miscutils/bc.c

   1 /* vi: set sw=4 ts=4: */
   2 /*
   3  * Licensed under GPLv2 or later, see file LICENSE in this source tree.
   4  * Adapted from https://github.com/gavinhoward/bc
   5  * Original code copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors.
   6  */
   7 //TODO: GNU extensions:
   8 // support "define void f()..."
   9 // support "define f(*param[])" - "pass array by reference" syntax
  10
  11 #define DEBUG_LEXER   0
  12 #define DEBUG_COMPILE 0
  13 #define DEBUG_EXEC    0
  14 // This can be left enabled for production as well:
  15 #define SANITY_CHECKS 1
  16
  17 //config:config BC
  18 //config:       bool "bc (45 kb)"
  19 //config:       default y
  20 //config:       select FEATURE_DC_BIG
  21 //config:       help
  22 //config:       bc is a command-line, arbitrary-precision calculator with a
  23 //config:       Turing-complete language. See the GNU bc manual
  24 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html) and bc spec
  25 //config:       (http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/bc.html).
  26 //config:
  27 //config:       This bc has five differences to the GNU bc:
  28 //config:         1) The period (.) is a shortcut for "last", as in the BSD bc.
  29 //config:         2) Arrays are copied before being passed as arguments to
  30 //config:            functions. This behavior is required by the bc spec.
  31 //config:         3) Arrays can be passed to the builtin "length" function to get
  32 //config:            the number of elements in the array. This prints "1":
  33 //config:               a[0] = 0; length(a[])
  34 //config:         4) The precedence of the boolean "not" operator (!) is equal to
  35 //config:            that of the unary minus (-) negation operator. This still
  36 //config:            allows POSIX-compliant scripts to work while somewhat
  37 //config:            preserving expected behavior (versus C) and making parsing
  38 //config:            easier.
  39 //config:         5) "read()" accepts expressions, not only numeric literals.
  40 //config:
  41 //config:config DC
  42 //config:       bool "dc (36 kb)"
  43 //config:       default y
  44 //config:       help
  45 //config:       dc is a reverse-polish notation command-line calculator which
  46 //config:       supports unlimited precision arithmetic. See the FreeBSD man page
  47 //config:       (https://www.unix.com/man-page/FreeBSD/1/dc/) and GNU dc manual
  48 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/dc-1.05/html_mono/dc.html).
  49 //config:
  50 //config:       This dc has a few differences from the two above:
  51 //config:         1) When printing a byte stream (command "P"), this dc follows what
  52 //config:            the FreeBSD dc does.
  53 //config:         2) Implements the GNU extensions for divmod ("~") and
  54 //config:            modular exponentiation ("|").
  55 //config:         3) Implements all FreeBSD extensions, except for "J" and "M".
  56 //config:         4) Like the FreeBSD dc, this dc supports extended registers.
  57 //config:            However, they are implemented differently. When it encounters
  58 //config:            whitespace where a register should be, it skips the whitespace.
  59 //config:            If the character following is not a lowercase letter, an error
  60 //config:            is issued. Otherwise, the register name is parsed by the
  61 //config:            following regex: [a-z][a-z0-9_]*
  62 //config:            This generally means that register names will be surrounded by
  63 //config:            whitespace. Examples:
  64 //config:               l idx s temp L index S temp2 < do_thing
  65 //config:            Also note that, like the FreeBSD dc, extended registers are not
  66 //config:            allowed unless the "-x" option is given.
  67 //config:
  68 //config:if BC || DC  # for menuconfig indenting
  69 //config:
  70 //config:config FEATURE_DC_BIG
  71 //config:       bool "Use bc code base for dc (larger, more features)"
  72 //config:       default y
  73 //config:
  74 //config:config FEATURE_DC_LIBM
  75 //config:       bool "Enable power and exp functions (requires libm)"
  76 //config:       default y
  77 //config:       depends on DC && !BC && !FEATURE_DC_BIG
  78 //config:       help
  79 //config:       Enable power and exp functions.
  80 //config:       NOTE: This will require libm to be present for linking.
  81 //config:
  82 //config:config FEATURE_BC_INTERACTIVE
  83 //config:       bool "Interactive mode (+4kb)"
  84 //config:       default y
  85 //config:       depends on BC || (DC && FEATURE_DC_BIG)
  86 //config:       help
  87 //config:       Enable interactive mode: when started on a tty,
  88 //config:       ^C interrupts execution and returns to command line,
  89 //config:       errors also return to command line instead of exiting,
  90 //config:       line editing with history is available.
  91 //config:
  92 //config:       With this option off, input can still be taken from tty,
  93 //config:       but all errors are fatal, ^C is fatal,
  94 //config:       tty is treated exactly the same as any other
  95 //config:       standard input (IOW: no line editing).
  96 //config:
  97 //config:config FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
  98 //config:       bool "Enable bc/dc long options"
  99 //config:       default y
 100 //config:       depends on BC || (DC && FEATURE_DC_BIG)
 101 //config:
 102 //config:endif
 103
 104 //applet:IF_BC(APPLET(bc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 105 //applet:IF_DC(APPLET(dc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 106
 107 //kbuild:lib-$(CONFIG_BC) += bc.o
 108 //kbuild:lib-$(CONFIG_DC) += bc.o
 109
 110 //See www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html
 111 //usage:#define bc_trivial_usage
 112 //usage:       "[-sqlw] FILE..."
 113 //usage:
 114 //usage:#define bc_full_usage "\n"
 115 //usage:     "\nArbitrary precision calculator"
 116 //usage:     "\n"
 117 ///////:     "\n        -i      Interactive" - has no effect for now
 118 //usage:     "\n        -q      Quiet"
 119 //usage:     "\n        -l      Load standard math library"
 120 //usage:     "\n        -s      Be POSIX compatible"
 121 //usage:     "\n        -w      Warn if extensions are used"
 122 ///////:     "\n        -v      Version"
 123 //usage:     "\n"
 124 //usage:     "\n$BC_LINE_LENGTH changes output width"
 125 //usage:
 126 //usage:#define bc_example_usage
 127 //usage:       "3 + 4.129\n"
 128 //usage:       "1903 - 2893\n"
 129 //usage:       "-129 * 213.28935\n"
 130 //usage:       "12 / -1932\n"
 131 //usage:       "12 % 12\n"
 132 //usage:       "34 ^ 189\n"
 133 //usage:       "scale = 13\n"
 134 //usage:       "ibase = 2\n"
 135 //usage:       "obase = A\n"
 136 //usage:
 137 //usage:#define dc_trivial_usage
 138 //usage:       IF_FEATURE_DC_BIG("[-x] ")"[-eSCRIPT]... [-fFILE]... [FILE]..."
 139 //usage:
 140 //usage:#define dc_full_usage "\n"
 141 //usage:     "\nTiny RPN calculator. Operations:"
 142 //usage:     "\n+, -, *, /, %, ~, ^," IF_FEATURE_DC_BIG(" |,")
 143 //usage:     "\np - print top of the stack without popping"
 144 //usage:     "\nf - print entire stack"
 145 //usage:     "\nk - pop the value and set the precision"
 146 //usage:     "\ni - pop the value and set input radix"
 147 //usage:     "\no - pop the value and set output radix"
 148 //usage:     "\nExamples: dc -e'2 2 + p' -> 4, dc -e'8 8 * 2 2 + / p' -> 16"
 149 //usage:
 150 //usage:#define dc_example_usage
 151 //usage:       "$ dc -e'2 2 + p'\n"
 152 //usage:       "4\n"
 153 //usage:       "$ dc -e'8 8 \\* 2 2 + / p'\n"
 154 //usage:       "16\n"
 155 //usage:       "$ dc -e'0 1 & p'\n"
 156 //usage:       "0\n"
 157 //usage:       "$ dc -e'0 1 | p'\n"
 158 //usage:       "1\n"
 159 //usage:       "$ echo '72 9 / 8 * p' | dc\n"
 160 //usage:       "64\n"
 161
 162 #include "libbb.h"
 163 #include "common_bufsiz.h"
 164
 165 #if !ENABLE_BC && !ENABLE_FEATURE_DC_BIG
 166 # include "dc.c"
 167 #else
 168
 169 #if DEBUG_LEXER
 170 static uint8_t lex_indent;
 171 #define dbg_lex(...) \
 172         do { \
 173                 fprintf(stderr, "%*s", lex_indent, ""); \
 174                 bb_error_msg(__VA_ARGS__); \
 175         } while (0)
 176 #define dbg_lex_enter(...) \
 177         do { \
 178                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
 179                 lex_indent++; \
 180         } while (0)
 181 #define dbg_lex_done(...) \
 182         do { \
 183                 lex_indent--; \
 184                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
 185         } while (0)
 186 #else
 187 # define dbg_lex(...)       ((void)0)
 188 # define dbg_lex_enter(...) ((void)0)
 189 # define dbg_lex_done(...)  ((void)0)
 190 #endif
 191
 192 #if DEBUG_COMPILE
 193 # define dbg_compile(...) bb_error_msg(__VA_ARGS__)
 194 #else
 195 # define dbg_compile(...) ((void)0)
 196 #endif
 197
 198 #if DEBUG_EXEC
 199 # define dbg_exec(...) bb_error_msg(__VA_ARGS__)
 200 #else
 201 # define dbg_exec(...) ((void)0)
 202 #endif
 203
 204 typedef enum BcStatus {
 205         BC_STATUS_SUCCESS = 0,
 206         BC_STATUS_FAILURE = 1,
 207         BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP = 2, // bc_parse_expr_empty_ok() uses this
 208 } BcStatus;
 209
 210 #define BC_VEC_INVALID_IDX  ((size_t) -1)
 211 #define BC_VEC_START_CAP    (1 << 5)
 212
 213 typedef void (*BcVecFree)(void *) FAST_FUNC;
 214
 215 typedef struct BcVec {
 216         char *v;
 217         size_t len;
 218         size_t cap;
 219         size_t size;
 220         BcVecFree dtor;
 221 } BcVec;
 222
 223 typedef signed char BcDig;
 224
 225 typedef struct BcNum {
 226         BcDig *restrict num;
 227         size_t rdx;
 228         size_t len;
 229         size_t cap;
 230         bool neg;
 231 } BcNum;
 232
 233 #define BC_NUM_MAX_IBASE        36
 234 // larger value might speed up BIGNUM calculations a bit:
 235 #define BC_NUM_DEF_SIZE         16
 236 #define BC_NUM_PRINT_WIDTH      69
 237
 238 #define BC_NUM_KARATSUBA_LEN    32
 239
 240 typedef enum BcInst {
 241 #if ENABLE_BC
 242         BC_INST_INC_PRE,
 243         BC_INST_DEC_PRE,
 244         BC_INST_INC_POST,
 245         BC_INST_DEC_POST,
 246 #endif
 247         XC_INST_NEG,            // order
 248
 249         XC_INST_REL_EQ,         // should
 250         XC_INST_REL_LE,         // match
 251         XC_INST_REL_GE,         // LEX
 252         XC_INST_REL_NE,         // constants
 253         XC_INST_REL_LT,         // for
 254         XC_INST_REL_GT,         // these
 255
 256         XC_INST_POWER,          // operations
 257         XC_INST_MULTIPLY,       // |
 258         XC_INST_DIVIDE,         // |
 259         XC_INST_MODULUS,        // |
 260         XC_INST_PLUS,           // |
 261         XC_INST_MINUS,          // |
 262
 263         XC_INST_BOOL_NOT,       // |
 264         XC_INST_BOOL_OR,        // |
 265         XC_INST_BOOL_AND,       // |
 266 #if ENABLE_BC
 267         BC_INST_ASSIGN_POWER,   // |
 268         BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY,// |
 269         BC_INST_ASSIGN_DIVIDE,  // |
 270         BC_INST_ASSIGN_MODULUS, // |
 271         BC_INST_ASSIGN_PLUS,    // |
 272         BC_INST_ASSIGN_MINUS,   // |
 273 #endif
 274         XC_INST_ASSIGN,         // V
 275
 276         XC_INST_NUM,
 277         XC_INST_VAR,
 278         XC_INST_ARRAY_ELEM,
 279         XC_INST_ARRAY,
 280         XC_INST_SCALE_FUNC,
 281
 282         XC_INST_IBASE,       // order of these constans should match other enums
 283         XC_INST_OBASE,       // order of these constans should match other enums
 284         XC_INST_SCALE,       // order of these constans should match other enums
 285         IF_BC(BC_INST_LAST,) // order of these constans should match other enums
 286         XC_INST_LENGTH,
 287         XC_INST_READ,
 288         XC_INST_SQRT,
 289
 290         XC_INST_PRINT,
 291         XC_INST_PRINT_POP,
 292         XC_INST_STR,
 293         XC_INST_PRINT_STR,
 294
 295 #if ENABLE_BC
 296         BC_INST_HALT,
 297         BC_INST_JUMP,
 298         BC_INST_JUMP_ZERO,
 299
 300         BC_INST_CALL,
 301         BC_INST_RET0,
 302 #endif
 303         XC_INST_RET,
 304
 305         XC_INST_POP,
 306 #if ENABLE_DC
 307         DC_INST_POP_EXEC,
 308
 309         DC_INST_MODEXP,
 310         DC_INST_DIVMOD,
 311
 312         DC_INST_EXECUTE,
 313         DC_INST_EXEC_COND,
 314
 315         DC_INST_ASCIIFY,
 316         DC_INST_PRINT_STREAM,
 317
 318         DC_INST_PRINT_STACK,
 319         DC_INST_CLEAR_STACK,
 320         DC_INST_STACK_LEN,
 321         DC_INST_DUPLICATE,
 322         DC_INST_SWAP,
 323
 324         DC_INST_LOAD,
 325         DC_INST_PUSH_VAR,
 326         DC_INST_PUSH_TO_VAR,
 327
 328         DC_INST_QUIT,
 329         DC_INST_NQUIT,
 330
 331         DC_INST_INVALID = -1,
 332 #endif
 333 } BcInst;
 334
 335 typedef struct BcId {
 336         char *name;
 337         size_t idx;
 338 } BcId;
 339
 340 typedef struct BcFunc {
 341         BcVec code;
 342         IF_BC(BcVec labels;)
 343         IF_BC(BcVec autos;)
 344         IF_BC(BcVec strs;)
 345         IF_BC(BcVec consts;)
 346         IF_BC(size_t nparams;)
 347 } BcFunc;
 348
 349 typedef enum BcResultType {
 350         XC_RESULT_TEMP,
 351
 352         XC_RESULT_VAR,
 353         XC_RESULT_ARRAY_ELEM,
 354         XC_RESULT_ARRAY,
 355
 356         XC_RESULT_STR,
 357
 358         //code uses "inst - XC_INST_IBASE + XC_RESULT_IBASE" construct,
 359         XC_RESULT_IBASE,       // relative order should match for: XC_INST_IBASE
 360         XC_RESULT_OBASE,       // relative order should match for: XC_INST_OBASE
 361         XC_RESULT_SCALE,       // relative order should match for: XC_INST_SCALE
 362         IF_BC(BC_RESULT_LAST,) // relative order should match for: BC_INST_LAST
 363         XC_RESULT_CONSTANT,
 364         IF_BC(BC_RESULT_ONE,)
 365 } BcResultType;
 366
 367 typedef union BcResultData {
 368         BcNum n;
 369         BcVec v;
 370         BcId id;
 371 } BcResultData;
 372
 373 typedef struct BcResult {
 374         BcResultType t;
 375         BcResultData d;
 376 } BcResult;
 377
 378 typedef struct BcInstPtr {
 379         size_t func;
 380         size_t inst_idx;
 381 } BcInstPtr;
 382
 383 typedef enum BcLexType {
 384         XC_LEX_EOF,
 385         XC_LEX_INVALID,
 386
 387         XC_LEX_NLINE,
 388         XC_LEX_WHITESPACE,
 389         XC_LEX_STR,
 390         XC_LEX_NAME,
 391         XC_LEX_NUMBER,
 392
 393         XC_LEX_1st_op,
 394         XC_LEX_NEG = XC_LEX_1st_op,     // order
 395
 396         XC_LEX_OP_REL_EQ,               // should
 397         XC_LEX_OP_REL_LE,               // match
 398         XC_LEX_OP_REL_GE,               // INST
 399         XC_LEX_OP_REL_NE,               // constants
 400         XC_LEX_OP_REL_LT,               // for
 401         XC_LEX_OP_REL_GT,               // these
 402
 403         XC_LEX_OP_POWER,                // operations
 404         XC_LEX_OP_MULTIPLY,             // |
 405         XC_LEX_OP_DIVIDE,               // |
 406         XC_LEX_OP_MODULUS,              // |
 407         XC_LEX_OP_PLUS,                 // |
 408         XC_LEX_OP_MINUS,                // |
 409         XC_LEX_OP_last = XC_LEX_OP_MINUS,
 410 #if ENABLE_BC
 411         BC_LEX_OP_BOOL_NOT,             // |
 412         BC_LEX_OP_BOOL_OR,              // |
 413         BC_LEX_OP_BOOL_AND,             // |
 414
 415         BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER,         // |
 416         BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY,      // |
 417         BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE,        // |
 418         BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS,       // |
 419         BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS,          // |
 420         BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS,         // |
 421
 422         BC_LEX_OP_ASSIGN,               // V
 423
 424         BC_LEX_OP_INC,
 425         BC_LEX_OP_DEC,
 426
 427         BC_LEX_LPAREN, // () are 0x28 and 0x29
 428         BC_LEX_RPAREN, // must be LPAREN+1: code uses (c - '(' + BC_LEX_LPAREN)
 429
 430         BC_LEX_LBRACKET, // [] are 0x5B and 0x5D
 431         BC_LEX_COMMA,
 432         BC_LEX_RBRACKET, // must be LBRACKET+2: code uses (c - '[' + BC_LEX_LBRACKET)
 433
 434         BC_LEX_LBRACE, // {} are 0x7B and 0x7D
 435         BC_LEX_SCOLON,
 436         BC_LEX_RBRACE, // must be LBRACE+2: code uses (c - '{' + BC_LEX_LBRACE)
 437
 438         BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 439         BC_LEX_KEY_AUTO = BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 440         BC_LEX_KEY_BREAK,
 441         BC_LEX_KEY_CONTINUE,
 442         BC_LEX_KEY_DEFINE,
 443         BC_LEX_KEY_ELSE,
 444         BC_LEX_KEY_FOR,
 445         BC_LEX_KEY_HALT,
 446         // code uses "type - BC_LEX_KEY_IBASE + XC_INST_IBASE" construct,
 447         BC_LEX_KEY_IBASE,    // relative order should match for: XC_INST_IBASE
 448         BC_LEX_KEY_OBASE,    // relative order should match for: XC_INST_OBASE
 449         BC_LEX_KEY_IF,
 450         BC_LEX_KEY_LAST,     // relative order should match for: BC_INST_LAST
 451         BC_LEX_KEY_LENGTH,
 452         BC_LEX_KEY_LIMITS,
 453         BC_LEX_KEY_PRINT,
 454         BC_LEX_KEY_QUIT,
 455         BC_LEX_KEY_READ,
 456         BC_LEX_KEY_RETURN,
 457         BC_LEX_KEY_SCALE,
 458         BC_LEX_KEY_SQRT,
 459         BC_LEX_KEY_WHILE,
 460 #endif // ENABLE_BC
 461
 462 #if ENABLE_DC
 463         DC_LEX_OP_BOOL_NOT = XC_LEX_OP_last + 1,
 464         DC_LEX_OP_ASSIGN,
 465
 466         DC_LEX_LPAREN,
 467         DC_LEX_SCOLON,
 468         DC_LEX_READ,
 469         DC_LEX_IBASE,
 470         DC_LEX_SCALE,
 471         DC_LEX_OBASE,
 472         DC_LEX_LENGTH,
 473         DC_LEX_PRINT,
 474         DC_LEX_QUIT,
 475         DC_LEX_SQRT,
 476         DC_LEX_LBRACE,
 477
 478         DC_LEX_EQ_NO_REG,
 479         DC_LEX_OP_MODEXP,
 480         DC_LEX_OP_DIVMOD,
 481
 482         DC_LEX_COLON,
 483         DC_LEX_ELSE,
 484         DC_LEX_EXECUTE,
 485         DC_LEX_PRINT_STACK,
 486         DC_LEX_CLEAR_STACK,
 487         DC_LEX_STACK_LEVEL,
 488         DC_LEX_DUPLICATE,
 489         DC_LEX_SWAP,
 490         DC_LEX_POP,
 491
 492         DC_LEX_ASCIIFY,
 493         DC_LEX_PRINT_STREAM,
 494
 495         // code uses "t - DC_LEX_STORE_IBASE + XC_INST_IBASE" construct,
 496         DC_LEX_STORE_IBASE,  // relative order should match for: XC_INST_IBASE
 497         DC_LEX_STORE_OBASE,  // relative order should match for: XC_INST_OBASE
 498         DC_LEX_STORE_SCALE,  // relative order should match for: XC_INST_SCALE
 499         DC_LEX_LOAD,
 500         DC_LEX_LOAD_POP,
 501         DC_LEX_STORE_PUSH,
 502         DC_LEX_PRINT_POP,
 503         DC_LEX_NQUIT,
 504         DC_LEX_SCALE_FACTOR,
 505 #endif
 506 } BcLexType;
 507 // must match order of BC_LEX_KEY_foo etc above
 508 #if ENABLE_BC
 509 struct BcLexKeyword {
 510         char name8[8];
 511 };
 512 #define LEX_KW_ENTRY(a, b) \
 513         { .name8 = a /*, .posix = b */ }
 514 static const struct BcLexKeyword bc_lex_kws[20] = {
 515         LEX_KW_ENTRY("auto"    , 1), // 0
 516         LEX_KW_ENTRY("break"   , 1), // 1
 517         LEX_KW_ENTRY("continue", 0), // 2 note: this one has no terminating NUL
 518         LEX_KW_ENTRY("define"  , 1), // 3
 519         LEX_KW_ENTRY("else"    , 0), // 4
 520         LEX_KW_ENTRY("for"     , 1), // 5
 521         LEX_KW_ENTRY("halt"    , 0), // 6
 522         LEX_KW_ENTRY("ibase"   , 1), // 7
 523         LEX_KW_ENTRY("obase"   , 1), // 8
 524         LEX_KW_ENTRY("if"      , 1), // 9
 525         LEX_KW_ENTRY("last"    , 0), // 10
 526         LEX_KW_ENTRY("length"  , 1), // 11
 527         LEX_KW_ENTRY("limits"  , 0), // 12
 528         LEX_KW_ENTRY("print"   , 0), // 13
 529         LEX_KW_ENTRY("quit"    , 1), // 14
 530         LEX_KW_ENTRY("read"    , 0), // 15
 531         LEX_KW_ENTRY("return"  , 1), // 16
 532         LEX_KW_ENTRY("scale"   , 1), // 17
 533         LEX_KW_ENTRY("sqrt"    , 1), // 18
 534         LEX_KW_ENTRY("while"   , 1), // 19
 535 };
 536 #undef LEX_KW_ENTRY
 537 #define STRING_else  (bc_lex_kws[4].name8)
 538 #define STRING_for   (bc_lex_kws[5].name8)
 539 #define STRING_if    (bc_lex_kws[9].name8)
 540 #define STRING_while (bc_lex_kws[19].name8)
 541 enum {
 542         POSIX_KWORD_MASK = 0
 543                 | (1 << 0)  // 0
 544                 | (1 << 1)  // 1
 545                 | (0 << 2)  // 2
 546                 | (1 << 3)  // 3
 547                 | (0 << 4)  // 4
 548                 | (1 << 5)  // 5
 549                 | (0 << 6)  // 6
 550                 | (1 << 7)  // 7
 551                 | (1 << 8)  // 8
 552                 | (1 << 9)  // 9
 553                 | (0 << 10) // 10
 554                 | (1 << 11) // 11
 555                 | (0 << 12) // 12
 556                 | (0 << 13) // 13
 557                 | (1 << 14) // 14
 558                 | (0 << 15) // 15
 559                 | (1 << 16) // 16
 560                 | (1 << 17) // 17
 561                 | (1 << 18) // 18
 562                 | (1 << 19) // 19
 563 };
 564 #define keyword_is_POSIX(i) ((1 << (i)) & POSIX_KWORD_MASK)
 565
 566 // This is a bit array that corresponds to token types. An entry is
 567 // true if the token is valid in an expression, false otherwise.
 568 // Used to figure out when expr parsing should stop *without error message*
 569 // - 0 element indicates this condition. 1 means "this token is to be eaten
 570 // as part of the expression", it can then still be determined to be invalid
 571 // by later processing.
 572 enum {
 573 #define EXBITS(a,b,c,d,e,f,g,h) \
 574         ((uint64_t)((a << 0)+(b << 1)+(c << 2)+(d << 3)+(e << 4)+(f << 5)+(g << 6)+(h << 7)))
 575         BC_PARSE_EXPRS_BITS = 0              // corresponding BC_LEX_xyz:
 576         + (EXBITS(0,0,0,0,0,1,1,1) << (0*8)) //  0: EOF    INVAL  NL     WS     STR    NAME   NUM    -
 577         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (1*8)) //  8: ==     <=     >=     !=     <      >      ^      *
 578         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (2*8)) // 16: /      %      +      -      !      ||     &&     ^=
 579         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (3*8)) // 24: *=     /=     %=     +=     -=     =      ++     --
 580         + (EXBITS(1,1,0,0,0,0,0,0) << (4*8)) // 32: (      )      [      ,      ]      {      ;      }
 581         + (EXBITS(0,0,0,0,0,0,0,1) << (5*8)) // 40: auto   break  cont   define else   for    halt   ibase
 582         + (EXBITS(1,0,1,1,0,0,0,1) << (6*8)) // 48: obase  if     last   length limits print  quit   read
 583         + (EXBITS(0,1,1,0,0,0,0,0) << (7*8)) // 56: return scale  sqrt   while
 584 #undef EXBITS
 585 };
 586 static ALWAYS_INLINE long lex_allowed_in_bc_expr(unsigned i)
 587 {
 588 #if ULONG_MAX > 0xffffffff
 589         // 64-bit version (will not work correctly for 32-bit longs!)
 590         return BC_PARSE_EXPRS_BITS & (1UL << i);
 591 #else
 592         // 32-bit version
 593         unsigned long m = (uint32_t)BC_PARSE_EXPRS_BITS;
 594         if (i >= 32) {
 595                 m = (uint32_t)(BC_PARSE_EXPRS_BITS >> 32);
 596                 i &= 31;
 597         }
 598         return m & (1UL << i);
 599 #endif
 600 }
 601
 602 // This is an array of data for operators that correspond to
 603 // [XC_LEX_1st_op...] token types.
 604 static const uint8_t bc_ops_prec_and_assoc[] ALIGN1 = {
 605 #define OP(p,l) ((int)(l) * 0x10 + (p))
 606         OP(1, false), // neg
 607         OP(6, true ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true ), // == <= >= != < >
 608         OP(2, false), // pow
 609         OP(3, true ), OP( 3, true  ), OP( 3, true  ), // mul div mod
 610         OP(4, true ), OP( 4, true  ), // + -
 611         OP(1, false), // not
 612         OP(7, true ), OP( 7, true  ), // or and
 613         OP(5, false), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), // ^= *= /= %= +=
 614         OP(5, false), OP( 5, false ), // -= =
 615         OP(0, false), OP( 0, false ), // inc dec
 616 #undef OP
 617 };
 618 #define bc_operation_PREC(i) (bc_ops_prec_and_assoc[i] & 0x0f)
 619 #define bc_operation_LEFT(i) (bc_ops_prec_and_assoc[i] & 0x10)
 620 #endif // ENABLE_BC
 621
 622 #if ENABLE_DC
 623 static const //BcLexType - should be this type
 624 uint8_t
 625 dc_char_to_LEX[] ALIGN1 = {
 626         // %&'(
 627         XC_LEX_OP_MODULUS, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_LPAREN,
 628         // )*+,
 629         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_OP_MULTIPLY, XC_LEX_OP_PLUS, XC_LEX_INVALID,
 630         // -./
 631         XC_LEX_OP_MINUS, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_OP_DIVIDE,
 632         // 0123456789
 633         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
 634         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
 635         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
 636         // :;<=>?@
 637         DC_LEX_COLON, DC_LEX_SCOLON, XC_LEX_OP_REL_GT, XC_LEX_OP_REL_EQ,
 638         XC_LEX_OP_REL_LT, DC_LEX_READ, XC_LEX_INVALID,
 639         // ABCDEFGH
 640         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
 641         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_EQ_NO_REG, XC_LEX_INVALID,
 642         // IJKLMNOP
 643         DC_LEX_IBASE, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_SCALE, DC_LEX_LOAD_POP,
 644         XC_LEX_INVALID, DC_LEX_OP_BOOL_NOT, DC_LEX_OBASE, DC_LEX_PRINT_STREAM,
 645         // QRSTUVWXY
 646         DC_LEX_NQUIT, DC_LEX_POP, DC_LEX_STORE_PUSH, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
 647         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_SCALE_FACTOR, XC_LEX_INVALID,
 648         // Z[\]
 649         DC_LEX_LENGTH, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
 650         // ^_`
 651         XC_LEX_OP_POWER, XC_LEX_NEG, XC_LEX_INVALID,
 652         // abcdefgh
 653         DC_LEX_ASCIIFY, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_CLEAR_STACK, DC_LEX_DUPLICATE,
 654         DC_LEX_ELSE, DC_LEX_PRINT_STACK, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
 655         // ijklmnop
 656         DC_LEX_STORE_IBASE, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_STORE_SCALE, DC_LEX_LOAD,
 657         XC_LEX_INVALID, DC_LEX_PRINT_POP, DC_LEX_STORE_OBASE, DC_LEX_PRINT,
 658         // qrstuvwx
 659         DC_LEX_QUIT, DC_LEX_SWAP, DC_LEX_OP_ASSIGN, XC_LEX_INVALID,
 660         XC_LEX_INVALID, DC_LEX_SQRT, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_EXECUTE,
 661         // yz
 662         XC_LEX_INVALID, DC_LEX_STACK_LEVEL,
 663         // {|}~
 664         DC_LEX_LBRACE, DC_LEX_OP_MODEXP, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_OP_DIVMOD,
 665 };
 666 static const //BcInst - should be this type. Using signed narrow type since DC_INST_INVALID is -1
 667 int8_t
 668 dc_LEX_to_INST[] ALIGN1 = { //starts at XC_LEX_OP_POWER // corresponding XC/DC_LEX_xyz:
 669         XC_INST_POWER,       XC_INST_MULTIPLY,          // XC_LEX_OP_POWER    XC_LEX_OP_MULTIPLY
 670         XC_INST_DIVIDE,      XC_INST_MODULUS,           // XC_LEX_OP_DIVIDE   XC_LEX_OP_MODULUS
 671         XC_INST_PLUS,        XC_INST_MINUS,             // XC_LEX_OP_PLUS     XC_LEX_OP_MINUS
 672         XC_INST_BOOL_NOT,                               // DC_LEX_OP_BOOL_NOT
 673         DC_INST_INVALID,                                // DC_LEX_OP_ASSIGN
 674         XC_INST_REL_GT,                                 // DC_LEX_LPAREN
 675         DC_INST_INVALID,                                // DC_LEX_SCOLON
 676         DC_INST_INVALID,                                // DC_LEX_READ
 677         XC_INST_IBASE,                                  // DC_LEX_IBASE
 678         XC_INST_SCALE,                                  // DC_LEX_SCALE
 679         XC_INST_OBASE,                                  // DC_LEX_OBASE
 680         XC_INST_LENGTH,                                 // DC_LEX_LENGTH
 681         XC_INST_PRINT,                                  // DC_LEX_PRINT
 682         DC_INST_QUIT,                                   // DC_LEX_QUIT
 683         XC_INST_SQRT,                                   // DC_LEX_SQRT
 684         XC_INST_REL_GE,                                 // DC_LEX_LBRACE
 685         XC_INST_REL_EQ,                                 // DC_LEX_EQ_NO_REG
 686         DC_INST_MODEXP,      DC_INST_DIVMOD,            // DC_LEX_OP_MODEXP   DC_LEX_OP_DIVMOD
 687         DC_INST_INVALID,     DC_INST_INVALID,           // DC_LEX_COLON       DC_LEX_ELSE
 688         DC_INST_EXECUTE,                                // DC_LEX_EXECUTE
 689         DC_INST_PRINT_STACK, DC_INST_CLEAR_STACK,       // DC_LEX_PRINT_STACK DC_LEX_CLEAR_STACK
 690         DC_INST_STACK_LEN,   DC_INST_DUPLICATE,         // DC_LEX_STACK_LEVEL DC_LEX_DUPLICATE
 691         DC_INST_SWAP,        XC_INST_POP,               // DC_LEX_SWAP        DC_LEX_POP
 692         DC_INST_ASCIIFY,     DC_INST_PRINT_STREAM,      // DC_LEX_ASCIIFY     DC_LEX_PRINT_STREAM
 693         DC_INST_INVALID,     DC_INST_INVALID,           // DC_LEX_STORE_IBASE DC_LEX_STORE_OBASE
 694         DC_INST_INVALID,     DC_INST_INVALID,           // DC_LEX_STORE_SCALE DC_LEX_LOAD
 695         DC_INST_INVALID,     DC_INST_INVALID,           // DC_LEX_LOAD_POP    DC_LEX_STORE_PUSH
 696         XC_INST_PRINT,       DC_INST_NQUIT,             // DC_LEX_PRINT_POP   DC_LEX_NQUIT
 697         XC_INST_SCALE_FUNC,                             // DC_LEX_SCALE_FACTOR
 698         // DC_INST_INVALID in this table either means that corresponding LEX
 699         // is not possible for dc, or that it does not compile one-to-one
 700         // to a single INST.
