miscutils/bc.c

   1 /* vi: set sw=4 ts=4: */
   2 /*
   3  * Licensed under GPLv2 or later, see file LICENSE in this source tree.
   4  * Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors.
   5  *
   6  * ** Automatically generated from https://github.com/gavinhoward/bc **
   7  * **        Do not edit unless you know what you are doing.         **
   8  */
   9 //config:config BC
  10 //config:       bool "bc (45 kb; 49 kb when combined with dc)"
  11 //config:       default y
  12 //config:       help
  13 //config:       bc is a command-line, arbitrary-precision calculator with a
  14 //config:       Turing-complete language. See the GNU bc manual
  15 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html) and bc spec
  16 //config:       (http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/bc.html)
  17 //config:       for details.
  18 //config:
  19 //config:       This bc has four differences to the GNU bc:
  20 //config:
  21 //config:         1) The period (.) can also be used as a shortcut for "last", as in
  22 //config:            the BSD bc.
  23 //config:         2) Arrays are copied before being passed as arguments to
  24 //config:            functions. This behavior is required by the bc spec.
  25 //config:         3) Arrays can be passed to the builtin "length" function to get
  26 //config:            the number of elements currently in the array. The following
  27 //config:            example prints "1":
  28 //config:
  29 //config:              a[0] = 0
  30 //config:              length(a[])
  31 //config:
  32 //config:         4) The precedence of the boolean "not" operator (!) is equal to
  33 //config:            that of the unary minus (-), or negation, operator. This still
  34 //config:            allows POSIX-compliant scripts to work while somewhat
  35 //config:            preserving expected behavior (versus C) and making parsing
  36 //config:            easier.
  37 //config:
  38 //config:       Options:
  39 //config:
  40 //config:         -i  --interactive  force interactive mode
  41 //config:         -l  --mathlib      use predefined math routines:
  42 //config:
  43 //config:                              s(expr)  =  sine of expr in radians
  44 //config:                              c(expr)  =  cosine of expr in radians
  45 //config:                              a(expr)  =  arctangent of expr, returning
  46 //config:                                          radians
  47 //config:                              l(expr)  =  natural log of expr
  48 //config:                              e(expr)  =  raises e to the power of expr
  49 //config:                              j(n, x)  =  Bessel function of integer order
  50 //config:                                          n of x
  51 //config:
  52 //config:         -q  --quiet        don't print version and copyright.
  53 //config:         -s  --standard     error if any non-POSIX extensions are used.
  54 //config:         -w  --warn         warn if any non-POSIX extensions are used.
  55 //config:         -v  --version      print version and copyright and exit.
  56 //config:
  57 //config:       Long options are only available if FEATURE_BC_LONG_OPTIONS is
  58 //config:       enabled.
  59 //config:
  60 //config:config DC
  61 //config:       bool "dc (38 kb; 49 kb when combined with bc)"
  62 //config:       default y
  63 //config:       help
  64 //config:       dc is a reverse-polish notation command-line calculator which
  65 //config:       supports unlimited precision arithmetic. See the FreeBSD man page
  66 //config:       (https://www.unix.com/man-page/FreeBSD/1/dc/) and GNU dc manual
  67 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/dc-1.05/html_mono/dc.html)
  68 //config:       for details.
  69 //config:
  70 //config:       This dc has a few differences from the two above:
  71 //config:
  72 //config:         1) When printing a byte stream (command "P"), this bc follows what
  73 //config:            the FreeBSD dc does.
  74 //config:         2) This dc implements the GNU extensions for divmod ("~") and
  75 //config:            modular exponentiation ("|").
  76 //config:         3) This dc implements all FreeBSD extensions, except for "J" and
  77 //config:            "M".
  78 //config:         4) Like the FreeBSD dc, this dc supports extended registers.
  79 //config:            However, they are implemented differently. When it encounters
  80 //config:            whitespace where a register should be, it skips the whitespace.
  81 //config:            If the character following is not a lowercase letter, an error
  82 //config:            is issued. Otherwise, the register name is parsed by the
  83 //config:            following regex:
  84 //config:
  85 //config:              [a-z][a-z0-9_]*
  86 //config:
  87 //config:            This generally means that register names will be surrounded by
  88 //config:            whitespace.
  89 //config:
  90 //config:            Examples:
  91 //config:
  92 //config:              l idx s temp L index S temp2 < do_thing
  93 //config:
  94 //config:            Also note that, like the FreeBSD dc, extended registers are not
  95 //config:            allowed unless the "-x" option is given.
  96 //config:
  97 //config:config FEATURE_BC_SIGNALS
  98 //config:       bool "Enable bc/dc signal handling"
  99 //config:       default y
 100 //config:       depends on BC || DC
 101 //config:       help
 102 //config:       Enable signal handling for bc and dc.
 103 //config:
 104 //config:config FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
 105 //config:       bool "Enable bc/dc long options"
 106 //config:       default y
 107 //config:       depends on BC || DC
 108 //config:       help
 109 //config:       Enable long options for bc and dc.
 110
 111 //applet:IF_BC(APPLET(bc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 112 //applet:IF_DC(APPLET(dc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 113
 114 //kbuild:lib-$(CONFIG_BC) += bc.o
 115 //kbuild:lib-$(CONFIG_DC) += bc.o
 116
 117 //See www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html
 118 //usage:#define bc_trivial_usage
 119 //usage:       "[-sqli] FILE..."
 120 //usage:
 121 //usage:#define bc_full_usage "\n"
 122 //usage:     "\nArbitrary precision calculator"
 123 //usage:     "\n"
 124 //usage:     "\n        -i      Interactive"
 125 //usage:     "\n        -l      Load standard math library"
 126 //usage:     "\n        -s      Be POSIX compatible"
 127 //usage:     "\n        -q      Quiet"
 128 //usage:     "\n        -w      Warn if extensions are used"
 129 ///////:     "\n        -v      Version"
 130 //usage:
 131 //usage:#define bc_example_usage
 132 //usage:       "3 + 4.129\n"
 133 //usage:       "1903 - 2893\n"
 134 //usage:       "-129 * 213.28935\n"
 135 //usage:       "12 / -1932\n"
 136 //usage:       "12 % 12\n"
 137 //usage:       "34 ^ 189\n"
 138 //usage:       "scale = 13\n"
 139 //usage:       "ibase = 2\n"
 140 //usage:       "obase = A\n"
 141 //usage:
 142 //usage:#define dc_trivial_usage
 143 //usage:       "EXPRESSION..."
 144 //usage:
 145 //usage:#define dc_full_usage "\n\n"
 146 //usage:       "Tiny RPN calculator. Operations:\n"
 147 //usage:       "+, add, -, sub, *, mul, /, div, %, mod, ^, exp, ~, divmod, |, "
 148 //usage:       "modular exponentiation,\n"
 149 //usage:       "p - print top of the stack (without popping),\n"
 150 //usage:       "f - print entire stack,\n"
 151 //usage:       "k - pop the value and set the precision.\n"
 152 //usage:       "i - pop the value and set input radix.\n"
 153 //usage:       "o - pop the value and set output radix.\n"
 154 //usage:       "Examples: 'dc 2 2 add p' -> 4, 'dc 8 8 mul 2 2 + / p' -> 16"
 155 //usage:
 156 //usage:#define dc_example_usage
 157 //usage:       "$ dc 2 2 + p\n"
 158 //usage:       "4\n"
 159 //usage:       "$ dc 8 8 \\* 2 2 + / p\n"
 160 //usage:       "16\n"
 161 //usage:       "$ dc 0 1 and p\n"
 162 //usage:       "0\n"
 163 //usage:       "$ dc 0 1 or p\n"
 164 //usage:       "1\n"
 165 //usage:       "$ echo 72 9 div 8 mul p | dc\n"
 166 //usage:       "64\n"
 167
 168 #include "libbb.h"
 169
 170 typedef enum BcStatus {
 171         BC_STATUS_SUCCESS = 0,
 172         BC_STATUS_FAILURE = 1,
 173         BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP = 2, // bc_parse_expr() uses this
 174 } BcStatus;
 175
 176 #define BC_VEC_INVALID_IDX ((size_t) -1)
 177 #define BC_VEC_START_CAP (1 << 5)
 178
 179 typedef void (*BcVecFree)(void *);
 180
 181 typedef struct BcVec {
 182         char *v;
 183         size_t len;
 184         size_t cap;
 185         size_t size;
 186         BcVecFree dtor;
 187 } BcVec;
 188
 189 #define bc_vec_pop(v) (bc_vec_npop((v), 1))
 190 #define bc_vec_top(v) (bc_vec_item_rev((v), 0))
 191
 192 typedef signed char BcDig;
 193
 194 typedef struct BcNum {
 195         BcDig *restrict num;
 196         size_t rdx;
 197         size_t len;
 198         size_t cap;
 199         bool neg;
 200 } BcNum;
 201
 202 #define BC_NUM_MIN_BASE ((unsigned long) 2)
 203 #define BC_NUM_MAX_IBASE ((unsigned long) 16)
 204 #define BC_NUM_DEF_SIZE (16)
 205 #define BC_NUM_PRINT_WIDTH (69)
 206
 207 #define BC_NUM_KARATSUBA_LEN (32)
 208
 209 #define BC_NUM_NEG(n, neg) ((((ssize_t)(n)) ^ -((ssize_t)(neg))) + (neg))
 210 #define BC_NUM_ONE(n) ((n)->len == 1 && (n)->rdx == 0 && (n)->num[0] == 1)
 211 #define BC_NUM_INT(n) ((n)->len - (n)->rdx)
 212 #define BC_NUM_AREQ(a, b) \
 213         (BC_MAX((a)->rdx, (b)->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1)
 214 #define BC_NUM_MREQ(a, b, scale) \
 215         (BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX((scale), (a)->rdx + (b)->rdx) + 1)
 216
 217 typedef BcStatus (*BcNumBinaryOp)(BcNum *, BcNum *, BcNum *, size_t);
 218 typedef void (*BcNumDigitOp)(size_t, size_t, bool, size_t *, size_t);
 219
 220 static BcStatus bc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 221 static BcStatus bc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 222 static BcStatus bc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 223 static BcStatus bc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 224 static BcStatus bc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 225 static BcStatus bc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale);
 226 static BcStatus bc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale);
 227 static BcStatus bc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
 228                               size_t scale);
 229
 230 typedef enum BcInst {
 231
 232 #if ENABLE_BC
 233         BC_INST_INC_PRE,
 234         BC_INST_DEC_PRE,
 235         BC_INST_INC_POST,
 236         BC_INST_DEC_POST,
 237 #endif
 238
 239         BC_INST_NEG,
 240
 241         BC_INST_POWER,
 242         BC_INST_MULTIPLY,
 243         BC_INST_DIVIDE,
 244         BC_INST_MODULUS,
 245         BC_INST_PLUS,
 246         BC_INST_MINUS,
 247
 248         BC_INST_REL_EQ,
 249         BC_INST_REL_LE,
 250         BC_INST_REL_GE,
 251         BC_INST_REL_NE,
 252         BC_INST_REL_LT,
 253         BC_INST_REL_GT,
 254
 255         BC_INST_BOOL_NOT,
 256         BC_INST_BOOL_OR,
 257         BC_INST_BOOL_AND,
 258
 259 #if ENABLE_BC
 260         BC_INST_ASSIGN_POWER,
 261         BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY,
 262         BC_INST_ASSIGN_DIVIDE,
 263         BC_INST_ASSIGN_MODULUS,
 264         BC_INST_ASSIGN_PLUS,
 265         BC_INST_ASSIGN_MINUS,
 266 #endif
 267         BC_INST_ASSIGN,
 268
 269         BC_INST_NUM,
 270         BC_INST_VAR,
 271         BC_INST_ARRAY_ELEM,
 272         BC_INST_ARRAY,
 273
 274         BC_INST_SCALE_FUNC,
 275         BC_INST_IBASE,
 276         BC_INST_SCALE,
 277         BC_INST_LAST,
 278         BC_INST_LENGTH,
 279         BC_INST_READ,
 280         BC_INST_OBASE,
 281         BC_INST_SQRT,
 282
 283         BC_INST_PRINT,
 284         BC_INST_PRINT_POP,
 285         BC_INST_STR,
 286         BC_INST_PRINT_STR,
 287
 288 #if ENABLE_BC
 289         BC_INST_JUMP,
 290         BC_INST_JUMP_ZERO,
 291
 292         BC_INST_CALL,
 293
 294         BC_INST_RET,
 295         BC_INST_RET0,
 296
 297         BC_INST_HALT,
 298 #endif
 299
 300         BC_INST_POP,
 301         BC_INST_POP_EXEC,
 302
 303 #if ENABLE_DC
 304         BC_INST_MODEXP,
 305         BC_INST_DIVMOD,
 306
 307         BC_INST_EXECUTE,
 308         BC_INST_EXEC_COND,
 309
 310         BC_INST_ASCIIFY,
 311         BC_INST_PRINT_STREAM,
 312
 313         BC_INST_PRINT_STACK,
 314         BC_INST_CLEAR_STACK,
 315         BC_INST_STACK_LEN,
 316         BC_INST_DUPLICATE,
 317         BC_INST_SWAP,
 318
 319         BC_INST_LOAD,
 320         BC_INST_PUSH_VAR,
 321         BC_INST_PUSH_TO_VAR,
 322
 323         BC_INST_QUIT,
 324         BC_INST_NQUIT,
 325
 326         BC_INST_INVALID = -1,
 327 #endif
 328
 329 } BcInst;
 330
 331 typedef struct BcId {
 332         char *name;
 333         size_t idx;
 334 } BcId;
 335
 336 typedef struct BcFunc {
 337         BcVec code;
 338         BcVec labels;
 339         size_t nparams;
 340         BcVec autos;
 341 } BcFunc;
 342
 343 typedef enum BcResultType {
 344
 345         BC_RESULT_TEMP,
 346
 347         BC_RESULT_VAR,
 348         BC_RESULT_ARRAY_ELEM,
 349         BC_RESULT_ARRAY,
 350
 351         BC_RESULT_STR,
 352
 353         BC_RESULT_IBASE,
 354         BC_RESULT_SCALE,
 355         BC_RESULT_LAST,
 356
 357         // These are between to calculate ibase, obase, and last from instructions.
