // 64-bit version (will not work correctly for 32-bit longs!)
591         return BC_PARSE_EXPRS_BITS & (1UL << i);
592 #else
593         // 32-bit version
594         unsigned long m = (uint32_t)BC_PARSE_EXPRS_BITS;
595         if (i >= 32) {
596                 m = (uint32_t)(BC_PARSE_EXPRS_BITS >> 32);
597                 i &= 31;
598         }
599         return m & (1UL << i);
600 #endif
601 }
602
603 // This is an array of data for operators that correspond to
604 // [XC_LEX_1st_op...] token types.
605 static const uint8_t bc_ops_prec_and_assoc[] ALIGN1 = {
606 #define OP(p,l) ((int)(l) * 0x10 + (p))
607         OP(1, false), // neg
608         OP(6, true ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true ), // == <= >= != < >
609         OP(2, false), // pow
610         OP(3, true ), OP( 3, true  ), OP( 3, true  ), // mul div mod
611         OP(4, true ), OP( 4, true  ), // + -
612         OP(1, false), // not
613         OP(7, true ), OP( 7, true  ), // or and
614         OP(5, false), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), // ^= *= /= %= +=
615         OP(5, false), OP( 5, false ), // -= =
616         OP(0, false), OP( 0, false ), // inc dec
617 #undef OP
618 };
619 #define bc_operation_PREC(i) (bc_ops_prec_and_assoc[i] & 0x0f)
620 #define bc_operation_LEFT(i) (bc_ops_prec_and_assoc[i] & 0x10)
621 #endif // ENABLE_BC
622
623 #if ENABLE_DC
624 static const //BcLexType - should be this type
625 uint8_t
626 dc_char_to_LEX[] ALIGN1 = {
627         // %&'(
628         XC_LEX_OP_MODULUS, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_LPAREN,
629         // )*+,
630         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_OP_MULTIPLY, XC_LEX_OP_PLUS, XC_LEX_INVALID,
631         // -./
632         XC_LEX_OP_MINUS, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_OP_DIVIDE,
633         // 0123456789
634         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
635         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
636         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
637         // :;<=>?@
638         DC_LEX_COLON, DC_LEX_SCOLON, XC_LEX_OP_REL_GT, XC_LEX_OP_REL_EQ,
639         XC_LEX_OP_REL_LT, DC_LEX_READ, XC_LEX_INVALID,
640         // ABCDEFGH
641         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
642         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_EQ_NO_REG, XC_LEX_INVALID,
643         // IJKLMNOP
644         DC_LEX_IBASE, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_SCALE, DC_LEX_LOAD_POP,
645         XC_LEX_INVALID, DC_LEX_OP_BOOL_NOT, DC_LEX_OBASE, DC_LEX_PRINT_STREAM,
646         // QRSTUVWX
647         DC_LEX_NQUIT, DC_LEX_POP, DC_LEX_STORE_PUSH, XC_LEX_INVALID,
648         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_SCALE_FACTOR,
649         // YZ
650         XC_LEX_INVALID, DC_LEX_LENGTH,
651         // [\]
652         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
653         // ^_`
654         XC_LEX_OP_POWER, XC_LEX_NEG, XC_LEX_INVALID,
655         // abcdefgh
656         DC_LEX_ASCIIFY, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_CLEAR_STACK, DC_LEX_DUPLICATE,
657         DC_LEX_ELSE, DC_LEX_PRINT_STACK, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
658         // ijklmnop
659         DC_LEX_STORE_IBASE, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_STORE_SCALE, DC_LEX_LOAD,
660         XC_LEX_INVALID, DC_LEX_PRINT_POP, DC_LEX_STORE_OBASE, DC_LEX_PRINT,
661         // qrstuvwx
662         DC_LEX_QUIT, DC_LEX_SWAP, DC_LEX_OP_ASSIGN, XC_LEX_INVALID,
663         XC_LEX_INVALID, DC_LEX_SQRT, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_EXECUTE,
664         // yz
665         XC_LEX_INVALID, DC_LEX_STACK_LEVEL,
666         // {|}~
667         DC_LEX_LBRACE, DC_LEX_OP_MODEXP, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_OP_DIVMOD,
668 };
669 static const //BcInst - should be this type. Using signed narrow type since DC_INST_INVALID is -1
670 int8_t
671 dc_LEX_to_INST[] ALIGN1 = { //starts at XC_LEX_OP_POWER // corresponding XC/DC_LEX_xyz:
672         XC_INST_POWER,       XC_INST_MULTIPLY,          // XC_LEX_OP_POWER    XC_LEX_OP_MULTIPLY
673         XC_INST_DIVIDE,      XC_INST_MODULUS,           // XC_LEX_OP_DIVIDE   XC_LEX_OP_MODULUS
674         XC_INST_PLUS,        XC_INST_MINUS,             // XC_LEX_OP_PLUS     XC_LEX_OP_MINUS
675         XC_INST_BOOL_NOT,                               // DC_LEX_OP_BOOL_NOT
676         DC_INST_INVALID,                                // DC_LEX_OP_ASSIGN
677         XC_INST_REL_GT,                                 // DC_LEX_LPAREN
678         DC_INST_INVALID,                                // DC_LEX_SCOLON
679         DC_INST_INVALID,                                // DC_LEX_READ
680         XC_INST_IBASE,                                  // DC_LEX_IBASE
681         XC_INST_SCALE,                                  // DC_LEX_SCALE
682         XC_INST_OBASE,                                  // DC_LEX_OBASE
683         XC_INST_LENGTH,                                 // DC_LEX_LENGTH
684         XC_INST_PRINT,                                  // DC_LEX_PRINT
685         DC_INST_QUIT,                                   // DC_LEX_QUIT
686         XC_INST_SQRT,                                   // DC_LEX_SQRT
687         XC_INST_REL_GE,                                 // DC_LEX_LBRACE
688         XC_INST_REL_EQ,                                 // DC_LEX_EQ_NO_REG
689         DC_INST_MODEXP,      DC_INST_DIVMOD,            // DC_LEX_OP_MODEXP   DC_LEX_OP_DIVMOD
690         DC_INST_INVALID,     DC_INST_INVALID,           // DC_LEX_COLON       DC_LEX_ELSE
691         DC_INST_EXECUTE,                                // DC_LEX_EXECUTE
692         DC_INST_PRINT_STACK, DC_INST_CLEAR_STACK,       // DC_LEX_PRINT_STACK DC_LEX_CLEAR_STACK
693         DC_INST_STACK_LEN,   DC_INST_DUPLICATE,         // DC_LEX_STACK_LEVEL DC_LEX_DUPLICATE
694         DC_INST_SWAP,        XC_INST_POP,               // DC_LEX_SWAP        DC_LEX_POP
695         DC_INST_ASCIIFY,     DC_INST_PRINT_STREAM,      // DC_LEX_ASCIIFY     DC_LEX_PRINT_STREAM
696         DC_INST_INVALID,     DC_INST_INVALID,           // DC_LEX_STORE_IBASE DC_LEX_STORE_OBASE
697         DC_INST_INVALID,     DC_INST_INVALID,           // DC_LEX_STORE_SCALE DC_LEX_LOAD
698         DC_INST_INVALID,     DC_INST_INVALID,           // DC_LEX_LOAD_POP    DC_LEX_STORE_PUSH
699         XC_INST_PRINT,       DC_INST_NQUIT,             // DC_LEX_PRINT_POP   DC_LEX_NQUIT
700         XC_INST_SCALE_FUNC,                             // DC_LEX_SCALE_FACTOR
701         // DC_INST_INVALID in this table either means that corresponding LEX
702         // is not possible for dc, or that it does not compile one-to-one
703         // to a single INST.
704 };
705 #endif // ENABLE_DC
706
707 typedef struct BcParse {
708         smallint lex;      // was BcLexType // first member is most used
709         smallint lex_last; // was BcLexType
710         size_t lex_line;
711         const char *lex_inbuf;
712         const char *lex_next_at; // last lex_next() was called at this string
713         const char *lex_filename;
714         FILE *lex_input_fp;
715         BcVec  lex_strnumbuf;
716
717         BcFunc *func;
718         size_t fidx;
719         IF_BC(size_t in_funcdef;)
720         IF_BC(BcVec exits;)
721         IF_BC(BcVec conds;)
722         IF_BC(BcVec ops;)
723 } BcParse;
724
725 typedef struct BcProgram {
726         size_t len;
727         size_t nchars;
728
729         size_t scale;
730         size_t ib_t;
731         size_t ob_t;
732
733         BcVec results;
734         BcVec exestack;
735
736         BcVec fns;
737         IF_BC(BcVec fn_map;)
738
739         BcVec vars;
740         BcVec var_map;
741
742         BcVec arrs;
743         BcVec arr_map;
744
745         IF_DC(BcVec strs;)
746         IF_DC(BcVec consts;)
747
748         BcNum zero;
749         IF_BC(BcNum one;)
750         IF_BC(BcNum last;)
751 } BcProgram;
752
753 struct globals {
754         BcParse prs; // first member is most used
755
756         // For error messages. Can be set to current parsed line,
757         // or [TODO] to current executing line (can be before last parsed one)
758         size_t err_line;
759
760         BcVec input_buffer;
761
762         IF_FEATURE_BC_INTERACTIVE(smallint ttyin;)
763         IF_FEATURE_CLEAN_UP(smallint exiting;)
764
765         BcProgram prog;
766
767         BcVec files;
768
769         char *env_args;
770
771 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
772         line_input_t *line_input_state;
773 #endif
774 } FIX_ALIASING;
775 #define G (*ptr_to_globals)
776 #define INIT_G() do { \
777         SET_PTR_TO_GLOBALS(xzalloc(sizeof(G))); \
778 } while (0)
779 #define FREE_G() do { \
780         FREE_PTR_TO_GLOBALS(); \
781 } while (0)
782 #define G_posix (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_S))
783 #define G_warn  (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_W))
784 #define G_exreg (ENABLE_DC && (option_mask32 & DC_FLAG_X))
785 #if ENABLE_FEATURE_BC_INTERACTIVE
786 # define G_interrupt bb_got_signal
787 # define G_ttyin     G.ttyin
788 #else
789 # define G_interrupt 0
790 # define G_ttyin     0
791 #endif
792 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
793 # define G_exiting G.exiting
794 #else
795 # define G_exiting 0
796 #endif
797 #define IS_BC (ENABLE_BC && (!ENABLE_DC || applet_name[0] == 'b'))
798 #define IS_DC (ENABLE_DC && (!ENABLE_BC || applet_name[0] != 'b'))
799
800 #if ENABLE_BC
801 # define BC_PARSE_REL           (1 << 0)
802 # define BC_PARSE_PRINT         (1 << 1)
803 # define BC_PARSE_ARRAY         (1 << 2)
804 # define BC_PARSE_NOCALL        (1 << 3)
805 #endif
806
807 #define BC_PROG_MAIN      0
808 #define BC_PROG_READ      1
809 #if ENABLE_DC
810 #define BC_PROG_REQ_FUNCS 2
811 #endif
812
813 #define BC_FLAG_W (1 << 0)
814 #define BC_FLAG_V (1 << 1)
815 #define BC_FLAG_S (1 << 2)
816 #define BC_FLAG_Q (1 << 3)
817 #define BC_FLAG_L (1 << 4)
818 #define BC_FLAG_I ((1 << 5) * ENABLE_DC)
819 #define DC_FLAG_X ((1 << 6) * ENABLE_DC)
820
821 #define BC_MAX_OBASE    ((unsigned) 999)
822 #define BC_MAX_DIM      ((unsigned) INT_MAX)
823 #define BC_MAX_SCALE    ((unsigned) UINT_MAX)
824 #define BC_MAX_STRING   ((unsigned) UINT_MAX - 1)
825 #define BC_MAX_NUM      BC_MAX_STRING
826 // Unused apart from "limits" message. Just show a "biggish number" there.
827 //#define BC_MAX_EXP      ((unsigned long) LONG_MAX)
828 //#define BC_MAX_VARS     ((unsigned long) SIZE_MAX - 1)
829 #define BC_MAX_EXP_STR  "999999999"
830 #define BC_MAX_VARS_STR "999999999"
831
832 #define BC_MAX_OBASE_STR "999"
833
834 #if INT_MAX == 2147483647
835 # define BC_MAX_DIM_STR "2147483647"
836 #elif INT_MAX == 9223372036854775807
837 # define BC_MAX_DIM_STR "9223372036854775807"
838 #else
839 # error Strange INT_MAX
840 #endif
841
842 #if UINT_MAX == 4294967295
843 # define BC_MAX_SCALE_STR  "4294967295"
844 # define BC_MAX_STRING_STR "4294967294"
845 #elif UINT_MAX == 18446744073709551615
846 # define BC_MAX_SCALE_STR  "18446744073709551615"
847 # define BC_MAX_STRING_STR "18446744073709551614"
848 #else
849 # error Strange UINT_MAX
850 #endif
851 #define BC_MAX_NUM_STR BC_MAX_STRING_STR
852
853 // In configurations where errors abort instead of propagating error
854 // return code up the call chain, functions returning BC_STATUS
855 // actually don't return anything, they always succeed and return "void".
856 // A macro wrapper is provided, which makes this statement work:
857 //  s = zbc_func(...)
858 // and makes it visible to the compiler that s is always zero,
859 // allowing compiler to optimize dead code after the statement.
860 //
861 // To make code more readable, each such function has a "z"
862 // ("always returning zero") prefix, i.e. zbc_foo or zdc_foo.
863 //
864 #if ENABLE_FEATURE_BC_INTERACTIVE || ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
865 # define ERRORS_ARE_FATAL 0
866 # define ERRORFUNC        /*nothing*/
867 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  a
868 # define BC_STATUS        BcStatus
869 # define RETURN_STATUS(v) return (v)
870 # define COMMA_SUCCESS    /*nothing*/
871 #else
872 # define ERRORS_ARE_FATAL 1
873 # define ERRORFUNC        NORETURN
874 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  /*nothing*/
875 # define BC_STATUS        void
876 # define RETURN_STATUS(v) do { ((void)(v)); return; } while (0)
877 # define COMMA_SUCCESS    ,BC_STATUS_SUCCESS
878 #endif
879
880 //
881 // Utility routines
882 //
883
884 #define BC_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
885 #define BC_MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
886
887 static void fflush_and_check(void)
888 {
889         fflush_all();
890         if (ferror(stdout) || ferror(stderr))
891                 bb_perror_msg_and_die("output error");
892 }
893
894 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
895 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN \
896 do { \
897         IF_FEATURE_BC_INTERACTIVE(G_ttyin = 0;) /* do not loop in main loop anymore */ \
898         G_exiting = 1; \
899         return BC_STATUS_FAILURE; \
900 } while (0)
901 #else
902 static void quit(void) NORETURN;
903 static void quit(void)
904 {
905         if (ferror(stdin))
906                 bb_perror_msg_and_die("input error");
907         fflush_and_check();
908         dbg_exec("quit(): exiting with exitcode SUCCESS");
909         exit(0);
910 }
911 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN quit()
912 #endif
913
914 static void bc_verror_msg(const char *fmt, va_list p)
915 {
916         const char *sv = sv; // for compiler
917         if (G.prs.lex_filename) {
918                 sv = applet_name;
919                 applet_name = xasprintf("%s: %s:%lu", applet_name,
920                         G.prs.lex_filename, (unsigned long)G.err_line
921                 );
922         }
923         bb_verror_msg(fmt, p, NULL);
924         if (G.prs.lex_filename) {
925                 free((char*)applet_name);
926                 applet_name = sv;
927         }
928 }
929
930 static NOINLINE ERRORFUNC int bc_error_fmt(const char *fmt, ...)
931 {
932         va_list p;
933
934         va_start(p, fmt);
935         bc_verror_msg(fmt, p);
936         va_end(p);
937
938         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
939                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return BC_STATUS_FAILURE);
940         exit(1);
941 }
942
943 #if ENABLE_BC
944 static NOINLINE BC_STATUS zbc_posix_error_fmt(const char *fmt, ...)
945 {
946         va_list p;
947
948         // Are non-POSIX constructs totally ok?
949         if (!(option_mask32 & (BC_FLAG_S|BC_FLAG_W)))
950                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // yes
951
952         va_start(p, fmt);
953         bc_verror_msg(fmt, p);
954         va_end(p);
955
956         // Do we treat non-POSIX constructs as errors?
957         if (!(option_mask32 & BC_FLAG_S))
958                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // no, it's a warning
959
960         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
961                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_FAILURE);
962         exit(1);
963 }
964 #define zbc_posix_error_fmt(...) (zbc_posix_error_fmt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
965 #endif
966
967 // We use error functions with "return bc_error(FMT[, PARAMS])" idiom.
968 // This idiom begs for tail-call optimization, but for it to work,
969 // function must not have caller-cleaned parameters on stack.
970 // Unfortunately, vararg function API does exactly that on most arches.
971 // Thus, use these shims for the cases when we have no vararg PARAMS:
972 static ERRORFUNC int bc_error(const char *msg)
973 {
974         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("%s", msg);
975 }
976 static ERRORFUNC int bc_error_at(const char *msg)
977 {
978         const char *err_at = G.prs.lex_next_at;
979         if (err_at) {
980                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt(
981                         "%s at '%.*s'",
982                         msg,
983                         (int)(strchrnul(err_at, '\n') - err_at),
984                         err_at
985                 );
986         }
987         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("%s", msg);
988 }
989 static ERRORFUNC int bc_error_bad_character(char c)
990 {
991         if (!c)
992                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("NUL character");
993         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("bad character '%c'", c);
994 }
995 static ERRORFUNC int bc_error_bad_function_definition(void)
996 {
997         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_at("bad function definition");
998 }
999 static ERRORFUNC int bc_error_bad_expression(void)
1000 {
1001         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_at("bad expression");
1002 }
1003 static ERRORFUNC int bc_error_bad_assignment(void)
1004 {
1005         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_at(
1006                 "bad assignment: left side must be variable or array element"
1007         );
1008 }
1009 static ERRORFUNC int bc_error_bad_token(void)
1010 {
1011         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_at("bad token");
1012 }
1013 static ERRORFUNC int bc_error_stack_has_too_few_elements(void)
1014 {
1015         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("stack has too few elements");
1016 }
1017 static ERRORFUNC int bc_error_variable_is_wrong_type(void)
1018 {
1019         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("variable is wrong type");
1020 }
1021 #if ENABLE_BC
1022 static BC_STATUS zbc_POSIX_requires(const char *msg)
1023 {
1024         RETURN_STATUS(zbc_posix_error_fmt("POSIX requires %s", msg));
1025 }
1026 #define zbc_POSIX_requires(...) (zbc_POSIX_requires(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1027 static BC_STATUS zbc_POSIX_does_not_allow(const char *msg)
1028 {
1029         RETURN_STATUS(zbc_posix_error_fmt("%s%s", "POSIX does not allow ", msg));
1030 }
1031 #define zbc_POSIX_does_not_allow(...) (zbc_POSIX_does_not_allow(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1032 static BC_STATUS zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(const char *msg)
1033 {
1034         RETURN_STATUS(zbc_posix_error_fmt("%s%s %s", "POSIX does not allow ", "boolean operators; this is bad:", msg));
1035 }
1036 #define zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(...) (zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1037 static BC_STATUS zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(const char *msg)
1038 {
1039         RETURN_STATUS(zbc_posix_error_fmt("%san empty %s expression in 'for()'", "POSIX does not allow ", msg));
1040 }
1041 #define zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(...) (zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1042 #endif
1043
1044 static void bc_vec_grow(BcVec *v, size_t n)
1045 {
1046         size_t cap = v->cap * 2;
1047         while (cap < v->len + n) cap *= 2;
1048         v->v = xrealloc(v->v, v->size * cap);
1049         v->cap = cap;
1050 }
1051
1052 static void bc_vec_init(BcVec *v, size_t esize, BcVecFree dtor)
1053 {
1054         v->size = esize;
1055         v->cap = BC_VEC_START_CAP;
1056         v->len = 0;
1057         v->dtor = dtor;
1058         v->v = xmalloc(esize * BC_VEC_START_CAP);
1059 }
1060
1061 static void bc_char_vec_init(BcVec *v)
1062 {
1063         bc_vec_init(v, sizeof(char), NULL);
1064 }
1065
1066 static void bc_vec_expand(BcVec *v, size_t req)
1067 {
1068         if (v->cap < req) {
1069                 v->v = xrealloc(v->v, v->size * req);
1070                 v->cap = req;
1071         }
1072 }
1073
1074 static void bc_vec_pop(BcVec *v)
1075 {
1076         v->len--;
1077         if (v->dtor)
1078                 v->dtor(v->v + (v->size * v->len));
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 size_t bc_vec_push(BcVec *v, const void *data)
1097 {
1098         size_t len = v->len;
1099         if (len >= v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1100         memmove(v->v + (v->size * len), data, v->size);
1101         v->len++;
1102         return len;
1103 }
1104
1105 // G.prog.results often needs "pop old operand, push result" idiom.
1106 // Can do this without a few extra ops
1107 static size_t bc_result_pop_and_push(const void *data)
1108 {
1109         BcVec *v = &G.prog.results;
1110         char *last;
1111         size_t len = v->len - 1;
1112
1113         last = v->v + (v->size * len);
1114         if (v->dtor)
1115                 v->dtor(last);
1116         memmove(last, data, v->size);
1117         return len;
1118 }
1119
1120 static size_t bc_vec_pushByte(BcVec *v, char data)
1121 {
1122         return bc_vec_push(v, &data);
1123 }
1124
1125 static size_t bc_vec_pushZeroByte(BcVec *v)
1126 {
1127         //return bc_vec_pushByte(v, '\0');
1128         // better:
1129         return bc_vec_push(v, &const_int_0);
1130 }
1131
1132 static void bc_vec_pushAt(BcVec *v, const void *data, size_t idx)
1133 {
1134         if (idx == v->len)
1135                 bc_vec_push(v, data);
1136         else {
1137                 char *ptr;
1138
1139                 if (v->len == v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1140
1141                 ptr = v->v + v->size * idx;
1142
1143                 memmove(ptr + v->size, ptr, v->size * (v->len++ - idx));
1144                 memmove(ptr, data, v->size);
1145         }
1146 }
1147
1148 static void bc_vec_string(BcVec *v, size_t len, const char *str)
1149 {
1150         bc_vec_pop_all(v);
1151         bc_vec_expand(v, len + 1);
1152         memcpy(v->v, str, len);
1153         v->len = len;
1154
1155         bc_vec_pushZeroByte(v);
1156 }
1157
1158 static void *bc_vec_item(const BcVec *v, size_t idx)
1159 {
1160         return v->v + v->size * idx;
1161 }
1162
1163 static void *bc_vec_item_rev(const BcVec *v, size_t idx)
1164 {
1165         return v->v + v->size * (v->len - idx - 1);
1166 }
1167
1168 static void *bc_vec_top(const BcVec *v)
1169 {
1170         return v->v + v->size * (v->len - 1);
1171 }
1172
1173 static FAST_FUNC void bc_vec_free(void *vec)
1174 {
1175         BcVec *v = (BcVec *) vec;
1176         bc_vec_pop_all(v);
1177         free(v->v);
1178 }
1179
1180 static BcFunc* xc_program_func(size_t idx)
1181 {
1182         return bc_vec_item(&G.prog.fns, idx);
1183 }
1184 // BC_PROG_MAIN is zeroth element, so:
1185 #define xc_program_func_BC_PROG_MAIN() ((BcFunc*)(G.prog.fns.v))
1186
1187 #if ENABLE_BC
1188 static BcFunc* bc_program_current_func(void)
1189 {
1190         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
1191         BcFunc *func = xc_program_func(ip->func);
1192         return func;
1193 }
1194 #endif
1195
1196 static char** xc_program_str(size_t idx)
1197 {
1198 #if ENABLE_BC
1199         if (IS_BC) {
1200                 BcFunc *func = bc_program_current_func();
1201                 return bc_vec_item(&func->strs, idx);
1202         }
1203 #endif
1204         IF_DC(return bc_vec_item(&G.prog.strs, idx);)
1205 }
1206
1207 static char** xc_program_const(size_t idx)
1208 {
1209 #if ENABLE_BC
1210         if (IS_BC) {
1211                 BcFunc *func = bc_program_current_func();
1212                 return bc_vec_item(&func->consts, idx);
1213         }
1214 #endif
1215         IF_DC(return bc_vec_item(&G.prog.consts, idx);)
1216 }
1217
1218 static int bc_id_cmp(const void *e1, const void *e2)
1219 {
1220         return strcmp(((const BcId *) e1)->name, ((const BcId *) e2)->name);
1221 }
1222
1223 static FAST_FUNC void bc_id_free(void *id)
1224 {
1225         free(((BcId *) id)->name);
1226 }
1227
1228 static size_t bc_map_find_ge(const BcVec *v, const void *ptr)
1229 {
1230         size_t low = 0, high = v->len;
1231
1232         while (low < high) {
1233                 size_t mid = (low + high) / 2;
1234                 BcId *id = bc_vec_item(v, mid);
1235                 int result = bc_id_cmp(ptr, id);
1236
1237                 if (result == 0)
1238                         return mid;
1239                 if (result < 0)
1240                         high = mid;
1241                 else
1242                         low = mid + 1;
1243         }
1244
1245         return low;
1246 }
1247
1248 static int bc_map_insert(BcVec *v, const void *ptr, size_t *i)
1249 {
1250         size_t n = *i = bc_map_find_ge(v, ptr);
1251
1252         if (n == v->len)
1253                 bc_vec_push(v, ptr);
1254         else if (!bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, n)))
1255                 return 0; // "was not inserted"
1256         else
1257                 bc_vec_pushAt(v, ptr, n);
1258         return 1; // "was inserted"
1259 }
1260
1261 #if ENABLE_BC
1262 static size_t bc_map_find_exact(const BcVec *v, const void *ptr)
1263 {
1264         size_t i = bc_map_find_ge(v, ptr);
1265         if (i >= v->len) return BC_VEC_INVALID_IDX;
1266         return bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, i)) ? BC_VEC_INVALID_IDX : i;
1267 }
1268 #endif
1269
1270 static void bc_num_setToZero(BcNum *n, size_t scale)
1271 {
1272         n->len = 0;
1273         n->neg = false;
1274         n->rdx = scale;
1275 }
1276
1277 static void bc_num_zero(BcNum *n)
1278 {
1279         bc_num_setToZero(n, 0);
1280 }
1281
1282 static void bc_num_one(BcNum *n)
1283 {
1284         bc_num_setToZero(n, 0);
1285         n->len = 1;
1286         n->num[0] = 1;
1287 }
1288
1289 // Note: this also sets BcNum to zero
1290 static void bc_num_init(BcNum *n, size_t req)
1291 {
1292         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1293         //memset(n, 0, sizeof(BcNum)); - cleared by assignments below
1294         n->num = xmalloc(req);
1295         n->cap = req;
1296         n->rdx = 0;
1297         n->len = 0;
1298         n->neg = false;
1299 }
1300
1301 static void bc_num_init_DEF_SIZE(BcNum *n)
1302 {
1303         bc_num_init(n, BC_NUM_DEF_SIZE);
1304 }
1305
1306 static void bc_num_expand(BcNum *n, size_t req)
1307 {
1308         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1309         if (req > n->cap) {
1310                 n->num = xrealloc(n->num, req);
1311                 n->cap = req;
1312         }
1313 }
1314
1315 static FAST_FUNC void bc_num_free(void *num)
1316 {
1317         free(((BcNum *) num)->num);
1318 }
1319
1320 static void bc_num_copy(BcNum *d, BcNum *s)
1321 {
1322         if (d != s) {
1323                 bc_num_expand(d, s->cap);
1324                 d->len = s->len;
1325                 d->neg = s->neg;
1326                 d->rdx = s->rdx;
1327                 memcpy(d->num, s->num, sizeof(BcDig) * d->len);
1328         }
1329 }
1330
1331 static BC_STATUS zbc_num_ulong_abs(BcNum *n, unsigned long *result_p)
1332 {
1333         size_t i;
1334         unsigned long result;
1335
1336         result = 0;
1337         i = n->len;
1338         while (i > n->rdx) {
1339                 unsigned long prev = result;
1340                 result = result * 10 + n->num[--i];
1341                 // Even overflowed N*10 can still satisfy N*10>=N. For example,
1342                 //    0x1ff00000 * 10 is 0x13f600000,
1343                 // or 0x3f600000 truncated to 32 bits. Which is larger.
1344                 // However, (N*10)/8 < N check is always correct.