 701 };
 702 #endif // ENABLE_DC
 703
 704 typedef struct BcParse {
 705         smallint lex;      // was BcLexType // first member is most used
 706         smallint lex_last; // was BcLexType
 707         size_t lex_line;
 708         const char *lex_inbuf;
 709         const char *lex_next_at; // last lex_next() was called at this string
 710         const char *lex_filename;
 711         FILE *lex_input_fp;
 712         BcVec  lex_strnumbuf;
 713
 714         BcFunc *func;
 715         size_t fidx;
 716         IF_BC(size_t in_funcdef;)
 717         IF_BC(BcVec exits;)
 718         IF_BC(BcVec conds;)
 719         IF_BC(BcVec ops;)
 720 } BcParse;
 721
 722 typedef struct BcProgram {
 723         size_t len;
 724         size_t nchars;
 725
 726         size_t scale;
 727         size_t ib_t;
 728         size_t ob_t;
 729
 730         BcVec results;
 731         BcVec exestack;
 732
 733         BcVec fns;
 734         IF_BC(BcVec fn_map;)
 735
 736         BcVec vars;
 737         BcVec var_map;
 738
 739         BcVec arrs;
 740         BcVec arr_map;
 741
 742         IF_DC(BcVec strs;)
 743         IF_DC(BcVec consts;)
 744
 745         BcNum zero;
 746         IF_BC(BcNum one;)
 747         IF_BC(BcNum last;)
 748 } BcProgram;
 749
 750 struct globals {
 751         BcParse prs; // first member is most used
 752
 753         // For error messages. Can be set to current parsed line,
 754         // or [TODO] to current executing line (can be before last parsed one)
 755         size_t err_line;
 756
 757         BcVec input_buffer;
 758
 759         IF_FEATURE_BC_INTERACTIVE(smallint ttyin;)
 760         IF_FEATURE_CLEAN_UP(smallint exiting;)
 761
 762         BcProgram prog;
 763
 764         BcVec files;
 765
 766         char *env_args;
 767
 768 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
 769         line_input_t *line_input_state;
 770 #endif
 771 } FIX_ALIASING;
 772 #define G (*ptr_to_globals)
 773 #define INIT_G() do { \
 774         SET_PTR_TO_GLOBALS(xzalloc(sizeof(G))); \
 775 } while (0)
 776 #define FREE_G() do { \
 777         FREE_PTR_TO_GLOBALS(); \
 778 } while (0)
 779 #define G_posix (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_S))
 780 #define G_warn  (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_W))
 781 #define G_exreg (ENABLE_DC && (option_mask32 & DC_FLAG_X))
 782 #if ENABLE_FEATURE_BC_INTERACTIVE
 783 # define G_interrupt bb_got_signal
 784 # define G_ttyin     G.ttyin
 785 #else
 786 # define G_interrupt 0
 787 # define G_ttyin     0
 788 #endif
 789 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 790 # define G_exiting G.exiting
 791 #else
 792 # define G_exiting 0
 793 #endif
 794 #define IS_BC (ENABLE_BC && (!ENABLE_DC || applet_name[0] == 'b'))
 795 #define IS_DC (ENABLE_DC && (!ENABLE_BC || applet_name[0] != 'b'))
 796
 797 #if ENABLE_BC
 798 # define BC_PARSE_REL           (1 << 0)
 799 # define BC_PARSE_PRINT         (1 << 1)
 800 # define BC_PARSE_ARRAY         (1 << 2)
 801 # define BC_PARSE_NOCALL        (1 << 3)
 802 #endif
 803
 804 #define BC_PROG_MAIN      0
 805 #define BC_PROG_READ      1
 806 #if ENABLE_DC
 807 #define BC_PROG_REQ_FUNCS 2
 808 #endif
 809
 810 #define BC_FLAG_W (1 << 0)
 811 #define BC_FLAG_V (1 << 1)
 812 #define BC_FLAG_S (1 << 2)
 813 #define BC_FLAG_Q (1 << 3)
 814 #define BC_FLAG_L (1 << 4)
 815 #define BC_FLAG_I ((1 << 5) * ENABLE_DC)
 816 #define DC_FLAG_X ((1 << 6) * ENABLE_DC)
 817
 818 #define BC_MAX_OBASE    ((unsigned) 999)
 819 #define BC_MAX_DIM      ((unsigned) INT_MAX)
 820 #define BC_MAX_SCALE    ((unsigned) UINT_MAX)
 821 #define BC_MAX_STRING   ((unsigned) UINT_MAX - 1)
 822 #define BC_MAX_NUM      BC_MAX_STRING
 823 // Unused apart from "limits" message. Just show a "biggish number" there.
 824 //#define BC_MAX_NAME     BC_MAX_STRING
 825 //#define BC_MAX_EXP      ((unsigned long) LONG_MAX)
 826 //#define BC_MAX_VARS     ((unsigned long) SIZE_MAX - 1)
 827 #define BC_MAX_NAME_STR "999999999"
 828 #define BC_MAX_EXP_STR  "999999999"
 829 #define BC_MAX_VARS_STR "999999999"
 830
 831 #define BC_MAX_OBASE_STR "999"
 832
 833 #if INT_MAX == 2147483647
 834 # define BC_MAX_DIM_STR "2147483647"
 835 #elif INT_MAX == 9223372036854775807
 836 # define BC_MAX_DIM_STR "9223372036854775807"
 837 #else
 838 # error Strange INT_MAX
 839 #endif
 840
 841 #if UINT_MAX == 4294967295
 842 # define BC_MAX_SCALE_STR  "4294967295"
 843 # define BC_MAX_STRING_STR "4294967294"
 844 #elif UINT_MAX == 18446744073709551615
 845 # define BC_MAX_SCALE_STR  "18446744073709551615"
 846 # define BC_MAX_STRING_STR "18446744073709551614"
 847 #else
 848 # error Strange UINT_MAX
 849 #endif
 850 #define BC_MAX_NUM_STR BC_MAX_STRING_STR
 851
 852 // In configurations where errors abort instead of propagating error
 853 // return code up the call chain, functions returning BC_STATUS
 854 // actually don't return anything, they always succeed and return "void".
 855 // A macro wrapper is provided, which makes this statement work:
 856 //  s = zbc_func(...)
 857 // and makes it visible to the compiler that s is always zero,
 858 // allowing compiler to optimize dead code after the statement.
 859 //
 860 // To make code more readable, each such function has a "z"
 861 // ("always returning zero") prefix, i.e. zbc_foo or zdc_foo.
 862 //
 863 #if ENABLE_FEATURE_BC_INTERACTIVE || ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 864 # define ERRORS_ARE_FATAL 0
 865 # define ERRORFUNC        /*nothing*/
 866 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  a
 867 # define BC_STATUS        BcStatus
 868 # define RETURN_STATUS(v) return (v)
 869 # define COMMA_SUCCESS    /*nothing*/
 870 #else
 871 # define ERRORS_ARE_FATAL 1
 872 # define ERRORFUNC        NORETURN
 873 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  /*nothing*/
 874 # define BC_STATUS        void
 875 # define RETURN_STATUS(v) do { ((void)(v)); return; } while (0)
 876 # define COMMA_SUCCESS    ,BC_STATUS_SUCCESS
 877 #endif
 878
 879 //
 880 // Utility routines
 881 //
 882
 883 #define BC_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
 884 #define BC_MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
 885
 886 static void fflush_and_check(void)
 887 {
 888         fflush_all();
 889         if (ferror(stdout) || ferror(stderr))
 890                 bb_perror_msg_and_die("output error");
 891 }
 892
 893 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 894 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN \
 895 do { \
 896         IF_FEATURE_BC_INTERACTIVE(G_ttyin = 0;) /* do not loop in main loop anymore */ \
 897         G_exiting = 1; \
 898         return BC_STATUS_FAILURE; \
 899 } while (0)
 900 #else
 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         dbg_exec("quit(): exiting with exitcode SUCCESS");
 908         exit(0);
 909 }
 910 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN quit()
 911 #endif
 912
 913 static void bc_verror_msg(const char *fmt, va_list p)
 914 {
 915         const char *sv = sv; // for compiler
 916         if (G.prs.lex_filename) {
 917                 sv = applet_name;
 918                 applet_name = xasprintf("%s: %s:%lu", applet_name,
 919                         G.prs.lex_filename, (unsigned long)G.err_line
 920                 );
 921         }
 922         bb_verror_msg(fmt, p, NULL);
 923         if (G.prs.lex_filename) {
 924                 free((char*)applet_name);
 925                 applet_name = sv;
 926         }
 927 }
 928
 929 static NOINLINE ERRORFUNC int bc_error_fmt(const char *fmt, ...)
 930 {
 931         va_list p;
 932
 933         va_start(p, fmt);
 934         bc_verror_msg(fmt, p);
 935         va_end(p);
 936
 937         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 938                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return BC_STATUS_FAILURE);
 939         exit(1);
 940 }
 941
 942 #if ENABLE_BC
 943 static NOINLINE BC_STATUS zbc_posix_error_fmt(const char *fmt, ...)
 944 {
 945         va_list p;
 946
 947         // Are non-POSIX constructs totally ok?
 948         if (!(option_mask32 & (BC_FLAG_S|BC_FLAG_W)))
 949                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // yes
 950
 951         va_start(p, fmt);
 952         bc_verror_msg(fmt, p);
 953         va_end(p);
 954
 955         // Do we treat non-POSIX constructs as errors?
 956         if (!(option_mask32 & BC_FLAG_S))
 957                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // no, it's a warning
 958
 959         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 960                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_FAILURE);
 961         exit(1);
 962 }
 963 #define zbc_posix_error_fmt(...) (zbc_posix_error_fmt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 964 #endif
 965
 966 // We use error functions with "return bc_error(FMT[, PARAMS])" idiom.
 967 // This idiom begs for tail-call optimization, but for it to work,
 968 // function must not have caller-cleaned parameters on stack.
 969 // Unfortunately, vararg function API does exactly that on most arches.
 970 // Thus, use these shims for the cases when we have no vararg PARAMS:
 971 static ERRORFUNC int bc_error(const char *msg)
 972 {
 973         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("%s", msg);
 974 }
 975 static ERRORFUNC int bc_error_at(const char *msg)
 976 {
 977         const char *err_at = G.prs.lex_next_at;
 978         if (err_at) {
 979                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt(
 980                         "%s at '%.*s'",
 981                         msg,
 982                         (int)(strchrnul(err_at, '\n') - err_at),
 983                         err_at
 984                 );
 985         }
 986         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("%s", msg);
 987 }
 988 static ERRORFUNC int bc_error_bad_character(char c)
 989 {
 990         if (!c)
 991                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("NUL character");
 992         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("bad character '%c'", c);
 993 }
 994 static ERRORFUNC int bc_error_bad_function_definition(void)
 995 {
 996         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_at("bad function definition");
 997 }
 998 static ERRORFUNC int bc_error_bad_expression(void)
 999 {
1000         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_at("bad expression");
1001 }
1002 static ERRORFUNC int bc_error_bad_assignment(void)
1003 {
1004         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_at(
1005                 "bad assignment: left side must be variable or array element"
1006         );
1007 }
1008 static ERRORFUNC int bc_error_bad_token(void)
1009 {
1010         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_at("bad token");
1011 }
1012 static ERRORFUNC int bc_error_stack_has_too_few_elements(void)
1013 {
1014         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("stack has too few elements");
1015 }
1016 static ERRORFUNC int bc_error_variable_is_wrong_type(void)
1017 {
1018         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("variable is wrong type");
1019 }
1020 #if ENABLE_BC
1021 static BC_STATUS zbc_POSIX_requires(const char *msg)
1022 {
1023         RETURN_STATUS(zbc_posix_error_fmt("POSIX requires %s", msg));
1024 }
1025 #define zbc_POSIX_requires(...) (zbc_POSIX_requires(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1026 static BC_STATUS zbc_POSIX_does_not_allow(const char *msg)
1027 {
1028         RETURN_STATUS(zbc_posix_error_fmt("%s%s", "POSIX does not allow ", msg));
1029 }
1030 #define zbc_POSIX_does_not_allow(...) (zbc_POSIX_does_not_allow(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1031 static BC_STATUS zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(const char *msg)
1032 {
1033         RETURN_STATUS(zbc_posix_error_fmt("%s%s %s", "POSIX does not allow ", "boolean operators; this is bad:", msg));
1034 }
1035 #define zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(...) (zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1036 static BC_STATUS zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(const char *msg)
1037 {
1038         RETURN_STATUS(zbc_posix_error_fmt("%san empty %s expression in 'for()'", "POSIX does not allow ", msg));
1039 }
1040 #define zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(...) (zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1041 #endif
1042
1043 static void bc_vec_grow(BcVec *v, size_t n)
1044 {
1045         size_t cap = v->cap * 2;
1046         while (cap < v->len + n) cap *= 2;
1047         v->v = xrealloc(v->v, v->size * cap);
1048         v->cap = cap;
1049 }
1050
1051 static void bc_vec_init(BcVec *v, size_t esize, BcVecFree dtor)
1052 {
1053         v->size = esize;
1054         v->cap = BC_VEC_START_CAP;
1055         v->len = 0;
1056         v->dtor = dtor;
1057         v->v = xmalloc(esize * BC_VEC_START_CAP);
1058 }
1059
1060 static void bc_char_vec_init(BcVec *v)
1061 {
1062         bc_vec_init(v, sizeof(char), NULL);
1063 }
1064
1065 static void bc_vec_expand(BcVec *v, size_t req)
1066 {
1067         if (v->cap < req) {
1068                 v->v = xrealloc(v->v, v->size * req);
1069                 v->cap = req;
1070         }
1071 }
1072
1073 static void bc_vec_pop(BcVec *v)
1074 {
1075         v->len--;
1076         if (v->dtor)
1077                 v->dtor(v->v + (v->size * v->len));
1078 }
1079
1080 static void bc_vec_npop(BcVec *v, size_t n)
1081 {
1082         if (!v->dtor)
1083                 v->len -= n;
1084         else {
1085                 size_t len = v->len - n;
1086                 while (v->len > len) v->dtor(v->v + (v->size * --v->len));
1087         }
1088 }
1089
1090 static void bc_vec_pop_all(BcVec *v)
1091 {
1092         bc_vec_npop(v, v->len);
1093 }
1094
1095 static size_t bc_vec_push(BcVec *v, const void *data)
1096 {
1097         size_t len = v->len;
1098         if (len >= v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1099         memmove(v->v + (v->size * len), data, v->size);
1100         v->len++;
1101         return len;
1102 }
1103
1104 // G.prog.results often needs "pop old operand, push result" idiom.
1105 // Can do this without a few extra ops
1106 static size_t bc_result_pop_and_push(const void *data)
1107 {
1108         BcVec *v = &G.prog.results;
1109         char *last;
1110         size_t len = v->len - 1;
1111
1112         last = v->v + (v->size * len);
1113         if (v->dtor)
1114                 v->dtor(last);
1115         memmove(last, data, v->size);
1116         return len;
1117 }
1118
1119 static size_t bc_vec_pushByte(BcVec *v, char data)
1120 {
1121         return bc_vec_push(v, &data);
1122 }
1123
1124 static size_t bc_vec_pushZeroByte(BcVec *v)
1125 {
1126         //return bc_vec_pushByte(v, '\0');
1127         // better:
1128         return bc_vec_push(v, &const_int_0);
1129 }
1130
1131 static void bc_vec_pushAt(BcVec *v, const void *data, size_t idx)
1132 {
1133         if (idx == v->len)
1134                 bc_vec_push(v, data);
1135         else {
1136                 char *ptr;
1137
1138                 if (v->len == v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1139
1140                 ptr = v->v + v->size * idx;
1141
1142                 memmove(ptr + v->size, ptr, v->size * (v->len++ - idx));
1143                 memmove(ptr, data, v->size);
1144         }
1145 }
1146
1147 static void bc_vec_string(BcVec *v, size_t len, const char *str)
1148 {
1149         bc_vec_pop_all(v);
1150         bc_vec_expand(v, len + 1);
1151         memcpy(v->v, str, len);
1152         v->len = len;
1153
1154         bc_vec_pushZeroByte(v);
1155 }
1156
1157 static void *bc_vec_item(const BcVec *v, size_t idx)
1158 {
1159         return v->v + v->size * idx;
1160 }
1161
1162 static void *bc_vec_item_rev(const BcVec *v, size_t idx)
1163 {
1164         return v->v + v->size * (v->len - idx - 1);
1165 }
1166
1167 static void *bc_vec_top(const BcVec *v)
1168 {
1169         return v->v + v->size * (v->len - 1);
1170 }
1171
1172 static FAST_FUNC void bc_vec_free(void *vec)
1173 {
1174         BcVec *v = (BcVec *) vec;
1175         bc_vec_pop_all(v);
1176         free(v->v);
1177 }
1178
1179 static BcFunc* xc_program_func(size_t idx)
1180 {
1181         return bc_vec_item(&G.prog.fns, idx);
1182 }
1183 // BC_PROG_MAIN is zeroth element, so:
1184 #define xc_program_func_BC_PROG_MAIN() ((BcFunc*)(G.prog.fns.v))
1185
1186 #if ENABLE_BC
1187 static BcFunc* bc_program_current_func(void)
1188 {
1189         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
1190         BcFunc *func = xc_program_func(ip->func);
1191         return func;
1192 }
1193 #endif
1194
1195 static char** xc_program_str(size_t idx)
1196 {
1197 #if ENABLE_BC
1198         if (IS_BC) {
1199                 BcFunc *func = bc_program_current_func();
1200                 return bc_vec_item(&func->strs, idx);
1201         }
1202 #endif
1203         IF_DC(return bc_vec_item(&G.prog.strs, idx);)
1204 }
1205
1206 static char** xc_program_const(size_t idx)
1207 {
1208 #if ENABLE_BC
1209         if (IS_BC) {
1210                 BcFunc *func = bc_program_current_func();
1211                 return bc_vec_item(&func->consts, idx);
1212         }
1213 #endif
1214         IF_DC(return bc_vec_item(&G.prog.consts, idx);)
1215 }
1216
1217 static int bc_id_cmp(const void *e1, const void *e2)
1218 {
1219         return strcmp(((const BcId *) e1)->name, ((const BcId *) e2)->name);
1220 }
1221
1222 static FAST_FUNC void bc_id_free(void *id)
1223 {
1224         free(((BcId *) id)->name);
1225 }
1226
1227 static size_t bc_map_find_ge(const BcVec *v, const void *ptr)
1228 {
1229         size_t low = 0, high = v->len;
1230
1231         while (low < high) {
1232                 size_t mid = (low + high) / 2;
1233                 BcId *id = bc_vec_item(v, mid);
1234                 int result = bc_id_cmp(ptr, id);
1235
1236                 if (result == 0)
1237                         return mid;
1238                 if (result < 0)
1239                         high = mid;
1240                 else
1241                         low = mid + 1;
1242         }
1243
1244         return low;
1245 }
1246
1247 static int bc_map_insert(BcVec *v, const void *ptr, size_t *i)
1248 {
1249         size_t n = *i = bc_map_find_ge(v, ptr);
1250
1251         if (n == v->len)
1252                 bc_vec_push(v, ptr);
1253         else if (!bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, n)))
1254                 return 0; // "was not inserted"
1255         else
1256                 bc_vec_pushAt(v, ptr, n);
1257         return 1; // "was inserted"
1258 }
1259
1260 #if ENABLE_BC
1261 static size_t bc_map_find_exact(const BcVec *v, const void *ptr)
1262 {
1263         size_t i = bc_map_find_ge(v, ptr);
1264         if (i >= v->len) return BC_VEC_INVALID_IDX;
1265         return bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, i)) ? BC_VEC_INVALID_IDX : i;
1266 }
1267 #endif
1268
1269 static void bc_num_setToZero(BcNum *n, size_t scale)
1270 {
1271         n->len = 0;
1272         n->neg = false;
1273         n->rdx = scale;
1274 }
1275
1276 static void bc_num_zero(BcNum *n)
1277 {
1278         bc_num_setToZero(n, 0);
1279 }
1280
1281 static void bc_num_one(BcNum *n)
1282 {
1283         bc_num_setToZero(n, 0);
1284         n->len = 1;
1285         n->num[0] = 1;
1286 }
1287
1288 // Note: this also sets BcNum to zero
1289 static void bc_num_init(BcNum *n, size_t req)
1290 {
1291         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1292         //memset(n, 0, sizeof(BcNum)); - cleared by assignments below
1293         n->num = xmalloc(req);
1294         n->cap = req;
1295         n->rdx = 0;
1296         n->len = 0;
1297         n->neg = false;
1298 }
1299
1300 static void bc_num_init_DEF_SIZE(BcNum *n)
1301 {
1302         bc_num_init(n, BC_NUM_DEF_SIZE);
1303 }
1304
1305 static void bc_num_expand(BcNum *n, size_t req)
1306 {
1307         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1308         if (req > n->cap) {
1309                 n->num = xrealloc(n->num, req);
1310                 n->cap = req;
1311         }
1312 }
1313
1314 static FAST_FUNC void bc_num_free(void *num)
1315 {
1316         free(((BcNum *) num)->num);
1317 }
1318
1319 static void bc_num_copy(BcNum *d, BcNum *s)
1320 {
1321         if (d != s) {
1322                 bc_num_expand(d, s->cap);
1323                 d->len = s->len;
1324                 d->neg = s->neg;
1325                 d->rdx = s->rdx;
1326                 memcpy(d->num, s->num, sizeof(BcDig) * d->len);
1327         }
1328 }
1329
1330 static BC_STATUS zbc_num_ulong_abs(BcNum *n, unsigned long *result_p)
1331 {
1332         size_t i;
1333         unsigned long result;
1334
1335         result = 0;
1336         i = n->len;
1337         while (i > n->rdx) {
1338                 unsigned long prev = result;
1339                 result = result * 10 + n->num[--i];
1340                 // Even overflowed N*10 can still satisfy N*10>=N. For example,
1341                 //    0x1ff00000 * 10 is 0x13f600000,
1342                 // or 0x3f600000 truncated to 32 bits. Which is larger.
1343                 // However, (N*10)/8 < N check is always correct.
1344                 if ((result / 8) < prev)
1345                         RETURN_STATUS(bc_error("overflow"));
1346         }
1347         *result_p = result;
1348
1349         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1350 }
1351 #define zbc_num_ulong_abs(...) (zbc_num_ulong_abs(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1352
1353 static BC_STATUS zbc_num_ulong(BcNum *n, unsigned long *result_p)
1354 {
1355         if (n->neg) RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
1356
1357         RETURN_STATUS(zbc_num_ulong_abs(n, result_p));
1358 }
1359 #define zbc_num_ulong(...) (zbc_num_ulong(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1360
1361 #if ULONG_MAX == 0xffffffffUL // 10 digits: 4294967295
1362 # define ULONG_NUM_BUFSIZE (10 > BC_NUM_DEF_SIZE ? 10 : BC_NUM_DEF_SIZE)
1363 #elif ULONG_MAX == 0xffffffffffffffffULL // 20 digits: 18446744073709551615
1364 # define ULONG_NUM_BUFSIZE (20 > BC_NUM_DEF_SIZE ? 20 : BC_NUM_DEF_SIZE)
1365 #endif
1366 // minimum BC_NUM_DEF_SIZE, so that bc_num_expand() in bc_num_ulong2num()
1367 // would not hit realloc() code path - not good if num[] is not malloced
1368
1369 static void bc_num_ulong2num(BcNum *n, unsigned long val)
1370 {
1371         BcDig *ptr;
1372
1373         bc_num_zero(n);
1374
1375         if (val == 0) return;
1376
1377         bc_num_expand(n, ULONG_NUM_BUFSIZE);
1378
1379         ptr = n->num;
1380         for (;;) {
1381                 n->len++;
1382                 *ptr++ = val % 10;
1383                 val /= 10;
1384                 if (val == 0) break;
1385         }
1386 }
1387
1388 static void bc_num_subArrays(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1389 {
1390         size_t i, j;
1391         for (i = 0; i < len; ++i) {
1392                 a[i] -= b[i];
1393                 for (j = i; a[j] < 0;) {
1394                         a[j++] += 10;
1395                         a[j] -= 1;
1396                 }
1397         }
1398 }
1399
1400 static ssize_t bc_num_compare(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1401 {
1402         size_t i = len;
1403         for (;;) {
1404                 int c;
1405                 if (i == 0)
1406                         return 0;
1407                 i--;
1408                 c = a[i] - b[i];
1409                 if (c != 0) {
1410                         i++;
1411                         if (c < 0)
1412                                 return -i;
1413                         return i;
1414                 }
1415         }
1416 }
1417
1418 #define BC_NUM_NEG(n, neg)      ((((ssize_t)(n)) ^ -((ssize_t)(neg))) + (neg))
1419 #define BC_NUM_ONE(n)           ((n)->len == 1 && (n)->rdx == 0 && (n)->num[0] == 1)
1420 #define BC_NUM_INT(n)           ((n)->len - (n)->rdx)
1421 //#define BC_NUM_AREQ(a, b)       (BC_MAX((a)->rdx, (b)->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1)
1422 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_AREQ(BcNum *a, BcNum *b)
1423 {
1424         return BC_MAX(a->rdx, b->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1;
1425 }
1426 //#define BC_NUM_MREQ(a, b, scale) (BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX((scale), (a)->rdx + (b)->rdx) + 1)
1427 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_MREQ(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1428 {
1429         return BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX(scale, a->rdx + b->rdx) + 1;
1430 }
1431
1432 static ssize_t bc_num_cmp(BcNum *a, BcNum *b)
1433 {
1434         size_t i, min, a_int, b_int, diff;
1435         BcDig *max_num, *min_num;
1436         bool a_max, neg;
1437         ssize_t cmp;
1438
1439         if (a == b) return 0;
1440         if (a->len == 0) return BC_NUM_NEG(!!b->len, !b->neg);
1441         if (b->len == 0) return BC_NUM_NEG(1, a->neg);
1442
1443         if (a->neg != b->neg) // signs of a and b differ
1444                 // +a,-b = a>b = 1 or -a,+b = a<b = -1
1445                 return (int)b->neg - (int)a->neg;
1446         neg = a->neg; // 1 if both negative, 0 if both positive
1447
1448         a_int = BC_NUM_INT(a);
1449         b_int = BC_NUM_INT(b);
1450         a_int -= b_int;
1451
1452         if (a_int != 0) return (ssize_t) a_int;
1453
1454         a_max = (a->rdx > b->rdx);
1455         if (a_max) {
1456                 min = b->rdx;
1457                 diff = a->rdx - b->rdx;
1458                 max_num = a->num + diff;
1459                 min_num = b->num;
1460                 // neg = (a_max == neg); - NOP (maps 1->1 and 0->0)
1461         } else {
1462                 min = a->rdx;
1463                 diff = b->rdx - a->rdx;
1464                 max_num = b->num + diff;
1465                 min_num = a->num;
1466                 neg = !neg; // same as "neg = (a_max == neg)"
1467         }
1468
1469         cmp = bc_num_compare(max_num, min_num, b_int + min);
1470         if (cmp != 0) return BC_NUM_NEG(cmp, neg);
1471
1472         for (max_num -= diff, i = diff - 1; i < diff; --i) {
1473                 if (max_num[i]) return BC_NUM_NEG(1, neg);
1474         }
1475
1476         return 0;
1477 }
1478
1479 static void bc_num_truncate(BcNum *n, size_t places)
1480 {
1481         if (places == 0) return;
1482
1483         n->rdx -= places;
1484
1485         if (n->len != 0) {
1486                 n->len -= places;
1487                 memmove(n->num, n->num + places, n->len * sizeof(BcDig));
1488         }
1489 }
1490
1491 static void bc_num_extend(BcNum *n, size_t places)
1492 {
1493         size_t len = n->len + places;
1494
1495         if (places != 0) {
1496                 if (n->cap < len) bc_num_expand(n, len);
1497
1498                 memmove(n->num + places, n->num, sizeof(BcDig) * n->len);
1499                 memset(n->num, 0, sizeof(BcDig) * places);
1500
1501                 n->len += places;
1502                 n->rdx += places;
1503         }
1504 }
1505
1506 static void bc_num_clean(BcNum *n)
1507 {
1508         while (n->len > 0 && n->num[n->len - 1] == 0) --n->len;
1509         if (n->len == 0)
1510                 n->neg = false;
1511         else if (n->len < n->rdx)
1512                 n->len = n->rdx;
1513 }
1514
1515 static void bc_num_retireMul(BcNum *n, size_t scale, bool neg1, bool neg2)
1516 {
1517         if (n->rdx < scale)
1518                 bc_num_extend(n, scale - n->rdx);
1519         else
1520                 bc_num_truncate(n, n->rdx - scale);
1521
1522         bc_num_clean(n);
1523         if (n->len != 0) n->neg = !neg1 != !neg2;
1524 }
1525
1526 static void bc_num_split(BcNum *restrict n, size_t idx, BcNum *restrict a,
1527                          BcNum *restrict b)
1528 {
1529         if (idx < n->len) {
1530                 b->len = n->len - idx;
1531                 a->len = idx;
1532                 a->rdx = b->rdx = 0;
1533
1534                 memcpy(b->num, n->num + idx, b->len * sizeof(BcDig));
1535                 memcpy(a->num, n->num, idx * sizeof(BcDig));
1536         } else {
1537                 bc_num_zero(b);
1538                 bc_num_copy(a, n);
1539         }
1540
1541         bc_num_clean(a);
1542         bc_num_clean(b);
1543 }
1544
1545 static BC_STATUS zbc_num_shift(BcNum *n, size_t places)
1546 {
1547         if (places == 0 || n->len == 0) RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1548
1549         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
1550         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
1551                 if (places + n->len > BC_MAX_NUM)
1552                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
1553         }
1554
1555         if (n->rdx >= places)
1556                 n->rdx -= places;
1557         else {
1558                 bc_num_extend(n, places - n->rdx);
1559                 n->rdx = 0;
1560         }
1561
1562         bc_num_clean(n);
1563
1564         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1565 }
1566 #define zbc_num_shift(...) (zbc_num_shift(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1567
1568 typedef BC_STATUS (*BcNumBinaryOp)(BcNum *, BcNum *, BcNum *, size_t) FAST_FUNC;
1569
1570 static BC_STATUS zbc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
1571                               BcNumBinaryOp op, size_t req)
1572 {
1573         BcStatus s;
1574         BcNum num2, *ptr_a, *ptr_b;
1575         bool init = false;
1576
1577         if (c == a) {
1578                 ptr_a = &num2;
1579                 memcpy(ptr_a, c, sizeof(BcNum));
1580                 init = true;
1581         } else
1582                 ptr_a = a;
1583
1584         if (c == b) {
1585                 ptr_b = &num2;
1586                 if (c != a) {
1587                         memcpy(ptr_b, c, sizeof(BcNum));
1588                         init = true;
1589                 }
1590         } else
1591                 ptr_b = b;
1592
1593         if (init)
1594                 bc_num_init(c, req);
1595         else
1596                 bc_num_expand(c, req);
1597
1598         s = BC_STATUS_SUCCESS;
1599         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) op(ptr_a, ptr_b, c, scale);
1600
1601         if (init) bc_num_free(&num2);
1602
1603         RETURN_STATUS(s);
1604 }
1605 #define zbc_num_binary(...) (zbc_num_binary(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1606
1607 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1608 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1609 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1610 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1611 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1612 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1613
1614 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1615 {
1616         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_a : zbc_num_s;
1617         (void) scale;
1618         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, false, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
1619 }
1620
1621 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1622 {
1623         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_s : zbc_num_a;
1624         (void) scale;
1625         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, true, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
1626 }
1627
1628 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1629 {
1630         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
1631         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_m, req));
1632 }
1633
1634 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1635 {
1636         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
1637         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_d, req));
1638 }
1639
1640 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1641 {
1642         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
1643         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_rem, req));
1644 }
1645
1646 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1647 {
1648         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_p, a->len * b->len + 1));
1649 }
1650
1651 static const BcNumBinaryOp zxc_program_ops[] = {
1652         zbc_num_pow, zbc_num_mul, zbc_num_div, zbc_num_mod, zbc_num_add, zbc_num_sub,
1653 };
1654 #define zbc_num_add(...) (zbc_num_add(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1655 #define zbc_num_sub(...) (zbc_num_sub(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1656 #define zbc_num_mul(...) (zbc_num_mul(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1657 #define zbc_num_div(...) (zbc_num_div(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1658 #define zbc_num_mod(...) (zbc_num_mod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1659 #define zbc_num_pow(...) (zbc_num_pow(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1660
1661 static BC_STATUS zbc_num_inv(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1662 {
1663         BcNum one;
1664         BcDig num[2];
1665
1666         one.cap = 2;
1667         one.num = num;
1668         bc_num_one(&one);
1669
1670         RETURN_STATUS(zbc_num_div(&one, a, b, scale));
1671 }
1672 #define zbc_num_inv(...) (zbc_num_inv(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1673
1674 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1675 {
1676         BcDig *ptr, *ptr_a, *ptr_b, *ptr_c;
1677         size_t i, max, min_rdx, min_int, diff, a_int, b_int;
1678         unsigned carry;
1679
1680         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1681         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1682
1683         if (a->len == 0) {
1684                 bc_num_copy(c, b);
1685                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1686                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1687         }
1688         if (b->len == 0) {
1689                 bc_num_copy(c, a);
1690                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1691         }
1692
1693         c->neg = a->neg;
1694         c->rdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1695         min_rdx = BC_MIN(a->rdx, b->rdx);
1696         c->len = 0;
1697
1698         if (a->rdx > b->rdx) {
1699                 diff = a->rdx - b->rdx;
1700                 ptr = a->num;
1701                 ptr_a = a->num + diff;
1702                 ptr_b = b->num;
1703         } else {
1704                 diff = b->rdx - a->rdx;
1705                 ptr = b->num;
1706                 ptr_a = a->num;
1707                 ptr_b = b->num + diff;
1708         }
1709
1710         ptr_c = c->num;
1711         for (i = 0; i < diff; ++i, ++c->len)
1712                 ptr_c[i] = ptr[i];
1713
1714         ptr_c += diff;
1715         a_int = BC_NUM_INT(a);
1716         b_int = BC_NUM_INT(b);
1717
1718         if (a_int > b_int) {
1719                 min_int = b_int;
1720                 max = a_int;
1721                 ptr = ptr_a;
1722         } else {
1723                 min_int = a_int;
1724                 max = b_int;
1725                 ptr = ptr_b;
1726         }
1727
1728         carry = 0;
1729         for (i = 0; i < min_rdx + min_int; ++i) {
1730                 unsigned in = (unsigned)ptr_a[i] + (unsigned)ptr_b[i] + carry;
1731                 carry = in / 10;
1732                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1733         }
1734         for (; i < max + min_rdx; ++i) {
1735                 unsigned in = (unsigned)ptr[i] + carry;
1736                 carry = in / 10;
1737                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1738         }
1739         c->len += i;
1740
1741         if (carry != 0) c->num[c->len++] = (BcDig) carry;
1742
1743         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1744 }
1745
1746 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1747 {
1748         ssize_t cmp;
1749         BcNum *minuend, *subtrahend;
1750         size_t start;
1751         bool aneg, bneg, neg;
1752
1753         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1754         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1755
