miscutils/bc.c

   1 /* vi: set sw=4 ts=4: */
   2 /*
   3  * Licensed under GPLv2 or later, see file LICENSE in this source tree.
   4  * Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors.
   5  *
   6  * ** Automatically generated from https://github.com/gavinhoward/bc **
   7  * **        Do not edit unless you know what you are doing.         **
   8  */
   9 //config:config BC
  10 //config:       bool "bc (45 kb; 49 kb when combined with dc)"
  11 //config:       default y
  12 //config:       help
  13 //config:       bc is a command-line, arbitrary-precision calculator with a
  14 //config:       Turing-complete language. See the GNU bc manual
  15 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html) and bc spec
  16 //config:       (http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/bc.html)
  17 //config:       for details.
  18 //config:
  19 //config:       This bc has four differences to the GNU bc:
  20 //config:
  21 //config:         1) The period (.) can also be used as a shortcut for "last", as in
  22 //config:            the BSD bc.
  23 //config:         2) Arrays are copied before being passed as arguments to
  24 //config:            functions. This behavior is required by the bc spec.
  25 //config:         3) Arrays can be passed to the builtin "length" function to get
  26 //config:            the number of elements currently in the array. The following
  27 //config:            example prints "1":
  28 //config:
  29 //config:              a[0] = 0
  30 //config:              length(a[])
  31 //config:
  32 //config:         4) The precedence of the boolean "not" operator (!) is equal to
  33 //config:            that of the unary minus (-), or negation, operator. This still
  34 //config:            allows POSIX-compliant scripts to work while somewhat
  35 //config:            preserving expected behavior (versus C) and making parsing
  36 //config:            easier.
  37 //config:
  38 //config:       Options:
  39 //config:
  40 //config:         -i  --interactive  force interactive mode
  41 //config:         -l  --mathlib      use predefined math routines:
  42 //config:
  43 //config:                              s(expr)  =  sine of expr in radians
  44 //config:                              c(expr)  =  cosine of expr in radians
  45 //config:                              a(expr)  =  arctangent of expr, returning
  46 //config:                                          radians
  47 //config:                              l(expr)  =  natural log of expr
  48 //config:                              e(expr)  =  raises e to the power of expr
  49 //config:                              j(n, x)  =  Bessel function of integer order
  50 //config:                                          n of x
  51 //config:
  52 //config:         -q  --quiet        don't print version and copyright.
  53 //config:         -s  --standard     error if any non-POSIX extensions are used.
  54 //config:         -w  --warn         warn if any non-POSIX extensions are used.
  55 //config:         -v  --version      print version and copyright and exit.
  56 //config:
  57 //config:       Long options are only available if FEATURE_BC_LONG_OPTIONS is
  58 //config:       enabled.
  59 //config:
  60 //config:config DC
  61 //config:       bool "dc (38 kb; 49 kb when combined with bc)"
  62 //config:       default y
  63 //config:       help
  64 //config:       dc is a reverse-polish notation command-line calculator which
  65 //config:       supports unlimited precision arithmetic. See the FreeBSD man page
  66 //config:       (https://www.unix.com/man-page/FreeBSD/1/dc/) and GNU dc manual
  67 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/dc-1.05/html_mono/dc.html)
  68 //config:       for details.
  69 //config:
  70 //config:       This dc has a few differences from the two above:
  71 //config:
  72 //config:         1) When printing a byte stream (command "P"), this bc follows what
  73 //config:            the FreeBSD dc does.
  74 //config:         2) This dc implements the GNU extensions for divmod ("~") and
  75 //config:            modular exponentiation ("|").
  76 //config:         3) This dc implements all FreeBSD extensions, except for "J" and
  77 //config:            "M".
  78 //config:         4) Like the FreeBSD dc, this dc supports extended registers.
  79 //config:            However, they are implemented differently. When it encounters
  80 //config:            whitespace where a register should be, it skips the whitespace.
  81 //config:            If the character following is not a lowercase letter, an error
  82 //config:            is issued. Otherwise, the register name is parsed by the
  83 //config:            following regex:
  84 //config:
  85 //config:              [a-z][a-z0-9_]*
  86 //config:
  87 //config:            This generally means that register names will be surrounded by
  88 //config:            whitespace.
  89 //config:
  90 //config:            Examples:
  91 //config:
  92 //config:              l idx s temp L index S temp2 < do_thing
  93 //config:
  94 //config:            Also note that, like the FreeBSD dc, extended registers are not
  95 //config:            allowed unless the "-x" option is given.
  96 //config:
  97 //config:config FEATURE_BC_SIGNALS
  98 //config:       bool "Enable bc/dc signal handling"
  99 //config:       default y
 100 //config:       depends on BC || DC
 101 //config:       help
 102 //config:       Enable signal handling for bc and dc.
 103 //config:
 104 //config:config FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
 105 //config:       bool "Enable bc/dc long options"
 106 //config:       default y
 107 //config:       depends on BC || DC
 108 //config:       help
 109 //config:       Enable long options for bc and dc.
 110
 111 //applet:IF_BC(APPLET(bc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 112 //applet:IF_DC(APPLET(dc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 113
 114 //kbuild:lib-$(CONFIG_BC) += bc.o
 115 //kbuild:lib-$(CONFIG_DC) += bc.o
 116
 117 //See www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html
 118 //usage:#define bc_trivial_usage
 119 //usage:       "[-sqli] FILE..."
 120 //usage:
 121 //usage:#define bc_full_usage "\n"
 122 //usage:     "\nArbitrary precision calculator"
 123 //usage:     "\n"
 124 //usage:     "\n        -i      Interactive"
 125 //usage:     "\n        -l      Load standard math library"
 126 //usage:     "\n        -s      Be POSIX compatible"
 127 //usage:     "\n        -q      Quiet"
 128 //usage:     "\n        -w      Warn if extensions are used"
 129 ///////:     "\n        -v      Version"
 130 //usage:
 131 //usage:#define bc_example_usage
 132 //usage:       "3 + 4.129\n"
 133 //usage:       "1903 - 2893\n"
 134 //usage:       "-129 * 213.28935\n"
 135 //usage:       "12 / -1932\n"
 136 //usage:       "12 % 12\n"
 137 //usage:       "34 ^ 189\n"
 138 //usage:       "scale = 13\n"
 139 //usage:       "ibase = 2\n"
 140 //usage:       "obase = A\n"
 141 //usage:
 142 //usage:#define dc_trivial_usage
 143 //usage:       "EXPRESSION..."
 144 //usage:
 145 //usage:#define dc_full_usage "\n\n"
 146 //usage:       "Tiny RPN calculator. Operations:\n"
 147 //usage:       "+, add, -, sub, *, mul, /, div, %, mod, ^, exp, ~, divmod, |, "
 148 //usage:       "modular exponentiation,\n"
 149 //usage:       "p - print top of the stack (without popping),\n"
 150 //usage:       "f - print entire stack,\n"
 151 //usage:       "k - pop the value and set the precision.\n"
 152 //usage:       "i - pop the value and set input radix.\n"
 153 //usage:       "o - pop the value and set output radix.\n"
 154 //usage:       "Examples: 'dc 2 2 add p' -> 4, 'dc 8 8 mul 2 2 + / p' -> 16"
 155 //usage:
 156 //usage:#define dc_example_usage
 157 //usage:       "$ dc 2 2 + p\n"
 158 //usage:       "4\n"
 159 //usage:       "$ dc 8 8 \\* 2 2 + / p\n"
 160 //usage:       "16\n"
 161 //usage:       "$ dc 0 1 and p\n"
 162 //usage:       "0\n"
 163 //usage:       "$ dc 0 1 or p\n"
 164 //usage:       "1\n"
 165 //usage:       "$ echo 72 9 div 8 mul p | dc\n"
 166 //usage:       "64\n"
 167
 168 #include "libbb.h"
 169
 170 typedef enum BcStatus {
 171         BC_STATUS_SUCCESS = 0,
 172         BC_STATUS_FAILURE = 1,
 173         BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP = 2, // bc_parse_expr() uses this
 174 } BcStatus;
 175
 176 #define BC_VEC_INVALID_IDX ((size_t) -1)
 177 #define BC_VEC_START_CAP (1 << 5)
 178
 179 typedef void (*BcVecFree)(void *);
 180
 181 typedef struct BcVec {
 182         char *v;
 183         size_t len;
 184         size_t cap;
 185         size_t size;
 186         BcVecFree dtor;
 187 } BcVec;
 188
 189 #define bc_vec_pop(v) (bc_vec_npop((v), 1))
 190 #define bc_vec_top(v) (bc_vec_item_rev((v), 0))
 191
 192 typedef signed char BcDig;
 193
 194 typedef struct BcNum {
 195         BcDig *restrict num;
 196         size_t rdx;
 197         size_t len;
 198         size_t cap;
 199         bool neg;
 200 } BcNum;
 201
 202 #define BC_NUM_MIN_BASE ((unsigned long) 2)
 203 #define BC_NUM_MAX_IBASE ((unsigned long) 16)
 204 #define BC_NUM_DEF_SIZE (16)
 205 #define BC_NUM_PRINT_WIDTH (69)
 206
 207 #define BC_NUM_KARATSUBA_LEN (32)
 208
 209 #define BC_NUM_NEG(n, neg) ((((ssize_t)(n)) ^ -((ssize_t)(neg))) + (neg))
 210 #define BC_NUM_ONE(n) ((n)->len == 1 && (n)->rdx == 0 && (n)->num[0] == 1)
 211 #define BC_NUM_INT(n) ((n)->len - (n)->rdx)
 212 #define BC_NUM_AREQ(a, b) \
 213         (BC_MAX((a)->rdx, (b)->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1)
 214 #define BC_NUM_MREQ(a, b, scale) \
 215         (BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX((scale), (a)->rdx + (b)->rdx) + 1)
 216
 217 typedef BcStatus (*BcNumBinaryOp)(BcNum *, BcNum *, BcNum *, size_t);
 218 typedef void (*BcNumDigitOp)(size_t, size_t, bool, size_t *, size_t);
 219
 220 static BcStatus bc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 221 static BcStatus bc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 222 static BcStatus bc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 223 static BcStatus bc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 224 static BcStatus bc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 225 static BcStatus bc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 226 static BcStatus bc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale);
 227 static BcStatus bc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
 228                               size_t scale);
 229
 230 typedef enum BcInst {
 231
 232 #if ENABLE_BC
 233         BC_INST_INC_PRE,
 234         BC_INST_DEC_PRE,
 235         BC_INST_INC_POST,
 236         BC_INST_DEC_POST,
 237 #endif
 238
 239         BC_INST_NEG,
 240
 241         BC_INST_POWER,
 242         BC_INST_MULTIPLY,
 243         BC_INST_DIVIDE,
 244         BC_INST_MODULUS,
 245         BC_INST_PLUS,
 246         BC_INST_MINUS,
 247
 248         BC_INST_REL_EQ,
 249         BC_INST_REL_LE,
 250         BC_INST_REL_GE,
 251         BC_INST_REL_NE,
 252         BC_INST_REL_LT,
 253         BC_INST_REL_GT,
 254
 255         BC_INST_BOOL_NOT,
 256         BC_INST_BOOL_OR,
 257         BC_INST_BOOL_AND,
 258
 259 #if ENABLE_BC
 260         BC_INST_ASSIGN_POWER,
 261         BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY,
 262         BC_INST_ASSIGN_DIVIDE,
 263         BC_INST_ASSIGN_MODULUS,
 264         BC_INST_ASSIGN_PLUS,
 265         BC_INST_ASSIGN_MINUS,
 266 #endif
 267         BC_INST_ASSIGN,
 268
 269         BC_INST_NUM,
 270         BC_INST_VAR,
 271         BC_INST_ARRAY_ELEM,
 272         BC_INST_ARRAY,
 273
 274         BC_INST_SCALE_FUNC,
 275         BC_INST_IBASE,
 276         BC_INST_SCALE,
 277         BC_INST_LAST,
 278         BC_INST_LENGTH,
 279         BC_INST_READ,
 280         BC_INST_OBASE,
 281         BC_INST_SQRT,
 282
 283         BC_INST_PRINT,
 284         BC_INST_PRINT_POP,
 285         BC_INST_STR,
 286         BC_INST_PRINT_STR,
 287
 288 #if ENABLE_BC
 289         BC_INST_JUMP,
 290         BC_INST_JUMP_ZERO,
 291
 292         BC_INST_CALL,
 293
 294         BC_INST_RET,
 295         BC_INST_RET0,
 296
 297         BC_INST_HALT,
 298 #endif
 299
 300         BC_INST_POP,
 301         BC_INST_POP_EXEC,
 302
 303 #if ENABLE_DC
 304         BC_INST_MODEXP,
 305         BC_INST_DIVMOD,
 306
 307         BC_INST_EXECUTE,
 308         BC_INST_EXEC_COND,
 309
 310         BC_INST_ASCIIFY,
 311         BC_INST_PRINT_STREAM,
 312
 313         BC_INST_PRINT_STACK,
 314         BC_INST_CLEAR_STACK,
 315         BC_INST_STACK_LEN,
 316         BC_INST_DUPLICATE,
 317         BC_INST_SWAP,
 318
 319         BC_INST_LOAD,
 320         BC_INST_PUSH_VAR,
 321         BC_INST_PUSH_TO_VAR,
 322
 323         BC_INST_QUIT,
 324         BC_INST_NQUIT,
 325
 326         BC_INST_INVALID = -1,
 327 #endif
 328
 329 } BcInst;
 330
 331 typedef struct BcId {
 332         char *name;
 333         size_t idx;
 334 } BcId;
 335
 336 typedef struct BcFunc {
 337         BcVec code;
 338         BcVec labels;
 339         size_t nparams;
 340         BcVec autos;
 341 } BcFunc;
 342
 343 typedef enum BcResultType {
 344
 345         BC_RESULT_TEMP,
 346
 347         BC_RESULT_VAR,
 348         BC_RESULT_ARRAY_ELEM,
 349         BC_RESULT_ARRAY,
 350
 351         BC_RESULT_STR,
 352
 353         BC_RESULT_IBASE,
 354         BC_RESULT_SCALE,
 355         BC_RESULT_LAST,
 356
 357         // These are between to calculate ibase, obase, and last from instructions.
 358         BC_RESULT_CONSTANT,
 359         BC_RESULT_ONE,
 360
 361         BC_RESULT_OBASE,
 362
 363 } BcResultType;
 364
 365 typedef union BcResultData {
 366         BcNum n;
 367         BcVec v;
 368         BcId id;
 369 } BcResultData;
 370
 371 typedef struct BcResult {
 372         BcResultType t;
 373         BcResultData d;
 374 } BcResult;
 375
 376 typedef struct BcInstPtr {
 377         size_t func;
 378         size_t idx;
 379         size_t len;
 380 } BcInstPtr;
 381
 382 // BC_LEX_NEG is not used in lexing; it is only for parsing.
 383 typedef enum BcLexType {
 384
 385         BC_LEX_EOF,
 386         BC_LEX_INVALID,
 387
 388         BC_LEX_OP_INC,
 389         BC_LEX_OP_DEC,
 390
 391         BC_LEX_NEG,
 392
 393         BC_LEX_OP_POWER,
 394         BC_LEX_OP_MULTIPLY,
 395         BC_LEX_OP_DIVIDE,
 396         BC_LEX_OP_MODULUS,
 397         BC_LEX_OP_PLUS,
 398         BC_LEX_OP_MINUS,
 399
 400         BC_LEX_OP_REL_EQ,
 401         BC_LEX_OP_REL_LE,
 402         BC_LEX_OP_REL_GE,
 403         BC_LEX_OP_REL_NE,
 404         BC_LEX_OP_REL_LT,
 405         BC_LEX_OP_REL_GT,
 406
 407         BC_LEX_OP_BOOL_NOT,
 408         BC_LEX_OP_BOOL_OR,
 409         BC_LEX_OP_BOOL_AND,
 410
 411         BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER,
 412         BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY,
 413         BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE,
 414         BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS,
 415         BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS,
 416         BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS,
 417         BC_LEX_OP_ASSIGN,
 418
 419         BC_LEX_NLINE,
 420         BC_LEX_WHITESPACE,
 421
 422         BC_LEX_LPAREN,
 423         BC_LEX_RPAREN,
 424
 425         BC_LEX_LBRACKET,
 426         BC_LEX_COMMA,
 427         BC_LEX_RBRACKET,
 428
 429         BC_LEX_LBRACE,
 430         BC_LEX_SCOLON,
 431         BC_LEX_RBRACE,
 432
 433         BC_LEX_STR,
 434         BC_LEX_NAME,
 435         BC_LEX_NUMBER,
 436
 437         BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 438         BC_LEX_KEY_AUTO = BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 439         BC_LEX_KEY_BREAK,
 440         BC_LEX_KEY_CONTINUE,
 441         BC_LEX_KEY_DEFINE,
 442         BC_LEX_KEY_ELSE,
 443         BC_LEX_KEY_FOR,
 444         BC_LEX_KEY_HALT,
 445         // code uses "type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE" construct,
 446         BC_LEX_KEY_IBASE,  // relative order should match for: BC_INST_IBASE
 447         BC_LEX_KEY_IF,
 448         BC_LEX_KEY_LAST,   // relative order should match for: BC_INST_LAST
 449         BC_LEX_KEY_LENGTH,
 450         BC_LEX_KEY_LIMITS,
 451         BC_LEX_KEY_OBASE,  // relative order should match for: BC_INST_OBASE
 452         BC_LEX_KEY_PRINT,
 453         BC_LEX_KEY_QUIT,
 454         BC_LEX_KEY_READ,
 455         BC_LEX_KEY_RETURN,
 456         BC_LEX_KEY_SCALE,
 457         BC_LEX_KEY_SQRT,
 458         BC_LEX_KEY_WHILE,
 459
 460 #if ENABLE_DC
 461         BC_LEX_EQ_NO_REG,
 462         BC_LEX_OP_MODEXP,
 463         BC_LEX_OP_DIVMOD,
 464
 465         BC_LEX_COLON,
 466         BC_LEX_ELSE,
 467         BC_LEX_EXECUTE,
 468         BC_LEX_PRINT_STACK,
 469         BC_LEX_CLEAR_STACK,
 470         BC_LEX_STACK_LEVEL,
 471         BC_LEX_DUPLICATE,
 472         BC_LEX_SWAP,
 473         BC_LEX_POP,
 474
 475         BC_LEX_ASCIIFY,
 476         BC_LEX_PRINT_STREAM,
 477
 478         BC_LEX_STORE_IBASE,
 479         BC_LEX_STORE_SCALE,
 480         BC_LEX_LOAD,
 481         BC_LEX_LOAD_POP,
 482         BC_LEX_STORE_PUSH,
 483         BC_LEX_STORE_OBASE,
 484         BC_LEX_PRINT_POP,
 485         BC_LEX_NQUIT,
 486         BC_LEX_SCALE_FACTOR,
 487 #endif
 488 } BcLexType;
 489 // must match order of BC_LEX_KEY_foo etc above
 490 #if ENABLE_BC
 491 struct BcLexKeyword {
 492         char name8[8];
 493 };
 494 #define BC_LEX_KW_ENTRY(a, b, c)            \
 495         { .name8 = a /*, .len = b, .posix = c*/ }
 496 static const struct BcLexKeyword bc_lex_kws[20] = {
 497         BC_LEX_KW_ENTRY("auto"    , 4, 1), // 0
 498         BC_LEX_KW_ENTRY("break"   , 5, 1), // 1
 499         BC_LEX_KW_ENTRY("continue", 8, 0), // 2 note: this one has no terminating NUL
 500         BC_LEX_KW_ENTRY("define"  , 6, 1), // 3
 501
 502         BC_LEX_KW_ENTRY("else"    , 4, 0), // 4
 503         BC_LEX_KW_ENTRY("for"     , 3, 1), // 5
 504         BC_LEX_KW_ENTRY("halt"    , 4, 0), // 6
 505         BC_LEX_KW_ENTRY("ibase"   , 5, 1), // 7
 506
 507         BC_LEX_KW_ENTRY("if"      , 2, 1), // 8
 508         BC_LEX_KW_ENTRY("last"    , 4, 0), // 9
 509         BC_LEX_KW_ENTRY("length"  , 6, 1), // 10
 510         BC_LEX_KW_ENTRY("limits"  , 6, 0), // 11
 511
 512         BC_LEX_KW_ENTRY("obase"   , 5, 1), // 12
 513         BC_LEX_KW_ENTRY("print"   , 5, 0), // 13
 514         BC_LEX_KW_ENTRY("quit"    , 4, 1), // 14
 515         BC_LEX_KW_ENTRY("read"    , 4, 0), // 15
 516
 517         BC_LEX_KW_ENTRY("return"  , 6, 1), // 16
 518         BC_LEX_KW_ENTRY("scale"   , 5, 1), // 17
 519         BC_LEX_KW_ENTRY("sqrt"    , 4, 1), // 18
 520         BC_LEX_KW_ENTRY("while"   , 5, 1), // 19
 521 };
 522 enum {
 523         POSIX_KWORD_MASK = 0
 524                 | (1 << 0)
 525                 | (1 << 1)
 526                 | (0 << 2)
 527                 | (1 << 3)
 528                 \
 529                 | (0 << 4)
 530                 | (1 << 5)
 531                 | (0 << 6)
 532                 | (1 << 7)
 533                 \
 534                 | (1 << 8)
 535                 | (0 << 9)
 536                 | (1 << 10)
 537                 | (0 << 11)
 538                 \
 539                 | (1 << 12)
 540                 | (0 << 13)
 541                 | (1 << 14)
 542                 | (0 << 15)
 543                 \
 544                 | (1 << 16)
 545                 | (1 << 17)
 546                 | (1 << 18)
 547                 | (1 << 19)
 548 };
 549 #endif
 550
 551 struct BcLex;
 552 typedef BcStatus (*BcLexNext)(struct BcLex *);
 553
 554 typedef struct BcLex {
 555
 556         const char *buf;
 557         size_t i;
 558         size_t line;
 559         size_t len;
 560         bool newline;
 561
 562         struct {
 563                 BcLexType t;
 564                 BcLexType last;
 565                 BcVec v;
 566         } t;
 567
 568         BcLexNext next;
 569
 570 } BcLex;
 571
 572 #define BC_PARSE_STREND ((char) UCHAR_MAX)
 573
 574 #define bc_parse_push(p, i) (bc_vec_pushByte(&(p)->func->code, (char) (i)))
 575 #define bc_parse_updateFunc(p, f) \
 576         ((p)->func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ((p)->fidx = (f))))
 577
 578 #define BC_PARSE_REL (1 << 0)
 579 #define BC_PARSE_PRINT (1 << 1)
 580 #define BC_PARSE_NOCALL (1 << 2)
 581 #define BC_PARSE_NOREAD (1 << 3)
 582 #define BC_PARSE_ARRAY (1 << 4)
 583
 584 #define BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(parse) ((uint8_t *) bc_vec_top(&(parse)->flags))
 585 #define BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) (*(BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(parse)))
 586
 587 #define BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER (1 << 0)
 588 #define BC_PARSE_FUNC_INNER(parse) \
 589         (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER)
 590
 591 #define BC_PARSE_FLAG_FUNC (1 << 1)
 592 #define BC_PARSE_FUNC(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_FUNC)
 593
 594 #define BC_PARSE_FLAG_BODY (1 << 2)
 595 #define BC_PARSE_BODY(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_BODY)
 596
 597 #define BC_PARSE_FLAG_LOOP (1 << 3)
 598 #define BC_PARSE_LOOP(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_LOOP)
 599
 600 #define BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER (1 << 4)
 601 #define BC_PARSE_LOOP_INNER(parse) \
 602         (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER)
 603
 604 #define BC_PARSE_FLAG_IF (1 << 5)
 605 #define BC_PARSE_IF(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_IF)
 606
 607 #define BC_PARSE_FLAG_ELSE (1 << 6)
 608 #define BC_PARSE_ELSE(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_ELSE)
 609
 610 #define BC_PARSE_FLAG_IF_END (1 << 7)
 611 #define BC_PARSE_IF_END(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_IF_END)
 612
 613 #define BC_PARSE_CAN_EXEC(parse)                                             \
 614         (!(BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) &                                            \
 615            (BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER | BC_PARSE_FLAG_FUNC | BC_PARSE_FLAG_BODY | \
 616             BC_PARSE_FLAG_LOOP | BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER | BC_PARSE_FLAG_IF |   \
 617             BC_PARSE_FLAG_ELSE | BC_PARSE_FLAG_IF_END)))
 618
 619 typedef struct BcParseNext {
 620         uint32_t len;
 621         BcLexType tokens[4];
 622 } BcParseNext;
 623
 624 #define BC_PARSE_NEXT_TOKENS(...) .tokens = { __VA_ARGS__ }
 625 #define BC_PARSE_NEXT(a, ...)                         \
 626         {                                                 \
 627                 .len = (a), BC_PARSE_NEXT_TOKENS(__VA_ARGS__) \
 628         }
 629
 630 struct BcParse;
 631
 632 struct BcProgram;
 633
 634 typedef BcStatus (*BcParseParse)(struct BcParse *);
 635
 636 typedef struct BcParse {
 637
 638         BcParseParse parse;
 639
 640         BcLex l;
 641
 642         BcVec flags;
 643
 644         BcVec exits;
 645         BcVec conds;
 646
 647         BcVec ops;
 648
 649         BcFunc *func;
 650         size_t fidx;
 651
 652         size_t nbraces;
 653         bool auto_part;
 654
 655 } BcParse;
 656
 657 typedef struct BcProgram {
 658
 659         size_t len;
 660         size_t scale;
 661
 662         BcNum ib;
 663         size_t ib_t;
 664         BcNum ob;
 665         size_t ob_t;
 666
 667         BcNum hexb;
 668
 669 #if ENABLE_DC
 670         BcNum strmb;
 671 #endif
 672
 673         BcVec results;
 674         BcVec stack;
 675
 676         BcVec fns;
 677         BcVec fn_map;
 678
 679         BcVec vars;
 680         BcVec var_map;
 681
 682         BcVec arrs;
 683         BcVec arr_map;
 684
 685         BcVec strs;
 686         BcVec consts;
 687
 688         const char *file;
 689
 690         BcNum last;
 691         BcNum zero;
 692         BcNum one;
 693
 694         size_t nchars;
 695
 696 } BcProgram;
 697
 698 #define BC_PROG_STACK(s, n) ((s)->len >= ((size_t) n))
 699
 700 #define BC_PROG_MAIN (0)
 701 #define BC_PROG_READ (1)
 702
 703 #if ENABLE_DC
 704 #define BC_PROG_REQ_FUNCS (2)
 705 #endif
 706
 707 #define BC_PROG_STR(n) (!(n)->num && !(n)->cap)
 708 #define BC_PROG_NUM(r, n) \
 709         ((r)->t != BC_RESULT_ARRAY && (r)->t != BC_RESULT_STR && !BC_PROG_STR(n))
 710
 711 typedef unsigned long (*BcProgramBuiltIn)(BcNum *);
 712
 713 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx);
 714 static void bc_program_reset(void);
 715
 716 #define BC_FLAG_X (1 << 0)
 717 #define BC_FLAG_W (1 << 1)
 718 #define BC_FLAG_V (1 << 2)
 719 #define BC_FLAG_S (1 << 3)
 720 #define BC_FLAG_Q (1 << 4)
 721 #define BC_FLAG_L (1 << 5)
 722 #define BC_FLAG_I (1 << 6)
 723
 724 #define BC_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
 725 #define BC_MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
 726
 727 #define BC_MAX_OBASE  ((unsigned) 999)
 728 #define BC_MAX_DIM    ((unsigned) INT_MAX)
 729 #define BC_MAX_SCALE  ((unsigned) UINT_MAX)
 730 #define BC_MAX_STRING ((unsigned) UINT_MAX - 1)
 731 #define BC_MAX_NAME   BC_MAX_STRING
 732 #define BC_MAX_NUM    BC_MAX_STRING
 733 #define BC_MAX_EXP    ((unsigned long) LONG_MAX)
 734 #define BC_MAX_VARS   ((unsigned long) SIZE_MAX - 1)
 735
 736 struct globals {
 737         smallint ttyin;
 738         smallint eof;
 739         char sbgn;
 740         char send;
 741
 742         BcParse prs;
 743         BcProgram prog;
 744
 745         // For error messages. Can be set to current parsed line,
 746         // or [TODO] to current executing line (can be before last parsed one)
 747         unsigned err_line;
 748
 749         BcVec files;
 750
 751         char *env_args;
 752 } FIX_ALIASING;
 753 #define G (*ptr_to_globals)
 754 #define INIT_G() do { \
 755         SET_PTR_TO_GLOBALS(xzalloc(sizeof(G))); \
 756 } while (0)
 757 #define G_posix (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_S))
 758 #define G_warn  (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_W))
 759 #define G_exreg (ENABLE_DC && (option_mask32 & BC_FLAG_X))
 760 #define G_interrupt (ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS ? bb_got_signal : 0)
 761
 762 #define IS_BC (ENABLE_BC && (!ENABLE_DC || applet_name[0] == 'b'))
 763
 764 #if ENABLE_BC
 765
 766 // This is a bit array that corresponds to token types. An entry is
 767 // true if the token is valid in an expression, false otherwise.