1345                 if ((result / 8) < prev)
1346                         RETURN_STATUS(bc_error("overflow"));
1347         }
1348         *result_p = result;
1349
1350         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1351 }
1352 #define zbc_num_ulong_abs(...) (zbc_num_ulong_abs(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1353
1354 static BC_STATUS zbc_num_ulong(BcNum *n, unsigned long *result_p)
1355 {
1356         if (n->neg) RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
1357
1358         RETURN_STATUS(zbc_num_ulong_abs(n, result_p));
1359 }
1360 #define zbc_num_ulong(...) (zbc_num_ulong(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1361
1362 #if ULONG_MAX == 0xffffffffUL // 10 digits: 4294967295
1363 # define ULONG_NUM_BUFSIZE (10 > BC_NUM_DEF_SIZE ? 10 : BC_NUM_DEF_SIZE)
1364 #elif ULONG_MAX == 0xffffffffffffffffULL // 20 digits: 18446744073709551615
1365 # define ULONG_NUM_BUFSIZE (20 > BC_NUM_DEF_SIZE ? 20 : BC_NUM_DEF_SIZE)
1366 #endif
1367 // minimum BC_NUM_DEF_SIZE, so that bc_num_expand() in bc_num_ulong2num()
1368 // would not hit realloc() code path - not good if num[] is not malloced
1369
1370 static void bc_num_ulong2num(BcNum *n, unsigned long val)
1371 {
1372         BcDig *ptr;
1373
1374         bc_num_zero(n);
1375
1376         if (val == 0) return;
1377
1378         bc_num_expand(n, ULONG_NUM_BUFSIZE);
1379
1380         ptr = n->num;
1381         for (;;) {
1382                 n->len++;
1383                 *ptr++ = val % 10;
1384                 val /= 10;
1385                 if (val == 0) break;
1386         }
1387 }
1388
1389 static void bc_num_subArrays(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1390 {
1391         size_t i, j;
1392         for (i = 0; i < len; ++i) {
1393                 a[i] -= b[i];
1394                 for (j = i; a[j] < 0;) {
1395                         a[j++] += 10;
1396                         a[j] -= 1;
1397                 }
1398         }
1399 }
1400
1401 static ssize_t bc_num_compare(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1402 {
1403         size_t i = len;
1404         for (;;) {
1405                 int c;
1406                 if (i == 0)
1407                         return 0;
1408                 i--;
1409                 c = a[i] - b[i];
1410                 if (c != 0) {
1411                         i++;
1412                         if (c < 0)
1413                                 return -i;
1414                         return i;
1415                 }
1416         }
1417 }
1418
1419 #define BC_NUM_NEG(n, neg)      ((((ssize_t)(n)) ^ -((ssize_t)(neg))) + (neg))
1420 #define BC_NUM_ONE(n)           ((n)->len == 1 && (n)->rdx == 0 && (n)->num[0] == 1)
1421 #define BC_NUM_INT(n)           ((n)->len - (n)->rdx)
1422 //#define BC_NUM_AREQ(a, b)       (BC_MAX((a)->rdx, (b)->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1)
1423 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_AREQ(BcNum *a, BcNum *b)
1424 {
1425         return BC_MAX(a->rdx, b->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1;
1426 }
1427 //#define BC_NUM_MREQ(a, b, scale) (BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX((scale), (a)->rdx + (b)->rdx) + 1)
1428 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_MREQ(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1429 {
1430         return BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX(scale, a->rdx + b->rdx) + 1;
1431 }
1432
1433 static ssize_t bc_num_cmp(BcNum *a, BcNum *b)
1434 {
1435         size_t i, min, a_int, b_int, diff;
1436         BcDig *max_num, *min_num;
1437         bool a_max, neg;
1438         ssize_t cmp;
1439
1440         if (a == b) return 0;
1441         if (a->len == 0) return BC_NUM_NEG(!!b->len, !b->neg);
1442         if (b->len == 0) return BC_NUM_NEG(1, a->neg);
1443
1444         if (a->neg != b->neg) // signs of a and b differ
1445                 // +a,-b = a>b = 1 or -a,+b = a<b = -1
1446                 return (int)b->neg - (int)a->neg;
1447         neg = a->neg; // 1 if both negative, 0 if both positive
1448
1449         a_int = BC_NUM_INT(a);
1450         b_int = BC_NUM_INT(b);
1451         a_int -= b_int;
1452
1453         if (a_int != 0) return (ssize_t) a_int;
1454
1455         a_max = (a->rdx > b->rdx);
1456         if (a_max) {
1457                 min = b->rdx;
1458                 diff = a->rdx - b->rdx;
1459                 max_num = a->num + diff;
1460                 min_num = b->num;
1461                 // neg = (a_max == neg); - NOP (maps 1->1 and 0->0)
1462         } else {
1463                 min = a->rdx;
1464                 diff = b->rdx - a->rdx;
1465                 max_num = b->num + diff;
1466                 min_num = a->num;
1467                 neg = !neg; // same as "neg = (a_max == neg)"
1468         }
1469
1470         cmp = bc_num_compare(max_num, min_num, b_int + min);
1471         if (cmp != 0) return BC_NUM_NEG(cmp, neg);
1472
1473         for (max_num -= diff, i = diff - 1; i < diff; --i) {
1474                 if (max_num[i]) return BC_NUM_NEG(1, neg);
1475         }
1476
1477         return 0;
1478 }
1479
1480 static void bc_num_truncate(BcNum *n, size_t places)
1481 {
1482         if (places == 0) return;
1483
1484         n->rdx -= places;
1485
1486         if (n->len != 0) {
1487                 n->len -= places;
1488                 memmove(n->num, n->num + places, n->len * sizeof(BcDig));
1489         }
1490 }
1491
1492 static void bc_num_extend(BcNum *n, size_t places)
1493 {
1494         size_t len = n->len + places;
1495
1496         if (places != 0) {
1497                 if (n->cap < len) bc_num_expand(n, len);
1498
1499                 memmove(n->num + places, n->num, sizeof(BcDig) * n->len);
1500                 memset(n->num, 0, sizeof(BcDig) * places);
1501
1502                 n->len += places;
1503                 n->rdx += places;
1504         }
1505 }
1506
1507 static void bc_num_clean(BcNum *n)
1508 {
1509         while (n->len > 0 && n->num[n->len - 1] == 0) --n->len;
1510         if (n->len == 0)
1511                 n->neg = false;
1512         else if (n->len < n->rdx)
1513                 n->len = n->rdx;
1514 }
1515
1516 static void bc_num_retireMul(BcNum *n, size_t scale, bool neg1, bool neg2)
1517 {
1518         if (n->rdx < scale)
1519                 bc_num_extend(n, scale - n->rdx);
1520         else
1521                 bc_num_truncate(n, n->rdx - scale);
1522
1523         bc_num_clean(n);
1524         if (n->len != 0) n->neg = !neg1 != !neg2;
1525 }
1526
1527 static void bc_num_split(BcNum *restrict n, size_t idx, BcNum *restrict a,
1528                          BcNum *restrict b)
1529 {
1530         if (idx < n->len) {
1531                 b->len = n->len - idx;
1532                 a->len = idx;
1533                 a->rdx = b->rdx = 0;
1534
1535                 memcpy(b->num, n->num + idx, b->len * sizeof(BcDig));
1536                 memcpy(a->num, n->num, idx * sizeof(BcDig));
1537         } else {
1538                 bc_num_zero(b);
1539                 bc_num_copy(a, n);
1540         }
1541
1542         bc_num_clean(a);
1543         bc_num_clean(b);
1544 }
1545
1546 static BC_STATUS zbc_num_shift(BcNum *n, size_t places)
1547 {
1548         if (places == 0 || n->len == 0) RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1549
1550         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
1551         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
1552                 if (places + n->len > BC_MAX_NUM)
1553                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
1554         }
1555
1556         if (n->rdx >= places)
1557                 n->rdx -= places;
1558         else {
1559                 bc_num_extend(n, places - n->rdx);
1560                 n->rdx = 0;
1561         }
1562
1563         bc_num_clean(n);
1564
1565         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1566 }
1567 #define zbc_num_shift(...) (zbc_num_shift(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1568
1569 typedef BC_STATUS (*BcNumBinaryOp)(BcNum *, BcNum *, BcNum *, size_t) FAST_FUNC;
1570
1571 static BC_STATUS zbc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
1572                               BcNumBinaryOp op, size_t req)
1573 {
1574         BcStatus s;
1575         BcNum num2, *ptr_a, *ptr_b;
1576         bool init = false;
1577
1578         if (c == a) {
1579                 ptr_a = &num2;
1580                 memcpy(ptr_a, c, sizeof(BcNum));
1581                 init = true;
1582         } else
1583                 ptr_a = a;
1584
1585         if (c == b) {
1586                 ptr_b = &num2;
1587                 if (c != a) {
1588                         memcpy(ptr_b, c, sizeof(BcNum));
1589                         init = true;
1590                 }
1591         } else
1592                 ptr_b = b;
1593
1594         if (init)
1595                 bc_num_init(c, req);
1596         else
1597                 bc_num_expand(c, req);
1598
1599         s = BC_STATUS_SUCCESS;
1600         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) op(ptr_a, ptr_b, c, scale);
1601
1602         if (init) bc_num_free(&num2);
1603
1604         RETURN_STATUS(s);
1605 }
1606 #define zbc_num_binary(...) (zbc_num_binary(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1607
1608 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1609 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1610 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1611 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1612 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1613 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1614
1615 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1616 {
1617         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_a : zbc_num_s;
1618         (void) scale;
1619         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, false, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
1620 }
1621
1622 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1623 {
1624         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_s : zbc_num_a;
1625         (void) scale;
1626         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, true, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
1627 }
1628
1629 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1630 {
1631         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
1632         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_m, req));
1633 }
1634
1635 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1636 {
1637         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
1638         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_d, req));
1639 }
1640
1641 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1642 {
1643         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
1644         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_rem, req));
1645 }
1646
1647 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1648 {
1649         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_p, a->len * b->len + 1));
1650 }
1651
1652 static const BcNumBinaryOp zxc_program_ops[] = {
1653         zbc_num_pow, zbc_num_mul, zbc_num_div, zbc_num_mod, zbc_num_add, zbc_num_sub,
1654 };
1655 #define zbc_num_add(...) (zbc_num_add(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1656 #define zbc_num_sub(...) (zbc_num_sub(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1657 #define zbc_num_mul(...) (zbc_num_mul(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1658 #define zbc_num_div(...) (zbc_num_div(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1659 #define zbc_num_mod(...) (zbc_num_mod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1660 #define zbc_num_pow(...) (zbc_num_pow(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1661
1662 static BC_STATUS zbc_num_inv(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1663 {
1664         BcNum one;
1665         BcDig num[2];
1666
1667         one.cap = 2;
1668         one.num = num;
1669         bc_num_one(&one);
1670
1671         RETURN_STATUS(zbc_num_div(&one, a, b, scale));
1672 }
1673 #define zbc_num_inv(...) (zbc_num_inv(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1674
1675 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1676 {
1677         BcDig *ptr, *ptr_a, *ptr_b, *ptr_c;
1678         size_t i, max, min_rdx, min_int, diff, a_int, b_int;
1679         unsigned carry;
1680
1681         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1682         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1683
1684         if (a->len == 0) {
1685                 bc_num_copy(c, b);
1686                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1687                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1688         }
1689         if (b->len == 0) {
1690                 bc_num_copy(c, a);
1691                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1692         }
1693
1694         c->neg = a->neg;
1695         c->rdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1696         min_rdx = BC_MIN(a->rdx, b->rdx);
1697         c->len = 0;
1698
1699         if (a->rdx > b->rdx) {
1700                 diff = a->rdx - b->rdx;
1701                 ptr = a->num;
1702                 ptr_a = a->num + diff;
1703                 ptr_b = b->num;
1704         } else {
1705                 diff = b->rdx - a->rdx;
1706                 ptr = b->num;
1707                 ptr_a = a->num;
1708                 ptr_b = b->num + diff;
1709         }
1710
1711         ptr_c = c->num;
1712         for (i = 0; i < diff; ++i, ++c->len)
1713                 ptr_c[i] = ptr[i];
1714
1715         ptr_c += diff;
1716         a_int = BC_NUM_INT(a);
1717         b_int = BC_NUM_INT(b);
1718
1719         if (a_int > b_int) {
1720                 min_int = b_int;
1721                 max = a_int;
1722                 ptr = ptr_a;
1723         } else {
1724                 min_int = a_int;
1725                 max = b_int;
1726                 ptr = ptr_b;
1727         }
1728
1729         carry = 0;
1730         for (i = 0; i < min_rdx + min_int; ++i) {
1731                 unsigned in = (unsigned)ptr_a[i] + (unsigned)ptr_b[i] + carry;
1732                 carry = in / 10;
1733                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1734         }
1735         for (; i < max + min_rdx; ++i) {
1736                 unsigned in = (unsigned)ptr[i] + carry;
1737                 carry = in / 10;
1738                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1739         }
1740         c->len += i;
1741
1742         if (carry != 0) c->num[c->len++] = (BcDig) carry;
1743
1744         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1745 }
1746
1747 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1748 {
1749         ssize_t cmp;
1750         BcNum *minuend, *subtrahend;
1751         size_t start;
1752         bool aneg, bneg, neg;
1753
1754         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1755         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1756
1757         if (a->len == 0) {
1758                 bc_num_copy(c, b);
1759                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1760                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1761         }
1762         if (b->len == 0) {
1763                 bc_num_copy(c, a);
1764                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1765         }
1766
1767         aneg = a->neg;
1768         bneg = b->neg;
1769         a->neg = b->neg = false;
1770
1771         cmp = bc_num_cmp(a, b);
1772
1773         a->neg = aneg;
1774         b->neg = bneg;
1775
1776         if (cmp == 0) {
1777                 bc_num_setToZero(c, BC_MAX(a->rdx, b->rdx));
1778                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1779         }
1780         if (cmp > 0) {
1781                 neg = a->neg;
1782                 minuend = a;
1783                 subtrahend = b;
1784         } else {
1785                 neg = b->neg;
1786                 if (sub) neg = !neg;
1787                 minuend = b;
1788                 subtrahend = a;
1789         }
1790
1791         bc_num_copy(c, minuend);
1792         c->neg = neg;
1793
1794         if (c->rdx < subtrahend->rdx) {
1795                 bc_num_extend(c, subtrahend->rdx - c->rdx);
1796                 start = 0;
1797         } else
1798                 start = c->rdx - subtrahend->rdx;
1799
1800         bc_num_subArrays(c->num + start, subtrahend->num, subtrahend->len);
1801
1802         bc_num_clean(c);
1803
1804         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1805 }
1806
1807 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_k(BcNum *restrict a, BcNum *restrict b,
1808                          BcNum *restrict c)
1809 #define zbc_num_k(...) (zbc_num_k(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1810 {
1811         BcStatus s;
1812         size_t max = BC_MAX(a->len, b->len), max2 = (max + 1) / 2;
1813         BcNum l1, h1, l2, h2, m2, m1, z0, z1, z2, temp;
1814         bool aone;
1815
1816         if (a->len == 0 || b->len == 0) {
1817                 bc_num_zero(c);
1818                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1819         }
1820         aone = BC_NUM_ONE(a);
1821         if (aone || BC_NUM_ONE(b)) {
1822                 bc_num_copy(c, aone ? b : a);
1823                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1824         }
1825
1826         if (a->len + b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1827          || a->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1828          || b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1829         ) {
1830                 size_t i, j, len;
1831
1832                 bc_num_expand(c, a->len + b->len + 1);
1833
1834                 memset(c->num, 0, sizeof(BcDig) * c->cap);
1835                 c->len = len = 0;
1836
1837                 for (i = 0; i < b->len; ++i) {
1838                         unsigned carry = 0;
1839                         for (j = 0; j < a->len; ++j) {
1840                                 unsigned in = c->num[i + j];
1841                                 in += (unsigned)a->num[j] * (unsigned)b->num[i] + carry;
1842                                 // note: compilers prefer _unsigned_ div/const
1843                                 carry = in / 10;
1844                                 c->num[i + j] = (BcDig)(in % 10);
1845                         }
1846
1847                         c->num[i + j] += (BcDig) carry;
1848                         len = BC_MAX(len, i + j + !!carry);
1849
1850 #if ENABLE_FEATURE_BC_INTERACTIVE
1851                         // a=2^1000000
1852                         // a*a <- without check below, this will not be interruptible
1853                         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE;
1854 #endif
1855                 }
1856
1857                 c->len = len;
1858
1859                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1860         }
1861
1862         bc_num_init(&l1, max);
1863         bc_num_init(&h1, max);
1864         bc_num_init(&l2, max);
1865         bc_num_init(&h2, max);
1866         bc_num_init(&m1, max);
1867         bc_num_init(&m2, max);
1868         bc_num_init(&z0, max);
1869         bc_num_init(&z1, max);
1870         bc_num_init(&z2, max);
1871         bc_num_init(&temp, max + max);
1872
1873         bc_num_split(a, max2, &l1, &h1);
1874         bc_num_split(b, max2, &l2, &h2);
1875
1876         s = zbc_num_add(&h1, &l1, &m1, 0);
1877         if (s) goto err;
1878         s = zbc_num_add(&h2, &l2, &m2, 0);
1879         if (s) goto err;
1880
1881         s = zbc_num_k(&h1, &h2, &z0);
1882         if (s) goto err;
1883         s = zbc_num_k(&m1, &m2, &z1);
1884         if (s) goto err;
1885         s = zbc_num_k(&l1, &l2, &z2);
1886         if (s) goto err;
1887
1888         s = zbc_num_sub(&z1, &z0, &temp, 0);
1889         if (s) goto err;
1890         s = zbc_num_sub(&temp, &z2, &z1, 0);
1891         if (s) goto err;
1892
1893         s = zbc_num_shift(&z0, max2 * 2);
1894         if (s) goto err;
1895         s = zbc_num_shift(&z1, max2);
1896         if (s) goto err;
1897         s = zbc_num_add(&z0, &z1, &temp, 0);
1898         if (s) goto err;
1899         s = zbc_num_add(&temp, &z2, c, 0);
1900  err:
1901         bc_num_free(&temp);
1902         bc_num_free(&z2);
1903         bc_num_free(&z1);
1904         bc_num_free(&z0);
1905         bc_num_free(&m2);
1906         bc_num_free(&m1);
1907         bc_num_free(&h2);
1908         bc_num_free(&l2);
1909         bc_num_free(&h1);
1910         bc_num_free(&l1);
1911         RETURN_STATUS(s);
1912 }
1913
1914 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1915 {
1916         BcStatus s;
1917         BcNum cpa, cpb;
1918         size_t maxrdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1919
1920         scale = BC_MAX(scale, a->rdx);
1921         scale = BC_MAX(scale, b->rdx);
1922         scale = BC_MIN(a->rdx + b->rdx, scale);
1923         maxrdx = BC_MAX(maxrdx, scale);
1924
1925         bc_num_init(&cpa, a->len);
1926         bc_num_init(&cpb, b->len);
1927
1928         bc_num_copy(&cpa, a);
1929         bc_num_copy(&cpb, b);
1930         cpa.neg = cpb.neg = false;
1931
1932         s = zbc_num_shift(&cpa, maxrdx);
1933         if (s) goto err;
1934         s = zbc_num_shift(&cpb, maxrdx);
1935         if (s) goto err;
1936         s = zbc_num_k(&cpa, &cpb, c);
1937         if (s) goto err;
1938
1939         maxrdx += scale;
1940         bc_num_expand(c, c->len + maxrdx);
1941
1942         if (c->len < maxrdx) {
1943                 memset(c->num + c->len, 0, (c->cap - c->len) * sizeof(BcDig));
1944                 c->len += maxrdx;
1945         }
1946
1947         c->rdx = maxrdx;
1948         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1949  err:
1950         bc_num_free(&cpb);
1951         bc_num_free(&cpa);
1952         RETURN_STATUS(s);
1953 }
1954 #define zbc_num_m(...) (zbc_num_m(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1955
1956 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1957 {
1958         BcStatus s;
1959         size_t len, end, i;
1960         BcNum cp;
1961
1962         if (b->len == 0)
1963                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
1964         if (a->len == 0) {
1965                 bc_num_setToZero(c, scale);
1966                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1967         }
1968         if (BC_NUM_ONE(b)) {
1969                 bc_num_copy(c, a);
1970                 bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1971                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1972         }
1973
1974         bc_num_init(&cp, BC_NUM_MREQ(a, b, scale));
1975         bc_num_copy(&cp, a);
1976         len = b->len;
1977
1978         if (len > cp.len) {
1979                 bc_num_expand(&cp, len + 2);
1980                 bc_num_extend(&cp, len - cp.len);
1981         }
1982
1983         if (b->rdx > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, b->rdx - cp.rdx);
1984         cp.rdx -= b->rdx;
1985         if (scale > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, scale - cp.rdx);
1986
1987         if (b->rdx == b->len) {
1988                 for (;;) {
1989                         if (len == 0) break;
1990                         len--;
1991                         if (b->num[len] != 0)
1992                                 break;
1993                 }
1994                 len++;
1995         }
1996
1997         if (cp.cap == cp.len) bc_num_expand(&cp, cp.len + 1);
1998
1999         // We want an extra zero in front to make things simpler.
2000         cp.num[cp.len++] = 0;
2001         end = cp.len - len;
2002
2003         bc_num_expand(c, cp.len);
2004
2005         bc_num_zero(c);
2006         memset(c->num + end, 0, (c->cap - end) * sizeof(BcDig));
2007         c->rdx = cp.rdx;
2008         c->len = cp.len;
2009
2010         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2011         for (i = end - 1; i < end; --i) {
2012                 BcDig *n, q;
2013                 n = cp.num + i;
2014                 for (q = 0; n[len] != 0 || bc_num_compare(n, b->num, len) >= 0; ++q)
2015                         bc_num_subArrays(n, b->num, len);
2016                 c->num[i] = q;
2017 #if ENABLE_FEATURE_BC_INTERACTIVE
2018                 // a=2^100000
2019                 // scale=40000
2020                 // 1/a <- without check below, this will not be interruptible
2021                 if (G_interrupt) {
2022                         s = BC_STATUS_FAILURE;
2023                         break;
2024                 }
2025 #endif
2026         }
2027
2028         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
2029         bc_num_free(&cp);
2030
2031         RETURN_STATUS(s);
2032 }
2033 #define zbc_num_d(...) (zbc_num_d(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2034
2035 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_r(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c,
2036                          BcNum *restrict d, size_t scale, size_t ts)
2037 {
2038         BcStatus s;
2039         BcNum temp;
2040         bool neg;
2041
2042         if (b->len == 0)
2043                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2044
2045         if (a->len == 0) {
2046                 bc_num_setToZero(d, ts);
2047                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2048         }
2049
2050         bc_num_init(&temp, d->cap);
2051         s = zbc_num_d(a, b, c, scale);
2052         if (s) goto err;
2053
2054         if (scale != 0) scale = ts;
2055
2056         s = zbc_num_m(c, b, &temp, scale);
2057         if (s) goto err;
2058         s = zbc_num_sub(a, &temp, d, scale);
2059         if (s) goto err;
2060
2061         if (ts > d->rdx && d->len) bc_num_extend(d, ts - d->rdx);
2062
2063         neg = d->neg;
2064         bc_num_retireMul(d, ts, a->neg, b->neg);
2065         d->neg = neg;
2066  err:
2067         bc_num_free(&temp);
2068         RETURN_STATUS(s);
2069 }
2070 #define zbc_num_r(...) (zbc_num_r(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2071
2072 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2073 {
2074         BcStatus s;
2075         BcNum c1;
2076         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2077
2078         bc_num_init(&c1, len);
2079         s = zbc_num_r(a, b, &c1, c, scale, ts);
2080         bc_num_free(&c1);
2081
2082         RETURN_STATUS(s);
2083 }
2084 #define zbc_num_rem(...) (zbc_num_rem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2085
2086 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2087 {
2088         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2089         BcNum copy;
2090         unsigned long pow;
2091         size_t i, powrdx, resrdx;
2092         bool neg;
2093
2094         // GNU bc does not allow 2^2.0 - we do
2095         for (i = 0; i < b->rdx; i++)
2096                 if (b->num[i] != 0)
2097                         RETURN_STATUS(bc_error("not an integer"));
2098
2099         if (b->len == 0) {
2100                 bc_num_one(c);
2101                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2102         }
2103         if (a->len == 0) {
2104                 bc_num_setToZero(c, scale);
2105                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2106         }
2107         if (BC_NUM_ONE(b)) {
2108                 if (!b->neg)
2109                         bc_num_copy(c, a);
2110                 else
2111                         s = zbc_num_inv(a, c, scale);
2112                 RETURN_STATUS(s);
2113         }
2114
2115         neg = b->neg;
2116         s = zbc_num_ulong_abs(b, &pow);
2117         if (s) RETURN_STATUS(s);
2118         // b is not used beyond this point
2119
2120         bc_num_init(&copy, a->len);
2121         bc_num_copy(&copy, a);
2122
2123         if (!neg) {
2124                 if (a->rdx > scale)
2125                         scale = a->rdx;
2126                 if (a->rdx * pow < scale)
2127                         scale = a->rdx * pow;
2128         }
2129
2130
2131         for (powrdx = a->rdx; !(pow & 1); pow >>= 1) {
2132                 powrdx <<= 1;
2133                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2134                 if (s) goto err;
2135                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2136                 //if (G_interrupt) {
2137                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2138                 //      goto err;
2139                 //}
2140         }
2141
2142         bc_num_copy(c, &copy);
2143
2144         for (resrdx = powrdx, pow >>= 1; pow != 0; pow >>= 1) {
2145                 powrdx <<= 1;
2146                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2147                 if (s) goto err;
2148
2149                 if (pow & 1) {
2150                         resrdx += powrdx;
2151                         s = zbc_num_mul(c, &copy, c, resrdx);
2152                         if (s) goto err;
2153                 }
2154                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2155                 //if (G_interrupt) {
2156                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2157                 //      goto err;
2158                 //}
2159         }
2160
2161         if (neg) {
2162                 s = zbc_num_inv(c, c, scale);
2163                 if (s) goto err;
2164         }
2165
2166         if (c->rdx > scale) bc_num_truncate(c, c->rdx - scale);
2167
2168         // We can't use bc_num_clean() here.
2169         for (i = 0; i < c->len; ++i)
2170                 if (c->num[i] != 0)
2171                         goto skip;
2172         bc_num_setToZero(c, scale);
2173  skip:
2174
2175  err:
2176         bc_num_free(&copy);
2177         RETURN_STATUS(s);
2178 }
2179 #define zbc_num_p(...) (zbc_num_p(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2180
2181 static BC_STATUS zbc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *restrict b, size_t scale)
2182 {
2183         BcStatus s;
2184         BcNum num1, num2, half, f, fprime, *x0, *x1, *temp;
2185         BcDig half_digs[1];
2186         size_t pow, len, digs, digs1, resrdx, req, times = 0;
2187         ssize_t cmp = 1, cmp1 = SSIZE_MAX, cmp2 = SSIZE_MAX;
2188
2189         req = BC_MAX(scale, a->rdx) + ((BC_NUM_INT(a) + 1) >> 1) + 1;
2190         bc_num_expand(b, req);
2191
2192         if (a->len == 0) {
2193                 bc_num_setToZero(b, scale);
2194                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2195         }
2196         if (a->neg) {
2197                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2198         }
2199         if (BC_NUM_ONE(a)) {
2200                 bc_num_one(b);
2201                 bc_num_extend(b, scale);
2202                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2203         }
2204
2205         scale = BC_MAX(scale, a->rdx) + 1;
2206         len = a->len + scale;
2207
2208         bc_num_init(&num1, len);
2209         bc_num_init(&num2, len);
2210
2211         half.cap = ARRAY_SIZE(half_digs);
2212         half.num = half_digs;
2213         bc_num_one(&half);
2214         half_digs[0] = 5;
2215         half.rdx = 1;
2216
2217         bc_num_init(&f, len);
2218         bc_num_init(&fprime, len);
2219
2220         x0 = &num1;
2221         x1 = &num2;
2222
2223         bc_num_one(x0);
2224         pow = BC_NUM_INT(a);
2225
2226         if (pow) {
2227                 if (pow & 1)
2228                         x0->num[0] = 2;
2229                 else
2230                         x0->num[0] = 6;
2231
2232                 pow -= 2 - (pow & 1);
2233
2234                 bc_num_extend(x0, pow);
2235
2236                 // Make sure to move the radix back.