1756         if (a->len == 0) {
1757                 bc_num_copy(c, b);
1758                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1759                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1760         }
1761         if (b->len == 0) {
1762                 bc_num_copy(c, a);
1763                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1764         }
1765
1766         aneg = a->neg;
1767         bneg = b->neg;
1768         a->neg = b->neg = false;
1769
1770         cmp = bc_num_cmp(a, b);
1771
1772         a->neg = aneg;
1773         b->neg = bneg;
1774
1775         if (cmp == 0) {
1776                 bc_num_setToZero(c, BC_MAX(a->rdx, b->rdx));
1777                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1778         }
1779         if (cmp > 0) {
1780                 neg = a->neg;
1781                 minuend = a;
1782                 subtrahend = b;
1783         } else {
1784                 neg = b->neg;
1785                 if (sub) neg = !neg;
1786                 minuend = b;
1787                 subtrahend = a;
1788         }
1789
1790         bc_num_copy(c, minuend);
1791         c->neg = neg;
1792
1793         if (c->rdx < subtrahend->rdx) {
1794                 bc_num_extend(c, subtrahend->rdx - c->rdx);
1795                 start = 0;
1796         } else
1797                 start = c->rdx - subtrahend->rdx;
1798
1799         bc_num_subArrays(c->num + start, subtrahend->num, subtrahend->len);
1800
1801         bc_num_clean(c);
1802
1803         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1804 }
1805
1806 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_k(BcNum *restrict a, BcNum *restrict b,
1807                          BcNum *restrict c)
1808 #define zbc_num_k(...) (zbc_num_k(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1809 {
1810         BcStatus s;
1811         size_t max = BC_MAX(a->len, b->len), max2 = (max + 1) / 2;
1812         BcNum l1, h1, l2, h2, m2, m1, z0, z1, z2, temp;
1813         bool aone;
1814
1815         if (a->len == 0 || b->len == 0) {
1816                 bc_num_zero(c);
1817                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1818         }
1819         aone = BC_NUM_ONE(a);
1820         if (aone || BC_NUM_ONE(b)) {
1821                 bc_num_copy(c, aone ? b : a);
1822                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1823         }
1824
1825         if (a->len + b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1826          || a->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1827          || b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1828         ) {
1829                 size_t i, j, len;
1830
1831                 bc_num_expand(c, a->len + b->len + 1);
1832
1833                 memset(c->num, 0, sizeof(BcDig) * c->cap);
1834                 c->len = len = 0;
1835
1836                 for (i = 0; i < b->len; ++i) {
1837                         unsigned carry = 0;
1838                         for (j = 0; j < a->len; ++j) {
1839                                 unsigned in = c->num[i + j];
1840                                 in += (unsigned)a->num[j] * (unsigned)b->num[i] + carry;
1841                                 // note: compilers prefer _unsigned_ div/const
1842                                 carry = in / 10;
1843                                 c->num[i + j] = (BcDig)(in % 10);
1844                         }
1845
1846                         c->num[i + j] += (BcDig) carry;
1847                         len = BC_MAX(len, i + j + !!carry);
1848
1849 #if ENABLE_FEATURE_BC_INTERACTIVE
1850                         // a=2^1000000
1851                         // a*a <- without check below, this will not be interruptible
1852                         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE;
1853 #endif
1854                 }
1855
1856                 c->len = len;
1857
1858                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1859         }
1860
1861         bc_num_init(&l1, max);
1862         bc_num_init(&h1, max);
1863         bc_num_init(&l2, max);
1864         bc_num_init(&h2, max);
1865         bc_num_init(&m1, max);
1866         bc_num_init(&m2, max);
1867         bc_num_init(&z0, max);
1868         bc_num_init(&z1, max);
1869         bc_num_init(&z2, max);
1870         bc_num_init(&temp, max + max);
1871
1872         bc_num_split(a, max2, &l1, &h1);
1873         bc_num_split(b, max2, &l2, &h2);
1874
1875         s = zbc_num_add(&h1, &l1, &m1, 0);
1876         if (s) goto err;
1877         s = zbc_num_add(&h2, &l2, &m2, 0);
1878         if (s) goto err;
1879
1880         s = zbc_num_k(&h1, &h2, &z0);
1881         if (s) goto err;
1882         s = zbc_num_k(&m1, &m2, &z1);
1883         if (s) goto err;
1884         s = zbc_num_k(&l1, &l2, &z2);
1885         if (s) goto err;
1886
1887         s = zbc_num_sub(&z1, &z0, &temp, 0);
1888         if (s) goto err;
1889         s = zbc_num_sub(&temp, &z2, &z1, 0);
1890         if (s) goto err;
1891
1892         s = zbc_num_shift(&z0, max2 * 2);
1893         if (s) goto err;
1894         s = zbc_num_shift(&z1, max2);
1895         if (s) goto err;
1896         s = zbc_num_add(&z0, &z1, &temp, 0);
1897         if (s) goto err;
1898         s = zbc_num_add(&temp, &z2, c, 0);
1899  err:
1900         bc_num_free(&temp);
1901         bc_num_free(&z2);
1902         bc_num_free(&z1);
1903         bc_num_free(&z0);
1904         bc_num_free(&m2);
1905         bc_num_free(&m1);
1906         bc_num_free(&h2);
1907         bc_num_free(&l2);
1908         bc_num_free(&h1);
1909         bc_num_free(&l1);
1910         RETURN_STATUS(s);
1911 }
1912
1913 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1914 {
1915         BcStatus s;
1916         BcNum cpa, cpb;
1917         size_t maxrdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1918
1919         scale = BC_MAX(scale, a->rdx);
1920         scale = BC_MAX(scale, b->rdx);
1921         scale = BC_MIN(a->rdx + b->rdx, scale);
1922         maxrdx = BC_MAX(maxrdx, scale);
1923
1924         bc_num_init(&cpa, a->len);
1925         bc_num_init(&cpb, b->len);
1926
1927         bc_num_copy(&cpa, a);
1928         bc_num_copy(&cpb, b);
1929         cpa.neg = cpb.neg = false;
1930
1931         s = zbc_num_shift(&cpa, maxrdx);
1932         if (s) goto err;
1933         s = zbc_num_shift(&cpb, maxrdx);
1934         if (s) goto err;
1935         s = zbc_num_k(&cpa, &cpb, c);
1936         if (s) goto err;
1937
1938         maxrdx += scale;
1939         bc_num_expand(c, c->len + maxrdx);
1940
1941         if (c->len < maxrdx) {
1942                 memset(c->num + c->len, 0, (c->cap - c->len) * sizeof(BcDig));
1943                 c->len += maxrdx;
1944         }
1945
1946         c->rdx = maxrdx;
1947         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1948  err:
1949         bc_num_free(&cpb);
1950         bc_num_free(&cpa);
1951         RETURN_STATUS(s);
1952 }
1953 #define zbc_num_m(...) (zbc_num_m(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1954
1955 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1956 {
1957         BcStatus s;
1958         size_t len, end, i;
1959         BcNum cp;
1960
1961         if (b->len == 0)
1962                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
1963         if (a->len == 0) {
1964                 bc_num_setToZero(c, scale);
1965                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1966         }
1967         if (BC_NUM_ONE(b)) {
1968                 bc_num_copy(c, a);
1969                 bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1970                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1971         }
1972
1973         bc_num_init(&cp, BC_NUM_MREQ(a, b, scale));
1974         bc_num_copy(&cp, a);
1975         len = b->len;
1976
1977         if (len > cp.len) {
1978                 bc_num_expand(&cp, len + 2);
1979                 bc_num_extend(&cp, len - cp.len);
1980         }
1981
1982         if (b->rdx > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, b->rdx - cp.rdx);
1983         cp.rdx -= b->rdx;
1984         if (scale > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, scale - cp.rdx);
1985
1986         if (b->rdx == b->len) {
1987                 for (;;) {
1988                         if (len == 0) break;
1989                         len--;
1990                         if (b->num[len] != 0)
1991                                 break;
1992                 }
1993                 len++;
1994         }
1995
1996         if (cp.cap == cp.len) bc_num_expand(&cp, cp.len + 1);
1997
1998         // We want an extra zero in front to make things simpler.
1999         cp.num[cp.len++] = 0;
2000         end = cp.len - len;
2001
2002         bc_num_expand(c, cp.len);
2003
2004         bc_num_zero(c);
2005         memset(c->num + end, 0, (c->cap - end) * sizeof(BcDig));
2006         c->rdx = cp.rdx;
2007         c->len = cp.len;
2008
2009         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2010         for (i = end - 1; i < end; --i) {
2011                 BcDig *n, q;
2012                 n = cp.num + i;
2013                 for (q = 0; n[len] != 0 || bc_num_compare(n, b->num, len) >= 0; ++q)
2014                         bc_num_subArrays(n, b->num, len);
2015                 c->num[i] = q;
2016 #if ENABLE_FEATURE_BC_INTERACTIVE
2017                 // a=2^100000
2018                 // scale=40000
2019                 // 1/a <- without check below, this will not be interruptible
2020                 if (G_interrupt) {
2021                         s = BC_STATUS_FAILURE;
2022                         break;
2023                 }
2024 #endif
2025         }
2026
2027         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
2028         bc_num_free(&cp);
2029
2030         RETURN_STATUS(s);
2031 }
2032 #define zbc_num_d(...) (zbc_num_d(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2033
2034 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_r(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c,
2035                          BcNum *restrict d, size_t scale, size_t ts)
2036 {
2037         BcStatus s;
2038         BcNum temp;
2039         bool neg;
2040
2041         if (b->len == 0)
2042                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2043
2044         if (a->len == 0) {
2045                 bc_num_setToZero(d, ts);
2046                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2047         }
2048
2049         bc_num_init(&temp, d->cap);
2050         s = zbc_num_d(a, b, c, scale);
2051         if (s) goto err;
2052
2053         if (scale != 0) scale = ts;
2054
2055         s = zbc_num_m(c, b, &temp, scale);
2056         if (s) goto err;
2057         s = zbc_num_sub(a, &temp, d, scale);
2058         if (s) goto err;
2059
2060         if (ts > d->rdx && d->len) bc_num_extend(d, ts - d->rdx);
2061
2062         neg = d->neg;
2063         bc_num_retireMul(d, ts, a->neg, b->neg);
2064         d->neg = neg;
2065  err:
2066         bc_num_free(&temp);
2067         RETURN_STATUS(s);
2068 }
2069 #define zbc_num_r(...) (zbc_num_r(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2070
2071 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2072 {
2073         BcStatus s;
2074         BcNum c1;
2075         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2076
2077         bc_num_init(&c1, len);
2078         s = zbc_num_r(a, b, &c1, c, scale, ts);
2079         bc_num_free(&c1);
2080
2081         RETURN_STATUS(s);
2082 }
2083 #define zbc_num_rem(...) (zbc_num_rem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2084
2085 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2086 {
2087         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2088         BcNum copy;
2089         unsigned long pow;
2090         size_t i, powrdx, resrdx;
2091         bool neg;
2092
2093         // GNU bc does not allow 2^2.0 - we do
2094         for (i = 0; i < b->rdx; i++)
2095                 if (b->num[i] != 0)
2096                         RETURN_STATUS(bc_error("not an integer"));
2097
2098         if (b->len == 0) {
2099                 bc_num_one(c);
2100                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2101         }
2102         if (a->len == 0) {
2103                 bc_num_setToZero(c, scale);
2104                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2105         }
2106         if (BC_NUM_ONE(b)) {
2107                 if (!b->neg)
2108                         bc_num_copy(c, a);
2109                 else
2110                         s = zbc_num_inv(a, c, scale);
2111                 RETURN_STATUS(s);
2112         }
2113
2114         neg = b->neg;
2115         s = zbc_num_ulong_abs(b, &pow);
2116         if (s) RETURN_STATUS(s);
2117         // b is not used beyond this point
2118
2119         bc_num_init(&copy, a->len);
2120         bc_num_copy(&copy, a);
2121
2122         if (!neg) {
2123                 if (a->rdx > scale)
2124                         scale = a->rdx;
2125                 if (a->rdx * pow < scale)
2126                         scale = a->rdx * pow;
2127         }
2128
2129
2130         for (powrdx = a->rdx; !(pow & 1); pow >>= 1) {
2131                 powrdx <<= 1;
2132                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2133                 if (s) goto err;
2134                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2135                 //if (G_interrupt) {
2136                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2137                 //      goto err;
2138                 //}
2139         }
2140
2141         bc_num_copy(c, &copy);
2142
2143         for (resrdx = powrdx, pow >>= 1; pow != 0; pow >>= 1) {
2144                 powrdx <<= 1;
2145                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2146                 if (s) goto err;
2147
2148                 if (pow & 1) {
2149                         resrdx += powrdx;
2150                         s = zbc_num_mul(c, &copy, c, resrdx);
2151                         if (s) goto err;
2152                 }
2153                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2154                 //if (G_interrupt) {
2155                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2156                 //      goto err;
2157                 //}
2158         }
2159
2160         if (neg) {
2161                 s = zbc_num_inv(c, c, scale);
2162                 if (s) goto err;
2163         }
2164
2165         if (c->rdx > scale) bc_num_truncate(c, c->rdx - scale);
2166
2167         // We can't use bc_num_clean() here.
2168         for (i = 0; i < c->len; ++i)
2169                 if (c->num[i] != 0)
2170                         goto skip;
2171         bc_num_setToZero(c, scale);
2172  skip:
2173
2174  err:
2175         bc_num_free(&copy);
2176         RETURN_STATUS(s);
2177 }
2178 #define zbc_num_p(...) (zbc_num_p(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2179
2180 static BC_STATUS zbc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *restrict b, size_t scale)
2181 {
2182         BcStatus s;
2183         BcNum num1, num2, half, f, fprime, *x0, *x1, *temp;
2184         BcDig half_digs[1];
2185         size_t pow, len, digs, digs1, resrdx, req, times = 0;
2186         ssize_t cmp = 1, cmp1 = SSIZE_MAX, cmp2 = SSIZE_MAX;
2187
2188         req = BC_MAX(scale, a->rdx) + ((BC_NUM_INT(a) + 1) >> 1) + 1;
2189         bc_num_expand(b, req);
2190
2191         if (a->len == 0) {
2192                 bc_num_setToZero(b, scale);
2193                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2194         }
2195         if (a->neg) {
2196                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2197         }
2198         if (BC_NUM_ONE(a)) {
2199                 bc_num_one(b);
2200                 bc_num_extend(b, scale);
2201                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2202         }
2203
2204         scale = BC_MAX(scale, a->rdx) + 1;
2205         len = a->len + scale;
2206
2207         bc_num_init(&num1, len);
2208         bc_num_init(&num2, len);
2209
2210         half.cap = ARRAY_SIZE(half_digs);
2211         half.num = half_digs;
2212         bc_num_one(&half);
2213         half_digs[0] = 5;
2214         half.rdx = 1;
2215
2216         bc_num_init(&f, len);
2217         bc_num_init(&fprime, len);
2218
2219         x0 = &num1;
2220         x1 = &num2;
2221
2222         bc_num_one(x0);
2223         pow = BC_NUM_INT(a);
2224
2225         if (pow) {
2226                 if (pow & 1)
2227                         x0->num[0] = 2;
2228                 else
2229                         x0->num[0] = 6;
2230
2231                 pow -= 2 - (pow & 1);
2232
2233                 bc_num_extend(x0, pow);
2234
2235                 // Make sure to move the radix back.
2236                 x0->rdx -= pow;
2237         }
2238
2239         x0->rdx = digs = digs1 = 0;
2240         resrdx = scale + 2;
2241         len = BC_NUM_INT(x0) + resrdx - 1;
2242
2243         while (cmp != 0 || digs < len) {
2244                 s = zbc_num_div(a, x0, &f, resrdx);
2245                 if (s) goto err;
2246                 s = zbc_num_add(x0, &f, &fprime, resrdx);
2247                 if (s) goto err;
2248                 s = zbc_num_mul(&fprime, &half, x1, resrdx);
2249                 if (s) goto err;
2250
2251                 cmp = bc_num_cmp(x1, x0);
2252                 digs = x1->len - (unsigned long long) llabs(cmp);
2253
2254                 if (cmp == cmp2 && digs == digs1)
2255                         times += 1;
2256                 else
2257                         times = 0;
2258
2259                 resrdx += times > 4;
2260
2261                 cmp2 = cmp1;
2262                 cmp1 = cmp;
2263                 digs1 = digs;
2264
2265                 temp = x0;
2266                 x0 = x1;
2267                 x1 = temp;
2268         }
2269
2270         bc_num_copy(b, x0);
2271         scale -= 1;
2272         if (b->rdx > scale) bc_num_truncate(b, b->rdx - scale);
2273  err:
2274         bc_num_free(&fprime);
2275         bc_num_free(&f);
2276         bc_num_free(&num2);
2277         bc_num_free(&num1);
2278         RETURN_STATUS(s);
2279 }
2280 #define zbc_num_sqrt(...) (zbc_num_sqrt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2281
2282 static BC_STATUS zbc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
2283                               size_t scale)
2284 {
2285         BcStatus s;
2286         BcNum num2, *ptr_a;
2287         bool init = false;
2288         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2289
2290         if (c == a) {
2291                 memcpy(&num2, c, sizeof(BcNum));
2292                 ptr_a = &num2;
2293                 bc_num_init(c, len);
2294                 init = true;
2295         } else {
2296                 ptr_a = a;
2297                 bc_num_expand(c, len);
2298         }
2299
2300         s = zbc_num_r(ptr_a, b, c, d, scale, ts);
2301
2302         if (init) bc_num_free(&num2);
2303
2304         RETURN_STATUS(s);
2305 }
2306 #define zbc_num_divmod(...) (zbc_num_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2307
2308 #if ENABLE_DC
2309 static BC_STATUS zdc_num_modexp(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *restrict d)
2310 {
2311         BcStatus s;
2312         BcNum base, exp, two, temp;
2313         BcDig two_digs[1];
2314
2315         if (c->len == 0)
2316                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2317         if (a->rdx || b->rdx || c->rdx)
2318                 RETURN_STATUS(bc_error("not an integer"));
2319         if (b->neg)
2320                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2321
2322         bc_num_expand(d, c->len);
2323         bc_num_init(&base, c->len);
2324         bc_num_init(&exp, b->len);
2325         bc_num_init(&temp, b->len);
2326
2327         two.cap = ARRAY_SIZE(two_digs);
2328         two.num = two_digs;
2329         bc_num_one(&two);
2330         two_digs[0] = 2;
2331
2332         bc_num_one(d);
2333
2334         s = zbc_num_rem(a, c, &base, 0);
2335         if (s) goto err;
2336         bc_num_copy(&exp, b);
2337
2338         while (exp.len != 0) {
2339                 s = zbc_num_divmod(&exp, &two, &exp, &temp, 0);
2340                 if (s) goto err;
2341
2342                 if (BC_NUM_ONE(&temp)) {
2343                         s = zbc_num_mul(d, &base, &temp, 0);
2344                         if (s) goto err;
2345                         s = zbc_num_rem(&temp, c, d, 0);
2346                         if (s) goto err;
2347                 }
2348
2349                 s = zbc_num_mul(&base, &base, &temp, 0);
2350                 if (s) goto err;
2351                 s = zbc_num_rem(&temp, c, &base, 0);
2352                 if (s) goto err;
2353         }
2354  err:
2355         bc_num_free(&temp);
2356         bc_num_free(&exp);
2357         bc_num_free(&base);
2358         RETURN_STATUS(s);
2359 }
2360 #define zdc_num_modexp(...) (zdc_num_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2361 #endif // ENABLE_DC
2362
2363 static FAST_FUNC void bc_string_free(void *string)
2364 {
2365         free(*(char**)string);
2366 }
2367
2368 static void bc_func_init(BcFunc *f)
2369 {
2370         bc_char_vec_init(&f->code);
2371         IF_BC(bc_vec_init(&f->labels, sizeof(size_t), NULL);)
2372         IF_BC(bc_vec_init(&f->autos, sizeof(BcId), bc_id_free);)
2373         IF_BC(bc_vec_init(&f->strs, sizeof(char *), bc_string_free);)
2374         IF_BC(bc_vec_init(&f->consts, sizeof(char *), bc_string_free);)
2375         IF_BC(f->nparams = 0;)
2376 }
2377
2378 static FAST_FUNC void bc_func_free(void *func)
2379 {
2380         BcFunc *f = (BcFunc *) func;
2381         bc_vec_free(&f->code);
2382         IF_BC(bc_vec_free(&f->labels);)
2383         IF_BC(bc_vec_free(&f->autos);)
2384         IF_BC(bc_vec_free(&f->strs);)
2385         IF_BC(bc_vec_free(&f->consts);)
2386 }
2387
2388 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len);
2389
2390 static void bc_array_init(BcVec *a, bool nums)
2391 {
2392         if (nums)
2393                 bc_vec_init(a, sizeof(BcNum), bc_num_free);
2394         else
2395                 bc_vec_init(a, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
2396         bc_array_expand(a, 1);
2397 }
2398
2399 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len)
2400 {
2401         if (a->dtor == bc_num_free
2402          // && a->size == sizeof(BcNum) - always true
2403         ) {
2404                 BcNum n;
2405                 while (len > a->len) {
2406                         bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
2407                         bc_vec_push(a, &n);
2408                 }
2409         } else {
2410                 BcVec v;
2411                 while (len > a->len) {
2412                         bc_array_init(&v, true);
2413                         bc_vec_push(a, &v);
2414                 }
2415         }
2416 }
2417
2418 static void bc_array_copy(BcVec *d, const BcVec *s)
2419 {
2420         BcNum *dnum, *snum;
2421         size_t i;
2422
2423         bc_vec_pop_all(d);
2424         bc_vec_expand(d, s->cap);
2425         d->len = s->len;
2426
2427         dnum = (void*)d->v;
2428         snum = (void*)s->v;
2429         for (i = 0; i < s->len; i++, dnum++, snum++) {
2430                 bc_num_init(dnum, snum->len);
2431                 bc_num_copy(dnum, snum);
2432         }
2433 }
2434
2435 #if ENABLE_DC
2436 static void dc_result_copy(BcResult *d, BcResult *src)
2437 {
2438         d->t = src->t;
2439
2440         switch (d->t) {
2441                 case XC_RESULT_TEMP:
2442                 case XC_RESULT_IBASE:
2443                 case XC_RESULT_SCALE:
2444                 case XC_RESULT_OBASE:
2445                         bc_num_init(&d->d.n, src->d.n.len);
2446                         bc_num_copy(&d->d.n, &src->d.n);
2447                         break;
2448                 case XC_RESULT_VAR:
2449                 case XC_RESULT_ARRAY:
2450                 case XC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2451                         d->d.id.name = xstrdup(src->d.id.name);
2452                         break;
2453                 case XC_RESULT_CONSTANT:
2454                 IF_BC(case BC_RESULT_LAST:)
2455                 IF_BC(case BC_RESULT_ONE:)
2456                 case XC_RESULT_STR:
2457                         memcpy(&d->d.n, &src->d.n, sizeof(BcNum));
2458                         break;
2459         }
2460 }
2461 #endif // ENABLE_DC
2462
2463 static FAST_FUNC void bc_result_free(void *result)
2464 {
2465         BcResult *r = (BcResult *) result;
2466
2467         switch (r->t) {
2468                 case XC_RESULT_TEMP:
2469                 case XC_RESULT_IBASE:
2470                 case XC_RESULT_SCALE:
2471                 case XC_RESULT_OBASE:
2472                         bc_num_free(&r->d.n);
2473                         break;
2474                 case XC_RESULT_VAR:
2475                 case XC_RESULT_ARRAY:
2476                 case XC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2477                         free(r->d.id.name);
2478                         break;
2479                 default:
2480                         // Do nothing.
2481                         break;
2482         }
2483 }
2484
2485 static int bad_input_byte(char c)
2486 {
2487         if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
2488          || c > 0x7e
2489         ) {
2490                 bc_error_fmt("illegal character 0x%02x", c);
2491                 return 1;
2492         }
2493         return 0;
2494 }
2495
2496 static void xc_read_line(BcVec *vec, FILE *fp)
2497 {
2498  again:
2499         bc_vec_pop_all(vec);
2500         fflush_and_check();
2501
2502 #if ENABLE_FEATURE_BC_INTERACTIVE
2503         if (G_interrupt) { // ^C was pressed
2504  intr:
2505                 if (fp != stdin) {
2506                         // ^C while running a script (bc SCRIPT): die.
2507                         // We do not return to interactive prompt:
2508                         // user might be running us from a shell,
2509                         // and SCRIPT might be intended to terminate
2510                         // (e.g. contain a "halt" stmt).
2511                         // ^C dropping user into a bc prompt instead of
2512                         // the shell would be unexpected.
2513                         xfunc_die();
2514                 }
2515                 // ^C while interactive input
2516                 G_interrupt = 0;
2517                 // GNU bc says "interrupted execution."
2518                 // GNU dc says "Interrupt!"
2519                 fputs("\ninterrupted execution\n", stderr);
2520         }
2521
2522 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
2523         if (G_ttyin && fp == stdin) {
2524                 int n, i;
2525 #  define line_buf bb_common_bufsiz1
2526                 n = read_line_input(G.line_input_state, "", line_buf, COMMON_BUFSIZE);
2527                 if (n <= 0) { // read errors or EOF, or ^D, or ^C
2528                         if (n == 0) // ^C
2529                                 goto intr;
2530                         bc_vec_pushZeroByte(vec); // ^D or EOF (or error)
2531                         return;
2532                 }
2533                 i = 0;
2534                 for (;;) {
2535                         char c = line_buf[i++];
2536                         if (c == '\0') break;
2537                         if (bad_input_byte(c)) goto again;
2538                 }
2539                 bc_vec_string(vec, n, line_buf);
2540 #  undef line_buf
2541         } else
2542 # endif
2543 #endif
2544         {
2545                 int c;
2546                 bool bad_chars = 0;
2547
2548                 do {
2549  get_char:
2550 #if ENABLE_FEATURE_BC_INTERACTIVE
2551                         if (G_interrupt) {
2552                                 // ^C was pressed: ignore entire line, get another one
2553                                 goto again;
2554                         }
2555 #endif
2556                         c = fgetc(fp);
2557                         if (c == '\0')
2558                                 goto get_char;
2559                         if (c == EOF) {
2560                                 if (ferror(fp))
2561                                         bb_perror_msg_and_die("input error");
2562                                 // Note: EOF does not append '\n'
2563                                 break;
2564                         }
2565                         bad_chars |= bad_input_byte(c);
2566                         bc_vec_pushByte(vec, (char)c);
2567                 } while (c != '\n');
2568
2569                 if (bad_chars) {
2570                         // Bad chars on this line
2571                         if (!G.prs.lex_filename) { // stdin
2572                                 // ignore entire line, get another one
2573                                 goto again;
2574                         }
2575                         bb_perror_msg_and_die("file '%s' is not text", G.prs.lex_filename);
2576                 }
2577                 bc_vec_pushZeroByte(vec);
2578         }
2579 }
2580
2581 //
2582 // Parsing routines
2583 //
2584
2585 // "Input numbers may contain the characters 0-9 and A-Z.
2586 // (Note: They must be capitals.  Lower case letters are variable names.)
2587 // Single digit numbers always have the value of the digit regardless of
2588 // the value of ibase. (i.e. A = 10.) For multi-digit numbers, bc changes
2589 // all input digits greater or equal to ibase to the value of ibase-1.
2590 // This makes the number ZZZ always be the largest 3 digit number of the
2591 // input base."
2592 static bool xc_num_strValid(const char *val)
2593 {
2594         bool radix = false;
2595         for (;;) {
2596                 BcDig c = *val++;
2597                 if (c == '\0')
2598                         break;
2599                 if (c == '.') {
2600                         if (radix) return false;
2601                         radix = true;
2602                         continue;
2603                 }
2604                 if ((c < '0' || c > '9') && (c < 'A' || c > 'Z'))
2605                         return false;
2606         }
2607         return true;
2608 }
2609
2610 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2611 // leading zeroes in "val" are removed
2612 static void bc_num_parseDecimal(BcNum *n, const char *val)
2613 {
2614         size_t len, i;
2615         const char *ptr;
2616
2617         len = strlen(val);
2618         if (len == 0)
2619                 return;
2620
2621         bc_num_expand(n, len + 1); // +1 for e.g. "A" converting into 10
2622
2623         ptr = strchr(val, '.');
2624
2625         n->rdx = 0;
2626         if (ptr != NULL)
2627                 n->rdx = (size_t)((val + len) - (ptr + 1));
2628
2629         for (i = 0; val[i]; ++i) {
2630                 if (val[i] != '0' && val[i] != '.') {
2631                         // Not entirely zero value - convert it, and exit
2632                         if (len == 1) {
2633                                 unsigned c = val[0] - '0';
2634                                 n->len = 1;
2635                                 if (c > 9) { // A-Z => 10-36
2636                                         n->len = 2;
2637                                         c -= ('A' - '9' - 1);
2638                                         n->num[1] = c/10;
2639                                         c = c%10;
2640                                 }
2641                                 n->num[0] = c;
2642                                 break;
2643                         }
2644                         i = len - 1;
2645                         for (;;) {
2646                                 char c = val[i] - '0';
2647                                 if (c > 9) // A-Z => 9
2648                                         c = 9;
2649                                 n->num[n->len] = c;
2650                                 n->len++;
2651  skip_dot:
2652                                 if (i == 0) break;
2653                                 if (val[--i] == '.') goto skip_dot;
2654                         }
2655                         break;
2656                 }
2657         }
2658         // if for() exits without hitting if(), the value is entirely zero
2659 }
2660
2661 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2662 // leading zeroes in "val" are removed
2663 static void bc_num_parseBase(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2664 {
2665         BcStatus s;
2666         BcNum mult, result;
2667         BcNum temp;
2668         BcNum base;
2669         BcDig temp_digs[ULONG_NUM_BUFSIZE];
2670         BcDig base_digs[ULONG_NUM_BUFSIZE];
2671         size_t digits;
2672
2673         bc_num_init_DEF_SIZE(&mult);
2674
2675         temp.cap = ARRAY_SIZE(temp_digs);
2676         temp.num = temp_digs;
2677
2678         base.cap = ARRAY_SIZE(base_digs);
2679         base.num = base_digs;
2680         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
2681         base_t--;
2682
2683         for (;;) {
2684                 unsigned v;
2685                 char c;
2686
2687                 c = *val++;
2688                 if (c == '\0') goto int_err;
2689                 if (c == '.') break;
2690
2691                 v = (unsigned)(c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2692                 if (v > base_t) v = base_t;
2693
2694                 s = zbc_num_mul(n, &base, &mult, 0);
2695                 if (s) goto int_err;
2696                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2697                 s = zbc_num_add(&mult, &temp, n, 0);
2698                 if (s) goto int_err;
2699         }
2700
2701         bc_num_init(&result, base.len);
2702         //bc_num_zero(&result); - already is
2703         bc_num_one(&mult);
2704
2705         digits = 0;
2706         for (;;) {
2707                 unsigned v;
2708                 char c;
2709
2710                 c = *val++;
2711                 if (c == '\0') break;
2712                 digits++;
2713
2714                 v = (unsigned)(c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2715                 if (v > base_t) v = base_t;
2716
2717                 s = zbc_num_mul(&result, &base, &result, 0);
2718                 if (s) goto err;
2719                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2720                 s = zbc_num_add(&result, &temp, &result, 0);
2721                 if (s) goto err;
2722                 s = zbc_num_mul(&mult, &base, &mult, 0);
2723                 if (s) goto err;
2724         }
2725
2726         s = zbc_num_div(&result, &mult, &result, digits);
2727         if (s) goto err;
2728         s = zbc_num_add(n, &result, n, digits);
2729         if (s) goto err;
2730
2731         if (n->len != 0) {
2732                 if (n->rdx < digits)
2733                         bc_num_extend(n, digits - n->rdx);
2734         } else
2735                 bc_num_zero(n);
2736  err:
2737         bc_num_free(&result);
2738  int_err:
2739         bc_num_free(&mult);
2740 }
2741
2742 static BC_STATUS zxc_num_parse(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2743 {
2744         size_t i;
2745
2746         if (!xc_num_strValid(val))
2747                 RETURN_STATUS(bc_error("bad number string"));
2748
2749         bc_num_zero(n);
2750         while (*val == '0')
2751                 val++;
2752         for (i = 0; ; ++i) {
2753                 if (val[i] == '\0')
2754                         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2755                 if (val[i] != '.' && val[i] != '0')
2756                         break;
2757         }
2758
2759         if (base_t == 10 || val[1] == '\0')
2760                 // Decimal, or single-digit number
2761                 bc_num_parseDecimal(n, val);
2762         else
2763                 bc_num_parseBase(n, val, base_t);
2764
2765         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2766 }
2767 #define zxc_num_parse(...) (zxc_num_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2768
2769 // p->lex_inbuf points to the current string to be parsed.