 768 enum {
 769         BC_PARSE_EXPRS_BITS = 0
 770         + ((uint64_t)((0 << 0)+(0 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (0*8))
 771         + ((uint64_t)((1 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (1*8))
 772         + ((uint64_t)((1 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (2*8))
 773         + ((uint64_t)((1 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(0 << 3)+(0 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(0 << 7)) << (3*8))
 774         + ((uint64_t)((0 << 0)+(0 << 1)+(0 << 2)+(0 << 3)+(0 << 4)+(0 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (4*8))
 775         + ((uint64_t)((0 << 0)+(0 << 1)+(0 << 2)+(0 << 3)+(0 << 4)+(0 << 5)+(0 << 6)+(1 << 7)) << (5*8))
 776         + ((uint64_t)((0 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(0 << 5)+(0 << 6)+(1 << 7)) << (6*8))
 777         + ((uint64_t)((0 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(0 << 3)                                    ) << (7*8))
 778 };
 779 static ALWAYS_INLINE long bc_parse_exprs(unsigned i)
 780 {
 781 #if ULONG_MAX > 0xffffffff
 782         // 64-bit version (will not work correctly for 32-bit longs!)
 783         return BC_PARSE_EXPRS_BITS & (1UL << i);
 784 #else
 785         // 32-bit version
 786         unsigned long m = (uint32_t)BC_PARSE_EXPRS_BITS;
 787         if (i >= 32) {
 788                 m = (uint32_t)(BC_PARSE_EXPRS_BITS >> 32);
 789                 i &= 31;
 790         }
 791         return m & (1UL << i);
 792 #endif
 793 }
 794
 795 // This is an array of data for operators that correspond to token types.
 796 static const uint8_t bc_parse_ops[] = {
 797 #define OP(p,l) ((int)(l) * 0x10 + (p))
 798         OP(0, false), OP( 0, false ), // inc dec
 799         OP(1, false), // neg
 800         OP(2, false),
 801         OP(3, true ), OP( 3, true  ), OP( 3, true  ), // pow mul div
 802         OP(4, true ), OP( 4, true  ), // mod + -
 803         OP(6, true ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true ), // == <= >= != < >
 804         OP(1, false), // not
 805         OP(7, true ), OP( 7, true  ), // or and
 806         OP(5, false), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), // ^= *= /= %= +=
 807         OP(5, false), OP( 5, false ), // -= =
 808 #undef OP
 809 };
 810 #define bc_parse_op_PREC(i) (bc_parse_ops[i] & 0x0f)
 811 #define bc_parse_op_LEFT(i) (bc_parse_ops[i] & 0x10)
 812
 813 // These identify what tokens can come after expressions in certain cases.
 814 static const BcParseNext bc_parse_next_expr =
 815         BC_PARSE_NEXT(4, BC_LEX_NLINE, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_RBRACE, BC_LEX_EOF);
 816 static const BcParseNext bc_parse_next_param =
 817         BC_PARSE_NEXT(2, BC_LEX_RPAREN, BC_LEX_COMMA);
 818 static const BcParseNext bc_parse_next_print =
 819         BC_PARSE_NEXT(4, BC_LEX_COMMA, BC_LEX_NLINE, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_EOF);
 820 static const BcParseNext bc_parse_next_rel = BC_PARSE_NEXT(1, BC_LEX_RPAREN);
 821 static const BcParseNext bc_parse_next_elem = BC_PARSE_NEXT(1, BC_LEX_RBRACKET);
 822 static const BcParseNext bc_parse_next_for = BC_PARSE_NEXT(1, BC_LEX_SCOLON);
 823 static const BcParseNext bc_parse_next_read =
 824         BC_PARSE_NEXT(2, BC_LEX_NLINE, BC_LEX_EOF);
 825 #endif // ENABLE_BC
 826
 827 #if ENABLE_DC
 828 static const BcLexType dc_lex_regs[] = {
 829         BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_NE,
 830         BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_COLON,
 831         BC_LEX_ELSE, BC_LEX_LOAD, BC_LEX_LOAD_POP, BC_LEX_OP_ASSIGN,
 832         BC_LEX_STORE_PUSH,
 833 };
 834
 835 static const BcLexType dc_lex_tokens[] = {
 836         BC_LEX_OP_MODULUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_LPAREN,
 837         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_MULTIPLY, BC_LEX_OP_PLUS, BC_LEX_INVALID,
 838         BC_LEX_OP_MINUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVIDE,
 839         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 840         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 841         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 842         BC_LEX_COLON, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_OP_REL_EQ,
 843         BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_KEY_READ, BC_LEX_INVALID,
 844         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 845         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EQ_NO_REG, BC_LEX_INVALID,
 846         BC_LEX_KEY_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SCALE, BC_LEX_LOAD_POP,
 847         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_BOOL_NOT, BC_LEX_KEY_OBASE, BC_LEX_PRINT_STREAM,
 848         BC_LEX_NQUIT, BC_LEX_POP, BC_LEX_STORE_PUSH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 849         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_SCALE_FACTOR, BC_LEX_INVALID,
 850         BC_LEX_KEY_LENGTH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 851         BC_LEX_OP_POWER, BC_LEX_NEG, BC_LEX_INVALID,
 852         BC_LEX_ASCIIFY, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_CLEAR_STACK, BC_LEX_DUPLICATE,
 853         BC_LEX_ELSE, BC_LEX_PRINT_STACK, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 854         BC_LEX_STORE_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STORE_SCALE, BC_LEX_LOAD,
 855         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_PRINT_POP, BC_LEX_STORE_OBASE, BC_LEX_KEY_PRINT,
 856         BC_LEX_KEY_QUIT, BC_LEX_SWAP, BC_LEX_OP_ASSIGN, BC_LEX_INVALID,
 857         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SQRT, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EXECUTE,
 858         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STACK_LEVEL,
 859         BC_LEX_LBRACE, BC_LEX_OP_MODEXP, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVMOD,
 860         BC_LEX_INVALID
 861 };
 862
 863 static const BcInst dc_parse_insts[] = {
 864         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 865         BC_INST_INVALID, BC_INST_POWER, BC_INST_MULTIPLY, BC_INST_DIVIDE,
 866         BC_INST_MODULUS, BC_INST_PLUS, BC_INST_MINUS,
 867         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 868         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 869         BC_INST_BOOL_NOT, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 870         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 871         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 872         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GT, BC_INST_INVALID,
 873         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 874         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 875         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 876         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 877         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_IBASE,
 878         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_LENGTH, BC_INST_INVALID,
 879         BC_INST_OBASE, BC_INST_PRINT, BC_INST_QUIT, BC_INST_INVALID,
 880         BC_INST_INVALID, BC_INST_SCALE, BC_INST_SQRT, BC_INST_INVALID,
 881         BC_INST_REL_EQ, BC_INST_MODEXP, BC_INST_DIVMOD, BC_INST_INVALID,
 882         BC_INST_INVALID, BC_INST_EXECUTE, BC_INST_PRINT_STACK, BC_INST_CLEAR_STACK,
 883         BC_INST_STACK_LEN, BC_INST_DUPLICATE, BC_INST_SWAP, BC_INST_POP,
 884         BC_INST_ASCIIFY, BC_INST_PRINT_STREAM, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 885         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 886         BC_INST_PRINT, BC_INST_NQUIT, BC_INST_SCALE_FUNC,
 887 };
 888 #endif // ENABLE_DC
 889
 890 static const BcNumBinaryOp bc_program_ops[] = {
 891         bc_num_pow, bc_num_mul, bc_num_div, bc_num_mod, bc_num_add, bc_num_sub,
 892 };
 893
 894 static void fflush_and_check(void)
 895 {
 896         fflush_all();
 897         if (ferror(stdout) || ferror(stderr))
 898                 bb_perror_msg_and_die("output error");
 899 }
 900
 901 static void quit(void) NORETURN;
 902 static void quit(void)
 903 {
 904         if (ferror(stdin))
 905                 bb_perror_msg_and_die("input error");
 906         fflush_and_check();
 907         exit(0);
 908 }
 909
 910 static void bc_verror_msg(const char *fmt, va_list p)
 911 {
 912         const char *sv = sv; /* for compiler */
 913         if (G.prog.file) {
 914                 sv = applet_name;
 915                 applet_name = xasprintf("%s: %s:%u", applet_name, G.prog.file, G.err_line);
 916         }
 917         bb_verror_msg(fmt, p, NULL);
 918         if (G.prog.file) {
 919                 free((char*)applet_name);
 920                 applet_name = sv;
 921         }
 922 }
 923
 924 static NOINLINE int bc_error_fmt(const char *fmt, ...)
 925 {
 926         va_list p;
 927
 928         va_start(p, fmt);
 929         bc_verror_msg(fmt, p);
 930         va_end(p);
 931
 932         if (!G.ttyin)
 933                 exit(1);
 934         return BC_STATUS_FAILURE;
 935 }
 936
 937 static NOINLINE int bc_posix_error_fmt(const char *fmt, ...)
 938 {
 939         va_list p;
 940
 941         // Are non-POSIX constructs totally ok?
 942         if (!(option_mask32 & (BC_FLAG_S|BC_FLAG_W)))
 943                 return BC_STATUS_SUCCESS; // yes
 944
 945         va_start(p, fmt);
 946         bc_verror_msg(fmt, p);
 947         va_end(p);
 948
 949         // Do we treat non-POSIX constructs as errors?
 950         if (!(option_mask32 & BC_FLAG_S))
 951                 return BC_STATUS_SUCCESS; // no, it's a warning
 952         if (!G.ttyin)
 953                 exit(1);
 954         return BC_STATUS_FAILURE;
 955 }
 956
 957 // We use error functions with "return bc_error(FMT[, PARAMS])" idiom.
 958 // This idiom begs for tail-call optimization, but for it to work,
 959 // function must not have calller-cleaned parameters on stack.
 960 // Unfortunately, vararg functions do exactly that on most arches.
 961 // Thus, these shims for the cases when we have no PARAMS:
 962 static int bc_error(const char *msg)
 963 {
 964         return bc_error_fmt("%s", msg);
 965 }
 966 static int bc_posix_error(const char *msg)
 967 {
 968         return bc_posix_error_fmt("%s", msg);
 969 }
 970 static int bc_POSIX_does_not_allow(const char *msg)
 971 {
 972         return bc_posix_error_fmt("%s%s", "POSIX does not allow ", msg);
 973 }
 974 static int bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(const char *msg)
 975 {
 976         return bc_posix_error_fmt("%s%s %s", "POSIX does not allow ", "boolean operators; the following is bad:", msg);
 977 }
 978 static int bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(const char *msg)
 979 {
 980         return bc_posix_error_fmt("%san empty %s expression in a for loop", "POSIX does not allow ", msg);
 981 }
 982 static int bc_error_bad_character(char c)
 983 {
 984         return bc_error_fmt("bad character '%c'", c);
 985 }
 986 static int bc_error_bad_expression(void)
 987 {
 988         return bc_error("bad expression");
 989 }
 990 static int bc_error_bad_token(void)
 991 {
 992         return bc_error("bad token");
 993 }
 994 static int bc_error_stack_has_too_few_elements(void)
 995 {
 996         return bc_error("stack has too few elements");
 997 }
 998 static int bc_error_variable_is_wrong_type(void)
 999 {
1000         return bc_error("variable is wrong type");
1001 }
1002 static int bc_error_nested_read_call(void)
1003 {
1004         return bc_error("read() call inside of a read() call");
1005 }
1006
1007 static void bc_vm_info(void)
1008 {
1009         printf("%s "BB_VER"\n"
1010                 "Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors\n"
1011                 "Report bugs at: https://github.com/gavinhoward/bc\n"
1012                 "This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY\n"
1013         , applet_name);
1014 }
1015
1016 static void bc_vec_grow(BcVec *v, size_t n)
1017 {
1018         size_t cap = v->cap * 2;
1019         while (cap < v->len + n) cap *= 2;
1020         v->v = xrealloc(v->v, v->size * cap);
1021         v->cap = cap;
1022 }
1023
1024 static void bc_vec_init(BcVec *v, size_t esize, BcVecFree dtor)
1025 {
1026         v->size = esize;
1027         v->cap = BC_VEC_START_CAP;
1028         v->len = 0;
1029         v->dtor = dtor;
1030         v->v = xmalloc(esize * BC_VEC_START_CAP);
1031 }
1032
1033 static void bc_char_vec_init(BcVec *v)
1034 {
1035         bc_vec_init(v, sizeof(char), NULL);
1036 }
1037
1038 static void bc_vec_expand(BcVec *v, size_t req)
1039 {
1040         if (v->cap < req) {
1041                 v->v = xrealloc(v->v, v->size * req);
1042                 v->cap = req;
1043         }
1044 }
1045
1046 static void bc_vec_npop(BcVec *v, size_t n)
1047 {
1048         if (!v->dtor)
1049                 v->len -= n;
1050         else {
1051                 size_t len = v->len - n;
1052                 while (v->len > len) v->dtor(v->v + (v->size * --v->len));
1053         }
1054 }
1055
1056 static void bc_vec_pop_all(BcVec *v)
1057 {
1058         bc_vec_npop(v, v->len);
1059 }
1060
1061 static void bc_vec_push(BcVec *v, const void *data)
1062 {
1063         if (v->len + 1 > v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1064         memmove(v->v + (v->size * v->len), data, v->size);
1065         v->len += 1;
1066 }
1067
1068 static void bc_vec_pushByte(BcVec *v, char data)
1069 {
1070         bc_vec_push(v, &data);
1071 }
1072
1073 static void bc_vec_pushZeroByte(BcVec *v)
1074 {
1075         //bc_vec_pushByte(v, '\0');
1076         // better:
1077         bc_vec_push(v, &const_int_0);
1078 }
1079
1080 static void bc_vec_pushAt(BcVec *v, const void *data, size_t idx)
1081 {
1082         if (idx == v->len)
1083                 bc_vec_push(v, data);
1084         else {
1085
1086                 char *ptr;
1087
1088                 if (v->len == v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1089
1090                 ptr = v->v + v->size * idx;
1091
1092                 memmove(ptr + v->size, ptr, v->size * (v->len++ - idx));
1093                 memmove(ptr, data, v->size);
1094         }
1095 }
1096
1097 static void bc_vec_string(BcVec *v, size_t len, const char *str)
1098 {
1099         bc_vec_pop_all(v);
1100         bc_vec_expand(v, len + 1);
1101         memcpy(v->v, str, len);
1102         v->len = len;
1103
1104         bc_vec_pushZeroByte(v);
1105 }
1106
1107 static void bc_vec_concat(BcVec *v, const char *str)
1108 {
1109         size_t len;
1110
1111         if (v->len == 0) bc_vec_pushZeroByte(v);
1112
1113         len = v->len + strlen(str);
1114
1115         if (v->cap < len) bc_vec_grow(v, len - v->len);
1116         strcat(v->v, str);
1117
1118         v->len = len;
1119 }
1120
1121 static void *bc_vec_item(const BcVec *v, size_t idx)
1122 {
1123         return v->v + v->size * idx;
1124 }
1125
1126 static void *bc_vec_item_rev(const BcVec *v, size_t idx)
1127 {
1128         return v->v + v->size * (v->len - idx - 1);
1129 }
1130
1131 static void bc_vec_free(void *vec)
1132 {
1133         BcVec *v = (BcVec *) vec;
1134         bc_vec_pop_all(v);
1135         free(v->v);
1136 }
1137
1138 static int bc_id_cmp(const void *e1, const void *e2)
1139 {
1140         return strcmp(((const BcId *) e1)->name, ((const BcId *) e2)->name);
1141 }
1142
1143 static void bc_id_free(void *id)
1144 {
1145         free(((BcId *) id)->name);
1146 }
1147
1148 static size_t bc_map_find(const BcVec *v, const void *ptr)
1149 {
1150         size_t low = 0, high = v->len;
1151
1152         while (low < high) {
1153
1154                 size_t mid = (low + high) / 2;
1155                 BcId *id = bc_vec_item(v, mid);
1156                 int result = bc_id_cmp(ptr, id);
1157
1158                 if (result == 0)
1159                         return mid;
1160                 else if (result < 0)
1161                         high = mid;
1162                 else
1163                         low = mid + 1;
1164         }
1165
1166         return low;
1167 }
1168
1169 static int bc_map_insert(BcVec *v, const void *ptr, size_t *i)
1170 {
1171         size_t n = *i = bc_map_find(v, ptr);
1172
1173         if (n == v->len)
1174                 bc_vec_push(v, ptr);
1175         else if (!bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, n)))
1176                 return 0; // "was not inserted"
1177         else
1178                 bc_vec_pushAt(v, ptr, n);
1179         return 1; // "was inserted"
1180 }
1181
1182 static size_t bc_map_index(const BcVec *v, const void *ptr)
1183 {
1184         size_t i = bc_map_find(v, ptr);
1185         if (i >= v->len) return BC_VEC_INVALID_IDX;
1186         return bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, i)) ? BC_VEC_INVALID_IDX : i;
1187 }
1188
1189 static BcStatus bc_read_line(BcVec *vec, const char *prompt)
1190 {
1191         bool bad_chars;
1192
1193         do {
1194                 int i;
1195
1196                 bad_chars = 0;
1197                 bc_vec_pop_all(vec);
1198
1199                 fflush_and_check();
1200 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1201                 if (bb_got_signal) { // ^C was pressed
1202  intr:
1203                         bb_got_signal = 0; // resets G_interrupt to zero
1204                         fputs(IS_BC
1205                                 ? "\ninterrupt (type \"quit\" to exit)\n"
1206                                 : "\ninterrupt (type \"q\" to exit)\n"
1207                                 , stderr);
1208                 }
1209 #endif
1210                 if (G.ttyin && !G_posix)
1211                         fputs(prompt, stderr);
1212
1213 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1214                 errno = 0;
1215 #endif
1216                 do {
1217                         i = fgetc(stdin);
1218                         if (i == EOF) {
1219 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1220                                 // Both conditions appear simultaneously, check both just in case
1221                                 if (errno == EINTR || bb_got_signal) {
1222                                         // ^C was pressed
1223                                         clearerr(stdin);
1224                                         goto intr;
1225                                 }
1226 #endif
1227                                 if (ferror(stdin))
1228                                         quit(); // this emits error message
1229                                 G.eof = 1;
1230                                 // Note: EOF does not append '\n', therefore:
1231                                 // printf 'print 123\n' | bc - works
1232                                 // printf 'print 123' | bc   - fails (syntax error)
1233                                 break;
1234                         }
1235
1236                         if ((i < ' ' && i != '\t' && i != '\r' && i != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1237                          || i > 0x7e
1238                         ) {
1239                                 // Bad chars on this line, ignore entire line
1240                                 bc_error_fmt("illegal character 0x%02x", i);
1241                                 bad_chars = 1;
1242                         }
1243                         bc_vec_pushByte(vec, (char)i);
1244                 } while (i != '\n');
1245         } while (bad_chars);
1246
1247         bc_vec_pushZeroByte(vec);
1248
1249         return BC_STATUS_SUCCESS;
1250 }
1251
1252 static char* bc_read_file(const char *path)
1253 {
1254         char *buf;
1255         size_t size = ((size_t) -1);
1256         size_t i;
1257
1258         buf = xmalloc_open_read_close(path, &size);
1259
1260         for (i = 0; i < size; ++i) {
1261                 char c = buf[i];
1262                 if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1263                  || c > 0x7e
1264                 ) {
1265                         free(buf);
1266                         buf = NULL;
1267                         break;
1268                 }
1269         }
1270
1271         return buf;
1272 }
1273
1274 static void bc_args(int argc, char **argv)
1275 {
1276         unsigned opts;
1277         int i;
1278
1279         GETOPT_RESET();
1280 #if ENABLE_FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
1281         opts = getopt32long(argv, "xwvsqli",
1282                 "extended-register\0" No_argument "x"
1283                 "warn\0"              No_argument "w"
1284                 "version\0"           No_argument "v"
1285                 "standard\0"          No_argument "s"
1286                 "quiet\0"             No_argument "q"
1287                 "mathlib\0"           No_argument "l"
1288                 "interactive\0"       No_argument "i"
1289         );
1290 #else
1291         opts = getopt32(argv, "xwvsqli");
1292 #endif
1293         if (getenv("POSIXLY_CORRECT"))
1294                 option_mask32 |= BC_FLAG_S;
1295
1296         if (opts & BC_FLAG_V) bc_vm_info();
1297         // should not be necessary, getopt32() handles this??