2237                 x0->rdx -= pow;
2238         }
2239
2240         x0->rdx = digs = digs1 = 0;
2241         resrdx = scale + 2;
2242         len = BC_NUM_INT(x0) + resrdx - 1;
2243
2244         while (cmp != 0 || digs < len) {
2245                 s = zbc_num_div(a, x0, &f, resrdx);
2246                 if (s) goto err;
2247                 s = zbc_num_add(x0, &f, &fprime, resrdx);
2248                 if (s) goto err;
2249                 s = zbc_num_mul(&fprime, &half, x1, resrdx);
2250                 if (s) goto err;
2251
2252                 cmp = bc_num_cmp(x1, x0);
2253                 digs = x1->len - (unsigned long long) llabs(cmp);
2254
2255                 if (cmp == cmp2 && digs == digs1)
2256                         times += 1;
2257                 else
2258                         times = 0;
2259
2260                 resrdx += times > 4;
2261
2262                 cmp2 = cmp1;
2263                 cmp1 = cmp;
2264                 digs1 = digs;
2265
2266                 temp = x0;
2267                 x0 = x1;
2268                 x1 = temp;
2269         }
2270
2271         bc_num_copy(b, x0);
2272         scale -= 1;
2273         if (b->rdx > scale) bc_num_truncate(b, b->rdx - scale);
2274  err:
2275         bc_num_free(&fprime);
2276         bc_num_free(&f);
2277         bc_num_free(&num2);
2278         bc_num_free(&num1);
2279         RETURN_STATUS(s);
2280 }
2281 #define zbc_num_sqrt(...) (zbc_num_sqrt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2282
2283 static BC_STATUS zbc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
2284                               size_t scale)
2285 {
2286         BcStatus s;
2287         BcNum num2, *ptr_a;
2288         bool init = false;
2289         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2290
2291         if (c == a) {
2292                 memcpy(&num2, c, sizeof(BcNum));
2293                 ptr_a = &num2;
2294                 bc_num_init(c, len);
2295                 init = true;
2296         } else {
2297                 ptr_a = a;
2298                 bc_num_expand(c, len);
2299         }
2300
2301         s = zbc_num_r(ptr_a, b, c, d, scale, ts);
2302
2303         if (init) bc_num_free(&num2);
2304
2305         RETURN_STATUS(s);
2306 }
2307 #define zbc_num_divmod(...) (zbc_num_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2308
2309 #if ENABLE_DC
2310 static BC_STATUS zdc_num_modexp(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *restrict d)
2311 {
2312         BcStatus s;
2313         BcNum base, exp, two, temp;
2314         BcDig two_digs[1];
2315
2316         if (c->len == 0)
2317                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2318         if (a->rdx || b->rdx || c->rdx)
2319                 RETURN_STATUS(bc_error("not an integer"));
2320         if (b->neg)
2321                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2322
2323         bc_num_expand(d, c->len);
2324         bc_num_init(&base, c->len);
2325         bc_num_init(&exp, b->len);
2326         bc_num_init(&temp, b->len);
2327
2328         two.cap = ARRAY_SIZE(two_digs);
2329         two.num = two_digs;
2330         bc_num_one(&two);
2331         two_digs[0] = 2;
2332
2333         bc_num_one(d);
2334
2335         s = zbc_num_rem(a, c, &base, 0);
2336         if (s) goto err;
2337         bc_num_copy(&exp, b);
2338
2339         while (exp.len != 0) {
2340                 s = zbc_num_divmod(&exp, &two, &exp, &temp, 0);
2341                 if (s) goto err;
2342
2343                 if (BC_NUM_ONE(&temp)) {
2344                         s = zbc_num_mul(d, &base, &temp, 0);
2345                         if (s) goto err;
2346                         s = zbc_num_rem(&temp, c, d, 0);
2347                         if (s) goto err;
2348                 }
2349
2350                 s = zbc_num_mul(&base, &base, &temp, 0);
2351                 if (s) goto err;
2352                 s = zbc_num_rem(&temp, c, &base, 0);
2353                 if (s) goto err;
2354         }
2355  err:
2356         bc_num_free(&temp);
2357         bc_num_free(&exp);
2358         bc_num_free(&base);
2359         RETURN_STATUS(s);
2360 }
2361 #define zdc_num_modexp(...) (zdc_num_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2362 #endif // ENABLE_DC
2363
2364 static FAST_FUNC void bc_string_free(void *string)
2365 {
2366         free(*(char**)string);
2367 }
2368
2369 static void bc_func_init(BcFunc *f)
2370 {
2371         bc_char_vec_init(&f->code);
2372         IF_BC(bc_vec_init(&f->labels, sizeof(size_t), NULL);)
2373         IF_BC(bc_vec_init(&f->autos, sizeof(BcId), bc_id_free);)
2374         IF_BC(bc_vec_init(&f->strs, sizeof(char *), bc_string_free);)
2375         IF_BC(bc_vec_init(&f->consts, sizeof(char *), bc_string_free);)
2376         IF_BC(f->nparams = 0;)
2377 }
2378
2379 static FAST_FUNC void bc_func_free(void *func)
2380 {
2381         BcFunc *f = (BcFunc *) func;
2382         bc_vec_free(&f->code);
2383         IF_BC(bc_vec_free(&f->labels);)
2384         IF_BC(bc_vec_free(&f->autos);)
2385         IF_BC(bc_vec_free(&f->strs);)
2386         IF_BC(bc_vec_free(&f->consts);)
2387 }
2388
2389 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len);
2390
2391 static void bc_array_init(BcVec *a, bool nums)
2392 {
2393         if (nums)
2394                 bc_vec_init(a, sizeof(BcNum), bc_num_free);
2395         else
2396                 bc_vec_init(a, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
2397         bc_array_expand(a, 1);
2398 }
2399
2400 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len)
2401 {
2402         if (a->dtor == bc_num_free
2403          // && a->size == sizeof(BcNum) - always true
2404         ) {
2405                 BcNum n;
2406                 while (len > a->len) {
2407                         bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
2408                         bc_vec_push(a, &n);
2409                 }
2410         } else {
2411                 BcVec v;
2412                 while (len > a->len) {
2413                         bc_array_init(&v, true);
2414                         bc_vec_push(a, &v);
2415                 }
2416         }
2417 }
2418
2419 static void bc_array_copy(BcVec *d, const BcVec *s)
2420 {
2421         BcNum *dnum, *snum;
2422         size_t i;
2423
2424         bc_vec_pop_all(d);
2425         bc_vec_expand(d, s->cap);
2426         d->len = s->len;
2427
2428         dnum = (void*)d->v;
2429         snum = (void*)s->v;
2430         for (i = 0; i < s->len; i++, dnum++, snum++) {
2431                 bc_num_init(dnum, snum->len);
2432                 bc_num_copy(dnum, snum);
2433         }
2434 }
2435
2436 #if ENABLE_DC
2437 static void dc_result_copy(BcResult *d, BcResult *src)
2438 {
2439         d->t = src->t;
2440
2441         switch (d->t) {
2442                 case XC_RESULT_TEMP:
2443                 case XC_RESULT_IBASE:
2444                 case XC_RESULT_SCALE:
2445                 case XC_RESULT_OBASE:
2446                         bc_num_init(&d->d.n, src->d.n.len);
2447                         bc_num_copy(&d->d.n, &src->d.n);
2448                         break;
2449                 case XC_RESULT_VAR:
2450                 case XC_RESULT_ARRAY:
2451                 case XC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2452                         d->d.id.name = xstrdup(src->d.id.name);
2453                         break;
2454                 case XC_RESULT_CONSTANT:
2455                 case XC_RESULT_STR:
2456                         memcpy(&d->d.n, &src->d.n, sizeof(BcNum));
2457                         break;
2458                 default: // placate compiler
2459                         // BC_RESULT_VOID, BC_RESULT_LAST, BC_RESULT_ONE - do not happen
2460                         break;
2461         }
2462 }
2463 #endif // ENABLE_DC
2464
2465 static FAST_FUNC void bc_result_free(void *result)
2466 {
2467         BcResult *r = (BcResult *) result;
2468
2469         switch (r->t) {
2470                 case XC_RESULT_TEMP:
2471                 IF_BC(case BC_RESULT_VOID:)
2472                 case XC_RESULT_IBASE:
2473                 case XC_RESULT_SCALE:
2474                 case XC_RESULT_OBASE:
2475                         bc_num_free(&r->d.n);
2476                         break;
2477                 case XC_RESULT_VAR:
2478                 case XC_RESULT_ARRAY:
2479                 case XC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2480                         free(r->d.id.name);
2481                         break;
2482                 default:
2483                         // Do nothing.
2484                         break;
2485         }
2486 }
2487
2488 static int bad_input_byte(char c)
2489 {
2490         if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
2491          || c > 0x7e
2492         ) {
2493                 bc_error_fmt("illegal character 0x%02x", c);
2494                 return 1;
2495         }
2496         return 0;
2497 }
2498
2499 static void xc_read_line(BcVec *vec, FILE *fp)
2500 {
2501  again:
2502         bc_vec_pop_all(vec);
2503         fflush_and_check();
2504
2505 #if ENABLE_FEATURE_BC_INTERACTIVE
2506         if (G_interrupt) { // ^C was pressed
2507  intr:
2508                 if (fp != stdin) {
2509                         // ^C while running a script (bc SCRIPT): die.
2510                         // We do not return to interactive prompt:
2511                         // user might be running us from a shell,
2512                         // and SCRIPT might be intended to terminate
2513                         // (e.g. contain a "halt" stmt).
2514                         // ^C dropping user into a bc prompt instead of
2515                         // the shell would be unexpected.
2516                         xfunc_die();
2517                 }
2518                 // ^C while interactive input
2519                 G_interrupt = 0;
2520                 // GNU bc says "interrupted execution."
2521                 // GNU dc says "Interrupt!"
2522                 fputs("\ninterrupted execution\n", stderr);
2523         }
2524
2525 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
2526         if (G_ttyin && fp == stdin) {
2527                 int n, i;
2528 #  define line_buf bb_common_bufsiz1
2529                 n = read_line_input(G.line_input_state, "", line_buf, COMMON_BUFSIZE);
2530                 if (n <= 0) { // read errors or EOF, or ^D, or ^C
2531                         if (n == 0) // ^C
2532                                 goto intr;
2533                         bc_vec_pushZeroByte(vec); // ^D or EOF (or error)
2534                         return;
2535                 }
2536                 i = 0;
2537                 for (;;) {
2538                         char c = line_buf[i++];
2539                         if (c == '\0') break;
2540                         if (bad_input_byte(c)) goto again;
2541                 }
2542                 bc_vec_string(vec, n, line_buf);
2543 #  undef line_buf
2544         } else
2545 # endif
2546 #endif
2547         {
2548                 int c;
2549                 bool bad_chars = 0;
2550
2551                 do {
2552  get_char:
2553 #if ENABLE_FEATURE_BC_INTERACTIVE
2554                         if (G_interrupt) {
2555                                 // ^C was pressed: ignore entire line, get another one
2556                                 goto again;
2557                         }
2558 #endif
2559                         c = fgetc(fp);
2560                         if (c == '\0')
2561                                 goto get_char;
2562                         if (c == EOF) {
2563                                 if (ferror(fp))
2564                                         bb_perror_msg_and_die("input error");
2565                                 // Note: EOF does not append '\n'
2566                                 break;
2567                         }
2568                         bad_chars |= bad_input_byte(c);
2569                         bc_vec_pushByte(vec, (char)c);
2570                 } while (c != '\n');
2571
2572                 if (bad_chars) {
2573                         // Bad chars on this line
2574                         if (!G.prs.lex_filename) { // stdin
2575                                 // ignore entire line, get another one
2576                                 goto again;
2577                         }
2578                         bb_perror_msg_and_die("file '%s' is not text", G.prs.lex_filename);
2579                 }
2580                 bc_vec_pushZeroByte(vec);
2581         }
2582 }
2583
2584 //
2585 // Parsing routines
2586 //
2587
2588 // "Input numbers may contain the characters 0-9 and A-Z.
2589 // (Note: They must be capitals.  Lower case letters are variable names.)
2590 // Single digit numbers always have the value of the digit regardless of
2591 // the value of ibase. (i.e. A = 10.) For multi-digit numbers, bc changes
2592 // all input digits greater or equal to ibase to the value of ibase-1.
2593 // This makes the number ZZZ always be the largest 3 digit number of the
2594 // input base."
2595 static bool xc_num_strValid(const char *val)
2596 {
2597         bool radix = false;
2598         for (;;) {
2599                 BcDig c = *val++;
2600                 if (c == '\0')
2601                         break;
2602                 if (c == '.') {
2603                         if (radix) return false;
2604                         radix = true;
2605                         continue;
2606                 }
2607                 if ((c < '0' || c > '9') && (c < 'A' || c > 'Z'))
2608                         return false;
2609         }
2610         return true;
2611 }
2612
2613 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2614 // leading zeroes in "val" are removed
2615 static void bc_num_parseDecimal(BcNum *n, const char *val)
2616 {
2617         size_t len, i;
2618         const char *ptr;
2619
2620         len = strlen(val);
2621         if (len == 0)
2622                 return;
2623
2624         bc_num_expand(n, len + 1); // +1 for e.g. "A" converting into 10
2625
2626         ptr = strchr(val, '.');
2627
2628         n->rdx = 0;
2629         if (ptr != NULL)
2630                 n->rdx = (size_t)((val + len) - (ptr + 1));
2631
2632         for (i = 0; val[i]; ++i) {
2633                 if (val[i] != '0' && val[i] != '.') {
2634                         // Not entirely zero value - convert it, and exit
2635                         if (len == 1) {
2636                                 unsigned c = val[0] - '0';
2637                                 n->len = 1;
2638                                 if (c > 9) { // A-Z => 10-36
2639                                         n->len = 2;
2640                                         c -= ('A' - '9' - 1);
2641                                         n->num[1] = c/10;
2642                                         c = c%10;
2643                                 }
2644                                 n->num[0] = c;
2645                                 break;
2646                         }
2647                         i = len - 1;
2648                         for (;;) {
2649                                 char c = val[i] - '0';
2650                                 if (c > 9) // A-Z => 9
2651                                         c = 9;
2652                                 n->num[n->len] = c;
2653                                 n->len++;
2654  skip_dot:
2655                                 if (i == 0) break;
2656                                 if (val[--i] == '.') goto skip_dot;
2657                         }
2658                         break;
2659                 }
2660         }
2661         // if for() exits without hitting if(), the value is entirely zero
2662 }
2663
2664 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2665 // leading zeroes in "val" are removed
2666 static void bc_num_parseBase(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2667 {
2668         BcStatus s;
2669         BcNum mult, result;
2670         BcNum temp;
2671         BcNum base;
2672         BcDig temp_digs[ULONG_NUM_BUFSIZE];
2673         BcDig base_digs[ULONG_NUM_BUFSIZE];
2674         size_t digits;
2675
2676         bc_num_init_DEF_SIZE(&mult);
2677
2678         temp.cap = ARRAY_SIZE(temp_digs);
2679         temp.num = temp_digs;
2680
2681         base.cap = ARRAY_SIZE(base_digs);
2682         base.num = base_digs;
2683         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
2684         base_t--;
2685
2686         for (;;) {
2687                 unsigned v;
2688                 char c;
2689
2690                 c = *val++;
2691                 if (c == '\0') goto int_err;
2692                 if (c == '.') break;
2693
2694                 v = (unsigned)(c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2695                 if (v > base_t) v = base_t;
2696
2697                 s = zbc_num_mul(n, &base, &mult, 0);
2698                 if (s) goto int_err;
2699                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2700                 s = zbc_num_add(&mult, &temp, n, 0);
2701                 if (s) goto int_err;
2702         }
2703
2704         bc_num_init(&result, base.len);
2705         //bc_num_zero(&result); - already is
2706         bc_num_one(&mult);
2707
2708         digits = 0;
2709         for (;;) {
2710                 unsigned v;
2711                 char c;
2712
2713                 c = *val++;
2714                 if (c == '\0') break;
2715                 digits++;
2716
2717                 v = (unsigned)(c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2718                 if (v > base_t) v = base_t;
2719
2720                 s = zbc_num_mul(&result, &base, &result, 0);
2721                 if (s) goto err;
2722                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2723                 s = zbc_num_add(&result, &temp, &result, 0);
2724                 if (s) goto err;
2725                 s = zbc_num_mul(&mult, &base, &mult, 0);
2726                 if (s) goto err;
2727         }
2728
2729         s = zbc_num_div(&result, &mult, &result, digits);
2730         if (s) goto err;
2731         s = zbc_num_add(n, &result, n, digits);
2732         if (s) goto err;
2733
2734         if (n->len != 0) {
2735                 if (n->rdx < digits)
2736                         bc_num_extend(n, digits - n->rdx);
2737         } else
2738                 bc_num_zero(n);
2739  err:
2740         bc_num_free(&result);
2741  int_err:
2742         bc_num_free(&mult);
2743 }
2744
2745 static BC_STATUS zxc_num_parse(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2746 {
2747         size_t i;
2748
2749         if (!xc_num_strValid(val))
2750                 RETURN_STATUS(bc_error("bad number string"));
2751
2752         bc_num_zero(n);
2753         while (*val == '0')
2754                 val++;
2755         for (i = 0; ; ++i) {
2756                 if (val[i] == '\0')
2757                         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2758                 if (val[i] != '.' && val[i] != '0')
2759                         break;
2760         }
2761
2762         if (base_t == 10 || val[1] == '\0')
2763                 // Decimal, or single-digit number
2764                 bc_num_parseDecimal(n, val);
2765         else
2766                 bc_num_parseBase(n, val, base_t);
2767
2768         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2769 }
2770 #define zxc_num_parse(...) (zxc_num_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2771
2772 // p->lex_inbuf points to the current string to be parsed.
2773 // if p->lex_inbuf points to '\0', it's either EOF or it points after
2774 // last processed line's terminating '\n' (and more reading needs to be done
2775 // to get next character).
2776 //
2777 // If you are in a situation where that is a possibility, call peek_inbuf().
2778 // If necessary, it performs more reading and changes p->lex_inbuf,
2779 // then it returns *p->lex_inbuf (which will be '\0' only if it's EOF).
2780 // After it, just referencing *p->lex_inbuf is valid, and if it wasn't '\0',
2781 // it's ok to do p->lex_inbuf++ once without end-of-buffer checking.
2782 //
2783 // eat_inbuf() is equvalent to "peek_inbuf(); if (c) p->lex_inbuf++":
2784 // it returns current char and advances the pointer (if not EOF).
2785 // After eat_inbuf(), referencing p->lex_inbuf[-1] and *p->lex_inbuf is valid.
2786 //
2787 // In many cases, you can use fast *p->lex_inbuf instead of peek_inbuf():
2788 // unless prev char might have been '\n', *p->lex_inbuf is '\0' ONLY
2789 // on real EOF, not end-of-buffer.
2790 //
2791 // bc cases to test interactively:
2792 // 1 #comment\  - prints "1<newline>" at once (comment is not continued)
2793 // 1 #comment/* - prints "1<newline>" at once
2794 // 1 #comment"  - prints "1<newline>" at once
2795 // 1\#comment   - error at once (\ is not a line continuation)
2796 // 1 + /*"*/2   - prints "3<newline>" at once
2797 // 1 + /*#*/2   - prints "3<newline>" at once
2798 // "str\"       - prints "str\" at once
2799 // "str#"       - prints "str#" at once
2800 // "str/*"      - prints "str/*" at once
2801 // "str#\       - waits for second line
2802 // end"         - ...prints "str#\<newline>end"
2803 static char peek_inbuf(void)
2804 {
2805         if (*G.prs.lex_inbuf == '\0'
2806          && G.prs.lex_input_fp
2807         ) {
2808                 xc_read_line(&G.input_buffer, G.prs.lex_input_fp);
2809                 G.prs.lex_inbuf = G.input_buffer.v;
2810                 if (G.input_buffer.len <= 1) // on EOF, len is 1 (NUL byte)
2811                         G.prs.lex_input_fp = NULL;
2812         }
2813         return *G.prs.lex_inbuf;
2814 }
2815 static char eat_inbuf(void)
2816 {
2817         char c = peek_inbuf();
2818         if (c) G.prs.lex_inbuf++;
2819         return c;
2820 }
2821
2822 static void xc_lex_lineComment(void)
2823 {
2824         BcParse *p = &G.prs;
2825         char c;
2826
2827         // Try: echo -n '#foo' | bc
2828         p->lex = XC_LEX_WHITESPACE;
2829
2830         // Not peek_inbuf(): we depend on input being done in whole lines:
2831         // '\0' which isn't the EOF can only be seen after '\n'.
2832         while ((c = *p->lex_inbuf) != '\n' && c != '\0')
2833                 p->lex_inbuf++;
2834 }
2835
2836 static void xc_lex_whitespace(void)
2837 {
2838         BcParse *p = &G.prs;
2839
2840         p->lex = XC_LEX_WHITESPACE;
2841         for (;;) {
2842                 // We depend here on input being done in whole lines:
2843                 // '\0' which isn't the EOF can only be seen after '\n'.
2844                 char c = *p->lex_inbuf;
2845                 if (c == '\n') // this is XC_LEX_NLINE, not XC_LEX_WHITESPACE
2846                         break;
2847                 if (!isspace(c))
2848                         break;
2849                 p->lex_inbuf++;
2850         }
2851 }
2852
2853 static BC_STATUS zxc_lex_number(char last)
2854 {
2855         BcParse *p = &G.prs;
2856         bool pt;
2857         char last_valid_ch;
2858
2859         bc_vec_pop_all(&p->lex_strnumbuf);
2860         bc_vec_pushByte(&p->lex_strnumbuf, last);
2861
2862 // bc: "Input numbers may contain the characters 0-9 and A-Z.
2863 // (Note: They must be capitals.  Lower case letters are variable names.)
2864 // Single digit numbers always have the value of the digit regardless of
2865 // the value of ibase. (i.e. A = 10.) For multi-digit numbers, bc changes
2866 // all input digits greater or equal to ibase to the value of ibase-1.
2867 // This makes the number ZZZ always be the largest 3 digit number of the
2868 // input base."
2869 // dc only allows A-F, the rules about single-char and multi-char are the same.
2870         last_valid_ch = (IS_BC ? 'Z' : 'F');
2871         pt = (last == '.');
2872         p->lex = XC_LEX_NUMBER;
2873         for (;;) {
2874                 // We depend here on input being done in whole lines:
2875                 // '\0' which isn't the EOF can only be seen after '\n'.
2876                 char c = *p->lex_inbuf;
2877  check_c:
2878                 if (c == '\0')
2879                         break;
2880                 if (c == '\\' && p->lex_inbuf[1] == '\n') {
2881                         p->lex_inbuf += 2;
2882                         p->lex_line++;
2883                         dbg_lex("++p->lex_line=%zd", p->lex_line);
2884                         c = peek_inbuf(); // force next line to be read
2885                         goto check_c;
2886                 }
2887                 if (!isdigit(c) && (c < 'A' || c > last_valid_ch)) {
2888                         if (c != '.') break;
2889                         // if '.' was already seen, stop on second one:
2890                         if (pt) break;
2891                         pt = true;
2892                 }
2893                 // c is one of "0-9A-Z."
2894                 last = c;
2895                 bc_vec_push(&p->lex_strnumbuf, p->lex_inbuf);
2896                 p->lex_inbuf++;
2897         }
2898         if (last == '.') // remove trailing '.' if any
2899                 bc_vec_pop(&p->lex_strnumbuf);
2900         bc_vec_pushZeroByte(&p->lex_strnumbuf);
2901
2902         G.err_line = G.prs.lex_line;
2903         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2904 }
2905 #define zxc_lex_number(...) (zxc_lex_number(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2906
2907 static void xc_lex_name(void)
2908 {
2909         BcParse *p = &G.prs;
2910         size_t i;
2911         const char *buf;
2912
2913         p->lex = XC_LEX_NAME;
2914
2915         // Since names can't cross lines with \<newline>,
2916         // we depend on the fact that whole line is in the buffer
2917         i = 0;
2918         buf = p->lex_inbuf - 1;
2919         for (;;) {
2920                 char c = buf[i];
2921                 if ((c < 'a' || c > 'z') && !isdigit(c) && c != '_') break;
2922                 i++;
2923         }
2924
2925 #if 0 // We do not protect against people with gigabyte-long names
2926         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
2927         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
2928                 if (i > BC_MAX_STRING)
2929                         return bc_error("name too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]");
2930         }
2931 #endif
2932         bc_vec_string(&p->lex_strnumbuf, i, buf);
2933
2934         // Increment the index. We minus 1 because it has already been incremented.
2935         p->lex_inbuf += i - 1;
2936
2937         //return BC_STATUS_SUCCESS;
2938 }
2939
2940 IF_BC(static BC_STATUS zbc_lex_token(void);)
2941 IF_DC(static BC_STATUS zdc_lex_token(void);)
2942 #define zbc_lex_token(...) (zbc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2943 #define zdc_lex_token(...) (zdc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2944
2945 static BC_STATUS zxc_lex_next(void)
2946 {
2947         BcParse *p = &G.prs;
2948         BcStatus s;
2949
2950         G.err_line = p->lex_line;
2951         p->lex_last = p->lex;
2952 //why?
2953 //      if (p->lex_last == XC_LEX_EOF)
2954 //              RETURN_STATUS(bc_error("end of file"));
2955
2956         // Loop until failure or we don't have whitespace. This
2957         // is so the parser doesn't get inundated with whitespace.
2958         // Comments are also XC_LEX_WHITESPACE tokens and eaten here.
2959         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2960         do {
2961                 if (*p->lex_inbuf == '\0') {
2962                         p->lex = XC_LEX_EOF;
2963                         if (peek_inbuf() == '\0')
2964                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2965                 }
2966                 p->lex_next_at = p->lex_inbuf;
2967                 dbg_lex("next string to parse:'%.*s'",
2968                         (int)(strchrnul(p->lex_next_at, '\n') - p->lex_next_at),
2969                         p->lex_next_at
2970                 );
2971                 if (IS_BC) {
2972                         IF_BC(s = zbc_lex_token());
2973                 } else {
2974                         IF_DC(s = zdc_lex_token());
2975                 }
2976         } while (!s && p->lex == XC_LEX_WHITESPACE);
2977         dbg_lex("p->lex from string:%d", p->lex);
2978
2979         RETURN_STATUS(s);
2980 }
2981 #define zxc_lex_next(...) (zxc_lex_next(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2982
2983 #if ENABLE_BC
2984 static BC_STATUS zbc_lex_skip_if_at_NLINE(void)
2985 {
2986         if (G.prs.lex == XC_LEX_NLINE)
2987                 RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
2988         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2989 }
2990 #define zbc_lex_skip_if_at_NLINE(...) (zbc_lex_skip_if_at_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2991
2992 static BC_STATUS zbc_lex_next_and_skip_NLINE(void)
2993 {
2994         BcStatus s;
2995         s = zxc_lex_next();
2996         if (s) RETURN_STATUS(s);
2997         // if(cond)<newline>stmt is accepted too (but not 2+ newlines)
2998         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE();
2999         RETURN_STATUS(s);
3000 }
3001 #define zbc_lex_next_and_skip_NLINE(...) (zbc_lex_next_and_skip_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3002
3003 static BC_STATUS zbc_lex_identifier(void)
3004 {
3005         BcParse *p = &G.prs;
3006         BcStatus s;
3007         unsigned i;
3008         const char *buf = p->lex_inbuf - 1;
3009
3010         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bc_lex_kws); ++i) {
3011                 const char *keyword8 = bc_lex_kws[i].name8;
3012                 unsigned j = 0;
3013                 while (buf[j] != '\0' && buf[j] == keyword8[j]) {
3014                         j++;
3015                         if (j == 8) goto match;
3016                 }
3017                 if (keyword8[j] != '\0')
3018                         continue;
3019  match:
3020                 // buf starts with keyword bc_lex_kws[i]
3021                 if (isalnum(buf[j]) || buf[j]=='_')
3022                         continue; // "ifz" does not match "if" keyword, "if." does
3023                 p->lex = BC_LEX_KEY_1st_keyword + i;
3024                 if (!keyword_is_POSIX(i)) {
3025                         s = zbc_posix_error_fmt("%sthe '%.8s' keyword", "POSIX does not allow ", bc_lex_kws[i].name8);
3026                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3027                 }
3028
3029                 // We minus 1 because the index has already been incremented.
3030                 p->lex_inbuf += j - 1;
3031                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3032         }
3033
3034         xc_lex_name();
3035         s = BC_STATUS_SUCCESS;
3036
3037         if (p->lex_strnumbuf.len > 2) {
3038                 // Prevent this:
3039                 // >>> qwe=1
3040                 // bc: POSIX only allows one character names; this is bad: 'qwe=1
3041                 // '
3042                 unsigned len = strchrnul(buf, '\n') - buf;
3043                 s = zbc_posix_error_fmt("POSIX only allows one character names; this is bad: '%.*s'", len, buf);
3044         }
3045
3046         RETURN_STATUS(s);
3047 }
3048 #define zbc_lex_identifier(...) (zbc_lex_identifier(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3049
3050 static BC_STATUS zbc_lex_string(void)
3051 {
3052         BcParse *p = &G.prs;
3053
3054         p->lex = XC_LEX_STR;
3055         bc_vec_pop_all(&p->lex_strnumbuf);
3056         for (;;) {
3057                 char c = peek_inbuf(); // strings can cross lines
3058                 if (c == '\0') {
3059                         RETURN_STATUS(bc_error("unterminated string"));
3060                 }
3061                 if (c == '"')
3062                         break;
3063                 if (c == '\n') {
3064                         p->lex_line++;
3065                         dbg_lex("++p->lex_line=%zd", p->lex_line);
3066                 }
3067                 bc_vec_push(&p->lex_strnumbuf, p->lex_inbuf);
3068                 p->lex_inbuf++;
3069         }
3070         bc_vec_pushZeroByte(&p->lex_strnumbuf);
3071         p->lex_inbuf++;
3072
3073         G.err_line = p->lex_line;
3074         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3075 }
3076 #define zbc_lex_string(...) (zbc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3077
3078 static void parse_lex_by_checking_eq_sign(unsigned with_and_without)
3079 {
3080         BcParse *p = &G.prs;
3081         if (*p->lex_inbuf == '=') {
3082                 // ^^^ not using peek_inbuf() since '==' etc can't be split across lines
3083                 p->lex_inbuf++;
3084                 with_and_without >>= 8; // store "with" value
3085         } // else store "without" value
3086         p->lex = (with_and_without & 0xff);
3087 }
3088 #define parse_lex_by_checking_eq_sign(with, without) \
3089         parse_lex_by_checking_eq_sign(((with)<<8)|(without))
3090
3091 static BC_STATUS zbc_lex_comment(void)
3092 {
3093         BcParse *p = &G.prs;
3094
3095         p->lex = XC_LEX_WHITESPACE;
3096         // here lex_inbuf is at '*' of opening comment delimiter
3097         for (;;) {
3098                 char c;
3099
3100                 p->lex_inbuf++;
3101                 c = peek_inbuf();
3102  check_star:
3103                 if (c == '*') {
3104                         p->lex_inbuf++;
3105                         c = *p->lex_inbuf; // no need to peek_inbuf()
3106                         if (c == '/')
3107                                 break;
3108                         goto check_star;
3109                 }
3110                 if (c == '\0') {
3111                         RETURN_STATUS(bc_error("unterminated comment"));
3112                 }
3113                 if (c == '\n') {
3114                         p->lex_line++;
3115                         dbg_lex("++p->lex_line=%zd", p->lex_line);
3116                 }
3117         }
3118         p->lex_inbuf++; // skip trailing '/'
3119
3120         G.err_line = p->lex_line;
3121         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3122 }
3123 #define zbc_lex_comment(...) (zbc_lex_comment(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3124
3125 #undef zbc_lex_token
3126 static BC_STATUS zbc_lex_token(void)
3127 {
3128         BcParse *p = &G.prs;
3129         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3130         char c = eat_inbuf();
3131         char c2;
3132
3133         // This is the workhorse of the lexer.