2770 // if p->lex_inbuf points to '\0', it's either EOF or it points after
2771 // last processed line's terminating '\n' (and more reading needs to be done
2772 // to get next character).
2773 //
2774 // If you are in a situation where that is a possibility, call peek_inbuf().
2775 // If necessary, it performs more reading and changes p->lex_inbuf,
2776 // then it returns *p->lex_inbuf (which will be '\0' only if it's EOF).
2777 // After it, just referencing *p->lex_inbuf is valid, and if it wasn't '\0',
2778 // it's ok to do p->lex_inbuf++ once without end-of-buffer checking.
2779 //
2780 // eat_inbuf() is equvalent to "peek_inbuf(); if (c) p->lex_inbuf++":
2781 // it returns current char and advances the pointer (if not EOF).
2782 // After eat_inbuf(), referencing p->lex_inbuf[-1] and *p->lex_inbuf is valid.
2783 //
2784 // In many cases, you can use fast *p->lex_inbuf instead of peek_inbuf():
2785 // unless prev char might have been '\n', *p->lex_inbuf is '\0' ONLY
2786 // on real EOF, not end-of-buffer.
2787 //
2788 // bc cases to test interactively:
2789 // 1 #comment\  - prints "1<newline>" at once (comment is not continued)
2790 // 1 #comment/* - prints "1<newline>" at once
2791 // 1 #comment"  - prints "1<newline>" at once
2792 // 1\#comment   - error at once (\ is not a line continuation)
2793 // 1 + /*"*/2   - prints "3<newline>" at once
2794 // 1 + /*#*/2   - prints "3<newline>" at once
2795 // "str\"       - prints "str\" at once
2796 // "str#"       - prints "str#" at once
2797 // "str/*"      - prints "str/*" at once
2798 // "str#\       - waits for second line
2799 // end"         - ...prints "str#\<newline>end"
2800 static char peek_inbuf(void)
2801 {
2802         if (*G.prs.lex_inbuf == '\0'
2803          && G.prs.lex_input_fp
2804         ) {
2805                 xc_read_line(&G.input_buffer, G.prs.lex_input_fp);
2806                 G.prs.lex_inbuf = G.input_buffer.v;
2807                 if (G.input_buffer.len <= 1) // on EOF, len is 1 (NUL byte)
2808                         G.prs.lex_input_fp = NULL;
2809         }
2810         return *G.prs.lex_inbuf;
2811 }
2812 static char eat_inbuf(void)
2813 {
2814         char c = peek_inbuf();
2815         if (c) G.prs.lex_inbuf++;
2816         return c;
2817 }
2818
2819 static void xc_lex_lineComment(void)
2820 {
2821         BcParse *p = &G.prs;
2822         char c;
2823
2824         // Try: echo -n '#foo' | bc
2825         p->lex = XC_LEX_WHITESPACE;
2826
2827         // Not peek_inbuf(): we depend on input being done in whole lines:
2828         // '\0' which isn't the EOF can only be seen after '\n'.
2829         while ((c = *p->lex_inbuf) != '\n' && c != '\0')
2830                 p->lex_inbuf++;
2831 }
2832
2833 static void xc_lex_whitespace(void)
2834 {
2835         BcParse *p = &G.prs;
2836
2837         p->lex = XC_LEX_WHITESPACE;
2838         for (;;) {
2839                 // We depend here on input being done in whole lines:
2840                 // '\0' which isn't the EOF can only be seen after '\n'.
2841                 char c = *p->lex_inbuf;
2842                 if (c == '\n') // this is XC_LEX_NLINE, not XC_LEX_WHITESPACE
2843                         break;
2844                 if (!isspace(c))
2845                         break;
2846                 p->lex_inbuf++;
2847         }
2848 }
2849
2850 static BC_STATUS zxc_lex_number(char last)
2851 {
2852         BcParse *p = &G.prs;
2853         bool pt;
2854         char last_valid_ch;
2855
2856         bc_vec_pop_all(&p->lex_strnumbuf);
2857         bc_vec_pushByte(&p->lex_strnumbuf, last);
2858
2859 // bc: "Input numbers may contain the characters 0-9 and A-Z.
2860 // (Note: They must be capitals.  Lower case letters are variable names.)
2861 // Single digit numbers always have the value of the digit regardless of
2862 // the value of ibase. (i.e. A = 10.) For multi-digit numbers, bc changes
2863 // all input digits greater or equal to ibase to the value of ibase-1.
2864 // This makes the number ZZZ always be the largest 3 digit number of the
2865 // input base."
2866 // dc only allows A-F, the rules about single-char and multi-char are the same.
2867         last_valid_ch = (IS_BC ? 'Z' : 'F');
2868         pt = (last == '.');
2869         p->lex = XC_LEX_NUMBER;
2870         for (;;) {
2871                 // We depend here on input being done in whole lines:
2872                 // '\0' which isn't the EOF can only be seen after '\n'.
2873                 char c = *p->lex_inbuf;
2874  check_c:
2875                 if (c == '\0')
2876                         break;
2877                 if (c == '\\' && p->lex_inbuf[1] == '\n') {
2878                         p->lex_inbuf += 2;
2879                         p->lex_line++;
2880                         dbg_lex("++p->lex_line=%zd", p->lex_line);
2881                         c = peek_inbuf(); // force next line to be read
2882                         goto check_c;
2883                 }
2884                 if (!isdigit(c) && (c < 'A' || c > last_valid_ch)) {
2885                         if (c != '.') break;
2886                         // if '.' was already seen, stop on second one:
2887                         if (pt) break;
2888                         pt = true;
2889                 }
2890                 // c is one of "0-9A-Z."
2891                 last = c;
2892                 bc_vec_push(&p->lex_strnumbuf, p->lex_inbuf);
2893                 p->lex_inbuf++;
2894         }
2895         if (last == '.') // remove trailing '.' if any
2896                 bc_vec_pop(&p->lex_strnumbuf);
2897         bc_vec_pushZeroByte(&p->lex_strnumbuf);
2898
2899         G.err_line = G.prs.lex_line;
2900         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2901 }
2902 #define zxc_lex_number(...) (zxc_lex_number(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2903
2904 static void xc_lex_name(void)
2905 {
2906         BcParse *p = &G.prs;
2907         size_t i;
2908         const char *buf;
2909
2910         p->lex = XC_LEX_NAME;
2911
2912         // Since names can't cross lines with \<newline>,
2913         // we depend on the fact that whole line is in the buffer
2914         i = 0;
2915         buf = p->lex_inbuf - 1;
2916         for (;;) {
2917                 char c = buf[i];
2918                 if ((c < 'a' || c > 'z') && !isdigit(c) && c != '_') break;
2919                 i++;
2920         }
2921
2922 #if 0 // We do not protect against people with gigabyte-long names
2923         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
2924         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
2925                 if (i > BC_MAX_STRING)
2926                         return bc_error("name too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]");
2927         }
2928 #endif
2929         bc_vec_string(&p->lex_strnumbuf, i, buf);
2930
2931         // Increment the index. We minus 1 because it has already been incremented.
2932         p->lex_inbuf += i - 1;
2933
2934         //return BC_STATUS_SUCCESS;
2935 }
2936
2937 IF_BC(static BC_STATUS zbc_lex_token(void);)
2938 IF_DC(static BC_STATUS zdc_lex_token(void);)
2939 #define zbc_lex_token(...) (zbc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2940 #define zdc_lex_token(...) (zdc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2941
2942 static BC_STATUS zxc_lex_next(void)
2943 {
2944         BcParse *p = &G.prs;
2945         BcStatus s;
2946
2947         G.err_line = p->lex_line;
2948         p->lex_last = p->lex;
2949 //why?
2950 //      if (p->lex_last == XC_LEX_EOF)
2951 //              RETURN_STATUS(bc_error("end of file"));
2952
2953         // Loop until failure or we don't have whitespace. This
2954         // is so the parser doesn't get inundated with whitespace.
2955         // Comments are also XC_LEX_WHITESPACE tokens and eaten here.
2956         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2957         do {
2958                 if (*p->lex_inbuf == '\0') {
2959                         p->lex = XC_LEX_EOF;
2960                         if (peek_inbuf() == '\0')
2961                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2962                 }
2963                 p->lex_next_at = p->lex_inbuf;
2964                 dbg_lex("next string to parse:'%.*s'",
2965                         (int)(strchrnul(p->lex_next_at, '\n') - p->lex_next_at),
2966                         p->lex_next_at
2967                 );
2968                 if (IS_BC) {
2969                         IF_BC(s = zbc_lex_token());
2970                 } else {
2971                         IF_DC(s = zdc_lex_token());
2972                 }
2973         } while (!s && p->lex == XC_LEX_WHITESPACE);
2974         dbg_lex("p->lex from string:%d", p->lex);
2975
2976         RETURN_STATUS(s);
2977 }
2978 #define zxc_lex_next(...) (zxc_lex_next(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2979
2980 #if ENABLE_BC
2981 static BC_STATUS zbc_lex_skip_if_at_NLINE(void)
2982 {
2983         if (G.prs.lex == XC_LEX_NLINE)
2984                 RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
2985         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2986 }
2987 #define zbc_lex_skip_if_at_NLINE(...) (zbc_lex_skip_if_at_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2988
2989 static BC_STATUS zbc_lex_next_and_skip_NLINE(void)
2990 {
2991         BcStatus s;
2992         s = zxc_lex_next();
2993         if (s) RETURN_STATUS(s);
2994         // if(cond)<newline>stmt is accepted too (but not 2+ newlines)
2995         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE();
2996         RETURN_STATUS(s);
2997 }
2998 #define zbc_lex_next_and_skip_NLINE(...) (zbc_lex_next_and_skip_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2999
3000 static BC_STATUS zbc_lex_identifier(void)
3001 {
3002         BcParse *p = &G.prs;
3003         BcStatus s;
3004         unsigned i;
3005         const char *buf = p->lex_inbuf - 1;
3006
3007         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bc_lex_kws); ++i) {
3008                 const char *keyword8 = bc_lex_kws[i].name8;
3009                 unsigned j = 0;
3010                 while (buf[j] != '\0' && buf[j] == keyword8[j]) {
3011                         j++;
3012                         if (j == 8) goto match;
3013                 }
3014                 if (keyword8[j] != '\0')
3015                         continue;
3016  match:
3017                 // buf starts with keyword bc_lex_kws[i]
3018                 if (isalnum(buf[j]) || buf[j]=='_')
3019                         continue; // "ifz" does not match "if" keyword, "if." does
3020                 p->lex = BC_LEX_KEY_1st_keyword + i;
3021                 if (!keyword_is_POSIX(i)) {
3022                         s = zbc_posix_error_fmt("%sthe '%.8s' keyword", "POSIX does not allow ", bc_lex_kws[i].name8);
3023                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3024                 }
3025
3026                 // We minus 1 because the index has already been incremented.
3027                 p->lex_inbuf += j - 1;
3028                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3029         }
3030
3031         xc_lex_name();
3032         s = BC_STATUS_SUCCESS;
3033
3034         if (p->lex_strnumbuf.len > 2) {
3035                 // Prevent this:
3036                 // >>> qwe=1
3037                 // bc: POSIX only allows one character names; this is bad: 'qwe=1
3038                 // '
3039                 unsigned len = strchrnul(buf, '\n') - buf;
3040                 s = zbc_posix_error_fmt("POSIX only allows one character names; this is bad: '%.*s'", len, buf);
3041         }
3042
3043         RETURN_STATUS(s);
3044 }
3045 #define zbc_lex_identifier(...) (zbc_lex_identifier(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3046
3047 static BC_STATUS zbc_lex_string(void)
3048 {
3049         BcParse *p = &G.prs;
3050
3051         p->lex = XC_LEX_STR;
3052         bc_vec_pop_all(&p->lex_strnumbuf);
3053         for (;;) {
3054                 char c = peek_inbuf(); // strings can cross lines
3055                 if (c == '\0') {
3056                         RETURN_STATUS(bc_error("unterminated string"));
3057                 }
3058                 if (c == '"')
3059                         break;
3060                 if (c == '\n') {
3061                         p->lex_line++;
3062                         dbg_lex("++p->lex_line=%zd", p->lex_line);
3063                 }
3064                 bc_vec_push(&p->lex_strnumbuf, p->lex_inbuf);
3065                 p->lex_inbuf++;
3066         }
3067         bc_vec_pushZeroByte(&p->lex_strnumbuf);
3068         p->lex_inbuf++;
3069
3070         G.err_line = p->lex_line;
3071         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3072 }
3073 #define zbc_lex_string(...) (zbc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3074
3075 static void parse_lex_by_checking_eq_sign(unsigned with_and_without)
3076 {
3077         BcParse *p = &G.prs;
3078         if (*p->lex_inbuf == '=') {
3079                 // ^^^ not using peek_inbuf() since '==' etc can't be split across lines
3080                 p->lex_inbuf++;
3081                 with_and_without >>= 8; // store "with" value
3082         } // else store "without" value
3083         p->lex = (with_and_without & 0xff);
3084 }
3085 #define parse_lex_by_checking_eq_sign(with, without) \
3086         parse_lex_by_checking_eq_sign(((with)<<8)|(without))
3087
3088 static BC_STATUS zbc_lex_comment(void)
3089 {
3090         BcParse *p = &G.prs;
3091
3092         p->lex = XC_LEX_WHITESPACE;
3093         // here lex_inbuf is at '*' of opening comment delimiter
3094         for (;;) {
3095                 char c;
3096
3097                 p->lex_inbuf++;
3098                 c = peek_inbuf();
3099  check_star:
3100                 if (c == '*') {
3101                         p->lex_inbuf++;
3102                         c = *p->lex_inbuf; // no need to peek_inbuf()
3103                         if (c == '/')
3104                                 break;
3105                         goto check_star;
3106                 }
3107                 if (c == '\0') {
3108                         RETURN_STATUS(bc_error("unterminated comment"));
3109                 }
3110                 if (c == '\n') {
3111                         p->lex_line++;
3112                         dbg_lex("++p->lex_line=%zd", p->lex_line);
3113                 }
3114         }
3115         p->lex_inbuf++; // skip trailing '/'
3116
3117         G.err_line = p->lex_line;
3118         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3119 }
3120 #define zbc_lex_comment(...) (zbc_lex_comment(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3121
3122 #undef zbc_lex_token
3123 static BC_STATUS zbc_lex_token(void)
3124 {
3125         BcParse *p = &G.prs;
3126         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3127         char c = eat_inbuf();
3128         char c2;
3129
3130         // This is the workhorse of the lexer.
3131         switch (c) {
3132 //      case '\0': // probably never reached
3133 //              p->lex_inbuf--;
3134 //              p->lex = XC_LEX_EOF;
3135 //              break;
3136         case '\n':
3137                 p->lex_line++;
3138                 dbg_lex("++p->lex_line=%zd", p->lex_line);
3139                 p->lex = XC_LEX_NLINE;
3140                 break;
3141         case '\t':
3142         case '\v':
3143         case '\f':
3144         case '\r':
3145         case ' ':
3146                 xc_lex_whitespace();
3147                 break;
3148         case '!':
3149                 parse_lex_by_checking_eq_sign(XC_LEX_OP_REL_NE, BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
3150                 if (p->lex == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
3151                         s = zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("!");
3152                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3153                 }
3154                 break;
3155         case '"':
3156                 s = zbc_lex_string();
3157                 break;
3158         case '#':
3159                 s = zbc_POSIX_does_not_allow("'#' script comments");
3160                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3161                 xc_lex_lineComment();
3162                 break;
3163         case '%':
3164                 parse_lex_by_checking_eq_sign(BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS, XC_LEX_OP_MODULUS);
3165                 break;
3166         case '&':
3167                 c2 = *p->lex_inbuf;
3168                 if (c2 == '&') {
3169                         s = zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("&&");
3170                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3171                         p->lex_inbuf++;
3172                         p->lex = BC_LEX_OP_BOOL_AND;
3173                 } else {
3174                         p->lex = XC_LEX_INVALID;
3175                         s = bc_error_bad_character('&');
3176                 }
3177                 break;
3178         case '(':
3179         case ')':
3180                 p->lex = (BcLexType)(c - '(' + BC_LEX_LPAREN);
3181                 break;
3182         case '*':
3183                 parse_lex_by_checking_eq_sign(BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY, XC_LEX_OP_MULTIPLY);
3184                 break;
3185         case '+':
3186                 c2 = *p->lex_inbuf;
3187                 if (c2 == '+') {
3188                         p->lex_inbuf++;
3189                         p->lex = BC_LEX_OP_INC;
3190                 } else
3191                         parse_lex_by_checking_eq_sign(BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS, XC_LEX_OP_PLUS);
3192                 break;
3193         case ',':
3194                 p->lex = BC_LEX_COMMA;
3195                 break;
3196         case '-':
3197                 c2 = *p->lex_inbuf;
3198                 if (c2 == '-') {
3199                         p->lex_inbuf++;
3200                         p->lex = BC_LEX_OP_DEC;
3201                 } else
3202                         parse_lex_by_checking_eq_sign(BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS, XC_LEX_OP_MINUS);
3203                 break;
3204         case '.':
3205                 if (isdigit(*p->lex_inbuf))
3206                         s = zxc_lex_number(c);
3207                 else {
3208                         p->lex = BC_LEX_KEY_LAST;
3209                         s = zbc_POSIX_does_not_allow("'.' as 'last'");
3210                 }
3211                 break;
3212         case '/':
3213                 c2 = *p->lex_inbuf;
3214                 if (c2 == '*')
3215                         s = zbc_lex_comment();
3216                 else
3217                         parse_lex_by_checking_eq_sign(BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE, XC_LEX_OP_DIVIDE);
3218                 break;
3219         case '0':
3220         case '1':
3221         case '2':
3222         case '3':
3223         case '4':
3224         case '5':
3225         case '6':
3226         case '7':
3227         case '8':
3228         case '9':
3229         case 'A':
3230         case 'B':
3231         case 'C':
3232         case 'D':
3233         case 'E':
3234         case 'F':
3235         case 'G':
3236         case 'H':
3237         case 'I':
3238         case 'J':
3239         case 'K':
3240         case 'L':
3241         case 'M':
3242         case 'N':
3243         case 'O':
3244         case 'P':
3245         case 'Q':
3246         case 'R':
3247         case 'S':
3248         case 'T':
3249         case 'U':
3250         case 'V':
3251         case 'W':
3252         case 'X':
3253         case 'Y':
3254         case 'Z':
3255                 s = zxc_lex_number(c);
3256                 break;
3257         case ';':
3258                 p->lex = BC_LEX_SCOLON;
3259                 break;
3260         case '<':
3261                 parse_lex_by_checking_eq_sign(XC_LEX_OP_REL_LE, XC_LEX_OP_REL_LT);
3262                 break;
3263         case '=':
3264                 parse_lex_by_checking_eq_sign(XC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_ASSIGN);
3265                 break;
3266         case '>':
3267                 parse_lex_by_checking_eq_sign(XC_LEX_OP_REL_GE, XC_LEX_OP_REL_GT);
3268                 break;
3269         case '[':
3270         case ']':
3271                 p->lex = (BcLexType)(c - '[' + BC_LEX_LBRACKET);
3272                 break;
3273         case '\\':
3274                 if (*p->lex_inbuf == '\n') {
3275                         p->lex = XC_LEX_WHITESPACE;
3276                         p->lex_inbuf++;
3277                 } else
3278                         s = bc_error_bad_character(c);
3279                 break;
3280         case '^':
3281                 parse_lex_by_checking_eq_sign(BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER, XC_LEX_OP_POWER);
3282                 break;
3283         case 'a':
3284         case 'b':
3285         case 'c':
3286         case 'd':
3287         case 'e':
3288         case 'f':
3289         case 'g':
3290         case 'h':
3291         case 'i':
3292         case 'j':
3293         case 'k':
3294         case 'l':
3295         case 'm':
3296         case 'n':
3297         case 'o':
3298         case 'p':
3299         case 'q':
3300         case 'r':
3301         case 's':
3302         case 't':
3303         case 'u':
3304         case 'v':
3305         case 'w':
3306         case 'x':
3307         case 'y':
3308         case 'z':
3309                 s = zbc_lex_identifier();
3310                 break;
3311         case '{':
3312         case '}':
3313                 p->lex = (BcLexType)(c - '{' + BC_LEX_LBRACE);
3314                 break;
3315         case '|':
3316                 c2 = *p->lex_inbuf;
3317                 if (c2 == '|') {
3318                         s = zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("||");
3319                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3320                         p->lex_inbuf++;
3321                         p->lex = BC_LEX_OP_BOOL_OR;
3322                 } else {
3323                         p->lex = XC_LEX_INVALID;
3324                         s = bc_error_bad_character(c);
3325                 }
3326                 break;
3327         default:
3328                 p->lex = XC_LEX_INVALID;
3329                 s = bc_error_bad_character(c);
3330                 break;
3331         }
3332
3333         RETURN_STATUS(s);
3334 }
3335 #define zbc_lex_token(...) (zbc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3336 #endif // ENABLE_BC
3337
3338 #if ENABLE_DC
3339 static BC_STATUS zdc_lex_register(void)
3340 {
3341         BcParse *p = &G.prs;
3342         if (G_exreg && isspace(*p->lex_inbuf)) {
3343                 xc_lex_whitespace(); // eats whitespace (but not newline)
3344                 p->lex_inbuf++; // xc_lex_name() expects this
3345                 xc_lex_name();
3346         } else {
3347                 bc_vec_pop_all(&p->lex_strnumbuf);
3348                 bc_vec_push(&p->lex_strnumbuf, p->lex_inbuf++);
3349                 bc_vec_pushZeroByte(&p->lex_strnumbuf);
3350                 p->lex = XC_LEX_NAME;
3351         }
3352
3353         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3354 }
3355 #define zdc_lex_register(...) (zdc_lex_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3356
3357 static BC_STATUS zdc_lex_string(void)
3358 {
3359         BcParse *p = &G.prs;
3360         size_t depth;
3361
3362         p->lex = XC_LEX_STR;
3363         bc_vec_pop_all(&p->lex_strnumbuf);
3364
3365         depth = 1;
3366         for (;;) {
3367                 char c = peek_inbuf();
3368                 if (c == '\0') {
3369                         RETURN_STATUS(bc_error("unterminated string"));
3370                 }
3371                 if (c == '[') depth++;
3372                 if (c == ']')
3373                         if (--depth == 0)
3374                                 break;
3375                 if (c == '\n') {
3376                         p->lex_line++;
3377                         dbg_lex("++p->lex_line=%zd", p->lex_line);
3378                 }
3379                 bc_vec_push(&p->lex_strnumbuf, p->lex_inbuf);
3380                 p->lex_inbuf++;
3381         }
3382         bc_vec_pushZeroByte(&p->lex_strnumbuf);
3383         p->lex_inbuf++; // skip trailing ']'
3384
3385         G.err_line = p->lex_line;
3386         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3387 }
3388 #define zdc_lex_string(...) (zdc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3389
3390 #undef zdc_lex_token
3391 static BC_STATUS zdc_lex_token(void)
3392 {
3393         static const //BcLexType - should be this type, but narrower type saves size:
3394         uint8_t
3395         dc_lex_regs[] ALIGN1 = {
3396                 XC_LEX_OP_REL_EQ, XC_LEX_OP_REL_LE, XC_LEX_OP_REL_GE, XC_LEX_OP_REL_NE,
3397                 XC_LEX_OP_REL_LT, XC_LEX_OP_REL_GT, DC_LEX_SCOLON, DC_LEX_COLON,
3398                 DC_LEX_ELSE, DC_LEX_LOAD, DC_LEX_LOAD_POP, DC_LEX_OP_ASSIGN,
3399                 DC_LEX_STORE_PUSH,
3400         };
3401
3402         BcParse *p = &G.prs;
3403         BcStatus s;
3404         char c, c2;
3405         size_t i;
3406
3407         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(dc_lex_regs); ++i) {
3408                 if (p->lex_last == dc_lex_regs[i])
3409                         RETURN_STATUS(zdc_lex_register());
3410         }
3411
3412         s = BC_STATUS_SUCCESS;
3413         c = eat_inbuf();
3414         if (c >= '%' && c <= '~'
3415          && (p->lex = dc_char_to_LEX[c - '%']) != XC_LEX_INVALID
3416         ) {
3417                 RETURN_STATUS(s);
3418         }
3419
3420         // This is the workhorse of the lexer.
3421         switch (c) {
3422 //      case '\0': // probably never reached
3423 //              p->lex = XC_LEX_EOF;
3424 //              break;
3425         case '\n':
3426                 // '\n' is XC_LEX_NLINE, not XC_LEX_WHITESPACE
3427                 // (and "case '\n':" is not just empty here)
3428                 // only to allow interactive dc have a way to exit
3429                 // "parse" stage of "parse,execute" loop
3430                 // on <enter>, not on _next_ token (which would mean
3431                 // commands are not executed on pressing <enter>).
3432                 // IOW: typing "1p<enter>" should print "1" _at once_,
3433                 // not after some more input.
3434                 p->lex_line++;
3435                 dbg_lex("++p->lex_line=%zd", p->lex_line);
3436                 p->lex = XC_LEX_NLINE;
3437                 break;
3438         case '\t':
3439         case '\v':
3440         case '\f':
3441         case '\r':
3442         case ' ':
3443                 xc_lex_whitespace();
3444                 break;
3445         case '!':
3446                 c2 = *p->lex_inbuf;
3447                 if (c2 == '=')
3448                         p->lex = XC_LEX_OP_REL_NE;
3449                 else if (c2 == '<')
3450                         p->lex = XC_LEX_OP_REL_LE;
3451                 else if (c2 == '>')
3452                         p->lex = XC_LEX_OP_REL_GE;
3453                 else
3454                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_character(c));
3455                 p->lex_inbuf++;
3456                 break;
3457         case '#':
3458                 xc_lex_lineComment();
3459                 break;
3460         case '.':
3461                 if (isdigit(*p->lex_inbuf))
3462                         s = zxc_lex_number(c);
3463                 else
3464                         s = bc_error_bad_character(c);
3465                 break;
3466         case '0':
3467         case '1':
3468         case '2':
3469         case '3':
3470         case '4':
3471         case '5':
3472         case '6':
3473         case '7':
3474         case '8':
3475         case '9':
3476         case 'A':
3477         case 'B':
3478         case 'C':
3479         case 'D':
3480         case 'E':
3481         case 'F':
3482                 s = zxc_lex_number(c);
3483                 break;
3484         case '[':
3485                 s = zdc_lex_string();
3486                 break;
3487         default:
3488                 p->lex = XC_LEX_INVALID;
3489                 s = bc_error_bad_character(c);
3490                 break;
3491         }
3492
3493         RETURN_STATUS(s);
3494 }
3495 #define zdc_lex_token(...) (zdc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3496 #endif // ENABLE_DC
3497
3498 static void xc_parse_push(char i)
3499 {
3500         BcVec *code = &G.prs.func->code;
3501         dbg_compile("%s:%d pushing bytecode %zd:%d", __func__, __LINE__, code->len, i);
3502         bc_vec_pushByte(code, i);
3503 }
3504
3505 static void xc_parse_pushName(char *name)
3506 {
3507 #if 1
3508         BcVec *code = &G.prs.func->code;
3509         size_t pos = code->len;
3510         size_t len = strlen(name) + 1;
3511
3512         bc_vec_expand(code, pos + len);
3513         strcpy(code->v + pos, name);
3514         code->len = pos + len;
3515 #else
3516         // Smaller code, but way slow:
3517         do {
3518                 xc_parse_push(*name);
3519         } while (*name++);
3520 #endif
3521 }
3522
3523 // Indexes < 0xfc are encoded verbatim, else first byte is
3524 // 0xfc, 0xfd, 0xfe or 0xff, encoding "1..4 bytes",
3525 // followed by that many bytes, lsb first.
3526 // (The above describes 32-bit case).
3527 #define SMALL_INDEX_LIMIT (0x100 - sizeof(size_t))
3528
3529 static void xc_parse_pushIndex(size_t idx)
3530 {
3531         size_t mask;
3532         unsigned amt;
3533
3534         dbg_lex("%s:%d pushing index %zd", __func__, __LINE__, idx);
3535         if (idx < SMALL_INDEX_LIMIT) {
3536                 xc_parse_push(idx);
3537                 return;
3538         }
3539
3540         mask = ((size_t)0xff) << (sizeof(idx) * 8 - 8);
3541         amt = sizeof(idx);
3542         for (;;) {
3543                 if (idx & mask) break;
3544                 mask >>= 8;
3545                 amt--;
3546         }
3547         // amt is at least 1 here - "one byte of length data follows"
3548
3549         xc_parse_push((SMALL_INDEX_LIMIT - 1) + amt);
3550
3551         do {
3552                 xc_parse_push((unsigned char)idx);
3553                 idx >>= 8;
3554         } while (idx != 0);
3555 }
3556
3557 #if ENABLE_BC
3558 static void bc_parse_pushJUMP(size_t idx)
3559 {
3560         xc_parse_push(BC_INST_JUMP);
3561         xc_parse_pushIndex(idx);
3562 }
3563
3564 static void bc_parse_pushJUMP_ZERO(size_t idx)
3565 {
3566         xc_parse_push(BC_INST_JUMP_ZERO);
3567         xc_parse_pushIndex(idx);
3568 }
3569
3570 static BC_STATUS zbc_parse_pushSTR(void)
3571 {
3572         BcParse *p = &G.prs;
3573         char *str = xstrdup(p->lex_strnumbuf.v);
3574
3575         xc_parse_push(XC_INST_STR);
3576         xc_parse_pushIndex(p->func->strs.len);
3577         bc_vec_push(&p->func->strs, &str);
3578
3579         RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
3580 }
3581 #define zbc_parse_pushSTR(...) (zbc_parse_pushSTR(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3582 #endif
3583
3584 static void xc_parse_pushNUM(void)
3585 {
3586         BcParse *p = &G.prs;
3587         char *num = xstrdup(p->lex_strnumbuf.v);
3588 #if ENABLE_BC && ENABLE_DC
3589         size_t idx = bc_vec_push(IS_BC ? &p->func->consts : &G.prog.consts, &num);
3590 #elif ENABLE_BC
3591         size_t idx = bc_vec_push(&p->func->consts, &num);
3592 #else // DC
3593         size_t idx = bc_vec_push(&G.prog.consts, &num);
3594 #endif
3595         xc_parse_push(XC_INST_NUM);
3596         xc_parse_pushIndex(idx);
3597 }
3598
3599 static BC_STATUS zxc_parse_text_init(const char *text)
3600 {
3601         G.prs.func = xc_program_func(G.prs.fidx);
3602         G.prs.lex_inbuf = text;
3603         G.prs.lex = G.prs.lex_last = XC_LEX_INVALID;
3604         RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
3605 }
3606 #define zxc_parse_text_init(...) (zxc_parse_text_init(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3607
3608 // Called when parsing or execution detects a failure,
3609 // resets execution structures.