1298         //if (argv[optind] && !strcmp(argv[optind], "--")) ++optind;
1299
1300         for (i = optind; i < argc; ++i)
1301                 bc_vec_push(&G.files, argv + i);
1302 }
1303
1304 static void bc_num_setToZero(BcNum *n, size_t scale)
1305 {
1306         n->len = 0;
1307         n->neg = false;
1308         n->rdx = scale;
1309 }
1310
1311 static void bc_num_zero(BcNum *n)
1312 {
1313         bc_num_setToZero(n, 0);
1314 }
1315
1316 static void bc_num_one(BcNum *n)
1317 {
1318         bc_num_setToZero(n, 0);
1319         n->len = 1;
1320         n->num[0] = 1;
1321 }
1322
1323 static void bc_num_ten(BcNum *n)
1324 {
1325         bc_num_setToZero(n, 0);
1326         n->len = 2;
1327         n->num[0] = 0;
1328         n->num[1] = 1;
1329 }
1330
1331 static void bc_num_init(BcNum *n, size_t req)
1332 {
1333         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1334         memset(n, 0, sizeof(BcNum));
1335         n->num = xmalloc(req);
1336         n->cap = req;
1337 }
1338
1339 static void bc_num_expand(BcNum *n, size_t req)
1340 {
1341         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1342         if (req > n->cap) {
1343                 n->num = xrealloc(n->num, req);
1344                 n->cap = req;
1345         }
1346 }
1347
1348 static void bc_num_free(void *num)
1349 {
1350         free(((BcNum *) num)->num);
1351 }
1352
1353 static void bc_num_copy(BcNum *d, BcNum *s)
1354 {
1355         if (d != s) {
1356                 bc_num_expand(d, s->cap);
1357                 d->len = s->len;
1358                 d->neg = s->neg;
1359                 d->rdx = s->rdx;
1360                 memcpy(d->num, s->num, sizeof(BcDig) * d->len);
1361         }
1362 }
1363
1364 static BcStatus bc_num_ulong(BcNum *n, unsigned long *result)
1365 {
1366         size_t i;
1367         unsigned long pow;
1368
1369         if (n->neg) return bc_error("negative number");
1370
1371         for (*result = 0, pow = 1, i = n->rdx; i < n->len; ++i) {
1372
1373                 unsigned long prev = *result, powprev = pow;
1374
1375                 *result += ((unsigned long) n->num[i]) * pow;
1376                 pow *= 10;
1377
1378                 if (*result < prev || pow < powprev)
1379                         return bc_error("overflow");
1380         }
1381
1382         return BC_STATUS_SUCCESS;
1383 }
1384
1385 static void bc_num_ulong2num(BcNum *n, unsigned long val)
1386 {
1387         size_t len;
1388         BcDig *ptr;
1389         unsigned long i;
1390
1391         bc_num_zero(n);
1392
1393         if (val == 0) return;
1394
1395         for (len = 1, i = ULONG_MAX; i != 0; i /= 10, ++len) bc_num_expand(n, len);
1396         for (ptr = n->num, i = 0; val; ++i, ++n->len, val /= 10) ptr[i] = val % 10;
1397 }
1398
1399 static void bc_num_subArrays(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b,
1400                                  size_t len)
1401 {
1402         size_t i, j;
1403         for (i = 0; i < len; ++i) {
1404                 for (a[i] -= b[i], j = 0; a[i + j] < 0;) {
1405                         a[i + j++] += 10;
1406                         a[i + j] -= 1;
1407                 }
1408         }
1409 }
1410
1411 static ssize_t bc_num_compare(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1412 {
1413         size_t i;
1414         int c = 0;
1415         for (i = len - 1; i < len && !(c = a[i] - b[i]); --i);
1416         return BC_NUM_NEG(i + 1, c < 0);
1417 }
1418
1419 static ssize_t bc_num_cmp(BcNum *a, BcNum *b)
1420 {
1421         size_t i, min, a_int, b_int, diff;
1422         BcDig *max_num, *min_num;
1423         bool a_max, neg = false;
1424         ssize_t cmp;
1425
1426         if (a == b) return 0;
1427         if (a->len == 0) return BC_NUM_NEG(!!b->len, !b->neg);
1428         if (b->len == 0) return BC_NUM_NEG(1, a->neg);
1429         if (a->neg) {
1430                 if (b->neg)
1431                         neg = true;
1432                 else
1433                         return -1;
1434         }
1435         else if (b->neg)
1436                 return 1;
1437
1438         a_int = BC_NUM_INT(a);
1439         b_int = BC_NUM_INT(b);
1440         a_int -= b_int;
1441         a_max = (a->rdx > b->rdx);
1442
1443         if (a_int != 0) return (ssize_t) a_int;
1444
1445         if (a_max) {
1446                 min = b->rdx;
1447                 diff = a->rdx - b->rdx;
1448                 max_num = a->num + diff;
1449                 min_num = b->num;
1450         }
1451         else {
1452                 min = a->rdx;
1453                 diff = b->rdx - a->rdx;
1454                 max_num = b->num + diff;
1455                 min_num = a->num;
1456         }
1457
1458         cmp = bc_num_compare(max_num, min_num, b_int + min);
1459         if (cmp != 0) return BC_NUM_NEG(cmp, (!a_max) != neg);
1460
1461         for (max_num -= diff, i = diff - 1; i < diff; --i) {
1462                 if (max_num[i]) return BC_NUM_NEG(1, (!a_max) != neg);
1463         }
1464
1465         return 0;
1466 }
1467
1468 static void bc_num_truncate(BcNum *n, size_t places)
1469 {
1470         if (places == 0) return;
1471
1472         n->rdx -= places;
1473
1474         if (n->len != 0) {
1475                 n->len -= places;
1476                 memmove(n->num, n->num + places, n->len * sizeof(BcDig));
1477         }
1478 }
1479
1480 static void bc_num_extend(BcNum *n, size_t places)
1481 {
1482         size_t len = n->len + places;
1483
1484         if (places != 0) {
1485
1486                 if (n->cap < len) bc_num_expand(n, len);
1487
1488                 memmove(n->num + places, n->num, sizeof(BcDig) * n->len);
1489                 memset(n->num, 0, sizeof(BcDig) * places);
1490
1491                 n->len += places;
1492                 n->rdx += places;
1493         }
1494 }
1495
1496 static void bc_num_clean(BcNum *n)
1497 {
1498         while (n->len > 0 && n->num[n->len - 1] == 0) --n->len;
1499         if (n->len == 0)
1500                 n->neg = false;
1501         else if (n->len < n->rdx)
1502                 n->len = n->rdx;
1503 }
1504
1505 static void bc_num_retireMul(BcNum *n, size_t scale, bool neg1, bool neg2)
1506 {
1507         if (n->rdx < scale)
1508                 bc_num_extend(n, scale - n->rdx);
1509         else
1510                 bc_num_truncate(n, n->rdx - scale);
1511
1512         bc_num_clean(n);
1513         if (n->len != 0) n->neg = !neg1 != !neg2;
1514 }
1515
1516 static void bc_num_split(BcNum *restrict n, size_t idx, BcNum *restrict a,
1517                          BcNum *restrict b)
1518 {
1519         if (idx < n->len) {
1520
1521                 b->len = n->len - idx;
1522                 a->len = idx;
1523                 a->rdx = b->rdx = 0;
1524
1525                 memcpy(b->num, n->num + idx, b->len * sizeof(BcDig));
1526                 memcpy(a->num, n->num, idx * sizeof(BcDig));
1527         }
1528         else {
1529                 bc_num_zero(b);
1530                 bc_num_copy(a, n);
1531         }
1532
1533         bc_num_clean(a);
1534         bc_num_clean(b);
1535 }
1536
1537 static BcStatus bc_num_shift(BcNum *n, size_t places)
1538 {
1539         if (places == 0 || n->len == 0) return BC_STATUS_SUCCESS;
1540         if (places + n->len > BC_MAX_NUM)
1541                 return bc_error("number too long: must be [1, BC_NUM_MAX]");
1542
1543         if (n->rdx >= places)
1544                 n->rdx -= places;
1545         else {
1546                 bc_num_extend(n, places - n->rdx);
1547                 n->rdx = 0;
1548         }
1549
1550         bc_num_clean(n);
1551
1552         return BC_STATUS_SUCCESS;
1553 }
1554
1555 static BcStatus bc_num_inv(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1556 {
1557         BcNum one;
1558         BcDig num[2];
1559
1560         one.cap = 2;
1561         one.num = num;
1562         bc_num_one(&one);
1563
1564         return bc_num_div(&one, a, b, scale);
1565 }
1566
1567 static BcStatus bc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1568 {
1569         BcDig *ptr, *ptr_a, *ptr_b, *ptr_c;
1570         size_t i, max, min_rdx, min_int, diff, a_int, b_int;
1571         int carry, in;
1572
1573         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1574         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1575
1576         if (a->len == 0) {
1577                 bc_num_copy(c, b);
1578                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1579                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1580         }
1581         else if (b->len == 0) {
1582                 bc_num_copy(c, a);
1583                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1584         }
1585
1586         c->neg = a->neg;
1587         c->rdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1588         min_rdx = BC_MIN(a->rdx, b->rdx);
1589         c->len = 0;
1590
1591         if (a->rdx > b->rdx) {
1592                 diff = a->rdx - b->rdx;
1593                 ptr = a->num;
1594                 ptr_a = a->num + diff;
1595                 ptr_b = b->num;
1596         }
1597         else {
1598                 diff = b->rdx - a->rdx;
1599                 ptr = b->num;
1600                 ptr_a = a->num;
1601                 ptr_b = b->num + diff;
1602         }
1603
1604         for (ptr_c = c->num, i = 0; i < diff; ++i, ++c->len) ptr_c[i] = ptr[i];
1605
1606         ptr_c += diff;
1607         a_int = BC_NUM_INT(a);
1608         b_int = BC_NUM_INT(b);
1609
1610         if (a_int > b_int) {
1611                 min_int = b_int;
1612                 max = a_int;
1613                 ptr = ptr_a;
1614         }
1615         else {
1616                 min_int = a_int;
1617                 max = b_int;
1618                 ptr = ptr_b;
1619         }
1620
1621         for (carry = 0, i = 0; i < min_rdx + min_int; ++i, ++c->len) {
1622                 in = ((int) ptr_a[i]) + ((int) ptr_b[i]) + carry;
1623                 carry = in / 10;
1624                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1625         }
1626
1627         for (; i < max + min_rdx; ++i, ++c->len) {
1628                 in = ((int) ptr[i]) + carry;
1629                 carry = in / 10;
1630                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1631         }
1632
1633         if (carry != 0) c->num[c->len++] = (BcDig) carry;
1634
1635         return BC_STATUS_SUCCESS; // can't make void, see bc_num_binary()
1636 }
1637
1638 static BcStatus bc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1639 {
1640         ssize_t cmp;
1641         BcNum *minuend, *subtrahend;
1642         size_t start;
1643         bool aneg, bneg, neg;
1644
1645         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1646         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1647
1648         if (a->len == 0) {
1649                 bc_num_copy(c, b);
1650                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1651                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1652         }
1653         else if (b->len == 0) {
1654                 bc_num_copy(c, a);
1655                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1656         }
1657
1658         aneg = a->neg;
1659         bneg = b->neg;
1660         a->neg = b->neg = false;
1661
1662         cmp = bc_num_cmp(a, b);
1663
1664         a->neg = aneg;
1665         b->neg = bneg;
1666
1667         if (cmp == 0) {
1668                 bc_num_setToZero(c, BC_MAX(a->rdx, b->rdx));
1669                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1670         }
1671         else if (cmp > 0) {
1672                 neg = a->neg;
1673                 minuend = a;
1674                 subtrahend = b;
1675         }
1676         else {
1677                 neg = b->neg;
1678                 if (sub) neg = !neg;
1679                 minuend = b;
1680                 subtrahend = a;
1681         }
1682
1683         bc_num_copy(c, minuend);
1684         c->neg = neg;
1685
1686         if (c->rdx < subtrahend->rdx) {
1687                 bc_num_extend(c, subtrahend->rdx - c->rdx);
1688                 start = 0;
1689         }
1690         else
1691                 start = c->rdx - subtrahend->rdx;
1692
1693         bc_num_subArrays(c->num + start, subtrahend->num, subtrahend->len);
1694
1695         bc_num_clean(c);
1696
1697         return BC_STATUS_SUCCESS; // can't make void, see bc_num_binary()
1698 }
1699
1700 static BcStatus bc_num_k(BcNum *restrict a, BcNum *restrict b,
1701                          BcNum *restrict c)
1702 {
1703         BcStatus s;
1704         size_t max = BC_MAX(a->len, b->len), max2 = (max + 1) / 2;
1705         BcNum l1, h1, l2, h2, m2, m1, z0, z1, z2, temp;
1706         bool aone;
1707
1708         if (a->len == 0 || b->len == 0) {
1709                 bc_num_zero(c);
1710                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1711         }
1712         aone = BC_NUM_ONE(a);
1713         if (aone || BC_NUM_ONE(b)) {
1714                 bc_num_copy(c, aone ? b : a);
1715                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1716         }
1717
1718         if (a->len + b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN ||
1719             a->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN || b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN)
1720         {
1721                 size_t i, j, len;
1722                 unsigned carry;
1723
1724                 bc_num_expand(c, a->len + b->len + 1);
1725
1726                 memset(c->num, 0, sizeof(BcDig) * c->cap);
1727                 c->len = len = 0;
1728
1729                 for (i = 0; i < b->len; ++i) {
1730
1731                         carry = 0;
1732                         for (j = 0; j < a->len; ++j) {
1733                                 unsigned in = c->num[i + j];
1734                                 in += ((unsigned) a->num[j]) * ((unsigned) b->num[i]) + carry;
1735                                 // note: compilers prefer _unsigned_ div/const
1736                                 carry = in / 10;
1737                                 c->num[i + j] = (BcDig)(in % 10);
1738                         }
1739
1740                         c->num[i + j] += (BcDig) carry;
1741                         len = BC_MAX(len, i + j + !!carry);
1742
1743                         // a=2^1000000
1744                         // a*a <- without check below, this will not be interruptible
1745                         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE;
1746                 }
1747
1748                 c->len = len;
1749
1750                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1751         }
1752
1753         bc_num_init(&l1, max);
1754         bc_num_init(&h1, max);
1755         bc_num_init(&l2, max);
1756         bc_num_init(&h2, max);
1757         bc_num_init(&m1, max);
1758         bc_num_init(&m2, max);
1759         bc_num_init(&z0, max);
1760         bc_num_init(&z1, max);
1761         bc_num_init(&z2, max);
1762         bc_num_init(&temp, max + max);
1763
1764         bc_num_split(a, max2, &l1, &h1);
1765         bc_num_split(b, max2, &l2, &h2);
1766
1767         s = bc_num_add(&h1, &l1, &m1, 0);
1768         if (s) goto err;
1769         s = bc_num_add(&h2, &l2, &m2, 0);
1770         if (s) goto err;
1771
1772         s = bc_num_k(&h1, &h2, &z0);
1773         if (s) goto err;
1774         s = bc_num_k(&m1, &m2, &z1);
1775         if (s) goto err;
1776         s = bc_num_k(&l1, &l2, &z2);
1777         if (s) goto err;
1778
1779         s = bc_num_sub(&z1, &z0, &temp, 0);
1780         if (s) goto err;
1781         s = bc_num_sub(&temp, &z2, &z1, 0);
1782         if (s) goto err;
1783
1784         s = bc_num_shift(&z0, max2 * 2);
1785         if (s) goto err;
1786         s = bc_num_shift(&z1, max2);
1787         if (s) goto err;
1788         s = bc_num_add(&z0, &z1, &temp, 0);
1789         if (s) goto err;
1790         s = bc_num_add(&temp, &z2, c, 0);
1791
1792 err:
1793         bc_num_free(&temp);
1794         bc_num_free(&z2);
1795         bc_num_free(&z1);
1796         bc_num_free(&z0);
1797         bc_num_free(&m2);
1798         bc_num_free(&m1);
1799         bc_num_free(&h2);
1800         bc_num_free(&l2);
1801         bc_num_free(&h1);
1802         bc_num_free(&l1);
1803         return s;
1804 }
1805
1806 static BcStatus bc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1807 {
1808         BcStatus s;
1809         BcNum cpa, cpb;
1810         size_t maxrdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1811
1812         scale = BC_MAX(scale, a->rdx);
1813         scale = BC_MAX(scale, b->rdx);
1814         scale = BC_MIN(a->rdx + b->rdx, scale);
1815         maxrdx = BC_MAX(maxrdx, scale);
1816
1817         bc_num_init(&cpa, a->len);
1818         bc_num_init(&cpb, b->len);
1819
1820         bc_num_copy(&cpa, a);
1821         bc_num_copy(&cpb, b);
1822         cpa.neg = cpb.neg = false;
1823
1824         s = bc_num_shift(&cpa, maxrdx);
1825         if (s) goto err;
1826         s = bc_num_shift(&cpb, maxrdx);
1827         if (s) goto err;
1828         s = bc_num_k(&cpa, &cpb, c);
1829         if (s) goto err;
1830
1831         maxrdx += scale;
1832         bc_num_expand(c, c->len + maxrdx);
1833
1834         if (c->len < maxrdx) {
1835                 memset(c->num + c->len, 0, (c->cap - c->len) * sizeof(BcDig));
1836                 c->len += maxrdx;
1837         }
1838
1839         c->rdx = maxrdx;
1840         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1841
1842 err:
1843         bc_num_free(&cpb);
1844         bc_num_free(&cpa);
1845         return s;
1846 }
1847
1848 static BcStatus bc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1849 {
1850         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
1851         BcDig *n, *p, q;
1852         size_t len, end, i;
1853         BcNum cp;
1854         bool zero = true;
1855
1856         if (b->len == 0)
1857                 return bc_error("divide by zero");
1858         else if (a->len == 0) {
1859                 bc_num_setToZero(c, scale);
1860                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1861         }
1862         else if (BC_NUM_ONE(b)) {
1863                 bc_num_copy(c, a);
1864                 bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1865                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1866         }
1867
1868         bc_num_init(&cp, BC_NUM_MREQ(a, b, scale));
1869         bc_num_copy(&cp, a);
1870         len = b->len;
1871
1872         if (len > cp.len) {
1873                 bc_num_expand(&cp, len + 2);
1874                 bc_num_extend(&cp, len - cp.len);
1875         }
1876
1877         if (b->rdx > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, b->rdx - cp.rdx);
1878         cp.rdx -= b->rdx;
1879         if (scale > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, scale - cp.rdx);
1880
1881         if (b->rdx == b->len) {
1882                 for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = !b->num[len - i - 1];
1883                 len -= i - 1;
1884         }
1885
1886         if (cp.cap == cp.len) bc_num_expand(&cp, cp.len + 1);
1887
1888         // We want an extra zero in front to make things simpler.
1889         cp.num[cp.len++] = 0;
1890         end = cp.len - len;
1891
1892         bc_num_expand(c, cp.len);
1893
1894         bc_num_zero(c);
1895         memset(c->num + end, 0, (c->cap - end) * sizeof(BcDig));
1896         c->rdx = cp.rdx;
1897         c->len = cp.len;
1898         p = b->num;
1899
1900         for (i = end - 1; !s && i < end; --i) {
1901                 n = cp.num + i;
1902                 for (q = 0; (!s && n[len] != 0) || bc_num_compare(n, p, len) >= 0; ++q)
1903                         bc_num_subArrays(n, p, len);
1904                 c->num[i] = q;
1905                 // a=2^100000
1906                 // scale=40000
1907                 // 1/a <- without check below, this will not be interruptible
1908                 if (G_interrupt) {
1909                         s = BC_STATUS_FAILURE;
1910                         break;
1911                 }
1912         }
1913
1914         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1915         bc_num_free(&cp);
1916
1917         return s;
1918 }
1919
1920 static BcStatus bc_num_r(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c,
1921                          BcNum *restrict d, size_t scale, size_t ts)
1922 {
1923         BcStatus s;
1924         BcNum temp;
1925         bool neg;
1926
1927         if (b->len == 0)
1928                 return bc_error("divide by zero");
1929
1930         if (a->len == 0) {
1931                 bc_num_setToZero(d, ts);
1932                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1933         }
1934
1935         bc_num_init(&temp, d->cap);
1936         s = bc_num_d(a, b, c, scale);
1937         if (s) goto err;
1938
1939         if (scale != 0) scale = ts;
1940
1941         s = bc_num_m(c, b, &temp, scale);
1942         if (s) goto err;
1943         s = bc_num_sub(a, &temp, d, scale);
1944         if (s) goto err;
1945
1946         if (ts > d->rdx && d->len) bc_num_extend(d, ts - d->rdx);
1947
1948         neg = d->neg;
1949         bc_num_retireMul(d, ts, a->neg, b->neg);
1950         d->neg = neg;
1951
1952 err:
1953         bc_num_free(&temp);
1954         return s;
1955 }
1956
1957 static BcStatus bc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1958 {
1959         BcStatus s;
1960         BcNum c1;
1961         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
1962
1963         bc_num_init(&c1, len);
1964         s = bc_num_r(a, b, &c1, c, scale, ts);
1965         bc_num_free(&c1);
1966
1967         return s;
1968 }
1969
1970 static BcStatus bc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1971 {
1972         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
1973         BcNum copy;
1974         unsigned long pow;
1975         size_t i, powrdx, resrdx;
1976         bool neg, zero;
1977
1978         if (b->rdx) return bc_error("non integer number");
1979
1980         if (b->len == 0) {
1981                 bc_num_one(c);
1982                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1983         }
1984         else if (a->len == 0) {
1985                 bc_num_setToZero(c, scale);
1986                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1987         }
1988         else if (BC_NUM_ONE(b)) {
1989                 if (!b->neg)
1990                         bc_num_copy(c, a);
1991                 else
1992                         s = bc_num_inv(a, c, scale);
1993                 return s;
1994         }
1995
1996         neg = b->neg;
1997         b->neg = false;
1998
1999         s = bc_num_ulong(b, &pow);
2000         if (s) return s;
2001
2002         bc_num_init(&copy, a->len);
2003         bc_num_copy(&copy, a);
2004
2005         if (!neg) scale = BC_MIN(a->rdx * pow, BC_MAX(scale, a->rdx));
2006
2007         b->neg = neg;
2008
2009         for (powrdx = a->rdx; !(pow & 1); pow >>= 1) {
2010                 powrdx <<= 1;
2011                 s = bc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2012                 if (s) goto err;
2013                 // Not needed: bc_num_mul() has a check for ^C:
2014                 //if (G_interrupt) {
2015                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2016                 //      goto err;
2017                 //}
2018         }
2019
2020         bc_num_copy(c, &copy);
2021
2022         for (resrdx = powrdx, pow >>= 1; pow != 0; pow >>= 1) {
2023
2024                 powrdx <<= 1;
2025                 s = bc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2026                 if (s) goto err;
2027
2028                 if (pow & 1) {
2029                         resrdx += powrdx;
2030                         s = bc_num_mul(c, &copy, c, resrdx);
2031                         if (s) goto err;
2032                 }
2033                 // Not needed: bc_num_mul() has a check for ^C:
2034                 //if (G_interrupt) {
2035                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2036                 //      goto err;
2037                 //}
2038         }
2039
2040         if (neg) {
2041                 s = bc_num_inv(c, c, scale);
2042                 if (s) goto err;
2043         }
2044
2045         if (c->rdx > scale) bc_num_truncate(c, c->rdx - scale);
2046
2047         // We can't use bc_num_clean() here.
2048         for (zero = true, i = 0; zero && i < c->len; ++i) zero = !c->num[i];
2049         if (zero) bc_num_setToZero(c, scale);
2050
2051 err:
2052         bc_num_free(&copy);
2053         return s;
2054 }
2055
2056 static BcStatus bc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
2057                               BcNumBinaryOp op, size_t req)
2058 {
2059         BcStatus s;
2060         BcNum num2, *ptr_a, *ptr_b;
2061         bool init = false;
2062
2063         if (c == a) {
2064                 ptr_a = &num2;
2065                 memcpy(ptr_a, c, sizeof(BcNum));
2066                 init = true;
2067         }
2068         else
2069                 ptr_a = a;
2070
2071         if (c == b) {
2072                 ptr_b = &num2;
2073                 if (c != a) {
2074                         memcpy(ptr_b, c, sizeof(BcNum));
2075                         init = true;
2076                 }
2077         }
2078         else
2079                 ptr_b = b;
2080
2081         if (init)
2082                 bc_num_init(c, req);
2083         else
2084                 bc_num_expand(c, req);
2085
2086         s = op(ptr_a, ptr_b, c, scale);
2087
2088         if (init) bc_num_free(&num2);
2089
2090         return s;
2091 }
2092
2093 static bool bc_num_strValid(const char *val, size_t base)
2094 {
2095         BcDig b;
2096         bool small, radix = false;
2097         size_t i, len = strlen(val);
2098
2099         if (!len) return true;
2100
2101         small = base <= 10;
2102         b = (BcDig)(small ? base + '0' : base - 10 + 'A');
2103
2104         for (i = 0; i < len; ++i) {
2105
2106                 BcDig c = val[i];
2107
2108                 if (c == '.') {
2109
2110                         if (radix) return false;
2111
2112                         radix = true;
2113                         continue;
2114                 }
2115
2116                 if (c < '0' || (small && c >= b) || (c > '9' && (c < 'A' || c >= b)))
2117                         return false;
2118         }
2119
2120         return true;
2121 }
2122
2123 static void bc_num_parseDecimal(BcNum *n, const char *val)
2124 {
2125         size_t len, i;
2126         const char *ptr;
2127         bool zero = true;
2128
2129         for (i = 0; val[i] == '0'; ++i);
2130
2131         val += i;
2132         len = strlen(val);
2133         bc_num_zero(n);
2134
2135         if (len != 0) {
2136                 for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = val[i] == '0' || val[i] == '.';
2137                 bc_num_expand(n, len);
2138         }
2139
2140         ptr = strchr(val, '.');
2141
2142         n->rdx = 0;
2143         if (ptr != NULL)
2144                 n->rdx = (size_t)((val + len) - (ptr + 1));
2145
2146         if (!zero) {
2147                 for (i = len - 1; i < len; ++n->len, i -= 1 + (i && val[i - 1] == '.'))
2148                         n->num[n->len] = val[i] - '0';
2149         }
2150 }
2151
2152 static void bc_num_parseBase(BcNum *n, const char *val, BcNum *base)
2153 {
2154         BcStatus s;
2155         BcNum temp, mult, result;
2156         BcDig c = '\0';
2157         bool zero = true;
2158         unsigned long v;
2159         size_t i, digits, len = strlen(val);
2160
2161         bc_num_zero(n);
2162
2163         for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = (val[i] == '.' || val[i] == '0');
2164         if (zero) return;
2165
2166         bc_num_init(&temp, BC_NUM_DEF_SIZE);
2167         bc_num_init(&mult, BC_NUM_DEF_SIZE);
2168
2169         for (i = 0; i < len; ++i) {
2170
2171                 c = val[i];
2172                 if (c == '.') break;
2173
2174                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2175
2176                 s = bc_num_mul(n, base, &mult, 0);
2177                 if (s) goto int_err;
2178                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2179                 s = bc_num_add(&mult, &temp, n, 0);
2180                 if (s) goto int_err;
2181         }
2182
2183         if (i == len) {
2184                 c = val[i];
2185                 if (c == 0) goto int_err;
2186         }
2187
2188         bc_num_init(&result, base->len);
2189         bc_num_zero(&result);
2190         bc_num_one(&mult);
2191
2192         for (i += 1, digits = 0; i < len; ++i, ++digits) {
2193
2194                 c = val[i];
2195                 if (c == 0) break;
2196
2197                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2198
2199                 s = bc_num_mul(&result, base, &result, 0);
2200                 if (s) goto err;
2201                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2202                 s = bc_num_add(&result, &temp, &result, 0);
2203                 if (s) goto err;
2204                 s = bc_num_mul(&mult, base, &mult, 0);
2205                 if (s) goto err;
2206         }
2207
2208         s = bc_num_div(&result, &mult, &result, digits);
2209         if (s) goto err;
2210         s = bc_num_add(n, &result, n, digits);
2211         if (s) goto err;
2212
2213         if (n->len != 0) {
2214                 if (n->rdx < digits) bc_num_extend(n, digits - n->rdx);
2215         }
2216         else
2217                 bc_num_zero(n);
2218
2219 err:
2220         bc_num_free(&result);
2221 int_err:
2222         bc_num_free(&mult);
2223         bc_num_free(&temp);
2224 }
2225
2226 static void bc_num_printNewline(size_t *nchars, size_t line_len)
2227 {
2228         if (*nchars == line_len - 1) {
2229                 bb_putchar('\\');
2230                 bb_putchar('\n');
2231                 *nchars = 0;
2232         }
2233 }
2234
2235 #if ENABLE_DC
2236 static void bc_num_printChar(size_t num, size_t width, bool radix,
2237                              size_t *nchars, size_t line_len)
2238 {
2239         (void) radix, (void) line_len;
2240         bb_putchar((char) num);
2241         *nchars = *nchars + width;
2242 }
2243 #endif
2244
2245 static void bc_num_printDigits(size_t num, size_t width, bool radix,
2246                                size_t *nchars, size_t line_len)
2247 {
2248         size_t exp, pow;
2249
2250         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2251         bb_putchar(radix ? '.' : ' ');
2252         ++(*nchars);
2253
2254         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2255         for (exp = 0, pow = 1; exp < width - 1; ++exp, pow *= 10)
2256                 continue;
2257
2258         for (exp = 0; exp < width; pow /= 10, ++(*nchars), ++exp) {
2259                 size_t dig;
2260                 bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2261                 dig = num / pow;
2262                 num -= dig * pow;
2263                 bb_putchar(((char) dig) + '0');
2264         }
2265 }
2266
2267 static void bc_num_printHex(size_t num, size_t width, bool radix,
2268                             size_t *nchars, size_t line_len)
2269 {
2270         if (radix) {
2271                 bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2272                 bb_putchar('.');
2273                 *nchars += 1;
2274         }
2275
2276         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2277         bb_putchar(bb_hexdigits_upcase[num]);
2278         *nchars = *nchars + width;
2279 }
2280
2281 static void bc_num_printDecimal(BcNum *n, size_t *nchars, size_t len)
2282 {
2283         size_t i, rdx = n->rdx - 1;
2284
2285         if (n->neg) bb_putchar('-');
2286         (*nchars) += n->neg;
2287
2288         for (i = n->len - 1; i < n->len; --i)
2289                 bc_num_printHex((size_t) n->num[i], 1, i == rdx, nchars, len);
2290 }
2291
2292 static BcStatus bc_num_printNum(BcNum *n, BcNum *base, size_t width,
2293                                 size_t *nchars, size_t len, BcNumDigitOp print)
2294 {
2295         BcStatus s;
2296         BcVec stack;
2297         BcNum intp, fracp, digit, frac_len;
2298         unsigned long dig, *ptr;
2299         size_t i;
2300         bool radix;
2301
2302         if (n->len == 0) {
2303                 print(0, width, false, nchars, len);
2304                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2305         }
2306
2307         bc_vec_init(&stack, sizeof(long), NULL);
2308         bc_num_init(&intp, n->len);
2309         bc_num_init(&fracp, n->rdx);
2310         bc_num_init(&digit, width);
2311         bc_num_init(&frac_len, BC_NUM_INT(n));
2312         bc_num_copy(&intp, n);
2313         bc_num_one(&frac_len);
2314
2315         bc_num_truncate(&intp, intp.rdx);
2316         s = bc_num_sub(n, &intp, &fracp, 0);
2317         if (s) goto err;
2318
2319         while (intp.len != 0) {
2320                 s = bc_num_divmod(&intp, base, &intp, &digit, 0);
2321                 if (s) goto err;
2322                 s = bc_num_ulong(&digit, &dig);
2323                 if (s) goto err;
2324                 bc_vec_push(&stack, &dig);
2325         }
2326
2327         for (i = 0; i < stack.len; ++i) {
2328                 ptr = bc_vec_item_rev(&stack, i);
2329                 print(*ptr, width, false, nchars, len);
2330         }
2331
2332         if (!n->rdx) goto err;
2333
2334         for (radix = true; frac_len.len <= n->rdx; radix = false) {
2335                 s = bc_num_mul(&fracp, base, &fracp, n->rdx);
2336                 if (s) goto err;
2337                 s = bc_num_ulong(&fracp, &dig);
2338                 if (s) goto err;
2339                 bc_num_ulong2num(&intp, dig);
2340                 s = bc_num_sub(&fracp, &intp, &fracp, 0);
2341                 if (s) goto err;
2342                 print(dig, width, radix, nchars, len);
2343                 s = bc_num_mul(&frac_len, base, &frac_len, 0);
2344                 if (s) goto err;
2345         }
2346
2347 err:
2348         bc_num_free(&frac_len);
2349         bc_num_free(&digit);
2350         bc_num_free(&fracp);
2351         bc_num_free(&intp);
2352         bc_vec_free(&stack);
2353         return s;
2354 }
2355
2356 static BcStatus bc_num_printBase(BcNum *n, BcNum *base, size_t base_t,
2357                                  size_t *nchars, size_t line_len)
2358 {
2359         BcStatus s;
2360         size_t width, i;
2361         BcNumDigitOp print;
2362         bool neg = n->neg;
2363
2364         if (neg) bb_putchar('-');
2365         (*nchars) += neg;
2366
2367         n->neg = false;
2368
2369         if (base_t <= BC_NUM_MAX_IBASE) {
2370                 width = 1;
2371                 print = bc_num_printHex;
2372         }
2373         else {
2374                 for (i = base_t - 1, width = 0; i != 0; i /= 10, ++width);
2375                 print = bc_num_printDigits;
2376         }
2377
2378         s = bc_num_printNum(n, base, width, nchars, line_len, print);
2379         n->neg = neg;
2380
2381         return s;
2382 }
2383
2384 #if ENABLE_DC
2385 static BcStatus bc_num_stream(BcNum *n, BcNum *base, size_t *nchars, size_t len)
2386 {
2387         return bc_num_printNum(n, base, 1, nchars, len, bc_num_printChar);
2388 }
2389 #endif
2390
2391 static BcStatus bc_num_parse(BcNum *n, const char *val, BcNum *base,
2392                              size_t base_t)
2393 {
2394         if (!bc_num_strValid(val, base_t))
2395                 return bc_error("bad number string");
2396
2397         if (base_t == 10)
2398                 bc_num_parseDecimal(n, val);
2399         else
2400                 bc_num_parseBase(n, val, base);
2401
2402         return BC_STATUS_SUCCESS;
2403 }
2404
2405 static BcStatus bc_num_print(BcNum *n, BcNum *base, size_t base_t, bool newline,
2406                              size_t *nchars, size_t line_len)
2407 {
2408         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2409
2410         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2411
2412         if (n->len == 0) {
2413                 bb_putchar('0');
2414                 ++(*nchars);
2415         }
2416         else if (base_t == 10)
2417                 bc_num_printDecimal(n, nchars, line_len);
2418         else
2419                 s = bc_num_printBase(n, base, base_t, nchars, line_len);
2420
2421         if (newline) {
2422                 bb_putchar('\n');
2423                 *nchars = 0;
2424         }
2425
2426         return s;
2427 }
2428
2429 static BcStatus bc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2430 {
2431         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? bc_num_a : bc_num_s;
2432         (void) scale;
2433         return bc_num_binary(a, b, c, false, op, BC_NUM_AREQ(a, b));
2434 }
2435
2436 static BcStatus bc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2437 {
2438         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? bc_num_s : bc_num_a;
2439         (void) scale;
2440         return bc_num_binary(a, b, c, true, op, BC_NUM_AREQ(a, b));
2441 }
2442
2443 static BcStatus bc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2444 {
2445         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
2446         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_m, req);
2447 }
2448
2449 static BcStatus bc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2450 {
2451         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
2452         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_d, req);
2453 }
2454
2455 static BcStatus bc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2456 {
2457         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
2458         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_rem, req);
2459 }
2460
2461 static BcStatus bc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2462 {
2463         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_p, a->len * b->len + 1);
2464 }
2465
2466 static BcStatus bc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *restrict b, size_t scale)
2467 {
2468         BcStatus s;
2469         BcNum num1, num2, half, f, fprime, *x0, *x1, *temp;
2470         size_t pow, len, digs, digs1, resrdx, req, times = 0;
2471         ssize_t cmp = 1, cmp1 = SSIZE_MAX, cmp2 = SSIZE_MAX;
2472
2473         req = BC_MAX(scale, a->rdx) + ((BC_NUM_INT(a) + 1) >> 1) + 1;
2474         bc_num_expand(b, req);
2475
2476         if (a->len == 0) {
2477                 bc_num_setToZero(b, scale);
2478                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2479         }
2480         else if (a->neg)
2481                 return bc_error("negative number");
2482         else if (BC_NUM_ONE(a)) {
2483                 bc_num_one(b);
2484                 bc_num_extend(b, scale);
2485                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2486         }
2487
2488         scale = BC_MAX(scale, a->rdx) + 1;
2489         len = a->len + scale;
2490
2491         bc_num_init(&num1, len);
2492         bc_num_init(&num2, len);
2493         bc_num_init(&half, BC_NUM_DEF_SIZE);
2494
2495         bc_num_one(&half);
2496         half.num[0] = 5;
2497         half.rdx = 1;
2498
2499         bc_num_init(&f, len);
2500         bc_num_init(&fprime, len);
2501
2502         x0 = &num1;
2503         x1 = &num2;
2504
2505         bc_num_one(x0);
2506         pow = BC_NUM_INT(a);
2507
2508         if (pow) {
2509
2510                 if (pow & 1)
2511                         x0->num[0] = 2;
2512                 else
2513                         x0->num[0] = 6;
2514
2515                 pow -= 2 - (pow & 1);
2516
2517                 bc_num_extend(x0, pow);
2518
2519                 // Make sure to move the radix back.