3134         switch (c) {
3135 //      case '\0': // probably never reached
3136 //              p->lex_inbuf--;
3137 //              p->lex = XC_LEX_EOF;
3138 //              break;
3139         case '\n':
3140                 p->lex_line++;
3141                 dbg_lex("++p->lex_line=%zd", p->lex_line);
3142                 p->lex = XC_LEX_NLINE;
3143                 break;
3144         case '\t':
3145         case '\v':
3146         case '\f':
3147         case '\r':
3148         case ' ':
3149                 xc_lex_whitespace();
3150                 break;
3151         case '!':
3152                 parse_lex_by_checking_eq_sign(XC_LEX_OP_REL_NE, BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
3153                 if (p->lex == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
3154                         s = zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("!");
3155                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3156                 }
3157                 break;
3158         case '"':
3159                 s = zbc_lex_string();
3160                 break;
3161         case '#':
3162                 s = zbc_POSIX_does_not_allow("'#' script comments");
3163                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3164                 xc_lex_lineComment();
3165                 break;
3166         case '%':
3167                 parse_lex_by_checking_eq_sign(BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS, XC_LEX_OP_MODULUS);
3168                 break;
3169         case '&':
3170                 c2 = *p->lex_inbuf;
3171                 if (c2 == '&') {
3172                         s = zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("&&");
3173                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3174                         p->lex_inbuf++;
3175                         p->lex = BC_LEX_OP_BOOL_AND;
3176                 } else {
3177                         p->lex = XC_LEX_INVALID;
3178                         s = bc_error_bad_character('&');
3179                 }
3180                 break;
3181         case '(':
3182         case ')':
3183                 p->lex = (BcLexType)(c - '(' + BC_LEX_LPAREN);
3184                 break;
3185         case '*':
3186                 parse_lex_by_checking_eq_sign(BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY, XC_LEX_OP_MULTIPLY);
3187                 break;
3188         case '+':
3189                 c2 = *p->lex_inbuf;
3190                 if (c2 == '+') {
3191                         p->lex_inbuf++;
3192                         p->lex = BC_LEX_OP_INC;
3193                 } else
3194                         parse_lex_by_checking_eq_sign(BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS, XC_LEX_OP_PLUS);
3195                 break;
3196         case ',':
3197                 p->lex = BC_LEX_COMMA;
3198                 break;
3199         case '-':
3200                 c2 = *p->lex_inbuf;
3201                 if (c2 == '-') {
3202                         p->lex_inbuf++;
3203                         p->lex = BC_LEX_OP_DEC;
3204                 } else
3205                         parse_lex_by_checking_eq_sign(BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS, XC_LEX_OP_MINUS);
3206                 break;
3207         case '.':
3208                 if (isdigit(*p->lex_inbuf))
3209                         s = zxc_lex_number(c);
3210                 else {
3211                         p->lex = BC_LEX_KEY_LAST;
3212                         s = zbc_POSIX_does_not_allow("'.' as 'last'");
3213                 }
3214                 break;
3215         case '/':
3216                 c2 = *p->lex_inbuf;
3217                 if (c2 == '*')
3218                         s = zbc_lex_comment();
3219                 else
3220                         parse_lex_by_checking_eq_sign(BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE, XC_LEX_OP_DIVIDE);
3221                 break;
3222         case '0':
3223         case '1':
3224         case '2':
3225         case '3':
3226         case '4':
3227         case '5':
3228         case '6':
3229         case '7':
3230         case '8':
3231         case '9':
3232         case 'A':
3233         case 'B':
3234         case 'C':
3235         case 'D':
3236         case 'E':
3237         case 'F':
3238         case 'G':
3239         case 'H':
3240         case 'I':
3241         case 'J':
3242         case 'K':
3243         case 'L':
3244         case 'M':
3245         case 'N':
3246         case 'O':
3247         case 'P':
3248         case 'Q':
3249         case 'R':
3250         case 'S':
3251         case 'T':
3252         case 'U':
3253         case 'V':
3254         case 'W':
3255         case 'X':
3256         case 'Y':
3257         case 'Z':
3258                 s = zxc_lex_number(c);
3259                 break;
3260         case ';':
3261                 p->lex = BC_LEX_SCOLON;
3262                 break;
3263         case '<':
3264                 parse_lex_by_checking_eq_sign(XC_LEX_OP_REL_LE, XC_LEX_OP_REL_LT);
3265                 break;
3266         case '=':
3267                 parse_lex_by_checking_eq_sign(XC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_ASSIGN);
3268                 break;
3269         case '>':
3270                 parse_lex_by_checking_eq_sign(XC_LEX_OP_REL_GE, XC_LEX_OP_REL_GT);
3271                 break;
3272         case '[':
3273         case ']':
3274                 p->lex = (BcLexType)(c - '[' + BC_LEX_LBRACKET);
3275                 break;
3276         case '\\':
3277                 if (*p->lex_inbuf == '\n') {
3278                         p->lex = XC_LEX_WHITESPACE;
3279                         p->lex_inbuf++;
3280                 } else
3281                         s = bc_error_bad_character(c);
3282                 break;
3283         case '^':
3284                 parse_lex_by_checking_eq_sign(BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER, XC_LEX_OP_POWER);
3285                 break;
3286         case 'a':
3287         case 'b':
3288         case 'c':
3289         case 'd':
3290         case 'e':
3291         case 'f':
3292         case 'g':
3293         case 'h':
3294         case 'i':
3295         case 'j':
3296         case 'k':
3297         case 'l':
3298         case 'm':
3299         case 'n':
3300         case 'o':
3301         case 'p':
3302         case 'q':
3303         case 'r':
3304         case 's':
3305         case 't':
3306         case 'u':
3307         case 'v':
3308         case 'w':
3309         case 'x':
3310         case 'y':
3311         case 'z':
3312                 s = zbc_lex_identifier();
3313                 break;
3314         case '{':
3315         case '}':
3316                 p->lex = (BcLexType)(c - '{' + BC_LEX_LBRACE);
3317                 break;
3318         case '|':
3319                 c2 = *p->lex_inbuf;
3320                 if (c2 == '|') {
3321                         s = zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("||");
3322                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3323                         p->lex_inbuf++;
3324                         p->lex = BC_LEX_OP_BOOL_OR;
3325                 } else {
3326                         p->lex = XC_LEX_INVALID;
3327                         s = bc_error_bad_character(c);
3328                 }
3329                 break;
3330         default:
3331                 p->lex = XC_LEX_INVALID;
3332                 s = bc_error_bad_character(c);
3333                 break;
3334         }
3335
3336         RETURN_STATUS(s);
3337 }
3338 #define zbc_lex_token(...) (zbc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3339 #endif // ENABLE_BC
3340
3341 #if ENABLE_DC
3342 static BC_STATUS zdc_lex_register(void)
3343 {
3344         BcParse *p = &G.prs;
3345         if (G_exreg && isspace(*p->lex_inbuf)) {
3346                 xc_lex_whitespace(); // eats whitespace (but not newline)
3347                 p->lex_inbuf++; // xc_lex_name() expects this
3348                 xc_lex_name();
3349         } else {
3350                 bc_vec_pop_all(&p->lex_strnumbuf);
3351                 bc_vec_push(&p->lex_strnumbuf, p->lex_inbuf++);
3352                 bc_vec_pushZeroByte(&p->lex_strnumbuf);
3353                 p->lex = XC_LEX_NAME;
3354         }
3355
3356         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3357 }
3358 #define zdc_lex_register(...) (zdc_lex_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3359
3360 static BC_STATUS zdc_lex_string(void)
3361 {
3362         BcParse *p = &G.prs;
3363         size_t depth;
3364
3365         p->lex = XC_LEX_STR;
3366         bc_vec_pop_all(&p->lex_strnumbuf);
3367
3368         depth = 1;
3369         for (;;) {
3370                 char c = peek_inbuf();
3371                 if (c == '\0') {
3372                         RETURN_STATUS(bc_error("unterminated string"));
3373                 }
3374                 if (c == '[') depth++;
3375                 if (c == ']')
3376                         if (--depth == 0)
3377                                 break;
3378                 if (c == '\n') {
3379                         p->lex_line++;
3380                         dbg_lex("++p->lex_line=%zd", p->lex_line);
3381                 }
3382                 bc_vec_push(&p->lex_strnumbuf, p->lex_inbuf);
3383                 p->lex_inbuf++;
3384         }
3385         bc_vec_pushZeroByte(&p->lex_strnumbuf);
3386         p->lex_inbuf++; // skip trailing ']'
3387
3388         G.err_line = p->lex_line;
3389         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3390 }
3391 #define zdc_lex_string(...) (zdc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3392
3393 #undef zdc_lex_token
3394 static BC_STATUS zdc_lex_token(void)
3395 {
3396         static const //BcLexType - should be this type, but narrower type saves size:
3397         uint8_t
3398         dc_lex_regs[] ALIGN1 = {
3399                 XC_LEX_OP_REL_EQ, XC_LEX_OP_REL_LE, XC_LEX_OP_REL_GE, XC_LEX_OP_REL_NE,
3400                 XC_LEX_OP_REL_LT, XC_LEX_OP_REL_GT, DC_LEX_SCOLON, DC_LEX_COLON,
3401                 DC_LEX_ELSE, DC_LEX_LOAD, DC_LEX_LOAD_POP, DC_LEX_OP_ASSIGN,
3402                 DC_LEX_STORE_PUSH,
3403         };
3404
3405         BcParse *p = &G.prs;
3406         BcStatus s;
3407         char c, c2;
3408         size_t i;
3409
3410         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(dc_lex_regs); ++i) {
3411                 if (p->lex_last == dc_lex_regs[i])
3412                         RETURN_STATUS(zdc_lex_register());
3413         }
3414
3415         s = BC_STATUS_SUCCESS;
3416         c = eat_inbuf();
3417         if (c >= '%' && c <= '~'
3418          && (p->lex = dc_char_to_LEX[c - '%']) != XC_LEX_INVALID
3419         ) {
3420                 RETURN_STATUS(s);
3421         }
3422
3423         // This is the workhorse of the lexer.
3424         switch (c) {
3425 //      case '\0': // probably never reached
3426 //              p->lex = XC_LEX_EOF;
3427 //              break;
3428         case '\n':
3429                 // '\n' is XC_LEX_NLINE, not XC_LEX_WHITESPACE
3430                 // (and "case '\n':" is not just empty here)
3431                 // only to allow interactive dc have a way to exit
3432                 // "parse" stage of "parse,execute" loop
3433                 // on <enter>, not on _next_ token (which would mean
3434                 // commands are not executed on pressing <enter>).
3435                 // IOW: typing "1p<enter>" should print "1" _at once_,
3436                 // not after some more input.
3437                 p->lex_line++;
3438                 dbg_lex("++p->lex_line=%zd", p->lex_line);
3439                 p->lex = XC_LEX_NLINE;
3440                 break;
3441         case '\t':
3442         case '\v':
3443         case '\f':
3444         case '\r':
3445         case ' ':
3446                 xc_lex_whitespace();
3447                 break;
3448         case '!':
3449                 c2 = *p->lex_inbuf;
3450                 if (c2 == '=')
3451                         p->lex = XC_LEX_OP_REL_NE;
3452                 else if (c2 == '<')
3453                         p->lex = XC_LEX_OP_REL_LE;
3454                 else if (c2 == '>')
3455                         p->lex = XC_LEX_OP_REL_GE;
3456                 else
3457                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_character(c));
3458                 p->lex_inbuf++;
3459                 break;
3460         case '#':
3461                 xc_lex_lineComment();
3462                 break;
3463         case '.':
3464                 if (isdigit(*p->lex_inbuf))
3465                         s = zxc_lex_number(c);
3466                 else
3467                         s = bc_error_bad_character(c);
3468                 break;
3469         case '0':
3470         case '1':
3471         case '2':
3472         case '3':
3473         case '4':
3474         case '5':
3475         case '6':
3476         case '7':
3477         case '8':
3478         case '9':
3479         case 'A':
3480         case 'B':
3481         case 'C':
3482         case 'D':
3483         case 'E':
3484         case 'F':
3485                 s = zxc_lex_number(c);
3486                 break;
3487         case '[':
3488                 s = zdc_lex_string();
3489                 break;
3490         default:
3491                 p->lex = XC_LEX_INVALID;
3492                 s = bc_error_bad_character(c);
3493                 break;
3494         }
3495
3496         RETURN_STATUS(s);
3497 }
3498 #define zdc_lex_token(...) (zdc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3499 #endif // ENABLE_DC
3500
3501 static void xc_parse_push(char i)
3502 {
3503         BcVec *code = &G.prs.func->code;
3504         dbg_compile("%s:%d pushing bytecode %zd:%d", __func__, __LINE__, code->len, i);
3505         bc_vec_pushByte(code, i);
3506 }
3507
3508 static void xc_parse_pushName(char *name)
3509 {
3510 #if 1
3511         BcVec *code = &G.prs.func->code;
3512         size_t pos = code->len;
3513         size_t len = strlen(name) + 1;
3514
3515         bc_vec_expand(code, pos + len);
3516         strcpy(code->v + pos, name);
3517         code->len = pos + len;
3518 #else
3519         // Smaller code, but way slow:
3520         do {
3521                 xc_parse_push(*name);
3522         } while (*name++);
3523 #endif
3524 }
3525
3526 // Indexes < 0xfc are encoded verbatim, else first byte is
3527 // 0xfc, 0xfd, 0xfe or 0xff, encoding "1..4 bytes",
3528 // followed by that many bytes, lsb first.
3529 // (The above describes 32-bit case).
3530 #define SMALL_INDEX_LIMIT (0x100 - sizeof(size_t))
3531
3532 static void xc_parse_pushIndex(size_t idx)
3533 {
3534         size_t mask;
3535         unsigned amt;
3536
3537         dbg_lex("%s:%d pushing index %zd", __func__, __LINE__, idx);
3538         if (idx < SMALL_INDEX_LIMIT) {
3539                 xc_parse_push(idx);
3540                 return;
3541         }
3542
3543         mask = ((size_t)0xff) << (sizeof(idx) * 8 - 8);
3544         amt = sizeof(idx);
3545         for (;;) {
3546                 if (idx & mask) break;
3547                 mask >>= 8;
3548                 amt--;
3549         }
3550         // amt is at least 1 here - "one byte of length data follows"
3551
3552         xc_parse_push((SMALL_INDEX_LIMIT - 1) + amt);
3553
3554         do {
3555                 xc_parse_push((unsigned char)idx);
3556                 idx >>= 8;
3557         } while (idx != 0);
3558 }
3559
3560 #if ENABLE_BC
3561 static void bc_parse_pushJUMP(size_t idx)
3562 {
3563         xc_parse_push(BC_INST_JUMP);
3564         xc_parse_pushIndex(idx);
3565 }
3566
3567 static void bc_parse_pushJUMP_ZERO(size_t idx)
3568 {
3569         xc_parse_push(BC_INST_JUMP_ZERO);
3570         xc_parse_pushIndex(idx);
3571 }
3572
3573 static BC_STATUS zbc_parse_pushSTR(void)
3574 {
3575         BcParse *p = &G.prs;
3576         char *str = xstrdup(p->lex_strnumbuf.v);
3577
3578         xc_parse_push(XC_INST_STR);
3579         xc_parse_pushIndex(p->func->strs.len);
3580         bc_vec_push(&p->func->strs, &str);
3581
3582         RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
3583 }
3584 #define zbc_parse_pushSTR(...) (zbc_parse_pushSTR(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3585 #endif
3586
3587 static void xc_parse_pushNUM(void)
3588 {
3589         BcParse *p = &G.prs;
3590         char *num = xstrdup(p->lex_strnumbuf.v);
3591 #if ENABLE_BC && ENABLE_DC
3592         size_t idx = bc_vec_push(IS_BC ? &p->func->consts : &G.prog.consts, &num);
3593 #elif ENABLE_BC
3594         size_t idx = bc_vec_push(&p->func->consts, &num);
3595 #else // DC
3596         size_t idx = bc_vec_push(&G.prog.consts, &num);
3597 #endif
3598         xc_parse_push(XC_INST_NUM);
3599         xc_parse_pushIndex(idx);
3600 }
3601
3602 static BC_STATUS zxc_parse_text_init(const char *text)
3603 {
3604         G.prs.func = xc_program_func(G.prs.fidx);
3605         G.prs.lex_inbuf = text;
3606         G.prs.lex = G.prs.lex_last = XC_LEX_INVALID;
3607         RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
3608 }
3609 #define zxc_parse_text_init(...) (zxc_parse_text_init(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3610
3611 // Called when parsing or execution detects a failure,
3612 // resets execution structures.
3613 static void xc_program_reset(void)
3614 {
3615         BcFunc *f;
3616         BcInstPtr *ip;
3617
3618         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, G.prog.exestack.len - 1);
3619         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
3620
3621         f = xc_program_func_BC_PROG_MAIN();
3622         ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
3623         ip->inst_idx = f->code.len;
3624 }
3625
3626 // Called when parsing code detects a failure,
3627 // resets parsing structures.
3628 static void xc_parse_reset(void)
3629 {
3630         BcParse *p = &G.prs;
3631         if (p->fidx != BC_PROG_MAIN) {
3632                 bc_func_free(p->func);
3633                 bc_func_init(p->func);
3634
3635                 p->fidx = BC_PROG_MAIN;
3636                 p->func = xc_program_func_BC_PROG_MAIN();
3637         }
3638
3639         p->lex_inbuf += strlen(p->lex_inbuf);
3640         p->lex = XC_LEX_EOF;
3641
3642         IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->exits);)
3643         IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->conds);)
3644         IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->ops);)
3645
3646         xc_program_reset();
3647 }
3648
3649 static void xc_parse_free(void)
3650 {
3651         IF_BC(bc_vec_free(&G.prs.exits);)
3652         IF_BC(bc_vec_free(&G.prs.conds);)
3653         IF_BC(bc_vec_free(&G.prs.ops);)
3654         bc_vec_free(&G.prs.lex_strnumbuf);
3655 }
3656
3657 static void xc_parse_create(size_t fidx)
3658 {
3659         BcParse *p = &G.prs;
3660         memset(p, 0, sizeof(BcParse));
3661
3662         bc_char_vec_init(&p->lex_strnumbuf);
3663         IF_BC(bc_vec_init(&p->exits, sizeof(size_t), NULL);)
3664         IF_BC(bc_vec_init(&p->conds, sizeof(size_t), NULL);)
3665         IF_BC(bc_vec_init(&p->ops, sizeof(BcLexType), NULL);)
3666
3667         p->fidx = fidx;
3668         p->func = xc_program_func(fidx);
3669 }
3670
3671 static void xc_program_add_fn(void)
3672 {
3673         //size_t idx;
3674         BcFunc f;
3675         bc_func_init(&f);
3676         //idx =
3677         bc_vec_push(&G.prog.fns, &f);
3678         //return idx;
3679 }
3680
3681 #if ENABLE_BC
3682
3683 // Note: takes ownership of 'name' (must be malloced)
3684 static size_t bc_program_addFunc(char *name)
3685 {
3686         size_t idx;
3687         BcId entry, *entry_ptr;
3688         int inserted;
3689
3690         entry.name = name;
3691         entry.idx = G.prog.fns.len;
3692
3693         inserted = bc_map_insert(&G.prog.fn_map, &entry, &idx);
3694         if (!inserted) free(name);
3695
3696         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3697         idx = entry_ptr->idx;
3698
3699         if (!inserted) {
3700                 // There is already a function with this name.
3701                 // It'll be redefined now, clear old definition.
3702                 BcFunc *func = xc_program_func(entry_ptr->idx);
3703                 bc_func_free(func);
3704                 bc_func_init(func);
3705         } else {
3706                 xc_program_add_fn();
3707         }
3708
3709         return idx;
3710 }
3711
3712 #define BC_PARSE_TOP_OP(p) (*(BcLexType*)bc_vec_top(&(p)->ops))
3713 // We can calculate the conversion between tokens and exprs by subtracting the
3714 // position of the first operator in the lex enum and adding the position of the
3715 // first in the expr enum. Note: This only works for binary operators.
3716 #define BC_TOKEN_2_INST(t) ((char) ((t) - XC_LEX_OP_POWER + XC_INST_POWER))
3717
3718 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(uint8_t flags);
3719
3720 static BC_STATUS zbc_parse_expr(uint8_t flags)
3721 {
3722         BcStatus s;
3723
3724         s = bc_parse_expr_empty_ok(flags);
3725         if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP)
3726                 RETURN_STATUS(bc_error("empty expression"));
3727         RETURN_STATUS(s);
3728 }
3729 #define zbc_parse_expr(...) (zbc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3730
3731 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(bool auto_allowed);
3732 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3733
3734 static BC_STATUS zbc_parse_stmt(void)
3735 {
3736         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt_possibly_auto(false));
3737 }
3738 #define zbc_parse_stmt(...) (zbc_parse_stmt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3739
3740 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(const char *after_X)
3741 {
3742         BcParse *p = &G.prs;
3743         // "if(cond)<newline>stmt" is accepted too, but not 2+ newlines.
3744         // Same for "else", "while()", "for()".
3745         BcStatus s = zbc_lex_next_and_skip_NLINE();
3746         if (s) RETURN_STATUS(s);
3747         if (p->lex == XC_LEX_NLINE)
3748                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("no statement after '%s'", after_X));
3749
3750         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt());
3751 }
3752 #define zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(...) (zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3753
3754 static void bc_parse_operator(BcLexType type, size_t start, size_t *nexprs)
3755 {
3756         BcParse *p = &G.prs;
3757         char l, r = bc_operation_PREC(type - XC_LEX_1st_op);
3758         bool left = bc_operation_LEFT(type - XC_LEX_1st_op);
3759
3760         while (p->ops.len > start) {
3761                 BcLexType t = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3762                 if (t == BC_LEX_LPAREN) break;
3763
3764                 l = bc_operation_PREC(t - XC_LEX_1st_op);
3765                 if (l >= r && (l != r || !left)) break;
3766
3767                 xc_parse_push(BC_TOKEN_2_INST(t));
3768                 bc_vec_pop(&p->ops);
3769                 *nexprs -= (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && t != XC_LEX_NEG);
3770         }
3771
3772         bc_vec_push(&p->ops, &type);
3773 }
3774
3775 static BC_STATUS zbc_parse_rightParen(size_t ops_bgn, size_t *nexs)
3776 {
3777         BcParse *p = &G.prs;
3778         BcLexType top;
3779
3780         if (p->ops.len <= ops_bgn)
3781                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3782         top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3783
3784         while (top != BC_LEX_LPAREN) {
3785                 xc_parse_push(BC_TOKEN_2_INST(top));
3786
3787                 bc_vec_pop(&p->ops);
3788                 *nexs -= (top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != XC_LEX_NEG);
3789
3790                 if (p->ops.len <= ops_bgn)
3791                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3792                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3793         }
3794
3795         bc_vec_pop(&p->ops);
3796
3797         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3798 }
3799 #define zbc_parse_rightParen(...) (zbc_parse_rightParen(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3800
3801 static BC_STATUS zbc_parse_params(uint8_t flags)
3802 {
3803         BcParse *p = &G.prs;
3804         BcStatus s;
3805         size_t nparams;
3806
3807         dbg_lex("%s:%d p->lex:%d", __func__, __LINE__, p->lex);
3808         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3809
3810         s = zxc_lex_next();
3811         if (s) RETURN_STATUS(s);
3812
3813         nparams = 0;
3814         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) {
3815                 for (;;) {
3816                         s = zbc_parse_expr(flags);
3817                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3818                         nparams++;
3819                         if (p->lex != BC_LEX_COMMA) {
3820                                 if (p->lex == BC_LEX_RPAREN)
3821                                         break;
3822                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3823                         }
3824                         s = zxc_lex_next();
3825                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3826                 }
3827         }
3828
3829         xc_parse_push(BC_INST_CALL);
3830         xc_parse_pushIndex(nparams);
3831
3832         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3833 }
3834 #define zbc_parse_params(...) (zbc_parse_params(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3835
3836 // Note: takes ownership of 'name' (must be malloced)
3837 static BC_STATUS zbc_parse_call(char *name, uint8_t flags)
3838 {
3839         BcParse *p = &G.prs;
3840         BcStatus s;
3841         BcId entry, *entry_ptr;
3842         size_t idx;
3843
3844         entry.name = name;
3845
3846         s = zbc_parse_params(flags);
3847         if (s) goto err;
3848
3849         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) {
3850                 s = bc_error_bad_token();
3851                 goto err;
3852         }
3853
3854         idx = bc_map_find_exact(&G.prog.fn_map, &entry);
3855
3856         if (idx == BC_VEC_INVALID_IDX) {
3857                 // No such function exists, create an empty one
3858                 bc_program_addFunc(name);
3859                 idx = bc_map_find_exact(&G.prog.fn_map, &entry);
3860         } else
3861                 free(name);
3862
3863         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3864         xc_parse_pushIndex(entry_ptr->idx);
3865
3866         RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
3867  err:
3868         free(name);
3869         RETURN_STATUS(s);
3870 }
3871 #define zbc_parse_call(...) (zbc_parse_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3872
3873 static BC_STATUS zbc_parse_name(BcInst *type, uint8_t flags)
3874 {
3875         BcParse *p = &G.prs;
3876         BcStatus s;
3877         char *name;
3878
3879         name = xstrdup(p->lex_strnumbuf.v);
3880         s = zxc_lex_next();
3881         if (s) goto err;
3882
3883         if (p->lex == BC_LEX_LBRACKET) {
3884                 s = zxc_lex_next();
3885                 if (s) goto err;
3886
3887                 if (p->lex == BC_LEX_RBRACKET) {
3888                         if (!(flags & BC_PARSE_ARRAY)) {
3889                                 s = bc_error_bad_expression();
3890                                 goto err;
3891                         }
3892                         *type = XC_INST_ARRAY;
3893                 } else {
3894                         *type = XC_INST_ARRAY_ELEM;
3895                         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3896                         s = zbc_parse_expr(flags);
3897                         if (s) goto err;
3898                 }
3899                 s = zxc_lex_next();
3900                 if (s) goto err;
3901                 xc_parse_push(*type);
3902                 xc_parse_pushName(name);
3903                 free(name);
3904         } else if (p->lex == BC_LEX_LPAREN) {
3905                 if (flags & BC_PARSE_NOCALL) {
3906                         s = bc_error_bad_token();
3907                         goto err;
3908                 }
3909                 *type = BC_INST_CALL;
3910                 s = zbc_parse_call(name, flags);
3911         } else {
3912                 *type = XC_INST_VAR;
3913                 xc_parse_push(XC_INST_VAR);
3914                 xc_parse_pushName(name);
3915                 free(name);
3916         }
3917
3918         RETURN_STATUS(s);
3919  err:
3920         free(name);
3921         RETURN_STATUS(s);
3922 }
3923 #define zbc_parse_name(...) (zbc_parse_name(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3924
3925 static BC_STATUS zbc_parse_read(void)
3926 {
3927         BcParse *p = &G.prs;
3928         BcStatus s;
3929
3930         s = zxc_lex_next();
3931         if (s) RETURN_STATUS(s);
3932         if (p->lex != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3933
3934         s = zxc_lex_next();
3935         if (s) RETURN_STATUS(s);
3936         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3937
3938         xc_parse_push(XC_INST_READ);
3939
3940         RETURN_STATUS(s);
3941 }
3942 #define zbc_parse_read(...) (zbc_parse_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3943
3944 static BC_STATUS zbc_parse_builtin(BcLexType type, uint8_t flags, BcInst *prev)
3945 {
3946         BcParse *p = &G.prs;
3947         BcStatus s;
3948
3949         s = zxc_lex_next();
3950         if (s) RETURN_STATUS(s);
3951         if (p->lex != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3952
3953         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3954
3955         s = zxc_lex_next();
3956         if (s) RETURN_STATUS(s);
3957
3958         s = zbc_parse_expr(flags);
3959         if (s) RETURN_STATUS(s);
3960
3961         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3962
3963         *prev = (type == BC_LEX_KEY_LENGTH) ? XC_INST_LENGTH : XC_INST_SQRT;
3964         xc_parse_push(*prev);
3965
3966         RETURN_STATUS(s);
3967 }
3968 #define zbc_parse_builtin(...) (zbc_parse_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3969
3970 static BC_STATUS zbc_parse_scale(BcInst *type, uint8_t flags)
3971 {
3972         BcParse *p = &G.prs;
3973         BcStatus s;
3974
3975         s = zxc_lex_next();
3976         if (s) RETURN_STATUS(s);
3977
3978         if (p->lex != BC_LEX_LPAREN) {
3979                 *type = XC_INST_SCALE;
3980                 xc_parse_push(XC_INST_SCALE);
3981                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3982         }
3983
3984         *type = XC_INST_SCALE_FUNC;
3985         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3986
3987         s = zxc_lex_next();
3988         if (s) RETURN_STATUS(s);
3989
3990         s = zbc_parse_expr(flags);
3991         if (s) RETURN_STATUS(s);
3992         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN)
3993                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3994         xc_parse_push(XC_INST_SCALE_FUNC);
3995
3996         RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
3997 }
3998 #define zbc_parse_scale(...) (zbc_parse_scale(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3999
4000 static BC_STATUS zbc_parse_incdec(BcInst *prev, size_t *nexs, uint8_t flags)
4001 {
4002         BcParse *p = &G.prs;
4003         BcStatus s;
4004         BcLexType type;
4005         char inst;
4006         BcInst etype = *prev;
4007
4008         if (etype == XC_INST_VAR || etype == XC_INST_ARRAY_ELEM
4009          || etype == XC_INST_SCALE || etype == BC_INST_LAST
4010          || etype == XC_INST_IBASE || etype == XC_INST_OBASE
4011         ) {
4012                 *prev = inst = BC_INST_INC_POST + (p->lex != BC_LEX_OP_INC);
4013                 xc_parse_push(inst);
4014                 s = zxc_lex_next();
4015         } else {
4016                 *prev = inst = BC_INST_INC_PRE + (p->lex != BC_LEX_OP_INC);
4017
4018                 s = zxc_lex_next();
4019                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4020                 type = p->lex;
4021
4022                 // Because we parse the next part of the expression
4023                 // right here, we need to increment this.