 358         BC_RESULT_CONSTANT,
 359         BC_RESULT_ONE,
 360
 361         BC_RESULT_OBASE,
 362
 363 } BcResultType;
 364
 365 typedef union BcResultData {
 366         BcNum n;
 367         BcVec v;
 368         BcId id;
 369 } BcResultData;
 370
 371 typedef struct BcResult {
 372         BcResultType t;
 373         BcResultData d;
 374 } BcResult;
 375
 376 typedef struct BcInstPtr {
 377         size_t func;
 378         size_t idx;
 379         size_t len;
 380 } BcInstPtr;
 381
 382 // BC_LEX_NEG is not used in lexing; it is only for parsing.
 383 typedef enum BcLexType {
 384
 385         BC_LEX_EOF,
 386         BC_LEX_INVALID,
 387
 388         BC_LEX_OP_INC,
 389         BC_LEX_OP_DEC,
 390
 391         BC_LEX_NEG,
 392
 393         BC_LEX_OP_POWER,
 394         BC_LEX_OP_MULTIPLY,
 395         BC_LEX_OP_DIVIDE,
 396         BC_LEX_OP_MODULUS,
 397         BC_LEX_OP_PLUS,
 398         BC_LEX_OP_MINUS,
 399
 400         BC_LEX_OP_REL_EQ,
 401         BC_LEX_OP_REL_LE,
 402         BC_LEX_OP_REL_GE,
 403         BC_LEX_OP_REL_NE,
 404         BC_LEX_OP_REL_LT,
 405         BC_LEX_OP_REL_GT,
 406
 407         BC_LEX_OP_BOOL_NOT,
 408         BC_LEX_OP_BOOL_OR,
 409         BC_LEX_OP_BOOL_AND,
 410
 411         BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER,
 412         BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY,
 413         BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE,
 414         BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS,
 415         BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS,
 416         BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS,
 417         BC_LEX_OP_ASSIGN,
 418
 419         BC_LEX_NLINE,
 420         BC_LEX_WHITESPACE,
 421
 422         BC_LEX_LPAREN,
 423         BC_LEX_RPAREN,
 424
 425         BC_LEX_LBRACKET,
 426         BC_LEX_COMMA,
 427         BC_LEX_RBRACKET,
 428
 429         BC_LEX_LBRACE,
 430         BC_LEX_SCOLON,
 431         BC_LEX_RBRACE,
 432
 433         BC_LEX_STR,
 434         BC_LEX_NAME,
 435         BC_LEX_NUMBER,
 436
 437         BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 438         BC_LEX_KEY_AUTO = BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 439         BC_LEX_KEY_BREAK,
 440         BC_LEX_KEY_CONTINUE,
 441         BC_LEX_KEY_DEFINE,
 442         BC_LEX_KEY_ELSE,
 443         BC_LEX_KEY_FOR,
 444         BC_LEX_KEY_HALT,
 445         // code uses "type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE" construct,
 446         BC_LEX_KEY_IBASE,  // relative order should match for: BC_INST_IBASE
 447         BC_LEX_KEY_IF,
 448         BC_LEX_KEY_LAST,   // relative order should match for: BC_INST_LAST
 449         BC_LEX_KEY_LENGTH,
 450         BC_LEX_KEY_LIMITS,
 451         BC_LEX_KEY_OBASE,  // relative order should match for: BC_INST_OBASE
 452         BC_LEX_KEY_PRINT,
 453         BC_LEX_KEY_QUIT,
 454         BC_LEX_KEY_READ,
 455         BC_LEX_KEY_RETURN,
 456         BC_LEX_KEY_SCALE,
 457         BC_LEX_KEY_SQRT,
 458         BC_LEX_KEY_WHILE,
 459
 460 #if ENABLE_DC
 461         BC_LEX_EQ_NO_REG,
 462         BC_LEX_OP_MODEXP,
 463         BC_LEX_OP_DIVMOD,
 464
 465         BC_LEX_COLON,
 466         BC_LEX_ELSE,
 467         BC_LEX_EXECUTE,
 468         BC_LEX_PRINT_STACK,
 469         BC_LEX_CLEAR_STACK,
 470         BC_LEX_STACK_LEVEL,
 471         BC_LEX_DUPLICATE,
 472         BC_LEX_SWAP,
 473         BC_LEX_POP,
 474
 475         BC_LEX_ASCIIFY,
 476         BC_LEX_PRINT_STREAM,
 477
 478         BC_LEX_STORE_IBASE,
 479         BC_LEX_STORE_SCALE,
 480         BC_LEX_LOAD,
 481         BC_LEX_LOAD_POP,
 482         BC_LEX_STORE_PUSH,
 483         BC_LEX_STORE_OBASE,
 484         BC_LEX_PRINT_POP,
 485         BC_LEX_NQUIT,
 486         BC_LEX_SCALE_FACTOR,
 487 #endif
 488 } BcLexType;
 489 // must match order of BC_LEX_KEY_foo etc above
 490 #if ENABLE_BC
 491 struct BcLexKeyword {
 492         char name8[8];
 493 };
 494 #define BC_LEX_KW_ENTRY(a, b, c)            \
 495         { .name8 = a /*, .len = b, .posix = c*/ }
 496 static const struct BcLexKeyword bc_lex_kws[20] = {
 497         BC_LEX_KW_ENTRY("auto"    , 4, 1), // 0
 498         BC_LEX_KW_ENTRY("break"   , 5, 1), // 1
 499         BC_LEX_KW_ENTRY("continue", 8, 0), // 2 note: this one has no terminating NUL
 500         BC_LEX_KW_ENTRY("define"  , 6, 1), // 3
 501
 502         BC_LEX_KW_ENTRY("else"    , 4, 0), // 4
 503         BC_LEX_KW_ENTRY("for"     , 3, 1), // 5
 504         BC_LEX_KW_ENTRY("halt"    , 4, 0), // 6
 505         BC_LEX_KW_ENTRY("ibase"   , 5, 1), // 7
 506
 507         BC_LEX_KW_ENTRY("if"      , 2, 1), // 8
 508         BC_LEX_KW_ENTRY("last"    , 4, 0), // 9
 509         BC_LEX_KW_ENTRY("length"  , 6, 1), // 10
 510         BC_LEX_KW_ENTRY("limits"  , 6, 0), // 11
 511
 512         BC_LEX_KW_ENTRY("obase"   , 5, 1), // 12
 513         BC_LEX_KW_ENTRY("print"   , 5, 0), // 13
 514         BC_LEX_KW_ENTRY("quit"    , 4, 1), // 14
 515         BC_LEX_KW_ENTRY("read"    , 4, 0), // 15
 516
 517         BC_LEX_KW_ENTRY("return"  , 6, 1), // 16
 518         BC_LEX_KW_ENTRY("scale"   , 5, 1), // 17
 519         BC_LEX_KW_ENTRY("sqrt"    , 4, 1), // 18
 520         BC_LEX_KW_ENTRY("while"   , 5, 1), // 19
 521 };
 522 enum {
 523         POSIX_KWORD_MASK = 0
 524                 | (1 << 0)
 525                 | (1 << 1)
 526                 | (0 << 2)
 527                 | (1 << 3)
 528                 \
 529                 | (0 << 4)
 530                 | (1 << 5)
 531                 | (0 << 6)
 532                 | (1 << 7)
 533                 \
 534                 | (1 << 8)
 535                 | (0 << 9)
 536                 | (1 << 10)
 537                 | (0 << 11)
 538                 \
 539                 | (1 << 12)
 540                 | (0 << 13)
 541                 | (1 << 14)
 542                 | (0 << 15)
 543                 \
 544                 | (1 << 16)
 545                 | (1 << 17)
 546                 | (1 << 18)
 547                 | (1 << 19)
 548 };
 549 #endif
 550
 551 struct BcLex;
 552 typedef BcStatus (*BcLexNext)(struct BcLex *);
 553
 554 typedef struct BcLex {
 555
 556         const char *buf;
 557         size_t i;
 558         size_t line;
 559         size_t len;
 560         bool newline;
 561
 562         struct {
 563                 BcLexType t;
 564                 BcLexType last;
 565                 BcVec v;
 566         } t;
 567
 568         BcLexNext next;
 569
 570 } BcLex;
 571
 572 #define BC_PARSE_STREND ((char) UCHAR_MAX)
 573
 574 #define bc_parse_push(p, i) (bc_vec_pushByte(&(p)->func->code, (char) (i)))
 575 #define bc_parse_updateFunc(p, f) \
 576         ((p)->func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ((p)->fidx = (f))))
 577
 578 #define BC_PARSE_REL (1 << 0)
 579 #define BC_PARSE_PRINT (1 << 1)
 580 #define BC_PARSE_NOCALL (1 << 2)
 581 #define BC_PARSE_NOREAD (1 << 3)
 582 #define BC_PARSE_ARRAY (1 << 4)
 583
 584 #define BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(parse) ((uint8_t *) bc_vec_top(&(parse)->flags))
 585 #define BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) (*(BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(parse)))
 586
 587 #define BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER (1 << 0)
 588 #define BC_PARSE_FUNC_INNER(parse) \
 589         (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER)
 590
 591 #define BC_PARSE_FLAG_FUNC (1 << 1)
 592 #define BC_PARSE_FUNC(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_FUNC)
 593
 594 #define BC_PARSE_FLAG_BODY (1 << 2)
 595 #define BC_PARSE_BODY(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_BODY)
 596
 597 #define BC_PARSE_FLAG_LOOP (1 << 3)