2520                 x0->rdx -= pow;
2521         }
2522
2523         x0->rdx = digs = digs1 = 0;
2524         resrdx = scale + 2;
2525         len = BC_NUM_INT(x0) + resrdx - 1;
2526
2527         while (cmp != 0 || digs < len) {
2528
2529                 s = bc_num_div(a, x0, &f, resrdx);
2530                 if (s) goto err;
2531                 s = bc_num_add(x0, &f, &fprime, resrdx);
2532                 if (s) goto err;
2533                 s = bc_num_mul(&fprime, &half, x1, resrdx);
2534                 if (s) goto err;
2535
2536                 cmp = bc_num_cmp(x1, x0);
2537                 digs = x1->len - (unsigned long long) llabs(cmp);
2538
2539                 if (cmp == cmp2 && digs == digs1)
2540                         times += 1;
2541                 else
2542                         times = 0;
2543
2544                 resrdx += times > 4;
2545
2546                 cmp2 = cmp1;
2547                 cmp1 = cmp;
2548                 digs1 = digs;
2549
2550                 temp = x0;
2551                 x0 = x1;
2552                 x1 = temp;
2553         }
2554
2555         bc_num_copy(b, x0);
2556         scale -= 1;
2557         if (b->rdx > scale) bc_num_truncate(b, b->rdx - scale);
2558
2559 err:
2560         bc_num_free(&fprime);
2561         bc_num_free(&f);
2562         bc_num_free(&half);
2563         bc_num_free(&num2);
2564         bc_num_free(&num1);
2565         return s;
2566 }
2567
2568 static BcStatus bc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
2569                               size_t scale)
2570 {
2571         BcStatus s;
2572         BcNum num2, *ptr_a;
2573         bool init = false;
2574         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2575
2576         if (c == a) {
2577                 memcpy(&num2, c, sizeof(BcNum));
2578                 ptr_a = &num2;
2579                 bc_num_init(c, len);
2580                 init = true;
2581         }
2582         else {
2583                 ptr_a = a;
2584                 bc_num_expand(c, len);
2585         }
2586
2587         s = bc_num_r(ptr_a, b, c, d, scale, ts);
2588
2589         if (init) bc_num_free(&num2);
2590
2591         return s;
2592 }
2593
2594 #if ENABLE_DC
2595 static BcStatus bc_num_modexp(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *restrict d)
2596 {
2597         BcStatus s;
2598         BcNum base, exp, two, temp;
2599
2600         if (c->len == 0)
2601                 return bc_error("divide by zero");
2602         if (a->rdx || b->rdx || c->rdx)
2603                 return bc_error("non integer number");
2604         if (b->neg)
2605                 return bc_error("negative number");
2606
2607         bc_num_expand(d, c->len);
2608         bc_num_init(&base, c->len);
2609         bc_num_init(&exp, b->len);
2610         bc_num_init(&two, BC_NUM_DEF_SIZE);
2611         bc_num_init(&temp, b->len);
2612
2613         bc_num_one(&two);
2614         two.num[0] = 2;
2615         bc_num_one(d);
2616
2617         s = bc_num_rem(a, c, &base, 0);
2618         if (s) goto err;
2619         bc_num_copy(&exp, b);
2620
2621         while (exp.len != 0) {
2622
2623                 s = bc_num_divmod(&exp, &two, &exp, &temp, 0);
2624                 if (s) goto err;
2625
2626                 if (BC_NUM_ONE(&temp)) {
2627                         s = bc_num_mul(d, &base, &temp, 0);
2628                         if (s) goto err;
2629                         s = bc_num_rem(&temp, c, d, 0);
2630                         if (s) goto err;
2631                 }
2632
2633                 s = bc_num_mul(&base, &base, &temp, 0);
2634                 if (s) goto err;
2635                 s = bc_num_rem(&temp, c, &base, 0);
2636                 if (s) goto err;
2637         }
2638
2639 err:
2640         bc_num_free(&temp);
2641         bc_num_free(&two);
2642         bc_num_free(&exp);
2643         bc_num_free(&base);
2644         return s;
2645 }
2646 #endif // ENABLE_DC
2647
2648 static BcStatus bc_func_insert(BcFunc *f, char *name, bool var)
2649 {
2650         BcId a;
2651         size_t i;
2652
2653         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
2654                 if (strcmp(name, ((BcId *) bc_vec_item(&f->autos, i))->name) == 0)
2655                         return bc_error("function parameter or auto var has the same name as another");
2656         }
2657
2658         a.idx = var;
2659         a.name = name;
2660
2661         bc_vec_push(&f->autos, &a);
2662
2663         return BC_STATUS_SUCCESS;
2664 }
2665
2666 static void bc_func_init(BcFunc *f)
2667 {
2668         bc_char_vec_init(&f->code);
2669         bc_vec_init(&f->autos, sizeof(BcId), bc_id_free);
2670         bc_vec_init(&f->labels, sizeof(size_t), NULL);
2671         f->nparams = 0;
2672 }
2673
2674 static void bc_func_free(void *func)
2675 {
2676         BcFunc *f = (BcFunc *) func;
2677         bc_vec_free(&f->code);
2678         bc_vec_free(&f->autos);
2679         bc_vec_free(&f->labels);
2680 }
2681
2682 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len);
2683
2684 static void bc_array_init(BcVec *a, bool nums)
2685 {
2686         if (nums)
2687                 bc_vec_init(a, sizeof(BcNum), bc_num_free);
2688         else
2689                 bc_vec_init(a, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
2690         bc_array_expand(a, 1);
2691 }
2692
2693 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len)
2694 {
2695         BcResultData data;
2696
2697         if (a->size == sizeof(BcNum) && a->dtor == bc_num_free) {
2698                 while (len > a->len) {
2699                         bc_num_init(&data.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
2700                         bc_vec_push(a, &data.n);
2701                 }
2702         }
2703         else {
2704                 while (len > a->len) {
2705                         bc_array_init(&data.v, true);
2706                         bc_vec_push(a, &data.v);
2707                 }
2708         }
2709 }
2710
2711 static void bc_array_copy(BcVec *d, const BcVec *s)
2712 {
2713         size_t i;
2714
2715         bc_vec_pop_all(d);
2716         bc_vec_expand(d, s->cap);
2717         d->len = s->len;
2718
2719         for (i = 0; i < s->len; ++i) {
2720                 BcNum *dnum = bc_vec_item(d, i), *snum = bc_vec_item(s, i);
2721                 bc_num_init(dnum, snum->len);
2722                 bc_num_copy(dnum, snum);
2723         }
2724 }
2725
2726 static void bc_string_free(void *string)
2727 {
2728         free(*((char **) string));
2729 }
2730
2731 #if ENABLE_DC
2732 static void bc_result_copy(BcResult *d, BcResult *src)
2733 {
2734         d->t = src->t;
2735
2736         switch (d->t) {
2737
2738                 case BC_RESULT_TEMP:
2739                 case BC_RESULT_IBASE:
2740                 case BC_RESULT_SCALE:
2741                 case BC_RESULT_OBASE:
2742                 {
2743                         bc_num_init(&d->d.n, src->d.n.len);
2744                         bc_num_copy(&d->d.n, &src->d.n);
2745                         break;
2746                 }
2747
2748                 case BC_RESULT_VAR:
2749                 case BC_RESULT_ARRAY:
2750                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2751                 {
2752                         d->d.id.name = xstrdup(src->d.id.name);
2753                         break;
2754                 }
2755
2756                 case BC_RESULT_CONSTANT:
2757                 case BC_RESULT_LAST:
2758                 case BC_RESULT_ONE:
2759                 case BC_RESULT_STR:
2760                 {
2761                         memcpy(&d->d.n, &src->d.n, sizeof(BcNum));
2762                         break;
2763                 }
2764         }
2765 }
2766 #endif // ENABLE_DC
2767
2768 static void bc_result_free(void *result)
2769 {
2770         BcResult *r = (BcResult *) result;
2771
2772         switch (r->t) {
2773
2774                 case BC_RESULT_TEMP:
2775                 case BC_RESULT_IBASE:
2776                 case BC_RESULT_SCALE:
2777                 case BC_RESULT_OBASE:
2778                 {
2779                         bc_num_free(&r->d.n);
2780                         break;
2781                 }
2782
2783                 case BC_RESULT_VAR:
2784                 case BC_RESULT_ARRAY:
2785                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2786                 {
2787                         free(r->d.id.name);
2788                         break;
2789                 }
2790
2791                 default:
2792                 {
2793                         // Do nothing.
2794                         break;
2795                 }
2796         }
2797 }
2798
2799 static void bc_lex_lineComment(BcLex *l)
2800 {
2801         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2802         while (l->i < l->len && l->buf[l->i++] != '\n');
2803         --l->i;
2804 }
2805
2806 static void bc_lex_whitespace(BcLex *l)
2807 {
2808         char c;
2809         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2810         for (c = l->buf[l->i]; c != '\n' && isspace(c); c = l->buf[++l->i]);
2811 }
2812
2813 static BcStatus bc_lex_number(BcLex *l, char start)
2814 {
2815         const char *buf = l->buf + l->i;
2816         size_t len, hits = 0, bslashes = 0, i = 0, j;
2817         char c = buf[i];
2818         bool last_pt, pt = start == '.';
2819
2820         last_pt = pt;
2821         l->t.t = BC_LEX_NUMBER;
2822
2823         while (c != 0 && (isdigit(c) || (c >= 'A' && c <= 'F') ||
2824                           (c == '.' && !pt) || (c == '\\' && buf[i + 1] == '\n')))
2825         {
2826                 if (c != '\\') {
2827                         last_pt = c == '.';
2828                         pt = pt || last_pt;
2829                 }
2830                 else {
2831                         ++i;
2832                         bslashes += 1;
2833                 }
2834
2835                 c = buf[++i];
2836         }
2837
2838         len = i + !last_pt - bslashes * 2;
2839         if (len > BC_MAX_NUM)
2840                 return bc_error("number too long: must be [1, BC_NUM_MAX]");
2841
2842         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
2843         bc_vec_expand(&l->t.v, len + 1);
2844         bc_vec_push(&l->t.v, &start);
2845
2846         for (buf -= 1, j = 1; j < len + hits * 2; ++j) {
2847
2848                 c = buf[j];
2849
2850                 // If we have hit a backslash, skip it. We don't have
2851                 // to check for a newline because it's guaranteed.
2852                 if (hits < bslashes && c == '\\') {
2853                         ++hits;
2854                         ++j;
2855                         continue;
2856                 }
2857
2858                 bc_vec_push(&l->t.v, &c);
2859         }
2860
2861         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
2862         l->i += i;
2863
2864         return BC_STATUS_SUCCESS;
2865 }
2866
2867 static BcStatus bc_lex_name(BcLex *l)
2868 {
2869         size_t i = 0;
2870         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
2871         char c = buf[i];
2872
2873         l->t.t = BC_LEX_NAME;
2874
2875         while ((c >= 'a' && c <= 'z') || isdigit(c) || c == '_') c = buf[++i];
2876
2877         if (i > BC_MAX_STRING)
2878                 return bc_error("name too long: must be [1, BC_NAME_MAX]");
2879         bc_vec_string(&l->t.v, i, buf);
2880
2881         // Increment the index. We minus 1 because it has already been incremented.
2882         l->i += i - 1;
2883
2884         return BC_STATUS_SUCCESS;
2885 }
2886
2887 static void bc_lex_init(BcLex *l, BcLexNext next)
2888 {
2889         l->next = next;
2890         bc_char_vec_init(&l->t.v);
2891 }
2892
2893 static void bc_lex_free(BcLex *l)
2894 {
2895         bc_vec_free(&l->t.v);
2896 }
2897
2898 static void bc_lex_file(BcLex *l)
2899 {
2900         G.err_line = l->line = 1;
2901         l->newline = false;
2902 }
2903
2904 static BcStatus bc_lex_next(BcLex *l)
2905 {
2906         BcStatus s;
2907
2908         l->t.last = l->t.t;
2909         if (l->t.last == BC_LEX_EOF) return bc_error("end of file");
2910
2911         l->line += l->newline;
2912         G.err_line = l->line;
2913         l->t.t = BC_LEX_EOF;
2914
2915         l->newline = (l->i == l->len);
2916         if (l->newline) return BC_STATUS_SUCCESS;
2917
2918         // Loop until failure or we don't have whitespace. This
2919         // is so the parser doesn't get inundated with whitespace.
2920         do {
2921                 s = l->next(l);
2922         } while (!s && l->t.t == BC_LEX_WHITESPACE);
2923
2924         return s;
2925 }
2926
2927 static BcStatus bc_lex_text(BcLex *l, const char *text)
2928 {
2929         l->buf = text;
2930         l->i = 0;
2931         l->len = strlen(text);
2932         l->t.t = l->t.last = BC_LEX_INVALID;
2933         return bc_lex_next(l);
2934 }
2935
2936 #if ENABLE_BC
2937 static BcStatus bc_lex_identifier(BcLex *l)
2938 {
2939         BcStatus s;
2940         unsigned i;
2941         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
2942
2943         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bc_lex_kws); ++i) {
2944                 const char *keyword8 = bc_lex_kws[i].name8;
2945                 unsigned j = 0;
2946                 while (buf[j] != '\0' && buf[j] == keyword8[j]) {
2947                         j++;
2948                         if (j == 8) goto match;
2949                 }
2950                 if (keyword8[j] != '\0')
2951                         continue;
2952  match:
2953                 // buf starts with keyword bc_lex_kws[i]
2954                 l->t.t = BC_LEX_KEY_1st_keyword + i;
2955                 if (!((1 << i) & POSIX_KWORD_MASK)) {
2956                         s = bc_posix_error_fmt("%sthe '%.8s' keyword", "POSIX does not allow ", bc_lex_kws[i].name8);
2957                         if (s) return s;
2958                 }
2959
2960                 // We minus 1 because the index has already been incremented.
2961                 l->i += j - 1;
2962                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2963         }
2964
2965         s = bc_lex_name(l);
2966         if (s) return s;
2967
2968         if (l->t.v.len > 2) {
2969                 // Prevent this:
2970                 // >>> qwe=1
2971                 // bc: POSIX only allows one character names; the following is bad: 'qwe=1
2972                 // '
2973                 unsigned len = strchrnul(buf, '\n') - buf;
2974                 s = bc_posix_error_fmt("POSIX only allows one character names; the following is bad: '%.*s'", len, buf);
2975         }
2976
2977         return s;
2978 }
2979
2980 static BcStatus bc_lex_string(BcLex *l)
2981 {
2982         size_t len, nls = 0, i = l->i;
2983         char c;
2984
2985         l->t.t = BC_LEX_STR;
2986
2987         for (c = l->buf[i]; c != 0 && c != '"'; c = l->buf[++i]) nls += (c == '\n');
2988
2989         if (c == '\0') {
2990                 l->i = i;
2991                 return bc_error("string end could not be found");
2992         }
2993
2994         len = i - l->i;
2995         if (len > BC_MAX_STRING)
2996                 return bc_error("string too long: must be [1, BC_STRING_MAX]");
2997         bc_vec_string(&l->t.v, len, l->buf + l->i);
2998
2999         l->i = i + 1;
3000         l->line += nls;
3001         G.err_line = l->line;
3002
3003         return BC_STATUS_SUCCESS;
3004 }
3005
3006 static void bc_lex_assign(BcLex *l, BcLexType with, BcLexType without)
3007 {
3008         if (l->buf[l->i] == '=') {
3009                 ++l->i;
3010                 l->t.t = with;
3011         }
3012         else
3013                 l->t.t = without;
3014 }
3015
3016 static BcStatus bc_lex_comment(BcLex *l)
3017 {
3018         size_t i, nls = 0;
3019         const char *buf = l->buf;
3020
3021         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3022         i = ++l->i;
3023         for (;;) {
3024                 char c = buf[i];
3025  check_star:
3026                 if (c == '*') {
3027                         c = buf[++i];
3028                         if (c == '/')
3029                                 break;
3030                         goto check_star;
3031                 }
3032                 if (c == '\0') {
3033                         l->i = i;
3034                         return bc_error("comment end could not be found");
3035                 }
3036                 nls += (c == '\n');
3037                 i++;
3038         }
3039
3040         l->i = i + 1;
3041         l->line += nls;
3042         G.err_line = l->line;
3043
3044         return BC_STATUS_SUCCESS;
3045 }
3046
3047 static BcStatus bc_lex_token(BcLex *l)
3048 {
3049         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3050         char c = l->buf[l->i++], c2;
3051
3052         // This is the workhorse of the lexer.
3053         switch (c) {
3054
3055                 case '\0':
3056                 case '\n':
3057                 {
3058                         l->newline = true;
3059                         l->t.t = !c ? BC_LEX_EOF : BC_LEX_NLINE;
3060                         break;
3061                 }
3062
3063                 case '\t':
3064                 case '\v':
3065                 case '\f':
3066                 case '\r':
3067                 case ' ':
3068                 {
3069                         bc_lex_whitespace(l);
3070                         break;
3071                 }
3072
3073                 case '!':
3074                 {
3075                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_NE, BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
3076
3077                         if (l->t.t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
3078                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("!");
3079                                 if (s) return s;
3080                         }
3081
3082                         break;
3083                 }
3084
3085                 case '"':
3086                 {
3087                         s = bc_lex_string(l);
3088                         break;
3089                 }
3090
3091                 case '#':
3092                 {
3093                         s = bc_POSIX_does_not_allow("'#' script comments");
3094                         if (s) return s;
3095
3096                         bc_lex_lineComment(l);
3097
3098                         break;
3099                 }
3100
3101                 case '%':
3102                 {
3103                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS, BC_LEX_OP_MODULUS);
3104                         break;
3105                 }
3106
3107                 case '&':
3108                 {
3109                         c2 = l->buf[l->i];
3110                         if (c2 == '&') {
3111
3112                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("&&");
3113                                 if (s) return s;
3114
3115                                 ++l->i;
3116                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_AND;
3117                         }
3118                         else {
3119                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3120                                 s = bc_error_bad_character('&');
3121                         }
3122
3123                         break;
3124                 }
3125
3126                 case '(':
3127                 case ')':
3128                 {
3129                         l->t.t = (BcLexType)(c - '(' + BC_LEX_LPAREN);
3130                         break;
3131                 }
3132
3133                 case '*':
3134                 {
3135                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY, BC_LEX_OP_MULTIPLY);
3136                         break;
3137                 }
3138
3139                 case '+':
3140                 {
3141                         c2 = l->buf[l->i];
3142                         if (c2 == '+') {
3143                                 ++l->i;
3144                                 l->t.t = BC_LEX_OP_INC;
3145                         }
3146                         else
3147                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS, BC_LEX_OP_PLUS);
3148                         break;
3149                 }
3150
3151                 case ',':
3152                 {
3153                         l->t.t = BC_LEX_COMMA;
3154                         break;
3155                 }
3156
3157                 case '-':
3158                 {
3159                         c2 = l->buf[l->i];
3160                         if (c2 == '-') {
3161                                 ++l->i;
3162                                 l->t.t = BC_LEX_OP_DEC;
3163                         }
3164                         else
3165                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS, BC_LEX_OP_MINUS);
3166                         break;
3167                 }
3168
3169                 case '.':
3170                 {
3171                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3172                                 s = bc_lex_number(l, c);
3173                         else {
3174                                 l->t.t = BC_LEX_KEY_LAST;
3175                                 s = bc_POSIX_does_not_allow("a period ('.') as a shortcut for the last result");
3176                         }
3177                         break;
3178                 }
3179
3180                 case '/':
3181                 {
3182                         c2 = l->buf[l->i];
3183                         if (c2 == '*')
3184                                 s = bc_lex_comment(l);
3185                         else
3186                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE, BC_LEX_OP_DIVIDE);
3187                         break;
3188                 }
3189
3190                 case '0':
3191                 case '1':
3192                 case '2':
3193                 case '3':
3194                 case '4':
3195                 case '5':
3196                 case '6':
3197                 case '7':
3198                 case '8':
3199                 case '9':
3200                 case 'A':
3201                 case 'B':
3202                 case 'C':
3203                 case 'D':
3204                 case 'E':
3205                 case 'F':
3206                 {
3207                         s = bc_lex_number(l, c);
3208                         break;
3209                 }
3210
3211                 case ';':
3212                 {
3213                         l->t.t = BC_LEX_SCOLON;
3214                         break;
3215                 }
3216
3217                 case '<':
3218                 {
3219                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_LT);
3220                         break;
3221                 }
3222
3223                 case '=':
3224                 {
3225                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_ASSIGN);
3226                         break;
3227                 }
3228
3229                 case '>':
3230                 {
3231                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_GT);
3232                         break;
3233                 }
3234
3235                 case '[':
3236                 case ']':
3237                 {
3238                         l->t.t = (BcLexType)(c - '[' + BC_LEX_LBRACKET);
3239                         break;
3240                 }
3241
3242                 case '\\':
3243                 {
3244                         if (l->buf[l->i] == '\n') {
3245                                 l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3246                                 ++l->i;
3247                         }
3248                         else
3249                                 s = bc_error_bad_character(c);
3250                         break;
3251                 }
3252
3253                 case '^':
3254                 {
3255                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER, BC_LEX_OP_POWER);
3256                         break;
3257                 }
3258
3259                 case 'a':
3260                 case 'b':
3261                 case 'c':
3262                 case 'd':
3263                 case 'e':
3264                 case 'f':
3265                 case 'g':
3266                 case 'h':
3267                 case 'i':
3268                 case 'j':
3269                 case 'k':
3270                 case 'l':
3271                 case 'm':
3272                 case 'n':
3273                 case 'o':
3274                 case 'p':
3275                 case 'q':
3276                 case 'r':
3277                 case 's':
3278                 case 't':
3279                 case 'u':
3280                 case 'v':
3281                 case 'w':
3282                 case 'x':
3283                 case 'y':
3284                 case 'z':
3285                 {
3286                         s = bc_lex_identifier(l);
3287                         break;
3288                 }
3289
3290                 case '{':
3291                 case '}':
3292                 {
3293                         l->t.t = (BcLexType)(c - '{' + BC_LEX_LBRACE);
3294                         break;
3295                 }
3296
3297                 case '|':
3298                 {
3299                         c2 = l->buf[l->i];
3300
3301                         if (c2 == '|') {
3302                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("||");
3303                                 if (s) return s;
3304
3305                                 ++l->i;
3306                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_OR;
3307                         }
3308                         else {
3309                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3310                                 s = bc_error_bad_character(c);
3311                         }
3312
3313                         break;
3314                 }
3315
3316                 default:
3317                 {
3318                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3319                         s = bc_error_bad_character(c);
3320                         break;
3321                 }
3322         }
3323
3324         return s;
3325 }
3326 #endif // ENABLE_BC
3327
3328 #if ENABLE_DC
3329 static BcStatus dc_lex_register(BcLex *l)
3330 {
3331         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3332
3333         if (isspace(l->buf[l->i - 1])) {
3334                 bc_lex_whitespace(l);
3335                 ++l->i;
3336                 if (!G_exreg)
3337                         s = bc_error("extended register");
3338                 else
3339                         s = bc_lex_name(l);
3340         }
3341         else {
3342                 bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3343                 bc_vec_pushByte(&l->t.v, l->buf[l->i - 1]);
3344                 bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3345                 l->t.t = BC_LEX_NAME;
3346         }
3347
3348         return s;
3349 }
3350
3351 static BcStatus dc_lex_string(BcLex *l)
3352 {
3353         size_t depth = 1, nls = 0, i = l->i;
3354         char c;
3355
3356         l->t.t = BC_LEX_STR;
3357         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3358
3359         for (c = l->buf[i]; c != 0 && depth; c = l->buf[++i]) {
3360
3361                 depth += (c == '[' && (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\'));
3362                 depth -= (c == ']' && (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\'));
3363                 nls += (c == '\n');
3364
3365                 if (depth) bc_vec_push(&l->t.v, &c);
3366         }
3367
3368         if (c == '\0') {
3369                 l->i = i;
3370                 return bc_error("string end could not be found");
3371         }
3372
3373         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3374         if (i - l->i > BC_MAX_STRING)
3375                 return bc_error("string too long: must be [1, BC_STRING_MAX]");
3376
3377         l->i = i;
3378         l->line += nls;
3379         G.err_line = l->line;
3380
3381         return BC_STATUS_SUCCESS;
3382 }
3383
3384 static BcStatus dc_lex_token(BcLex *l)
3385 {
3386         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3387         char c = l->buf[l->i++], c2;
3388         size_t i;
3389
3390         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(dc_lex_regs); ++i) {
3391                 if (l->t.last == dc_lex_regs[i])
3392                         return dc_lex_register(l);
3393         }
3394
3395         if (c >= '%' && c <= '~' &&
3396             (l->t.t = dc_lex_tokens[(c - '%')]) != BC_LEX_INVALID)
3397         {
3398                 return s;
3399         }
3400
3401         // This is the workhorse of the lexer.
3402         switch (c) {
3403
3404                 case '\0':
3405                 {
3406                         l->t.t = BC_LEX_EOF;
3407                         break;
3408                 }
3409
3410                 case '\n':
3411                 case '\t':
3412                 case '\v':
3413                 case '\f':
3414                 case '\r':
3415                 case ' ':
3416                 {
3417                         l->newline = (c == '\n');
3418                         bc_lex_whitespace(l);
3419                         break;
3420                 }
3421
3422                 case '!':
3423                 {
3424                         c2 = l->buf[l->i];
3425
3426                         if (c2 == '=')
3427                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_NE;
3428                         else if (c2 == '<')
3429                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_LE;
3430                         else if (c2 == '>')
3431                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_GE;
3432                         else
3433                                 return bc_error_bad_character(c);
3434
3435                         ++l->i;
3436                         break;
3437                 }
3438
3439                 case '#':
3440                 {
3441                         bc_lex_lineComment(l);
3442                         break;
3443                 }
3444
3445                 case '.':
3446                 {
3447                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3448                                 s = bc_lex_number(l, c);
3449                         else
3450                                 s = bc_error_bad_character(c);
3451                         break;
3452                 }
3453
3454                 case '0':
3455                 case '1':
3456                 case '2':
3457                 case '3':
3458                 case '4':
3459                 case '5':
3460                 case '6':
3461                 case '7':
3462                 case '8':
3463                 case '9':
3464                 case 'A':
3465                 case 'B':
3466                 case 'C':
3467                 case 'D':
3468                 case 'E':
3469                 case 'F':
3470                 {
3471                         s = bc_lex_number(l, c);
3472                         break;
3473                 }
3474
3475                 case '[':
3476                 {
3477                         s = dc_lex_string(l);
3478                         break;
3479                 }
3480
3481                 default:
3482                 {
3483                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3484                         s = bc_error_bad_character(c);
3485                         break;
3486                 }
3487         }
3488
3489         return s;
3490 }
3491 #endif // ENABLE_DC
3492
3493 static void bc_parse_addFunc(BcParse *p, char *name, size_t *idx)
3494 {
3495         bc_program_addFunc(name, idx);
3496         p->func = bc_vec_item(&G.prog.fns, p->fidx);
3497 }
3498
3499 static void bc_parse_pushName(BcParse *p, char *name)
3500 {
3501         size_t i = 0, len = strlen(name);
3502
3503         for (; i < len; ++i) bc_parse_push(p, name[i]);
3504         bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
3505
3506         free(name);
3507 }
3508
3509 static void bc_parse_pushIndex(BcParse *p, size_t idx)
3510 {
3511         unsigned char amt, i, nums[sizeof(size_t)];
3512
3513         for (amt = 0; idx; ++amt) {
3514                 nums[amt] = (char) idx;
3515                 idx = (idx & ((unsigned long) ~(UCHAR_MAX))) >> sizeof(char) * CHAR_BIT;
3516         }
3517
3518         bc_parse_push(p, amt);
3519         for (i = 0; i < amt; ++i) bc_parse_push(p, nums[i]);
3520 }
3521
3522 static void bc_parse_number(BcParse *p, BcInst *prev, size_t *nexs)
3523 {
3524         char *num = xstrdup(p->l.t.v.v);
3525         size_t idx = G.prog.consts.len;
3526
3527         bc_vec_push(&G.prog.consts, &num);
3528
3529         bc_parse_push(p, BC_INST_NUM);
3530         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3531
3532         ++(*nexs);
3533         (*prev) = BC_INST_NUM;
3534 }
3535
3536 static BcStatus bc_parse_text(BcParse *p, const char *text)
3537 {
3538         BcStatus s;
3539
3540         p->func = bc_vec_item(&G.prog.fns, p->fidx);
3541
3542         if (!text[0] && !BC_PARSE_CAN_EXEC(p)) {
3543                 p->l.t.t = BC_LEX_INVALID;
3544                 s = p->parse(p);
3545                 if (s) return s;
3546                 if (!BC_PARSE_CAN_EXEC(p))
3547                         return bc_error("file is not executable");
3548         }
3549
3550         return bc_lex_text(&p->l, text);
3551 }
3552
3553 // Called when bc/dc_parse_parse() detects a failure,
3554 // resets parsing structures.