3610 static void xc_program_reset(void)
3611 {
3612         BcFunc *f;
3613         BcInstPtr *ip;
3614
3615         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, G.prog.exestack.len - 1);
3616         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
3617
3618         f = xc_program_func_BC_PROG_MAIN();
3619         ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
3620         ip->inst_idx = f->code.len;
3621 }
3622
3623 // Called when parsing code detects a failure,
3624 // resets parsing structures.
3625 static void xc_parse_reset(void)
3626 {
3627         BcParse *p = &G.prs;
3628         if (p->fidx != BC_PROG_MAIN) {
3629                 bc_func_free(p->func);
3630                 bc_func_init(p->func);
3631
3632                 p->fidx = BC_PROG_MAIN;
3633                 p->func = xc_program_func_BC_PROG_MAIN();
3634         }
3635
3636         p->lex_inbuf += strlen(p->lex_inbuf);
3637         p->lex = XC_LEX_EOF;
3638
3639         IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->exits);)
3640         IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->conds);)
3641         IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->ops);)
3642
3643         xc_program_reset();
3644 }
3645
3646 static void xc_parse_free(void)
3647 {
3648         IF_BC(bc_vec_free(&G.prs.exits);)
3649         IF_BC(bc_vec_free(&G.prs.conds);)
3650         IF_BC(bc_vec_free(&G.prs.ops);)
3651         bc_vec_free(&G.prs.lex_strnumbuf);
3652 }
3653
3654 static void xc_parse_create(size_t fidx)
3655 {
3656         BcParse *p = &G.prs;
3657         memset(p, 0, sizeof(BcParse));
3658
3659         bc_char_vec_init(&p->lex_strnumbuf);
3660         IF_BC(bc_vec_init(&p->exits, sizeof(size_t), NULL);)
3661         IF_BC(bc_vec_init(&p->conds, sizeof(size_t), NULL);)
3662         IF_BC(bc_vec_init(&p->ops, sizeof(BcLexType), NULL);)
3663
3664         p->fidx = fidx;
3665         p->func = xc_program_func(fidx);
3666 }
3667
3668 static void xc_program_add_fn(void)
3669 {
3670         //size_t idx;
3671         BcFunc f;
3672         bc_func_init(&f);
3673         //idx =
3674         bc_vec_push(&G.prog.fns, &f);
3675         //return idx;
3676 }
3677
3678 #if ENABLE_BC
3679
3680 // Note: takes ownership of 'name' (must be malloced)
3681 static size_t bc_program_addFunc(char *name)
3682 {
3683         size_t idx;
3684         BcId entry, *entry_ptr;
3685         int inserted;
3686
3687         entry.name = name;
3688         entry.idx = G.prog.fns.len;
3689
3690         inserted = bc_map_insert(&G.prog.fn_map, &entry, &idx);
3691         if (!inserted) free(name);
3692
3693         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3694         idx = entry_ptr->idx;
3695
3696         if (!inserted) {
3697                 // There is already a function with this name.
3698                 // It'll be redefined now, clear old definition.
3699                 BcFunc *func = xc_program_func(entry_ptr->idx);
3700                 bc_func_free(func);
3701                 bc_func_init(func);
3702         } else {
3703                 xc_program_add_fn();
3704         }
3705
3706         return idx;
3707 }
3708
3709 #define BC_PARSE_TOP_OP(p) (*(BcLexType*)bc_vec_top(&(p)->ops))
3710 // We can calculate the conversion between tokens and exprs by subtracting the
3711 // position of the first operator in the lex enum and adding the position of the
3712 // first in the expr enum. Note: This only works for binary operators.
3713 #define BC_TOKEN_2_INST(t) ((char) ((t) - XC_LEX_OP_POWER + XC_INST_POWER))
3714
3715 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(uint8_t flags);
3716
3717 static BC_STATUS zbc_parse_expr(uint8_t flags)
3718 {
3719         BcStatus s;
3720
3721         s = bc_parse_expr_empty_ok(flags);
3722         if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP)
3723                 RETURN_STATUS(bc_error("empty expression"));
3724         RETURN_STATUS(s);
3725 }
3726 #define zbc_parse_expr(...) (zbc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3727
3728 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(bool auto_allowed);
3729 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3730
3731 static BC_STATUS zbc_parse_stmt(void)
3732 {
3733         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt_possibly_auto(false));
3734 }
3735 #define zbc_parse_stmt(...) (zbc_parse_stmt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3736
3737 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(const char *after_X)
3738 {
3739         BcParse *p = &G.prs;
3740         // "if(cond)<newline>stmt" is accepted too, but not 2+ newlines.
3741         // Same for "else", "while()", "for()".
3742         BcStatus s = zbc_lex_next_and_skip_NLINE();
3743         if (s) RETURN_STATUS(s);
3744         if (p->lex == XC_LEX_NLINE)
3745                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("no statement after '%s'", after_X));
3746
3747         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt());
3748 }
3749 #define zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(...) (zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3750
3751 static void bc_parse_operator(BcLexType type, size_t start, size_t *nexprs)
3752 {
3753         BcParse *p = &G.prs;
3754         char l, r = bc_operation_PREC(type - XC_LEX_1st_op);
3755         bool left = bc_operation_LEFT(type - XC_LEX_1st_op);
3756
3757         while (p->ops.len > start) {
3758                 BcLexType t = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3759                 if (t == BC_LEX_LPAREN) break;
3760
3761                 l = bc_operation_PREC(t - XC_LEX_1st_op);
3762                 if (l >= r && (l != r || !left)) break;
3763
3764                 xc_parse_push(BC_TOKEN_2_INST(t));
3765                 bc_vec_pop(&p->ops);
3766                 *nexprs -= (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && t != XC_LEX_NEG);
3767         }
3768
3769         bc_vec_push(&p->ops, &type);
3770 }
3771
3772 static BC_STATUS zbc_parse_rightParen(size_t ops_bgn, size_t *nexs)
3773 {
3774         BcParse *p = &G.prs;
3775         BcLexType top;
3776
3777         if (p->ops.len <= ops_bgn)
3778                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3779         top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3780
3781         while (top != BC_LEX_LPAREN) {
3782                 xc_parse_push(BC_TOKEN_2_INST(top));
3783
3784                 bc_vec_pop(&p->ops);
3785                 *nexs -= (top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != XC_LEX_NEG);
3786
3787                 if (p->ops.len <= ops_bgn)
3788                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3789                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3790         }
3791
3792         bc_vec_pop(&p->ops);
3793
3794         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3795 }
3796 #define zbc_parse_rightParen(...) (zbc_parse_rightParen(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3797
3798 static BC_STATUS zbc_parse_params(uint8_t flags)
3799 {
3800         BcParse *p = &G.prs;
3801         BcStatus s;
3802         size_t nparams;
3803
3804         dbg_lex("%s:%d p->lex:%d", __func__, __LINE__, p->lex);
3805         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3806
3807         s = zxc_lex_next();
3808         if (s) RETURN_STATUS(s);
3809
3810         nparams = 0;
3811         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) {
3812                 for (;;) {
3813                         s = zbc_parse_expr(flags);
3814                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3815                         nparams++;
3816                         if (p->lex != BC_LEX_COMMA) {
3817                                 if (p->lex == BC_LEX_RPAREN)
3818                                         break;
3819                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3820                         }
3821                         s = zxc_lex_next();
3822                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3823                 }
3824         }
3825
3826         xc_parse_push(BC_INST_CALL);
3827         xc_parse_pushIndex(nparams);
3828
3829         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3830 }
3831 #define zbc_parse_params(...) (zbc_parse_params(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3832
3833 // Note: takes ownership of 'name' (must be malloced)
3834 static BC_STATUS zbc_parse_call(char *name, uint8_t flags)
3835 {
3836         BcParse *p = &G.prs;
3837         BcStatus s;
3838         BcId entry, *entry_ptr;
3839         size_t idx;
3840
3841         entry.name = name;
3842
3843         s = zbc_parse_params(flags);
3844         if (s) goto err;
3845
3846         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) {
3847                 s = bc_error_bad_token();
3848                 goto err;
3849         }
3850
3851         idx = bc_map_find_exact(&G.prog.fn_map, &entry);
3852
3853         if (idx == BC_VEC_INVALID_IDX) {
3854                 // No such function exists, create an empty one
3855                 bc_program_addFunc(name);
3856                 idx = bc_map_find_exact(&G.prog.fn_map, &entry);
3857         } else
3858                 free(name);
3859
3860         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3861         xc_parse_pushIndex(entry_ptr->idx);
3862
3863         RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
3864  err:
3865         free(name);
3866         RETURN_STATUS(s);
3867 }
3868 #define zbc_parse_call(...) (zbc_parse_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3869
3870 static BC_STATUS zbc_parse_name(BcInst *type, uint8_t flags)
3871 {
3872         BcParse *p = &G.prs;
3873         BcStatus s;
3874         char *name;
3875
3876         name = xstrdup(p->lex_strnumbuf.v);
3877         s = zxc_lex_next();
3878         if (s) goto err;
3879
3880         if (p->lex == BC_LEX_LBRACKET) {
3881                 s = zxc_lex_next();
3882                 if (s) goto err;
3883
3884                 if (p->lex == BC_LEX_RBRACKET) {
3885                         if (!(flags & BC_PARSE_ARRAY)) {
3886                                 s = bc_error_bad_expression();
3887                                 goto err;
3888                         }
3889                         *type = XC_INST_ARRAY;
3890                 } else {
3891                         *type = XC_INST_ARRAY_ELEM;
3892                         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3893                         s = zbc_parse_expr(flags);
3894                         if (s) goto err;
3895                 }
3896                 s = zxc_lex_next();
3897                 if (s) goto err;
3898                 xc_parse_push(*type);
3899                 xc_parse_pushName(name);
3900                 free(name);
3901         } else if (p->lex == BC_LEX_LPAREN) {
3902                 if (flags & BC_PARSE_NOCALL) {
3903                         s = bc_error_bad_token();
3904                         goto err;
3905                 }
3906                 *type = BC_INST_CALL;
3907                 s = zbc_parse_call(name, flags);
3908         } else {
3909                 *type = XC_INST_VAR;
3910                 xc_parse_push(XC_INST_VAR);
3911                 xc_parse_pushName(name);
3912                 free(name);
3913         }
3914
3915         RETURN_STATUS(s);
3916  err:
3917         free(name);
3918         RETURN_STATUS(s);
3919 }
3920 #define zbc_parse_name(...) (zbc_parse_name(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3921
3922 static BC_STATUS zbc_parse_read(void)
3923 {
3924         BcParse *p = &G.prs;
3925         BcStatus s;
3926
3927         s = zxc_lex_next();
3928         if (s) RETURN_STATUS(s);
3929         if (p->lex != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3930
3931         s = zxc_lex_next();
3932         if (s) RETURN_STATUS(s);
3933         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3934
3935         xc_parse_push(XC_INST_READ);
3936
3937         RETURN_STATUS(s);
3938 }
3939 #define zbc_parse_read(...) (zbc_parse_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3940
3941 static BC_STATUS zbc_parse_builtin(BcLexType type, uint8_t flags, BcInst *prev)
3942 {
3943         BcParse *p = &G.prs;
3944         BcStatus s;
3945
3946         s = zxc_lex_next();
3947         if (s) RETURN_STATUS(s);
3948         if (p->lex != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3949
3950         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3951
3952         s = zxc_lex_next();
3953         if (s) RETURN_STATUS(s);
3954
3955         s = zbc_parse_expr(flags);
3956         if (s) RETURN_STATUS(s);
3957
3958         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3959
3960         *prev = (type == BC_LEX_KEY_LENGTH) ? XC_INST_LENGTH : XC_INST_SQRT;
3961         xc_parse_push(*prev);
3962
3963         RETURN_STATUS(s);
3964 }
3965 #define zbc_parse_builtin(...) (zbc_parse_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3966
3967 static BC_STATUS zbc_parse_scale(BcInst *type, uint8_t flags)
3968 {
3969         BcParse *p = &G.prs;
3970         BcStatus s;
3971
3972         s = zxc_lex_next();
3973         if (s) RETURN_STATUS(s);
3974
3975         if (p->lex != BC_LEX_LPAREN) {
3976                 *type = XC_INST_SCALE;
3977                 xc_parse_push(XC_INST_SCALE);
3978                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3979         }
3980
3981         *type = XC_INST_SCALE_FUNC;
3982         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3983
3984         s = zxc_lex_next();
3985         if (s) RETURN_STATUS(s);
3986
3987         s = zbc_parse_expr(flags);
3988         if (s) RETURN_STATUS(s);
3989         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN)
3990                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3991         xc_parse_push(XC_INST_SCALE_FUNC);
3992
3993         RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
3994 }
3995 #define zbc_parse_scale(...) (zbc_parse_scale(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3996
3997 static BC_STATUS zbc_parse_incdec(BcInst *prev, size_t *nexs, uint8_t flags)
3998 {
3999         BcParse *p = &G.prs;
4000         BcStatus s;
4001         BcLexType type;
4002         char inst;
4003         BcInst etype = *prev;
4004
4005         if (etype == XC_INST_VAR || etype == XC_INST_ARRAY_ELEM
4006          || etype == XC_INST_SCALE || etype == BC_INST_LAST
4007          || etype == XC_INST_IBASE || etype == XC_INST_OBASE
4008         ) {
4009                 *prev = inst = BC_INST_INC_POST + (p->lex != BC_LEX_OP_INC);
4010                 xc_parse_push(inst);
4011                 s = zxc_lex_next();
4012         } else {
4013                 *prev = inst = BC_INST_INC_PRE + (p->lex != BC_LEX_OP_INC);
4014
4015                 s = zxc_lex_next();
4016                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4017                 type = p->lex;
4018
4019                 // Because we parse the next part of the expression
4020                 // right here, we need to increment this.
4021                 *nexs = *nexs + 1;
4022
4023                 switch (type) {
4024                 case XC_LEX_NAME:
4025                         s = zbc_parse_name(prev, flags | BC_PARSE_NOCALL);
4026                         break;
4027                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4028                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4029                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4030                         xc_parse_push(type - BC_LEX_KEY_IBASE + XC_INST_IBASE);
4031                         s = zxc_lex_next();
4032                         break;
4033                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4034                         s = zxc_lex_next();
4035                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4036                         if (p->lex == BC_LEX_LPAREN)
4037                                 s = bc_error_bad_token();
4038                         else
4039                                 xc_parse_push(XC_INST_SCALE);
4040                         break;
4041                 default:
4042                         s = bc_error_bad_token();
4043                         break;
4044                 }
4045
4046                 if (!s) xc_parse_push(inst);
4047         }
4048
4049         RETURN_STATUS(s);
4050 }
4051 #define zbc_parse_incdec(...) (zbc_parse_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4052
4053 static int bc_parse_inst_isLeaf(BcInst p)
4054 {
4055         return (p >= XC_INST_NUM && p <= XC_INST_SQRT)
4056                 || p == BC_INST_INC_POST
4057                 || p == BC_INST_DEC_POST
4058                 ;
4059 }
4060 #define BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rparen) \
4061         (!(bin_last) && ((rparen) || bc_parse_inst_isLeaf(prev)))
4062
4063 static BC_STATUS zbc_parse_minus(BcInst *prev, size_t ops_bgn,
4064                                 bool rparen, bool bin_last, size_t *nexprs)
4065 {
4066         BcParse *p = &G.prs;
4067         BcStatus s;
4068         BcLexType type;
4069
4070         s = zxc_lex_next();
4071         if (s) RETURN_STATUS(s);
4072
4073         type = BC_PARSE_LEAF(*prev, bin_last, rparen) ? XC_LEX_OP_MINUS : XC_LEX_NEG;
4074         *prev = BC_TOKEN_2_INST(type);
4075
4076         // We can just push onto the op stack because this is the largest
4077         // precedence operator that gets pushed. Inc/dec does not.
4078         if (type != XC_LEX_OP_MINUS)
4079                 bc_vec_push(&p->ops, &type);
4080         else
4081                 bc_parse_operator(type, ops_bgn, nexprs);
4082
4083         RETURN_STATUS(s);
4084 }
4085 #define zbc_parse_minus(...) (zbc_parse_minus(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4086
4087 static BC_STATUS zbc_parse_print(void)
4088 {
4089         BcParse *p = &G.prs;
4090         BcStatus s;
4091         BcLexType type;
4092
4093         for (;;) {
4094                 s = zxc_lex_next();
4095                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4096                 type = p->lex;
4097                 if (type == XC_LEX_STR) {
4098                         s = zbc_parse_pushSTR();
4099                 } else {
4100                         s = zbc_parse_expr(0);
4101                 }
4102                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4103                 xc_parse_push(XC_INST_PRINT_POP);
4104                 if (p->lex != BC_LEX_COMMA)
4105                         break;
4106         }
4107
4108         RETURN_STATUS(s);
4109 }
4110 #define zbc_parse_print(...) (zbc_parse_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4111
4112 static BC_STATUS zbc_parse_return(void)
4113 {
4114         BcParse *p = &G.prs;
4115         BcStatus s;
4116         BcLexType t;
4117
4118         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4119         s = zxc_lex_next();
4120         if (s) RETURN_STATUS(s);
4121
4122         t = p->lex;
4123         if (t == XC_LEX_NLINE || t == BC_LEX_SCOLON || t == BC_LEX_RBRACE)
4124                 xc_parse_push(BC_INST_RET0);
4125         else {
4126                 s = zbc_parse_expr(0);
4127                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4128
4129                 if (t != BC_LEX_LPAREN   // "return EXPR", no ()
4130                  || p->lex_last != BC_LEX_RPAREN  // example: "return (a) + b"
4131                 ) {
4132                         s = zbc_POSIX_requires("parentheses around return expressions");
4133                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4134                 }
4135
4136                 xc_parse_push(XC_INST_RET);
4137         }
4138
4139         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4140         RETURN_STATUS(s);
4141 }
4142 #define zbc_parse_return(...) (zbc_parse_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4143
4144 static void rewrite_label_to_current(size_t idx)
4145 {
4146         BcParse *p = &G.prs;
4147         size_t *label = bc_vec_item(&p->func->labels, idx);
4148         *label = p->func->code.len;
4149 }
4150
4151 static BC_STATUS zbc_parse_if(void)
4152 {
4153         BcParse *p = &G.prs;
4154         BcStatus s;
4155         size_t ip_idx;
4156
4157         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4158         s = zxc_lex_next();
4159         if (s) RETURN_STATUS(s);
4160         if (p->lex != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4161
4162         s = zxc_lex_next();
4163         if (s) RETURN_STATUS(s);
4164         s = zbc_parse_expr(BC_PARSE_REL);
4165         if (s) RETURN_STATUS(s);
4166         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4167
4168         // Encode "if zero, jump to ..."
4169         // Pushed value (destination of the jump) is uninitialized,
4170         // will be rewritten to be address of "end of if()" or of "else".
4171         ip_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4172         bc_parse_pushJUMP_ZERO(ip_idx);
4173
4174         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(STRING_if);
4175         if (s) RETURN_STATUS(s);
4176
4177         dbg_lex("%s:%d in if after stmt: p->lex:%d", __func__, __LINE__, p->lex);
4178         if (p->lex == BC_LEX_KEY_ELSE) {
4179                 size_t ip2_idx;
4180
4181                 // Encode "after then_stmt, jump to end of if()"
4182                 ip2_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &ip2_idx);
4183                 dbg_lex("%s:%d after if() then_stmt: BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, ip2_idx);
4184                 bc_parse_pushJUMP(ip2_idx);
4185
4186                 dbg_lex("%s:%d rewriting 'if_zero' label to jump to 'else'-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4187                 rewrite_label_to_current(ip_idx);
4188
4189                 ip_idx = ip2_idx;
4190
4191                 s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(STRING_else);
4192                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4193         }
4194
4195         dbg_lex("%s:%d rewriting label to jump after 'if' body-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4196         rewrite_label_to_current(ip_idx);
4197
4198         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4199         RETURN_STATUS(s);
4200 }
4201 #define zbc_parse_if(...) (zbc_parse_if(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4202
4203 static BC_STATUS zbc_parse_while(void)
4204 {
4205         BcParse *p = &G.prs;
4206         BcStatus s;
4207         size_t cond_idx;
4208         size_t ip_idx;
4209
4210         s = zxc_lex_next();
4211         if (s) RETURN_STATUS(s);
4212         if (p->lex != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4213         s = zxc_lex_next();
4214         if (s) RETURN_STATUS(s);
4215
4216         cond_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4217         ip_idx = cond_idx + 1;
4218         bc_vec_push(&p->conds, &cond_idx);
4219
4220         bc_vec_push(&p->exits, &ip_idx);
4221         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4222
4223         s = zbc_parse_expr(BC_PARSE_REL);
4224         if (s) RETURN_STATUS(s);
4225         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4226
4227         bc_parse_pushJUMP_ZERO(ip_idx);
4228
4229         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(STRING_while);
4230         if (s) RETURN_STATUS(s);
4231
4232         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, cond_idx);
4233         bc_parse_pushJUMP(cond_idx);
4234
4235         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4236         rewrite_label_to_current(ip_idx);
4237
4238         bc_vec_pop(&p->exits);
4239         bc_vec_pop(&p->conds);
4240
4241         RETURN_STATUS(s);
4242 }
4243 #define zbc_parse_while(...) (zbc_parse_while(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4244
4245 static BC_STATUS zbc_parse_for(void)
4246 {
4247         BcParse *p = &G.prs;
4248         BcStatus s;
4249         size_t cond_idx, exit_idx, body_idx, update_idx;
4250
4251         dbg_lex("%s:%d p->lex:%d", __func__, __LINE__, p->lex);
4252         s = zxc_lex_next();
4253         if (s) RETURN_STATUS(s);
4254         if (p->lex != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4255         s = zxc_lex_next();
4256         if (s) RETURN_STATUS(s);
4257
4258         if (p->lex != BC_LEX_SCOLON) {
4259                 s = zbc_parse_expr(0);
4260                 xc_parse_push(XC_INST_POP);
4261                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4262         } else {
4263                 s = zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("init");
4264                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4265         }
4266
4267         if (p->lex != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4268         s = zxc_lex_next();
4269         if (s) RETURN_STATUS(s);
4270
4271         cond_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4272         update_idx = cond_idx + 1;
4273         body_idx = update_idx + 1;
4274         exit_idx = body_idx + 1;
4275
4276         if (p->lex != BC_LEX_SCOLON)
4277                 s = zbc_parse_expr(BC_PARSE_REL);
4278         else {
4279                 // Set this for the next call to xc_parse_pushNUM().
4280                 // This is safe to set because the current token is a semicolon,
4281                 // which has no string requirement.
4282                 bc_vec_string(&p->lex_strnumbuf, 1, "1");
4283                 xc_parse_pushNUM();
4284                 s = zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("condition");
4285         }
4286         if (s) RETURN_STATUS(s);
4287
4288         if (p->lex != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4289
4290         s = zxc_lex_next();
4291         if (s) RETURN_STATUS(s);
4292
4293         bc_parse_pushJUMP_ZERO(exit_idx);
4294         bc_parse_pushJUMP(body_idx);
4295
4296         bc_vec_push(&p->conds, &update_idx);
4297         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4298
4299         if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) {
4300                 s = zbc_parse_expr(0);
4301                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4302                 if (p->lex != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4303                 xc_parse_push(XC_INST_POP);
4304         } else {
4305                 s = zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("update");
4306                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4307         }
4308
4309         bc_parse_pushJUMP(cond_idx);
4310         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4311
4312         bc_vec_push(&p->exits, &exit_idx);
4313         bc_vec_push(&p->func->labels, &exit_idx);
4314
4315         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(STRING_for);
4316         if (s) RETURN_STATUS(s);
4317
4318         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, update_idx);
4319         bc_parse_pushJUMP(update_idx);
4320
4321         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4322         rewrite_label_to_current(exit_idx);
4323
4324         bc_vec_pop(&p->exits);
4325         bc_vec_pop(&p->conds);
4326
4327         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4328 }
4329 #define zbc_parse_for(...) (zbc_parse_for(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4330
4331 static BC_STATUS zbc_parse_break_or_continue(BcLexType type)
4332 {
4333         BcParse *p = &G.prs;
4334         size_t i;
4335
4336         if (type == BC_LEX_KEY_BREAK) {
4337                 if (p->exits.len == 0) // none of the enclosing blocks is a loop
4338                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4339                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->exits);
4340         } else {
4341                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->conds);
4342         }
4343         bc_parse_pushJUMP(i);
4344
4345         RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
4346 }
4347 #define zbc_parse_break_or_continue(...) (zbc_parse_break_or_continue(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4348
4349 static BC_STATUS zbc_func_insert(BcFunc *f, char *name, bool var)
4350 {
4351         BcId *autoid;
4352         BcId a;
4353         size_t i;
4354
4355         autoid = (void*)f->autos.v;
4356         for (i = 0; i < f->autos.len; i++, autoid++) {
4357                 if (strcmp(name, autoid->name) == 0
4358                  && var == autoid->idx
4359                 ) {
4360                         RETURN_STATUS(bc_error("duplicate function parameter or auto name"));
4361                 }
4362         }
4363
4364         a.idx = var;
4365         a.name = name;
4366
4367         bc_vec_push(&f->autos, &a);
4368
4369         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4370 }
4371 #define zbc_func_insert(...) (zbc_func_insert(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4372
4373 static BC_STATUS zbc_parse_funcdef(void)
4374 {
4375         BcParse *p = &G.prs;
4376         BcStatus s;
4377         bool var, comma = false;
4378         char *name;
4379
4380         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4381         s = zxc_lex_next();
4382         if (s) RETURN_STATUS(s);
4383         if (p->lex != XC_LEX_NAME)
4384                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_function_definition());
4385
4386         name = xstrdup(p->lex_strnumbuf.v);
4387         p->fidx = bc_program_addFunc(name);
4388         p->func = xc_program_func(p->fidx);
4389
4390         s = zxc_lex_next();
4391         if (s) RETURN_STATUS(s);
4392         if (p->lex != BC_LEX_LPAREN)
4393                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_function_definition());
4394         s = zxc_lex_next();
4395         if (s) RETURN_STATUS(s);
4396
4397         while (p->lex != BC_LEX_RPAREN) {
4398                 if (p->lex != XC_LEX_NAME)
4399                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_function_definition());
4400
4401                 ++p->func->nparams;
4402
4403                 name = xstrdup(p->lex_strnumbuf.v);
4404                 s = zxc_lex_next();
4405                 if (s) goto err;
4406
4407                 var = p->lex != BC_LEX_LBRACKET;
4408
4409                 if (!var) {
4410                         s = zxc_lex_next();
4411                         if (s) goto err;
4412
4413                         if (p->lex != BC_LEX_RBRACKET) {
4414                                 s = bc_error_bad_function_definition();
4415                                 goto err;
4416                         }
4417
4418                         s = zxc_lex_next();
4419                         if (s) goto err;
4420                 }
4421
4422                 comma = p->lex == BC_LEX_COMMA;
4423                 if (comma) {
4424                         s = zxc_lex_next();
4425                         if (s) goto err;
4426                 }
4427
4428                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4429                 if (s) goto err;
4430         }
4431
4432         if (comma) RETURN_STATUS(bc_error_bad_function_definition());
4433
4434         s = zxc_lex_next();
4435         if (s) RETURN_STATUS(s);
4436
4437         if (p->lex != BC_LEX_LBRACE) {
4438                 s = zbc_POSIX_requires("the left brace be on the same line as the function header");
4439                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4440         }
4441
4442         // Prevent "define z()<newline>" from being interpreted as function with empty stmt as body
4443         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE();
4444         if (s) RETURN_STATUS(s);
4445         //GNU bc requires a {} block even if function body has single stmt, enforce this?
4446         if (p->lex != BC_LEX_LBRACE)
4447                 RETURN_STATUS(bc_error("function { body } expected"));
4448
4449         p->in_funcdef++; // to determine whether "return" stmt is allowed, and such
4450         s = zbc_parse_stmt_possibly_auto(true);
4451         p->in_funcdef--;
4452         if (s) RETURN_STATUS(s);
4453
4454         xc_parse_push(BC_INST_RET0);
4455
4456         // Subsequent code generation is into main program
4457         p->fidx = BC_PROG_MAIN;
4458         p->func = xc_program_func_BC_PROG_MAIN();
4459
4460         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4461         RETURN_STATUS(s);
4462  err:
4463         dbg_lex_done("%s:%d done (error)", __func__, __LINE__);
4464         free(name);
4465         RETURN_STATUS(s);
4466 }
4467 #define zbc_parse_funcdef(...) (zbc_parse_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4468
4469 static BC_STATUS zbc_parse_auto(void)
4470 {
4471         BcParse *p = &G.prs;
4472         BcStatus s;
4473         char *name;
4474
4475         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4476         s = zxc_lex_next();
4477         if (s) RETURN_STATUS(s);
4478
4479         for (;;) {
4480                 bool var;
4481
4482                 if (p->lex != XC_LEX_NAME)
4483                         RETURN_STATUS(bc_error_at("bad 'auto' syntax"));
4484
4485                 name = xstrdup(p->lex_strnumbuf.v);
4486                 s = zxc_lex_next();
4487                 if (s) goto err;
4488
4489                 var = (p->lex != BC_LEX_LBRACKET);
4490                 if (!var) {
4491                         s = zxc_lex_next();
4492                         if (s) goto err;
4493
4494                         if (p->lex != BC_LEX_RBRACKET) {
4495                                 s = bc_error_at("bad 'auto' syntax");
4496                                 goto err;
4497                         }
4498                         s = zxc_lex_next();
4499                         if (s) goto err;
4500                 }
4501
4502                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4503                 if (s) goto err;
4504
4505                 if (p->lex == XC_LEX_NLINE
4506                  || p->lex == BC_LEX_SCOLON
4507                 //|| p->lex == BC_LEX_RBRACE // allow "define f() {auto a}"
4508                 ) {
4509                         break;
4510                 }
4511                 if (p->lex != BC_LEX_COMMA)
4512                         RETURN_STATUS(bc_error_at("bad 'auto' syntax"));
4513                 s = zxc_lex_next(); // skip comma
4514                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4515         }
4516
4517         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4518         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4519  err:
4520         free(name);
4521         dbg_lex_done("%s:%d done (ERROR)", __func__, __LINE__);
4522         RETURN_STATUS(s);
4523 }
4524 #define zbc_parse_auto(...) (zbc_parse_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4525
4526 #undef zbc_parse_stmt_possibly_auto
4527 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(bool auto_allowed)
4528 {
4529         BcParse *p = &G.prs;
4530         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4531
4532         dbg_lex_enter("%s:%d entered, p->lex:%d", __func__, __LINE__, p->lex);
4533
4534         if (p->lex == XC_LEX_NLINE) {
4535                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen XC_LEX_NLINE)", __func__, __LINE__);
4536                 RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
4537         }
4538         if (p->lex == BC_LEX_SCOLON) {
4539                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_SCOLON)", __func__, __LINE__);
4540                 RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
4541         }
4542
4543         if (p->lex == BC_LEX_LBRACE) {
4544                 dbg_lex("%s:%d BC_LEX_LBRACE: (auto_allowed:%d)", __func__, __LINE__, auto_allowed);
4545                 do {
4546                         s = zxc_lex_next();
4547                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4548                 } while (p->lex == XC_LEX_NLINE);
4549                 if (auto_allowed && p->lex == BC_LEX_KEY_AUTO) {
4550                         dbg_lex("%s:%d calling zbc_parse_auto()", __func__, __LINE__);
4551                         s = zbc_parse_auto();
4552                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4553                 }
4554                 while (p->lex != BC_LEX_RBRACE) {
4555                         dbg_lex("%s:%d block parsing loop", __func__, __LINE__);
4556                         s = zbc_parse_stmt();
4557                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4558                 }
4559                 s = zxc_lex_next();
4560                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_RBRACE)", __func__, __LINE__);
4561                 RETURN_STATUS(s);
4562         }
4563
4564         dbg_lex("%s:%d p->lex:%d", __func__, __LINE__, p->lex);
4565         switch (p->lex) {
4566         case XC_LEX_OP_MINUS:
4567         case BC_LEX_OP_INC:
4568         case BC_LEX_OP_DEC:
4569         case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4570         case BC_LEX_LPAREN:
4571         case XC_LEX_NAME:
4572         case XC_LEX_NUMBER:
4573         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4574         case BC_LEX_KEY_LAST:
4575         case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4576         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4577         case BC_LEX_KEY_READ:
4578         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4579         case BC_LEX_KEY_SQRT:
4580                 s = zbc_parse_expr(BC_PARSE_PRINT);
4581                 break;
4582         case XC_LEX_STR:
4583                 s = zbc_parse_pushSTR();
4584                 xc_parse_push(XC_INST_PRINT_STR);
4585                 break;
4586         case BC_LEX_KEY_BREAK:
4587         case BC_LEX_KEY_CONTINUE:
4588                 s = zbc_parse_break_or_continue(p->lex);
4589                 break;
4590         case BC_LEX_KEY_FOR:
4591                 s = zbc_parse_for();
4592                 break;
4593         case BC_LEX_KEY_HALT:
4594                 xc_parse_push(BC_INST_HALT);
4595                 s = zxc_lex_next();
4596                 break;
4597         case BC_LEX_KEY_IF:
4598                 s = zbc_parse_if();
4599                 break;
4600         case BC_LEX_KEY_LIMITS:
4601                 // "limits" is a compile-time command,
4602                 // the output is produced at _parse time_.