 598 #define BC_PARSE_LOOP(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_LOOP)
 599
 600 #define BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER (1 << 4)
 601 #define BC_PARSE_LOOP_INNER(parse) \
 602         (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER)
 603
 604 #define BC_PARSE_FLAG_IF (1 << 5)
 605 #define BC_PARSE_IF(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_IF)
 606
 607 #define BC_PARSE_FLAG_ELSE (1 << 6)
 608 #define BC_PARSE_ELSE(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_ELSE)
 609
 610 #define BC_PARSE_FLAG_IF_END (1 << 7)
 611 #define BC_PARSE_IF_END(parse) (BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) & BC_PARSE_FLAG_IF_END)
 612
 613 #define BC_PARSE_CAN_EXEC(parse)                                             \
 614         (!(BC_PARSE_TOP_FLAG(parse) &                                            \
 615            (BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER | BC_PARSE_FLAG_FUNC | BC_PARSE_FLAG_BODY | \
 616             BC_PARSE_FLAG_LOOP | BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER | BC_PARSE_FLAG_IF |   \
 617             BC_PARSE_FLAG_ELSE | BC_PARSE_FLAG_IF_END)))
 618
 619 typedef struct BcParseNext {
 620         uint32_t len;
 621         BcLexType tokens[4];
 622 } BcParseNext;
 623
 624 #define BC_PARSE_NEXT_TOKENS(...) .tokens = { __VA_ARGS__ }
 625 #define BC_PARSE_NEXT(a, ...)                         \
 626         {                                                 \
 627                 .len = (a), BC_PARSE_NEXT_TOKENS(__VA_ARGS__) \
 628         }
 629
 630 struct BcParse;
 631
 632 struct BcProgram;
 633
 634 typedef BcStatus (*BcParseParse)(struct BcParse *);
 635
 636 typedef struct BcParse {
 637
 638         BcParseParse parse;
 639
 640         BcLex l;
 641
 642         BcVec flags;
 643
 644         BcVec exits;
 645         BcVec conds;
 646
 647         BcVec ops;
 648
 649         BcFunc *func;
 650         size_t fidx;
 651
 652         size_t nbraces;
 653         bool auto_part;
 654
 655 } BcParse;
 656
 657 typedef struct BcProgram {
 658
 659         size_t len;
 660         size_t scale;
 661
 662         BcNum ib;
 663         size_t ib_t;
 664         BcNum ob;
 665         size_t ob_t;
 666
 667         BcNum hexb;
 668
 669 #if ENABLE_DC
 670         BcNum strmb;
 671 #endif
 672
 673         BcVec results;
 674         BcVec stack;
 675
 676         BcVec fns;
 677         BcVec fn_map;
 678
 679         BcVec vars;
 680         BcVec var_map;
 681
 682         BcVec arrs;
 683         BcVec arr_map;
 684
 685         BcVec strs;
 686         BcVec consts;
 687
 688         const char *file;
 689
 690         BcNum last;
 691         BcNum zero;
 692         BcNum one;
 693
 694         size_t nchars;
 695
 696 } BcProgram;
 697
 698 #define BC_PROG_STACK(s, n) ((s)->len >= ((size_t) n))
 699
 700 #define BC_PROG_MAIN (0)
 701 #define BC_PROG_READ (1)
 702
 703 #if ENABLE_DC
 704 #define BC_PROG_REQ_FUNCS (2)
 705 #endif
 706
 707 #define BC_PROG_STR(n) (!(n)->num && !(n)->cap)
 708 #define BC_PROG_NUM(r, n) \
 709         ((r)->t != BC_RESULT_ARRAY && (r)->t != BC_RESULT_STR && !BC_PROG_STR(n))
 710
 711 typedef unsigned long (*BcProgramBuiltIn)(BcNum *);
 712
 713 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx);
 714 static void bc_program_reset(void);
 715
 716 #define BC_FLAG_X (1 << 0)
 717 #define BC_FLAG_W (1 << 1)
 718 #define BC_FLAG_V (1 << 2)
 719 #define BC_FLAG_S (1 << 3)
 720 #define BC_FLAG_Q (1 << 4)
 721 #define BC_FLAG_L (1 << 5)
 722 #define BC_FLAG_I (1 << 6)
 723
 724 #define BC_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
 725 #define BC_MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
 726
 727 #define BC_MAX_OBASE  ((unsigned) 999)
 728 #define BC_MAX_DIM    ((unsigned) INT_MAX)
 729 #define BC_MAX_SCALE  ((unsigned) UINT_MAX)
 730 #define BC_MAX_STRING ((unsigned) UINT_MAX - 1)
 731 #define BC_MAX_NAME   BC_MAX_STRING
 732 #define BC_MAX_NUM    BC_MAX_STRING
 733 #define BC_MAX_EXP    ((unsigned long) LONG_MAX)
 734 #define BC_MAX_VARS   ((unsigned long) SIZE_MAX - 1)
 735
 736 struct globals {
 737         smallint ttyin;
 738         smallint eof;
 739         char sbgn;
 740         char send;
 741
 742         BcParse prs;
 743         BcProgram prog;
 744
 745         // For error messages. Can be set to current parsed line,
 746         // or [TODO] to current executing line (can be before last parsed one)
 747         unsigned err_line;
 748
 749         BcVec files;
 750
 751         char *env_args;
 752 } FIX_ALIASING;
 753 #define G (*ptr_to_globals)
 754 #define INIT_G() do { \
 755         SET_PTR_TO_GLOBALS(xzalloc(sizeof(G))); \
 756 } while (0)
 757 #define G_posix (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_S))
 758 #define G_warn  (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_W))
 759 #define G_exreg (ENABLE_DC && (option_mask32 & BC_FLAG_X))
 760 #define G_interrupt (ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS ? bb_got_signal : 0)
 761
 762 #define IS_BC (ENABLE_BC && (!ENABLE_DC || applet_name[0] == 'b'))
 763
 764 #if ENABLE_BC
 765
 766 // This is a bit array that corresponds to token types. An entry is
 767 // true if the token is valid in an expression, false otherwise.
 768 enum {
 769         BC_PARSE_EXPRS_BITS = 0
 770         + ((uint64_t)((0 << 0)+(0 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (0*8))
 771         + ((uint64_t)((1 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (1*8))
 772         + ((uint64_t)((1 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (2*8))
 773         + ((uint64_t)((1 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(0 << 3)+(0 << 4)+(1 << 5)+(1 << 6)+(0 << 7)) << (3*8))
 774         + ((uint64_t)((0 << 0)+(0 << 1)+(0 << 2)+(0 << 3)+(0 << 4)+(0 << 5)+(1 << 6)+(1 << 7)) << (4*8))
 775         + ((uint64_t)((0 << 0)+(0 << 1)+(0 << 2)+(0 << 3)+(0 << 4)+(0 << 5)+(0 << 6)+(1 << 7)) << (5*8))
 776         + ((uint64_t)((0 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(1 << 3)+(1 << 4)+(0 << 5)+(0 << 6)+(1 << 7)) << (6*8))
 777         + ((uint64_t)((0 << 0)+(1 << 1)+(1 << 2)+(0 << 3)                                    ) << (7*8))
 778 };
 779 static ALWAYS_INLINE long bc_parse_exprs(unsigned i)
 780 {
 781 #if ULONG_MAX > 0xffffffff
 782         // 64-bit version (will not work correctly for 32-bit longs!)
 783         return BC_PARSE_EXPRS_BITS & (1UL << i);
 784 #else
 785         // 32-bit version
 786         unsigned long m = (uint32_t)BC_PARSE_EXPRS_BITS;
 787         if (i >= 32) {
 788                 m = (uint32_t)(BC_PARSE_EXPRS_BITS >> 32);
 789                 i &= 31;
 790         }
 791         return m & (1UL << i);
 792 #endif
 793 }
 794
 795 // This is an array of data for operators that correspond to token types.
 796 static const uint8_t bc_parse_ops[] = {
 797 #define OP(p,l) ((int)(l) * 0x10 + (p))
 798         OP(0, false), OP( 0, false ), // inc dec
 799         OP(1, false), // neg
 800         OP(2, false),
 801         OP(3, true ), OP( 3, true  ), OP( 3, true  ), // pow mul div
 802         OP(4, true ), OP( 4, true  ), // mod + -
 803         OP(6, true ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true ), // == <= >= != < >
 804         OP(1, false), // not
 805         OP(7, true ), OP( 7, true  ), // or and
 806         OP(5, false), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), // ^= *= /= %= +=
 807         OP(5, false), OP( 5, false ), // -= =
 808 #undef OP
 809 };
 810 #define bc_parse_op_PREC(i) (bc_parse_ops[i] & 0x0f)
 811 #define bc_parse_op_LEFT(i) (bc_parse_ops[i] & 0x10)
 812
 813 // These identify what tokens can come after expressions in certain cases.