3555 static void bc_parse_reset(BcParse *p)
3556 {
3557         if (p->fidx != BC_PROG_MAIN) {
3558                 p->func->nparams = 0;
3559                 bc_vec_pop_all(&p->func->code);
3560                 bc_vec_pop_all(&p->func->autos);
3561                 bc_vec_pop_all(&p->func->labels);
3562
3563                 bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
3564         }
3565
3566         p->l.i = p->l.len;
3567         p->l.t.t = BC_LEX_EOF;
3568         p->auto_part = (p->nbraces = 0);
3569
3570         bc_vec_npop(&p->flags, p->flags.len - 1);
3571         bc_vec_pop_all(&p->exits);
3572         bc_vec_pop_all(&p->conds);
3573         bc_vec_pop_all(&p->ops);
3574
3575         bc_program_reset();
3576 }
3577
3578 static void bc_parse_free(BcParse *p)
3579 {
3580         bc_vec_free(&p->flags);
3581         bc_vec_free(&p->exits);
3582         bc_vec_free(&p->conds);
3583         bc_vec_free(&p->ops);
3584         bc_lex_free(&p->l);
3585 }
3586
3587 static void bc_parse_create(BcParse *p, size_t func,
3588                             BcParseParse parse, BcLexNext next)
3589 {
3590         memset(p, 0, sizeof(BcParse));
3591
3592         bc_lex_init(&p->l, next);
3593         bc_vec_init(&p->flags, sizeof(uint8_t), NULL);
3594         bc_vec_init(&p->exits, sizeof(BcInstPtr), NULL);
3595         bc_vec_init(&p->conds, sizeof(size_t), NULL);
3596         bc_vec_pushZeroByte(&p->flags);
3597         bc_vec_init(&p->ops, sizeof(BcLexType), NULL);
3598
3599         p->parse = parse;
3600         // p->auto_part = p->nbraces = 0; - already is
3601         bc_parse_updateFunc(p, func);
3602 }
3603
3604 #if ENABLE_BC
3605
3606 #define BC_PARSE_TOP_OP(p) (*((BcLexType *) bc_vec_top(&(p)->ops)))
3607 #define BC_PARSE_LEAF(p, rparen)                                \
3608         (((p) >= BC_INST_NUM && (p) <= BC_INST_SQRT) || (rparen) || \
3609          (p) == BC_INST_INC_POST || (p) == BC_INST_DEC_POST)
3610
3611 // We can calculate the conversion between tokens and exprs by subtracting the
3612 // position of the first operator in the lex enum and adding the position of the
3613 // first in the expr enum. Note: This only works for binary operators.
3614 #define BC_PARSE_TOKEN_INST(t) ((char) ((t) -BC_LEX_NEG + BC_INST_NEG))
3615
3616 static BcStatus bc_parse_else(BcParse *p);
3617 static BcStatus bc_parse_stmt(BcParse *p);
3618 static BcStatus bc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next);
3619
3620 static BcStatus bc_parse_operator(BcParse *p, BcLexType type, size_t start,
3621                                   size_t *nexprs, bool next)
3622 {
3623         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3624         BcLexType t;
3625         char l, r = bc_parse_op_PREC(type - BC_LEX_OP_INC);
3626         bool left = bc_parse_op_LEFT(type - BC_LEX_OP_INC);
3627
3628         while (p->ops.len > start) {
3629
3630                 t = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3631                 if (t == BC_LEX_LPAREN) break;
3632
3633                 l = bc_parse_op_PREC(t - BC_LEX_OP_INC);
3634                 if (l >= r && (l != r || !left)) break;
3635
3636                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_TOKEN_INST(t));
3637                 bc_vec_pop(&p->ops);
3638                 *nexprs -= t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && t != BC_LEX_NEG;
3639         }
3640
3641         bc_vec_push(&p->ops, &type);
3642         if (next) s = bc_lex_next(&p->l);
3643
3644         return s;
3645 }
3646
3647 static BcStatus bc_parse_rightParen(BcParse *p, size_t ops_bgn, size_t *nexs)
3648 {
3649         BcLexType top;
3650
3651         if (p->ops.len <= ops_bgn)
3652                 return bc_error_bad_expression();
3653         top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3654
3655         while (top != BC_LEX_LPAREN) {
3656
3657                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_TOKEN_INST(top));
3658
3659                 bc_vec_pop(&p->ops);
3660                 *nexs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
3661
3662                 if (p->ops.len <= ops_bgn)
3663                         return bc_error_bad_expression();
3664                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3665         }
3666
3667         bc_vec_pop(&p->ops);
3668
3669         return bc_lex_next(&p->l);
3670 }
3671
3672 static BcStatus bc_parse_params(BcParse *p, uint8_t flags)
3673 {
3674         BcStatus s;
3675         bool comma = false;
3676         size_t nparams;
3677
3678         s = bc_lex_next(&p->l);
3679         if (s) return s;
3680
3681         for (nparams = 0; p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN; ++nparams) {
3682
3683                 flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3684                 s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_param);
3685                 if (s) return s;
3686
3687                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
3688                 if (comma) {
3689                         s = bc_lex_next(&p->l);
3690                         if (s) return s;
3691                 }
3692         }
3693
3694         if (comma) return bc_error_bad_token();
3695         bc_parse_push(p, BC_INST_CALL);
3696         bc_parse_pushIndex(p, nparams);
3697
3698         return BC_STATUS_SUCCESS;
3699 }
3700
3701 static BcStatus bc_parse_call(BcParse *p, char *name, uint8_t flags)
3702 {
3703         BcStatus s;
3704         BcId entry, *entry_ptr;
3705         size_t idx;
3706
3707         entry.name = name;
3708
3709         s = bc_parse_params(p, flags);
3710         if (s) goto err;
3711
3712         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3713                 s = bc_error_bad_token();
3714                 goto err;
3715         }
3716
3717         idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3718
3719         if (idx == BC_VEC_INVALID_IDX) {
3720                 name = xstrdup(entry.name);
3721                 bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
3722                 idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3723                 free(entry.name);
3724         }
3725         else
3726                 free(name);
3727
3728         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3729         bc_parse_pushIndex(p, entry_ptr->idx);
3730
3731         return bc_lex_next(&p->l);
3732
3733 err:
3734         free(name);
3735         return s;
3736 }
3737
3738 static BcStatus bc_parse_name(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3739 {
3740         BcStatus s;
3741         char *name;
3742
3743         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
3744         s = bc_lex_next(&p->l);
3745         if (s) goto err;
3746
3747         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACKET) {
3748
3749                 s = bc_lex_next(&p->l);
3750                 if (s) goto err;
3751
3752                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACKET) {
3753
3754                         if (!(flags & BC_PARSE_ARRAY)) {
3755                                 s = bc_error_bad_expression();
3756                                 goto err;
3757                         }
3758
3759                         *type = BC_INST_ARRAY;
3760                 }
3761                 else {
3762
3763                         *type = BC_INST_ARRAY_ELEM;
3764
3765                         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3766                         s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_elem);
3767                         if (s) goto err;
3768                 }
3769
3770                 s = bc_lex_next(&p->l);
3771                 if (s) goto err;
3772                 bc_parse_push(p, *type);
3773                 bc_parse_pushName(p, name);
3774         }
3775         else if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN) {
3776
3777                 if (flags & BC_PARSE_NOCALL) {
3778                         s = bc_error_bad_token();
3779                         goto err;
3780                 }
3781
3782                 *type = BC_INST_CALL;
3783                 s = bc_parse_call(p, name, flags);
3784         }
3785         else {
3786                 *type = BC_INST_VAR;
3787                 bc_parse_push(p, BC_INST_VAR);
3788                 bc_parse_pushName(p, name);
3789         }
3790
3791         return s;
3792
3793 err:
3794         free(name);
3795         return s;
3796 }
3797
3798 static BcStatus bc_parse_read(BcParse *p)
3799 {
3800         BcStatus s;
3801
3802         s = bc_lex_next(&p->l);
3803         if (s) return s;
3804         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
3805
3806         s = bc_lex_next(&p->l);
3807         if (s) return s;
3808         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
3809
3810         bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
3811
3812         return bc_lex_next(&p->l);
3813 }
3814
3815 static BcStatus bc_parse_builtin(BcParse *p, BcLexType type, uint8_t flags,
3816                                  BcInst *prev)
3817 {
3818         BcStatus s;
3819
3820         s = bc_lex_next(&p->l);
3821         if (s) return s;
3822         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
3823
3824         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3825
3826         s = bc_lex_next(&p->l);
3827         if (s) return s;
3828
3829         s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_rel);
3830         if (s) return s;
3831
3832         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
3833
3834         *prev = (type == BC_LEX_KEY_LENGTH) ? BC_INST_LENGTH : BC_INST_SQRT;
3835         bc_parse_push(p, *prev);
3836
3837         return bc_lex_next(&p->l);
3838 }
3839
3840 static BcStatus bc_parse_scale(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3841 {
3842         BcStatus s;
3843
3844         s = bc_lex_next(&p->l);
3845         if (s) return s;
3846
3847         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) {
3848                 *type = BC_INST_SCALE;
3849                 bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3850                 return BC_STATUS_SUCCESS;
3851         }
3852
3853         *type = BC_INST_SCALE_FUNC;
3854         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3855
3856         s = bc_lex_next(&p->l);
3857         if (s) return s;
3858
3859         s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_rel);
3860         if (s) return s;
3861         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
3862         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE_FUNC);
3863
3864         return bc_lex_next(&p->l);
3865 }
3866
3867 static BcStatus bc_parse_incdec(BcParse *p, BcInst *prev, bool *paren_expr,
3868                                 size_t *nexprs, uint8_t flags)
3869 {
3870         BcStatus s;
3871         BcLexType type;
3872         char inst;
3873         BcInst etype = *prev;
3874
3875         if (etype == BC_INST_VAR || etype == BC_INST_ARRAY_ELEM ||
3876             etype == BC_INST_SCALE || etype == BC_INST_LAST ||
3877             etype == BC_INST_IBASE || etype == BC_INST_OBASE)
3878         {
3879                 *prev = inst = BC_INST_INC_POST + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3880                 bc_parse_push(p, inst);
3881                 s = bc_lex_next(&p->l);
3882         }
3883         else {
3884
3885                 *prev = inst = BC_INST_INC_PRE + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3886                 *paren_expr = true;
3887
3888                 s = bc_lex_next(&p->l);
3889                 if (s) return s;
3890                 type = p->l.t.t;
3891
3892                 // Because we parse the next part of the expression
3893                 // right here, we need to increment this.
3894                 *nexprs = *nexprs + 1;
3895
3896                 switch (type) {
3897
3898                         case BC_LEX_NAME:
3899                         {
3900                                 s = bc_parse_name(p, prev, flags | BC_PARSE_NOCALL);
3901                                 break;
3902                         }
3903
3904                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
3905                         case BC_LEX_KEY_LAST:
3906                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
3907                         {
3908                                 bc_parse_push(p, type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
3909                                 s = bc_lex_next(&p->l);
3910                                 break;
3911                         }
3912
3913                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
3914                         {
3915                                 s = bc_lex_next(&p->l);
3916                                 if (s) return s;
3917                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN)
3918                                         s = bc_error_bad_token();
3919                                 else
3920                                         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3921                                 break;
3922                         }
3923
3924                         default:
3925                         {
3926                                 s = bc_error_bad_token();
3927                                 break;
3928                         }
3929                 }
3930
3931                 if (!s) bc_parse_push(p, inst);
3932         }
3933
3934         return s;
3935 }
3936
3937 static BcStatus bc_parse_minus(BcParse *p, BcInst *prev, size_t ops_bgn,
3938                                bool rparen, size_t *nexprs)
3939 {
3940         BcStatus s;
3941         BcLexType type;
3942         BcInst etype = *prev;
3943
3944         s = bc_lex_next(&p->l);
3945         if (s) return s;
3946
3947         type = rparen || etype == BC_INST_INC_POST || etype == BC_INST_DEC_POST ||
3948                        (etype >= BC_INST_NUM && etype <= BC_INST_SQRT) ?
3949                    BC_LEX_OP_MINUS :
3950                    BC_LEX_NEG;
3951         *prev = BC_PARSE_TOKEN_INST(type);
3952
3953         // We can just push onto the op stack because this is the largest
3954         // precedence operator that gets pushed. Inc/dec does not.
3955         if (type != BC_LEX_OP_MINUS)
3956                 bc_vec_push(&p->ops, &type);
3957         else
3958                 s = bc_parse_operator(p, type, ops_bgn, nexprs, false);
3959
3960         return s;
3961 }
3962
3963 static BcStatus bc_parse_string(BcParse *p, char inst)
3964 {
3965         char *str = xstrdup(p->l.t.v.v);
3966
3967         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
3968         bc_parse_pushIndex(p, G.prog.strs.len);
3969         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
3970         bc_parse_push(p, inst);
3971
3972         return bc_lex_next(&p->l);
3973 }
3974
3975 static BcStatus bc_parse_print(BcParse *p)
3976 {
3977         BcStatus s;
3978         BcLexType type;
3979         bool comma = false;
3980
3981         s = bc_lex_next(&p->l);
3982         if (s) return s;
3983
3984         type = p->l.t.t;
3985
3986         if (type == BC_LEX_SCOLON || type == BC_LEX_NLINE)
3987                 return bc_error("bad print statement");
3988
3989         while (!s && type != BC_LEX_SCOLON && type != BC_LEX_NLINE) {
3990
3991                 if (type == BC_LEX_STR)
3992                         s = bc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_POP);
3993                 else {
3994                         s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_print);
3995                         if (s) return s;
3996                         bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT_POP);
3997                 }
3998
3999                 if (s) return s;
4000
4001                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4002                 if (comma) s = bc_lex_next(&p->l);
4003                 type = p->l.t.t;
4004         }
4005
4006         if (s) return s;
4007         if (comma) return bc_error_bad_token();
4008
4009         return bc_lex_next(&p->l);
4010 }
4011
4012 static BcStatus bc_parse_return(BcParse *p)
4013 {
4014         BcStatus s;
4015         BcLexType t;
4016         bool paren;
4017
4018         if (!BC_PARSE_FUNC(p)) return bc_error_bad_token();
4019
4020         s = bc_lex_next(&p->l);
4021         if (s) return s;
4022
4023         t = p->l.t.t;
4024         paren = t == BC_LEX_LPAREN;
4025
4026         if (t == BC_LEX_NLINE || t == BC_LEX_SCOLON)
4027                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4028         else {
4029
4030                 s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_expr);
4031                 if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP) {
4032                         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4033                         s = bc_lex_next(&p->l);
4034                 }
4035                 if (s) return s;
4036
4037                 if (!paren || p->l.t.last != BC_LEX_RPAREN) {
4038                         s = bc_posix_error("POSIX requires parentheses around return expressions");
4039                         if (s) return s;
4040                 }
4041
4042                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET);
4043         }
4044
4045         return s;
4046 }
4047
4048 static BcStatus bc_parse_endBody(BcParse *p, bool brace)
4049 {
4050         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4051
4052         if (p->flags.len <= 1 || (brace && p->nbraces == 0))
4053                 return bc_error_bad_token();
4054
4055         if (brace) {
4056
4057                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACE) {
4058                         if (!p->nbraces) return bc_error_bad_token();
4059                         --p->nbraces;
4060                         s = bc_lex_next(&p->l);
4061                         if (s) return s;
4062                 }
4063                 else
4064                         return bc_error_bad_token();
4065         }
4066
4067         if (BC_PARSE_IF(p)) {
4068
4069                 uint8_t *flag_ptr;
4070
4071                 while (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) {
4072                         s = bc_lex_next(&p->l);
4073                         if (s) return s;
4074                 }
4075
4076                 bc_vec_pop(&p->flags);
4077
4078                 flag_ptr = BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(p);
4079                 *flag_ptr = (*flag_ptr | BC_PARSE_FLAG_IF_END);
4080
4081                 if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_ELSE) s = bc_parse_else(p);
4082         }
4083         else if (BC_PARSE_ELSE(p)) {
4084
4085                 BcInstPtr *ip;
4086                 size_t *label;
4087
4088                 bc_vec_pop(&p->flags);
4089
4090                 ip = bc_vec_top(&p->exits);
4091                 label = bc_vec_item(&p->func->labels, ip->idx);
4092                 *label = p->func->code.len;
4093
4094                 bc_vec_pop(&p->exits);
4095         }
4096         else if (BC_PARSE_FUNC_INNER(p)) {
4097                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4098                 bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
4099                 bc_vec_pop(&p->flags);
4100         }
4101         else {
4102
4103                 BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&p->exits);
4104                 size_t *label = bc_vec_top(&p->conds);
4105
4106                 bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4107                 bc_parse_pushIndex(p, *label);
4108
4109                 label = bc_vec_item(&p->func->labels, ip->idx);
4110                 *label = p->func->code.len;
4111
4112                 bc_vec_pop(&p->flags);
4113                 bc_vec_pop(&p->exits);
4114                 bc_vec_pop(&p->conds);
4115         }
4116
4117         return s;
4118 }
4119
4120 static void bc_parse_startBody(BcParse *p, uint8_t flags)
4121 {
4122         uint8_t *flag_ptr = BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(p);
4123         flags |= (*flag_ptr & (BC_PARSE_FLAG_FUNC | BC_PARSE_FLAG_LOOP));
4124         flags |= BC_PARSE_FLAG_BODY;
4125         bc_vec_push(&p->flags, &flags);
4126 }
4127
4128 static void bc_parse_noElse(BcParse *p)
4129 {
4130         BcInstPtr *ip;
4131         size_t *label;
4132         uint8_t *flag_ptr = BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(p);
4133
4134         *flag_ptr = (*flag_ptr & ~(BC_PARSE_FLAG_IF_END));
4135
4136         ip = bc_vec_top(&p->exits);
4137         label = bc_vec_item(&p->func->labels, ip->idx);
4138         *label = p->func->code.len;
4139
4140         bc_vec_pop(&p->exits);
4141 }
4142
4143 static BcStatus bc_parse_if(BcParse *p)
4144 {
4145         BcStatus s;
4146         BcInstPtr ip;
4147
4148         s = bc_lex_next(&p->l);
4149         if (s) return s;
4150         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
4151
4152         s = bc_lex_next(&p->l);
4153         if (s) return s;
4154         s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL, bc_parse_next_rel);
4155         if (s) return s;
4156         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
4157
4158         s = bc_lex_next(&p->l);
4159         if (s) return s;
4160         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
4161
4162         ip.idx = p->func->labels.len;
4163         ip.func = ip.len = 0;
4164
4165         bc_parse_pushIndex(p, ip.idx);
4166         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4167         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4168         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_IF);
4169
4170         return BC_STATUS_SUCCESS;
4171 }
4172
4173 static BcStatus bc_parse_else(BcParse *p)
4174 {
4175         BcInstPtr ip;
4176
4177         if (!BC_PARSE_IF_END(p)) return bc_error_bad_token();
4178
4179         ip.idx = p->func->labels.len;
4180         ip.func = ip.len = 0;
4181
4182         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4183         bc_parse_pushIndex(p, ip.idx);
4184
4185         bc_parse_noElse(p);
4186
4187         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4188         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4189         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_ELSE);
4190
4191         return bc_lex_next(&p->l);
4192 }
4193
4194 static BcStatus bc_parse_while(BcParse *p)
4195 {
4196         BcStatus s;
4197         BcInstPtr ip;
4198
4199         s = bc_lex_next(&p->l);
4200         if (s) return s;
4201         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
4202         s = bc_lex_next(&p->l);
4203         if (s) return s;
4204
4205         ip.idx = p->func->labels.len;
4206
4207         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4208         bc_vec_push(&p->conds, &ip.idx);
4209
4210         ip.idx = p->func->labels.len;
4211         ip.func = 1;
4212         ip.len = 0;
4213
4214         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4215         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4216
4217         s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL, bc_parse_next_rel);
4218         if (s) return s;
4219         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
4220         s = bc_lex_next(&p->l);
4221         if (s) return s;
4222
4223         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
4224         bc_parse_pushIndex(p, ip.idx);
4225         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_LOOP | BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER);
4226
4227         return BC_STATUS_SUCCESS;
4228 }
4229
4230 static BcStatus bc_parse_for(BcParse *p)
4231 {
4232         BcStatus s;
4233         BcInstPtr ip;
4234         size_t cond_idx, exit_idx, body_idx, update_idx;
4235
4236         s = bc_lex_next(&p->l);
4237         if (s) return s;
4238         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
4239         s = bc_lex_next(&p->l);
4240         if (s) return s;
4241
4242         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4243                 s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_for);
4244         else
4245                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("init");
4246
4247         if (s) return s;
4248         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) return bc_error_bad_token();
4249         s = bc_lex_next(&p->l);
4250         if (s) return s;
4251
4252         cond_idx = p->func->labels.len;
4253         update_idx = cond_idx + 1;
4254         body_idx = update_idx + 1;
4255         exit_idx = body_idx + 1;
4256
4257         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4258
4259         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4260                 s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL, bc_parse_next_for);
4261         else
4262                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("condition");
4263
4264         if (s) return s;
4265         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) return bc_error_bad_token();
4266
4267         s = bc_lex_next(&p->l);
4268         if (s) return s;
4269
4270         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
4271         bc_parse_pushIndex(p, exit_idx);
4272         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4273         bc_parse_pushIndex(p, body_idx);
4274
4275         ip.idx = p->func->labels.len;
4276
4277         bc_vec_push(&p->conds, &update_idx);
4278         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4279
4280         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN)
4281                 s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_rel);
4282         else
4283                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("update");
4284
4285         if (s) return s;
4286
4287         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
4288         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4289         bc_parse_pushIndex(p, cond_idx);
4290         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4291
4292         ip.idx = exit_idx;
4293         ip.func = 1;
4294         ip.len = 0;
4295
4296         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4297         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4298         bc_lex_next(&p->l);
4299         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_LOOP | BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER);
4300
4301         return BC_STATUS_SUCCESS;
4302 }
4303
4304 static BcStatus bc_parse_loopExit(BcParse *p, BcLexType type)
4305 {
4306         BcStatus s;
4307         size_t i;
4308         BcInstPtr *ip;
4309
4310         if (!BC_PARSE_LOOP(p)) return bc_error_bad_token();
4311
4312         if (type == BC_LEX_KEY_BREAK) {
4313
4314                 if (p->exits.len == 0) return bc_error_bad_token();
4315
4316                 i = p->exits.len - 1;
4317                 ip = bc_vec_item(&p->exits, i);
4318
4319                 while (!ip->func && i < p->exits.len) ip = bc_vec_item(&p->exits, i--);
4320                 if (i >= p->exits.len && !ip->func) return bc_error_bad_token();
4321
4322                 i = ip->idx;
4323         }
4324         else
4325                 i = *((size_t *) bc_vec_top(&p->conds));
4326
4327         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4328         bc_parse_pushIndex(p, i);
4329
4330         s = bc_lex_next(&p->l);
4331         if (s) return s;
4332
4333         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON && p->l.t.t != BC_LEX_NLINE)
4334                 return bc_error_bad_token();
4335
4336         return bc_lex_next(&p->l);
4337 }
4338
4339 static BcStatus bc_parse_func(BcParse *p)
4340 {
4341         BcStatus s;
4342         bool var, comma = false;
4343         uint8_t flags;
4344         char *name;
4345
4346         s = bc_lex_next(&p->l);
4347         if (s) return s;
4348         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4349                 return bc_error("bad function definition");
4350
4351         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4352         bc_parse_addFunc(p, name, &p->fidx);
4353
4354         s = bc_lex_next(&p->l);
4355         if (s) return s;
4356         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN)
4357                 return bc_error("bad function definition");
4358         s = bc_lex_next(&p->l);
4359         if (s) return s;
4360
4361         while (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
4362
4363                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4364                         return bc_error("bad function definition");
4365
4366                 ++p->func->nparams;
4367
4368                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4369                 s = bc_lex_next(&p->l);
4370                 if (s) goto err;
4371
4372                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4373
4374                 if (!var) {
4375
4376                         s = bc_lex_next(&p->l);
4377                         if (s) goto err;
4378
4379                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4380                                 s = bc_error("bad function definition");
4381                                 goto err;
4382                         }
4383
4384                         s = bc_lex_next(&p->l);
4385                         if (s) goto err;
4386                 }
4387
4388                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4389                 if (comma) {
4390                         s = bc_lex_next(&p->l);
4391                         if (s) goto err;
4392                 }
4393
4394                 s = bc_func_insert(p->func, name, var);
4395                 if (s) goto err;
4396         }
4397
4398         if (comma) return bc_error("bad function definition");
4399
4400         flags = BC_PARSE_FLAG_FUNC | BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER | BC_PARSE_FLAG_BODY;
4401         bc_parse_startBody(p, flags);
4402
4403         s = bc_lex_next(&p->l);
4404         if (s) return s;
4405
4406         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4407                 s = bc_posix_error("POSIX requires the left brace be on the same line as the function header");
4408
4409         return s;
4410
4411 err:
4412         free(name);
4413         return s;
4414 }
4415
4416 static BcStatus bc_parse_auto(BcParse *p)
4417 {
4418         BcStatus s;
4419         bool comma, var, one;
4420         char *name;
4421
4422         if (!p->auto_part) return bc_error_bad_token();
4423         s = bc_lex_next(&p->l);
4424         if (s) return s;
4425
4426         p->auto_part = comma = false;
4427         one = p->l.t.t == BC_LEX_NAME;
4428
4429         while (p->l.t.t == BC_LEX_NAME) {
4430
4431                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4432                 s = bc_lex_next(&p->l);
4433                 if (s) goto err;
4434
4435                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4436                 if (!var) {
4437
4438                         s = bc_lex_next(&p->l);
4439                         if (s) goto err;
4440
4441                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4442                                 s = bc_error("bad function definition");
4443                                 goto err;
4444                         }
4445
4446                         s = bc_lex_next(&p->l);
4447                         if (s) goto err;
4448                 }
4449
4450                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4451                 if (comma) {
4452                         s = bc_lex_next(&p->l);
4453                         if (s) goto err;
4454                 }
4455
4456                 s = bc_func_insert(p->func, name, var);
4457                 if (s) goto err;
4458         }
4459
4460         if (comma) return bc_error("bad function definition");
4461         if (!one) return bc_error("no auto variable found");
4462
4463         if (p->l.t.t != BC_LEX_NLINE && p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4464                 return bc_error_bad_token();
4465
4466         return bc_lex_next(&p->l);
4467
4468 err:
4469         free(name);
4470         return s;
4471 }
4472
4473 static BcStatus bc_parse_body(BcParse *p, bool brace)
4474 {
4475         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4476         uint8_t *flag_ptr = bc_vec_top(&p->flags);
4477
4478         *flag_ptr &= ~(BC_PARSE_FLAG_BODY);
4479
4480         if (*flag_ptr & BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER) {
4481
4482                 if (!brace) return bc_error_bad_token();
4483                 p->auto_part = p->l.t.t != BC_LEX_KEY_AUTO;
4484
4485                 if (!p->auto_part) {
4486                         s = bc_parse_auto(p);
4487                         if (s) return s;
4488                 }
4489
4490                 if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) s = bc_lex_next(&p->l);
4491         }
4492         else {
4493                 s = bc_parse_stmt(p);
4494                 if (!s && !brace) s = bc_parse_endBody(p, false);
4495         }
4496
4497         return s;
4498 }
4499
4500 static BcStatus bc_parse_stmt(BcParse *p)
4501 {
4502         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4503
4504         switch (p->l.t.t) {
4505
4506                 case BC_LEX_NLINE:
4507                 {
4508                         return bc_lex_next(&p->l);
4509                 }
4510
4511                 case BC_LEX_KEY_ELSE:
4512                 {
4513                         p->auto_part = false;
4514                         break;
4515                 }
4516
4517                 case BC_LEX_LBRACE:
4518                 {
4519                         if (!BC_PARSE_BODY(p)) return bc_error_bad_token();
4520
4521                         ++p->nbraces;
4522                         s = bc_lex_next(&p->l);
4523                         if (s) return s;
4524
4525                         return bc_parse_body(p, true);
4526                 }
4527
4528                 case BC_LEX_KEY_AUTO:
4529                 {
4530                         return bc_parse_auto(p);
4531                 }
4532
4533                 default:
4534                 {
4535                         p->auto_part = false;
4536
4537                         if (BC_PARSE_IF_END(p)) {
4538                                 bc_parse_noElse(p);
4539                                 return BC_STATUS_SUCCESS;
4540                         }
4541                         else if (BC_PARSE_BODY(p))
4542                                 return bc_parse_body(p, false);
4543
4544                         break;
4545                 }
4546         }
4547
4548         switch (p->l.t.t) {
4549
4550                 case BC_LEX_OP_INC:
4551                 case BC_LEX_OP_DEC:
4552                 case BC_LEX_OP_MINUS:
4553                 case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4554                 case BC_LEX_LPAREN:
4555                 case BC_LEX_NAME:
4556                 case BC_LEX_NUMBER:
4557                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4558                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4559                 case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4560                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4561                 case BC_LEX_KEY_READ:
4562                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4563                 case BC_LEX_KEY_SQRT:
4564                 {
4565                         s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_PRINT, bc_parse_next_expr);
4566                         break;
4567                 }
4568
4569                 case BC_LEX_KEY_ELSE:
4570                 {
4571                         s = bc_parse_else(p);
4572                         break;
4573                 }
4574
4575                 case BC_LEX_SCOLON:
4576                 {
4577                         while (!s && p->l.t.t == BC_LEX_SCOLON) s = bc_lex_next(&p->l);
4578                         break;
4579                 }
4580
4581                 case BC_LEX_RBRACE:
4582                 {
4583                         s = bc_parse_endBody(p, true);
4584                         break;
4585                 }
4586
4587                 case BC_LEX_STR:
4588                 {
4589                         s = bc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_STR);
4590                         break;
4591                 }
4592
4593                 case BC_LEX_KEY_BREAK:
4594                 case BC_LEX_KEY_CONTINUE:
4595                 {
4596                         s = bc_parse_loopExit(p, p->l.t.t);
4597                         break;
4598                 }
4599
4600                 case BC_LEX_KEY_FOR:
4601                 {
4602                         s = bc_parse_for(p);
4603                         break;
4604                 }
4605
4606                 case BC_LEX_KEY_HALT:
4607                 {
4608                         bc_parse_push(p, BC_INST_HALT);
4609                         s = bc_lex_next(&p->l);
4610                         break;
4611                 }
4612
4613                 case BC_LEX_KEY_IF:
4614                 {
4615                         s = bc_parse_if(p);
4616                         break;
4617                 }
4618
4619                 case BC_LEX_KEY_LIMITS:
4620                 {
4621                         // "limits" is a compile-time command,
4622                         // the output is produced at _parse time_.