4024                 *nexs = *nexs + 1;
4025
4026                 switch (type) {
4027                 case XC_LEX_NAME:
4028                         s = zbc_parse_name(prev, flags | BC_PARSE_NOCALL);
4029                         break;
4030                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4031                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4032                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4033                         xc_parse_push(type - BC_LEX_KEY_IBASE + XC_INST_IBASE);
4034                         s = zxc_lex_next();
4035                         break;
4036                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4037                         s = zxc_lex_next();
4038                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4039                         if (p->lex == BC_LEX_LPAREN)
4040                                 s = bc_error_bad_token();
4041                         else
4042                                 xc_parse_push(XC_INST_SCALE);
4043                         break;
4044                 default:
4045                         s = bc_error_bad_token();
4046                         break;
4047                 }
4048
4049                 if (!s) xc_parse_push(inst);
4050         }
4051
4052         RETURN_STATUS(s);
4053 }
4054 #define zbc_parse_incdec(...) (zbc_parse_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4055
4056 static int bc_parse_inst_isLeaf(BcInst p)
4057 {
4058         return (p >= XC_INST_NUM && p <= XC_INST_SQRT)
4059                 || p == BC_INST_INC_POST
4060                 || p == BC_INST_DEC_POST
4061                 ;
4062 }
4063 #define BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rparen) \
4064         (!(bin_last) && ((rparen) || bc_parse_inst_isLeaf(prev)))
4065
4066 static BC_STATUS zbc_parse_minus(BcInst *prev, size_t ops_bgn,
4067                                 bool rparen, bool bin_last, size_t *nexprs)
4068 {
4069         BcParse *p = &G.prs;
4070         BcStatus s;
4071         BcLexType type;
4072
4073         s = zxc_lex_next();
4074         if (s) RETURN_STATUS(s);
4075
4076         type = BC_PARSE_LEAF(*prev, bin_last, rparen) ? XC_LEX_OP_MINUS : XC_LEX_NEG;
4077         *prev = BC_TOKEN_2_INST(type);
4078
4079         // We can just push onto the op stack because this is the largest
4080         // precedence operator that gets pushed. Inc/dec does not.
4081         if (type != XC_LEX_OP_MINUS)
4082                 bc_vec_push(&p->ops, &type);
4083         else
4084                 bc_parse_operator(type, ops_bgn, nexprs);
4085
4086         RETURN_STATUS(s);
4087 }
4088 #define zbc_parse_minus(...) (zbc_parse_minus(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4089
4090 static BC_STATUS zbc_parse_print(void)
4091 {
4092         BcParse *p = &G.prs;
4093         BcStatus s;
4094         BcLexType type;
4095
4096         for (;;) {
4097                 s = zxc_lex_next();
4098                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4099                 type = p->lex;
4100                 if (type == XC_LEX_STR) {
4101                         s = zbc_parse_pushSTR();
4102                 } else {
4103                         s = zbc_parse_expr(0);
4104                 }
4105                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4106                 xc_parse_push(XC_INST_PRINT_POP);
4107                 if (p->lex != BC_LEX_COMMA)
4108                         break;
4109         }
4110
4111         RETURN_STATUS(s);
4112 }
4113 #define zbc_parse_print(...) (zbc_parse_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4114
4115 static BC_STATUS zbc_parse_return(void)
4116 {
4117         BcParse *p = &G.prs;
4118         BcStatus s;
4119         BcLexType t;
4120
4121         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4122         s = zxc_lex_next();
4123         if (s) RETURN_STATUS(s);
4124
4125         t = p->lex;
4126         if (t == XC_LEX_NLINE || t == BC_LEX_SCOLON || t == BC_LEX_RBRACE)
4127                 xc_parse_push(BC_INST_RET0);
4128         else {
4129 //TODO: if (p->func->voidfunc) ERROR
4130                 s = zbc_parse_expr(0);
4131                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4132
4133                 if (t != BC_LEX_LPAREN   // "return EXPR", no ()
4134                  || p->lex_last != BC_LEX_RPAREN  // example: "return (a) + b"
4135                 ) {
4136                         s = zbc_POSIX_requires("parentheses around return expressions");
4137                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4138                 }
4139
4140                 xc_parse_push(XC_INST_RET);
4141         }
4142
4143         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4144         RETURN_STATUS(s);
4145 }
4146 #define zbc_parse_return(...) (zbc_parse_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4147
4148 static void rewrite_label_to_current(size_t idx)
4149 {
4150         BcParse *p = &G.prs;
4151         size_t *label = bc_vec_item(&p->func->labels, idx);
4152         *label = p->func->code.len;
4153 }
4154
4155 static BC_STATUS zbc_parse_if(void)
4156 {
4157         BcParse *p = &G.prs;
4158         BcStatus s;
4159         size_t ip_idx;
4160
4161         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4162         s = zxc_lex_next();
4163         if (s) RETURN_STATUS(s);
4164         if (p->lex != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4165
4166         s = zxc_lex_next();
4167         if (s) RETURN_STATUS(s);
4168         s = zbc_parse_expr(BC_PARSE_REL);
4169         if (s) RETURN_STATUS(s);
4170         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4171
4172         // Encode "if zero, jump to ..."
4173         // Pushed value (destination of the jump) is uninitialized,
4174         // will be rewritten to be address of "end of if()" or of "else".
4175         ip_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4176         bc_parse_pushJUMP_ZERO(ip_idx);
4177
4178         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(STRING_if);
4179         if (s) RETURN_STATUS(s);
4180
4181         dbg_lex("%s:%d in if after stmt: p->lex:%d", __func__, __LINE__, p->lex);
4182         if (p->lex == BC_LEX_KEY_ELSE) {
4183                 size_t ip2_idx;
4184
4185                 // Encode "after then_stmt, jump to end of if()"
4186                 ip2_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &ip2_idx);
4187                 dbg_lex("%s:%d after if() then_stmt: BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, ip2_idx);
4188                 bc_parse_pushJUMP(ip2_idx);
4189
4190                 dbg_lex("%s:%d rewriting 'if_zero' label to jump to 'else'-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4191                 rewrite_label_to_current(ip_idx);
4192
4193                 ip_idx = ip2_idx;
4194
4195                 s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(STRING_else);
4196                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4197         }
4198
4199         dbg_lex("%s:%d rewriting label to jump after 'if' body-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4200         rewrite_label_to_current(ip_idx);
4201
4202         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4203         RETURN_STATUS(s);
4204 }
4205 #define zbc_parse_if(...) (zbc_parse_if(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4206
4207 static BC_STATUS zbc_parse_while(void)
4208 {
4209         BcParse *p = &G.prs;
4210         BcStatus s;
4211         size_t cond_idx;
4212         size_t ip_idx;
4213
4214         s = zxc_lex_next();
4215         if (s) RETURN_STATUS(s);
4216         if (p->lex != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4217         s = zxc_lex_next();
4218         if (s) RETURN_STATUS(s);
4219
4220         cond_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4221         ip_idx = cond_idx + 1;
4222         bc_vec_push(&p->conds, &cond_idx);
4223
4224         bc_vec_push(&p->exits, &ip_idx);
4225         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4226
4227         s = zbc_parse_expr(BC_PARSE_REL);
4228         if (s) RETURN_STATUS(s);
4229         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4230
4231         bc_parse_pushJUMP_ZERO(ip_idx);
4232
4233         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(STRING_while);
4234         if (s) RETURN_STATUS(s);
4235
4236         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, cond_idx);
4237         bc_parse_pushJUMP(cond_idx);
4238
4239         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4240         rewrite_label_to_current(ip_idx);
4241
4242         bc_vec_pop(&p->exits);
4243         bc_vec_pop(&p->conds);
4244
4245         RETURN_STATUS(s);
4246 }
4247 #define zbc_parse_while(...) (zbc_parse_while(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4248
4249 static BC_STATUS zbc_parse_for(void)
4250 {
4251         BcParse *p = &G.prs;
4252         BcStatus s;
4253         size_t cond_idx, exit_idx, body_idx, update_idx;
4254
4255         dbg_lex("%s:%d p->lex:%d", __func__, __LINE__, p->lex);
4256         s = zxc_lex_next();
4257         if (s) RETURN_STATUS(s);
4258         if (p->lex != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4259         s = zxc_lex_next();
4260         if (s) RETURN_STATUS(s);
4261
4262         if (p->lex != BC_LEX_SCOLON) {
4263                 s = zbc_parse_expr(0);
4264                 xc_parse_push(XC_INST_POP);
4265                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4266         } else {
4267                 s = zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("init");
4268                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4269         }
4270
4271         if (p->lex != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4272         s = zxc_lex_next();
4273         if (s) RETURN_STATUS(s);
4274
4275         cond_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4276         update_idx = cond_idx + 1;
4277         body_idx = update_idx + 1;
4278         exit_idx = body_idx + 1;
4279
4280         if (p->lex != BC_LEX_SCOLON)
4281                 s = zbc_parse_expr(BC_PARSE_REL);
4282         else {
4283                 // Set this for the next call to xc_parse_pushNUM().
4284                 // This is safe to set because the current token is a semicolon,
4285                 // which has no string requirement.
4286                 bc_vec_string(&p->lex_strnumbuf, 1, "1");
4287                 xc_parse_pushNUM();
4288                 s = zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("condition");
4289         }
4290         if (s) RETURN_STATUS(s);
4291
4292         if (p->lex != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4293
4294         s = zxc_lex_next();
4295         if (s) RETURN_STATUS(s);
4296
4297         bc_parse_pushJUMP_ZERO(exit_idx);
4298         bc_parse_pushJUMP(body_idx);
4299
4300         bc_vec_push(&p->conds, &update_idx);
4301         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4302
4303         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) {
4304                 s = zbc_parse_expr(0);
4305                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4306                 if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4307                 xc_parse_push(XC_INST_POP);
4308         } else {
4309                 s = zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("update");
4310                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4311         }
4312
4313         bc_parse_pushJUMP(cond_idx);
4314         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4315
4316         bc_vec_push(&p->exits, &exit_idx);
4317         bc_vec_push(&p->func->labels, &exit_idx);
4318
4319         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(STRING_for);
4320         if (s) RETURN_STATUS(s);
4321
4322         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, update_idx);
4323         bc_parse_pushJUMP(update_idx);
4324
4325         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4326         rewrite_label_to_current(exit_idx);
4327
4328         bc_vec_pop(&p->exits);
4329         bc_vec_pop(&p->conds);
4330
4331         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4332 }
4333 #define zbc_parse_for(...) (zbc_parse_for(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4334
4335 static BC_STATUS zbc_parse_break_or_continue(BcLexType type)
4336 {
4337         BcParse *p = &G.prs;
4338         size_t i;
4339
4340         if (type == BC_LEX_KEY_BREAK) {
4341                 if (p->exits.len == 0) // none of the enclosing blocks is a loop
4342                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4343                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->exits);
4344         } else {
4345                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->conds);
4346         }
4347         bc_parse_pushJUMP(i);
4348
4349         RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
4350 }
4351 #define zbc_parse_break_or_continue(...) (zbc_parse_break_or_continue(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4352
4353 static BC_STATUS zbc_func_insert(BcFunc *f, char *name, bool var)
4354 {
4355         BcId *autoid;
4356         BcId a;
4357         size_t i;
4358
4359         autoid = (void*)f->autos.v;
4360         for (i = 0; i < f->autos.len; i++, autoid++) {
4361                 if (strcmp(name, autoid->name) == 0
4362                  && var == autoid->idx
4363                 ) {
4364                         RETURN_STATUS(bc_error("duplicate function parameter or auto name"));
4365                 }
4366         }
4367
4368         a.idx = var;
4369         a.name = name;
4370
4371         bc_vec_push(&f->autos, &a);
4372
4373         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4374 }
4375 #define zbc_func_insert(...) (zbc_func_insert(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4376
4377 static BC_STATUS zbc_parse_funcdef(void)
4378 {
4379         BcParse *p = &G.prs;
4380         BcStatus s;
4381         bool var, comma, voidfunc;
4382         char *name;
4383
4384         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4385         s = zxc_lex_next();
4386         if (s) RETURN_STATUS(s);
4387         if (p->lex != XC_LEX_NAME)
4388                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_function_definition());
4389
4390         // To be maximally both POSIX and GNU-compatible,
4391         // "void" is not treated as a normal keyword:
4392         // you can have variable named "void", and even a function
4393         // named "void": "define void() { return 6; }" is ok.
4394         // _Only_ "define void f() ..." syntax treats "void"
4395         // specially.
4396         voidfunc = (strcmp(p->lex_strnumbuf.v, "void") == 0);
4397
4398         s = zxc_lex_next();
4399         if (s) RETURN_STATUS(s);
4400
4401         voidfunc = (voidfunc && p->lex == XC_LEX_NAME);
4402         if (voidfunc) {
4403                 s = zxc_lex_next();
4404                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4405         }
4406
4407         if (p->lex != BC_LEX_LPAREN)
4408                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_function_definition());
4409
4410         p->fidx = bc_program_addFunc(xstrdup(p->lex_strnumbuf.v));
4411         p->func = xc_program_func(p->fidx);
4412         p->func->voidfunc = voidfunc;
4413
4414         s = zxc_lex_next();
4415         if (s) RETURN_STATUS(s);
4416
4417         comma = false;
4418         while (p->lex != BC_LEX_RPAREN) {
4419                 if (p->lex != XC_LEX_NAME)
4420                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_function_definition());
4421
4422                 ++p->func->nparams;
4423
4424                 name = xstrdup(p->lex_strnumbuf.v);
4425                 s = zxc_lex_next();
4426                 if (s) goto err;
4427
4428                 var = p->lex != BC_LEX_LBRACKET;
4429
4430                 if (!var) {
4431                         s = zxc_lex_next();
4432                         if (s) goto err;
4433
4434                         if (p->lex != BC_LEX_RBRACKET) {
4435                                 s = bc_error_bad_function_definition();
4436                                 goto err;
4437                         }
4438
4439                         s = zxc_lex_next();
4440                         if (s) goto err;
4441                 }
4442
4443                 comma = p->lex == BC_LEX_COMMA;
4444                 if (comma) {
4445                         s = zxc_lex_next();
4446                         if (s) goto err;
4447                 }
4448
4449                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4450                 if (s) goto err;
4451         }
4452
4453         if (comma) RETURN_STATUS(bc_error_bad_function_definition());
4454
4455         s = zxc_lex_next();
4456         if (s) RETURN_STATUS(s);
4457
4458         if (p->lex != BC_LEX_LBRACE) {
4459                 s = zbc_POSIX_requires("the left brace be on the same line as the function header");
4460                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4461         }
4462
4463         // Prevent "define z()<newline>" from being interpreted as function with empty stmt as body
4464         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE();
4465         if (s) RETURN_STATUS(s);
4466         // GNU bc requires a {} block even if function body has single stmt, enforce this
4467         if (p->lex != BC_LEX_LBRACE)
4468                 RETURN_STATUS(bc_error("function { body } expected"));
4469
4470         p->in_funcdef++; // to determine whether "return" stmt is allowed, and such
4471         s = zbc_parse_stmt_possibly_auto(true);
4472         p->in_funcdef--;
4473         if (s) RETURN_STATUS(s);
4474
4475         xc_parse_push(BC_INST_RET0);
4476
4477         // Subsequent code generation is into main program
4478         p->fidx = BC_PROG_MAIN;
4479         p->func = xc_program_func_BC_PROG_MAIN();
4480
4481         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4482         RETURN_STATUS(s);
4483  err:
4484         dbg_lex_done("%s:%d done (error)", __func__, __LINE__);
4485         free(name);
4486         RETURN_STATUS(s);
4487 }
4488 #define zbc_parse_funcdef(...) (zbc_parse_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4489
4490 static BC_STATUS zbc_parse_auto(void)
4491 {
4492         BcParse *p = &G.prs;
4493         BcStatus s;
4494         char *name;
4495
4496         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4497         s = zxc_lex_next();
4498         if (s) RETURN_STATUS(s);
4499
4500         for (;;) {
4501                 bool var;
4502
4503                 if (p->lex != XC_LEX_NAME)
4504                         RETURN_STATUS(bc_error_at("bad 'auto' syntax"));
4505
4506                 name = xstrdup(p->lex_strnumbuf.v);
4507                 s = zxc_lex_next();
4508                 if (s) goto err;
4509
4510                 var = (p->lex != BC_LEX_LBRACKET);
4511                 if (!var) {
4512                         s = zxc_lex_next();
4513                         if (s) goto err;
4514
4515                         if (p->lex != BC_LEX_RBRACKET) {
4516                                 s = bc_error_at("bad 'auto' syntax");
4517                                 goto err;
4518                         }
4519                         s = zxc_lex_next();
4520                         if (s) goto err;
4521                 }
4522
4523                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4524                 if (s) goto err;
4525
4526                 if (p->lex == XC_LEX_NLINE
4527                  || p->lex == BC_LEX_SCOLON
4528                 //|| p->lex == BC_LEX_RBRACE // allow "define f() {auto a}"
4529                 ) {
4530                         break;
4531                 }
4532                 if (p->lex != BC_LEX_COMMA)
4533                         RETURN_STATUS(bc_error_at("bad 'auto' syntax"));
4534                 s = zxc_lex_next(); // skip comma
4535                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4536         }
4537
4538         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4539         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4540  err:
4541         free(name);
4542         dbg_lex_done("%s:%d done (ERROR)", __func__, __LINE__);
4543         RETURN_STATUS(s);
4544 }
4545 #define zbc_parse_auto(...) (zbc_parse_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4546
4547 #undef zbc_parse_stmt_possibly_auto
4548 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(bool auto_allowed)
4549 {
4550         BcParse *p = &G.prs;
4551         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4552
4553         dbg_lex_enter("%s:%d entered, p->lex:%d", __func__, __LINE__, p->lex);
4554
4555         if (p->lex == XC_LEX_NLINE) {
4556                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen XC_LEX_NLINE)", __func__, __LINE__);
4557                 RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
4558         }
4559         if (p->lex == BC_LEX_SCOLON) {
4560                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_SCOLON)", __func__, __LINE__);
4561                 RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
4562         }
4563
4564         if (p->lex == BC_LEX_LBRACE) {
4565                 dbg_lex("%s:%d BC_LEX_LBRACE: (auto_allowed:%d)", __func__, __LINE__, auto_allowed);
4566                 do {
4567                         s = zxc_lex_next();
4568                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4569                 } while (p->lex == XC_LEX_NLINE);
4570                 if (auto_allowed && p->lex == BC_LEX_KEY_AUTO) {
4571                         dbg_lex("%s:%d calling zbc_parse_auto()", __func__, __LINE__);
4572                         s = zbc_parse_auto();
4573                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4574                 }
4575                 while (p->lex != BC_LEX_RBRACE) {
4576                         dbg_lex("%s:%d block parsing loop", __func__, __LINE__);
4577 //FIXME: prevent wrong syntax such as "{ print 1 print 2 }"
4578                         s = zbc_parse_stmt();
4579                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4580                 }
4581                 s = zxc_lex_next();
4582                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_RBRACE)", __func__, __LINE__);
4583                 RETURN_STATUS(s);
4584         }
4585
4586         dbg_lex("%s:%d p->lex:%d", __func__, __LINE__, p->lex);
4587         switch (p->lex) {
4588         case XC_LEX_OP_MINUS:
4589         case BC_LEX_OP_INC:
4590         case BC_LEX_OP_DEC:
4591         case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4592         case BC_LEX_LPAREN:
4593         case XC_LEX_NAME:
4594         case XC_LEX_NUMBER:
4595         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4596         case BC_LEX_KEY_LAST:
4597         case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4598         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4599         case BC_LEX_KEY_READ:
4600         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4601         case BC_LEX_KEY_SQRT:
4602                 s = zbc_parse_expr(BC_PARSE_PRINT);
4603                 break;
4604         case XC_LEX_STR:
4605                 s = zbc_parse_pushSTR();
4606                 xc_parse_push(XC_INST_PRINT_STR);
4607                 break;
4608         case BC_LEX_KEY_BREAK:
4609         case BC_LEX_KEY_CONTINUE:
4610                 s = zbc_parse_break_or_continue(p->lex);
4611                 break;
4612         case BC_LEX_KEY_FOR:
4613                 s = zbc_parse_for();
4614                 break;
4615         case BC_LEX_KEY_HALT:
4616                 xc_parse_push(BC_INST_HALT);
4617                 s = zxc_lex_next();
4618                 break;
4619         case BC_LEX_KEY_IF:
4620                 s = zbc_parse_if();
4621                 break;
4622         case BC_LEX_KEY_LIMITS:
4623                 // "limits" is a compile-time command,
4624                 // the output is produced at _parse time_.
4625                 printf(
4626                         "BC_BASE_MAX     = "BC_MAX_OBASE_STR "\n"
4627                         "BC_DIM_MAX      = "BC_MAX_DIM_STR   "\n"
4628                         "BC_SCALE_MAX    = "BC_MAX_SCALE_STR "\n"
4629                         "BC_STRING_MAX   = "BC_MAX_STRING_STR"\n"
4630                 //      "BC_NUM_MAX      = "BC_MAX_NUM_STR   "\n" - GNU bc does not show this
4631                         "MAX Exponent    = "BC_MAX_EXP_STR   "\n"
4632                         "Number of vars  = "BC_MAX_VARS_STR  "\n"
4633                 );
4634                 s = zxc_lex_next();
4635                 break;
4636         case BC_LEX_KEY_PRINT:
4637                 s = zbc_parse_print();
4638                 break;
4639         case BC_LEX_KEY_QUIT:
4640                 // "quit" is a compile-time command. For example,
4641                 // "if (0 == 1) quit" terminates when parsing the statement,
4642                 // not when it is executed
4643                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
4644         case BC_LEX_KEY_RETURN:
4645                 if (!p->in_funcdef)
4646                         RETURN_STATUS(bc_error("'return' not in a function"));
4647                 s = zbc_parse_return();
4648                 break;
4649         case BC_LEX_KEY_WHILE:
4650                 s = zbc_parse_while();
4651                 break;
4652         default:
4653                 s = bc_error_bad_token();
4654                 break;
4655         }
4656
4657         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4658         RETURN_STATUS(s);
4659 }
4660 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4661
4662 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_or_funcdef(void)
4663 {
4664         BcParse *p = &G.prs;
4665         BcStatus s;
4666
4667         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4668         if (p->lex == XC_LEX_EOF)
4669                 s = bc_error("end of file");
4670         else if (p->lex == BC_LEX_KEY_DEFINE) {
4671                 dbg_lex("%s:%d p->lex:BC_LEX_KEY_DEFINE", __func__, __LINE__);
4672                 s = zbc_parse_funcdef();
4673         } else {
4674                 dbg_lex("%s:%d p->lex:%d (not BC_LEX_KEY_DEFINE)", __func__, __LINE__, p->lex);
4675                 s = zbc_parse_stmt();
4676         }
4677
4678         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4679         RETURN_STATUS(s);
4680 }
4681 #define zbc_parse_stmt_or_funcdef(...) (zbc_parse_stmt_or_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4682
4683 // This is not a "z" function: can also return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP
4684 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(uint8_t flags)
4685 {
4686         BcParse *p = &G.prs;
4687         BcInst prev = XC_INST_PRINT;
4688         size_t nexprs = 0, ops_bgn = p->ops.len;
4689         unsigned nparens, nrelops;
4690         bool paren_first, rprn, assign, bin_last, incdec;
4691
4692         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4693         paren_first = (p->lex == BC_LEX_LPAREN);
4694         nparens = nrelops = 0;
4695         rprn = assign = incdec = false;
4696         bin_last = true;
4697
4698         for (;;) {
4699                 bool get_token;
4700                 BcStatus s;
4701                 BcLexType t = p->lex;
4702
4703                 if (!lex_allowed_in_bc_expr(t))
4704                         break;
4705
4706                 dbg_lex("%s:%d t:%d", __func__, __LINE__, t);
4707                 get_token = false;
4708                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
4709                 switch (t) {
4710                 case BC_LEX_OP_INC:
4711                 case BC_LEX_OP_DEC:
4712                         dbg_lex("%s:%d LEX_OP_INC/DEC", __func__, __LINE__);
4713                         if (incdec) return bc_error_bad_assignment();
4714                         s = zbc_parse_incdec(&prev, &nexprs, flags);
4715                         incdec = true;
4716                         rprn = bin_last = false;
4717                         //get_token = false; - already is
4718                         break;
4719                 case XC_LEX_OP_MINUS:
4720                         dbg_lex("%s:%d LEX_OP_MINUS", __func__, __LINE__);
4721                         s = zbc_parse_minus(&prev, ops_bgn, rprn, bin_last, &nexprs);
4722                         rprn = false;
4723                         //get_token = false; - already is
4724                         bin_last = (prev == XC_INST_MINUS);
4725                         if (bin_last) incdec = false;
4726                         break;
4727                 case BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER:
4728                 case BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY:
4729                 case BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE:
4730                 case BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS:
4731                 case BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS:
4732                 case BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS:
4733                 case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4734                         dbg_lex("%s:%d LEX_ASSIGNxyz", __func__, __LINE__);
4735                         if (prev != XC_INST_VAR && prev != XC_INST_ARRAY_ELEM
4736                          && prev != XC_INST_SCALE && prev != XC_INST_IBASE
4737                          && prev != XC_INST_OBASE && prev != BC_INST_LAST
4738                         ) {
4739                                 return bc_error_bad_assignment();
4740                         }
4741                 // Fallthrough.