 814 static const BcParseNext bc_parse_next_expr =
 815         BC_PARSE_NEXT(4, BC_LEX_NLINE, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_RBRACE, BC_LEX_EOF);
 816 static const BcParseNext bc_parse_next_param =
 817         BC_PARSE_NEXT(2, BC_LEX_RPAREN, BC_LEX_COMMA);
 818 static const BcParseNext bc_parse_next_print =
 819         BC_PARSE_NEXT(4, BC_LEX_COMMA, BC_LEX_NLINE, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_EOF);
 820 static const BcParseNext bc_parse_next_rel = BC_PARSE_NEXT(1, BC_LEX_RPAREN);
 821 static const BcParseNext bc_parse_next_elem = BC_PARSE_NEXT(1, BC_LEX_RBRACKET);
 822 static const BcParseNext bc_parse_next_for = BC_PARSE_NEXT(1, BC_LEX_SCOLON);
 823 static const BcParseNext bc_parse_next_read =
 824         BC_PARSE_NEXT(2, BC_LEX_NLINE, BC_LEX_EOF);
 825 #endif // ENABLE_BC
 826
 827 #if ENABLE_DC
 828 static const BcLexType dc_lex_regs[] = {
 829         BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_NE,
 830         BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_COLON,
 831         BC_LEX_ELSE, BC_LEX_LOAD, BC_LEX_LOAD_POP, BC_LEX_OP_ASSIGN,
 832         BC_LEX_STORE_PUSH,
 833 };
 834
 835 static const BcLexType dc_lex_tokens[] = {
 836         BC_LEX_OP_MODULUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_LPAREN,
 837         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_MULTIPLY, BC_LEX_OP_PLUS, BC_LEX_INVALID,
 838         BC_LEX_OP_MINUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVIDE,
 839         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 840         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 841         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 842         BC_LEX_COLON, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_OP_REL_EQ,
 843         BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_KEY_READ, BC_LEX_INVALID,
 844         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 845         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EQ_NO_REG, BC_LEX_INVALID,
 846         BC_LEX_KEY_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SCALE, BC_LEX_LOAD_POP,
 847         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_BOOL_NOT, BC_LEX_KEY_OBASE, BC_LEX_PRINT_STREAM,
 848         BC_LEX_NQUIT, BC_LEX_POP, BC_LEX_STORE_PUSH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 849         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_SCALE_FACTOR, BC_LEX_INVALID,
 850         BC_LEX_KEY_LENGTH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 851         BC_LEX_OP_POWER, BC_LEX_NEG, BC_LEX_INVALID,
 852         BC_LEX_ASCIIFY, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_CLEAR_STACK, BC_LEX_DUPLICATE,
 853         BC_LEX_ELSE, BC_LEX_PRINT_STACK, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
 854         BC_LEX_STORE_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STORE_SCALE, BC_LEX_LOAD,
 855         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_PRINT_POP, BC_LEX_STORE_OBASE, BC_LEX_KEY_PRINT,
 856         BC_LEX_KEY_QUIT, BC_LEX_SWAP, BC_LEX_OP_ASSIGN, BC_LEX_INVALID,
 857         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SQRT, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EXECUTE,
 858         BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STACK_LEVEL,
 859         BC_LEX_LBRACE, BC_LEX_OP_MODEXP, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVMOD,
 860         BC_LEX_INVALID
 861 };
 862
 863 static const BcInst dc_parse_insts[] = {
 864         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 865         BC_INST_INVALID, BC_INST_POWER, BC_INST_MULTIPLY, BC_INST_DIVIDE,
 866         BC_INST_MODULUS, BC_INST_PLUS, BC_INST_MINUS,
 867         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 868         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 869         BC_INST_BOOL_NOT, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 870         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 871         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 872         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GT, BC_INST_INVALID,
 873         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 874         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 875         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 876         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 877         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_IBASE,
 878         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_LENGTH, BC_INST_INVALID,
 879         BC_INST_OBASE, BC_INST_PRINT, BC_INST_QUIT, BC_INST_INVALID,
 880         BC_INST_INVALID, BC_INST_SCALE, BC_INST_SQRT, BC_INST_INVALID,
 881         BC_INST_REL_EQ, BC_INST_MODEXP, BC_INST_DIVMOD, BC_INST_INVALID,
 882         BC_INST_INVALID, BC_INST_EXECUTE, BC_INST_PRINT_STACK, BC_INST_CLEAR_STACK,
 883         BC_INST_STACK_LEN, BC_INST_DUPLICATE, BC_INST_SWAP, BC_INST_POP,
 884         BC_INST_ASCIIFY, BC_INST_PRINT_STREAM, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 885         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 886         BC_INST_PRINT, BC_INST_NQUIT, BC_INST_SCALE_FUNC,
 887 };
 888 #endif // ENABLE_DC
 889
 890 static const BcNumBinaryOp bc_program_ops[] = {
 891         bc_num_pow, bc_num_mul, bc_num_div, bc_num_mod, bc_num_add, bc_num_sub,
 892 };
 893
 894 static void fflush_and_check(void)
 895 {
 896         fflush_all();
 897         if (ferror(stdout) || ferror(stderr))
 898                 bb_perror_msg_and_die("output error");
 899 }
 900
 901 static void quit(void) NORETURN;
 902 static void quit(void)
 903 {
 904         if (ferror(stdin))
 905                 bb_perror_msg_and_die("input error");
 906         fflush_and_check();
 907         exit(0);
 908 }
 909
 910 static void bc_verror_msg(const char *fmt, va_list p)
 911 {
 912         const char *sv = sv; /* for compiler */
 913         if (G.prog.file) {
 914                 sv = applet_name;
 915                 applet_name = xasprintf("%s: %s:%u", applet_name, G.prog.file, G.err_line);
 916         }
 917         bb_verror_msg(fmt, p, NULL);
 918         if (G.prog.file) {
 919                 free((char*)applet_name);
 920                 applet_name = sv;
 921         }
 922 }
 923
 924 static NOINLINE int bc_error_fmt(const char *fmt, ...)
 925 {
 926         va_list p;
 927
 928         va_start(p, fmt);
 929         bc_verror_msg(fmt, p);
 930         va_end(p);
 931
 932         if (!G.ttyin)
 933                 exit(1);
 934         return BC_STATUS_FAILURE;
 935 }
 936
 937 static NOINLINE int bc_posix_error_fmt(const char *fmt, ...)
 938 {
 939         va_list p;
 940
 941         // Are non-POSIX constructs totally ok?
 942         if (!(option_mask32 & (BC_FLAG_S|BC_FLAG_W)))
 943                 return BC_STATUS_SUCCESS; // yes
 944
 945         va_start(p, fmt);
 946         bc_verror_msg(fmt, p);
 947         va_end(p);
 948
 949         // Do we treat non-POSIX constructs as errors?
 950         if (!(option_mask32 & BC_FLAG_S))
 951                 return BC_STATUS_SUCCESS; // no, it's a warning
 952         if (!G.ttyin)
 953                 exit(1);
 954         return BC_STATUS_FAILURE;
 955 }
 956
 957 // We use error functions with "return bc_error(FMT[, PARAMS])" idiom.
 958 // This idiom begs for tail-call optimization, but for it to work,
 959 // function must not have calller-cleaned parameters on stack.
 960 // Unfortunately, vararg functions do exactly that on most arches.
 961 // Thus, these shims for the cases when we have no PARAMS:
 962 static int bc_error(const char *msg)
 963 {
 964         return bc_error_fmt("%s", msg);
 965 }
 966 static int bc_posix_error(const char *msg)
 967 {
 968         return bc_posix_error_fmt("%s", msg);
 969 }
 970 static int bc_POSIX_does_not_allow(const char *msg)
 971 {
 972         return bc_posix_error_fmt("%s%s", "POSIX does not allow ", msg);
 973 }
 974 static int bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(const char *msg)
 975 {
 976         return bc_posix_error_fmt("%s%s %s", "POSIX does not allow ", "boolean operators; the following is bad:", msg);
 977 }
 978 static int bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(const char *msg)
 979 {
 980         return bc_posix_error_fmt("%san empty %s expression in a for loop", "POSIX does not allow ", msg);
 981 }
 982 static int bc_error_bad_character(char c)
 983 {
 984         return bc_error_fmt("bad character '%c'", c);
 985 }
 986 static int bc_error_bad_expression(void)
 987 {
 988         return bc_error("bad expression");
 989 }
 990 static int bc_error_bad_token(void)
 991 {
 992         return bc_error("bad token");
 993 }
 994 static int bc_error_stack_has_too_few_elements(void)
 995 {
 996         return bc_error("stack has too few elements");
 997 }
 998 static int bc_error_variable_is_wrong_type(void)
 999 {
1000         return bc_error("variable is wrong type");
1001 }
1002 static int bc_error_nested_read_call(void)
1003 {
1004         return bc_error("read() call inside of a read() call");
1005 }
1006
1007 static void bc_vm_info(void)
1008 {
1009         printf("%s "BB_VER"\n"
1010                 "Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors\n"
1011                 "Report bugs at: https://github.com/gavinhoward/bc\n"
1012                 "This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY\n"
1013         , applet_name);
1014 }
1015
1016 static void bc_vec_grow(BcVec *v, size_t n)
1017 {
1018         size_t cap = v->cap * 2;
1019         while (cap < v->len + n) cap *= 2;
1020         v->v = xrealloc(v->v, v->size * cap);
1021         v->cap = cap;
1022 }
1023
1024 static void bc_vec_init(BcVec *v, size_t esize, BcVecFree dtor)
1025 {
1026         v->size = esize;
1027         v->cap = BC_VEC_START_CAP;
1028         v->len = 0;
1029         v->dtor = dtor;
1030         v->v = xmalloc(esize * BC_VEC_START_CAP);
1031 }
1032
1033 static void bc_char_vec_init(BcVec *v)
1034 {
1035         bc_vec_init(v, sizeof(char), NULL);
1036 }
1037
1038 static void bc_vec_expand(BcVec *v, size_t req)
1039 {
1040         if (v->cap < req) {
1041                 v->v = xrealloc(v->v, v->size * req);
1042                 v->cap = req;
1043         }
1044 }
1045
1046 static void bc_vec_npop(BcVec *v, size_t n)
1047 {
1048         if (!v->dtor)
1049                 v->len -= n;
1050         else {
1051                 size_t len = v->len - n;
1052                 while (v->len > len) v->dtor(v->v + (v->size * --v->len));
1053         }
1054 }
1055
1056 static void bc_vec_pop_all(BcVec *v)
1057 {
1058         bc_vec_npop(v, v->len);
1059 }
1060
1061 static void bc_vec_push(BcVec *v, const void *data)
1062 {
1063         if (v->len + 1 > v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1064         memmove(v->v + (v->size * v->len), data, v->size);
1065         v->len += 1;
1066 }
1067
1068 static void bc_vec_pushByte(BcVec *v, char data)
1069 {
1070         bc_vec_push(v, &data);
1071 }
1072
1073 static void bc_vec_pushZeroByte(BcVec *v)
1074 {
1075         //bc_vec_pushByte(v, '\0');
1076         // better:
1077         bc_vec_push(v, &const_int_0);
1078 }
1079
1080 static void bc_vec_pushAt(BcVec *v, const void *data, size_t idx)
1081 {
1082         if (idx == v->len)
1083                 bc_vec_push(v, data);
1084         else {
1085
1086                 char *ptr;
1087
1088                 if (v->len == v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1089
1090                 ptr = v->v + v->size * idx;
1091
1092                 memmove(ptr + v->size, ptr, v->size * (v->len++ - idx));
1093                 memmove(ptr, data, v->size);
1094         }
1095 }
1096
1097 static void bc_vec_string(BcVec *v, size_t len, const char *str)
1098 {
1099         bc_vec_pop_all(v);
1100         bc_vec_expand(v, len + 1);
1101         memcpy(v->v, str, len);
1102         v->len = len;
1103
1104         bc_vec_pushZeroByte(v);
1105 }
1106
1107 static void bc_vec_concat(BcVec *v, const char *str)
1108 {
1109         size_t len;
1110
1111         if (v->len == 0) bc_vec_pushZeroByte(v);
1112
1113         len = v->len + strlen(str);
1114
1115         if (v->cap < len) bc_vec_grow(v, len - v->len);
1116         strcat(v->v, str);
1117
1118         v->len = len;
1119 }
1120
1121 static void *bc_vec_item(const BcVec *v, size_t idx)
1122 {
1123         return v->v + v->size * idx;
1124 }
1125
1126 static void *bc_vec_item_rev(const BcVec *v, size_t idx)
1127 {
1128         return v->v + v->size * (v->len - idx - 1);
1129 }
1130
1131 static void bc_vec_free(void *vec)
1132 {
1133         BcVec *v = (BcVec *) vec;