4623                         s = bc_lex_next(&p->l);
4624                         if (s) return s;
4625                         printf("BC_BASE_MAX     = %u\n", BC_MAX_OBASE);
4626                         printf("BC_DIM_MAX      = %u\n", BC_MAX_DIM);
4627                         printf("BC_SCALE_MAX    = %u\n", BC_MAX_SCALE);
4628                         printf("BC_STRING_MAX   = %u\n", BC_MAX_STRING);
4629                         printf("BC_NAME_MAX     = %u\n", BC_MAX_NAME);
4630                         printf("BC_NUM_MAX      = %u\n", BC_MAX_NUM);
4631                         printf("MAX Exponent    = %lu\n", BC_MAX_EXP);
4632                         printf("Number of vars  = %lu\n", BC_MAX_VARS);
4633                         break;
4634                 }
4635
4636                 case BC_LEX_KEY_PRINT:
4637                 {
4638                         s = bc_parse_print(p);
4639                         break;
4640                 }
4641
4642                 case BC_LEX_KEY_QUIT:
4643                 {
4644                         // "quit" is a compile-time command. For example,
4645                         // "if (0 == 1) quit" terminates when parsing the statement,
4646                         // not when it is executed
4647                         quit();
4648                 }
4649
4650                 case BC_LEX_KEY_RETURN:
4651                 {
4652                         s = bc_parse_return(p);
4653                         break;
4654                 }
4655
4656                 case BC_LEX_KEY_WHILE:
4657                 {
4658                         s = bc_parse_while(p);
4659                         break;
4660                 }
4661
4662                 default:
4663                 {
4664                         s = bc_error_bad_token();
4665                         break;
4666                 }
4667         }
4668
4669         return s;
4670 }
4671
4672 static BcStatus bc_parse_parse(BcParse *p)
4673 {
4674         BcStatus s;
4675
4676         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4677                 s = p->flags.len > 0 ? bc_error("block end could not be found") : bc_error("end of file");
4678         else if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_DEFINE) {
4679                 if (!BC_PARSE_CAN_EXEC(p)) return bc_error_bad_token();
4680                 s = bc_parse_func(p);
4681         }
4682         else
4683                 s = bc_parse_stmt(p);
4684
4685         if (s || G_interrupt) {
4686                 bc_parse_reset(p);
4687                 s = BC_STATUS_FAILURE;
4688         }
4689
4690         return s;
4691 }
4692
4693 static BcStatus bc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next)
4694 {
4695         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4696         BcInst prev = BC_INST_PRINT;
4697         BcLexType top, t = p->l.t.t;
4698         size_t nexprs = 0, ops_bgn = p->ops.len;
4699         uint32_t i, nparens, nrelops;
4700         bool paren_first, paren_expr, rprn, done, get_token, assign, bin_last;
4701
4702         paren_first = p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN;
4703         nparens = nrelops = 0;
4704         paren_expr = rprn = done = get_token = assign = false;
4705         bin_last = true;
4706
4707         for (; !G_interrupt && !s && !done && bc_parse_exprs(t); t = p->l.t.t) {
4708                 switch (t) {
4709
4710                         case BC_LEX_OP_INC:
4711                         case BC_LEX_OP_DEC:
4712                         {
4713                                 s = bc_parse_incdec(p, &prev, &paren_expr, &nexprs, flags);
4714                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4715                                 break;
4716                         }
4717
4718                         case BC_LEX_OP_MINUS:
4719                         {
4720                                 s = bc_parse_minus(p, &prev, ops_bgn, rprn, &nexprs);
4721                                 rprn = get_token = false;
4722                                 bin_last = prev == BC_INST_MINUS;
4723                                 break;
4724                         }
4725
4726                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER:
4727                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY:
4728                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE:
4729                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS:
4730                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS:
4731                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS:
4732                         case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4733                         {
4734                                 if (prev != BC_INST_VAR && prev != BC_INST_ARRAY_ELEM &&
4735                                     prev != BC_INST_SCALE && prev != BC_INST_IBASE &&
4736                                     prev != BC_INST_OBASE && prev != BC_INST_LAST)
4737                                 {
4738                                         s = bc_error("bad assignment:"
4739                                                 " left side must be scale,"
4740                                                 " ibase, obase, last, var,"
4741                                                 " or array element"
4742                                         );
4743                                         break;
4744                                 }
4745                         }
4746                         // Fallthrough.
4747                         case BC_LEX_OP_POWER:
4748                         case BC_LEX_OP_MULTIPLY:
4749                         case BC_LEX_OP_DIVIDE:
4750                         case BC_LEX_OP_MODULUS:
4751                         case BC_LEX_OP_PLUS:
4752                         case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4753                         case BC_LEX_OP_REL_LE:
4754                         case BC_LEX_OP_REL_GE:
4755                         case BC_LEX_OP_REL_NE:
4756                         case BC_LEX_OP_REL_LT:
4757                         case BC_LEX_OP_REL_GT:
4758                         case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4759                         case BC_LEX_OP_BOOL_OR:
4760                         case BC_LEX_OP_BOOL_AND:
4761                         {
4762                                 if (((t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) != bin_last)
4763                                  || (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4764                                 ) {
4765                                         return bc_error_bad_expression();
4766                                 }
4767
4768                                 nrelops += t >= BC_LEX_OP_REL_EQ && t <= BC_LEX_OP_REL_GT;
4769                                 prev = BC_PARSE_TOKEN_INST(t);
4770                                 s = bc_parse_operator(p, t, ops_bgn, &nexprs, true);
4771                                 rprn = get_token = false;
4772                                 bin_last = t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT;
4773
4774                                 break;
4775                         }
4776
4777                         case BC_LEX_LPAREN:
4778                         {
4779                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4780                                         return bc_error_bad_expression();
4781                                 ++nparens;
4782                                 paren_expr = rprn = bin_last = false;
4783                                 get_token = true;
4784                                 bc_vec_push(&p->ops, &t);
4785
4786                                 break;
4787                         }
4788
4789                         case BC_LEX_RPAREN:
4790                         {
4791                                 if (bin_last || prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4792                                         return bc_error_bad_expression();
4793
4794                                 if (nparens == 0) {
4795                                         s = BC_STATUS_SUCCESS;
4796                                         done = true;
4797                                         get_token = false;
4798                                         break;
4799                                 }
4800                                 else if (!paren_expr)
4801                                         return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP;
4802
4803                                 --nparens;
4804                                 paren_expr = rprn = true;
4805                                 get_token = bin_last = false;
4806
4807                                 s = bc_parse_rightParen(p, ops_bgn, &nexprs);
4808
4809                                 break;
4810                         }
4811
4812                         case BC_LEX_NAME:
4813                         {
4814                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4815                                         return bc_error_bad_expression();
4816                                 paren_expr = true;
4817                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4818                                 s = bc_parse_name(p, &prev, flags & ~BC_PARSE_NOCALL);
4819                                 ++nexprs;
4820
4821                                 break;
4822                         }
4823
4824                         case BC_LEX_NUMBER:
4825                         {
4826                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4827                                         return bc_error_bad_expression();
4828                                 bc_parse_number(p, &prev, &nexprs);
4829                                 paren_expr = get_token = true;
4830                                 rprn = bin_last = false;
4831
4832                                 break;
4833                         }
4834
4835                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4836                         case BC_LEX_KEY_LAST:
4837                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4838                         {
4839                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4840                                         return bc_error_bad_expression();
4841                                 prev = (char) (t - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
4842                                 bc_parse_push(p, (char) prev);
4843
4844                                 paren_expr = get_token = true;
4845                                 rprn = bin_last = false;
4846                                 ++nexprs;
4847
4848                                 break;
4849                         }
4850
4851                         case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4852                         case BC_LEX_KEY_SQRT:
4853                         {
4854                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4855                                         return bc_error_bad_expression();
4856                                 s = bc_parse_builtin(p, t, flags, &prev);
4857                                 paren_expr = true;
4858                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4859                                 ++nexprs;
4860
4861                                 break;
4862                         }
4863
4864                         case BC_LEX_KEY_READ:
4865                         {
4866                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4867                                         return bc_error_bad_expression();
4868                                 else if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
4869                                         s = bc_error_nested_read_call();
4870                                 else
4871                                         s = bc_parse_read(p);
4872
4873                                 paren_expr = true;
4874                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4875                                 ++nexprs;
4876                                 prev = BC_INST_READ;
4877
4878                                 break;
4879                         }
4880
4881                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4882                         {
4883                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4884                                         return bc_error_bad_expression();
4885                                 s = bc_parse_scale(p, &prev, flags);
4886                                 paren_expr = true;
4887                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4888                                 ++nexprs;
4889                                 prev = BC_INST_SCALE;
4890
4891                                 break;
4892                         }
4893
4894                         default:
4895                         {
4896                                 s = bc_error_bad_token();
4897                                 break;
4898                         }
4899                 }
4900
4901                 if (!s && get_token) s = bc_lex_next(&p->l);
4902         }
4903
4904         if (s) return s;
4905         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE; // ^C: stop parsing
4906
4907         while (p->ops.len > ops_bgn) {
4908
4909                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
4910                 assign = top >= BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER && top <= BC_LEX_OP_ASSIGN;
4911
4912                 if (top == BC_LEX_LPAREN || top == BC_LEX_RPAREN)
4913                         return bc_error_bad_expression();
4914
4915                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_TOKEN_INST(top));
4916
4917                 nexprs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
4918                 bc_vec_pop(&p->ops);
4919         }
4920
4921         if (prev == BC_INST_BOOL_NOT || nexprs != 1)
4922                 return bc_error_bad_expression();
4923
4924         for (i = 0; i < next.len; ++i)
4925                 if (t == next.tokens[i])
4926                         goto ok;
4927         return bc_error_bad_expression();
4928  ok:
4929
4930         if (!(flags & BC_PARSE_REL) && nrelops) {
4931                 s = bc_POSIX_does_not_allow("comparison operators outside if or loops");
4932                 if (s) return s;
4933         }
4934         else if ((flags & BC_PARSE_REL) && nrelops > 1) {
4935                 s = bc_posix_error("POSIX requires exactly one comparison operator per condition");
4936                 if (s) return s;
4937         }
4938
4939         if (flags & BC_PARSE_PRINT) {
4940                 if (paren_first || !assign) bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT);
4941                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4942         }
4943
4944         return s;
4945 }
4946
4947 static void bc_parse_init(BcParse *p, size_t func)
4948 {
4949         bc_parse_create(p, func, bc_parse_parse, bc_lex_token);
4950 }
4951
4952 static BcStatus bc_parse_expression(BcParse *p, uint8_t flags)
4953 {
4954         return bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_read);
4955 }
4956
4957 #endif // ENABLE_BC
4958
4959 #if ENABLE_DC
4960
4961 #define DC_PARSE_BUF_LEN ((int) (sizeof(uint32_t) * CHAR_BIT))
4962
4963 static BcStatus dc_parse_register(BcParse *p)
4964 {
4965         BcStatus s;
4966         char *name;
4967
4968         s = bc_lex_next(&p->l);
4969         if (s) return s;
4970         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME) return bc_error_bad_token();
4971
4972         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4973         bc_parse_pushName(p, name);
4974
4975         return s;
4976 }
4977
4978 static BcStatus dc_parse_string(BcParse *p)
4979 {
4980         char *str, *name, b[DC_PARSE_BUF_LEN + 1];
4981         size_t idx, len = G.prog.strs.len;
4982
4983         sprintf(b, "%0*zu", DC_PARSE_BUF_LEN, len);
4984         name = xstrdup(b);
4985
4986         str = xstrdup(p->l.t.v.v);
4987         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
4988         bc_parse_pushIndex(p, len);
4989         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
4990         bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
4991
4992         return bc_lex_next(&p->l);
4993 }
4994
4995 static BcStatus dc_parse_mem(BcParse *p, uint8_t inst, bool name, bool store)
4996 {
4997         BcStatus s;
4998
4999         bc_parse_push(p, inst);
5000         if (name) {
5001                 s = dc_parse_register(p);
5002                 if (s) return s;
5003         }
5004
5005         if (store) {
5006                 bc_parse_push(p, BC_INST_SWAP);
5007                 bc_parse_push(p, BC_INST_ASSIGN);
5008                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
5009         }
5010
5011         return bc_lex_next(&p->l);
5012 }
5013
5014 static BcStatus dc_parse_cond(BcParse *p, uint8_t inst)
5015 {
5016         BcStatus s;
5017
5018         bc_parse_push(p, inst);
5019         bc_parse_push(p, BC_INST_EXEC_COND);
5020
5021         s = dc_parse_register(p);
5022         if (s) return s;
5023
5024         s = bc_lex_next(&p->l);
5025         if (s) return s;
5026
5027         if (p->l.t.t == BC_LEX_ELSE) {
5028                 s = dc_parse_register(p);
5029                 if (s) return s;
5030                 s = bc_lex_next(&p->l);
5031         }
5032         else
5033                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
5034
5035         return s;
5036 }
5037
5038 static BcStatus dc_parse_token(BcParse *p, BcLexType t, uint8_t flags)
5039 {
5040         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5041         BcInst prev;
5042         uint8_t inst;
5043         bool assign, get_token = false;
5044
5045         switch (t) {
5046
5047                 case BC_LEX_OP_REL_EQ:
5048                 case BC_LEX_OP_REL_LE:
5049                 case BC_LEX_OP_REL_GE:
5050                 case BC_LEX_OP_REL_NE:
5051                 case BC_LEX_OP_REL_LT:
5052                 case BC_LEX_OP_REL_GT:
5053                 {
5054                         s = dc_parse_cond(p, t - BC_LEX_OP_REL_EQ + BC_INST_REL_EQ);
5055                         break;
5056                 }
5057
5058                 case BC_LEX_SCOLON:
5059                 case BC_LEX_COLON:
5060                 {
5061                         s = dc_parse_mem(p, BC_INST_ARRAY_ELEM, true, t == BC_LEX_COLON);
5062                         break;
5063                 }
5064
5065                 case BC_LEX_STR:
5066                 {
5067                         s = dc_parse_string(p);
5068                         break;
5069                 }
5070
5071                 case BC_LEX_NEG:
5072                 case BC_LEX_NUMBER:
5073                 {
5074                         if (t == BC_LEX_NEG) {
5075                                 s = bc_lex_next(&p->l);
5076                                 if (s) return s;
5077                                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NUMBER)
5078                                         return bc_error_bad_token();
5079                         }
5080
5081                         bc_parse_number(p, &prev, &p->nbraces);
5082
5083                         if (t == BC_LEX_NEG) bc_parse_push(p, BC_INST_NEG);
5084                         get_token = true;
5085
5086                         break;
5087                 }
5088
5089                 case BC_LEX_KEY_READ:
5090                 {
5091                         if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
5092                                 s = bc_error_nested_read_call();
5093                         else
5094                                 bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
5095                         get_token = true;
5096                         break;
5097                 }
5098
5099                 case BC_LEX_OP_ASSIGN:
5100                 case BC_LEX_STORE_PUSH:
5101                 {
5102                         assign = t == BC_LEX_OP_ASSIGN;
5103                         inst = assign ? BC_INST_VAR : BC_INST_PUSH_TO_VAR;
5104                         s = dc_parse_mem(p, inst, true, assign);
5105                         break;
5106                 }
5107
5108                 case BC_LEX_LOAD:
5109                 case BC_LEX_LOAD_POP:
5110                 {
5111                         inst = t == BC_LEX_LOAD_POP ? BC_INST_PUSH_VAR : BC_INST_LOAD;
5112                         s = dc_parse_mem(p, inst, true, false);
5113                         break;
5114                 }
5115
5116                 case BC_LEX_STORE_IBASE:
5117                 case BC_LEX_STORE_SCALE:
5118                 case BC_LEX_STORE_OBASE:
5119                 {
5120                         inst = t - BC_LEX_STORE_IBASE + BC_INST_IBASE;
5121                         s = dc_parse_mem(p, inst, false, true);
5122                         break;
5123                 }
5124
5125                 default:
5126                 {
5127                         s = bc_error_bad_token();
5128                         get_token = true;
5129                         break;
5130                 }
5131         }
5132
5133         if (!s && get_token) s = bc_lex_next(&p->l);
5134
5135         return s;
5136 }
5137
5138 static BcStatus dc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
5139 {
5140         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5141         BcInst inst;
5142         BcLexType t;
5143
5144         if (flags & BC_PARSE_NOCALL) p->nbraces = G.prog.results.len;
5145
5146         for (t = p->l.t.t; !s && t != BC_LEX_EOF; t = p->l.t.t) {
5147
5148                 inst = dc_parse_insts[t];
5149
5150                 if (inst != BC_INST_INVALID) {
5151                         bc_parse_push(p, inst);
5152                         s = bc_lex_next(&p->l);
5153                 }
5154                 else
5155                         s = dc_parse_token(p, t, flags);
5156         }
5157
5158         if (!s && p->l.t.t == BC_LEX_EOF && (flags & BC_PARSE_NOCALL))
5159                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP_EXEC);
5160
5161         return s;
5162 }
5163
5164 static BcStatus dc_parse_parse(BcParse *p)
5165 {
5166         BcStatus s;
5167
5168         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
5169                 s = bc_error("end of file");
5170         else
5171                 s = dc_parse_expr(p, 0);
5172
5173         if (s || G_interrupt) {
5174                 bc_parse_reset(p);
5175                 s = BC_STATUS_FAILURE;
5176         }
5177
5178         return s;
5179 }
5180
5181 static void dc_parse_init(BcParse *p, size_t func)
5182 {
5183         bc_parse_create(p, func, dc_parse_parse, dc_lex_token);
5184 }
5185
5186 #endif // ENABLE_DC
5187
5188 static void common_parse_init(BcParse *p, size_t func)
5189 {
5190         if (IS_BC) {
5191                 bc_parse_init(p, func);
5192         } else {
5193                 dc_parse_init(p, func);
5194         }
5195 }
5196
5197 static BcStatus common_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
5198 {
5199         if (IS_BC) {
5200                 return bc_parse_expression(p, flags);
5201         } else {
5202                 return dc_parse_expr(p, flags);
5203         }
5204 }
5205
5206 static BcVec* bc_program_search(char *id, bool var)
5207 {
5208         BcId e, *ptr;
5209         BcVec *v, *map;
5210         size_t i;
5211         BcResultData data;
5212         int new;
5213
5214         v = var ? &G.prog.vars : &G.prog.arrs;
5215         map = var ? &G.prog.var_map : &G.prog.arr_map;
5216
5217         e.name = id;
5218         e.idx = v->len;
5219         new = bc_map_insert(map, &e, &i); // 1 if insertion was successful
5220
5221         if (new) {
5222                 bc_array_init(&data.v, var);
5223                 bc_vec_push(v, &data.v);
5224         }
5225
5226         ptr = bc_vec_item(map, i);
5227         if (new) ptr->name = xstrdup(e.name);
5228         return bc_vec_item(v, ptr->idx);
5229 }
5230
5231 static BcStatus bc_program_num(BcResult *r, BcNum **num, bool hex)
5232 {
5233         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5234
5235         switch (r->t) {
5236
5237                 case BC_RESULT_STR:
5238                 case BC_RESULT_TEMP:
5239                 case BC_RESULT_IBASE:
5240                 case BC_RESULT_SCALE:
5241                 case BC_RESULT_OBASE:
5242                 {
5243                         *num = &r->d.n;
5244                         break;
5245                 }
5246
5247                 case BC_RESULT_CONSTANT:
5248                 {
5249                         char **str = bc_vec_item(&G.prog.consts, r->d.id.idx);
5250                         size_t base_t, len = strlen(*str);
5251                         BcNum *base;
5252
5253                         bc_num_init(&r->d.n, len);
5254
5255                         hex = hex && len == 1;
5256                         base = hex ? &G.prog.hexb : &G.prog.ib;
5257                         base_t = hex ? BC_NUM_MAX_IBASE : G.prog.ib_t;
5258                         s = bc_num_parse(&r->d.n, *str, base, base_t);
5259
5260                         if (s) {
5261                                 bc_num_free(&r->d.n);
5262                                 return s;
5263                         }
5264
5265                         *num = &r->d.n;
5266                         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5267
5268                         break;
5269                 }
5270
5271                 case BC_RESULT_VAR:
5272                 case BC_RESULT_ARRAY:
5273                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
5274                 {
5275                         BcVec *v;
5276
5277                         v = bc_program_search(r->d.id.name, r->t == BC_RESULT_VAR);
5278
5279                         if (r->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
5280                                 v = bc_vec_top(v);
5281                                 if (v->len <= r->d.id.idx) bc_array_expand(v, r->d.id.idx + 1);
5282                                 *num = bc_vec_item(v, r->d.id.idx);
5283                         }
5284                         else
5285                                 *num = bc_vec_top(v);
5286
5287                         break;
5288                 }
5289
5290                 case BC_RESULT_LAST:
5291                 {
5292                         *num = &G.prog.last;
5293                         break;
5294                 }
5295
5296                 case BC_RESULT_ONE:
5297                 {
5298                         *num = &G.prog.one;
5299                         break;
5300                 }
5301         }
5302
5303         return s;
5304 }
5305
5306 static BcStatus bc_program_binOpPrep(BcResult **l, BcNum **ln,
5307                                      BcResult **r, BcNum **rn, bool assign)
5308 {
5309         BcStatus s;
5310         bool hex;
5311         BcResultType lt, rt;
5312
5313         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5314                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5315
5316         *r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
5317         *l = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
5318
5319         lt = (*l)->t;
5320         rt = (*r)->t;
5321         hex = assign && (lt == BC_RESULT_IBASE || lt == BC_RESULT_OBASE);
5322
5323         s = bc_program_num(*l, ln, false);
5324         if (s) return s;
5325         s = bc_program_num(*r, rn, hex);
5326         if (s) return s;
5327
5328         // We run this again under these conditions in case any vector has been
5329         // reallocated out from under the BcNums or arrays we had.
5330         if (lt == rt && (lt == BC_RESULT_VAR || lt == BC_RESULT_ARRAY_ELEM)) {
5331                 s = bc_program_num(*l, ln, false);
5332                 if (s) return s;
5333         }
5334
5335         if (!BC_PROG_NUM((*l), (*ln)) && (!assign || (*l)->t != BC_RESULT_VAR))
5336                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5337         if (!assign && !BC_PROG_NUM((*r), (*ln)))
5338                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5339
5340         return s;
5341 }
5342
5343 static void bc_program_binOpRetire(BcResult *r)
5344 {
5345         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5346         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5347         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5348         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5349 }
5350
5351 static BcStatus bc_program_prep(BcResult **r, BcNum **n)
5352 {
5353         BcStatus s;
5354
5355         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5356                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5357         *r = bc_vec_top(&G.prog.results);
5358
5359         s = bc_program_num(*r, n, false);
5360         if (s) return s;
5361
5362         if (!BC_PROG_NUM((*r), (*n)))
5363                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5364
5365         return s;
5366 }
5367
5368 static void bc_program_retire(BcResult *r, BcResultType t)
5369 {
5370         r->t = t;
5371         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5372         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5373 }
5374
5375 static BcStatus bc_program_op(char inst)
5376 {
5377         BcStatus s;
5378         BcResult *opd1, *opd2, res;
5379         BcNum *n1, *n2 = NULL;
5380
5381         s = bc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5382         if (s) return s;
5383         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5384
5385         s = bc_program_ops[inst - BC_INST_POWER](n1, n2, &res.d.n, G.prog.scale);
5386         if (s) goto err;
5387         bc_program_binOpRetire(&res);
5388
5389         return s;
5390
5391 err:
5392         bc_num_free(&res.d.n);
5393         return s;
5394 }
5395
5396 static BcStatus bc_program_read(void)
5397 {
5398         const char *sv_file;
5399         BcStatus s;
5400         BcParse parse;
5401         BcVec buf;
5402         BcInstPtr ip;
5403         size_t i;
5404         BcFunc *f = bc_vec_item(&G.prog.fns, BC_PROG_READ);
5405
5406         for (i = 0; i < G.prog.stack.len; ++i) {
5407                 BcInstPtr *ip_ptr = bc_vec_item(&G.prog.stack, i);
5408                 if (ip_ptr->func == BC_PROG_READ)
5409                         return bc_error_nested_read_call();
5410         }
5411
5412         bc_vec_pop_all(&f->code);
5413         bc_char_vec_init(&buf);
5414
5415         sv_file = G.prog.file;
5416         G.prog.file = NULL;
5417
5418         s = bc_read_line(&buf, "read> ");
5419         if (s) goto io_err;
5420
5421         common_parse_init(&parse, BC_PROG_READ);
5422         bc_lex_file(&parse.l);
5423
5424         s = bc_parse_text(&parse, buf.v);
5425         if (s) goto exec_err;
5426         s = common_parse_expr(&parse, BC_PARSE_NOREAD);
5427         if (s) goto exec_err;
5428
5429         if (parse.l.t.t != BC_LEX_NLINE && parse.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
5430                 s = bc_error("bad read() expression");
5431                 goto exec_err;
5432         }
5433
5434         ip.func = BC_PROG_READ;
5435         ip.idx = 0;
5436         ip.len = G.prog.results.len;
5437
5438         // Update this pointer, just in case.
5439         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, BC_PROG_READ);
5440
5441         bc_vec_pushByte(&f->code, BC_INST_POP_EXEC);
5442         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
5443
5444 exec_err:
5445         G.prog.file = sv_file;
5446         bc_parse_free(&parse);
5447 io_err:
5448         bc_vec_free(&buf);
5449         return s;
5450 }
5451
5452 static size_t bc_program_index(char *code, size_t *bgn)
5453 {
5454         char amt = code[(*bgn)++], i = 0;
5455         size_t res = 0;
5456
5457         for (; i < amt; ++i, ++(*bgn))
5458                 res |= (((size_t)((int) code[*bgn]) & UCHAR_MAX) << (i * CHAR_BIT));
5459
5460         return res;
5461 }
5462
5463 static char *bc_program_name(char *code, size_t *bgn)
5464 {
5465         size_t i;
5466         char c, *s, *str = code + *bgn, *ptr = strchr(str, BC_PARSE_STREND);
5467
5468         s = xmalloc(ptr - str + 1);
5469         c = code[(*bgn)++];
5470
5471         for (i = 0; c != 0 && c != BC_PARSE_STREND; c = code[(*bgn)++], ++i)
5472                 s[i] = c;
5473
5474         s[i] = '\0';
5475
5476         return s;
5477 }
5478
5479 static void bc_program_printString(const char *str, size_t *nchars)
5480 {
5481         size_t i, len = strlen(str);
5482
5483 #if ENABLE_DC
5484         if (len == 0) {
5485                 bb_putchar('\0');
5486                 return;
5487         }
5488 #endif
5489
5490         for (i = 0; i < len; ++i, ++(*nchars)) {
5491
5492                 int c = str[i];
5493
5494                 if (c != '\\' || i == len - 1)
5495                         bb_putchar(c);
5496                 else {
5497
5498                         c = str[++i];
5499
5500                         switch (c) {
5501
5502                                 case 'a':
5503                                 {
5504                                         bb_putchar('\a');
5505                                         break;
5506                                 }
5507
5508                                 case 'b':
5509                                 {
5510                                         bb_putchar('\b');
5511                                         break;
5512                                 }
5513
5514                                 case '\\':
5515                                 case 'e':
5516                                 {
5517                                         bb_putchar('\\');
5518                                         break;
5519                                 }
5520
5521                                 case 'f':
5522                                 {
5523                                         bb_putchar('\f');
5524                                         break;
5525                                 }
5526
5527                                 case 'n':
5528                                 {
5529                                         bb_putchar('\n');
5530                                         *nchars = SIZE_MAX;
5531                                         break;
5532                                 }
5533
5534                                 case 'r':
5535                                 {
5536                                         bb_putchar('\r');
5537                                         break;
5538                                 }
5539
5540                                 case 'q':
5541                                 {
5542                                         bb_putchar('"');
5543                                         break;
5544                                 }
5545
5546                                 case 't':
5547                                 {
5548                                         bb_putchar('\t');
5549                                         break;
5550                                 }
5551
5552                                 default:
5553                                 {
5554                                         // Just print the backslash and following character.