4603                 printf(
4604                         "BC_BASE_MAX     = "BC_MAX_OBASE_STR "\n"
4605                         "BC_DIM_MAX      = "BC_MAX_DIM_STR   "\n"
4606                         "BC_SCALE_MAX    = "BC_MAX_SCALE_STR "\n"
4607                         "BC_STRING_MAX   = "BC_MAX_STRING_STR"\n"
4608                         "BC_NAME_MAX     = "BC_MAX_NAME_STR  "\n"
4609                         "BC_NUM_MAX      = "BC_MAX_NUM_STR   "\n"
4610                         "MAX Exponent    = "BC_MAX_EXP_STR   "\n"
4611                         "Number of vars  = "BC_MAX_VARS_STR  "\n"
4612                 );
4613                 s = zxc_lex_next();
4614                 break;
4615         case BC_LEX_KEY_PRINT:
4616                 s = zbc_parse_print();
4617                 break;
4618         case BC_LEX_KEY_QUIT:
4619                 // "quit" is a compile-time command. For example,
4620                 // "if (0 == 1) quit" terminates when parsing the statement,
4621                 // not when it is executed
4622                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
4623         case BC_LEX_KEY_RETURN:
4624                 if (!p->in_funcdef)
4625                         RETURN_STATUS(bc_error("'return' not in a function"));
4626                 s = zbc_parse_return();
4627                 break;
4628         case BC_LEX_KEY_WHILE:
4629                 s = zbc_parse_while();
4630                 break;
4631         default:
4632                 s = bc_error_bad_token();
4633                 break;
4634         }
4635
4636         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4637         RETURN_STATUS(s);
4638 }
4639 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4640
4641 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_or_funcdef(void)
4642 {
4643         BcParse *p = &G.prs;
4644         BcStatus s;
4645
4646         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4647         if (p->lex == XC_LEX_EOF)
4648                 s = bc_error("end of file");
4649         else if (p->lex == BC_LEX_KEY_DEFINE) {
4650                 dbg_lex("%s:%d p->lex:BC_LEX_KEY_DEFINE", __func__, __LINE__);
4651                 s = zbc_parse_funcdef();
4652         } else {
4653                 dbg_lex("%s:%d p->lex:%d (not BC_LEX_KEY_DEFINE)", __func__, __LINE__, p->lex);
4654                 s = zbc_parse_stmt();
4655         }
4656
4657         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4658         RETURN_STATUS(s);
4659 }
4660 #define zbc_parse_stmt_or_funcdef(...) (zbc_parse_stmt_or_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4661
4662 // This is not a "z" function: can also return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP
4663 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(uint8_t flags)
4664 {
4665         BcParse *p = &G.prs;
4666         BcInst prev = XC_INST_PRINT;
4667         size_t nexprs = 0, ops_bgn = p->ops.len;
4668         unsigned nparens, nrelops;
4669         bool paren_first, rprn, assign, bin_last, incdec;
4670
4671         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4672         paren_first = (p->lex == BC_LEX_LPAREN);
4673         nparens = nrelops = 0;
4674         rprn = assign = incdec = false;
4675         bin_last = true;
4676
4677         for (;;) {
4678                 bool get_token;
4679                 BcStatus s;
4680                 BcLexType t = p->lex;
4681
4682                 if (!lex_allowed_in_bc_expr(t))
4683                         break;
4684
4685                 dbg_lex("%s:%d t:%d", __func__, __LINE__, t);
4686                 get_token = false;
4687                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
4688                 switch (t) {
4689                 case BC_LEX_OP_INC:
4690                 case BC_LEX_OP_DEC:
4691                         dbg_lex("%s:%d LEX_OP_INC/DEC", __func__, __LINE__);
4692                         if (incdec) return bc_error_bad_assignment();
4693                         s = zbc_parse_incdec(&prev, &nexprs, flags);
4694                         incdec = true;
4695                         rprn = bin_last = false;
4696                         //get_token = false; - already is
4697                         break;
4698                 case XC_LEX_OP_MINUS:
4699                         dbg_lex("%s:%d LEX_OP_MINUS", __func__, __LINE__);
4700                         s = zbc_parse_minus(&prev, ops_bgn, rprn, bin_last, &nexprs);
4701                         rprn = false;
4702                         //get_token = false; - already is
4703                         bin_last = (prev == XC_INST_MINUS);
4704                         if (bin_last) incdec = false;
4705                         break;
4706                 case BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER:
4707                 case BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY:
4708                 case BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE:
4709                 case BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS:
4710                 case BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS:
4711                 case BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS:
4712                 case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4713                         dbg_lex("%s:%d LEX_ASSIGNxyz", __func__, __LINE__);
4714                         if (prev != XC_INST_VAR && prev != XC_INST_ARRAY_ELEM
4715                          && prev != XC_INST_SCALE && prev != XC_INST_IBASE
4716                          && prev != XC_INST_OBASE && prev != BC_INST_LAST
4717                         ) {
4718                                 return bc_error_bad_assignment();
4719                         }
4720                 // Fallthrough.
4721                 case XC_LEX_OP_POWER:
4722                 case XC_LEX_OP_MULTIPLY:
4723                 case XC_LEX_OP_DIVIDE:
4724                 case XC_LEX_OP_MODULUS:
4725                 case XC_LEX_OP_PLUS:
4726                 case XC_LEX_OP_REL_EQ:
4727                 case XC_LEX_OP_REL_LE:
4728                 case XC_LEX_OP_REL_GE:
4729                 case XC_LEX_OP_REL_NE:
4730                 case XC_LEX_OP_REL_LT:
4731                 case XC_LEX_OP_REL_GT:
4732                 case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4733                 case BC_LEX_OP_BOOL_OR:
4734                 case BC_LEX_OP_BOOL_AND:
4735                         dbg_lex("%s:%d LEX_OP_xyz", __func__, __LINE__);
4736                         if (t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
4737                                 if (!bin_last && p->lex_last != BC_LEX_OP_BOOL_NOT)
4738                                         return bc_error_bad_expression();
4739                         } else if (prev == XC_INST_BOOL_NOT) {
4740                                 return bc_error_bad_expression();
4741                         }
4742
4743                         nrelops += (t >= XC_LEX_OP_REL_EQ && t <= XC_LEX_OP_REL_GT);
4744                         prev = BC_TOKEN_2_INST(t);
4745                         bc_parse_operator(t, ops_bgn, &nexprs);
4746                         rprn = incdec = false;
4747                         get_token = true;
4748                         bin_last = (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
4749                         break;
4750                 case BC_LEX_LPAREN:
4751                         dbg_lex("%s:%d LEX_LPAREN", __func__, __LINE__);
4752                         if (BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rprn))
4753                                 return bc_error_bad_expression();
4754                         bc_vec_push(&p->ops, &t);
4755                         nparens++;
4756                         get_token = true;
4757                         rprn = incdec = false;
4758                         break;
4759                 case BC_LEX_RPAREN:
4760                         dbg_lex("%s:%d LEX_RPAREN", __func__, __LINE__);
4761                         if (p->lex_last == BC_LEX_LPAREN) {
4762                                 dbg_lex_done("%s:%d done (returning EMPTY_EXP)", __func__, __LINE__);
4763                                 return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP;
4764                         }
4765                         if (bin_last || prev == XC_INST_BOOL_NOT)
4766                                 return bc_error_bad_expression();
4767                         if (nparens == 0) {
4768                                 goto exit_loop;
4769                         }
4770                         s = zbc_parse_rightParen(ops_bgn, &nexprs);
4771                         nparens--;
4772                         get_token = true;
4773                         rprn = true;
4774                         bin_last = incdec = false;
4775                         break;
4776                 case XC_LEX_NAME:
4777                         dbg_lex("%s:%d LEX_NAME", __func__, __LINE__);
4778                         if (BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rprn))
4779                                 return bc_error_bad_expression();
4780                         s = zbc_parse_name(&prev, flags & ~BC_PARSE_NOCALL);
4781                         rprn = (prev == BC_INST_CALL);
4782                         bin_last = false;
4783                         //get_token = false; - already is
4784                         nexprs++;
4785                         break;
4786                 case XC_LEX_NUMBER:
4787                         dbg_lex("%s:%d LEX_NUMBER", __func__, __LINE__);
4788                         if (BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rprn))
4789                                 return bc_error_bad_expression();
4790                         xc_parse_pushNUM();
4791                         prev = XC_INST_NUM;
4792                         get_token = true;
4793                         rprn = bin_last = false;
4794                         nexprs++;
4795                         break;
4796                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4797                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4798                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4799                         dbg_lex("%s:%d LEX_IBASE/LAST/OBASE", __func__, __LINE__);
4800                         if (BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rprn))
4801                                 return bc_error_bad_expression();
4802                         prev = (char) (t - BC_LEX_KEY_IBASE + XC_INST_IBASE);
4803                         xc_parse_push((char) prev);
4804                         get_token = true;
4805                         rprn = bin_last = false;
4806                         nexprs++;
4807                         break;
4808                 case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4809                 case BC_LEX_KEY_SQRT:
4810                         dbg_lex("%s:%d LEX_LEN/SQRT", __func__, __LINE__);
4811                         if (BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rprn))
4812                                 return bc_error_bad_expression();
4813                         s = zbc_parse_builtin(t, flags, &prev);
4814                         get_token = true;
4815                         rprn = bin_last = incdec = false;
4816                         nexprs++;
4817                         break;
4818                 case BC_LEX_KEY_READ:
4819                         dbg_lex("%s:%d LEX_READ", __func__, __LINE__);
4820                         if (BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rprn))
4821                                 return bc_error_bad_expression();
4822                         s = zbc_parse_read();
4823                         prev = XC_INST_READ;
4824                         get_token = true;
4825                         rprn = bin_last = incdec = false;
4826                         nexprs++;
4827                         break;
4828                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4829                         dbg_lex("%s:%d LEX_SCALE", __func__, __LINE__);
4830                         if (BC_PARSE_LEAF(prev, bin_last, rprn))
4831                                 return bc_error_bad_expression();
4832                         s = zbc_parse_scale(&prev, flags);
4833                         //get_token = false; - already is
4834                         rprn = bin_last = false;
4835                         nexprs++;
4836                         break;
4837                 default:
4838                         return bc_error_bad_token();
4839                 }
4840
4841                 if (s || G_interrupt) // error, or ^C: stop parsing
4842                         return BC_STATUS_FAILURE;
4843                 if (get_token) {
4844                         s = zxc_lex_next();
4845                         if (s) return s;
4846                 }
4847         }
4848  exit_loop:
4849
4850         while (p->ops.len > ops_bgn) {
4851                 BcLexType top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
4852                 assign = (top >= BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER && top <= BC_LEX_OP_ASSIGN);
4853
4854                 if (top == BC_LEX_LPAREN || top == BC_LEX_RPAREN)
4855                         return bc_error_bad_expression();
4856
4857                 xc_parse_push(BC_TOKEN_2_INST(top));
4858
4859                 nexprs -= (top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != XC_LEX_NEG);
4860                 bc_vec_pop(&p->ops);
4861         }
4862
4863         if (prev == XC_INST_BOOL_NOT || nexprs != 1)
4864                 return bc_error_bad_expression();
4865
4866         if (!(flags & BC_PARSE_REL) && nrelops) {
4867                 BcStatus s;
4868                 s = zbc_POSIX_does_not_allow("comparison operators outside if or loops");
4869                 if (s) return s;
4870         } else if ((flags & BC_PARSE_REL) && nrelops > 1) {
4871                 BcStatus s;
4872                 s = zbc_POSIX_requires("exactly one comparison operator per condition");
4873                 if (s) return s;
4874         }
4875
4876         if (flags & BC_PARSE_PRINT) {
4877                 if (paren_first || !assign)
4878                         xc_parse_push(XC_INST_PRINT);
4879                 xc_parse_push(XC_INST_POP);
4880         }
4881
4882         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4883         return BC_STATUS_SUCCESS;
4884 }
4885
4886 #endif // ENABLE_BC
4887
4888 #if ENABLE_DC
4889
4890 static BC_STATUS zdc_parse_register(void)
4891 {
4892         BcParse *p = &G.prs;
4893         BcStatus s;
4894
4895         s = zxc_lex_next();
4896         if (s) RETURN_STATUS(s);
4897         if (p->lex != XC_LEX_NAME) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4898
4899         xc_parse_pushName(p->lex_strnumbuf.v);
4900
4901         RETURN_STATUS(s);
4902 }
4903 #define zdc_parse_register(...) (zdc_parse_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4904
4905 static void dc_parse_string(void)
4906 {
4907         BcParse *p = &G.prs;
4908         char *str;
4909         size_t len = G.prog.strs.len;
4910
4911         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4912
4913         str = xstrdup(p->lex_strnumbuf.v);
4914         xc_parse_push(XC_INST_STR);
4915         xc_parse_pushIndex(len);
4916         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
4917
4918         // Explanation needed here
4919         xc_program_add_fn();
4920         p->func = xc_program_func(p->fidx);
4921
4922         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4923 }
4924
4925 static BC_STATUS zdc_parse_mem(uint8_t inst, bool name, bool store)
4926 {
4927         BcStatus s;
4928
4929         xc_parse_push(inst);
4930         if (name) {
4931                 s = zdc_parse_register();
4932                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4933         }
4934
4935         if (store) {
4936                 xc_parse_push(DC_INST_SWAP);
4937                 xc_parse_push(XC_INST_ASSIGN);
4938                 xc_parse_push(XC_INST_POP);
4939         }
4940
4941         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4942 }
4943 #define zdc_parse_mem(...) (zdc_parse_mem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4944
4945 static BC_STATUS zdc_parse_cond(uint8_t inst)
4946 {
4947         BcParse *p = &G.prs;
4948         BcStatus s;
4949
4950         xc_parse_push(inst);
4951         xc_parse_push(DC_INST_EXEC_COND);
4952
4953         s = zdc_parse_register();
4954         if (s) RETURN_STATUS(s);
4955
4956         s = zxc_lex_next();
4957         if (s) RETURN_STATUS(s);
4958
4959         // Note that 'else' part can not be on the next line:
4960         // echo -e '[1p]sa [2p]sb 2 1>a eb' | dc - OK, prints "2"
4961         // echo -e '[1p]sa [2p]sb 2 1>a\neb' | dc - parse error
4962         if (p->lex == DC_LEX_ELSE) {
4963                 s = zdc_parse_register();
4964                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4965                 s = zxc_lex_next();
4966         } else {
4967                 xc_parse_push('\0');
4968         }
4969
4970         RETURN_STATUS(s);
4971 }
4972 #define zdc_parse_cond(...) (zdc_parse_cond(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4973
4974 static BC_STATUS zdc_parse_token(BcLexType t)
4975 {
4976         BcStatus s;
4977         uint8_t inst;
4978         bool assign, get_token;
4979
4980         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4981         s = BC_STATUS_SUCCESS;
4982         get_token = true;
4983         switch (t) {
4984         case XC_LEX_OP_REL_EQ:
4985         case XC_LEX_OP_REL_LE:
4986         case XC_LEX_OP_REL_GE:
4987         case XC_LEX_OP_REL_NE:
4988         case XC_LEX_OP_REL_LT:
4989         case XC_LEX_OP_REL_GT:
4990                 dbg_lex("%s:%d LEX_OP_REL_xyz", __func__, __LINE__);
4991                 s = zdc_parse_cond(t - XC_LEX_OP_REL_EQ + XC_INST_REL_EQ);
4992                 get_token = false;
4993                 break;
4994         case DC_LEX_SCOLON:
4995         case DC_LEX_COLON:
4996                 dbg_lex("%s:%d LEX_[S]COLON", __func__, __LINE__);
4997                 s = zdc_parse_mem(XC_INST_ARRAY_ELEM, true, t == DC_LEX_COLON);
4998                 break;
4999         case XC_LEX_STR:
5000                 dbg_lex("%s:%d LEX_STR", __func__, __LINE__);
5001                 dc_parse_string();
5002                 break;
5003         case XC_LEX_NEG:
5004                 dbg_lex("%s:%d LEX_NEG", __func__, __LINE__);
5005                 s = zxc_lex_next();
5006                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5007                 if (G.prs.lex != XC_LEX_NUMBER)
5008                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
5009                 xc_parse_pushNUM();
5010                 xc_parse_push(XC_INST_NEG);
5011                 break;
5012         case XC_LEX_NUMBER:
5013                 dbg_lex("%s:%d LEX_NUMBER", __func__, __LINE__);
5014                 xc_parse_pushNUM();
5015                 break;
5016         case DC_LEX_READ:
5017                 dbg_lex("%s:%d LEX_KEY_READ", __func__, __LINE__);
5018                 xc_parse_push(XC_INST_READ);
5019                 break;
5020         case DC_LEX_OP_ASSIGN:
5021         case DC_LEX_STORE_PUSH:
5022                 dbg_lex("%s:%d LEX_OP_ASSIGN/STORE_PUSH", __func__, __LINE__);
5023                 assign = (t == DC_LEX_OP_ASSIGN);
5024                 inst = assign ? XC_INST_VAR : DC_INST_PUSH_TO_VAR;
5025                 s = zdc_parse_mem(inst, true, assign);
5026                 break;
5027         case DC_LEX_LOAD:
5028         case DC_LEX_LOAD_POP:
5029                 dbg_lex("%s:%d LEX_OP_LOAD[_POP]", __func__, __LINE__);
5030                 inst = t == DC_LEX_LOAD_POP ? DC_INST_PUSH_VAR : DC_INST_LOAD;
5031                 s = zdc_parse_mem(inst, true, false);
5032                 break;
5033         case DC_LEX_STORE_IBASE:
5034         case DC_LEX_STORE_SCALE:
5035         case DC_LEX_STORE_OBASE:
5036                 dbg_lex("%s:%d LEX_OP_STORE_I/OBASE/SCALE", __func__, __LINE__);
5037                 inst = t - DC_LEX_STORE_IBASE + XC_INST_IBASE;
5038                 s = zdc_parse_mem(inst, false, true);
5039                 break;
5040         default:
5041                 dbg_lex_done("%s:%d done (bad token)", __func__, __LINE__);
5042                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
5043         }
5044
5045         if (!s && get_token) s = zxc_lex_next();
5046
5047         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
5048         RETURN_STATUS(s);
5049 }
5050 #define zdc_parse_token(...) (zdc_parse_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5051
5052 static BC_STATUS zdc_parse_expr(void)
5053 {
5054         BcParse *p = &G.prs;
5055         int i;
5056
5057         if (p->lex == XC_LEX_NLINE)
5058                 RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
5059
5060         i = (int)p->lex - (int)XC_LEX_OP_POWER;
5061         if (i >= 0) {
5062                 BcInst inst = dc_LEX_to_INST[i];
5063                 if (inst != DC_INST_INVALID) {
5064                         xc_parse_push(inst);
5065                         RETURN_STATUS(zxc_lex_next());
5066                 }
5067         }
5068         RETURN_STATUS(zdc_parse_token(p->lex));
5069 }
5070 #define zdc_parse_expr(...) (zdc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5071
5072 static BC_STATUS zdc_parse_exprs_until_eof(void)
5073 {
5074         BcParse *p = &G.prs;
5075         dbg_lex_enter("%s:%d entered, p->lex:%d", __func__, __LINE__, p->lex);
5076         while (p->lex != XC_LEX_EOF) {
5077                 BcStatus s = zdc_parse_expr();
5078                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5079         }
5080
5081         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
5082         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5083 }
5084 #define zdc_parse_exprs_until_eof(...) (zdc_parse_exprs_until_eof(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5085
5086 #endif // ENABLE_DC
5087
5088 //
5089 // Execution engine
5090 //
5091
5092 #define BC_PROG_STR(n) (!(n)->num && !(n)->cap)
5093 #define BC_PROG_NUM(r, n) \
5094         ((r)->t != XC_RESULT_ARRAY && (r)->t != XC_RESULT_STR && !BC_PROG_STR(n))
5095
5096 #define STACK_HAS_MORE_THAN(s, n)          ((s)->len > ((size_t)(n)))
5097 #define STACK_HAS_EQUAL_OR_MORE_THAN(s, n) ((s)->len >= ((size_t)(n)))
5098
5099 static BcVec* xc_program_search(char *id, bool var)
5100 {
5101         BcId e, *ptr;
5102         BcVec *v, *map;
5103         size_t i;
5104         int new;
5105
5106         v = var ? &G.prog.vars : &G.prog.arrs;
5107         map = var ? &G.prog.var_map : &G.prog.arr_map;
5108
5109         e.name = id;
5110         e.idx = v->len;
5111         new = bc_map_insert(map, &e, &i); // 1 if insertion was successful
5112
5113         if (new) {
5114                 BcVec v2;
5115                 bc_array_init(&v2, var);
5116                 bc_vec_push(v, &v2);
5117         }
5118
5119         ptr = bc_vec_item(map, i);
5120         if (new) ptr->name = xstrdup(e.name);
5121         return bc_vec_item(v, ptr->idx);
5122 }
5123
5124 // 'num' need not be initialized on entry
5125 static BC_STATUS zxc_program_num(BcResult *r, BcNum **num)
5126 {
5127         switch (r->t) {
5128         case XC_RESULT_STR:
5129         case XC_RESULT_TEMP:
5130         case XC_RESULT_IBASE:
5131         case XC_RESULT_SCALE:
5132         case XC_RESULT_OBASE:
5133                 *num = &r->d.n;
5134                 break;
5135         case XC_RESULT_CONSTANT: {
5136                 BcStatus s;
5137                 char *str;
5138                 size_t len;
5139
5140                 str = *xc_program_const(r->d.id.idx);
5141                 len = strlen(str);
5142
5143                 bc_num_init(&r->d.n, len);
5144
5145                 s = zxc_num_parse(&r->d.n, str, G.prog.ib_t);
5146                 if (s) {
5147                         bc_num_free(&r->d.n);
5148                         RETURN_STATUS(s);
5149                 }
5150                 *num = &r->d.n;
5151                 r->t = XC_RESULT_TEMP;
5152                 break;
5153         }
5154         case XC_RESULT_VAR:
5155         case XC_RESULT_ARRAY:
5156         case XC_RESULT_ARRAY_ELEM: {
5157                 BcVec *v;
5158                 void *p;
5159                 v = xc_program_search(r->d.id.name, r->t == XC_RESULT_VAR);
5160 // dc variables are all stacks, so here we have this:
5161                 p = bc_vec_top(v);
5162 // TODO: eliminate these stacks for bc-only config?
5163                 if (r->t == XC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
5164                         v = p;
5165                         if (v->len <= r->d.id.idx)
5166                                 bc_array_expand(v, r->d.id.idx + 1);
5167                         *num = bc_vec_item(v, r->d.id.idx);
5168                 } else {
5169                         *num = p;
5170                 }
5171                 break;
5172         }
5173 #if ENABLE_BC
5174         case BC_RESULT_LAST:
5175                 *num = &G.prog.last;
5176                 break;
5177         case BC_RESULT_ONE:
5178                 *num = &G.prog.one;
5179                 break;
5180 #endif
5181 #if SANITY_CHECKS
5182         default:
5183                 // Testing the theory that dc does not reach LAST/ONE
5184                 bb_error_msg_and_die("BUG:%d", r->t);
5185 #endif
5186         }
5187
5188         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5189 }
5190 #define zxc_program_num(...) (zxc_program_num(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5191
5192 static BC_STATUS zxc_program_binOpPrep(BcResult **l, BcNum **ln,
5193                                      BcResult **r, BcNum **rn, bool assign)
5194 {
5195         BcStatus s;
5196         BcResultType lt, rt;
5197
5198         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
5199                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5200
5201         *r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
5202         *l = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
5203
5204         s = zxc_program_num(*l, ln);
5205         if (s) RETURN_STATUS(s);
5206         s = zxc_program_num(*r, rn);
5207         if (s) RETURN_STATUS(s);
5208
5209         lt = (*l)->t;
5210         rt = (*r)->t;
5211
5212         // We run this again under these conditions in case any vector has been
5213         // reallocated out from under the BcNums or arrays we had.
5214         if (lt == rt && (lt == XC_RESULT_VAR || lt == XC_RESULT_ARRAY_ELEM)) {
5215                 s = zxc_program_num(*l, ln);
5216                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5217         }
5218
5219         if (!BC_PROG_NUM((*l), (*ln)) && (!assign || (*l)->t != XC_RESULT_VAR))
5220                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5221         if (!assign && !BC_PROG_NUM((*r), (*ln)))
5222                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5223
5224         RETURN_STATUS(s);
5225 }
5226 #define zxc_program_binOpPrep(...) (zxc_program_binOpPrep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5227
5228 static void xc_program_binOpRetire(BcResult *r)
5229 {
5230         r->t = XC_RESULT_TEMP;
5231         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5232         bc_result_pop_and_push(r);
5233 }
5234
5235 // Note: *r and *n need not be initialized by caller
5236 static BC_STATUS zxc_program_prep(BcResult **r, BcNum **n)
5237 {
5238         BcStatus s;
5239
5240         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
5241                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5242         *r = bc_vec_top(&G.prog.results);
5243
5244         s = zxc_program_num(*r, n);
5245         if (s) RETURN_STATUS(s);
5246
5247         if (!BC_PROG_NUM((*r), (*n)))
5248                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5249
5250         RETURN_STATUS(s);
5251 }
5252 #define zxc_program_prep(...) (zxc_program_prep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5253
5254 static void xc_program_retire(BcResult *r, BcResultType t)
5255 {
5256         r->t = t;
5257         bc_result_pop_and_push(r);
5258 }
5259
5260 static BC_STATUS zxc_program_op(char inst)
5261 {
5262         BcStatus s;
5263         BcResult *opd1, *opd2, res;
5264         BcNum *n1, *n2;
5265
5266         s = zxc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5267         if (s) RETURN_STATUS(s);
5268         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5269
5270         s = BC_STATUS_SUCCESS;
5271         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zxc_program_ops[inst - XC_INST_POWER](n1, n2, &res.d.n, G.prog.scale);
5272         if (s) goto err;
5273         xc_program_binOpRetire(&res);
5274
5275         RETURN_STATUS(s);
5276  err:
5277         bc_num_free(&res.d.n);
5278         RETURN_STATUS(s);
5279 }
5280 #define zxc_program_op(...) (zxc_program_op(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5281
5282 static BC_STATUS zxc_program_read(void)
5283 {
5284         BcStatus s;
5285         BcParse sv_parse;
5286         BcVec buf;
5287         BcInstPtr ip;
5288         BcFunc *f;
5289
5290         bc_char_vec_init(&buf);
5291         xc_read_line(&buf, stdin);
5292
5293         f = xc_program_func(BC_PROG_READ);
5294         bc_vec_pop_all(&f->code);
5295
5296         sv_parse = G.prs; // struct copy
5297         xc_parse_create(BC_PROG_READ);
5298         //G.err_line = G.prs.lex_line = 1; - not needed, error line info is not printed for read()
5299
5300         s = zxc_parse_text_init(buf.v);
5301         if (s) goto exec_err;
5302         if (IS_BC) {
5303                 IF_BC(s = zbc_parse_expr(0));
5304         } else {
5305                 IF_DC(s = zdc_parse_exprs_until_eof());
5306         }
5307         if (s) goto exec_err;
5308         if (G.prs.lex != XC_LEX_NLINE && G.prs.lex != XC_LEX_EOF) {
5309                 s = bc_error_at("bad read() expression");
5310                 goto exec_err;
5311         }
5312         xc_parse_push(XC_INST_RET);
5313
5314         ip.func = BC_PROG_READ;
5315         ip.inst_idx = 0;
5316         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
5317
5318  exec_err:
5319         xc_parse_free();
5320         G.prs = sv_parse; // struct copy
5321         bc_vec_free(&buf);
5322         RETURN_STATUS(s);
5323 }
5324 #define zxc_program_read(...) (zxc_program_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5325
5326 static size_t xc_program_index(char *code, size_t *bgn)
5327 {
5328         unsigned char *bytes = (void*)(code + *bgn);
5329         unsigned amt;
5330         unsigned i;
5331         size_t res;
5332
5333         amt = *bytes++;
5334         if (amt < SMALL_INDEX_LIMIT) {
5335                 *bgn += 1;
5336                 return amt;
5337         }
5338         amt -= (SMALL_INDEX_LIMIT - 1); // amt is 1 or more here
5339         *bgn += amt + 1;
5340
5341         res = 0;
5342         i = 0;
5343         do {
5344                 res |= (size_t)(*bytes++) << i;
5345                 i += 8;
5346         } while (--amt != 0);
5347
5348         return res;
5349 }
5350
5351 static char *xc_program_name(char *code, size_t *bgn)
5352 {
5353         code += *bgn;
5354         *bgn += strlen(code) + 1;
5355
5356         return xstrdup(code);
5357 }
5358
5359 static void xc_program_printString(const char *str)
5360 {
5361 #if ENABLE_DC
5362         if (!str[0] && IS_DC) {
5363                 // Example: echo '[]ap' | dc
5364                 // should print two bytes: 0x00, 0x0A
5365                 bb_putchar('\0');
5366                 return;
5367         }
5368 #endif
5369         while (*str) {
5370                 char c = *str++;
5371                 if (c == '\\') {
5372                         static const char esc[] ALIGN1 = "nabfrt""e\\";
5373                         char *n;
5374
5375                         c = *str++;
5376                         n = strchr(esc, c); // note: c can be NUL
5377                         if (!n) {
5378                                 // Just print the backslash and following character
5379                                 bb_putchar('\\');
5380                                 ++G.prog.nchars;
5381                         } else {
5382                                 if (n - esc == 0) // "\n" ?