1134         bc_vec_pop_all(v);
1135         free(v->v);
1136 }
1137
1138 static int bc_id_cmp(const void *e1, const void *e2)
1139 {
1140         return strcmp(((const BcId *) e1)->name, ((const BcId *) e2)->name);
1141 }
1142
1143 static void bc_id_free(void *id)
1144 {
1145         free(((BcId *) id)->name);
1146 }
1147
1148 static size_t bc_map_find(const BcVec *v, const void *ptr)
1149 {
1150         size_t low = 0, high = v->len;
1151
1152         while (low < high) {
1153
1154                 size_t mid = (low + high) / 2;
1155                 BcId *id = bc_vec_item(v, mid);
1156                 int result = bc_id_cmp(ptr, id);
1157
1158                 if (result == 0)
1159                         return mid;
1160                 else if (result < 0)
1161                         high = mid;
1162                 else
1163                         low = mid + 1;
1164         }
1165
1166         return low;
1167 }
1168
1169 static int bc_map_insert(BcVec *v, const void *ptr, size_t *i)
1170 {
1171         size_t n = *i = bc_map_find(v, ptr);
1172
1173         if (n == v->len)
1174                 bc_vec_push(v, ptr);
1175         else if (!bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, n)))
1176                 return 0; // "was not inserted"
1177         else
1178                 bc_vec_pushAt(v, ptr, n);
1179         return 1; // "was inserted"
1180 }
1181
1182 static size_t bc_map_index(const BcVec *v, const void *ptr)
1183 {
1184         size_t i = bc_map_find(v, ptr);
1185         if (i >= v->len) return BC_VEC_INVALID_IDX;
1186         return bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, i)) ? BC_VEC_INVALID_IDX : i;
1187 }
1188
1189 static BcStatus bc_read_line(BcVec *vec, const char *prompt)
1190 {
1191         bool bad_chars;
1192
1193         do {
1194                 int i;
1195
1196                 bad_chars = 0;
1197                 bc_vec_pop_all(vec);
1198
1199                 fflush_and_check();
1200 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1201                 if (bb_got_signal) { // ^C was pressed
1202  intr:
1203                         bb_got_signal = 0; // resets G_interrupt to zero
1204                         fputs(IS_BC
1205                                 ? "\ninterrupt (type \"quit\" to exit)\n"
1206                                 : "\ninterrupt (type \"q\" to exit)\n"
1207                                 , stderr);
1208                 }
1209 #endif
1210                 if (G.ttyin && !G_posix)
1211                         fputs(prompt, stderr);
1212
1213 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1214                 errno = 0;
1215 #endif
1216                 do {
1217                         i = fgetc(stdin);
1218                         if (i == EOF) {
1219 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1220                                 // Both conditions appear simultaneously, check both just in case
1221                                 if (errno == EINTR || bb_got_signal) {
1222                                         // ^C was pressed
1223                                         clearerr(stdin);
1224                                         goto intr;
1225                                 }
1226 #endif
1227                                 if (ferror(stdin))
1228                                         quit(); // this emits error message
1229                                 G.eof = 1;
1230                                 // Note: EOF does not append '\n', therefore:
1231                                 // printf 'print 123\n' | bc - works
1232                                 // printf 'print 123' | bc   - fails (syntax error)
1233                                 break;
1234                         }
1235
1236                         if ((i < ' ' && i != '\t' && i != '\r' && i != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1237                          || i > 0x7e
1238                         ) {
1239                                 // Bad chars on this line, ignore entire line
1240                                 bc_error_fmt("illegal character 0x%02x", i);
1241                                 bad_chars = 1;
1242                         }
1243                         bc_vec_pushByte(vec, (char)i);
1244                 } while (i != '\n');
1245         } while (bad_chars);
1246
1247         bc_vec_pushZeroByte(vec);
1248
1249         return BC_STATUS_SUCCESS;
1250 }
1251
1252 static char* bc_read_file(const char *path)
1253 {
1254         char *buf;
1255         size_t size = ((size_t) -1);
1256         size_t i;
1257
1258         buf = xmalloc_open_read_close(path, &size);
1259
1260         for (i = 0; i < size; ++i) {
1261                 char c = buf[i];
1262                 if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1263                  || c > 0x7e
1264                 ) {
1265                         free(buf);
1266                         buf = NULL;
1267                         break;
1268                 }
1269         }
1270
1271         return buf;
1272 }
1273
1274 static void bc_args(int argc, char **argv)
1275 {
1276         unsigned opts;
1277         int i;
1278
1279         GETOPT_RESET();
1280 #if ENABLE_FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
1281         opts = getopt32long(argv, "xwvsqli",
1282                 "extended-register\0" No_argument "x"
1283                 "warn\0"              No_argument "w"
1284                 "version\0"           No_argument "v"
1285                 "standard\0"          No_argument "s"
1286                 "quiet\0"             No_argument "q"
1287                 "mathlib\0"           No_argument "l"
1288                 "interactive\0"       No_argument "i"
1289         );
1290 #else
1291         opts = getopt32(argv, "xwvsqli");
1292 #endif
1293         if (getenv("POSIXLY_CORRECT"))
1294                 option_mask32 |= BC_FLAG_S;
1295
1296         if (opts & BC_FLAG_V) bc_vm_info();
1297         // should not be necessary, getopt32() handles this??
1298         //if (argv[optind] && !strcmp(argv[optind], "--")) ++optind;
1299
1300         for (i = optind; i < argc; ++i)
1301                 bc_vec_push(&G.files, argv + i);
1302 }
1303
1304 static void bc_num_setToZero(BcNum *n, size_t scale)
1305 {
1306         n->len = 0;
1307         n->neg = false;
1308         n->rdx = scale;
1309 }
1310
1311 static void bc_num_zero(BcNum *n)
1312 {
1313         bc_num_setToZero(n, 0);
1314 }
1315
1316 static void bc_num_one(BcNum *n)
1317 {
1318         bc_num_setToZero(n, 0);
1319         n->len = 1;
1320         n->num[0] = 1;
1321 }
1322
1323 static void bc_num_ten(BcNum *n)
1324 {
1325         bc_num_setToZero(n, 0);
1326         n->len = 2;
1327         n->num[0] = 0;
1328         n->num[1] = 1;
1329 }
1330
1331 static void bc_num_init(BcNum *n, size_t req)
1332 {
1333         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1334         memset(n, 0, sizeof(BcNum));
1335         n->num = xmalloc(req);
1336         n->cap = req;
1337 }
1338
1339 static void bc_num_expand(BcNum *n, size_t req)
1340 {
1341         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1342         if (req > n->cap) {
1343                 n->num = xrealloc(n->num, req);
1344                 n->cap = req;
1345         }
1346 }
1347
1348 static void bc_num_free(void *num)
1349 {
1350         free(((BcNum *) num)->num);
1351 }
1352
1353 static void bc_num_copy(BcNum *d, BcNum *s)
1354 {
1355         if (d != s) {
1356                 bc_num_expand(d, s->cap);
1357                 d->len = s->len;
1358                 d->neg = s->neg;
1359                 d->rdx = s->rdx;
1360                 memcpy(d->num, s->num, sizeof(BcDig) * d->len);
1361         }
1362 }
1363
1364 static BcStatus bc_num_ulong(BcNum *n, unsigned long *result)
1365 {
1366         size_t i;
1367         unsigned long pow;
1368
1369         if (n->neg) return bc_error("negative number");
1370
1371         for (*result = 0, pow = 1, i = n->rdx; i < n->len; ++i) {
1372
1373                 unsigned long prev = *result, powprev = pow;
1374
1375                 *result += ((unsigned long) n->num[i]) * pow;
1376                 pow *= 10;
1377
1378                 if (*result < prev || pow < powprev)
1379                         return bc_error("overflow");
1380         }
1381
1382         return BC_STATUS_SUCCESS;
1383 }
1384
1385 static void bc_num_ulong2num(BcNum *n, unsigned long val)
1386 {
1387         size_t len;
1388         BcDig *ptr;
1389         unsigned long i;
1390
1391         bc_num_zero(n);
1392
1393         if (val == 0) return;
1394
1395         for (len = 1, i = ULONG_MAX; i != 0; i /= 10, ++len) bc_num_expand(n, len);
1396         for (ptr = n->num, i = 0; val; ++i, ++n->len, val /= 10) ptr[i] = val % 10;
1397 }
1398
1399 static void bc_num_subArrays(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b,
1400                                  size_t len)
1401 {
1402         size_t i, j;
1403         for (i = 0; i < len; ++i) {
1404                 for (a[i] -= b[i], j = 0; a[i + j] < 0;) {
1405                         a[i + j++] += 10;
1406                         a[i + j] -= 1;
1407                 }
1408         }
1409 }
1410
1411 static ssize_t bc_num_compare(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1412 {
1413         size_t i;
1414         int c = 0;
1415         for (i = len - 1; i < len && !(c = a[i] - b[i]); --i);
1416         return BC_NUM_NEG(i + 1, c < 0);
1417 }
1418
1419 static ssize_t bc_num_cmp(BcNum *a, BcNum *b)
1420 {
1421         size_t i, min, a_int, b_int, diff;
1422         BcDig *max_num, *min_num;
1423         bool a_max, neg = false;
1424         ssize_t cmp;
1425
1426         if (a == b) return 0;
1427         if (a->len == 0) return BC_NUM_NEG(!!b->len, !b->neg);
1428         if (b->len == 0) return BC_NUM_NEG(1, a->neg);
1429         if (a->neg) {
1430                 if (b->neg)
1431                         neg = true;
1432                 else
1433                         return -1;
1434         }
1435         else if (b->neg)
1436                 return 1;
1437
1438         a_int = BC_NUM_INT(a);
1439         b_int = BC_NUM_INT(b);
1440         a_int -= b_int;
1441         a_max = (a->rdx > b->rdx);
1442
1443         if (a_int != 0) return (ssize_t) a_int;
1444
1445         if (a_max) {
1446                 min = b->rdx;
1447                 diff = a->rdx - b->rdx;
1448                 max_num = a->num + diff;
1449                 min_num = b->num;
1450         }
1451         else {
1452                 min = a->rdx;
1453                 diff = b->rdx - a->rdx;
1454                 max_num = b->num + diff;
1455                 min_num = a->num;
1456         }
1457
1458         cmp = bc_num_compare(max_num, min_num, b_int + min);
1459         if (cmp != 0) return BC_NUM_NEG(cmp, (!a_max) != neg);
1460
1461         for (max_num -= diff, i = diff - 1; i < diff; --i) {
1462                 if (max_num[i]) return BC_NUM_NEG(1, (!a_max) != neg);
1463         }
1464
1465         return 0;
1466 }
1467
1468 static void bc_num_truncate(BcNum *n, size_t places)
1469 {
1470         if (places == 0) return;
1471
1472         n->rdx -= places;
1473
1474         if (n->len != 0) {
1475                 n->len -= places;
1476                 memmove(n->num, n->num + places, n->len * sizeof(BcDig));
1477         }
1478 }
1479
1480 static void bc_num_extend(BcNum *n, size_t places)
1481 {
1482         size_t len = n->len + places;
1483
1484         if (places != 0) {
1485
1486                 if (n->cap < len) bc_num_expand(n, len);
1487
1488                 memmove(n->num + places, n->num, sizeof(BcDig) * n->len);
1489                 memset(n->num, 0, sizeof(BcDig) * places);
1490
1491                 n->len += places;
1492                 n->rdx += places;
1493         }
1494 }
1495
1496 static void bc_num_clean(BcNum *n)
1497 {
1498         while (n->len > 0 && n->num[n->len - 1] == 0) --n->len;
1499         if (n->len == 0)
1500                 n->neg = false;
1501         else if (n->len < n->rdx)
1502                 n->len = n->rdx;
1503 }
1504
1505 static void bc_num_retireMul(BcNum *n, size_t scale, bool neg1, bool neg2)
1506 {
1507         if (n->rdx < scale)
1508                 bc_num_extend(n, scale - n->rdx);
1509         else
1510                 bc_num_truncate(n, n->rdx - scale);
1511
1512         bc_num_clean(n);
1513         if (n->len != 0) n->neg = !neg1 != !neg2;
1514 }
1515
1516 static void bc_num_split(BcNum *restrict n, size_t idx, BcNum *restrict a,
1517                          BcNum *restrict b)
1518 {
1519         if (idx < n->len) {
1520