5555                                         bb_putchar('\\');
5556                                         ++(*nchars);
5557                                         bb_putchar(c);
5558                                         break;
5559                                 }
5560                         }
5561                 }
5562         }
5563 }
5564
5565 static BcStatus bc_program_print(char inst, size_t idx)
5566 {
5567         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5568         BcResult *r;
5569         size_t len, i;
5570         char *str;
5571         BcNum *num = NULL;
5572         bool pop = inst != BC_INST_PRINT;
5573
5574         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, idx + 1))
5575                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5576
5577         r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, idx);
5578         s = bc_program_num(r, &num, false);
5579         if (s) return s;
5580
5581         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
5582                 s = bc_num_print(num, &G.prog.ob, G.prog.ob_t, !pop, &G.prog.nchars, G.prog.len);
5583                 if (!s) bc_num_copy(&G.prog.last, num);
5584         }
5585         else {
5586
5587                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
5588                 str = *((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx));
5589
5590                 if (inst == BC_INST_PRINT_STR) {
5591                         for (i = 0, len = strlen(str); i < len; ++i) {
5592                                 char c = str[i];
5593                                 bb_putchar(c);
5594                                 if (c == '\n') G.prog.nchars = SIZE_MAX;
5595                                 ++G.prog.nchars;
5596                         }
5597                 }
5598                 else {
5599                         bc_program_printString(str, &G.prog.nchars);
5600                         if (inst == BC_INST_PRINT) bb_putchar('\n');
5601                 }
5602         }
5603
5604         if (!s && pop) bc_vec_pop(&G.prog.results);
5605
5606         return s;
5607 }
5608
5609 static BcStatus bc_program_negate(void)
5610 {
5611         BcStatus s;
5612         BcResult res, *ptr;
5613         BcNum *num = NULL;
5614
5615         s = bc_program_prep(&ptr, &num);
5616         if (s) return s;
5617
5618         bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5619         bc_num_copy(&res.d.n, num);
5620         if (res.d.n.len) res.d.n.neg = !res.d.n.neg;
5621
5622         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
5623
5624         return s;
5625 }
5626
5627 static BcStatus bc_program_logical(char inst)
5628 {
5629         BcStatus s;
5630         BcResult *opd1, *opd2, res;
5631         BcNum *n1, *n2;
5632         bool cond = 0;
5633         ssize_t cmp;
5634
5635         s = bc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5636         if (s) return s;
5637         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5638
5639         if (inst == BC_INST_BOOL_AND)
5640                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) && bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5641         else if (inst == BC_INST_BOOL_OR)
5642                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) || bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5643         else {
5644
5645                 cmp = bc_num_cmp(n1, n2);
5646
5647                 switch (inst) {
5648
5649                         case BC_INST_REL_EQ:
5650                         {
5651                                 cond = cmp == 0;
5652                                 break;
5653                         }
5654
5655                         case BC_INST_REL_LE:
5656                         {
5657                                 cond = cmp <= 0;
5658                                 break;
5659                         }
5660
5661                         case BC_INST_REL_GE:
5662                         {
5663                                 cond = cmp >= 0;
5664                                 break;
5665                         }
5666
5667                         case BC_INST_REL_NE:
5668                         {
5669                                 cond = cmp != 0;
5670                                 break;
5671                         }
5672
5673                         case BC_INST_REL_LT:
5674                         {
5675                                 cond = cmp < 0;
5676                                 break;
5677                         }
5678
5679                         case BC_INST_REL_GT:
5680                         {
5681                                 cond = cmp > 0;
5682                                 break;
5683                         }
5684                 }
5685         }
5686
5687         (cond ? bc_num_one : bc_num_zero)(&res.d.n);
5688
5689         bc_program_binOpRetire(&res);
5690
5691         return s;
5692 }
5693
5694 #if ENABLE_DC
5695 static BcStatus bc_program_assignStr(BcResult *r, BcVec *v,
5696                                      bool push)
5697 {
5698         BcNum n2;
5699         BcResult res;
5700
5701         memset(&n2, 0, sizeof(BcNum));
5702         n2.rdx = res.d.id.idx = r->d.id.idx;
5703         res.t = BC_RESULT_STR;
5704
5705         if (!push) {
5706                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5707                         return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5708                 bc_vec_pop(v);
5709                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5710         }
5711
5712         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5713
5714         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5715         bc_vec_push(v, &n2);
5716
5717         return BC_STATUS_SUCCESS;
5718 }
5719 #endif // ENABLE_DC
5720
5721 static BcStatus bc_program_copyToVar(char *name, bool var)
5722 {
5723         BcStatus s;
5724         BcResult *ptr, r;
5725         BcVec *v;
5726         BcNum *n;
5727
5728         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5729                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5730
5731         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
5732         if ((ptr->t == BC_RESULT_ARRAY) != !var)
5733                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5734         v = bc_program_search(name, var);
5735
5736 #if ENABLE_DC
5737         if (ptr->t == BC_RESULT_STR && !var)
5738                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5739         if (ptr->t == BC_RESULT_STR) return bc_program_assignStr(ptr, v, true);
5740 #endif
5741
5742         s = bc_program_num(ptr, &n, false);
5743         if (s) return s;
5744
5745         // Do this once more to make sure that pointers were not invalidated.
5746         v = bc_program_search(name, var);
5747
5748         if (var) {
5749                 bc_num_init(&r.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5750                 bc_num_copy(&r.d.n, n);
5751         }
5752         else {
5753                 bc_array_init(&r.d.v, true);
5754                 bc_array_copy(&r.d.v, (BcVec *) n);
5755         }
5756
5757         bc_vec_push(v, &r.d);
5758         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5759
5760         return s;
5761 }
5762
5763 static BcStatus bc_program_assign(char inst)
5764 {
5765         BcStatus s;
5766         BcResult *left, *right, res;
5767         BcNum *l = NULL, *r = NULL;
5768         unsigned long val, max;
5769         bool assign = inst == BC_INST_ASSIGN, ib, sc;
5770
5771         s = bc_program_binOpPrep(&left, &l, &right, &r, assign);
5772         if (s) return s;
5773
5774         ib = left->t == BC_RESULT_IBASE;
5775         sc = left->t == BC_RESULT_SCALE;
5776
5777 #if ENABLE_DC
5778
5779         if (right->t == BC_RESULT_STR) {
5780
5781                 BcVec *v;
5782
5783                 if (left->t != BC_RESULT_VAR)
5784                         return bc_error_variable_is_wrong_type();
5785                 v = bc_program_search(left->d.id.name, true);
5786
5787                 return bc_program_assignStr(right, v, false);
5788         }
5789 #endif
5790
5791         if (left->t == BC_RESULT_CONSTANT || left->t == BC_RESULT_TEMP)
5792                 return bc_error("bad assignment:"
5793                                 " left side must be scale,"
5794                                 " ibase, obase, last, var,"
5795                                 " or array element"
5796                 );
5797
5798 #if ENABLE_BC
5799         if (inst == BC_INST_ASSIGN_DIVIDE && !bc_num_cmp(r, &G.prog.zero))
5800                 return bc_error("divide by zero");
5801
5802         if (assign)
5803                 bc_num_copy(l, r);
5804         else
5805                 s = bc_program_ops[inst - BC_INST_ASSIGN_POWER](l, r, l, G.prog.scale);
5806
5807         if (s) return s;
5808 #else
5809         bc_num_copy(l, r);
5810 #endif
5811
5812         if (ib || sc || left->t == BC_RESULT_OBASE) {
5813                 static const char *const msg[] = {
5814                         "bad ibase; must be [2, 16]",           //BC_RESULT_IBASE
5815                         "bad scale; must be [0, BC_SCALE_MAX]", //BC_RESULT_SCALE
5816                         NULL, //can't happen                    //BC_RESULT_LAST
5817                         NULL, //can't happen                    //BC_RESULT_CONSTANT
5818                         NULL, //can't happen                    //BC_RESULT_ONE
5819                         "bad obase; must be [2, BC_BASE_MAX]",  //BC_RESULT_OBASE
5820                 };
5821                 size_t *ptr;
5822
5823                 s = bc_num_ulong(l, &val);
5824                 if (s)
5825                         return s;
5826                 s = left->t - BC_RESULT_IBASE;
5827                 if (sc) {
5828                         max = BC_MAX_SCALE;
5829                         ptr = &G.prog.scale;
5830                 }
5831                 else {
5832                         if (val < BC_NUM_MIN_BASE)
5833                                 return bc_error(msg[s]);
5834                         max = ib ? BC_NUM_MAX_IBASE : BC_MAX_OBASE;
5835                         ptr = ib ? &G.prog.ib_t : &G.prog.ob_t;
5836                 }
5837
5838                 if (val > max)
5839                         return bc_error(msg[s]);
5840                 if (!sc)
5841                         bc_num_copy(ib ? &G.prog.ib : &G.prog.ob, l);
5842
5843                 *ptr = (size_t) val;
5844                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5845         }
5846
5847         bc_num_init(&res.d.n, l->len);
5848         bc_num_copy(&res.d.n, l);
5849         bc_program_binOpRetire(&res);
5850
5851         return s;
5852 }
5853
5854 #if !ENABLE_DC
5855 #define bc_program_pushVar(code, bgn, pop, copy) \
5856         bc_program_pushVar(code, bgn)
5857 // for bc, 'pop' and 'copy' are always false
5858 #endif
5859 static BcStatus bc_program_pushVar(char *code, size_t *bgn,
5860                                    bool pop, bool copy)
5861 {
5862         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5863         BcResult r;
5864         char *name = bc_program_name(code, bgn);
5865
5866         r.t = BC_RESULT_VAR;
5867         r.d.id.name = name;
5868
5869 #if ENABLE_DC
5870         {
5871                 BcVec *v = bc_program_search(name, true);
5872                 BcNum *num = bc_vec_top(v);
5873
5874                 if (pop || copy) {
5875
5876                         if (!BC_PROG_STACK(v, 2 - copy)) {
5877                                 free(name);
5878                                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5879                         }
5880
5881                         free(name);
5882                         name = NULL;
5883
5884                         if (!BC_PROG_STR(num)) {
5885
5886                                 r.t = BC_RESULT_TEMP;
5887
5888                                 bc_num_init(&r.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5889                                 bc_num_copy(&r.d.n, num);
5890                         }
5891                         else {
5892                                 r.t = BC_RESULT_STR;
5893                                 r.d.id.idx = num->rdx;
5894                         }
5895
5896                         if (!copy) bc_vec_pop(v);
5897                 }
5898         }
5899 #endif // ENABLE_DC
5900
5901         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5902
5903         return s;
5904 }
5905
5906 static BcStatus bc_program_pushArray(char *code, size_t *bgn,
5907                                      char inst)
5908 {
5909         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5910         BcResult r;
5911         BcNum *num;
5912
5913         r.d.id.name = bc_program_name(code, bgn);
5914
5915         if (inst == BC_INST_ARRAY) {
5916                 r.t = BC_RESULT_ARRAY;
5917                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5918         }
5919         else {
5920
5921                 BcResult *operand;
5922                 unsigned long temp;
5923
5924                 s = bc_program_prep(&operand, &num);
5925                 if (s) goto err;
5926                 s = bc_num_ulong(num, &temp);
5927                 if (s) goto err;
5928
5929                 if (temp > BC_MAX_DIM) {
5930                         s = bc_error("array too long; must be [1, BC_DIM_MAX]");
5931                         goto err;
5932                 }
5933
5934                 r.d.id.idx = (size_t) temp;
5935                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_ARRAY_ELEM);
5936         }
5937
5938 err:
5939         if (s) free(r.d.id.name);
5940         return s;
5941 }
5942
5943 #if ENABLE_BC
5944 static BcStatus bc_program_incdec(char inst)
5945 {
5946         BcStatus s;
5947         BcResult *ptr, res, copy;
5948         BcNum *num = NULL;
5949         char inst2 = inst;
5950
5951         s = bc_program_prep(&ptr, &num);
5952         if (s) return s;
5953
5954         if (inst == BC_INST_INC_POST || inst == BC_INST_DEC_POST) {
5955                 copy.t = BC_RESULT_TEMP;
5956                 bc_num_init(&copy.d.n, num->len);
5957                 bc_num_copy(&copy.d.n, num);
5958         }
5959
5960         res.t = BC_RESULT_ONE;
5961         inst = inst == BC_INST_INC_PRE || inst == BC_INST_INC_POST ?
5962                    BC_INST_ASSIGN_PLUS :
5963                    BC_INST_ASSIGN_MINUS;
5964
5965         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5966         bc_program_assign(inst);
5967
5968         if (inst2 == BC_INST_INC_POST || inst2 == BC_INST_DEC_POST) {
5969                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5970                 bc_vec_push(&G.prog.results, &copy);
5971         }
5972
5973         return s;
5974 }
5975
5976 static BcStatus bc_program_call(char *code, size_t *idx)
5977 {
5978         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5979         BcInstPtr ip;
5980         size_t i, nparams = bc_program_index(code, idx);
5981         BcFunc *func;
5982         BcId *a;
5983         BcResultData param;
5984         BcResult *arg;
5985
5986         ip.idx = 0;
5987         ip.func = bc_program_index(code, idx);
5988         func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip.func);
5989
5990         if (func->code.len == 0) {
5991                 return bc_error("undefined function");
5992         }
5993         if (nparams != func->nparams) {
5994                 return bc_error_fmt("function has %u parameters, but called with %u", func->nparams, nparams);
5995         }
5996         ip.len = G.prog.results.len - nparams;
5997
5998         for (i = 0; i < nparams; ++i) {
5999
6000                 a = bc_vec_item(&func->autos, nparams - 1 - i);
6001                 arg = bc_vec_top(&G.prog.results);
6002
6003                 if ((!a->idx) != (arg->t == BC_RESULT_ARRAY) || arg->t == BC_RESULT_STR)
6004                         return bc_error_variable_is_wrong_type();
6005
6006                 s = bc_program_copyToVar(a->name, a->idx);
6007                 if (s) return s;
6008         }
6009
6010         for (; i < func->autos.len; ++i) {
6011                 BcVec *v;
6012
6013                 a = bc_vec_item(&func->autos, i);
6014                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
6015
6016                 if (a->idx) {
6017                         bc_num_init(&param.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6018                         bc_vec_push(v, &param.n);
6019                 }
6020                 else {
6021                         bc_array_init(&param.v, true);
6022                         bc_vec_push(v, &param.v);
6023                 }
6024         }
6025
6026         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
6027
6028         return BC_STATUS_SUCCESS;
6029 }
6030
6031 static BcStatus bc_program_return(char inst)
6032 {
6033         BcStatus s;
6034         BcResult res;
6035         BcFunc *f;
6036         size_t i;
6037         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6038
6039         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, ip->len + inst == BC_INST_RET))
6040                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6041
6042         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip->func);
6043         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6044
6045         if (inst == BC_INST_RET) {
6046
6047                 BcNum *num;
6048                 BcResult *operand = bc_vec_top(&G.prog.results);
6049
6050                 s = bc_program_num(operand, &num, false);
6051                 if (s) return s;
6052                 bc_num_init(&res.d.n, num->len);
6053                 bc_num_copy(&res.d.n, num);
6054         }
6055         else {
6056                 bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6057                 bc_num_zero(&res.d.n);
6058         }
6059
6060         // We need to pop arguments as well, so this takes that into account.
6061         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
6062
6063                 BcVec *v;
6064                 BcId *a = bc_vec_item(&f->autos, i);
6065
6066                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
6067                 bc_vec_pop(v);
6068         }
6069
6070         bc_vec_npop(&G.prog.results, G.prog.results.len - ip->len);
6071         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6072         bc_vec_pop(&G.prog.stack);
6073
6074         return BC_STATUS_SUCCESS;
6075 }
6076 #endif // ENABLE_BC
6077
6078 static unsigned long bc_program_scale(BcNum *n)
6079 {
6080         return (unsigned long) n->rdx;
6081 }
6082
6083 static unsigned long bc_program_len(BcNum *n)
6084 {
6085         unsigned long len = n->len;
6086         size_t i;
6087
6088         if (n->rdx != n->len) return len;
6089         for (i = n->len - 1; i < n->len && n->num[i] == 0; --len, --i);
6090
6091         return len;
6092 }
6093
6094 static BcStatus bc_program_builtin(char inst)
6095 {
6096         BcStatus s;
6097         BcResult *opnd;
6098         BcNum *num = NULL;
6099         BcResult res;
6100         bool len = inst == BC_INST_LENGTH;
6101
6102         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6103                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6104         opnd = bc_vec_top(&G.prog.results);
6105
6106         s = bc_program_num(opnd, &num, false);
6107         if (s) return s;
6108
6109 #if ENABLE_DC
6110         if (!BC_PROG_NUM(opnd, num) && !len)
6111                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
6112 #endif
6113
6114         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6115
6116         if (inst == BC_INST_SQRT) s = bc_num_sqrt(num, &res.d.n, G.prog.scale);
6117 #if ENABLE_BC
6118         else if (len != 0 && opnd->t == BC_RESULT_ARRAY) {
6119                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, (unsigned long) ((BcVec *) num)->len);
6120         }
6121 #endif
6122 #if ENABLE_DC
6123         else if (len != 0 && !BC_PROG_NUM(opnd, num)) {
6124
6125                 char **str;
6126                 size_t idx = opnd->t == BC_RESULT_STR ? opnd->d.id.idx : num->rdx;
6127
6128                 str = bc_vec_item(&G.prog.strs, idx);
6129                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, strlen(*str));
6130         }
6131 #endif
6132         else {
6133                 BcProgramBuiltIn f = len ? bc_program_len : bc_program_scale;
6134                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, f(num));
6135         }
6136
6137         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
6138
6139         return s;
6140 }
6141
6142 #if ENABLE_DC
6143 static BcStatus bc_program_divmod(void)
6144 {
6145         BcStatus s;
6146         BcResult *opd1, *opd2, res, res2;
6147         BcNum *n1, *n2 = NULL;
6148
6149         s = bc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
6150         if (s) return s;
6151
6152         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6153         bc_num_init(&res2.d.n, n2->len);
6154
6155         s = bc_num_divmod(n1, n2, &res2.d.n, &res.d.n, G.prog.scale);
6156         if (s) goto err;
6157
6158         bc_program_binOpRetire(&res2);
6159         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6160         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6161
6162         return s;
6163
6164 err:
6165         bc_num_free(&res2.d.n);
6166         bc_num_free(&res.d.n);
6167         return s;
6168 }
6169
6170 static BcStatus bc_program_modexp(void)
6171 {
6172         BcStatus s;
6173         BcResult *r1, *r2, *r3, res;
6174         BcNum *n1, *n2, *n3;
6175
6176         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 3))
6177                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6178         s = bc_program_binOpPrep(&r2, &n2, &r3, &n3, false);
6179         if (s) return s;
6180
6181         r1 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 2);
6182         s = bc_program_num(r1, &n1, false);
6183         if (s) return s;
6184         if (!BC_PROG_NUM(r1, n1))
6185                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
6186
6187         // Make sure that the values have their pointers updated, if necessary.
6188         if (r1->t == BC_RESULT_VAR || r1->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
6189
6190                 if (r1->t == r2->t) {
6191                         s = bc_program_num(r2, &n2, false);
6192                         if (s) return s;
6193                 }
6194
6195                 if (r1->t == r3->t) {
6196                         s = bc_program_num(r3, &n3, false);
6197                         if (s) return s;
6198                 }
6199         }
6200
6201         bc_num_init(&res.d.n, n3->len);
6202         s = bc_num_modexp(n1, n2, n3, &res.d.n);
6203         if (s) goto err;
6204
6205         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6206         bc_program_binOpRetire(&res);
6207
6208         return s;
6209
6210 err:
6211         bc_num_free(&res.d.n);
6212         return s;
6213 }
6214
6215 static void bc_program_stackLen(void)
6216 {
6217         BcResult res;
6218         size_t len = G.prog.results.len;
6219
6220         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6221
6222         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6223         bc_num_ulong2num(&res.d.n, len);
6224         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6225 }
6226
6227 static BcStatus bc_program_asciify(void)
6228 {
6229         BcStatus s;
6230         BcResult *r, res;
6231         BcNum *num = NULL, n;
6232         char *str, *str2, c;
6233         size_t len = G.prog.strs.len, idx;
6234         unsigned long val;
6235
6236         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6237                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6238         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6239
6240         s = bc_program_num(r, &num, false);
6241         if (s) return s;
6242
6243         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
6244
6245                 bc_num_init(&n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6246                 bc_num_copy(&n, num);
6247                 bc_num_truncate(&n, n.rdx);
6248
6249                 s = bc_num_mod(&n, &G.prog.strmb, &n, 0);
6250                 if (s) goto num_err;
6251                 s = bc_num_ulong(&n, &val);
6252                 if (s) goto num_err;
6253
6254                 c = (char) val;
6255
6256                 bc_num_free(&n);
6257         }
6258         else {
6259                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
6260                 str2 = *((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx));
6261                 c = str2[0];
6262         }
6263
6264         str = xmalloc(2);
6265         str[0] = c;
6266         str[1] = '\0';
6267
6268         str2 = xstrdup(str);
6269         bc_program_addFunc(str2, &idx);
6270
6271         if (idx != len + BC_PROG_REQ_FUNCS) {
6272
6273                 for (idx = 0; idx < G.prog.strs.len; ++idx) {
6274                         if (!strcmp(*((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx)), str)) {
6275                                 len = idx;
6276                                 break;
6277                         }
6278                 }
6279
6280                 free(str);
6281         }
6282         else
6283                 bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
6284
6285         res.t = BC_RESULT_STR;
6286         res.d.id.idx = len;
6287         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6288         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6289
6290         return BC_STATUS_SUCCESS;
6291
6292 num_err:
6293         bc_num_free(&n);
6294         return s;
6295 }
6296
6297 static BcStatus bc_program_printStream(void)
6298 {
6299         BcStatus s;
6300         BcResult *r;
6301         BcNum *n = NULL;
6302         size_t idx;
6303         char *str;
6304
6305         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6306                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6307         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6308
6309         s = bc_program_num(r, &n, false);
6310         if (s) return s;
6311
6312         if (BC_PROG_NUM(r, n))
6313                 s = bc_num_stream(n, &G.prog.strmb, &G.prog.nchars, G.prog.len);
6314         else {
6315                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : n->rdx;
6316                 str = *((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx));
6317                 printf("%s", str);
6318         }
6319
6320         return s;
6321 }
6322
6323 static BcStatus bc_program_nquit(void)
6324 {
6325         BcStatus s;
6326         BcResult *opnd;
6327         BcNum *num = NULL;
6328         unsigned long val;
6329
6330         s = bc_program_prep(&opnd, &num);
6331         if (s) return s;
6332         s = bc_num_ulong(num, &val);
6333         if (s) return s;
6334
6335         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6336
6337         if (G.prog.stack.len < val)
6338                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6339         if (G.prog.stack.len == val)
6340                 quit();
6341
6342         bc_vec_npop(&G.prog.stack, val);
6343
6344         return s;
6345 }
6346
6347 static BcStatus bc_program_execStr(char *code, size_t *bgn,
6348                                    bool cond)
6349 {
6350         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6351         BcResult *r;
6352         char **str;
6353         BcFunc *f;
6354         BcParse prs;
6355         BcInstPtr ip;
6356         size_t fidx, sidx;
6357         BcNum *n;
6358         bool exec;
6359
6360         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6361                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6362
6363         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6364
6365         if (cond) {
6366
6367                 char *name, *then_name = bc_program_name(code, bgn), *else_name = NULL;
6368
6369                 if (code[*bgn] == BC_PARSE_STREND)
6370                         (*bgn) += 1;
6371                 else
6372                         else_name = bc_program_name(code, bgn);
6373
6374                 exec = r->d.n.len != 0;
6375
6376                 if (exec)
6377                         name = then_name;
6378                 else if (else_name != NULL) {
6379                         exec = true;
6380                         name = else_name;
6381                 }
6382
6383                 if (exec) {
6384                         BcVec *v;
6385                         v = bc_program_search(name, true);
6386                         n = bc_vec_top(v);
6387                 }
6388
6389                 free(then_name);
6390                 free(else_name);
6391
6392                 if (!exec) goto exit;
6393                 if (!BC_PROG_STR(n)) {
6394                         s = bc_error_variable_is_wrong_type();
6395                         goto exit;
6396                 }
6397
6398                 sidx = n->rdx;
6399         }
6400         else {
6401
6402                 if (r->t == BC_RESULT_STR)
6403                         sidx = r->d.id.idx;
6404                 else if (r->t == BC_RESULT_VAR) {
6405                         s = bc_program_num(r, &n, false);
6406                         if (s || !BC_PROG_STR(n)) goto exit;
6407                         sidx = n->rdx;
6408                 }
6409                 else
6410                         goto exit;
6411         }
6412
6413         fidx = sidx + BC_PROG_REQ_FUNCS;
6414
6415         str = bc_vec_item(&G.prog.strs, sidx);
6416         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, fidx);
6417
6418         if (f->code.len == 0) {
6419                 common_parse_init(&prs, fidx);
6420                 s = bc_parse_text(&prs, *str);
6421                 if (s) goto err;
6422                 s = common_parse_expr(&prs, BC_PARSE_NOCALL);
6423                 if (s) goto err;
6424
6425                 if (prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6426                         s = bc_error_bad_expression();
6427                         goto err;
6428                 }
6429
6430                 bc_parse_free(&prs);
6431         }
6432
6433         ip.idx = 0;
6434         ip.len = G.prog.results.len;
6435         ip.func = fidx;
6436
6437         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6438         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
6439
6440         return BC_STATUS_SUCCESS;
6441
6442 err:
6443         bc_parse_free(&prs);
6444         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, fidx);
6445         bc_vec_pop_all(&f->code);
6446 exit:
6447         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6448         return s;
6449 }
6450 #endif // ENABLE_DC
6451
6452 static void bc_program_pushGlobal(char inst)
6453 {
6454         BcResult res;
6455         unsigned long val;
6456
6457         res.t = inst - BC_INST_IBASE + BC_RESULT_IBASE;
6458         if (inst == BC_INST_IBASE)
6459                 val = (unsigned long) G.prog.ib_t;
6460         else if (inst == BC_INST_SCALE)
6461                 val = (unsigned long) G.prog.scale;
6462         else
6463                 val = (unsigned long) G.prog.ob_t;
6464
6465         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6466         bc_num_ulong2num(&res.d.n, val);
6467         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6468 }
6469
6470 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx)
6471 {
6472         BcId entry, *entry_ptr;
6473         BcFunc f;
6474         int inserted;
6475
6476         entry.name = name;
6477         entry.idx = G.prog.fns.len;
6478
6479         inserted = bc_map_insert(&G.prog.fn_map, &entry, idx);
6480         if (!inserted) free(name);
6481
6482         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, *idx);
6483         *idx = entry_ptr->idx;
6484
6485         if (!inserted) {
6486
6487                 BcFunc *func = bc_vec_item(&G.prog.fns, entry_ptr->idx);
6488
6489                 // We need to reset these, so the function can be repopulated.
6490                 func->nparams = 0;
6491                 bc_vec_pop_all(&func->autos);
6492                 bc_vec_pop_all(&func->code);
6493                 bc_vec_pop_all(&func->labels);
6494         }
6495         else {
6496                 bc_func_init(&f);
6497                 bc_vec_push(&G.prog.fns, &f);
6498         }
6499 }
6500
6501 // Called when parsing or execution detects a failure,
6502 // resets execution structures.
6503 static void bc_program_reset(void)
6504 {
6505         BcFunc *f;
6506         BcInstPtr *ip;
6507
6508         bc_vec_npop(&G.prog.stack, G.prog.stack.len - 1);
6509         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6510
6511         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, 0);
6512         ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6513         ip->idx = f->code.len;
6514
6515         // If !tty, no need to check for ^C: we don't have ^C handler,
6516         // we would be killed by a signal and won't reach this place
6517 }
6518
6519 static BcStatus bc_program_exec(void)
6520 {
6521         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6522         size_t idx;
6523         BcResult r, *ptr;
6524         BcNum *num;
6525         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6526         BcFunc *func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip->func);
6527         char *code = func->code.v;
6528         bool cond = false;
6529
6530         while (!s && ip->idx < func->code.len) {
6531
6532                 char inst = code[(ip->idx)++];
6533
6534                 switch (inst) {
6535
6536 #if ENABLE_BC
6537                         case BC_INST_JUMP_ZERO:
6538                         {
6539                                 s = bc_program_prep(&ptr, &num);
6540                                 if (s) return s;
6541                                 cond = !bc_num_cmp(num, &G.prog.zero);
6542                                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6543                         }
6544                         // Fallthrough.