5383                                         G.prog.nchars = SIZE_MAX;
5384                                 c = "\n\a\b\f\r\t""\\\\""\\"[n - esc];
5385                                 //   n a b f r t   e \   \<end of line>
5386                         }
5387                 }
5388                 putchar(c);
5389                 ++G.prog.nchars;
5390         }
5391 }
5392
5393 static void bc_num_printNewline(void)
5394 {
5395         if (G.prog.nchars == G.prog.len - 1) {
5396                 bb_putchar('\\');
5397                 bb_putchar('\n');
5398                 G.prog.nchars = 0;
5399         }
5400 }
5401
5402 #if ENABLE_DC
5403 static FAST_FUNC void dc_num_printChar(size_t num, size_t width, bool radix)
5404 {
5405         (void) radix;
5406         bb_putchar((char) num);
5407         G.prog.nchars += width;
5408 }
5409 #endif
5410
5411 static FAST_FUNC void bc_num_printDigits(size_t num, size_t width, bool radix)
5412 {
5413         size_t exp, pow;
5414
5415         bc_num_printNewline();
5416         bb_putchar(radix ? '.' : ' ');
5417         ++G.prog.nchars;
5418
5419         bc_num_printNewline();
5420         for (exp = 0, pow = 1; exp < width - 1; ++exp, pow *= 10)
5421                 continue;
5422
5423         for (exp = 0; exp < width; pow /= 10, ++G.prog.nchars, ++exp) {
5424                 size_t dig;
5425                 bc_num_printNewline();
5426                 dig = num / pow;
5427                 num -= dig * pow;
5428                 bb_putchar(((char) dig) + '0');
5429         }
5430 }
5431
5432 static FAST_FUNC void bc_num_printHex(size_t num, size_t width, bool radix)
5433 {
5434         if (radix) {
5435                 bc_num_printNewline();
5436                 bb_putchar('.');
5437                 G.prog.nchars++;
5438         }
5439
5440         bc_num_printNewline();
5441         bb_putchar(bb_hexdigits_upcase[num]);
5442         G.prog.nchars += width;
5443 }
5444
5445 static void bc_num_printDecimal(BcNum *n)
5446 {
5447         size_t i, rdx = n->rdx - 1;
5448
5449         if (n->neg) {
5450                 bb_putchar('-');
5451                 G.prog.nchars++;
5452         }
5453
5454         for (i = n->len - 1; i < n->len; --i)
5455                 bc_num_printHex((size_t) n->num[i], 1, i == rdx);
5456 }
5457
5458 typedef void (*BcNumDigitOp)(size_t, size_t, bool) FAST_FUNC;
5459
5460 static BC_STATUS zxc_num_printNum(BcNum *n, unsigned base_t, size_t width, BcNumDigitOp print)
5461 {
5462         BcStatus s;
5463         BcVec stack;
5464         BcNum base;
5465         BcDig base_digs[ULONG_NUM_BUFSIZE];
5466         BcNum intp, fracp, digit, frac_len;
5467         unsigned long dig, *ptr;
5468         size_t i;
5469         bool radix;
5470
5471         if (n->len == 0) {
5472                 print(0, width, false);
5473                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5474         }
5475
5476         bc_vec_init(&stack, sizeof(long), NULL);
5477         bc_num_init(&intp, n->len);
5478         bc_num_init(&fracp, n->rdx);
5479         bc_num_init(&digit, width);
5480         bc_num_init(&frac_len, BC_NUM_INT(n));
5481         bc_num_copy(&intp, n);
5482         bc_num_one(&frac_len);
5483         base.cap = ARRAY_SIZE(base_digs);
5484         base.num = base_digs;
5485         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
5486
5487         bc_num_truncate(&intp, intp.rdx);
5488         s = zbc_num_sub(n, &intp, &fracp, 0);
5489         if (s) goto err;
5490
5491         while (intp.len != 0) {
5492                 s = zbc_num_divmod(&intp, &base, &intp, &digit, 0);
5493                 if (s) goto err;
5494                 s = zbc_num_ulong(&digit, &dig);
5495                 if (s) goto err;
5496                 bc_vec_push(&stack, &dig);
5497         }
5498
5499         for (i = 0; i < stack.len; ++i) {
5500                 ptr = bc_vec_item_rev(&stack, i);
5501                 print(*ptr, width, false);
5502         }
5503
5504         if (!n->rdx) goto err;
5505
5506         for (radix = true; frac_len.len <= n->rdx; radix = false) {
5507                 s = zbc_num_mul(&fracp, &base, &fracp, n->rdx);
5508                 if (s) goto err;
5509                 s = zbc_num_ulong(&fracp, &dig);
5510                 if (s) goto err;
5511                 bc_num_ulong2num(&intp, dig);
5512                 s = zbc_num_sub(&fracp, &intp, &fracp, 0);
5513                 if (s) goto err;
5514                 print(dig, width, radix);
5515                 s = zbc_num_mul(&frac_len, &base, &frac_len, 0);
5516                 if (s) goto err;
5517         }
5518  err:
5519         bc_num_free(&frac_len);
5520         bc_num_free(&digit);
5521         bc_num_free(&fracp);
5522         bc_num_free(&intp);
5523         bc_vec_free(&stack);
5524         RETURN_STATUS(s);
5525 }
5526 #define zxc_num_printNum(...) (zxc_num_printNum(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5527
5528 static BC_STATUS zxc_num_printBase(BcNum *n)
5529 {
5530         BcStatus s;
5531         size_t width;
5532         BcNumDigitOp print;
5533         bool neg = n->neg;
5534
5535         if (neg) {
5536                 bb_putchar('-');
5537                 G.prog.nchars++;
5538         }
5539
5540         n->neg = false;
5541
5542         if (G.prog.ob_t <= 16) {
5543                 width = 1;
5544                 print = bc_num_printHex;
5545         } else {
5546                 unsigned i = G.prog.ob_t - 1;
5547                 width = 0;
5548                 for (;;) {
5549                         width++;
5550                         i /= 10;
5551                         if (i == 0)
5552                                 break;
5553                 }
5554                 print = bc_num_printDigits;
5555         }
5556
5557         s = zxc_num_printNum(n, G.prog.ob_t, width, print);
5558         n->neg = neg;
5559
5560         RETURN_STATUS(s);
5561 }
5562 #define zxc_num_printBase(...) (zxc_num_printBase(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5563
5564 static BC_STATUS zxc_num_print(BcNum *n, bool newline)
5565 {
5566         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5567
5568         bc_num_printNewline();
5569
5570         if (n->len == 0) {
5571                 bb_putchar('0');
5572                 ++G.prog.nchars;
5573         } else if (G.prog.ob_t == 10)
5574                 bc_num_printDecimal(n);
5575         else
5576                 s = zxc_num_printBase(n);
5577
5578         if (newline) {
5579                 bb_putchar('\n');
5580                 G.prog.nchars = 0;
5581         }
5582
5583         RETURN_STATUS(s);
5584 }
5585 #define zxc_num_print(...) (zxc_num_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5586
5587 static BC_STATUS zxc_program_print(char inst, size_t idx)
5588 {
5589         BcStatus s;
5590         BcResult *r;
5591         BcNum *num;
5592         bool pop = (inst != XC_INST_PRINT);
5593
5594         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, idx))
5595                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5596
5597         r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, idx);
5598         s = zxc_program_num(r, &num);
5599         if (s) RETURN_STATUS(s);
5600
5601         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
5602                 s = zxc_num_print(num, !pop);
5603 #if ENABLE_BC
5604                 if (!s && IS_BC) bc_num_copy(&G.prog.last, num);
5605 #endif
5606         } else {
5607                 char *str;
5608
5609                 idx = (r->t == XC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
5610                 str = *xc_program_str(idx);
5611
5612                 if (inst == XC_INST_PRINT_STR) {
5613                         char *nl;
5614                         G.prog.nchars += printf("%s", str);
5615                         nl = strrchr(str, '\n');
5616                         if (nl)
5617                                 G.prog.nchars = strlen(nl + 1);
5618                 } else {
5619                         xc_program_printString(str);
5620                         if (inst == XC_INST_PRINT)
5621                                 bb_putchar('\n');
5622                 }
5623         }
5624
5625         if (!s && pop) bc_vec_pop(&G.prog.results);
5626
5627         RETURN_STATUS(s);
5628 }
5629 #define zxc_program_print(...) (zxc_program_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5630
5631 static BC_STATUS zxc_program_negate(void)
5632 {
5633         BcStatus s;
5634         BcResult res, *ptr;
5635         BcNum *num;
5636
5637         s = zxc_program_prep(&ptr, &num);
5638         if (s) RETURN_STATUS(s);
5639
5640         bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5641         bc_num_copy(&res.d.n, num);
5642         if (res.d.n.len) res.d.n.neg = !res.d.n.neg;
5643
5644         xc_program_retire(&res, XC_RESULT_TEMP);
5645
5646         RETURN_STATUS(s);
5647 }
5648 #define zxc_program_negate(...) (zxc_program_negate(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5649
5650 static BC_STATUS zxc_program_logical(char inst)
5651 {
5652         BcStatus s;
5653         BcResult *opd1, *opd2, res;
5654         BcNum *n1, *n2;
5655         ssize_t cond;
5656
5657         s = zxc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5658         if (s) RETURN_STATUS(s);
5659
5660         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5661
5662         if (inst == XC_INST_BOOL_AND)
5663                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) && bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5664         else if (inst == XC_INST_BOOL_OR)
5665                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) || bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5666         else {
5667                 cond = bc_num_cmp(n1, n2);
5668                 switch (inst) {
5669                 case XC_INST_REL_EQ:
5670                         cond = (cond == 0);
5671                         break;
5672                 case XC_INST_REL_LE:
5673                         cond = (cond <= 0);
5674                         break;
5675                 case XC_INST_REL_GE:
5676                         cond = (cond >= 0);
5677                         break;
5678                 case XC_INST_REL_LT:
5679                         cond = (cond < 0);
5680                         break;
5681                 case XC_INST_REL_GT:
5682                         cond = (cond > 0);
5683                         break;
5684                 default: // = case XC_INST_REL_NE:
5685                         //cond = (cond != 0); - not needed
5686                         break;
5687                 }
5688         }
5689
5690         if (cond) bc_num_one(&res.d.n);
5691         //else bc_num_zero(&res.d.n); - already is
5692
5693         xc_program_binOpRetire(&res);
5694
5695         RETURN_STATUS(s);
5696 }
5697 #define zxc_program_logical(...) (zxc_program_logical(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5698
5699 #if ENABLE_DC
5700 static BC_STATUS zdc_program_assignStr(BcResult *r, BcVec *v, bool push)
5701 {
5702         BcNum n2;
5703         BcResult res;
5704
5705         memset(&n2, 0, sizeof(BcNum));
5706         n2.rdx = res.d.id.idx = r->d.id.idx;
5707         res.t = XC_RESULT_STR;
5708
5709         if (!push) {
5710                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
5711                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5712                 bc_vec_pop(v);
5713                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5714         }
5715
5716         bc_result_pop_and_push(&res);
5717         bc_vec_push(v, &n2);
5718
5719         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5720 }
5721 #define zdc_program_assignStr(...) (zdc_program_assignStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5722 #endif // ENABLE_DC
5723
5724 static BC_STATUS zxc_program_popResultAndCopyToVar(char *name, bool var)
5725 {
5726         BcStatus s;
5727         BcResult *ptr, r;
5728         BcVec *v;
5729         BcNum *n;
5730
5731         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
5732                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5733
5734         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
5735         if ((ptr->t == XC_RESULT_ARRAY) != !var)
5736                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5737         v = xc_program_search(name, var);
5738
5739 #if ENABLE_DC
5740         if (ptr->t == XC_RESULT_STR && !var)
5741                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5742         if (ptr->t == XC_RESULT_STR)
5743                 RETURN_STATUS(zdc_program_assignStr(ptr, v, true));
5744 #endif
5745
5746         s = zxc_program_num(ptr, &n);
5747         if (s) RETURN_STATUS(s);
5748
5749         // Do this once more to make sure that pointers were not invalidated.
5750         v = xc_program_search(name, var);
5751
5752         if (var) {
5753                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5754                 bc_num_copy(&r.d.n, n);
5755         } else {
5756                 bc_array_init(&r.d.v, true);
5757                 bc_array_copy(&r.d.v, (BcVec *) n);
5758         }
5759
5760         bc_vec_push(v, &r.d);
5761         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5762
5763         RETURN_STATUS(s);
5764 }
5765 #define zxc_program_popResultAndCopyToVar(...) (zxc_program_popResultAndCopyToVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5766
5767 static BC_STATUS zxc_program_assign(char inst)
5768 {
5769         BcStatus s;
5770         BcResult *left, *right, res;
5771         BcNum *l, *r;
5772         bool assign = (inst == XC_INST_ASSIGN);
5773         bool ib, sc;
5774
5775         s = zxc_program_binOpPrep(&left, &l, &right, &r, assign);
5776         if (s) RETURN_STATUS(s);
5777
5778         ib = left->t == XC_RESULT_IBASE;
5779         sc = left->t == XC_RESULT_SCALE;
5780
5781 #if ENABLE_DC
5782         if (right->t == XC_RESULT_STR) {
5783                 BcVec *v;
5784
5785                 if (left->t != XC_RESULT_VAR)
5786                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5787                 v = xc_program_search(left->d.id.name, true);
5788
5789                 RETURN_STATUS(zdc_program_assignStr(right, v, false));
5790         }
5791 #endif
5792
5793         if (left->t == XC_RESULT_CONSTANT || left->t == XC_RESULT_TEMP)
5794                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_assignment());
5795
5796 #if ENABLE_BC
5797         if (assign)
5798                 bc_num_copy(l, r);
5799         else {
5800                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5801                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zxc_program_ops[inst - BC_INST_ASSIGN_POWER](l, r, l, G.prog.scale);
5802         }
5803         if (s) RETURN_STATUS(s);
5804 #else
5805         bc_num_copy(l, r);
5806 #endif
5807
5808         if (ib || sc || left->t == XC_RESULT_OBASE) {
5809                 static const char *const msg[] = {
5810                         "bad ibase; must be [2,16]",                 //XC_RESULT_IBASE
5811                         "bad obase; must be [2,"BC_MAX_OBASE_STR"]", //XC_RESULT_OBASE
5812                         "bad scale; must be [0,"BC_MAX_SCALE_STR"]", //XC_RESULT_SCALE
5813                 };
5814                 size_t *ptr;
5815                 size_t max;
5816                 unsigned long val;
5817
5818                 s = zbc_num_ulong(l, &val);
5819                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5820                 s = left->t - XC_RESULT_IBASE;
5821                 if (sc) {
5822                         max = BC_MAX_SCALE;
5823                         ptr = &G.prog.scale;
5824                 } else {
5825                         if (val < 2)
5826                                 RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5827                         max = ib ? BC_NUM_MAX_IBASE : BC_MAX_OBASE;
5828                         ptr = ib ? &G.prog.ib_t : &G.prog.ob_t;
5829                 }
5830
5831                 if (val > max)
5832                         RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5833
5834                 *ptr = (size_t) val;
5835                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5836         }
5837
5838         bc_num_init(&res.d.n, l->len);
5839         bc_num_copy(&res.d.n, l);
5840         xc_program_binOpRetire(&res);
5841
5842         RETURN_STATUS(s);
5843 }
5844 #define zxc_program_assign(...) (zxc_program_assign(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5845
5846 #if !ENABLE_DC
5847 #define xc_program_pushVar(code, bgn, pop, copy) \
5848         xc_program_pushVar(code, bgn)
5849 // for bc, 'pop' and 'copy' are always false
5850 #endif
5851 static BC_STATUS xc_program_pushVar(char *code, size_t *bgn,
5852                                    bool pop, bool copy)
5853 {
5854         BcResult r;
5855         char *name = xc_program_name(code, bgn);
5856
5857         r.t = XC_RESULT_VAR;
5858         r.d.id.name = name;
5859
5860 #if ENABLE_DC
5861         if (pop || copy) {
5862                 BcVec *v = xc_program_search(name, true);
5863                 BcNum *num = bc_vec_top(v);
5864
5865                 free(name);
5866                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(v, 1 - copy)) {
5867                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5868                 }
5869
5870                 if (!BC_PROG_STR(num)) {
5871                         r.t = XC_RESULT_TEMP;
5872                         bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5873                         bc_num_copy(&r.d.n, num);
5874                 } else {
5875                         r.t = XC_RESULT_STR;
5876                         r.d.id.idx = num->rdx;
5877                 }
5878
5879                 if (!copy) bc_vec_pop(v);
5880         }
5881 #endif // ENABLE_DC
5882
5883         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5884
5885         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5886 }
5887 #define zxc_program_pushVar(...) (xc_program_pushVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5888
5889 static BC_STATUS zbc_program_pushArray(char *code, size_t *bgn, char inst)
5890 {
5891         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5892         BcResult r;
5893         BcNum *num;
5894
5895         r.d.id.name = xc_program_name(code, bgn);
5896
5897         if (inst == XC_INST_ARRAY) {
5898                 r.t = XC_RESULT_ARRAY;
5899                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5900         } else {
5901                 BcResult *operand;
5902                 unsigned long temp;
5903
5904                 s = zxc_program_prep(&operand, &num);
5905                 if (s) goto err;
5906                 s = zbc_num_ulong(num, &temp);
5907                 if (s) goto err;
5908
5909                 if (temp > BC_MAX_DIM) {
5910                         s = bc_error("array too long; must be [1,"BC_MAX_DIM_STR"]");
5911                         goto err;
5912                 }
5913
5914                 r.d.id.idx = (size_t) temp;
5915                 xc_program_retire(&r, XC_RESULT_ARRAY_ELEM);
5916         }
5917  err:
5918         if (s) free(r.d.id.name);
5919         RETURN_STATUS(s);
5920 }
5921 #define zbc_program_pushArray(...) (zbc_program_pushArray(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5922
5923 #if ENABLE_BC
5924 static BC_STATUS zbc_program_incdec(char inst)
5925 {
5926         BcStatus s;
5927         BcResult *ptr, res, copy;
5928         BcNum *num;
5929         char inst2 = inst;
5930
5931         s = zxc_program_prep(&ptr, &num);
5932         if (s) RETURN_STATUS(s);
5933
5934         if (inst == BC_INST_INC_POST || inst == BC_INST_DEC_POST) {
5935                 copy.t = XC_RESULT_TEMP;
5936                 bc_num_init(&copy.d.n, num->len);
5937                 bc_num_copy(&copy.d.n, num);
5938         }
5939
5940         res.t = BC_RESULT_ONE;
5941         inst = (inst == BC_INST_INC_PRE || inst == BC_INST_INC_POST)
5942                         ? BC_INST_ASSIGN_PLUS
5943                         : BC_INST_ASSIGN_MINUS;
5944
5945         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5946         s = zxc_program_assign(inst);
5947         if (s) RETURN_STATUS(s);
5948
5949         if (inst2 == BC_INST_INC_POST || inst2 == BC_INST_DEC_POST) {
5950                 bc_result_pop_and_push(&copy);
5951         }
5952
5953         RETURN_STATUS(s);
5954 }
5955 #define zbc_program_incdec(...) (zbc_program_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5956
5957 static BC_STATUS zbc_program_call(char *code, size_t *idx)
5958 {
5959         BcInstPtr ip;
5960         size_t i, nparams;
5961         BcId *a;
5962         BcFunc *func;
5963
5964         nparams = xc_program_index(code, idx);
5965         ip.func = xc_program_index(code, idx);
5966         func = xc_program_func(ip.func);
5967
5968         if (func->code.len == 0) {
5969                 RETURN_STATUS(bc_error("undefined function"));
5970         }
5971         if (nparams != func->nparams) {
5972                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("function has %u parameters, but called with %u", func->nparams, nparams));
5973         }
5974         ip.inst_idx = 0;
5975
5976         for (i = 0; i < nparams; ++i) {
5977                 BcResult *arg;
5978                 BcStatus s;
5979
5980                 a = bc_vec_item(&func->autos, nparams - 1 - i);
5981                 arg = bc_vec_top(&G.prog.results);
5982
5983                 if ((!a->idx) != (arg->t == XC_RESULT_ARRAY) // array/variable mismatch
5984                 // || arg->t == XC_RESULT_STR - impossible, f("str") is not a legal syntax (strings are not bc expressions)
5985                 ) {
5986                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5987                 }
5988                 s = zxc_program_popResultAndCopyToVar(a->name, a->idx);
5989                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5990         }
5991
5992         a = bc_vec_item(&func->autos, i);
5993         for (; i < func->autos.len; i++, a++) {
5994                 BcVec *v;
5995
5996                 v = xc_program_search(a->name, a->idx);
5997                 if (a->idx) {
5998                         BcNum n2;
5999                         bc_num_init_DEF_SIZE(&n2);
6000                         bc_vec_push(v, &n2);
6001                 } else {
6002                         BcVec v2;
6003                         bc_array_init(&v2, true);
6004                         bc_vec_push(v, &v2);
6005                 }
6006         }
6007
6008         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
6009
6010         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6011 }
6012 #define zbc_program_call(...) (zbc_program_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6013
6014 static BC_STATUS zbc_program_return(char inst)
6015 {
6016         BcResult res;
6017         BcFunc *f;
6018         BcId *a;
6019         size_t i;
6020         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6021
6022         if (inst == XC_INST_RET) {
6023                 // bc needs this for e.g. RESULT_CONSTANT ("return 5")
6024                 // because bc constants are per-function.
6025                 // TODO: maybe avoid if value is already RESULT_TEMP?
6026                 BcStatus s;
6027                 BcNum *num;
6028                 BcResult *operand = bc_vec_top(&G.prog.results);
6029
6030                 s = zxc_program_num(operand, &num);
6031                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6032                 bc_num_init(&res.d.n, num->len);
6033                 bc_num_copy(&res.d.n, num);
6034                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6035         //} else if (f->void_func) {
6036                 //prepare "void" result in res
6037         } else {
6038                 bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6039                 //bc_num_zero(&res.d.n); - already is
6040         }
6041         res.t = XC_RESULT_TEMP;
6042         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6043
6044         bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
6045
6046         // We need to pop arguments as well, so this takes that into account.
6047         f = xc_program_func(ip->func);
6048         a = (void*)f->autos.v;
6049         for (i = 0; i < f->autos.len; i++, a++) {
6050                 BcVec *v;
6051                 v = xc_program_search(a->name, a->idx);
6052                 bc_vec_pop(v);
6053         }
6054
6055         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6056 }
6057 #define zbc_program_return(...) (zbc_program_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6058 #endif // ENABLE_BC
6059
6060 static unsigned long xc_program_scale(BcNum *n)
6061 {
6062         return (unsigned long) n->rdx;
6063 }
6064
6065 static unsigned long xc_program_len(BcNum *n)
6066 {
6067         size_t len = n->len;
6068
6069         if (n->rdx != len) return len;
6070         for (;;) {
6071                 if (len == 0) break;
6072                 len--;
6073                 if (n->num[len] != 0) break;
6074         }
6075         return len;
6076 }
6077
6078 static BC_STATUS zxc_program_builtin(char inst)
6079 {
6080         BcStatus s;
6081         BcResult *opnd;
6082         BcNum *num;
6083         BcResult res;
6084         bool len = (inst == XC_INST_LENGTH);
6085
6086         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6087                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6088         opnd = bc_vec_top(&G.prog.results);
6089
6090         s = zxc_program_num(opnd, &num);
6091         if (s) RETURN_STATUS(s);
6092
6093 #if ENABLE_DC
6094         if (!BC_PROG_NUM(opnd, num) && !len)
6095                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6096 #endif
6097
6098         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6099
6100         if (inst == XC_INST_SQRT)
6101                 s = zbc_num_sqrt(num, &res.d.n, G.prog.scale);
6102 #if ENABLE_BC
6103         else if (len != 0 && opnd->t == XC_RESULT_ARRAY) {
6104                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, (unsigned long) ((BcVec *) num)->len);
6105         }
6106 #endif
6107 #if ENABLE_DC
6108         else if (len != 0 && !BC_PROG_NUM(opnd, num)) {
6109                 char **str;
6110                 size_t idx = opnd->t == XC_RESULT_STR ? opnd->d.id.idx : num->rdx;
6111
6112                 str = xc_program_str(idx);
6113                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, strlen(*str));
6114         }
6115 #endif
6116         else {
6117                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, len ? xc_program_len(num) : xc_program_scale(num));
6118         }
6119
6120         xc_program_retire(&res, XC_RESULT_TEMP);
6121
6122         RETURN_STATUS(s);
6123 }
6124 #define zxc_program_builtin(...) (zxc_program_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6125
6126 #if ENABLE_DC
6127 static BC_STATUS zdc_program_divmod(void)
6128 {
6129         BcStatus s;
6130         BcResult *opd1, *opd2, res, res2;
6131         BcNum *n1, *n2;
6132
6133         s = zxc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
6134         if (s) RETURN_STATUS(s);
6135
6136         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6137         bc_num_init(&res2.d.n, n2->len);
6138
6139         s = zbc_num_divmod(n1, n2, &res2.d.n, &res.d.n, G.prog.scale);
6140         if (s) goto err;
6141
6142         xc_program_binOpRetire(&res2);
6143         res.t = XC_RESULT_TEMP;
6144         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6145
6146         RETURN_STATUS(s);
6147  err:
6148         bc_num_free(&res2.d.n);
6149         bc_num_free(&res.d.n);
6150         RETURN_STATUS(s);
6151 }
6152 #define zdc_program_divmod(...) (zdc_program_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6153
6154 static BC_STATUS zdc_program_modexp(void)
6155 {
6156         BcStatus s;
6157         BcResult *r1, *r2, *r3, res;
6158         BcNum *n1, *n2, *n3;
6159
6160         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 2))
6161                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6162         s = zxc_program_binOpPrep(&r2, &n2, &r3, &n3, false);
6163         if (s) RETURN_STATUS(s);
6164
6165         r1 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 2);
6166         s = zxc_program_num(r1, &n1);
6167         if (s) RETURN_STATUS(s);
6168         if (!BC_PROG_NUM(r1, n1))
6169                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6170
6171         // Make sure that the values have their pointers updated, if necessary.
6172         if (r1->t == XC_RESULT_VAR || r1->t == XC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
6173                 if (r1->t == r2->t) {
6174                         s = zxc_program_num(r2, &n2);
6175                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6176                 }
6177                 if (r1->t == r3->t) {
6178                         s = zxc_program_num(r3, &n3);
6179                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6180                 }
6181         }
6182
6183         bc_num_init(&res.d.n, n3->len);
6184         s = zdc_num_modexp(n1, n2, n3, &res.d.n);
6185         if (s) goto err;
6186
6187         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6188         xc_program_binOpRetire(&res);
6189
6190         RETURN_STATUS(s);
6191  err:
6192         bc_num_free(&res.d.n);
6193         RETURN_STATUS(s);
6194 }
6195 #define zdc_program_modexp(...) (zdc_program_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6196
6197 static void dc_program_stackLen(void)
6198 {
6199         BcResult res;
6200         size_t len = G.prog.results.len;
6201
6202         res.t = XC_RESULT_TEMP;
6203
6204         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6205         bc_num_ulong2num(&res.d.n, len);
6206         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6207 }
6208
6209 static BC_STATUS zdc_program_asciify(void)
6210 {
6211         BcStatus s;
6212         BcResult *r, res;
6213         BcNum *num, n;
6214         char **strs;
6215         char *str;
6216         char c;
6217         size_t idx;
6218
6219         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6220                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6221
6222         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6223         s = zxc_program_num(r, &num);
6224         if (s) RETURN_STATUS(s);
6225
6226         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
6227                 unsigned long val;
6228                 BcNum strmb;
6229                 BcDig strmb_digs[ULONG_NUM_BUFSIZE];
6230
6231                 bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
6232                 bc_num_copy(&n, num);
6233                 bc_num_truncate(&n, n.rdx);
6234
6235                 strmb.cap = ARRAY_SIZE(strmb_digs);
6236                 strmb.num = strmb_digs;
6237                 bc_num_ulong2num(&strmb, 0x100);
6238
6239                 s = zbc_num_mod(&n, &strmb, &n, 0);
6240                 if (s) goto num_err;
6241                 s = zbc_num_ulong(&n, &val);
6242                 if (s) goto num_err;
6243
6244                 c = (char) val;
6245
6246                 bc_num_free(&n);
6247         } else {
6248                 char *sp;
6249                 idx = (r->t == XC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
6250                 sp = *xc_program_str(idx);
6251                 c = sp[0];
6252         }
6253
6254         strs = (void*)G.prog.strs.v;
6255         for (idx = 0; idx < G.prog.strs.len; idx++) {
6256                 if (strs[idx][0] == c && strs[idx][1] == '\0') {
6257                         goto dup;
6258                 }
6259         }
6260         str = xzalloc(2);
6261         str[0] = c;
6262         //str[1] = '\0'; - already is
6263         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
6264  dup:
6265         res.t = XC_RESULT_STR;
6266         res.d.id.idx = idx;
6267         bc_result_pop_and_push(&res);
6268
6269         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6270  num_err:
6271         bc_num_free(&n);
6272         RETURN_STATUS(s);
6273 }
6274 #define zdc_program_asciify(...) (zdc_program_asciify(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6275
6276 static BC_STATUS zdc_program_printStream(void)
6277 {
6278         BcStatus s;
6279         BcResult *r;
6280         BcNum *n;
6281         size_t idx;
6282
6283         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6284                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6285         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6286
6287         s = zxc_program_num(r, &n);
6288         if (s) RETURN_STATUS(s);
6289
6290         if (BC_PROG_NUM(r, n)) {
6291                 s = zxc_num_printNum(n, 0x100, 1, dc_num_printChar);
6292         } else {
6293                 char *str;
6294                 idx = (r->t == XC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : n->rdx;
6295                 str = *xc_program_str(idx);
6296                 fputs(str, stdout);
6297         }
6298
6299         RETURN_STATUS(s);
6300 }
6301 #define zdc_program_printStream(...) (zdc_program_printStream(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6302
6303 static BC_STATUS zdc_program_nquit(void)
6304 {
6305         BcStatus s;
6306         BcResult *opnd;
6307         BcNum *num;
6308         unsigned long val;
6309
6310         s = zxc_program_prep(&opnd, &num);
6311         if (s) RETURN_STATUS(s);
6312         s = zbc_num_ulong(num, &val);
6313         if (s) RETURN_STATUS(s);
6314
6315         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6316
6317         if (G.prog.exestack.len < val)
6318                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6319         if (G.prog.exestack.len == val) {
6320                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6321         }
6322
6323         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, val);
6324
6325         RETURN_STATUS(s);
6326 }
6327 #define zdc_program_nquit(...) (zdc_program_nquit(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6328
6329 static BC_STATUS zdc_program_execStr(char *code, size_t *bgn, bool cond)
6330 {
6331         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6332         BcResult *r;
6333         BcFunc *f;
6334         BcInstPtr ip;
6335         size_t fidx, sidx;
6336
6337         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6338                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6339
6340         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6341
6342         if (cond) {
6343                 BcNum *n = n; // for compiler
6344                 bool exec;
6345                 char *name;
6346                 char *then_name = xc_program_name(code, bgn);
6347                 char *else_name = NULL;
6348
6349                 if (code[*bgn] == '\0')
6350                         (*bgn) += 1;
6351                 else
6352                         else_name = xc_program_name(code, bgn);
6353
6354                 exec = r->d.n.len != 0;
6355                 name = then_name;
6356                 if (!exec && else_name != NULL) {
6357                         exec = true;
6358                         name = else_name;
6359                 }
6360
6361                 if (exec) {
6362                         BcVec *v;
6363                         v = xc_program_search(name, true);
6364                         n = bc_vec_top(v);
6365                 }
6366
6367                 free(then_name);
6368                 free(else_name);
6369
6370                 if (!exec) goto exit;
6371                 if (!BC_PROG_STR(n)) {
6372                         s = bc_error_variable_is_wrong_type();
6373                         goto exit;
6374                 }
6375
6376                 sidx = n->rdx;
6377         } else {
6378                 if (r->t == XC_RESULT_STR) {
6379                         sidx = r->d.id.idx;
6380                 } else if (r->t == XC_RESULT_VAR) {
6381                         BcNum *n;
6382                         s = zxc_program_num(r, &n);
6383                         if (s || !BC_PROG_STR(n)) goto exit;
6384                         sidx = n->rdx;
6385                 } else
6386                         goto exit;
6387         }
6388
6389         fidx = sidx + BC_PROG_REQ_FUNCS;
6390
6391         f = xc_program_func(fidx);
6392
6393         if (f->code.len == 0) {
6394                 BcParse sv_parse;
6395                 char *str;
6396
6397                 sv_parse = G.prs; // struct copy
6398                 xc_parse_create(fidx);
6399                 str = *xc_program_str(sidx);
6400                 s = zxc_parse_text_init(str);
6401                 if (s) goto err;
6402
6403                 s = zdc_parse_exprs_until_eof();
6404                 if (s) goto err;
6405                 xc_parse_push(DC_INST_POP_EXEC);
6406                 if (G.prs.lex != XC_LEX_EOF)
6407                         s = bc_error_bad_expression();
6408                 xc_parse_free();
6409                 G.prs = sv_parse; // struct copy
6410                 if (s) {
6411  err:
6412                         bc_vec_pop_all(&f->code);
6413                         goto exit;
6414                 }
6415         }
6416
6417         ip.inst_idx = 0;
6418         ip.func = fidx;
6419
6420         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6421         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
6422
6423         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6424  exit:
6425         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6426         RETURN_STATUS(s);
6427 }
6428 #define zdc_program_execStr(...) (zdc_program_execStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6429 #endif // ENABLE_DC
6430
6431 static void xc_program_pushGlobal(char inst)
6432 {
6433         BcResult res;
6434         unsigned long val;
6435
6436         res.t = inst - XC_INST_IBASE + XC_RESULT_IBASE;
6437         if (inst == XC_INST_IBASE)
6438                 val = (unsigned long) G.prog.ib_t;
6439         else if (inst == XC_INST_SCALE)
6440                 val = (unsigned long) G.prog.scale;
6441         else
6442                 val = (unsigned long) G.prog.ob_t;
6443
6444         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6445         bc_num_ulong2num(&res.d.n, val);
6446         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6447 }
6448
6449 static BC_STATUS zxc_program_exec(void)
6450 {