1521                 b->len = n->len - idx;
1522                 a->len = idx;
1523                 a->rdx = b->rdx = 0;
1524
1525                 memcpy(b->num, n->num + idx, b->len * sizeof(BcDig));
1526                 memcpy(a->num, n->num, idx * sizeof(BcDig));
1527         }
1528         else {
1529                 bc_num_zero(b);
1530                 bc_num_copy(a, n);
1531         }
1532
1533         bc_num_clean(a);
1534         bc_num_clean(b);
1535 }
1536
1537 static BcStatus bc_num_shift(BcNum *n, size_t places)
1538 {
1539         if (places == 0 || n->len == 0) return BC_STATUS_SUCCESS;
1540         if (places + n->len > BC_MAX_NUM)
1541                 return bc_error("number too long: must be [1, BC_NUM_MAX]");
1542
1543         if (n->rdx >= places)
1544                 n->rdx -= places;
1545         else {
1546                 bc_num_extend(n, places - n->rdx);
1547                 n->rdx = 0;
1548         }
1549
1550         bc_num_clean(n);
1551
1552         return BC_STATUS_SUCCESS;
1553 }
1554
1555 static BcStatus bc_num_inv(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1556 {
1557         BcNum one;
1558         BcDig num[2];
1559
1560         one.cap = 2;
1561         one.num = num;
1562         bc_num_one(&one);
1563
1564         return bc_num_div(&one, a, b, scale);
1565 }
1566
1567 static BcStatus bc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1568 {
1569         BcDig *ptr, *ptr_a, *ptr_b, *ptr_c;
1570         size_t i, max, min_rdx, min_int, diff, a_int, b_int;
1571         int carry, in;
1572
1573         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1574         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1575
1576         if (a->len == 0) {
1577                 bc_num_copy(c, b);
1578                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1579                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1580         }
1581         else if (b->len == 0) {
1582                 bc_num_copy(c, a);
1583                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1584         }
1585
1586         c->neg = a->neg;
1587         c->rdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1588         min_rdx = BC_MIN(a->rdx, b->rdx);
1589         c->len = 0;
1590
1591         if (a->rdx > b->rdx) {
1592                 diff = a->rdx - b->rdx;
1593                 ptr = a->num;
1594                 ptr_a = a->num + diff;
1595                 ptr_b = b->num;
1596         }
1597         else {
1598                 diff = b->rdx - a->rdx;
1599                 ptr = b->num;
1600                 ptr_a = a->num;
1601                 ptr_b = b->num + diff;
1602         }
1603
1604         for (ptr_c = c->num, i = 0; i < diff; ++i, ++c->len) ptr_c[i] = ptr[i];
1605
1606         ptr_c += diff;
1607         a_int = BC_NUM_INT(a);
1608         b_int = BC_NUM_INT(b);
1609
1610         if (a_int > b_int) {
1611                 min_int = b_int;
1612                 max = a_int;
1613                 ptr = ptr_a;
1614         }
1615         else {
1616                 min_int = a_int;
1617                 max = b_int;
1618                 ptr = ptr_b;
1619         }
1620
1621         for (carry = 0, i = 0; i < min_rdx + min_int; ++i, ++c->len) {
1622                 in = ((int) ptr_a[i]) + ((int) ptr_b[i]) + carry;
1623                 carry = in / 10;
1624                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1625         }
1626
1627         for (; i < max + min_rdx; ++i, ++c->len) {
1628                 in = ((int) ptr[i]) + carry;
1629                 carry = in / 10;
1630                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1631         }
1632
1633         if (carry != 0) c->num[c->len++] = (BcDig) carry;
1634
1635         return BC_STATUS_SUCCESS; // can't make void, see bc_num_binary()
1636 }
1637
1638 static BcStatus bc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1639 {
1640         ssize_t cmp;
1641         BcNum *minuend, *subtrahend;
1642         size_t start;
1643         bool aneg, bneg, neg;
1644
1645         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1646         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1647
1648         if (a->len == 0) {
1649                 bc_num_copy(c, b);
1650                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1651                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1652         }
1653         else if (b->len == 0) {
1654                 bc_num_copy(c, a);
1655                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1656         }
1657
1658         aneg = a->neg;
1659         bneg = b->neg;
1660         a->neg = b->neg = false;
1661
1662         cmp = bc_num_cmp(a, b);
1663
1664         a->neg = aneg;
1665         b->neg = bneg;
1666
1667         if (cmp == 0) {
1668                 bc_num_setToZero(c, BC_MAX(a->rdx, b->rdx));
1669                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1670         }
1671         else if (cmp > 0) {
1672                 neg = a->neg;
1673                 minuend = a;
1674                 subtrahend = b;
1675         }
1676         else {
1677                 neg = b->neg;
1678                 if (sub) neg = !neg;
1679                 minuend = b;
1680                 subtrahend = a;
1681         }
1682
1683         bc_num_copy(c, minuend);
1684         c->neg = neg;
1685
1686         if (c->rdx < subtrahend->rdx) {
1687                 bc_num_extend(c, subtrahend->rdx - c->rdx);
1688                 start = 0;
1689         }
1690         else
1691                 start = c->rdx - subtrahend->rdx;
1692
1693         bc_num_subArrays(c->num + start, subtrahend->num, subtrahend->len);
1694
1695         bc_num_clean(c);
1696
1697         return BC_STATUS_SUCCESS; // can't make void, see bc_num_binary()
1698 }
1699
1700 static BcStatus bc_num_k(BcNum *restrict a, BcNum *restrict b,
1701                          BcNum *restrict c)
1702 {
1703         BcStatus s;
1704         size_t max = BC_MAX(a->len, b->len), max2 = (max + 1) / 2;
1705         BcNum l1, h1, l2, h2, m2, m1, z0, z1, z2, temp;
1706         bool aone;
1707
1708         if (a->len == 0 || b->len == 0) {
1709                 bc_num_zero(c);
1710                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1711         }
1712         aone = BC_NUM_ONE(a);
1713         if (aone || BC_NUM_ONE(b)) {
1714                 bc_num_copy(c, aone ? b : a);
1715                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1716         }
1717
1718         if (a->len + b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN ||
1719             a->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN || b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN)
1720         {
1721                 size_t i, j, len;
1722                 unsigned carry;
1723
1724                 bc_num_expand(c, a->len + b->len + 1);
1725
1726                 memset(c->num, 0, sizeof(BcDig) * c->cap);
1727                 c->len = len = 0;
1728
1729                 for (i = 0; i < b->len; ++i) {
1730
1731                         carry = 0;
1732                         for (j = 0; j < a->len; ++j) {
1733                                 unsigned in = c->num[i + j];
1734                                 in += ((unsigned) a->num[j]) * ((unsigned) b->num[i]) + carry;
1735                                 // note: compilers prefer _unsigned_ div/const
1736                                 carry = in / 10;
1737                                 c->num[i + j] = (BcDig)(in % 10);
1738                         }
1739
1740                         c->num[i + j] += (BcDig) carry;
1741                         len = BC_MAX(len, i + j + !!carry);
1742
1743                         // a=2^1000000
1744                         // a*a <- without check below, this will not be interruptible
1745                         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE;
1746                 }
1747
1748                 c->len = len;
1749
1750                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1751         }
1752
1753         bc_num_init(&l1, max);
1754         bc_num_init(&h1, max);
1755         bc_num_init(&l2, max);
1756         bc_num_init(&h2, max);
1757         bc_num_init(&m1, max);
1758         bc_num_init(&m2, max);
1759         bc_num_init(&z0, max);
1760         bc_num_init(&z1, max);
1761         bc_num_init(&z2, max);
1762         bc_num_init(&temp, max + max);
1763
1764         bc_num_split(a, max2, &l1, &h1);
1765         bc_num_split(b, max2, &l2, &h2);
1766
1767         s = bc_num_add(&h1, &l1, &m1, 0);
1768         if (s) goto err;
1769         s = bc_num_add(&h2, &l2, &m2, 0);
1770         if (s) goto err;
1771
1772         s = bc_num_k(&h1, &h2, &z0);
1773         if (s) goto err;
1774         s = bc_num_k(&m1, &m2, &z1);
1775         if (s) goto err;
1776         s = bc_num_k(&l1, &l2, &z2);
1777         if (s) goto err;
1778
1779         s = bc_num_sub(&z1, &z0, &temp, 0);
1780         if (s) goto err;
1781         s = bc_num_sub(&temp, &z2, &z1, 0);
1782         if (s) goto err;
1783
1784         s = bc_num_shift(&z0, max2 * 2);
1785         if (s) goto err;
1786         s = bc_num_shift(&z1, max2);
1787         if (s) goto err;
1788         s = bc_num_add(&z0, &z1, &temp, 0);
1789         if (s) goto err;
1790         s = bc_num_add(&temp, &z2, c, 0);
1791
1792 err:
1793         bc_num_free(&temp);
1794         bc_num_free(&z2);
1795         bc_num_free(&z1);
1796         bc_num_free(&z0);
1797         bc_num_free(&m2);
1798         bc_num_free(&m1);
1799         bc_num_free(&h2);
1800         bc_num_free(&l2);
1801         bc_num_free(&h1);
1802         bc_num_free(&l1);
1803         return s;
1804 }
1805
1806 static BcStatus bc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1807 {
1808         BcStatus s;
1809         BcNum cpa, cpb;
1810         size_t maxrdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1811
1812         scale = BC_MAX(scale, a->rdx);
1813         scale = BC_MAX(scale, b->rdx);
1814         scale = BC_MIN(a->rdx + b->rdx, scale);
1815         maxrdx = BC_MAX(maxrdx, scale);
1816
1817         bc_num_init(&cpa, a->len);
1818         bc_num_init(&cpb, b->len);
1819
1820         bc_num_copy(&cpa, a);
1821         bc_num_copy(&cpb, b);
1822         cpa.neg = cpb.neg = false;
1823
1824         s = bc_num_shift(&cpa, maxrdx);
1825         if (s) goto err;
1826         s = bc_num_shift(&cpb, maxrdx);
1827         if (s) goto err;
1828         s = bc_num_k(&cpa, &cpb, c);
1829         if (s) goto err;
1830
1831         maxrdx += scale;
1832         bc_num_expand(c, c->len + maxrdx);
1833
1834         if (c->len < maxrdx) {
1835                 memset(c->num + c->len, 0, (c->cap - c->len) * sizeof(BcDig));
1836                 c->len += maxrdx;
1837         }
1838
1839         c->rdx = maxrdx;
1840         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1841
1842 err:
1843         bc_num_free(&cpb);
1844         bc_num_free(&cpa);
1845         return s;
1846 }
1847
1848 static BcStatus bc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1849 {
1850         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
1851         BcDig *n, *p, q;
1852         size_t len, end, i;
1853         BcNum cp;
1854         bool zero = true;
1855
1856         if (b->len == 0)
1857                 return bc_error("divide by zero");
1858         else if (a->len == 0) {
1859                 bc_num_setToZero(c, scale);
1860                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1861         }
1862         else if (BC_NUM_ONE(b)) {
1863                 bc_num_copy(c, a);
1864                 bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1865                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1866         }
1867
1868         bc_num_init(&cp, BC_NUM_MREQ(a, b, scale));
1869         bc_num_copy(&cp, a);
1870         len = b->len;
1871
1872         if (len > cp.len) {
1873                 bc_num_expand(&cp, len + 2);
1874                 bc_num_extend(&cp, len - cp.len);
1875         }
1876
1877         if (b->rdx > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, b->rdx - cp.rdx);
1878         cp.rdx -= b->rdx;
1879         if (scale > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, scale - cp.rdx);
1880
1881         if (b->rdx == b->len) {
1882                 for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = !b->num[len - i - 1];
1883                 len -= i - 1;
1884         }
1885
1886         if (cp.cap == cp.len) bc_num_expand(&cp, cp.len + 1);
1887
1888         // We want an extra zero in front to make things simpler.