4742                 case XC_LEX_OP_POWER:
4743                 case XC_LEX_OP_MULTIPLY:
4744                 case XC_LEX_OP_DIVIDE:
4745                 case XC_LEX_OP_MODULUS:
4746                 case XC_LEX_OP_PLUS:
4747                 case XC_LEX_OP_REL_EQ:
4748                 case XC_LEX_OP_REL_LE:
4749                 case XC_LEX_OP_REL_GE:
4750                 case XC_LEX_OP_REL_NE:
4751                 case XC_LEX_OP_REL_LT:
4752                 case XC_LEX_OP_REL_GT:
4753                 case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4754                 case BC_LEX_OP_BOOL_OR:
4755                 case BC_LEX_OP_BOOL_AND:
4756                         dbg_lex("%s:%d LEX_OP_xyz", __func__, __LINE__);
4757                         if (t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
4758                                 if (!bin_last && p->lex_last != BC_LEX_OP_BOOL_NOT)
4759                                         return bc_error_bad_expression();
4760                         } else if (prev == XC_INST_BOOL_NOT) {
4761                                 return bc_error_bad_expression();
4762                         }
4763
4764                         nrelops += (t >= XC_LEX_OP_REL_EQ && t <= XC_LEX_OP_REL_GT);
4765                         prev = BC_TOKEN_2_INST(t);
4766                         bc_parse_operator(t, ops_bgn, &nexprs);
4767                         rprn = incdec = false;
4768                         get_token = true;
4769                         bin_last = (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
4770                         break;
4771                 case BC_LEX_LPAREN:
4772                         dbg_lex("%s:%d LEX_LPAREN", __func__, __LINE__);
4773                         if (BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rprn))
4774                                 return bc_error_bad_expression();
4775                         bc_vec_push(&p->ops, &t);
4776                         nparens++;
4777                         get_token = true;
4778                         rprn = incdec = false;
4779                         break;
4780                 case BC_LEX_RPAREN:
4781                         dbg_lex("%s:%d LEX_RPAREN", __func__, __LINE__);
4782                         if (p->lex_last == BC_LEX_LPAREN) {
4783                                 dbg_lex_done("%s:%d done (returning EMPTY_EXP)", __func__, __LINE__);
4784                                 return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP;
4785                         }
4786                         if (bin_last || prev == XC_INST_BOOL_NOT)
4787                                 return bc_error_bad_expression();
4788                         if (nparens == 0) {
4789                                 goto exit_loop;
4790                         }
4791                         s = zbc_parse_rightParen(ops_bgn, &nexprs);
4792                         nparens--;
4793                         get_token = true;
4794                         rprn = true;
4795                         bin_last = incdec = false;
4796                         break;
4797                 case XC_LEX_NAME:
4798                         dbg_lex("%s:%d LEX_NAME", __func__, __LINE__);
4799                         if (BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rprn))
4800                                 return bc_error_bad_expression();
4801                         s = zbc_parse_name(&prev, flags & ~BC_PARSE_NOCALL);
4802                         rprn = (prev == BC_INST_CALL);
4803                         bin_last = false;
4804                         //get_token = false; - already is
4805                         nexprs++;
4806                         break;
4807                 case XC_LEX_NUMBER:
4808                         dbg_lex("%s:%d LEX_NUMBER", __func__, __LINE__);
4809                         if (BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rprn))
4810                                 return bc_error_bad_expression();
4811                         xc_parse_pushNUM();
4812                         prev = XC_INST_NUM;
4813                         get_token = true;
4814                         rprn = bin_last = false;
4815                         nexprs++;
4816                         break;
4817                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4818                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4819                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4820                         dbg_lex("%s:%d LEX_IBASE/LAST/OBASE", __func__, __LINE__);
4821                         if (BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rprn))
4822                                 return bc_error_bad_expression();
4823                         prev = (char) (t - BC_LEX_KEY_IBASE + XC_INST_IBASE);
4824                         xc_parse_push((char) prev);
4825                         get_token = true;
4826                         rprn = bin_last = false;
4827                         nexprs++;
4828                         break;
4829                 case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4830                 case BC_LEX_KEY_SQRT:
4831                         dbg_lex("%s:%d LEX_LEN/SQRT", __func__, __LINE__);
4832                         if (BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rprn))
4833                                 return bc_error_bad_expression();
4834                         s = zbc_parse_builtin(t, flags, &prev);
4835                         get_token = true;
4836                         rprn = bin_last = incdec = false;
4837                         nexprs++;
4838                         break;
4839                 case BC_LEX_KEY_READ:
4840                         dbg_lex("%s:%d LEX_READ", __func__, __LINE__);
4841                         if (BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rprn))
4842                                 return bc_error_bad_expression();
4843                         s = zbc_parse_read();
4844                         prev = XC_INST_READ;
4845                         get_token = true;
4846                         rprn = bin_last = incdec = false;
4847                         nexprs++;
4848                         break;
4849                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4850                         dbg_lex("%s:%d LEX_SCALE", __func__, __LINE__);
4851                         if (BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rprn))
4852                                 return bc_error_bad_expression();
4853                         s = zbc_parse_scale(&prev, flags);
4854                         //get_token = false; - already is
4855                         rprn = bin_last = false;
4856                         nexprs++;
4857                         break;
4858                 default:
4859                         return bc_error_bad_token();
4860                 }
4861
4862                 if (s || G_interrupt) // error, or ^C: stop parsing
4863                         return BC_STATUS_FAILURE;
4864                 if (get_token) {
4865                         s = zxc_lex_next();
4866                         if (s) return s;
4867                 }
4868         }
4869  exit_loop:
4870
4871         while (p->ops.len > ops_bgn) {
4872                 BcLexType top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
4873                 assign = (top >= BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER && top <= BC_LEX_OP_ASSIGN);
4874
4875                 if (top == BC_LEX_LPAREN || top == BC_LEX_RPAREN)
4876                         return bc_error_bad_expression();
4877
4878                 xc_parse_push(BC_TOKEN_2_INST(top));
4879
4880                 nexprs -= (top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != XC_LEX_NEG);
4881                 bc_vec_pop(&p->ops);
4882         }
4883
4884         if (prev == XC_INST_BOOL_NOT || nexprs != 1)
4885                 return bc_error_bad_expression();
4886
4887         if (!(flags & BC_PARSE_REL) && nrelops) {
4888                 BcStatus s;
4889                 s = zbc_POSIX_does_not_allow("comparison operators outside if or loops");
4890                 if (s) return s;
4891         } else if ((flags & BC_PARSE_REL) && nrelops > 1) {
4892                 BcStatus s;
4893                 s = zbc_POSIX_requires("exactly one comparison operator per condition");
4894                 if (s) return s;
4895         }
4896
4897         if (flags & BC_PARSE_PRINT) {
4898                 if (paren_first || !assign)
4899                         xc_parse_push(XC_INST_PRINT);
4900                 xc_parse_push(XC_INST_POP);
4901         }
4902
4903         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4904         return BC_STATUS_SUCCESS;
4905 }
4906
4907 #endif // ENABLE_BC
4908
4909 #if ENABLE_DC
4910
4911 static BC_STATUS zdc_parse_register(void)
4912 {
4913         BcParse *p = &G.prs;
4914         BcStatus s;
4915
4916         s = zxc_lex_next();
4917         if (s) RETURN_STATUS(s);
4918         if (p->lex != XC_LEX_NAME) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4919
4920         xc_parse_pushName(p->lex_strnumbuf.v);
4921
4922         RETURN_STATUS(s);
4923 }
4924 #define zdc_parse_register(...) (zdc_parse_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4925
4926 static void dc_parse_string(void)
4927 {
4928         BcParse *p = &G.prs;
4929         char *str;
4930         size_t len = G.prog.strs.len;
4931
4932         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4933
4934         str = xstrdup(p->lex_strnumbuf.v);
4935         xc_parse_push(XC_INST_STR);
4936         xc_parse_pushIndex(len);
4937         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
4938
4939         // Explanation needed here
4940         xc_program_add_fn();
4941         p->func = xc_program_func(p->fidx);
4942
4943         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4944 }
4945
4946 static BC_STATUS zdc_parse_mem(uint8_t inst, bool name, bool store)
4947 {
4948         BcStatus s;
4949
4950         xc_parse_push(inst);
4951         if (name) {
4952                 s = zdc_parse_register();
4953                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4954         }
4955
4956         if (store) {
4957                 xc_parse_push(DC_INST_SWAP);
4958                 xc_parse_push(XC_INST_ASSIGN);
4959                 xc_parse_push(XC_INST_POP);
4960         }
4961
4962         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4963 }
4964 #define zdc_parse_mem(...) (zdc_parse_mem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4965
4966 static BC_STATUS zdc_parse_cond(uint8_t inst)
4967 {
4968         BcParse *p = &G.prs;
4969         BcStatus s;
4970
4971         xc_parse_push(inst);
4972         xc_parse_push(DC_INST_EXEC_COND);
4973
4974         s = zdc_parse_register();
4975         if (s) RETURN_STATUS(s);
4976
4977         s = zxc_lex_next();
4978         if (s) RETURN_STATUS(s);
4979
4980         // Note that 'else' part can not be on the next line:
4981         // echo -e '[1p]sa [2p]sb 2 1>a eb' | dc - OK, prints "2"
4982         // echo -e '[1p]sa [2p]sb 2 1>a\neb' | dc - parse error
4983         if (p->lex == DC_LEX_ELSE) {
4984                 s = zdc_parse_register();
4985                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4986                 s = zxc_lex_next();
4987         } else {
4988                 xc_parse_push('\0');
4989         }
4990
4991         RETURN_STATUS(s);
4992 }
4993 #define zdc_parse_cond(...) (zdc_parse_cond(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4994
4995 static BC_STATUS zdc_parse_token(BcLexType t)
4996 {
4997         BcStatus s;
4998         uint8_t inst;
4999         bool assign, get_token;
5000
5001         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
5002         s = BC_STATUS_SUCCESS;
5003         get_token = true;
5004         switch (t) {
5005         case XC_LEX_OP_REL_EQ:
5006         case XC_LEX_OP_REL_LE:
5007         case XC_LEX_OP_REL_GE:
5008         case XC_LEX_OP_REL_NE:
5009         case XC_LEX_OP_REL_LT:
5010         case XC_LEX_OP_REL_GT:
5011                 dbg_lex("%s:%d LEX_OP_REL_xyz", __func__, __LINE__);
5012                 s = zdc_parse_cond(t - XC_LEX_OP_REL_EQ + XC_INST_REL_EQ);
5013                 get_token = false;
5014                 break;
5015         case DC_LEX_SCOLON:
5016         case DC_LEX_COLON:
5017                 dbg_lex("%s:%d LEX_[S]COLON", __func__, __LINE__);
5018                 s = zdc_parse_mem(XC_INST_ARRAY_ELEM, true, t == DC_LEX_COLON);
5019                 break;
5020         case XC_LEX_STR:
5021                 dbg_lex("%s:%d LEX_STR", __func__, __LINE__);
5022                 dc_parse_string();
5023                 break;
5024         case XC_LEX_NEG:
5025                 dbg_lex("%s:%d LEX_NEG", __func__, __LINE__);
5026                 s = zxc_lex_next();
5027                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5028                 if (G.prs.lex != XC_LEX_NUMBER)
5029                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
5030                 xc_parse_pushNUM();
5031                 xc_parse_push(XC_INST_NEG);
5032                 break;
5033         case XC_LEX_NUMBER:
5034                 dbg_lex("%s:%d LEX_NUMBER", __func__, __LINE__);
5035                 xc_parse_pushNUM();
5036                 break;
5037         case DC_LEX_READ:
5038                 dbg_lex("%s:%d LEX_KEY_READ", __func__, __LINE__);
5039                 xc_parse_push(XC_INST_READ);
5040                 break;
5041         case DC_LEX_OP_ASSIGN:
5042         case DC_LEX_STORE_PUSH:
5043                 dbg_lex("%s:%d LEX_OP_ASSIGN/STORE_PUSH", __func__, __LINE__);
5044                 assign = (t == DC_LEX_OP_ASSIGN);
5045                 inst = assign ? XC_INST_VAR : DC_INST_PUSH_TO_VAR;
5046                 s = zdc_parse_mem(inst, true, assign);
5047                 break;
5048         case DC_LEX_LOAD:
5049         case DC_LEX_LOAD_POP:
5050                 dbg_lex("%s:%d LEX_OP_LOAD[_POP]", __func__, __LINE__);
5051                 inst = t == DC_LEX_LOAD_POP ? DC_INST_PUSH_VAR : DC_INST_LOAD;
5052                 s = zdc_parse_mem(inst, true, false);
5053                 break;
5054         case DC_LEX_STORE_IBASE:
5055         case DC_LEX_STORE_SCALE:
5056         case DC_LEX_STORE_OBASE:
5057                 dbg_lex("%s:%d LEX_OP_STORE_I/OBASE/SCALE", __func__, __LINE__);
5058                 inst = t - DC_LEX_STORE_IBASE + XC_INST_IBASE;
5059                 s = zdc_parse_mem(inst, false, true);
5060                 break;
5061         default:
5062                 dbg_lex_done("%s:%d done (bad token)", __func__, __LINE__);
5063                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
5064         }
5065
5066         if (!s && get_token) s = zxc_lex_next();
5067
5068         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
5069         RETURN_STATUS(s);
5070 }
5071 #define zdc_parse_token(...) (zdc_parse_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5072
5073 static BC_STATUS zdc_parse_expr(void)
5074 {
5075         BcParse *p = &G.prs;
5076         int i;
5077
5078         if (p->lex == XC_LEX_NLINE)
5079                 RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
5080
5081         i = (int)p->lex - (int)XC_LEX_OP_POWER;
5082         if (i >= 0) {
5083                 BcInst inst = dc_LEX_to_INST[i];
5084                 if (inst != DC_INST_INVALID) {
5085                         xc_parse_push(inst);
5086                         RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
5087                 }
5088         }
5089         RETURN_STATUS(zdc_parse_token(p->lex));
5090 }
5091 #define zdc_parse_expr(...) (zdc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5092
5093 static BC_STATUS zdc_parse_exprs_until_eof(void)
5094 {
5095         BcParse *p = &G.prs;
5096         dbg_lex_enter("%s:%d entered, p->lex:%d", __func__, __LINE__, p->lex);
5097         while (p->lex != XC_LEX_EOF) {
5098                 BcStatus s = zdc_parse_expr();
5099                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5100         }
5101
5102         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
5103         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5104 }
5105 #define zdc_parse_exprs_until_eof(...) (zdc_parse_exprs_until_eof(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5106
5107 #endif // ENABLE_DC
5108
5109 //
5110 // Execution engine
5111 //
5112
5113 #define BC_PROG_STR(n) (!(n)->num && !(n)->cap)
5114 #define BC_PROG_NUM(r, n) \
5115         ((r)->t != XC_RESULT_ARRAY && (r)->t != XC_RESULT_STR && !BC_PROG_STR(n))
5116
5117 #define STACK_HAS_MORE_THAN(s, n)          ((s)->len > ((size_t)(n)))
5118 #define STACK_HAS_EQUAL_OR_MORE_THAN(s, n) ((s)->len >= ((size_t)(n)))
5119
5120 static BcVec* xc_program_search(char *id, bool var)
5121 {
5122         BcId e, *ptr;
5123         BcVec *v, *map;
5124         size_t i;
5125         int new;
5126
5127         v = var ? &G.prog.vars : &G.prog.arrs;
5128         map = var ? &G.prog.var_map : &G.prog.arr_map;
5129
5130         e.name = id;
5131         e.idx = v->len;
5132         new = bc_map_insert(map, &e, &i); // 1 if insertion was successful
5133
5134         if (new) {
5135                 BcVec v2;
5136                 bc_array_init(&v2, var);
5137                 bc_vec_push(v, &v2);
5138         }
5139
5140         ptr = bc_vec_item(map, i);
5141         if (new) ptr->name = xstrdup(e.name);
5142         return bc_vec_item(v, ptr->idx);
5143 }
5144
5145 // 'num' need not be initialized on entry
5146 static BC_STATUS zxc_program_num(BcResult *r, BcNum **num)
5147 {
5148         switch (r->t) {
5149         case XC_RESULT_STR:
5150         case XC_RESULT_TEMP:
5151         IF_BC(case BC_RESULT_VOID:)
5152         case XC_RESULT_IBASE:
5153         case XC_RESULT_SCALE:
5154         case XC_RESULT_OBASE:
5155                 *num = &r->d.n;
5156                 break;
5157         case XC_RESULT_CONSTANT: {
5158                 BcStatus s;
5159                 char *str;
5160                 size_t len;
5161
5162                 str = *xc_program_const(r->d.id.idx);
5163                 len = strlen(str);
5164
5165                 bc_num_init(&r->d.n, len);
5166
5167                 s = zxc_num_parse(&r->d.n, str, G.prog.ib_t);
5168                 if (s) {
5169                         bc_num_free(&r->d.n);
5170                         RETURN_STATUS(s);
5171                 }
5172                 *num = &r->d.n;
5173                 r->t = XC_RESULT_TEMP;
5174                 break;
5175         }
5176         case XC_RESULT_VAR:
5177         case XC_RESULT_ARRAY:
5178         case XC_RESULT_ARRAY_ELEM: {
5179                 BcVec *v;
5180                 void *p;
5181                 v = xc_program_search(r->d.id.name, r->t == XC_RESULT_VAR);
5182 // dc variables are all stacks, so here we have this:
5183                 p = bc_vec_top(v);
5184 // TODO: eliminate these stacks for bc-only config?
5185                 if (r->t == XC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
5186                         v = p;
5187                         if (v->len <= r->d.id.idx)
5188                                 bc_array_expand(v, r->d.id.idx + 1);
5189                         *num = bc_vec_item(v, r->d.id.idx);
5190                 } else {
5191                         *num = p;
5192                 }
5193                 break;
5194         }
5195 #if ENABLE_BC
5196         case BC_RESULT_LAST:
5197                 *num = &G.prog.last;
5198                 break;
5199         case BC_RESULT_ONE:
5200                 *num = &G.prog.one;
5201                 break;
5202 #endif
5203 #if SANITY_CHECKS
5204         default:
5205                 // Testing the theory that dc does not reach LAST/ONE
5206                 bb_error_msg_and_die("BUG:%d", r->t);
5207 #endif
5208         }
5209
5210         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5211 }
5212 #define zxc_program_num(...) (zxc_program_num(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5213
5214 static BC_STATUS zxc_program_binOpPrep(BcResult **l, BcNum **ln,
5215                                      BcResult **r, BcNum **rn, bool assign)
5216 {
5217         BcStatus s;
5218         BcResultType lt, rt;
5219
5220         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
5221                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5222
5223         *r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
5224         *l = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
5225
5226         s = zxc_program_num(*l, ln);
5227         if (s) RETURN_STATUS(s);
5228         s = zxc_program_num(*r, rn);
5229         if (s) RETURN_STATUS(s);
5230
5231         lt = (*l)->t;
5232         rt = (*r)->t;
5233
5234         // We run this again under these conditions in case any vector has been
5235         // reallocated out from under the BcNums or arrays we had.
5236         if (lt == rt && (lt == XC_RESULT_VAR || lt == XC_RESULT_ARRAY_ELEM)) {
5237                 s = zxc_program_num(*l, ln);
5238                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5239         }
5240
5241         if (!BC_PROG_NUM((*l), (*ln)) && (!assign || (*l)->t != XC_RESULT_VAR))
5242                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5243         if (!assign && !BC_PROG_NUM((*r), (*ln)))
5244                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5245
5246         RETURN_STATUS(s);
5247 }
5248 #define zxc_program_binOpPrep(...) (zxc_program_binOpPrep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5249
5250 static void xc_program_binOpRetire(BcResult *r)
5251 {
5252         r->t = XC_RESULT_TEMP;
5253         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5254         bc_result_pop_and_push(r);
5255 }
5256
5257 // Note: *r and *n need not be initialized by caller
5258 static BC_STATUS zxc_program_prep(BcResult **r, BcNum **n)
5259 {
5260         BcStatus s;
5261
5262         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
5263                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5264         *r = bc_vec_top(&G.prog.results);
5265
5266         s = zxc_program_num(*r, n);
5267         if (s) RETURN_STATUS(s);
5268
5269         if (!BC_PROG_NUM((*r), (*n)))
5270                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5271
5272         RETURN_STATUS(s);
5273 }
5274 #define zxc_program_prep(...) (zxc_program_prep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5275
5276 static void xc_program_retire(BcResult *r, BcResultType t)
5277 {
5278         r->t = t;
5279         bc_result_pop_and_push(r);
5280 }
5281
5282 static BC_STATUS zxc_program_op(char inst)
5283 {
5284         BcStatus s;
5285         BcResult *opd1, *opd2, res;
5286         BcNum *n1, *n2;
5287
5288         s = zxc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5289         if (s) RETURN_STATUS(s);
5290         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5291
5292         s = BC_STATUS_SUCCESS;
5293         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zxc_program_ops[inst - XC_INST_POWER](n1, n2, &res.d.n, G.prog.scale);
5294         if (s) goto err;
5295         xc_program_binOpRetire(&res);
5296
5297         RETURN_STATUS(s);
5298  err:
5299         bc_num_free(&res.d.n);
5300         RETURN_STATUS(s);
5301 }
5302 #define zxc_program_op(...) (zxc_program_op(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5303
5304 static BC_STATUS zxc_program_read(void)
5305 {
5306         BcStatus s;
5307         BcParse sv_parse;
5308         BcVec buf;
5309         BcInstPtr ip;
5310         BcFunc *f;
5311
5312         bc_char_vec_init(&buf);
5313         xc_read_line(&buf, stdin);
5314
5315         f = xc_program_func(BC_PROG_READ);
5316         bc_vec_pop_all(&f->code);
5317
5318         sv_parse = G.prs; // struct copy
5319         xc_parse_create(BC_PROG_READ);
5320         //G.err_line = G.prs.lex_line = 1; - not needed, error line info is not printed for read()
5321
5322         s = zxc_parse_text_init(buf.v);
5323         if (s) goto exec_err;
5324         if (IS_BC) {
5325                 IF_BC(s = zbc_parse_expr(0));
5326         } else {
5327                 IF_DC(s = zdc_parse_exprs_until_eof());
5328         }
5329         if (s) goto exec_err;
5330         if (G.prs.lex != XC_LEX_NLINE && G.prs.lex != XC_LEX_EOF) {
5331                 s = bc_error_at("bad read() expression");
5332                 goto exec_err;
5333         }
5334         xc_parse_push(XC_INST_RET);
5335
5336         ip.func = BC_PROG_READ;
5337         ip.inst_idx = 0;
5338         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
5339
5340  exec_err:
5341         xc_parse_free();
5342         G.prs = sv_parse; // struct copy
5343         bc_vec_free(&buf);
5344         RETURN_STATUS(s);
5345 }
5346 #define zxc_program_read(...) (zxc_program_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5347
5348 static size_t xc_program_index(char *code, size_t *bgn)
5349 {
5350         unsigned char *bytes = (void*)(code + *bgn);
5351         unsigned amt;
5352         unsigned i;
5353         size_t res;
5354
5355         amt = *bytes++;
5356         if (amt < SMALL_INDEX_LIMIT) {
5357                 *bgn += 1;
5358                 return amt;
5359         }
5360         amt -= (SMALL_INDEX_LIMIT - 1); // amt is 1 or more here
5361         *bgn += amt + 1;
5362
5363         res = 0;
5364         i = 0;
5365         do {
5366                 res |= (size_t)(*bytes++) << i;
5367                 i += 8;
5368         } while (--amt != 0);
5369
5370         return res;
5371 }
5372
5373 static char *xc_program_name(char *code, size_t *bgn)
5374 {
5375         code += *bgn;
5376         *bgn += strlen(code) + 1;
5377
5378         return xstrdup(code);
5379 }
5380
5381 static void xc_program_printString(const char *str)
5382 {
5383 #if ENABLE_DC
5384         if (!str[0] && IS_DC) {
5385                 // Example: echo '[]ap' | dc
5386                 // should print two bytes: 0x00, 0x0A
5387                 bb_putchar('\0');
5388                 return;
5389         }
5390 #endif
5391         while (*str) {
5392                 char c = *str++;
5393                 if (c == '\\') {
5394                         static const char esc[] ALIGN1 = "nabfrt""e\\";
5395                         char *n;
5396
5397                         c = *str++;
5398                         n = strchr(esc, c); // note: c can be NUL
5399                         if (!n) {
5400                                 // Just print the backslash and following character
5401                                 bb_putchar('\\');
5402                                 ++G.prog.nchars;
5403                         } else {
5404                                 if (n - esc == 0) // "\n" ?
5405                                         G.prog.nchars = SIZE_MAX;
5406                                 c = "\n\a\b\f\r\t""\\\\""\\"[n - esc];
5407                                 //   n a b f r t   e \   \<end of line>
5408                         }
5409                 }
5410                 putchar(c);
5411                 ++G.prog.nchars;
5412         }
5413 }
5414
5415 static void bc_num_printNewline(void)
5416 {
5417         if (G.prog.nchars == G.prog.len - 1) {
5418                 bb_putchar('\\');
5419                 bb_putchar('\n');
5420                 G.prog.nchars = 0;
5421         }
5422 }
5423
5424 #if ENABLE_DC
5425 static FAST_FUNC void dc_num_printChar(size_t num, size_t width, bool radix)
5426 {
5427         (void) radix;
5428         bb_putchar((char) num);
5429         G.prog.nchars += width;
5430 }
5431 #endif
5432
5433 static FAST_FUNC void bc_num_printDigits(size_t num, size_t width, bool radix)
5434 {
5435         size_t exp, pow;
5436
5437         bc_num_printNewline();
5438         bb_putchar(radix ? '.' : ' ');
5439         ++G.prog.nchars;
5440
5441         bc_num_printNewline();
5442         for (exp = 0, pow = 1; exp < width - 1; ++exp, pow *= 10)
5443                 continue;
5444
5445         for (exp = 0; exp < width; pow /= 10, ++G.prog.nchars, ++exp) {
5446                 size_t dig;
5447                 bc_num_printNewline();
5448                 dig = num / pow;
5449                 num -= dig * pow;
5450                 bb_putchar(((char) dig) + '0');
5451         }
5452 }
5453
5454 static FAST_FUNC void bc_num_printHex(size_t num, size_t width, bool radix)
5455 {
5456         if (radix) {
5457                 bc_num_printNewline();
5458                 bb_putchar('.');
5459                 G.prog.nchars++;
5460         }
5461
5462         bc_num_printNewline();
5463         bb_putchar(bb_hexdigits_upcase[num]);
5464         G.prog.nchars += width;
5465 }
5466
5467 static void bc_num_printDecimal(BcNum *n)
5468 {
5469         size_t i, rdx = n->rdx - 1;
5470
5471         if (n->neg) {
5472                 bb_putchar('-');
5473                 G.prog.nchars++;
5474         }
5475
5476         for (i = n->len - 1; i < n->len; --i)
5477                 bc_num_printHex((size_t) n->num[i], 1, i == rdx);
5478 }
5479
5480 typedef void (*BcNumDigitOp)(size_t, size_t, bool) FAST_FUNC;
5481
5482 static BC_STATUS zxc_num_printNum(BcNum *n, unsigned base_t, size_t width, BcNumDigitOp print)
5483 {
5484         BcStatus s;
5485         BcVec stack;
5486         BcNum base;
5487         BcDig base_digs[ULONG_NUM_BUFSIZE];
5488         BcNum intp, fracp, digit, frac_len;
5489         unsigned long dig, *ptr;
5490         size_t i;
5491         bool radix;
5492
5493         if (n->len == 0) {
5494                 print(0, width, false);
5495                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5496         }
5497
5498         bc_vec_init(&stack, sizeof(long), NULL);
5499         bc_num_init(&intp, n->len);
5500         bc_num_init(&fracp, n->rdx);
5501         bc_num_init(&digit, width);
5502         bc_num_init(&frac_len, BC_NUM_INT(n));
5503         bc_num_copy(&intp, n);
5504         bc_num_one(&frac_len);
5505         base.cap = ARRAY_SIZE(base_digs);
5506         base.num = base_digs;
5507         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
5508
5509         bc_num_truncate(&intp, intp.rdx);
5510         s = zbc_num_sub(n, &intp, &fracp, 0);
5511         if (s) goto err;
5512
5513         while (intp.len != 0) {
5514                 s = zbc_num_divmod(&intp, &base, &intp, &digit, 0);
5515                 if (s) goto err;
5516                 s = zbc_num_ulong(&digit, &dig);
5517                 if (s) goto err;
5518                 bc_vec_push(&stack, &dig);
5519         }
5520
5521         for (i = 0; i < stack.len; ++i) {
5522                 ptr = bc_vec_item_rev(&stack, i);
5523                 print(*ptr, width, false);
5524         }
5525
5526         if (!n->rdx) goto err;
5527
5528         for (radix = true; frac_len.len <= n->rdx; radix = false) {
5529                 s = zbc_num_mul(&fracp, &base, &fracp, n->rdx);
5530                 if (s) goto err;
5531                 s = zbc_num_ulong(&fracp, &dig);
5532                 if (s) goto err;
5533                 bc_num_ulong2num(&intp, dig);
5534                 s = zbc_num_sub(&fracp, &intp, &fracp, 0);
5535                 if (s) goto err;
5536                 print(dig, width, radix);
5537                 s = zbc_num_mul(&frac_len, &base, &frac_len, 0);
5538                 if (s) goto err;
5539         }
5540  err:
5541         bc_num_free(&frac_len);
5542         bc_num_free(&digit);
5543         bc_num_free(&fracp);
5544         bc_num_free(&intp);
5545         bc_vec_free(&stack);
5546         RETURN_STATUS(s);
5547 }
5548 #define zxc_num_printNum(...) (zxc_num_printNum(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5549
5550 static BC_STATUS zxc_num_printBase(BcNum *n)
5551 {
5552         BcStatus s;
5553         size_t width;
5554         BcNumDigitOp print;
5555         bool neg = n->neg;
5556
5557         if (neg) {
5558                 bb_putchar('-');
5559                 G.prog.nchars++;
5560         }
5561
5562         n->neg = false;
5563
5564         if (G.prog.ob_t <= 16) {
5565                 width = 1;
5566                 print = bc_num_printHex;
5567         } else {
5568                 unsigned i = G.prog.ob_t - 1;
5569                 width = 0;
5570                 for (;;) {
5571                         width++;
5572                         i /= 10;
5573                         if (i == 0)
5574                                 break;
5575                 }
5576                 print = bc_num_printDigits;
5577         }
5578
5579         s = zxc_num_printNum(n, G.prog.ob_t, width, print);
5580         n->neg = neg;
5581
5582         RETURN_STATUS(s);
5583 }
5584 #define zxc_num_printBase(...) (zxc_num_printBase(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5585
5586 static BC_STATUS zxc_num_print(BcNum *n, bool newline)
5587 {
5588         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5589
5590         bc_num_printNewline();
5591
5592         if (n->len == 0) {
5593                 bb_putchar('0');
5594                 ++G.prog.nchars;
5595         } else if (G.prog.ob_t == 10)
5596                 bc_num_printDecimal(n);
5597         else
5598                 s = zxc_num_printBase(n);
5599
5600         if (newline) {
5601                 bb_putchar('\n');
5602                 G.prog.nchars = 0;
5603         }
5604
5605         RETURN_STATUS(s);
5606 }
5607 #define zxc_num_print(...) (zxc_num_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5608
5609 #if !ENABLE_DC
5610 // for bc, idx is always 0
5611 #define xc_program_print(inst, idx) \
5612         xc_program_print(inst)
5613 #endif
5614 static BC_STATUS xc_program_print(char inst, size_t idx)
5615 {
5616         BcStatus s;
5617         BcResult *r;
5618         BcNum *num;
5619         IF_NOT_DC(size_t idx = 0);
5620
5621         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, idx))
5622                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5623
5624         r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, idx);
5625 #if ENABLE_BC
5626         if (inst == XC_INST_PRINT && r->t == BC_RESULT_VOID)
5627                 // void function's result on stack, ignore
5628                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5629 #endif
5630         s = zxc_program_num(r, &num);
5631         if (s) RETURN_STATUS(s);
5632
5633         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
5634                 s = zxc_num_print(num, /*newline:*/ inst == XC_INST_PRINT);
5635 #if ENABLE_BC
5636                 if (!s && IS_BC) bc_num_copy(&G.prog.last, num);
5637 #endif
5638         } else {
5639                 char *str;
5640
5641                 idx = (r->t == XC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
5642                 str = *xc_program_str(idx);
5643
5644                 if (inst == XC_INST_PRINT_STR) {
5645                         char *nl;
5646                         G.prog.nchars += printf("%s", str);
5647                         nl = strrchr(str, '\n');
5648                         if (nl)
5649                                 G.prog.nchars = strlen(nl + 1);
5650                 } else {
5651                         xc_program_printString(str);
5652                         if (inst == XC_INST_PRINT)
5653                                 bb_putchar('\n');
5654                 }
5655         }
5656
5657         if (!s && inst != XC_INST_PRINT) bc_vec_pop(&G.prog.results);
5658
5659         RETURN_STATUS(s);
5660 }
5661 #define zxc_program_print(...) (xc_program_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5662
5663 static BC_STATUS zxc_program_negate(void)
5664 {
5665         BcStatus s;
5666         BcResult res, *ptr;
5667         BcNum *num;
5668
5669         s = zxc_program_prep(&ptr, &num);
5670         if (s) RETURN_STATUS(s);
5671
5672         bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5673         bc_num_copy(&res.d.n, num);
5674         if (res.d.n.len) res.d.n.neg = !res.d.n.neg;
5675
5676         xc_program_retire(&res, XC_RESULT_TEMP);
5677
5678         RETURN_STATUS(s);
5679 }
5680 #define zxc_program_negate(...) (zxc_program_negate(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5681
5682 static BC_STATUS zxc_program_logical(char inst)
5683 {
5684         BcStatus s;
5685         BcResult *opd1, *opd2, res;
5686         BcNum *n1, *n2;
5687         ssize_t cond;
5688
5689         s = zxc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5690         if (s) RETURN_STATUS(s);
5691
5692         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5693
5694         if (inst == XC_INST_BOOL_AND)
5695                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) && bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5696         else if (inst == XC_INST_BOOL_OR)
5697                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) || bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5698         else {
5699                 cond = bc_num_cmp(n1, n2);
5700                 switch (inst) {
5701                 case XC_INST_REL_EQ:
5702                         cond = (cond == 0);
5703                         break;
5704                 case XC_INST_REL_LE:
5705                         cond = (cond <= 0);
5706                         break;
5707                 case XC_INST_REL_GE:
5708                         cond = (cond >= 0);
5709                         break;
5710                 case XC_INST_REL_LT:
5711                         cond = (cond < 0);
5712                         break;
5713                 case XC_INST_REL_GT:
5714                         cond = (cond > 0);
5715                         break;
5716                 default: // = case XC_INST_REL_NE:
5717                         //cond = (cond != 0); - not needed
5718                         break;
5719                 }
5720         }
5721
5722         if (cond) bc_num_one(&res.d.n);
5723         //else bc_num_zero(&res.d.n); - already is
5724
5725         xc_program_binOpRetire(&res);
5726
5727         RETURN_STATUS(s);
5728 }
5729 #define zxc_program_logical(...) (zxc_program_logical(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5730
5731 #if ENABLE_DC
5732 static BC_STATUS zdc_program_assignStr(BcResult *r, BcVec *v, bool push)
5733 {
5734         BcNum n2;
5735         BcResult res;
5736
5737         memset(&n2, 0, sizeof(BcNum));
5738         n2.rdx = res.d.id.idx = r->d.id.idx;
5739         res.t = XC_RESULT_STR;
5740
5741         if (!push) {
5742                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
5743                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5744                 bc_vec_pop(v);
5745                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5746         }
5747
5748         bc_result_pop_and_push(&res);
5749         bc_vec_push(v, &n2);
5750
5751         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5752 }
5753 #define zdc_program_assignStr(...) (zdc_program_assignStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5754 #endif // ENABLE_DC
5755
5756 static BC_STATUS zxc_program_popResultAndCopyToVar(char *name, bool var)
5757 {
5758         BcStatus s;
5759         BcResult *ptr, r;
5760         BcVec *v;
5761         BcNum *n;
5762
5763         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
5764                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5765
5766         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
5767         if ((ptr->t == XC_RESULT_ARRAY) != !var)
5768                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5769         v = xc_program_search(name, var);
5770
5771 #if ENABLE_DC
5772         if (ptr->t == XC_RESULT_STR && !var)
5773                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5774         if (ptr->t == XC_RESULT_STR)
5775                 RETURN_STATUS(zdc_program_assignStr(ptr, v, true));
5776 #endif
5777
5778         s = zxc_program_num(ptr, &n);
5779         if (s) RETURN_STATUS(s);
5780
5781         // Do this once more to make sure that pointers were not invalidated.