6545                         case BC_INST_JUMP:
6546                         {
6547                                 size_t *addr;
6548                                 idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6549                                 addr = bc_vec_item(&func->labels, idx);
6550                                 if (inst == BC_INST_JUMP || cond) ip->idx = *addr;
6551                                 break;
6552                         }
6553
6554                         case BC_INST_CALL:
6555                         {
6556                                 s = bc_program_call(code, &ip->idx);
6557                                 break;
6558                         }
6559
6560                         case BC_INST_INC_PRE:
6561                         case BC_INST_DEC_PRE:
6562                         case BC_INST_INC_POST:
6563                         case BC_INST_DEC_POST:
6564                         {
6565                                 s = bc_program_incdec(inst);
6566                                 break;
6567                         }
6568
6569                         case BC_INST_HALT:
6570                         {
6571                                 quit();
6572                                 break;
6573                         }
6574
6575                         case BC_INST_RET:
6576                         case BC_INST_RET0:
6577                         {
6578                                 s = bc_program_return(inst);
6579                                 break;
6580                         }
6581
6582                         case BC_INST_BOOL_OR:
6583                         case BC_INST_BOOL_AND:
6584 #endif // ENABLE_BC
6585                         case BC_INST_REL_EQ:
6586                         case BC_INST_REL_LE:
6587                         case BC_INST_REL_GE:
6588                         case BC_INST_REL_NE:
6589                         case BC_INST_REL_LT:
6590                         case BC_INST_REL_GT:
6591                         {
6592                                 s = bc_program_logical(inst);
6593                                 break;
6594                         }
6595
6596                         case BC_INST_READ:
6597                         {
6598                                 s = bc_program_read();
6599                                 break;
6600                         }
6601
6602                         case BC_INST_VAR:
6603                         {
6604                                 s = bc_program_pushVar(code, &ip->idx, false, false);
6605                                 break;
6606                         }
6607
6608                         case BC_INST_ARRAY_ELEM:
6609                         case BC_INST_ARRAY:
6610                         {
6611                                 s = bc_program_pushArray(code, &ip->idx, inst);
6612                                 break;
6613                         }
6614
6615                         case BC_INST_LAST:
6616                         {
6617                                 r.t = BC_RESULT_LAST;
6618                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6619                                 break;
6620                         }
6621
6622                         case BC_INST_IBASE:
6623                         case BC_INST_SCALE:
6624                         case BC_INST_OBASE:
6625                         {
6626                                 bc_program_pushGlobal(inst);
6627                                 break;
6628                         }
6629
6630                         case BC_INST_SCALE_FUNC:
6631                         case BC_INST_LENGTH:
6632                         case BC_INST_SQRT:
6633                         {
6634                                 s = bc_program_builtin(inst);
6635                                 break;
6636                         }
6637
6638                         case BC_INST_NUM:
6639                         {
6640                                 r.t = BC_RESULT_CONSTANT;
6641                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6642                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6643                                 break;
6644                         }
6645
6646                         case BC_INST_POP:
6647                         {
6648                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6649                                         s = bc_error_stack_has_too_few_elements();
6650                                 else
6651                                         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6652                                 break;
6653                         }
6654
6655                         case BC_INST_POP_EXEC:
6656                         {
6657                                 bc_vec_pop(&G.prog.stack);
6658                                 break;
6659                         }
6660
6661                         case BC_INST_PRINT:
6662                         case BC_INST_PRINT_POP:
6663                         case BC_INST_PRINT_STR:
6664                         {
6665                                 s = bc_program_print(inst, 0);
6666                                 break;
6667                         }
6668
6669                         case BC_INST_STR:
6670                         {
6671                                 r.t = BC_RESULT_STR;
6672                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6673                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6674                                 break;
6675                         }
6676
6677                         case BC_INST_POWER:
6678                         case BC_INST_MULTIPLY:
6679                         case BC_INST_DIVIDE:
6680                         case BC_INST_MODULUS:
6681                         case BC_INST_PLUS:
6682                         case BC_INST_MINUS:
6683                         {
6684                                 s = bc_program_op(inst);
6685                                 break;
6686                         }
6687
6688                         case BC_INST_BOOL_NOT:
6689                         {
6690                                 s = bc_program_prep(&ptr, &num);
6691                                 if (s) return s;
6692
6693                                 bc_num_init(&r.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6694                                 (!bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) ? bc_num_one : bc_num_zero)(&r.d.n);
6695                                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_TEMP);
6696
6697                                 break;
6698                         }
6699
6700                         case BC_INST_NEG:
6701                         {
6702                                 s = bc_program_negate();
6703                                 break;
6704                         }
6705
6706 #if ENABLE_BC
6707                         case BC_INST_ASSIGN_POWER:
6708                         case BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY:
6709                         case BC_INST_ASSIGN_DIVIDE:
6710                         case BC_INST_ASSIGN_MODULUS:
6711                         case BC_INST_ASSIGN_PLUS:
6712                         case BC_INST_ASSIGN_MINUS:
6713 #endif
6714                         case BC_INST_ASSIGN:
6715                         {
6716                                 s = bc_program_assign(inst);
6717                                 break;
6718                         }
6719 #if ENABLE_DC
6720                         case BC_INST_MODEXP:
6721                         {
6722                                 s = bc_program_modexp();
6723                                 break;
6724                         }
6725
6726                         case BC_INST_DIVMOD:
6727                         {
6728                                 s = bc_program_divmod();
6729                                 break;
6730                         }
6731
6732                         case BC_INST_EXECUTE:
6733                         case BC_INST_EXEC_COND:
6734                         {
6735                                 cond = inst == BC_INST_EXEC_COND;
6736                                 s = bc_program_execStr(code, &ip->idx, cond);
6737                                 break;
6738                         }
6739
6740                         case BC_INST_PRINT_STACK:
6741                         {
6742                                 for (idx = 0; !s && idx < G.prog.results.len; ++idx)
6743                                         s = bc_program_print(BC_INST_PRINT, idx);
6744                                 break;
6745                         }
6746
6747                         case BC_INST_CLEAR_STACK:
6748                         {
6749                                 bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6750                                 break;
6751                         }
6752
6753                         case BC_INST_STACK_LEN:
6754                         {
6755                                 bc_program_stackLen();
6756                                 break;
6757                         }
6758
6759                         case BC_INST_DUPLICATE:
6760                         {
6761                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6762                                         return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6763                                 ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
6764                                 bc_result_copy(&r, ptr);
6765                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6766                                 break;
6767                         }
6768
6769                         case BC_INST_SWAP:
6770                         {
6771                                 BcResult *ptr2;
6772
6773                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
6774                                         return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6775
6776                                 ptr = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
6777                                 ptr2 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
6778                                 memcpy(&r, ptr, sizeof(BcResult));
6779                                 memcpy(ptr, ptr2, sizeof(BcResult));
6780                                 memcpy(ptr2, &r, sizeof(BcResult));
6781
6782                                 break;
6783                         }
6784
6785                         case BC_INST_ASCIIFY:
6786                         {
6787                                 s = bc_program_asciify();
6788                                 break;
6789                         }
6790
6791                         case BC_INST_PRINT_STREAM:
6792                         {
6793                                 s = bc_program_printStream();
6794                                 break;
6795                         }
6796
6797                         case BC_INST_LOAD:
6798                         case BC_INST_PUSH_VAR:
6799                         {
6800                                 bool copy = inst == BC_INST_LOAD;
6801                                 s = bc_program_pushVar(code, &ip->idx, true, copy);
6802                                 break;
6803                         }
6804
6805                         case BC_INST_PUSH_TO_VAR:
6806                         {
6807                                 char *name = bc_program_name(code, &ip->idx);
6808                                 s = bc_program_copyToVar(name, true);
6809                                 free(name);
6810                                 break;
6811                         }
6812
6813                         case BC_INST_QUIT:
6814                         {
6815                                 if (G.prog.stack.len <= 2)
6816                                         quit();
6817                                 bc_vec_npop(&G.prog.stack, 2);
6818                                 break;
6819                         }
6820
6821                         case BC_INST_NQUIT:
6822                         {
6823                                 s = bc_program_nquit();
6824                                 break;
6825                         }
6826 #endif // ENABLE_DC
6827                 }
6828
6829                 if (s || G_interrupt) {
6830                         bc_program_reset();
6831                         break;
6832                 }
6833
6834                 // If the stack has changed, pointers may be invalid.
6835                 ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6836                 func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip->func);
6837                 code = func->code.v;
6838         }
6839
6840         return s;
6841 }
6842
6843 #if ENABLE_BC
6844 static void bc_vm_envArgs(void)
6845 {
6846         static const char* const bc_args_env_name = "BC_ENV_ARGS";
6847
6848         BcVec v;
6849         char *env_args = getenv(bc_args_env_name), *buf;
6850
6851         if (!env_args) return;
6852
6853         G.env_args = xstrdup(env_args);
6854         buf = G.env_args;
6855
6856         bc_vec_init(&v, sizeof(char *), NULL);
6857         bc_vec_push(&v, &bc_args_env_name);
6858
6859         while (*buf != 0) {
6860                 if (!isspace(*buf)) {
6861                         bc_vec_push(&v, &buf);
6862                         while (*buf != 0 && !isspace(*buf)) ++buf;
6863                         if (*buf != 0) (*(buf++)) = '\0';
6864                 }
6865                 else
6866                         ++buf;
6867         }
6868
6869         bc_args((int) v.len, (char **) v.v);
6870
6871         bc_vec_free(&v);
6872 }
6873 #endif // ENABLE_BC
6874
6875 static size_t bc_vm_envLen(const char *var)
6876 {
6877         char *lenv = getenv(var);
6878         size_t i, len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6879         int num;
6880
6881         if (!lenv) return len;
6882
6883         len = strlen(lenv);
6884
6885         for (num = 1, i = 0; num && i < len; ++i) num = isdigit(lenv[i]);
6886         if (num) {
6887                 len = (size_t) atoi(lenv) - 1;
6888                 if (len < 2 || len >= INT32_MAX) len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6889         }
6890         else
6891                 len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6892
6893         return len;
6894 }
6895
6896 static BcStatus bc_vm_process(const char *text)
6897 {
6898         BcStatus s = bc_parse_text(&G.prs, text);
6899
6900         if (s) return s;
6901
6902         while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6903                 s = G.prs.parse(&G.prs);
6904                 if (s) return s;
6905         }
6906
6907         if (BC_PARSE_CAN_EXEC(&G.prs)) {
6908                 s = bc_program_exec();
6909                 fflush_and_check();
6910                 if (s)
6911                         bc_program_reset();
6912         }
6913
6914         return s;
6915 }
6916
6917 static BcStatus bc_vm_file(const char *file)
6918 {
6919         const char *sv_file;
6920         char *data;
6921         BcStatus s;
6922         BcFunc *main_func;
6923         BcInstPtr *ip;
6924
6925         data = bc_read_file(file);
6926         if (!data) return bc_error_fmt("file '%s' is not text", file);
6927
6928         sv_file = G.prog.file;
6929         G.prog.file = file;
6930         bc_lex_file(&G.prs.l);
6931         s = bc_vm_process(data);
6932         if (s) goto err;
6933
6934         main_func = bc_vec_item(&G.prog.fns, BC_PROG_MAIN);
6935         ip = bc_vec_item(&G.prog.stack, 0);
6936
6937         if (main_func->code.len < ip->idx)
6938                 s = bc_error_fmt("file '%s' is not executable", file);
6939
6940 err:
6941         G.prog.file = sv_file;
6942         free(data);
6943         return s;
6944 }
6945
6946 static BcStatus bc_vm_stdin(void)
6947 {
6948         BcStatus s;
6949         BcVec buf, buffer;
6950         size_t len, i, str = 0;
6951         bool comment = false;
6952
6953         G.prog.file = NULL;
6954         bc_lex_file(&G.prs.l);
6955
6956         bc_char_vec_init(&buffer);
6957         bc_char_vec_init(&buf);
6958         bc_vec_pushZeroByte(&buffer);
6959
6960         // This loop is complex because the vm tries not to send any lines that end
6961         // with a backslash to the parser. The reason for that is because the parser
6962         // treats a backslash+newline combo as whitespace, per the bc spec. In that
6963         // case, and for strings and comments, the parser will expect more stuff.
6964         s = BC_STATUS_SUCCESS;
6965         while (!G.eof && (s = bc_read_line(&buf, ">>> ")) == BC_STATUS_SUCCESS) {
6966
6967                 char *string = buf.v;
6968
6969                 len = buf.len - 1;
6970
6971                 if (len == 1) {
6972                         if (str && buf.v[0] == G.send)
6973                                 str -= 1;
6974                         else if (buf.v[0] == G.sbgn)
6975                                 str += 1;
6976                 }
6977                 else if (len > 1 || comment) {
6978
6979                         for (i = 0; i < len; ++i) {
6980
6981                                 bool notend = len > i + 1;
6982                                 char c = string[i];
6983
6984                                 if (i - 1 > len || string[i - 1] != '\\') {
6985                                         if (G.sbgn == G.send)
6986                                                 str ^= c == G.sbgn;
6987                                         else if (c == G.send)
6988                                                 str -= 1;
6989                                         else if (c == G.sbgn)
6990                                                 str += 1;
6991                                 }
6992
6993                                 if (c == '/' && notend && !comment && string[i + 1] == '*') {
6994                                         comment = true;
6995                                         break;
6996                                 }
6997                                 else if (c == '*' && notend && comment && string[i + 1] == '/')
6998                                         comment = false;
6999                         }
7000
7001                         if (str || comment || string[len - 2] == '\\') {
7002                                 bc_vec_concat(&buffer, buf.v);
7003                                 continue;
7004                         }
7005                 }
7006
7007                 bc_vec_concat(&buffer, buf.v);
7008                 s = bc_vm_process(buffer.v);
7009                 if (s) {
7010                         fflush_and_check();
7011                         fputs("ready for more input\n", stderr);
7012                 }
7013
7014                 bc_vec_pop_all(&buffer);
7015         }
7016
7017         if (str) {
7018                 s = bc_error("string end could not be found");
7019         }
7020         else if (comment) {
7021                 s = bc_error("comment end could not be found");
7022         }
7023
7024         bc_vec_free(&buf);
7025         bc_vec_free(&buffer);
7026         return s;
7027 }
7028
7029 #if ENABLE_BC
7030 static const char bc_lib[] = {
7031         "scale=20"
7032 "\n"    "define e(x){"
7033 "\n"            "auto b,s,n,r,d,i,p,f,v"
7034 "\n"            "b=ibase"
7035 "\n"            "ibase=A"
7036 "\n"            "if(x<0){"
7037 "\n"                    "n=1"
7038 "\n"                    "x=-x"
7039 "\n"            "}"
7040 "\n"            "s=scale"
7041 "\n"            "r=6+s+0.44*x"
7042 "\n"            "scale=scale(x)+1"
7043 "\n"            "while(x>1){"
7044 "\n"                    "d+=1"
7045 "\n"                    "x/=2"
7046 "\n"                    "scale+=1"
7047 "\n"            "}"
7048 "\n"            "scale=r"
7049 "\n"            "r=x+1"
7050 "\n"            "p=x"
7051 "\n"            "f=v=1"
7052 "\n"            "for(i=2;v!=0;++i){"
7053 "\n"                    "p*=x"
7054 "\n"                    "f*=i"
7055 "\n"                    "v=p/f"
7056 "\n"                    "r+=v"
7057 "\n"            "}"
7058 "\n"            "while((d--)!=0)r*=r"
7059 "\n"            "scale=s"
7060 "\n"            "ibase=b"
7061 "\n"            "if(n!=0)return(1/r)"
7062 "\n"            "return(r/1)"
7063 "\n"    "}"
7064 "\n"    "define l(x){"
7065 "\n"            "auto b,s,r,p,a,q,i,v"
7066 "\n"            "b=ibase"
7067 "\n"            "ibase=A"
7068 "\n"            "if(x<=0){"
7069 "\n"                    "r=(1-10^scale)/1"
7070 "\n"                    "ibase=b"
7071 "\n"                    "return(r)"
7072 "\n"            "}"
7073 "\n"            "s=scale"
7074 "\n"            "scale+=6"
7075 "\n"            "p=2"
7076 "\n"            "while(x>=2){"
7077 "\n"                    "p*=2"
7078 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7079 "\n"            "}"
7080 "\n"            "while(x<=0.5){"
7081 "\n"                    "p*=2"
7082 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7083 "\n"            "}"
7084 "\n"            "r=a=(x-1)/(x+1)"
7085 "\n"            "q=a*a"
7086 "\n"                    "v=1"
7087 "\n"            "for(i=3;v!=0;i+=2){"
7088 "\n"                    "a*=q"
7089 "\n"                    "v=a/i"
7090 "\n"                    "r+=v"
7091 "\n"            "}"
7092 "\n"            "r*=p"
7093 "\n"            "scale=s"
7094 "\n"            "ibase=b"
7095 "\n"            "return(r/1)"
7096 "\n"    "}"
7097 "\n"    "define s(x){"
7098 "\n"            "auto b,s,r,n,a,q,i"
7099 "\n"            "b=ibase"
7100 "\n"            "ibase=A"
7101 "\n"            "s=scale"
7102 "\n"            "scale=1.1*s+2"
7103 "\n"            "a=a(1)"
7104 "\n"            "if(x<0){"
7105 "\n"                    "n=1"
7106 "\n"                    "x=-x"
7107 "\n"            "}"
7108 "\n"            "scale=0"
7109 "\n"            "q=(x/a+2)/4"
7110 "\n"            "x=x-4*q*a"
7111 "\n"            "if(q%2!=0)x=-x"
7112 "\n"            "scale=s+2"
7113 "\n"            "r=a=x"
7114 "\n"            "q=-x*x"
7115 "\n"            "for(i=3;a!=0;i+=2){"
7116 "\n"                    "a*=q/(i*(i-1))"
7117 "\n"                    "r+=a"
7118 "\n"            "}"
7119 "\n"            "scale=s"
7120 "\n"            "ibase=b"
7121 "\n"            "if(n!=0)return(-r/1)"
7122 "\n"            "return(r/1)"
7123 "\n"    "}"
7124 "\n"    "define c(x){"
7125 "\n"            "auto b,s"
7126 "\n"            "b=ibase"
7127 "\n"            "ibase=A"
7128 "\n"            "s=scale"
7129 "\n"            "scale*=1.2"
7130 "\n"            "x=s(2*a(1)+x)"
7131 "\n"            "scale=s"
7132 "\n"            "ibase=b"
7133 "\n"            "return(x/1)"
7134 "\n"    "}"
7135 "\n"    "define a(x){"
7136 "\n"            "auto b,s,r,n,a,m,t,f,i,u"
7137 "\n"            "b=ibase"
7138 "\n"            "ibase=A"
7139 "\n"            "n=1"
7140 "\n"            "if(x<0){"
7141 "\n"                    "n=-1"
7142 "\n"                    "x=-x"
7143 "\n"            "}"
7144 "\n"            "if(x==1){"
7145 "\n"                    "if(scale<65){"
7146 "\n"                            "return(.7853981633974483096156608458198757210492923498437764552437361480/n)"
7147 "\n"                    "}"
7148 "\n"            "}"
7149 "\n"            "if(x==.2){"
7150 "\n"                    "if(scale<65){"
7151 "\n"                            "return(.1973955598498807583700497651947902934475851037878521015176889402/n)"
7152 "\n"                    "}"
7153 "\n"            "}"
7154 "\n"            "s=scale"
7155 "\n"            "if(x>.2){"
7156 "\n"                    "scale+=5"
7157 "\n"                    "a=a(.2)"
7158 "\n"            "}"
7159 "\n"            "scale=s+3"
7160 "\n"            "while(x>.2){"
7161 "\n"                    "m+=1"
7162 "\n"                    "x=(x-.2)/(1+.2*x)"
7163 "\n"            "}"
7164 "\n"            "r=u=x"
7165 "\n"            "f=-x*x"
7166 "\n"            "t=1"
7167 "\n"            "for(i=3;t!=0;i+=2){"
7168 "\n"                    "u*=f"
7169 "\n"                    "t=u/i"
7170 "\n"                    "r+=t"
7171 "\n"            "}"
7172 "\n"            "scale=s"
7173 "\n"            "ibase=b"
7174 "\n"            "return((m*a+r)/n)"
7175 "\n"    "}"
7176 "\n"    "define j(n,x){"
7177 "\n"            "auto b,s,o,a,i,v,f"
7178 "\n"            "b=ibase"
7179 "\n"            "ibase=A"
7180 "\n"            "s=scale"
7181 "\n"            "scale=0"
7182 "\n"            "n/=1"
7183 "\n"            "if(n<0){"
7184 "\n"                    "n=-n"
7185 "\n"                    "if(n%2==1)o=1"
7186 "\n"            "}"
7187 "\n"            "a=1"
7188 "\n"            "for(i=2;i<=n;++i)a*=i"
7189 "\n"            "scale=1.5*s"
7190 "\n"            "a=(x^n)/2^n/a"
7191 "\n"            "r=v=1"
7192 "\n"            "f=-x*x/4"
7193 "\n"            "scale=scale+length(a)-scale(a)"
7194 "\n"            "for(i=1;v!=0;++i){"
7195 "\n"                    "v=v*f/i/(n+i)"
7196 "\n"                    "r+=v"
7197 "\n"            "}"
7198 "\n"            "scale=s"
7199 "\n"            "ibase=b"
7200 "\n"            "if(o!=0)a=-a"
7201 "\n"            "return(a*r/1)"
7202 "\n"    "}"
7203 };
7204 #endif // ENABLE_BC
7205
7206 static BcStatus bc_vm_exec(void)
7207 {
7208         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
7209         size_t i;
7210
7211 #if ENABLE_BC
7212         if (option_mask32 & BC_FLAG_L) {
7213
7214                 // We know that internal library is not buggy,
7215                 // thus error checking is normally disabled.
7216 # define DEBUG_LIB 0
7217                 bc_lex_file(&G.prs.l);
7218                 s = bc_parse_text(&G.prs, bc_lib);
7219                 if (DEBUG_LIB && s) return s;
7220
7221                 while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
7222                         s = G.prs.parse(&G.prs);
7223                         if (DEBUG_LIB && s) return s;
7224                 }
7225                 s = bc_program_exec();
7226                 if (DEBUG_LIB && s) return s;
7227         }
7228 #endif
7229
7230         for (i = 0; !s && i < G.files.len; ++i)
7231                 s = bc_vm_file(*((char **) bc_vec_item(&G.files, i)));
7232         if (s) {
7233                 fflush_and_check();
7234                 fputs("ready for more input\n", stderr);
7235         }
7236
7237         if (IS_BC || !G.files.len)
7238                 s = bc_vm_stdin();
7239         if (!s && !BC_PARSE_CAN_EXEC(&G.prs))
7240                 s = bc_vm_process("");
7241
7242         return s;
7243 }
7244
7245 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7246 static void bc_program_free()
7247 {
7248         bc_num_free(&G.prog.ib);
7249         bc_num_free(&G.prog.ob);
7250         bc_num_free(&G.prog.hexb);
7251 # if ENABLE_DC
7252         bc_num_free(&G.prog.strmb);
7253 # endif
7254         bc_vec_free(&G.prog.fns);
7255         bc_vec_free(&G.prog.fn_map);
7256         bc_vec_free(&G.prog.vars);
7257         bc_vec_free(&G.prog.var_map);
7258         bc_vec_free(&G.prog.arrs);
7259         bc_vec_free(&G.prog.arr_map);
7260         bc_vec_free(&G.prog.strs);
7261         bc_vec_free(&G.prog.consts);
7262         bc_vec_free(&G.prog.results);
7263         bc_vec_free(&G.prog.stack);
7264         bc_num_free(&G.prog.last);
7265         bc_num_free(&G.prog.zero);
7266         bc_num_free(&G.prog.one);
7267 }
7268
7269 static void bc_vm_free(void)
7270 {
7271         bc_vec_free(&G.files);
7272         bc_program_free();
7273         bc_parse_free(&G.prs);
7274         free(G.env_args);
7275 }
7276 #endif
7277
7278 static void bc_program_init(size_t line_len)
7279 {
7280         size_t idx;
7281         BcInstPtr ip;
7282
7283         /* memset(&G.prog, 0, sizeof(G.prog)); - already is */
7284         memset(&ip, 0, sizeof(BcInstPtr));
7285
7286         /* G.prog.nchars = G.prog.scale = 0; - already is */
7287         G.prog.len = line_len;
7288
7289         bc_num_init(&G.prog.ib, BC_NUM_DEF_SIZE);
7290         bc_num_ten(&G.prog.ib);
7291         G.prog.ib_t = 10;
7292
7293         bc_num_init(&G.prog.ob, BC_NUM_DEF_SIZE);
7294         bc_num_ten(&G.prog.ob);
7295         G.prog.ob_t = 10;
7296
7297         bc_num_init(&G.prog.hexb, BC_NUM_DEF_SIZE);
7298         bc_num_ten(&G.prog.hexb);
7299         G.prog.hexb.num[0] = 6;
7300
7301 #if ENABLE_DC
7302         bc_num_init(&G.prog.strmb, BC_NUM_DEF_SIZE);
7303         bc_num_ulong2num(&G.prog.strmb, UCHAR_MAX + 1);
7304 #endif
7305
7306         bc_num_init(&G.prog.last, BC_NUM_DEF_SIZE);
7307         bc_num_zero(&G.prog.last);
7308
7309         bc_num_init(&G.prog.zero, BC_NUM_DEF_SIZE);
7310         bc_num_zero(&G.prog.zero);
7311
7312         bc_num_init(&G.prog.one, BC_NUM_DEF_SIZE);
7313         bc_num_one(&G.prog.one);
7314
7315         bc_vec_init(&G.prog.fns, sizeof(BcFunc), bc_func_free);
7316         bc_vec_init(&G.prog.fn_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7317
7318         bc_program_addFunc(xstrdup("(main)"), &idx);
7319         bc_program_addFunc(xstrdup("(read)"), &idx);
7320
7321         bc_vec_init(&G.prog.vars, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7322         bc_vec_init(&G.prog.var_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7323
7324         bc_vec_init(&G.prog.arrs, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7325         bc_vec_init(&G.prog.arr_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7326
7327         bc_vec_init(&G.prog.strs, sizeof(char *), bc_string_free);
7328         bc_vec_init(&G.prog.consts, sizeof(char *), bc_string_free);
7329         bc_vec_init(&G.prog.results, sizeof(BcResult), bc_result_free);
7330         bc_vec_init(&G.prog.stack, sizeof(BcInstPtr), NULL);
7331         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
7332 }
7333
7334 static void bc_vm_init(const char *env_len)
7335 {
7336         size_t len = bc_vm_envLen(env_len);
7337
7338         bc_vec_init(&G.files, sizeof(char *), NULL);
7339
7340         if (IS_BC) {
7341                 bc_vm_envArgs();
7342         }
7343
7344         bc_program_init(len);
7345         if (IS_BC) {
7346                 bc_parse_init(&G.prs, BC_PROG_MAIN);
7347         } else {
7348                 dc_parse_init(&G.prs, BC_PROG_MAIN);
7349         }
7350 }
7351
7352 static BcStatus bc_vm_run(int argc, char *argv[],
7353                           const char *env_len)
7354 {
7355         BcStatus st;
7356
7357         bc_vm_init(env_len);
7358         bc_args(argc, argv);
7359
7360         G.ttyin = isatty(0);
7361
7362         if (G.ttyin) {
7363 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
7364                 // With SA_RESTART, most system calls will restart
7365                 // (IOW: they won't fail with EINTR).
7366                 // In particular, this means ^C won't cause
7367                 // stdout to get into "error state" if SIGINT hits
7368                 // within write() syscall.
7369                 // The downside is that ^C while line input is taken
7370                 // will only be handled after [Enter] since read()
7371                 // from stdin is not interrupted by ^C either,
7372                 // it restarts, thus fgetc() does not return on ^C.
7373                 signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7374
7375                 // Without SA_RESTART, this exhibits a bug:
7376                 // "while (1) print 1" and try ^C-ing it.
7377                 // Intermittently, instead of returning to input line,
7378                 // you'll get "output error: Interrupted system call"
7379                 // and exit.
7380                 //signal_no_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7381 #endif
7382                 if (!(option_mask32 & BC_FLAG_Q))
7383                         bc_vm_info();
7384         }
7385         st = bc_vm_exec();
7386
7387 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7388         bc_vm_free();
7389 #endif
7390         return st;
7391 }
7392
7393 #if ENABLE_BC
7394 int bc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7395 int bc_main(int argc, char **argv)
7396 {
7397         INIT_G();
7398         G.sbgn = G.send = '"';
7399
7400         return bc_vm_run(argc, argv, "BC_LINE_LENGTH");
7401 }
7402 #endif
7403
7404 #if ENABLE_DC
7405 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7406 int dc_main(int argc, char **argv)
7407 {
7408         INIT_G();
7409         G.sbgn = '[';
7410         G.send = ']';
7411
7412         return bc_vm_run(argc, argv, "DC_LINE_LENGTH");
7413 }
7414 #endif