1889         cp.num[cp.len++] = 0;
1890         end = cp.len - len;
1891
1892         bc_num_expand(c, cp.len);
1893
1894         bc_num_zero(c);
1895         memset(c->num + end, 0, (c->cap - end) * sizeof(BcDig));
1896         c->rdx = cp.rdx;
1897         c->len = cp.len;
1898         p = b->num;
1899
1900         for (i = end - 1; !s && i < end; --i) {
1901                 n = cp.num + i;
1902                 for (q = 0; (!s && n[len] != 0) || bc_num_compare(n, p, len) >= 0; ++q)
1903                         bc_num_subArrays(n, p, len);
1904                 c->num[i] = q;
1905                 // a=2^100000
1906                 // scale=40000
1907                 // 1/a <- without check below, this will not be interruptible
1908                 if (G_interrupt) {
1909                         s = BC_STATUS_FAILURE;
1910                         break;
1911                 }
1912         }
1913
1914         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1915         bc_num_free(&cp);
1916
1917         return s;
1918 }
1919
1920 static BcStatus bc_num_r(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c,
1921                          BcNum *restrict d, size_t scale, size_t ts)
1922 {
1923         BcStatus s;
1924         BcNum temp;
1925         bool neg;
1926
1927         if (b->len == 0)
1928                 return bc_error("divide by zero");
1929
1930         if (a->len == 0) {
1931                 bc_num_setToZero(d, ts);
1932                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1933         }
1934
1935         bc_num_init(&temp, d->cap);
1936         s = bc_num_d(a, b, c, scale);
1937         if (s) goto err;
1938
1939         if (scale != 0) scale = ts;
1940
1941         s = bc_num_m(c, b, &temp, scale);
1942         if (s) goto err;
1943         s = bc_num_sub(a, &temp, d, scale);
1944         if (s) goto err;
1945
1946         if (ts > d->rdx && d->len) bc_num_extend(d, ts - d->rdx);
1947
1948         neg = d->neg;
1949         bc_num_retireMul(d, ts, a->neg, b->neg);
1950         d->neg = neg;
1951
1952 err:
1953         bc_num_free(&temp);
1954         return s;
1955 }
1956
1957 static BcStatus bc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1958 {
1959         BcStatus s;
1960         BcNum c1;
1961         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
1962
1963         bc_num_init(&c1, len);
1964         s = bc_num_r(a, b, &c1, c, scale, ts);
1965         bc_num_free(&c1);
1966
1967         return s;
1968 }
1969
1970 static BcStatus bc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1971 {
1972         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
1973         BcNum copy;
1974         unsigned long pow;
1975         size_t i, powrdx, resrdx;
1976         bool neg, zero;
1977
1978         if (b->rdx) return bc_error("non integer number");
1979
1980         if (b->len == 0) {
1981                 bc_num_one(c);
1982                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1983         }
1984         else if (a->len == 0) {
1985                 bc_num_setToZero(c, scale);
1986                 return BC_STATUS_SUCCESS;
1987         }
1988         else if (BC_NUM_ONE(b)) {
1989                 if (!b->neg)
1990                         bc_num_copy(c, a);
1991                 else
1992                         s = bc_num_inv(a, c, scale);
1993                 return s;
1994         }
1995
1996         neg = b->neg;
1997         b->neg = false;
1998
1999         s = bc_num_ulong(b, &pow);
2000         if (s) return s;
2001
2002         bc_num_init(&copy, a->len);
2003         bc_num_copy(&copy, a);
2004
2005         if (!neg) scale = BC_MIN(a->rdx * pow, BC_MAX(scale, a->rdx));
2006
2007         b->neg = neg;
2008
2009         for (powrdx = a->rdx; !(pow & 1); pow >>= 1) {
2010                 powrdx <<= 1;
2011                 s = bc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2012                 if (s) goto err;
2013                 // Not needed: bc_num_mul() has a check for ^C:
2014                 //if (G_interrupt) {
2015                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2016                 //      goto err;
2017                 //}
2018         }
2019
2020         bc_num_copy(c, &copy);
2021
2022         for (resrdx = powrdx, pow >>= 1; pow != 0; pow >>= 1) {
2023
2024                 powrdx <<= 1;
2025                 s = bc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2026                 if (s) goto err;
2027
2028                 if (pow & 1) {
2029                         resrdx += powrdx;
2030                         s = bc_num_mul(c, &copy, c, resrdx);
2031                         if (s) goto err;
2032                 }
2033                 // Not needed: bc_num_mul() has a check for ^C:
2034                 //if (G_interrupt) {
2035                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2036                 //      goto err;
2037                 //}
2038         }
2039
2040         if (neg) {
2041                 s = bc_num_inv(c, c, scale);
2042                 if (s) goto err;
2043         }
2044
2045         if (c->rdx > scale) bc_num_truncate(c, c->rdx - scale);
2046
2047         // We can't use bc_num_clean() here.
2048         for (zero = true, i = 0; zero && i < c->len; ++i) zero = !c->num[i];
2049         if (zero) bc_num_setToZero(c, scale);
2050
2051 err:
2052         bc_num_free(&copy);
2053         return s;
2054 }
2055
2056 static BcStatus bc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
2057                               BcNumBinaryOp op, size_t req)
2058 {
2059         BcStatus s;
2060         BcNum num2, *ptr_a, *ptr_b;
2061         bool init = false;
2062
2063         if (c == a) {
2064                 ptr_a = &num2;
2065                 memcpy(ptr_a, c, sizeof(BcNum));
2066                 init = true;
2067         }
2068         else
2069                 ptr_a = a;
2070
2071         if (c == b) {
2072                 ptr_b = &num2;
2073                 if (c != a) {
2074                         memcpy(ptr_b, c, sizeof(BcNum));
2075                         init = true;
2076                 }
2077         }
2078         else
2079                 ptr_b = b;
2080
2081         if (init)
2082                 bc_num_init(c, req);
2083         else
2084                 bc_num_expand(c, req);
2085
2086         s = op(ptr_a, ptr_b, c, scale);
2087
2088         if (init) bc_num_free(&num2);
2089
2090         return s;
2091 }
2092
2093 static bool bc_num_strValid(const char *val, size_t base)
2094 {
2095         BcDig b;
2096         bool small, radix = false;
2097         size_t i, len = strlen(val);
2098
2099         if (!len) return true;
2100
2101         small = base <= 10;
2102         b = (BcDig)(small ? base + '0' : base - 10 + 'A');
2103
2104         for (i = 0; i < len; ++i) {
2105
2106                 BcDig c = val[i];
2107
2108                 if (c == '.') {
2109
2110                         if (radix) return false;
2111
2112                         radix = true;
2113                         continue;
2114                 }
2115
2116                 if (c < '0' || (small && c >= b) || (c > '9' && (c < 'A' || c >= b)))
2117                         return false;
2118         }
2119
2120         return true;
2121 }
2122
2123 static void bc_num_parseDecimal(BcNum *n, const char *val)
2124 {
2125         size_t len, i;
2126         const char *ptr;
2127         bool zero = true;
2128
2129         for (i = 0; val[i] == '0'; ++i);
2130
2131         val += i;
2132         len = strlen(val);
2133         bc_num_zero(n);
2134
2135         if (len != 0) {
2136                 for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = val[i] == '0' || val[i] == '.';
2137                 bc_num_expand(n, len);
2138         }
2139
2140         ptr = strchr(val, '.');
2141
2142         n->rdx = 0;
2143         if (ptr != NULL)
2144                 n->rdx = (size_t)((val + len) - (ptr + 1));
2145
2146         if (!zero) {
2147                 for (i = len - 1; i < len; ++n->len, i -= 1 + (i && val[i - 1] == '.'))