5782         v = xc_program_search(name, var);
5783
5784         if (var) {
5785                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5786                 bc_num_copy(&r.d.n, n);
5787         } else {
5788                 bc_array_init(&r.d.v, true);
5789                 bc_array_copy(&r.d.v, (BcVec *) n);
5790         }
5791
5792         bc_vec_push(v, &r.d);
5793         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5794
5795         RETURN_STATUS(s);
5796 }
5797 #define zxc_program_popResultAndCopyToVar(...) (zxc_program_popResultAndCopyToVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5798
5799 static BC_STATUS zxc_program_assign(char inst)
5800 {
5801         BcStatus s;
5802         BcResult *left, *right, res;
5803         BcNum *l, *r;
5804         bool assign = (inst == XC_INST_ASSIGN);
5805         bool ib, sc;
5806
5807         s = zxc_program_binOpPrep(&left, &l, &right, &r, assign);
5808         if (s) RETURN_STATUS(s);
5809
5810         ib = left->t == XC_RESULT_IBASE;
5811         sc = left->t == XC_RESULT_SCALE;
5812
5813 #if ENABLE_DC
5814         if (right->t == XC_RESULT_STR) {
5815                 BcVec *v;
5816
5817                 if (left->t != XC_RESULT_VAR)
5818                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5819                 v = xc_program_search(left->d.id.name, true);
5820
5821                 RETURN_STATUS(zdc_program_assignStr(right, v, false));
5822         }
5823 #endif
5824
5825         if (left->t == XC_RESULT_CONSTANT
5826          || left->t == XC_RESULT_TEMP
5827         IF_BC(|| left->t == BC_RESULT_VOID)
5828         ) {
5829                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_assignment());
5830         }
5831
5832 #if ENABLE_BC
5833         if (assign)
5834                 bc_num_copy(l, r);
5835         else {
5836                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5837                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zxc_program_ops[inst - BC_INST_ASSIGN_POWER](l, r, l, G.prog.scale);
5838         }
5839         if (s) RETURN_STATUS(s);
5840 #else
5841         bc_num_copy(l, r);
5842 #endif
5843
5844         if (ib || sc || left->t == XC_RESULT_OBASE) {
5845                 static const char *const msg[] = {
5846                         "bad ibase; must be [2,16]",                 //XC_RESULT_IBASE
5847                         "bad obase; must be [2,"BC_MAX_OBASE_STR"]", //XC_RESULT_OBASE
5848                         "bad scale; must be [0,"BC_MAX_SCALE_STR"]", //XC_RESULT_SCALE
5849                 };
5850                 size_t *ptr;
5851                 size_t max;
5852                 unsigned long val;
5853
5854                 s = zbc_num_ulong(l, &val);
5855                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5856                 s = left->t - XC_RESULT_IBASE;
5857                 if (sc) {
5858                         max = BC_MAX_SCALE;
5859                         ptr = &G.prog.scale;
5860                 } else {
5861                         if (val < 2)
5862                                 RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5863                         max = ib ? BC_NUM_MAX_IBASE : BC_MAX_OBASE;
5864                         ptr = ib ? &G.prog.ib_t : &G.prog.ob_t;
5865                 }
5866
5867                 if (val > max)
5868                         RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5869
5870                 *ptr = (size_t) val;
5871                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5872         }
5873
5874         bc_num_init(&res.d.n, l->len);
5875         bc_num_copy(&res.d.n, l);
5876         xc_program_binOpRetire(&res);
5877
5878         RETURN_STATUS(s);
5879 }
5880 #define zxc_program_assign(...) (zxc_program_assign(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5881
5882 #if !ENABLE_DC
5883 #define xc_program_pushVar(code, bgn, pop, copy) \
5884         xc_program_pushVar(code, bgn)
5885 // for bc, 'pop' and 'copy' are always false
5886 #endif
5887 static BC_STATUS xc_program_pushVar(char *code, size_t *bgn,
5888                                    bool pop, bool copy)
5889 {
5890         BcResult r;
5891         char *name = xc_program_name(code, bgn);
5892
5893         r.t = XC_RESULT_VAR;
5894         r.d.id.name = name;
5895
5896 #if ENABLE_DC
5897         if (pop || copy) {
5898                 BcVec *v = xc_program_search(name, true);
5899                 BcNum *num = bc_vec_top(v);
5900
5901                 free(name);
5902                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(v, 1 - copy)) {
5903                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5904                 }
5905
5906                 if (!BC_PROG_STR(num)) {
5907                         r.t = XC_RESULT_TEMP;
5908                         bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5909                         bc_num_copy(&r.d.n, num);
5910                 } else {
5911                         r.t = XC_RESULT_STR;
5912                         r.d.id.idx = num->rdx;
5913                 }
5914
5915                 if (!copy) bc_vec_pop(v);
5916         }
5917 #endif // ENABLE_DC
5918
5919         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5920
5921         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5922 }
5923 #define zxc_program_pushVar(...) (xc_program_pushVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5924
5925 static BC_STATUS zbc_program_pushArray(char *code, size_t *bgn, char inst)
5926 {
5927         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5928         BcResult r;
5929         BcNum *num;
5930
5931         r.d.id.name = xc_program_name(code, bgn);
5932
5933         if (inst == XC_INST_ARRAY) {
5934                 r.t = XC_RESULT_ARRAY;
5935                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5936         } else {
5937                 BcResult *operand;
5938                 unsigned long temp;
5939
5940                 s = zxc_program_prep(&operand, &num);
5941                 if (s) goto err;
5942                 s = zbc_num_ulong(num, &temp);
5943                 if (s) goto err;
5944
5945                 if (temp > BC_MAX_DIM) {
5946                         s = bc_error("array too long; must be [1,"BC_MAX_DIM_STR"]");
5947                         goto err;
5948                 }
5949
5950                 r.d.id.idx = (size_t) temp;
5951                 xc_program_retire(&r, XC_RESULT_ARRAY_ELEM);
5952         }
5953  err:
5954         if (s) free(r.d.id.name);
5955         RETURN_STATUS(s);
5956 }
5957 #define zbc_program_pushArray(...) (zbc_program_pushArray(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5958
5959 #if ENABLE_BC
5960 static BC_STATUS zbc_program_incdec(char inst)
5961 {
5962         BcStatus s;
5963         BcResult *ptr, res, copy;
5964         BcNum *num;
5965         char inst2 = inst;
5966
5967         s = zxc_program_prep(&ptr, &num);
5968         if (s) RETURN_STATUS(s);
5969
5970         if (inst == BC_INST_INC_POST || inst == BC_INST_DEC_POST) {
5971                 copy.t = XC_RESULT_TEMP;
5972                 bc_num_init(&copy.d.n, num->len);
5973                 bc_num_copy(&copy.d.n, num);
5974         }
5975
5976         res.t = BC_RESULT_ONE;
5977         inst = (inst == BC_INST_INC_PRE || inst == BC_INST_INC_POST)
5978                         ? BC_INST_ASSIGN_PLUS
5979                         : BC_INST_ASSIGN_MINUS;
5980
5981         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5982         s = zxc_program_assign(inst);
5983         if (s) RETURN_STATUS(s);
5984
5985         if (inst2 == BC_INST_INC_POST || inst2 == BC_INST_DEC_POST) {
5986                 bc_result_pop_and_push(&copy);
5987         }
5988
5989         RETURN_STATUS(s);
5990 }
5991 #define zbc_program_incdec(...) (zbc_program_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5992
5993 static BC_STATUS zbc_program_call(char *code, size_t *idx)
5994 {
5995         BcInstPtr ip;
5996         size_t i, nparams;
5997         BcId *a;
5998         BcFunc *func;
5999
6000         nparams = xc_program_index(code, idx);
6001         ip.func = xc_program_index(code, idx);
6002         func = xc_program_func(ip.func);
6003
6004         if (func->code.len == 0) {
6005                 RETURN_STATUS(bc_error("undefined function"));
6006         }
6007         if (nparams != func->nparams) {
6008                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("function has %u parameters, but called with %u", func->nparams, nparams));
6009         }
6010         ip.inst_idx = 0;
6011
6012         for (i = 0; i < nparams; ++i) {
6013                 BcResult *arg;
6014                 BcStatus s;
6015
6016                 a = bc_vec_item(&func->autos, nparams - 1 - i);
6017                 arg = bc_vec_top(&G.prog.results);
6018
6019                 if ((!a->idx) != (arg->t == XC_RESULT_ARRAY) // array/variable mismatch
6020                 // || arg->t == XC_RESULT_STR - impossible, f("str") is not a legal syntax (strings are not bc expressions)
6021                 ) {
6022                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6023                 }
6024                 s = zxc_program_popResultAndCopyToVar(a->name, a->idx);
6025                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6026         }
6027
6028         a = bc_vec_item(&func->autos, i);
6029         for (; i < func->autos.len; i++, a++) {
6030                 BcVec *v;
6031
6032                 v = xc_program_search(a->name, a->idx);
6033                 if (a->idx) {
6034                         BcNum n2;
6035                         bc_num_init_DEF_SIZE(&n2);
6036                         bc_vec_push(v, &n2);
6037                 } else {
6038                         BcVec v2;
6039                         bc_array_init(&v2, true);
6040                         bc_vec_push(v, &v2);
6041                 }
6042         }
6043
6044         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
6045
6046         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6047 }
6048 #define zbc_program_call(...) (zbc_program_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6049
6050 static BC_STATUS zbc_program_return(char inst)
6051 {
6052         BcResult res;
6053         BcFunc *f;
6054         BcId *a;
6055         size_t i;
6056         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6057
6058         f = xc_program_func(ip->func);
6059
6060         res.t = XC_RESULT_TEMP;
6061         if (inst == XC_INST_RET) {
6062                 // bc needs this for e.g. RESULT_CONSTANT ("return 5")
6063                 // because bc constants are per-function.
6064                 // TODO: maybe avoid if value is already RESULT_TEMP?
6065                 BcStatus s;
6066                 BcNum *num;
6067                 BcResult *operand = bc_vec_top(&G.prog.results);
6068
6069                 s = zxc_program_num(operand, &num);
6070                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6071                 bc_num_init(&res.d.n, num->len);
6072                 bc_num_copy(&res.d.n, num);
6073                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6074         } else {
6075                 if (f->voidfunc)
6076                         res.t = BC_RESULT_VOID;
6077                 bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6078                 //bc_num_zero(&res.d.n); - already is
6079         }
6080         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6081
6082         bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
6083
6084         // We need to pop arguments as well, so this takes that into account.
6085         a = (void*)f->autos.v;
6086         for (i = 0; i < f->autos.len; i++, a++) {
6087                 BcVec *v;
6088                 v = xc_program_search(a->name, a->idx);
6089                 bc_vec_pop(v);
6090         }
6091
6092         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6093 }
6094 #define zbc_program_return(...) (zbc_program_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6095 #endif // ENABLE_BC
6096
6097 static unsigned long xc_program_scale(BcNum *n)
6098 {
6099         return (unsigned long) n->rdx;
6100 }
6101
6102 static unsigned long xc_program_len(BcNum *n)
6103 {
6104         size_t len = n->len;
6105
6106         if (n->rdx != len) return len;
6107         for (;;) {
6108                 if (len == 0) break;
6109                 len--;
6110                 if (n->num[len] != 0) break;
6111         }
6112         return len;
6113 }
6114
6115 static BC_STATUS zxc_program_builtin(char inst)
6116 {
6117         BcStatus s;
6118         BcResult *opnd;
6119         BcNum *num;
6120         BcResult res;
6121         bool len = (inst == XC_INST_LENGTH);
6122
6123         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6124                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6125         opnd = bc_vec_top(&G.prog.results);
6126
6127         s = zxc_program_num(opnd, &num);
6128         if (s) RETURN_STATUS(s);
6129
6130 #if ENABLE_DC
6131         if (!BC_PROG_NUM(opnd, num) && !len)
6132                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6133 #endif
6134
6135         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6136
6137         if (inst == XC_INST_SQRT)
6138                 s = zbc_num_sqrt(num, &res.d.n, G.prog.scale);
6139 #if ENABLE_BC
6140         else if (len != 0 && opnd->t == XC_RESULT_ARRAY) {
6141                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, (unsigned long) ((BcVec *) num)->len);
6142         }
6143 #endif
6144 #if ENABLE_DC
6145         else if (len != 0 && !BC_PROG_NUM(opnd, num)) {
6146                 char **str;
6147                 size_t idx = opnd->t == XC_RESULT_STR ? opnd->d.id.idx : num->rdx;
6148
6149                 str = xc_program_str(idx);
6150                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, strlen(*str));
6151         }
6152 #endif
6153         else {
6154                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, len ? xc_program_len(num) : xc_program_scale(num));
6155         }
6156
6157         xc_program_retire(&res, XC_RESULT_TEMP);
6158
6159         RETURN_STATUS(s);
6160 }
6161 #define zxc_program_builtin(...) (zxc_program_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6162
6163 #if ENABLE_DC
6164 static BC_STATUS zdc_program_divmod(void)
6165 {
6166         BcStatus s;
6167         BcResult *opd1, *opd2, res, res2;
6168         BcNum *n1, *n2;
6169
6170         s = zxc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
6171         if (s) RETURN_STATUS(s);
6172
6173         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6174         bc_num_init(&res2.d.n, n2->len);
6175
6176         s = zbc_num_divmod(n1, n2, &res2.d.n, &res.d.n, G.prog.scale);
6177         if (s) goto err;
6178
6179         xc_program_binOpRetire(&res2);
6180         res.t = XC_RESULT_TEMP;
6181         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6182
6183         RETURN_STATUS(s);
6184  err:
6185         bc_num_free(&res2.d.n);
6186         bc_num_free(&res.d.n);
6187         RETURN_STATUS(s);
6188 }
6189 #define zdc_program_divmod(...) (zdc_program_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6190
6191 static BC_STATUS zdc_program_modexp(void)
6192 {
6193         BcStatus s;
6194         BcResult *r1, *r2, *r3, res;
6195         BcNum *n1, *n2, *n3;
6196
6197         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 2))
6198                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6199         s = zxc_program_binOpPrep(&r2, &n2, &r3, &n3, false);
6200         if (s) RETURN_STATUS(s);
6201
6202         r1 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 2);
6203         s = zxc_program_num(r1, &n1);
6204         if (s) RETURN_STATUS(s);
6205         if (!BC_PROG_NUM(r1, n1))
6206                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6207
6208         // Make sure that the values have their pointers updated, if necessary.
6209         if (r1->t == XC_RESULT_VAR || r1->t == XC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
6210                 if (r1->t == r2->t) {
6211                         s = zxc_program_num(r2, &n2);
6212                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6213                 }
6214                 if (r1->t == r3->t) {
6215                         s = zxc_program_num(r3, &n3);
6216                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6217                 }
6218         }
6219
6220         bc_num_init(&res.d.n, n3->len);
6221         s = zdc_num_modexp(n1, n2, n3, &res.d.n);
6222         if (s) goto err;
6223
6224         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6225         xc_program_binOpRetire(&res);
6226
6227         RETURN_STATUS(s);
6228  err:
6229         bc_num_free(&res.d.n);
6230         RETURN_STATUS(s);
6231 }
6232 #define zdc_program_modexp(...) (zdc_program_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6233
6234 static void dc_program_stackLen(void)
6235 {
6236         BcResult res;
6237         size_t len = G.prog.results.len;
6238
6239         res.t = XC_RESULT_TEMP;
6240
6241         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6242         bc_num_ulong2num(&res.d.n, len);
6243         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6244 }
6245
6246 static BC_STATUS zdc_program_asciify(void)
6247 {
6248         BcStatus s;
6249         BcResult *r, res;
6250         BcNum *num, n;
6251         char **strs;
6252         char *str;
6253         char c;
6254         size_t idx;
6255
6256         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6257                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6258
6259         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6260         s = zxc_program_num(r, &num);
6261         if (s) RETURN_STATUS(s);
6262
6263         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
6264                 unsigned long val;
6265                 BcNum strmb;
6266                 BcDig strmb_digs[ULONG_NUM_BUFSIZE];
6267
6268                 bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
6269                 bc_num_copy(&n, num);
6270                 bc_num_truncate(&n, n.rdx);
6271
6272                 strmb.cap = ARRAY_SIZE(strmb_digs);
6273                 strmb.num = strmb_digs;
6274                 bc_num_ulong2num(&strmb, 0x100);
6275
6276                 s = zbc_num_mod(&n, &strmb, &n, 0);
6277                 if (s) goto num_err;
6278                 s = zbc_num_ulong(&n, &val);
6279                 if (s) goto num_err;
6280
6281                 c = (char) val;
6282
6283                 bc_num_free(&n);
6284         } else {
6285                 char *sp;
6286                 idx = (r->t == XC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
6287                 sp = *xc_program_str(idx);
6288                 c = sp[0];
6289         }
6290
6291         strs = (void*)G.prog.strs.v;
6292         for (idx = 0; idx < G.prog.strs.len; idx++) {
6293                 if (strs[idx][0] == c && strs[idx][1] == '\0') {
6294                         goto dup;
6295                 }
6296         }
6297         str = xzalloc(2);
6298         str[0] = c;
6299         //str[1] = '\0'; - already is
6300         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
6301  dup:
6302         res.t = XC_RESULT_STR;
6303         res.d.id.idx = idx;
6304         bc_result_pop_and_push(&res);
6305
6306         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6307  num_err:
6308         bc_num_free(&n);
6309         RETURN_STATUS(s);
6310 }
6311 #define zdc_program_asciify(...) (zdc_program_asciify(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6312
6313 static BC_STATUS zdc_program_printStream(void)
6314 {
6315         BcStatus s;
6316         BcResult *r;
6317         BcNum *n;
6318         size_t idx;
6319
6320         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6321                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6322         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6323
6324         s = zxc_program_num(r, &n);
6325         if (s) RETURN_STATUS(s);
6326
6327         if (BC_PROG_NUM(r, n)) {
6328                 s = zxc_num_printNum(n, 0x100, 1, dc_num_printChar);
6329         } else {
6330                 char *str;
6331                 idx = (r->t == XC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : n->rdx;
6332                 str = *xc_program_str(idx);
6333                 fputs(str, stdout);
6334         }
6335
6336         RETURN_STATUS(s);
6337 }
6338 #define zdc_program_printStream(...) (zdc_program_printStream(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6339
6340 static BC_STATUS zdc_program_nquit(void)
6341 {
6342         BcStatus s;
6343         BcResult *opnd;
6344         BcNum *num;
6345         unsigned long val;
6346
6347         s = zxc_program_prep(&opnd, &num);
6348         if (s) RETURN_STATUS(s);
6349         s = zbc_num_ulong(num, &val);
6350         if (s) RETURN_STATUS(s);
6351
6352         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6353
6354         if (G.prog.exestack.len < val)
6355                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6356         if (G.prog.exestack.len == val) {
6357                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6358         }
6359
6360         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, val);
6361
6362         RETURN_STATUS(s);
6363 }
6364 #define zdc_program_nquit(...) (zdc_program_nquit(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6365
6366 static BC_STATUS zdc_program_execStr(char *code, size_t *bgn, bool cond)
6367 {
6368         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6369         BcResult *r;
6370         BcFunc *f;
6371         BcInstPtr ip;
6372         size_t fidx, sidx;
6373
6374         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6375                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6376
6377         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6378
6379         if (cond) {
6380                 BcNum *n = n; // for compiler
6381                 bool exec;
6382                 char *name;
6383                 char *then_name = xc_program_name(code, bgn);
6384                 char *else_name = NULL;
6385
6386                 if (code[*bgn] == '\0')
6387                         (*bgn) += 1;
6388                 else
6389                         else_name = xc_program_name(code, bgn);
6390
6391                 exec = r->d.n.len != 0;
6392                 name = then_name;
6393                 if (!exec && else_name != NULL) {
6394                         exec = true;
6395                         name = else_name;
6396                 }
6397
6398                 if (exec) {
6399                         BcVec *v;
6400                         v = xc_program_search(name, true);
6401                         n = bc_vec_top(v);
6402                 }
6403
6404                 free(then_name);
6405                 free(else_name);
6406
6407                 if (!exec) goto exit;
6408                 if (!BC_PROG_STR(n)) {
6409                         s = bc_error_variable_is_wrong_type();
6410                         goto exit;
6411                 }
6412
6413                 sidx = n->rdx;
6414         } else {
6415                 if (r->t == XC_RESULT_STR) {
6416                         sidx = r->d.id.idx;
6417                 } else if (r->t == XC_RESULT_VAR) {
6418                         BcNum *n;
6419                         s = zxc_program_num(r, &n);
6420                         if (s || !BC_PROG_STR(n)) goto exit;
6421                         sidx = n->rdx;
6422                 } else
6423                         goto exit;
6424         }
6425
6426         fidx = sidx + BC_PROG_REQ_FUNCS;
6427
6428         f = xc_program_func(fidx);
6429
6430         if (f->code.len == 0) {
6431                 BcParse sv_parse;
6432                 char *str;
6433
6434                 sv_parse = G.prs; // struct copy
6435                 xc_parse_create(fidx);
6436                 str = *xc_program_str(sidx);
6437                 s = zxc_parse_text_init(str);
6438                 if (s) goto err;
6439
6440                 s = zdc_parse_exprs_until_eof();
6441                 if (s) goto err;
6442                 xc_parse_push(DC_INST_POP_EXEC);
6443                 if (G.prs.lex != XC_LEX_EOF)
6444                         s = bc_error_bad_expression();
6445                 xc_parse_free();
6446                 G.prs = sv_parse; // struct copy
6447                 if (s) {
6448  err:
6449                         bc_vec_pop_all(&f->code);
6450                         goto exit;
6451                 }
6452         }
6453
6454         ip.inst_idx = 0;
6455         ip.func = fidx;
6456
6457         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6458         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
6459
6460         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6461  exit:
6462         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6463         RETURN_STATUS(s);
6464 }
6465 #define zdc_program_execStr(...) (zdc_program_execStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6466 #endif // ENABLE_DC
6467
6468 static void xc_program_pushGlobal(char inst)
6469 {
6470         BcResult res;
6471         unsigned long val;
6472
6473         res.t = inst - XC_INST_IBASE + XC_RESULT_IBASE;
6474         if (inst == XC_INST_IBASE)
6475                 val = (unsigned long) G.prog.ib_t;
6476         else if (inst == XC_INST_SCALE)
6477                 val = (unsigned long) G.prog.scale;
6478         else
6479                 val = (unsigned long) G.prog.ob_t;
6480
6481         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6482         bc_num_ulong2num(&res.d.n, val);
6483         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6484 }
6485
6486 static BC_STATUS zxc_program_exec(void)
6487 {
6488         BcResult r, *ptr;
6489         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6490         BcFunc *func = xc_program_func(ip->func);
6491         char *code = func->code.v;
6492
6493         dbg_exec("func:%zd bytes:%zd ip:%zd results.len:%d",
6494                         ip->func, func->code.len, ip->inst_idx, G.prog.results.len);
6495         while (ip->inst_idx < func->code.len) {
6496                 BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6497                 char inst = code[ip->inst_idx++];
6498
6499                 dbg_exec("inst at %zd:%d results.len:%d", ip->inst_idx - 1, inst, G.prog.results.len);
6500                 switch (inst) {
6501                 case XC_INST_RET:
6502                         if (IS_DC) { // end of '?' reached
6503                                 bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
6504                                 goto read_updated_ip;
6505                         }
6506                         // bc: fall through
6507 #if ENABLE_BC
6508                 case BC_INST_RET0:
6509                         dbg_exec("BC_INST_RET[0]:");
6510                         s = zbc_program_return(inst);
6511                         goto read_updated_ip;
6512                 case BC_INST_JUMP_ZERO: {
6513                         BcNum *num;
6514                         bool zero;
6515                         dbg_exec("BC_INST_JUMP_ZERO:");
6516                         s = zxc_program_prep(&ptr, &num);
6517                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6518                         zero = (bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) == 0);
6519                         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6520                         if (!zero) {
6521                                 xc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6522                                 break;
6523                         }
6524                         // else: fall through
6525                 }
6526                 case BC_INST_JUMP: {
6527                         size_t idx = xc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6528                         size_t *addr = bc_vec_item(&func->labels, idx);
6529                         dbg_exec("BC_INST_JUMP: to %ld", (long)*addr);
6530                         ip->inst_idx = *addr;
6531                         break;
6532                 }
6533                 case BC_INST_CALL:
6534                         dbg_exec("BC_INST_CALL:");
6535                         s = zbc_program_call(code, &ip->inst_idx);
6536                         goto read_updated_ip;
6537                 case BC_INST_INC_PRE:
6538                 case BC_INST_DEC_PRE:
6539                 case BC_INST_INC_POST:
6540                 case BC_INST_DEC_POST:
6541                         dbg_exec("BC_INST_INCDEC:");
6542                         s = zbc_program_incdec(inst);
6543                         break;
6544                 case BC_INST_HALT:
6545                         dbg_exec("BC_INST_HALT:");
6546                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6547                         break;
6548                 case XC_INST_BOOL_OR:
6549                 case XC_INST_BOOL_AND:
6550 #endif // ENABLE_BC
6551                 case XC_INST_REL_EQ:
6552                 case XC_INST_REL_LE:
6553                 case XC_INST_REL_GE:
6554                 case XC_INST_REL_NE:
6555                 case XC_INST_REL_LT:
6556                 case XC_INST_REL_GT:
6557                         dbg_exec("BC_INST_BOOL:");
6558                         s = zxc_program_logical(inst);
6559                         break;
6560                 case XC_INST_READ:
6561                         dbg_exec("XC_INST_READ:");
6562                         s = zxc_program_read();
6563                         goto read_updated_ip;
6564                 case XC_INST_VAR:
6565                         dbg_exec("XC_INST_VAR:");
6566                         s = zxc_program_pushVar(code, &ip->inst_idx, false, false);
6567                         break;
6568                 case XC_INST_ARRAY_ELEM:
6569                 case XC_INST_ARRAY:
6570                         dbg_exec("XC_INST_ARRAY[_ELEM]:");
6571                         s = zbc_program_pushArray(code, &ip->inst_idx, inst);
6572                         break;
6573 #if ENABLE_BC
6574                 case BC_INST_LAST:
6575                         dbg_exec("BC_INST_LAST:");
6576                         r.t = BC_RESULT_LAST;
6577                         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6578                         break;
6579 #endif
6580                 case XC_INST_IBASE:
6581                 case XC_INST_OBASE:
6582                 case XC_INST_SCALE:
6583                         dbg_exec("XC_INST_internalvar(%d):", inst - XC_INST_IBASE);
6584                         xc_program_pushGlobal(inst);
6585                         break;
6586                 case XC_INST_SCALE_FUNC:
6587                 case XC_INST_LENGTH:
6588                 case XC_INST_SQRT:
6589                         dbg_exec("BC_INST_builtin:");
6590                         s = zxc_program_builtin(inst);
6591                         break;
6592                 case XC_INST_NUM:
6593                         dbg_exec("XC_INST_NUM:");
6594                         r.t = XC_RESULT_CONSTANT;
6595                         r.d.id.idx = xc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6596                         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6597                         break;
6598                 case XC_INST_POP:
6599                         dbg_exec("XC_INST_POP:");
6600                         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6601                                 s = bc_error_stack_has_too_few_elements();
6602                         else
6603                                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6604                         break;
6605                 case XC_INST_PRINT:
6606                 case XC_INST_PRINT_POP:
6607                 case XC_INST_PRINT_STR:
6608                         dbg_exec("XC_INST_PRINTxyz(%d):", inst - XC_INST_PRINT);
6609                         s = zxc_program_print(inst, 0);
6610                         break;
6611                 case XC_INST_STR:
6612                         dbg_exec("XC_INST_STR:");
6613                         r.t = XC_RESULT_STR;
6614                         r.d.id.idx = xc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6615                         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6616                         break;
6617                 case XC_INST_POWER:
6618                 case XC_INST_MULTIPLY:
6619                 case XC_INST_DIVIDE:
6620                 case XC_INST_MODULUS:
6621                 case XC_INST_PLUS:
6622                 case XC_INST_MINUS:
6623                         dbg_exec("BC_INST_binaryop:");
6624                         s = zxc_program_op(inst);
6625                         break;
6626                 case XC_INST_BOOL_NOT: {
6627                         BcNum *num;
6628                         dbg_exec("XC_INST_BOOL_NOT:");
6629                         s = zxc_program_prep(&ptr, &num);
6630                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6631                         bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
6632                         if (bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) == 0)
6633                                 bc_num_one(&r.d.n);
6634                         //else bc_num_zero(&r.d.n); - already is
6635                         xc_program_retire(&r, XC_RESULT_TEMP);
6636                         break;
6637                 }
6638                 case XC_INST_NEG:
6639                         dbg_exec("XC_INST_NEG:");
6640                         s = zxc_program_negate();
6641                         break;
6642 #if ENABLE_BC
6643                 case BC_INST_ASSIGN_POWER:
6644                 case BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY:
6645                 case BC_INST_ASSIGN_DIVIDE:
6646                 case BC_INST_ASSIGN_MODULUS:
6647                 case BC_INST_ASSIGN_PLUS:
6648                 case BC_INST_ASSIGN_MINUS:
6649 #endif
6650                 case XC_INST_ASSIGN:
6651                         dbg_exec("BC_INST_ASSIGNxyz:");
6652                         s = zxc_program_assign(inst);
6653                         break;
6654 #if ENABLE_DC
6655                 case DC_INST_POP_EXEC:
6656                         dbg_exec("DC_INST_POP_EXEC:");
6657                         bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
6658                         goto read_updated_ip;
6659                 case DC_INST_MODEXP:
6660                         dbg_exec("DC_INST_MODEXP:");
6661                         s = zdc_program_modexp();
6662                         break;
6663                 case DC_INST_DIVMOD:
6664                         dbg_exec("DC_INST_DIVMOD:");
6665                         s = zdc_program_divmod();
6666                         break;
6667                 case DC_INST_EXECUTE:
6668                 case DC_INST_EXEC_COND:
6669                         dbg_exec("DC_INST_EXEC[_COND]:");
6670                         s = zdc_program_execStr(code, &ip->inst_idx, inst == DC_INST_EXEC_COND);
6671                         goto read_updated_ip;
6672                 case DC_INST_PRINT_STACK: {
6673                         size_t idx;
6674                         dbg_exec("DC_INST_PRINT_STACK:");
6675                         for (idx = 0; idx < G.prog.results.len; ++idx) {
6676                                 s = zxc_program_print(XC_INST_PRINT, idx);
6677                                 if (s) break;
6678                         }
6679                         break;
6680                 }
6681                 case DC_INST_CLEAR_STACK:
6682                         dbg_exec("DC_INST_CLEAR_STACK:");
6683                         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6684                         break;
6685                 case DC_INST_STACK_LEN:
6686                         dbg_exec("DC_INST_STACK_LEN:");
6687                         dc_program_stackLen();
6688                         break;
6689                 case DC_INST_DUPLICATE:
6690                         dbg_exec("DC_INST_DUPLICATE:");
6691                         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6692                                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6693                         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
6694                         dc_result_copy(&r, ptr);
6695                         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6696                         break;
6697                 case DC_INST_SWAP: {
6698                         BcResult *ptr2;
6699                         dbg_exec("DC_INST_SWAP:");
6700                         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
6701                                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6702                         ptr = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
6703                         ptr2 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
6704                         memcpy(&r, ptr, sizeof(BcResult));
6705                         memcpy(ptr, ptr2, sizeof(BcResult));
6706                         memcpy(ptr2, &r, sizeof(BcResult));
6707                         break;
6708                 }
6709                 case DC_INST_ASCIIFY:
6710                         dbg_exec("DC_INST_ASCIIFY:");
6711                         s = zdc_program_asciify();
6712                         break;
6713                 case DC_INST_PRINT_STREAM:
6714                         dbg_exec("DC_INST_PRINT_STREAM:");
6715                         s = zdc_program_printStream();
6716                         break;
6717                 case DC_INST_LOAD:
6718                 case DC_INST_PUSH_VAR: {
6719                         bool copy = inst == DC_INST_LOAD;
6720                         s = zxc_program_pushVar(code, &ip->inst_idx, true, copy);
6721                         break;
6722                 }
6723                 case DC_INST_PUSH_TO_VAR: {
6724                         char *name = xc_program_name(code, &ip->inst_idx);
6725                         s = zxc_program_popResultAndCopyToVar(name, true);
6726                         free(name);
6727                         break;
6728                 }
6729                 case DC_INST_QUIT:
6730                         dbg_exec("DC_INST_QUIT:");
6731                         if (G.prog.exestack.len <= 2)
6732                                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6733                         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, 2);
6734                         goto read_updated_ip;
6735                 case DC_INST_NQUIT:
6736                         dbg_exec("DC_INST_NQUIT:");
6737                         s = zdc_program_nquit();
6738                         //goto read_updated_ip; - just fall through to it
6739 #endif // ENABLE_DC
6740  read_updated_ip:
6741                         // Instruction stack has changed, read new pointers
6742                         ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6743                         func = xc_program_func(ip->func);
6744                         code = func->code.v;
6745                         dbg_exec("func:%zd bytes:%zd ip:%zd", ip->func, func->code.len, ip->inst_idx);
6746                 }
6747
6748                 if (s || G_interrupt) {
6749                         xc_program_reset();
6750                         RETURN_STATUS(s);
6751                 }
6752
6753                 fflush_and_check();
6754         }
6755
6756         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6757 }
6758 #define zxc_program_exec(...) (zxc_program_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6759
6760 static unsigned xc_vm_envLen(const char *var)
6761 {
6762         char *lenv;
6763         unsigned len;
6764
6765         lenv = getenv(var);
6766         len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6767         if (!lenv) return len;
6768
6769         len = bb_strtou(lenv, NULL, 10) - 1;
6770         if (errno || len < 2 || len >= INT_MAX)
6771                 len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6772
6773         return len;
6774 }
6775
6776 static BC_STATUS zxc_vm_process(const char *text)
6777 {
6778         BcStatus s;
6779
6780         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
6781         s = zxc_parse_text_init(text); // does the first zxc_lex_next()
6782         if (s) RETURN_STATUS(s);
6783
6784  IF_BC(check_eof:)
6785         while (G.prs.lex != XC_LEX_EOF) {
6786                 BcInstPtr *ip;
6787                 BcFunc *f;
6788
6789                 dbg_lex("%s:%d G.prs.lex:%d, parsing...", __func__, __LINE__, G.prs.lex);
6790                 if (IS_BC) {
6791 #if ENABLE_BC
6792                         if (G.prs.lex == BC_LEX_SCOLON
6793                          || G.prs.lex == XC_LEX_NLINE
6794                         ) {
6795                                 s = zxc_lex_next();
6796                                 if (s) goto err;
6797                                 goto check_eof;
6798                         }
6799
6800                         s = zbc_parse_stmt_or_funcdef();
6801                         if (s) goto err;
6802
6803                         // Check that next token is a correct stmt delimiter -
6804                         // disallows "print 1 print 2" and such.