6451         BcResult r, *ptr;
6452         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6453         BcFunc *func = xc_program_func(ip->func);
6454         char *code = func->code.v;
6455
6456         dbg_exec("func:%zd bytes:%zd ip:%zd results.len:%d",
6457                         ip->func, func->code.len, ip->inst_idx, G.prog.results.len);
6458         while (ip->inst_idx < func->code.len) {
6459                 BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6460                 char inst = code[ip->inst_idx++];
6461
6462                 dbg_exec("inst at %zd:%d results.len:%d", ip->inst_idx - 1, inst, G.prog.results.len);
6463                 switch (inst) {
6464                 case XC_INST_RET:
6465                         if (IS_DC) { // end of '?' reached
6466                                 bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
6467                                 goto read_updated_ip;
6468                         }
6469                         // bc: fall through
6470 #if ENABLE_BC
6471                 case BC_INST_RET0:
6472                         dbg_exec("BC_INST_RET[0]:");
6473                         s = zbc_program_return(inst);
6474                         goto read_updated_ip;
6475                 case BC_INST_JUMP_ZERO: {
6476                         BcNum *num;
6477                         bool zero;
6478                         dbg_exec("BC_INST_JUMP_ZERO:");
6479                         s = zxc_program_prep(&ptr, &num);
6480                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6481                         zero = (bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) == 0);
6482                         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6483                         if (!zero) {
6484                                 xc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6485                                 break;
6486                         }
6487                         // else: fall through
6488                 }
6489                 case BC_INST_JUMP: {
6490                         size_t idx = xc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6491                         size_t *addr = bc_vec_item(&func->labels, idx);
6492                         dbg_exec("BC_INST_JUMP: to %ld", (long)*addr);
6493                         ip->inst_idx = *addr;
6494                         break;
6495                 }
6496                 case BC_INST_CALL:
6497                         dbg_exec("BC_INST_CALL:");
6498                         s = zbc_program_call(code, &ip->inst_idx);
6499                         goto read_updated_ip;
6500                 case BC_INST_INC_PRE:
6501                 case BC_INST_DEC_PRE:
6502                 case BC_INST_INC_POST:
6503                 case BC_INST_DEC_POST:
6504                         dbg_exec("BC_INST_INCDEC:");
6505                         s = zbc_program_incdec(inst);
6506                         break;
6507                 case BC_INST_HALT:
6508                         dbg_exec("BC_INST_HALT:");
6509                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6510                         break;
6511                 case XC_INST_BOOL_OR:
6512                 case XC_INST_BOOL_AND:
6513 #endif // ENABLE_BC
6514                 case XC_INST_REL_EQ:
6515                 case XC_INST_REL_LE:
6516                 case XC_INST_REL_GE:
6517                 case XC_INST_REL_NE:
6518                 case XC_INST_REL_LT:
6519                 case XC_INST_REL_GT:
6520                         dbg_exec("BC_INST_BOOL:");
6521                         s = zxc_program_logical(inst);
6522                         break;
6523                 case XC_INST_READ:
6524                         dbg_exec("XC_INST_READ:");
6525                         s = zxc_program_read();
6526                         goto read_updated_ip;
6527                 case XC_INST_VAR:
6528                         dbg_exec("XC_INST_VAR:");
6529                         s = zxc_program_pushVar(code, &ip->inst_idx, false, false);
6530                         break;
6531                 case XC_INST_ARRAY_ELEM:
6532                 case XC_INST_ARRAY:
6533                         dbg_exec("XC_INST_ARRAY[_ELEM]:");
6534                         s = zbc_program_pushArray(code, &ip->inst_idx, inst);
6535                         break;
6536 #if ENABLE_BC
6537                 case BC_INST_LAST:
6538                         dbg_exec("BC_INST_LAST:");
6539                         r.t = BC_RESULT_LAST;
6540                         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6541                         break;
6542 #endif
6543                 case XC_INST_IBASE:
6544                 case XC_INST_OBASE:
6545                 case XC_INST_SCALE:
6546                         dbg_exec("XC_INST_internalvar(%d):", inst - XC_INST_IBASE);
6547                         xc_program_pushGlobal(inst);
6548                         break;
6549                 case XC_INST_SCALE_FUNC:
6550                 case XC_INST_LENGTH:
6551                 case XC_INST_SQRT:
6552                         dbg_exec("BC_INST_builtin:");
6553                         s = zxc_program_builtin(inst);
6554                         break;
6555                 case XC_INST_NUM:
6556                         dbg_exec("XC_INST_NUM:");
6557                         r.t = XC_RESULT_CONSTANT;
6558                         r.d.id.idx = xc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6559                         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6560                         break;
6561                 case XC_INST_POP:
6562                         dbg_exec("XC_INST_POP:");
6563                         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6564                                 s = bc_error_stack_has_too_few_elements();
6565                         else
6566                                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6567                         break;
6568                 case XC_INST_PRINT:
6569                 case XC_INST_PRINT_POP:
6570                 case XC_INST_PRINT_STR:
6571                         dbg_exec("XC_INST_PRINTxyz:");
6572                         s = zxc_program_print(inst, 0);
6573                         break;
6574                 case XC_INST_STR:
6575                         dbg_exec("XC_INST_STR:");
6576                         r.t = XC_RESULT_STR;
6577                         r.d.id.idx = xc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6578                         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6579                         break;
6580                 case XC_INST_POWER:
6581                 case XC_INST_MULTIPLY:
6582                 case XC_INST_DIVIDE:
6583                 case XC_INST_MODULUS:
6584                 case XC_INST_PLUS:
6585                 case XC_INST_MINUS:
6586                         dbg_exec("BC_INST_binaryop:");
6587                         s = zxc_program_op(inst);
6588                         break;
6589                 case XC_INST_BOOL_NOT: {
6590                         BcNum *num;
6591                         dbg_exec("XC_INST_BOOL_NOT:");
6592                         s = zxc_program_prep(&ptr, &num);
6593                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6594                         bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
6595                         if (bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) == 0)
6596                                 bc_num_one(&r.d.n);
6597                         //else bc_num_zero(&r.d.n); - already is
6598                         xc_program_retire(&r, XC_RESULT_TEMP);
6599                         break;
6600                 }
6601                 case XC_INST_NEG:
6602                         dbg_exec("XC_INST_NEG:");
6603                         s = zxc_program_negate();
6604                         break;
6605 #if ENABLE_BC
6606                 case BC_INST_ASSIGN_POWER:
6607                 case BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY:
6608                 case BC_INST_ASSIGN_DIVIDE:
6609                 case BC_INST_ASSIGN_MODULUS:
6610                 case BC_INST_ASSIGN_PLUS:
6611                 case BC_INST_ASSIGN_MINUS:
6612 #endif
6613                 case XC_INST_ASSIGN:
6614                         dbg_exec("BC_INST_ASSIGNxyz:");
6615                         s = zxc_program_assign(inst);
6616                         break;
6617 #if ENABLE_DC
6618                 case DC_INST_POP_EXEC:
6619                         dbg_exec("DC_INST_POP_EXEC:");
6620                         bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
6621                         goto read_updated_ip;
6622                 case DC_INST_MODEXP:
6623                         dbg_exec("DC_INST_MODEXP:");
6624                         s = zdc_program_modexp();
6625                         break;
6626                 case DC_INST_DIVMOD:
6627                         dbg_exec("DC_INST_DIVMOD:");
6628                         s = zdc_program_divmod();
6629                         break;
6630                 case DC_INST_EXECUTE:
6631                 case DC_INST_EXEC_COND:
6632                         dbg_exec("DC_INST_EXEC[_COND]:");
6633                         s = zdc_program_execStr(code, &ip->inst_idx, inst == DC_INST_EXEC_COND);
6634                         goto read_updated_ip;
6635                 case DC_INST_PRINT_STACK: {
6636                         size_t idx;
6637                         dbg_exec("DC_INST_PRINT_STACK:");
6638                         for (idx = 0; idx < G.prog.results.len; ++idx) {
6639                                 s = zxc_program_print(XC_INST_PRINT, idx);
6640                                 if (s) break;
6641                         }
6642                         break;
6643                 }
6644                 case DC_INST_CLEAR_STACK:
6645                         dbg_exec("DC_INST_CLEAR_STACK:");
6646                         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6647                         break;
6648                 case DC_INST_STACK_LEN:
6649                         dbg_exec("DC_INST_STACK_LEN:");
6650                         dc_program_stackLen();
6651                         break;
6652                 case DC_INST_DUPLICATE:
6653                         dbg_exec("DC_INST_DUPLICATE:");
6654                         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6655                                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6656                         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
6657                         dc_result_copy(&r, ptr);
6658                         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6659                         break;
6660                 case DC_INST_SWAP: {
6661                         BcResult *ptr2;
6662                         dbg_exec("DC_INST_SWAP:");
6663                         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
6664                                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6665                         ptr = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
6666                         ptr2 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
6667                         memcpy(&r, ptr, sizeof(BcResult));
6668                         memcpy(ptr, ptr2, sizeof(BcResult));
6669                         memcpy(ptr2, &r, sizeof(BcResult));
6670                         break;
6671                 }
6672                 case DC_INST_ASCIIFY:
6673                         dbg_exec("DC_INST_ASCIIFY:");
6674                         s = zdc_program_asciify();
6675                         break;
6676                 case DC_INST_PRINT_STREAM:
6677                         dbg_exec("DC_INST_PRINT_STREAM:");
6678                         s = zdc_program_printStream();
6679                         break;
6680                 case DC_INST_LOAD:
6681                 case DC_INST_PUSH_VAR: {
6682                         bool copy = inst == DC_INST_LOAD;
6683                         s = zxc_program_pushVar(code, &ip->inst_idx, true, copy);
6684                         break;
6685                 }
6686                 case DC_INST_PUSH_TO_VAR: {
6687                         char *name = xc_program_name(code, &ip->inst_idx);
6688                         s = zxc_program_popResultAndCopyToVar(name, true);
6689                         free(name);
6690                         break;
6691                 }
6692                 case DC_INST_QUIT:
6693                         dbg_exec("DC_INST_QUIT:");
6694                         if (G.prog.exestack.len <= 2)
6695                                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6696                         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, 2);
6697                         goto read_updated_ip;
6698                 case DC_INST_NQUIT:
6699                         dbg_exec("DC_INST_NQUIT:");
6700                         s = zdc_program_nquit();
6701                         //goto read_updated_ip; - just fall through to it
6702 #endif // ENABLE_DC
6703  read_updated_ip:
6704                         // Instruction stack has changed, read new pointers
6705                         ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6706                         func = xc_program_func(ip->func);
6707                         code = func->code.v;
6708                         dbg_exec("func:%zd bytes:%zd ip:%zd", ip->func, func->code.len, ip->inst_idx);
6709                 }
6710
6711                 if (s || G_interrupt) {
6712                         xc_program_reset();
6713                         RETURN_STATUS(s);
6714                 }
6715
6716                 fflush_and_check();
6717         }
6718
6719         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6720 }
6721 #define zxc_program_exec(...) (zxc_program_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6722
6723 static unsigned xc_vm_envLen(const char *var)
6724 {
6725         char *lenv;
6726         unsigned len;
6727
6728         lenv = getenv(var);
6729         len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6730         if (!lenv) return len;
6731
6732         len = bb_strtou(lenv, NULL, 10) - 1;
6733         if (errno || len < 2 || len >= INT_MAX)
6734                 len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6735
6736         return len;
6737 }
6738
6739 static BC_STATUS zxc_vm_process(const char *text)
6740 {
6741         BcStatus s;
6742
6743         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
6744         s = zxc_parse_text_init(text); // does the first zxc_lex_next()
6745         if (s) RETURN_STATUS(s);
6746
6747  IF_BC(check_eof:)
6748         while (G.prs.lex != XC_LEX_EOF) {
6749                 BcInstPtr *ip;
6750                 BcFunc *f;
6751
6752                 dbg_lex("%s:%d G.prs.lex:%d, parsing...", __func__, __LINE__, G.prs.lex);
6753                 if (IS_BC) {
6754 #if ENABLE_BC
6755                         if (G.prs.lex == BC_LEX_SCOLON
6756                          || G.prs.lex == XC_LEX_NLINE
6757                         ) {
6758                                 s = zxc_lex_next();
6759                                 if (s) goto err;
6760                                 goto check_eof;
6761                         }
6762
6763                         s = zbc_parse_stmt_or_funcdef();
6764                         if (s) goto err;
6765
6766                         // Check that next token is a correct stmt delimiter -
6767                         // disallows "print 1 print 2" and such.
6768                         if (G.prs.lex != BC_LEX_SCOLON
6769                          && G.prs.lex != XC_LEX_NLINE
6770                          && G.prs.lex != XC_LEX_EOF
6771                         ) {
6772                                 bc_error_at("bad statement terminator");
6773                                 goto err;
6774                         }
6775                         // The above logic is fragile. Check these examples:
6776                         // - interactive read() still works
6777 #endif
6778                 } else {
6779 #if ENABLE_DC
6780                         s = zdc_parse_expr();
6781 #endif
6782                 }
6783                 if (s || G_interrupt) {
6784  err:
6785                         xc_parse_reset(); // includes xc_program_reset()
6786                         RETURN_STATUS(BC_STATUS_FAILURE);
6787                 }
6788
6789                 dbg_lex("%s:%d executing...", __func__, __LINE__);
6790                 s = zxc_program_exec();
6791                 if (s) {
6792                         xc_program_reset();
6793                         break;
6794                 }
6795
6796                 ip = (void*)G.prog.exestack.v;
6797 #if SANITY_CHECKS
6798                 if (G.prog.exestack.len != 1) // should have only main's IP
6799                         bb_error_msg_and_die("BUG:call stack");
6800                 if (ip->func != BC_PROG_MAIN)
6801                         bb_error_msg_and_die("BUG:not MAIN");
6802 #endif
6803                 f = xc_program_func_BC_PROG_MAIN();
6804                 // bc discards strings, constants and code after each
6805                 // top-level statement in the "main program".
6806                 // This prevents "yes 1 | bc" from growing its memory
6807                 // without bound. This can be done because data stack
6808                 // is empty and thus can't hold any references to
6809                 // strings or constants, there is no generated code
6810                 // which can hold references (after we discard one
6811                 // we just executed). Code of functions can have references,
6812                 // but bc stores function strings/constants in per-function
6813                 // storage.
6814                 if (IS_BC) {
6815 #if SANITY_CHECKS
6816                         if (G.prog.results.len != 0) // should be empty
6817                                 bb_error_msg_and_die("BUG:data stack");
6818 #endif
6819                         IF_BC(bc_vec_pop_all(&f->strs);)
6820                         IF_BC(bc_vec_pop_all(&f->consts);)
6821                 } else {
6822                         if (G.prog.results.len == 0
6823                          && G.prog.vars.len == 0
6824                         ) {
6825                                 // If stack is empty and no registers exist (TODO: or they are all empty),
6826                                 // we can get rid of accumulated strings and constants.
6827                                 // In this example dc process should not grow
6828                                 // its memory consumption with time:
6829                                 // yes 1pc | dc
6830                                 IF_DC(bc_vec_pop_all(&G.prog.strs);)
6831                                 IF_DC(bc_vec_pop_all(&G.prog.consts);)
6832                         }
6833                         // The code is discarded always (below), thus this example
6834                         // should also not grow its memory consumption with time,
6835                         // even though its data stack is not empty:
6836                         // { echo 1; yes dk; } | dc
6837                 }
6838                 // We drop generated and executed code for both bc and dc:
6839                 bc_vec_pop_all(&f->code);
6840                 ip->inst_idx = 0;
6841         }
6842
6843         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
6844         RETURN_STATUS(s);
6845 }
6846 #define zxc_vm_process(...) (zxc_vm_process(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6847
6848 static BC_STATUS zxc_vm_execute_FILE(FILE *fp, const char *filename)
6849 {
6850         // So far bc/dc have no way to include a file from another file,
6851         // therefore we know G.prs.lex_filename == NULL on entry
6852         //const char *sv_file;
6853         BcStatus s;
6854
6855         G.prs.lex_filename = filename;
6856         G.prs.lex_input_fp = fp;
6857         G.err_line = G.prs.lex_line = 1;
6858         dbg_lex("p->lex_line reset to 1");
6859
6860         do {
6861                 s = zxc_vm_process("");
6862                 // We do not stop looping on errors here if reading stdin.
6863                 // Example: start interactive bc and enter "return".
6864                 // It should say "'return' not in a function"
6865                 // but should not exit.
6866         } while (G.prs.lex_input_fp == stdin);
6867         G.prs.lex_filename = NULL;
6868         RETURN_STATUS(s);
6869 }
6870 #define zxc_vm_execute_FILE(...) (zxc_vm_execute_FILE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6871
6872 static BC_STATUS zxc_vm_file(const char *file)
6873 {
6874         BcStatus s;
6875         FILE *fp;
6876
6877         fp = xfopen_for_read(file);
6878         s = zxc_vm_execute_FILE(fp, file);
6879         fclose(fp);
6880
6881         RETURN_STATUS(s);
6882 }
6883 #define zxc_vm_file(...) (zxc_vm_file(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6884
6885 #if ENABLE_BC
6886 static void bc_vm_info(void)
6887 {
6888         printf("%s "BB_VER"\n"
6889                 "Adapted from https://github.com/gavinhoward/bc\n"
6890                 "Original code (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors\n"
6891         , applet_name);
6892 }
6893
6894 static void bc_args(char **argv)
6895 {
6896         unsigned opts;
6897         int i;
6898
6899         GETOPT_RESET();
6900 #if ENABLE_FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
6901         opts = option_mask32 |= getopt32long(argv, "wvsqli",
6902                 "warn\0"              No_argument "w"
6903                 "version\0"           No_argument "v"
6904                 "standard\0"          No_argument "s"
6905                 "quiet\0"             No_argument "q"
6906                 "mathlib\0"           No_argument "l"
6907                 "interactive\0"       No_argument "i"
6908         );
6909 #else
6910         opts = option_mask32 |= getopt32(argv, "wvsqli");
6911 #endif
6912         if (getenv("POSIXLY_CORRECT"))
6913                 option_mask32 |= BC_FLAG_S;
6914
6915         if (opts & BC_FLAG_V) {
6916                 bc_vm_info();
6917                 exit(0);
6918         }
6919
6920         for (i = optind; argv[i]; ++i)
6921                 bc_vec_push(&G.files, argv + i);
6922 }
6923
6924 static void bc_vm_envArgs(void)
6925 {
6926         BcVec v;
6927         char *buf;
6928         char *env_args = getenv("BC_ENV_ARGS");
6929
6930         if (!env_args) return;
6931
6932         G.env_args = xstrdup(env_args);
6933         buf = G.env_args;
6934
6935         bc_vec_init(&v, sizeof(char *), NULL);
6936
6937         while (*(buf = skip_whitespace(buf)) != '\0') {
6938                 bc_vec_push(&v, &buf);
6939                 buf = skip_non_whitespace(buf);
6940                 if (!*buf)
6941                         break;
6942                 *buf++ = '\0';
6943         }
6944
6945         // NULL terminate, and pass argv[] so that first arg is argv[1]
6946         if (sizeof(int) == sizeof(char*)) {
6947                 bc_vec_push(&v, &const_int_0);
6948         } else {
6949                 static char *const nullptr = NULL;
6950                 bc_vec_push(&v, &nullptr);
6951         }
6952         bc_args(((char **)v.v) - 1);
6953
6954         bc_vec_free(&v);
6955 }
6956
6957 static const char bc_lib[] ALIGN1 = {
6958         "scale=20"
6959 "\n"    "define e(x){"
6960 "\n"            "auto b,s,n,r,d,i,p,f,v"
6961 ////////////////"if(x<0)return(1/e(-x))" // and drop 'n' and x<0 logic below
6962 //^^^^^^^^^^^^^^^^ this would work, and is even more precise than GNU bc:
6963 //e(-.998896): GNU:.36828580434569428695
6964 //      above code:.36828580434569428696
6965 //    actual value:.3682858043456942869594...
6966 // but for now let's be "GNU compatible"
6967 "\n"            "b=ibase"
6968 "\n"            "ibase=A"
6969 "\n"            "if(x<0){"
6970 "\n"                    "n=1"
6971 "\n"                    "x=-x"
6972 "\n"            "}"
6973 "\n"            "s=scale"
6974 "\n"            "r=6+s+.44*x"
6975 "\n"            "scale=scale(x)+1"
6976 "\n"            "while(x>1){"
6977 "\n"                    "d+=1"
6978 "\n"                    "x/=2"
6979 "\n"                    "scale+=1"
6980 "\n"            "}"
6981 "\n"            "scale=r"
6982 "\n"            "r=x+1"
6983 "\n"            "p=x"
6984 "\n"            "f=v=1"
6985 "\n"            "for(i=2;v;++i){"
6986 "\n"                    "p*=x"
6987 "\n"                    "f*=i"
6988 "\n"                    "v=p/f"
6989 "\n"                    "r+=v"
6990 "\n"            "}"
6991 "\n"            "while(d--)r*=r"
6992 "\n"            "scale=s"
6993 "\n"            "ibase=b"
6994 "\n"            "if(n)return(1/r)"
6995 "\n"            "return(r/1)"
6996 "\n"    "}"
6997 "\n"    "define l(x){"
6998 "\n"            "auto b,s,r,p,a,q,i,v"
6999 "\n"            "b=ibase"
7000 "\n"            "ibase=A"
7001 "\n"            "if(x<=0){"
7002 "\n"                    "r=(1-10^scale)/1"
7003 "\n"                    "ibase=b"
7004 "\n"                    "return(r)"
7005 "\n"            "}"
7006 "\n"            "s=scale"
7007 "\n"            "scale+=6"
7008 "\n"            "p=2"
7009 "\n"            "while(x>=2){"
7010 "\n"                    "p*=2"
7011 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7012 "\n"            "}"
7013 "\n"            "while(x<=.5){"
7014 "\n"                    "p*=2"
7015 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7016 "\n"            "}"
7017 "\n"            "r=a=(x-1)/(x+1)"
7018 "\n"            "q=a*a"
7019 "\n"            "v=1"
7020 "\n"            "for(i=3;v;i+=2){"
7021 "\n"                    "a*=q"
7022 "\n"                    "v=a/i"
7023 "\n"                    "r+=v"
7024 "\n"            "}"
7025 "\n"            "r*=p"
7026 "\n"            "scale=s"
7027 "\n"            "ibase=b"
7028 "\n"            "return(r/1)"
7029 "\n"    "}"
7030 "\n"    "define s(x){"
7031 "\n"            "auto b,s,r,a,q,i"
7032 "\n"            "if(x<0)return(-s(-x))"
7033 "\n"            "b=ibase"
7034 "\n"            "ibase=A"
7035 "\n"            "s=scale"
7036 "\n"            "scale=1.1*s+2"
7037 "\n"            "a=a(1)"
7038 "\n"            "scale=0"
7039 "\n"            "q=(x/a+2)/4"
7040 "\n"            "x-=4*q*a"
7041 "\n"            "if(q%2)x=-x"
7042 "\n"            "scale=s+2"
7043 "\n"            "r=a=x"
7044 "\n"            "q=-x*x"
7045 "\n"            "for(i=3;a;i+=2){"
7046 "\n"                    "a*=q/(i*(i-1))"
7047 "\n"                    "r+=a"
7048 "\n"            "}"
7049 "\n"            "scale=s"
7050 "\n"            "ibase=b"
7051 "\n"            "return(r/1)"
7052 "\n"    "}"
7053 "\n"    "define c(x){"
7054 "\n"            "auto b,s"
7055 "\n"            "b=ibase"
7056 "\n"            "ibase=A"
7057 "\n"            "s=scale"
7058 "\n"            "scale*=1.2"
7059 "\n"            "x=s(2*a(1)+x)"
7060 "\n"            "scale=s"
7061 "\n"            "ibase=b"
7062 "\n"            "return(x/1)"
7063 "\n"    "}"
7064 "\n"    "define a(x){"
7065 "\n"            "auto b,s,r,n,a,m,t,f,i,u"
7066 "\n"            "b=ibase"
7067 "\n"            "ibase=A"
7068 "\n"            "n=1"
7069 "\n"            "if(x<0){"
7070 "\n"                    "n=-1"
7071 "\n"                    "x=-x"
7072 "\n"            "}"
7073 "\n"            "if(scale<65){"
7074 "\n"                    "if(x==1)return(.7853981633974483096156608458198757210492923498437764552437361480/n)"
7075 "\n"                    "if(x==.2)return(.1973955598498807583700497651947902934475851037878521015176889402/n)"
7076 "\n"            "}"
7077 "\n"            "s=scale"
7078 "\n"            "if(x>.2){"
7079 "\n"                    "scale+=5"
7080 "\n"                    "a=a(.2)"
7081 "\n"            "}"
7082 "\n"            "scale=s+3"
7083 "\n"            "while(x>.2){"
7084 "\n"                    "m+=1"
7085 "\n"                    "x=(x-.2)/(1+.2*x)"
7086 "\n"            "}"
7087 "\n"            "r=u=x"
7088 "\n"            "f=-x*x"
7089 "\n"            "t=1"
7090 "\n"            "for(i=3;t;i+=2){"
7091 "\n"                    "u*=f"
7092 "\n"                    "t=u/i"
7093 "\n"                    "r+=t"
7094 "\n"            "}"
7095 "\n"            "scale=s"
7096 "\n"            "ibase=b"
7097 "\n"            "return((m*a+r)/n)"
7098 "\n"    "}"
7099 "\n"    "define j(n,x){"
7100 "\n"            "auto b,s,o,a,i,v,f"
7101 "\n"            "b=ibase"
7102 "\n"            "ibase=A"
7103 "\n"            "s=scale"
7104 "\n"            "scale=0"
7105 "\n"            "n/=1"
7106 "\n"            "if(n<0){"
7107 "\n"                    "n=-n"
7108 "\n"                    "o=n%2"
7109 "\n"            "}"
7110 "\n"            "a=1"
7111 "\n"            "for(i=2;i<=n;++i)a*=i"
7112 "\n"            "scale=1.5*s"
7113 "\n"            "a=(x^n)/2^n/a"
7114 "\n"            "r=v=1"
7115 "\n"            "f=-x*x/4"
7116 "\n"            "scale+=length(a)-scale(a)"
7117 "\n"            "for(i=1;v;++i){"
7118 "\n"                    "v=v*f/i/(n+i)"
7119 "\n"                    "r+=v"
7120 "\n"            "}"
7121 "\n"            "scale=s"
7122 "\n"            "ibase=b"
7123 "\n"            "if(o)a=-a"
7124 "\n"            "return(a*r/1)"
7125 "\n"    "}"
7126 };
7127 #endif // ENABLE_BC
7128
7129 static BC_STATUS zxc_vm_exec(void)
7130 {
7131         char **fname;
7132         BcStatus s;
7133         size_t i;
7134
7135 #if ENABLE_BC
7136         if (option_mask32 & BC_FLAG_L) {
7137                 // We know that internal library is not buggy,
7138                 // thus error checking is normally disabled.
7139 # define DEBUG_LIB 0
7140                 s = zxc_vm_process(bc_lib);
7141                 if (DEBUG_LIB && s) RETURN_STATUS(s);
7142         }
7143 #endif
7144
7145         s = BC_STATUS_SUCCESS;
7146         fname = (void*)G.files.v;
7147         for (i = 0; i < G.files.len; i++) {
7148                 s = zxc_vm_file(*fname++);
7149                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin && s) {
7150                         // Debug config, non-interactive mode:
7151                         // return all the way back to main.
7152                         // Non-debug builds do not come here
7153                         // in non-interactive mode, they exit.
7154                         RETURN_STATUS(s);
7155                 }
7156         }
7157
7158         if (IS_BC || (option_mask32 & BC_FLAG_I))
7159                 s = zxc_vm_execute_FILE(stdin, /*filename:*/ NULL);
7160
7161         RETURN_STATUS(s);
7162 }
7163 #define zxc_vm_exec(...) (zxc_vm_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
7164
7165 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7166 static void xc_program_free(void)
7167 {
7168         bc_vec_free(&G.prog.fns);
7169         IF_BC(bc_vec_free(&G.prog.fn_map);)
7170         bc_vec_free(&G.prog.vars);
7171         bc_vec_free(&G.prog.var_map);
7172         bc_vec_free(&G.prog.arrs);
7173         bc_vec_free(&G.prog.arr_map);
7174         IF_DC(bc_vec_free(&G.prog.strs);)
7175         IF_DC(bc_vec_free(&G.prog.consts);)
7176         bc_vec_free(&G.prog.results);
7177         bc_vec_free(&G.prog.exestack);
7178         IF_BC(bc_num_free(&G.prog.last);)
7179         //IF_BC(bc_num_free(&G.prog.zero);)
7180         IF_BC(bc_num_free(&G.prog.one);)
7181         bc_vec_free(&G.input_buffer);
7182 }
7183 #endif
7184
7185 static void xc_program_init(void)
7186 {
7187         BcInstPtr ip;
7188
7189         // memset(&G.prog, 0, sizeof(G.prog)); - already is
7190         memset(&ip, 0, sizeof(BcInstPtr));
7191
7192         // G.prog.nchars = G.prog.scale = 0; - already is
7193         G.prog.ib_t = 10;
7194         G.prog.ob_t = 10;
7195
7196         IF_BC(bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.last);)
7197         //IF_BC(bc_num_zero(&G.prog.last);) - already is
7198
7199         //bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.zero); - not needed
7200         //bc_num_zero(&G.prog.zero); - already is
7201
7202         IF_BC(bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.one);)
7203         IF_BC(bc_num_one(&G.prog.one);)
7204
7205         bc_vec_init(&G.prog.fns, sizeof(BcFunc), bc_func_free);
7206         IF_BC(bc_vec_init(&G.prog.fn_map, sizeof(BcId), bc_id_free);)
7207
7208         if (IS_BC) {
7209                 // Names are chosen simply to be distinct and never match
7210                 // a valid function name (and be short)
7211                 IF_BC(bc_program_addFunc(xstrdup(""))); // func #0: main
7212                 IF_BC(bc_program_addFunc(xstrdup("1"))); // func #1: for read()
7213         } else {
7214                 // in dc, functions have no names
7215                 xc_program_add_fn();
7216                 xc_program_add_fn();
7217         }
7218
7219         bc_vec_init(&G.prog.vars, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7220         bc_vec_init(&G.prog.var_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7221
7222         bc_vec_init(&G.prog.arrs, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7223         bc_vec_init(&G.prog.arr_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7224
7225         IF_DC(bc_vec_init(&G.prog.strs, sizeof(char *), bc_string_free);)
7226         IF_DC(bc_vec_init(&G.prog.consts, sizeof(char *), bc_string_free);)
7227         bc_vec_init(&G.prog.results, sizeof(BcResult), bc_result_free);
7228         bc_vec_init(&G.prog.exestack, sizeof(BcInstPtr), NULL);
7229         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
7230
7231         bc_char_vec_init(&G.input_buffer);
7232 }
7233
7234 static int xc_vm_init(const char *env_len)
7235 {
7236         G.prog.len = xc_vm_envLen(env_len);
7237 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
7238         G.line_input_state = new_line_input_t(DO_HISTORY);
7239 #endif
7240         bc_vec_init(&G.files, sizeof(char *), NULL);
7241
7242         xc_program_init();
7243         IF_BC(if (IS_BC) bc_vm_envArgs();)
7244         xc_parse_create(BC_PROG_MAIN);
7245
7246 //TODO: in GNU bc, the check is (isatty(0) && isatty(1)),
7247 //-i option unconditionally enables this regardless of isatty():
7248         if (isatty(0)) {
7249 #if ENABLE_FEATURE_BC_INTERACTIVE
7250                 G_ttyin = 1;
7251                 // With SA_RESTART, most system calls will restart
7252                 // (IOW: they won't fail with EINTR).
7253                 // In particular, this means ^C won't cause
7254                 // stdout to get into "error state" if SIGINT hits
7255                 // within write() syscall.
7256                 //
7257                 // The downside is that ^C while tty input is taken
7258                 // will only be handled after [Enter] since read()
7259                 // from stdin is not interrupted by ^C either,
7260                 // it restarts, thus fgetc() does not return on ^C.
7261                 // (This problem manifests only if line editing is disabled)
7262                 signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7263
7264                 // Without SA_RESTART, this exhibits a bug:
7265                 // "while (1) print 1" and try ^C-ing it.
7266                 // Intermittently, instead of returning to input line,
7267                 // you'll get "output error: Interrupted system call"
7268                 // and exit.
7269                 //signal_no_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7270 #endif
7271                 return 1; // "tty"
7272         }
7273         return 0; // "not a tty"
7274 }
7275
7276 static BcStatus xc_vm_run(void)
7277 {
7278         BcStatus st = zxc_vm_exec();
7279 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7280         if (G_exiting) // it was actually "halt" or "quit"
7281                 st = EXIT_SUCCESS;
7282
7283         bc_vec_free(&G.files);
7284         xc_program_free();
7285         xc_parse_free();
7286         free(G.env_args);
7287 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
7288         free_line_input_t(G.line_input_state);
7289 # endif
7290         FREE_G();
7291 #endif
7292         dbg_exec("exiting with exitcode %d", st);
7293         return st;
7294 }
7295
7296 #if ENABLE_BC
7297 int bc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7298 int bc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7299 {
7300         int is_tty;
7301
7302         INIT_G();
7303
7304         is_tty = xc_vm_init("BC_LINE_LENGTH");
7305
7306         bc_args(argv);
7307
7308         if (is_tty && !(option_mask32 & BC_FLAG_Q))
7309                 bc_vm_info();
7310
7311         return xc_vm_run();
7312 }
7313 #endif
7314
7315 #if ENABLE_DC
7316 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7317 int dc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7318 {
7319         int noscript;
7320
7321         INIT_G();
7322
7323         // TODO: dc (GNU bc 1.07.1) 1.4.1 seems to use width
7324         // 1 char wider than bc from the same package.
7325         // Both default width, and xC_LINE_LENGTH=N are wider:
7326         // "DC_LINE_LENGTH=5 dc -e'123456 p'" prints:
7327         //      |1234\   |
7328         //      |56      |
7329         // "echo '123456' | BC_LINE_LENGTH=5 bc" prints:
7330         //      |123\    |
7331         //      |456     |
7332         // Do the same, or it's a bug?
7333         xc_vm_init("DC_LINE_LENGTH");
7334
7335         // Run -e'SCRIPT' and -fFILE in order of appearance, then handle FILEs
7336         noscript = BC_FLAG_I;
7337         for (;;) {
7338                 int n = getopt(argc, argv, "e:f:x");
7339                 if (n <= 0)
7340                         break;
7341                 switch (n) {
7342                 case 'e':
7343                         noscript = 0;
7344                         n = zxc_vm_process(optarg);
7345                         if (n) return n;
7346                         break;
7347                 case 'f':
7348                         noscript = 0;
7349                         n = zxc_vm_file(optarg);
7350                         if (n) return n;
7351                         break;
7352                 case 'x':
7353                         option_mask32 |= DC_FLAG_X;
7354                         break;
7355                 default:
7356                         bb_show_usage();
7357                 }
7358         }
7359         argv += optind;
7360
7361         while (*argv) {
7362                 noscript = 0;
7363                 bc_vec_push(&G.files, argv++);
7364         }
7365
7366         option_mask32 |= noscript; // set BC_FLAG_I if we need to interpret stdin
7367
7368         return xc_vm_run();
7369 }
7370 #endif
7371
7372 #endif // DC_BIG
7373