6805                         if (G.prs.lex != BC_LEX_SCOLON
6806                          && G.prs.lex != XC_LEX_NLINE
6807                          && G.prs.lex != XC_LEX_EOF
6808                         ) {
6809                                 bc_error_at("bad statement terminator");
6810                                 goto err;
6811                         }
6812                         // The above logic is fragile. Check these examples:
6813                         // - interactive read() still works
6814 #endif
6815                 } else {
6816 #if ENABLE_DC
6817                         s = zdc_parse_expr();
6818 #endif
6819                 }
6820                 if (s || G_interrupt) {
6821  err:
6822                         xc_parse_reset(); // includes xc_program_reset()
6823                         RETURN_STATUS(BC_STATUS_FAILURE);
6824                 }
6825
6826                 dbg_lex("%s:%d executing...", __func__, __LINE__);
6827                 s = zxc_program_exec();
6828                 if (s) {
6829                         xc_program_reset();
6830                         break;
6831                 }
6832
6833                 ip = (void*)G.prog.exestack.v;
6834 #if SANITY_CHECKS
6835                 if (G.prog.exestack.len != 1) // should have only main's IP
6836                         bb_error_msg_and_die("BUG:call stack");
6837                 if (ip->func != BC_PROG_MAIN)
6838                         bb_error_msg_and_die("BUG:not MAIN");
6839 #endif
6840                 f = xc_program_func_BC_PROG_MAIN();
6841                 // bc discards strings, constants and code after each
6842                 // top-level statement in the "main program".
6843                 // This prevents "yes 1 | bc" from growing its memory
6844                 // without bound. This can be done because data stack
6845                 // is empty and thus can't hold any references to
6846                 // strings or constants, there is no generated code
6847                 // which can hold references (after we discard one
6848                 // we just executed). Code of functions can have references,
6849                 // but bc stores function strings/constants in per-function
6850                 // storage.
6851                 if (IS_BC) {
6852 #if SANITY_CHECKS
6853                         if (G.prog.results.len != 0) // should be empty
6854                                 bb_error_msg_and_die("BUG:data stack");
6855 #endif
6856                         IF_BC(bc_vec_pop_all(&f->strs);)
6857                         IF_BC(bc_vec_pop_all(&f->consts);)
6858                 } else {
6859                         if (G.prog.results.len == 0
6860                          && G.prog.vars.len == 0
6861                         ) {
6862                                 // If stack is empty and no registers exist (TODO: or they are all empty),
6863                                 // we can get rid of accumulated strings and constants.
6864                                 // In this example dc process should not grow
6865                                 // its memory consumption with time:
6866                                 // yes 1pc | dc
6867                                 IF_DC(bc_vec_pop_all(&G.prog.strs);)
6868                                 IF_DC(bc_vec_pop_all(&G.prog.consts);)
6869                         }
6870                         // The code is discarded always (below), thus this example
6871                         // should also not grow its memory consumption with time,
6872                         // even though its data stack is not empty:
6873                         // { echo 1; yes dk; } | dc
6874                 }
6875                 // We drop generated and executed code for both bc and dc:
6876                 bc_vec_pop_all(&f->code);
6877                 ip->inst_idx = 0;
6878         }
6879
6880         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
6881         RETURN_STATUS(s);
6882 }
6883 #define zxc_vm_process(...) (zxc_vm_process(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6884
6885 static BC_STATUS zxc_vm_execute_FILE(FILE *fp, const char *filename)
6886 {
6887         // So far bc/dc have no way to include a file from another file,
6888         // therefore we know G.prs.lex_filename == NULL on entry
6889         //const char *sv_file;
6890         BcStatus s;
6891
6892         G.prs.lex_filename = filename;
6893         G.prs.lex_input_fp = fp;
6894         G.err_line = G.prs.lex_line = 1;
6895         dbg_lex("p->lex_line reset to 1");
6896
6897         do {
6898                 s = zxc_vm_process("");
6899                 // We do not stop looping on errors here if reading stdin.
6900                 // Example: start interactive bc and enter "return".
6901                 // It should say "'return' not in a function"
6902                 // but should not exit.
6903         } while (G.prs.lex_input_fp == stdin);
6904         G.prs.lex_filename = NULL;
6905         RETURN_STATUS(s);
6906 }
6907 #define zxc_vm_execute_FILE(...) (zxc_vm_execute_FILE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6908
6909 static BC_STATUS zxc_vm_file(const char *file)
6910 {
6911         BcStatus s;
6912         FILE *fp;
6913
6914         fp = xfopen_for_read(file);
6915         s = zxc_vm_execute_FILE(fp, file);
6916         fclose(fp);
6917
6918         RETURN_STATUS(s);
6919 }
6920 #define zxc_vm_file(...) (zxc_vm_file(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6921
6922 #if ENABLE_BC
6923 static void bc_vm_info(void)
6924 {
6925         printf("%s "BB_VER"\n"
6926                 "Adapted from https://github.com/gavinhoward/bc\n"
6927                 "Original code (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors\n"
6928         , applet_name);
6929 }
6930
6931 static void bc_args(char **argv)
6932 {
6933         unsigned opts;
6934         int i;
6935
6936         GETOPT_RESET();
6937 #if ENABLE_FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
6938         opts = option_mask32 |= getopt32long(argv, "wvsqli",
6939                 "warn\0"              No_argument "w"
6940                 "version\0"           No_argument "v"
6941                 "standard\0"          No_argument "s"
6942                 "quiet\0"             No_argument "q"
6943                 "mathlib\0"           No_argument "l"
6944                 "interactive\0"       No_argument "i"
6945         );
6946 #else
6947         opts = option_mask32 |= getopt32(argv, "wvsqli");
6948 #endif
6949         if (getenv("POSIXLY_CORRECT"))
6950                 option_mask32 |= BC_FLAG_S;
6951
6952         if (opts & BC_FLAG_V) {
6953                 bc_vm_info();
6954                 exit(0);
6955         }
6956
6957         for (i = optind; argv[i]; ++i)
6958                 bc_vec_push(&G.files, argv + i);
6959 }
6960
6961 static void bc_vm_envArgs(void)
6962 {
6963         BcVec v;
6964         char *buf;
6965         char *env_args = getenv("BC_ENV_ARGS");
6966
6967         if (!env_args) return;
6968
6969         G.env_args = xstrdup(env_args);
6970         buf = G.env_args;
6971
6972         bc_vec_init(&v, sizeof(char *), NULL);
6973
6974         while (*(buf = skip_whitespace(buf)) != '\0') {
6975                 bc_vec_push(&v, &buf);
6976                 buf = skip_non_whitespace(buf);
6977                 if (!*buf)
6978                         break;
6979                 *buf++ = '\0';
6980         }
6981
6982         // NULL terminate, and pass argv[] so that first arg is argv[1]
6983         if (sizeof(int) == sizeof(char*)) {
6984                 bc_vec_push(&v, &const_int_0);
6985         } else {
6986                 static char *const nullptr = NULL;
6987                 bc_vec_push(&v, &nullptr);
6988         }
6989         bc_args(((char **)v.v) - 1);
6990
6991         bc_vec_free(&v);
6992 }
6993
6994 static const char bc_lib[] ALIGN1 = {
6995         "scale=20"
6996 "\n"    "define e(x){"
6997 "\n"            "auto b,s,n,r,d,i,p,f,v"
6998 ////////////////"if(x<0)return(1/e(-x))" // and drop 'n' and x<0 logic below
6999 //^^^^^^^^^^^^^^^^ this would work, and is even more precise than GNU bc:
7000 //e(-.998896): GNU:.36828580434569428695
7001 //      above code:.36828580434569428696
7002 //    actual value:.3682858043456942869594...
7003 // but for now let's be "GNU compatible"
7004 "\n"            "b=ibase"
7005 "\n"            "ibase=A"
7006 "\n"            "if(x<0){"
7007 "\n"                    "n=1"
7008 "\n"                    "x=-x"
7009 "\n"            "}"
7010 "\n"            "s=scale"
7011 "\n"            "r=6+s+.44*x"
7012 "\n"            "scale=scale(x)+1"
7013 "\n"            "while(x>1){"
7014 "\n"                    "d+=1"
7015 "\n"                    "x/=2"
7016 "\n"                    "scale+=1"
7017 "\n"            "}"
7018 "\n"            "scale=r"
7019 "\n"            "r=x+1"
7020 "\n"            "p=x"
7021 "\n"            "f=v=1"
7022 "\n"            "for(i=2;v;++i){"
7023 "\n"                    "p*=x"
7024 "\n"                    "f*=i"
7025 "\n"                    "v=p/f"
7026 "\n"                    "r+=v"
7027 "\n"            "}"
7028 "\n"            "while(d--)r*=r"
7029 "\n"            "scale=s"
7030 "\n"            "ibase=b"
7031 "\n"            "if(n)return(1/r)"
7032 "\n"            "return(r/1)"
7033 "\n"    "}"
7034 "\n"    "define l(x){"
7035 "\n"            "auto b,s,r,p,a,q,i,v"
7036 "\n"            "b=ibase"
7037 "\n"            "ibase=A"
7038 "\n"            "if(x<=0){"
7039 "\n"                    "r=(1-10^scale)/1"
7040 "\n"                    "ibase=b"
7041 "\n"                    "return(r)"
7042 "\n"            "}"
7043 "\n"            "s=scale"
7044 "\n"            "scale+=6"
7045 "\n"            "p=2"
7046 "\n"            "while(x>=2){"
7047 "\n"                    "p*=2"
7048 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7049 "\n"            "}"
7050 "\n"            "while(x<=.5){"
7051 "\n"                    "p*=2"
7052 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7053 "\n"            "}"
7054 "\n"            "r=a=(x-1)/(x+1)"
7055 "\n"            "q=a*a"
7056 "\n"            "v=1"
7057 "\n"            "for(i=3;v;i+=2){"
7058 "\n"                    "a*=q"
7059 "\n"                    "v=a/i"
7060 "\n"                    "r+=v"
7061 "\n"            "}"
7062 "\n"            "r*=p"
7063 "\n"            "scale=s"
7064 "\n"            "ibase=b"
7065 "\n"            "return(r/1)"
7066 "\n"    "}"
7067 "\n"    "define s(x){"
7068 "\n"            "auto b,s,r,a,q,i"
7069 "\n"            "if(x<0)return(-s(-x))"
7070 "\n"            "b=ibase"
7071 "\n"            "ibase=A"
7072 "\n"            "s=scale"
7073 "\n"            "scale=1.1*s+2"
7074 "\n"            "a=a(1)"
7075 "\n"            "scale=0"
7076 "\n"            "q=(x/a+2)/4"
7077 "\n"            "x-=4*q*a"
7078 "\n"            "if(q%2)x=-x"
7079 "\n"            "scale=s+2"
7080 "\n"            "r=a=x"
7081 "\n"            "q=-x*x"
7082 "\n"            "for(i=3;a;i+=2){"
7083 "\n"                    "a*=q/(i*(i-1))"
7084 "\n"                    "r+=a"
7085 "\n"            "}"
7086 "\n"            "scale=s"
7087 "\n"            "ibase=b"
7088 "\n"            "return(r/1)"
7089 "\n"    "}"
7090 "\n"    "define c(x){"
7091 "\n"            "auto b,s"
7092 "\n"            "b=ibase"
7093 "\n"            "ibase=A"
7094 "\n"            "s=scale"
7095 "\n"            "scale*=1.2"
7096 "\n"            "x=s(2*a(1)+x)"
7097 "\n"            "scale=s"
7098 "\n"            "ibase=b"
7099 "\n"            "return(x/1)"
7100 "\n"    "}"
7101 "\n"    "define a(x){"
7102 "\n"            "auto b,s,r,n,a,m,t,f,i,u"
7103 "\n"            "b=ibase"
7104 "\n"            "ibase=A"
7105 "\n"            "n=1"
7106 "\n"            "if(x<0){"
7107 "\n"                    "n=-1"
7108 "\n"                    "x=-x"
7109 "\n"            "}"
7110 "\n"            "if(scale<65){"
7111 "\n"                    "if(x==1)return(.7853981633974483096156608458198757210492923498437764552437361480/n)"
7112 "\n"                    "if(x==.2)return(.1973955598498807583700497651947902934475851037878521015176889402/n)"
7113 "\n"            "}"
7114 "\n"            "s=scale"
7115 "\n"            "if(x>.2){"
7116 "\n"                    "scale+=5"
7117 "\n"                    "a=a(.2)"
7118 "\n"            "}"
7119 "\n"            "scale=s+3"
7120 "\n"            "while(x>.2){"
7121 "\n"                    "m+=1"
7122 "\n"                    "x=(x-.2)/(1+.2*x)"
7123 "\n"            "}"
7124 "\n"            "r=u=x"
7125 "\n"            "f=-x*x"
7126 "\n"            "t=1"
7127 "\n"            "for(i=3;t;i+=2){"
7128 "\n"                    "u*=f"
7129 "\n"                    "t=u/i"
7130 "\n"                    "r+=t"
7131 "\n"            "}"
7132 "\n"            "scale=s"
7133 "\n"            "ibase=b"
7134 "\n"            "return((m*a+r)/n)"
7135 "\n"    "}"
7136 "\n"    "define j(n,x){"
7137 "\n"            "auto b,s,o,a,i,v,f"
7138 "\n"            "b=ibase"
7139 "\n"            "ibase=A"
7140 "\n"            "s=scale"
7141 "\n"            "scale=0"
7142 "\n"            "n/=1"
7143 "\n"            "if(n<0){"
7144 "\n"                    "n=-n"
7145 "\n"                    "o=n%2"
7146 "\n"            "}"
7147 "\n"            "a=1"
7148 "\n"            "for(i=2;i<=n;++i)a*=i"
7149 "\n"            "scale=1.5*s"
7150 "\n"            "a=(x^n)/2^n/a"
7151 "\n"            "r=v=1"
7152 "\n"            "f=-x*x/4"
7153 "\n"            "scale+=length(a)-scale(a)"
7154 "\n"            "for(i=1;v;++i){"
7155 "\n"                    "v=v*f/i/(n+i)"
7156 "\n"                    "r+=v"
7157 "\n"            "}"
7158 "\n"            "scale=s"
7159 "\n"            "ibase=b"
7160 "\n"            "if(o)a=-a"
7161 "\n"            "return(a*r/1)"
7162 "\n"    "}"
7163 };
7164 #endif // ENABLE_BC
7165
7166 static BC_STATUS zxc_vm_exec(void)
7167 {
7168         char **fname;
7169         BcStatus s;
7170         size_t i;
7171
7172 #if ENABLE_BC
7173         if (option_mask32 & BC_FLAG_L) {
7174                 // We know that internal library is not buggy,
7175                 // thus error checking is normally disabled.
7176 # define DEBUG_LIB 0
7177                 s = zxc_vm_process(bc_lib);
7178                 if (DEBUG_LIB && s) RETURN_STATUS(s);
7179         }
7180 #endif
7181
7182         s = BC_STATUS_SUCCESS;
7183         fname = (void*)G.files.v;
7184         for (i = 0; i < G.files.len; i++) {
7185                 s = zxc_vm_file(*fname++);
7186                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin && s) {
7187                         // Debug config, non-interactive mode:
7188                         // return all the way back to main.
7189                         // Non-debug builds do not come here
7190                         // in non-interactive mode, they exit.
7191                         RETURN_STATUS(s);
7192                 }
7193         }
7194
7195         if (IS_BC || (option_mask32 & BC_FLAG_I))
7196                 s = zxc_vm_execute_FILE(stdin, /*filename:*/ NULL);
7197
7198         RETURN_STATUS(s);
7199 }
7200 #define zxc_vm_exec(...) (zxc_vm_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
7201
7202 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7203 static void xc_program_free(void)
7204 {
7205         bc_vec_free(&G.prog.fns);
7206         IF_BC(bc_vec_free(&G.prog.fn_map);)
7207         bc_vec_free(&G.prog.vars);
7208         bc_vec_free(&G.prog.var_map);
7209         bc_vec_free(&G.prog.arrs);
7210         bc_vec_free(&G.prog.arr_map);
7211         IF_DC(bc_vec_free(&G.prog.strs);)
7212         IF_DC(bc_vec_free(&G.prog.consts);)
7213         bc_vec_free(&G.prog.results);
7214         bc_vec_free(&G.prog.exestack);
7215         IF_BC(bc_num_free(&G.prog.last);)
7216         //IF_BC(bc_num_free(&G.prog.zero);)
7217         IF_BC(bc_num_free(&G.prog.one);)
7218         bc_vec_free(&G.input_buffer);
7219 }
7220 #endif
7221
7222 static void xc_program_init(void)
7223 {
7224         BcInstPtr ip;
7225
7226         // memset(&G.prog, 0, sizeof(G.prog)); - already is
7227         memset(&ip, 0, sizeof(BcInstPtr));
7228
7229         // G.prog.nchars = G.prog.scale = 0; - already is
7230         G.prog.ib_t = 10;
7231         G.prog.ob_t = 10;
7232
7233         IF_BC(bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.last);)
7234         //IF_BC(bc_num_zero(&G.prog.last);) - already is
7235
7236         //bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.zero); - not needed
7237         //bc_num_zero(&G.prog.zero); - already is
7238
7239         IF_BC(bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.one);)
7240         IF_BC(bc_num_one(&G.prog.one);)
7241
7242         bc_vec_init(&G.prog.fns, sizeof(BcFunc), bc_func_free);
7243         IF_BC(bc_vec_init(&G.prog.fn_map, sizeof(BcId), bc_id_free);)
7244
7245         if (IS_BC) {
7246                 // Names are chosen simply to be distinct and never match
7247                 // a valid function name (and be short)
7248                 IF_BC(bc_program_addFunc(xstrdup(""))); // func #0: main
7249                 IF_BC(bc_program_addFunc(xstrdup("1"))); // func #1: for read()
7250         } else {
7251                 // in dc, functions have no names
7252                 xc_program_add_fn();
7253                 xc_program_add_fn();
7254         }
7255
7256         bc_vec_init(&G.prog.vars, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7257         bc_vec_init(&G.prog.var_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7258
7259         bc_vec_init(&G.prog.arrs, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7260         bc_vec_init(&G.prog.arr_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7261
7262         IF_DC(bc_vec_init(&G.prog.strs, sizeof(char *), bc_string_free);)
7263         IF_DC(bc_vec_init(&G.prog.consts, sizeof(char *), bc_string_free);)
7264         bc_vec_init(&G.prog.results, sizeof(BcResult), bc_result_free);
7265         bc_vec_init(&G.prog.exestack, sizeof(BcInstPtr), NULL);
7266         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
7267
7268         bc_char_vec_init(&G.input_buffer);
7269 }
7270
7271 static int xc_vm_init(const char *env_len)
7272 {
7273         G.prog.len = xc_vm_envLen(env_len);
7274 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
7275         G.line_input_state = new_line_input_t(DO_HISTORY);
7276 #endif
7277         bc_vec_init(&G.files, sizeof(char *), NULL);
7278
7279         xc_program_init();
7280         IF_BC(if (IS_BC) bc_vm_envArgs();)
7281         xc_parse_create(BC_PROG_MAIN);
7282
7283 //TODO: in GNU bc, the check is (isatty(0) && isatty(1)),
7284 //-i option unconditionally enables this regardless of isatty():
7285         if (isatty(0)) {
7286 #if ENABLE_FEATURE_BC_INTERACTIVE
7287                 G_ttyin = 1;
7288                 // With SA_RESTART, most system calls will restart
7289                 // (IOW: they won't fail with EINTR).
7290                 // In particular, this means ^C won't cause
7291                 // stdout to get into "error state" if SIGINT hits
7292                 // within write() syscall.
7293                 //
7294                 // The downside is that ^C while tty input is taken
7295                 // will only be handled after [Enter] since read()
7296                 // from stdin is not interrupted by ^C either,
7297                 // it restarts, thus fgetc() does not return on ^C.
7298                 // (This problem manifests only if line editing is disabled)
7299                 signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7300
7301                 // Without SA_RESTART, this exhibits a bug:
7302                 // "while (1) print 1" and try ^C-ing it.
7303                 // Intermittently, instead of returning to input line,
7304                 // you'll get "output error: Interrupted system call"
7305                 // and exit.
7306                 //signal_no_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7307 #endif
7308                 return 1; // "tty"
7309         }
7310         return 0; // "not a tty"
7311 }
7312
7313 static BcStatus xc_vm_run(void)
7314 {
7315         BcStatus st = zxc_vm_exec();
7316 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7317         if (G_exiting) // it was actually "halt" or "quit"
7318                 st = EXIT_SUCCESS;
7319
7320         bc_vec_free(&G.files);
7321         xc_program_free();
7322         xc_parse_free();
7323         free(G.env_args);
7324 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
7325         free_line_input_t(G.line_input_state);
7326 # endif
7327         FREE_G();
7328 #endif
7329         dbg_exec("exiting with exitcode %d", st);
7330         return st;
7331 }
7332
7333 #if ENABLE_BC
7334 int bc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7335 int bc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7336 {
7337         int is_tty;
7338
7339         INIT_G();
7340
7341         is_tty = xc_vm_init("BC_LINE_LENGTH");
7342
7343         bc_args(argv);
7344
7345         if (is_tty && !(option_mask32 & BC_FLAG_Q))
7346                 bc_vm_info();
7347
7348         return xc_vm_run();
7349 }
7350 #endif
7351
7352 #if ENABLE_DC
7353 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7354 int dc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7355 {
7356         int noscript;
7357
7358         INIT_G();
7359
7360         // TODO: dc (GNU bc 1.07.1) 1.4.1 seems to use width
7361         // 1 char wider than bc from the same package.
7362         // Both default width, and xC_LINE_LENGTH=N are wider:
7363         // "DC_LINE_LENGTH=5 dc -e'123456 p'" prints:
7364         //      |1234\   |
7365         //      |56      |
7366         // "echo '123456' | BC_LINE_LENGTH=5 bc" prints:
7367         //      |123\    |
7368         //      |456     |
7369         // Do the same, or it's a bug?
7370         xc_vm_init("DC_LINE_LENGTH");
7371
7372         // Run -e'SCRIPT' and -fFILE in order of appearance, then handle FILEs
7373         noscript = BC_FLAG_I;
7374         for (;;) {
7375                 int n = getopt(argc, argv, "e:f:x");
7376                 if (n <= 0)
7377                         break;
7378                 switch (n) {
7379                 case 'e':
7380                         noscript = 0;
7381                         n = zxc_vm_process(optarg);
7382                         if (n) return n;
7383                         break;
7384                 case 'f':
7385                         noscript = 0;
7386                         n = zxc_vm_file(optarg);
7387                         if (n) return n;
7388                         break;
7389                 case 'x':
7390                         option_mask32 |= DC_FLAG_X;
7391                         break;
7392                 default:
7393                         bb_show_usage();
7394                 }
7395         }
7396         argv += optind;
7397
7398         while (*argv) {
7399                 noscript = 0;
7400                 bc_vec_push(&G.files, argv++);
7401         }
7402
7403         option_mask32 |= noscript; // set BC_FLAG_I if we need to interpret stdin
7404
7405         return xc_vm_run();
7406 }
7407 #endif
7408
7409 #endif // DC_BIG