2148                         n->num[n->len] = val[i] - '0';
2149         }
2150 }
2151
2152 static void bc_num_parseBase(BcNum *n, const char *val, BcNum *base)
2153 {
2154         BcStatus s;
2155         BcNum temp, mult, result;
2156         BcDig c = '\0';
2157         bool zero = true;
2158         unsigned long v;
2159         size_t i, digits, len = strlen(val);
2160
2161         bc_num_zero(n);
2162
2163         for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = (val[i] == '.' || val[i] == '0');
2164         if (zero) return;
2165
2166         bc_num_init(&temp, BC_NUM_DEF_SIZE);
2167         bc_num_init(&mult, BC_NUM_DEF_SIZE);
2168
2169         for (i = 0; i < len; ++i) {
2170
2171                 c = val[i];
2172                 if (c == '.') break;
2173
2174                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2175
2176                 s = bc_num_mul(n, base, &mult, 0);
2177                 if (s) goto int_err;
2178                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2179                 s = bc_num_add(&mult, &temp, n, 0);
2180                 if (s) goto int_err;
2181         }
2182
2183         if (i == len) {
2184                 c = val[i];
2185                 if (c == 0) goto int_err;
2186         }
2187
2188         bc_num_init(&result, base->len);
2189         bc_num_zero(&result);
2190         bc_num_one(&mult);
2191
2192         for (i += 1, digits = 0; i < len; ++i, ++digits) {
2193
2194                 c = val[i];
2195                 if (c == 0) break;
2196
2197                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2198
2199                 s = bc_num_mul(&result, base, &result, 0);
2200                 if (s) goto err;
2201                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2202                 s = bc_num_add(&result, &temp, &result, 0);
2203                 if (s) goto err;
2204                 s = bc_num_mul(&mult, base, &mult, 0);
2205                 if (s) goto err;
2206         }
2207
2208         s = bc_num_div(&result, &mult, &result, digits);
2209         if (s) goto err;
2210         s = bc_num_add(n, &result, n, digits);
2211         if (s) goto err;
2212
2213         if (n->len != 0) {
2214                 if (n->rdx < digits) bc_num_extend(n, digits - n->rdx);
2215         }
2216         else
2217                 bc_num_zero(n);
2218
2219 err:
2220         bc_num_free(&result);
2221 int_err:
2222         bc_num_free(&mult);
2223         bc_num_free(&temp);
2224 }
2225
2226 static void bc_num_printNewline(size_t *nchars, size_t line_len)
2227 {
2228         if (*nchars == line_len - 1) {
2229                 bb_putchar('\\');
2230                 bb_putchar('\n');
2231                 *nchars = 0;
2232         }
2233 }
2234
2235 #if ENABLE_DC
2236 static void bc_num_printChar(size_t num, size_t width, bool radix,
2237                              size_t *nchars, size_t line_len)
2238 {
2239         (void) radix, (void) line_len;
2240         bb_putchar((char) num);
2241         *nchars = *nchars + width;
2242 }
2243 #endif
2244
2245 static void bc_num_printDigits(size_t num, size_t width, bool radix,
2246                                size_t *nchars, size_t line_len)
2247 {
2248         size_t exp, pow;
2249
2250         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2251         bb_putchar(radix ? '.' : ' ');
2252         ++(*nchars);
2253
2254         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2255         for (exp = 0, pow = 1; exp < width - 1; ++exp, pow *= 10)
2256                 continue;
2257
2258         for (exp = 0; exp < width; pow /= 10, ++(*nchars), ++exp) {
2259                 size_t dig;
2260                 bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2261                 dig = num / pow;
2262                 num -= dig * pow;
2263                 bb_putchar(((char) dig) + '0');
2264         }
2265 }
2266
2267 static void bc_num_printHex(size_t num, size_t width, bool radix,
2268                             size_t *nchars, size_t line_len)
2269 {
2270         if (radix) {
2271                 bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2272                 bb_putchar('.');
2273                 *nchars += 1;
2274         }
2275
2276         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2277         bb_putchar(bb_hexdigits_upcase[num]);
2278         *nchars = *nchars + width;
2279 }
2280
2281 static void bc_num_printDecimal(BcNum *n, size_t *nchars, size_t len)
2282 {
2283         size_t i, rdx = n->rdx - 1;
2284
2285         if (n->neg) bb_putchar('-');
2286         (*nchars) += n->neg;
2287
2288         for (i = n->len - 1; i < n->len; --i)
2289                 bc_num_printHex((size_t) n->num[i], 1, i == rdx, nchars, len);
2290 }
2291
2292 static BcStatus bc_num_printNum(BcNum *n, BcNum *base, size_t width,
2293                                 size_t *nchars, size_t len, BcNumDigitOp print)
2294 {
2295         BcStatus s;
2296         BcVec stack;
2297         BcNum intp, fracp, digit, frac_len;
2298         unsigned long dig, *ptr;
2299         size_t i;
2300         bool radix;
2301
2302         if (n->len == 0) {
2303                 print(0, width, false, nchars, len);
2304                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2305         }
2306
2307         bc_vec_init(&stack, sizeof(long), NULL);
2308         bc_num_init(&intp, n->len);
2309         bc_num_init(&fracp, n->rdx);
2310         bc_num_init(&digit, width);
2311         bc_num_init(&frac_len, BC_NUM_INT(n));
2312         bc_num_copy(&intp, n);
2313         bc_num_one(&frac_len);
2314
2315         bc_num_truncate(&intp, intp.rdx);
2316         s = bc_num_sub(n, &intp, &fracp, 0);
2317         if (s) goto err;
2318
2319         while (intp.len != 0) {
2320                 s = bc_num_divmod(&intp, base, &intp, &digit, 0);
2321                 if (s) goto err;
2322                 s = bc_num_ulong(&digit, &dig);
2323                 if (s) goto err;
2324                 bc_vec_push(&stack, &dig);
2325         }
2326
2327         for (i = 0; i < stack.len; ++i) {
2328                 ptr = bc_vec_item_rev(&stack, i);
2329                 print(*ptr, width, false, nchars, len);
2330         }
2331
2332         if (!n->rdx) goto err;
2333
2334         for (radix = true; frac_len.len <= n->rdx; radix = false) {
2335                 s = bc_num_mul(&fracp, base, &fracp, n->rdx);
2336                 if (s) goto err;
2337                 s = bc_num_ulong(&fracp, &dig);
2338                 if (s) goto err;
2339                 bc_num_ulong2num(&intp, dig);
2340                 s = bc_num_sub(&fracp, &intp, &fracp, 0);
2341                 if (s) goto err;
2342                 print(dig, width, radix, nchars, len);
2343                 s = bc_num_mul(&frac_len, base, &frac_len, 0);
2344                 if (s) goto err;
2345         }
2346
2347 err:
2348         bc_num_free(&frac_len);
2349         bc_num_free(&digit);
2350         bc_num_free(&fracp);
2351         bc_num_free(&intp);
2352         bc_vec_free(&stack);
2353         return s;
2354 }
2355
2356 static BcStatus bc_num_printBase(BcNum *n, BcNum *base, size_t base_t,
2357                                  size_t *nchars, size_t line_len)
2358 {
2359         BcStatus s;
2360         size_t width, i;
2361         BcNumDigitOp print;
2362         bool neg = n->neg;
2363
2364         if (neg) bb_putchar('-');
2365         (*nchars) += neg;
2366
2367         n->neg = false;
2368
2369         if (base_t <= BC_NUM_MAX_IBASE) {
2370                 width = 1;
2371                 print = bc_num_printHex;
2372         }
2373         else {
2374                 for (i = base_t - 1, width = 0; i != 0; i /= 10, ++width);
2375                 print = bc_num_printDigits;
2376         }
2377
2378         s = bc_num_printNum(n, base, width, nchars, line_len, print);
2379         n->neg = neg;
2380
2381         return s;
2382 }
2383
2384 #if ENABLE_DC
2385 static BcStatus bc_num_stream(BcNum *n, BcNum *base, size_t *nchars, size_t len)
2386 {
2387         return bc_num_printNum(n, base, 1, nchars, len, bc_num_printChar);
2388 }
2389 #endif
2390
2391 static BcStatus bc_num_parse(BcNum *n, const char *val, BcNum *base,
2392                              size_t base_t)
2393 {
2394         if (!bc_num_strValid(val, base_t))
2395                 return bc_error("bad number string");
2396
2397         if (base_t == 10)
2398                 bc_num_parseDecimal(n, val);
2399         else
2400                 bc_num_parseBase(n, val, base);
2401
2402         return BC_STATUS_SUCCESS;
2403 }
2404
2405 static BcStatus bc_num_print(BcNum *n, BcNum *base, size_t base_t, bool newline,
2406                              size_t *nchars, size_t line_len)
2407 {
2408         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2409
2410         bc_num_printNewline(nchars, line_len);
2411
2412         if (n->len == 0) {
2413                 bb_putchar('0');
2414                 ++(*nchars);
2415         }
2416         else if (base_t == 10)
2417                 bc_num_printDecimal(n, nchars, line_len);
2418         else
2419                 s = bc_num_printBase(n, base, base_t, nchars, line_len);
2420
2421         if (newline) {
2422                 bb_putchar('\n');
2423                 *nchars = 0;
2424         }
2425
2426         return s;
2427 }
2428
2429 static BcStatus bc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2430 {
2431         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? bc_num_a : bc_num_s;
2432         (void) scale;
2433         return bc_num_binary(a, b, c, false, op, BC_NUM_AREQ(a, b));
2434 }
2435
2436 static BcStatus bc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2437 {
2438         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? bc_num_s : bc_num_a;
2439         (void) scale;
2440         return bc_num_binary(a, b, c, true, op, BC_NUM_AREQ(a, b));
2441 }
2442
2443 static BcStatus bc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2444 {
2445         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
2446         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_m, req);
2447 }
2448
2449 static BcStatus bc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2450 {
2451         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
2452         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_d, req);
2453 }
2454
2455 static BcStatus bc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2456 {
2457         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
2458         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_rem, req);
2459 }
2460
2461 static BcStatus bc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
2462 {
2463         return bc_num_binary(a, b, c, scale, bc_num_p, a->len * b->len + 1);
2464 }
2465
2466 static BcStatus bc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *restrict b, size_t scale)
2467 {
2468         BcStatus s;
2469         BcNum num1, num2, half, f, fprime, *x0, *x1, *temp;
2470         size_t pow, len, digs, digs1, resrdx, req, times = 0;
2471         ssize_t cmp = 1, cmp1 = SSIZE_MAX, cmp2 = SSIZE_MAX;
2472
2473         req = BC_MAX(scale, a->rdx) + ((BC_NUM_INT(a) + 1) >> 1) + 1;
2474         bc_num_expand(b, req);
2475
2476         if (a->len == 0) {
2477                 bc_num_setToZero(b, scale);
2478                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2479         }
2480         else if (a->neg)
2481                 return bc_error("negative number");
2482         else if (BC_NUM_ONE(a)) {
2483                 bc_num_one(b);
2484                 bc_num_extend(b, scale);
2485                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2486         }
2487
2488         scale = BC_MAX(scale, a->rdx) + 1;
2489         len = a->len + scale;
2490
2491         bc_num_init(&num1, len);
2492         bc_num_init(&num2, len);
2493         bc_num_init(&half, BC_NUM_DEF_SIZE);
2494
2495         bc_num_one(&half);
2496         half.num[0] = 5;
2497         half.rdx = 1;
2498
2499         bc_num_init(&f, len);
2500         bc_num_init(&fprime, len);
2501
2502         x0 = &num1;
2503         x1 = &num2;
2504
2505         bc_num_one(x0);
2506         pow = BC_NUM_INT(a);
2507
2508         if (pow) {
2509
2510                 if (pow & 1)
2511                         x0->num[0] = 2;
2512                 else
2513                         x0->num[0] = 6;
2514
2515                 pow -= 2 - (pow & 1);
2516
2517                 bc_num_extend(x0, pow);
2518
2519                 // Make sure to move the radix back.
2520                 x0->rdx -= pow;
2521         }
2522
2523         x0->rdx = digs = digs1 = 0;
2524         resrdx = scale + 2;
2525         len = BC_NUM_INT(x0) + resrdx - 1;
2526
2527         while (cmp != 0 || digs < len) {
2528
2529                 s = bc_num_div(a, x0, &f, resrdx);
2530                 if (s) goto err;
2531                 s = bc_num_add(x0, &f, &fprime, resrdx);
2532                 if (s) goto err;
2533                 s = bc_num_mul(&fprime, &half, x1, resrdx);
2534                 if (s) goto err;
2535
2536                 cmp = bc_num_cmp(x1, x0);
2537                 digs = x1->len - (unsigned long long) llabs(cmp);
2538
2539                 if (cmp == cmp2 && digs == digs1)
2540                         times += 1;
2541                 else
2542                         times = 0;
2543
2544                 resrdx += times > 4;
2545
2546                 cmp2 = cmp1;
2547                 cmp1 = cmp;
2548                 digs1 = digs;
2549
2550                 temp = x0;
2551                 x0 = x1;
2552                 x1 = temp;
2553         }
2554
2555         bc_num_copy(b, x0);
2556         scale -= 1;
2557         if (b->rdx > scale) bc_num_truncate(b, b->rdx - scale);
2558
2559 err:
2560         bc_num_free(&fprime);
2561         bc_num_free(&f);
2562         bc_num_free(&half);
2563         bc_num_free(&num2);
2564         bc_num_free(&num1);
2565         return s;
2566 }
2567
2568 static BcStatus bc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
2569                               size_t scale)
2570 {
2571         BcStatus s;
2572         BcNum num2, *ptr_a;
2573         bool init = false;
2574         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2575
2576         if (c == a) {
2577                 memcpy(&num2, c, sizeof(BcNum));
2578                 ptr_a = &num2;
2579                 bc_num_init(c, len);
2580                 init = true;
2581         }
2582         else {
2583                 ptr_a = a;
2584                 bc_num_expand(c, len);
2585         }
2586
2587         s = bc_num_r(ptr_a, b, c, d, scale, ts);
2588
2589         if (init) bc_num_free(&num2);
2590
2591         return s;
2592 }
2593
2594 #if ENABLE_DC
2595 static BcStatus bc_num_modexp(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *restrict d)
2596 {
2597         BcStatus s;
2598         BcNum base, exp, two, temp;
2599
2600         if (c->len == 0)
2601                 return bc_error("divide by zero");
2602         if (a->rdx || b->rdx || c->rdx)
2603                 return bc_error("non integer number");
2604         if (b->neg)
2605                 return bc_error("negative number");
2606
2607         bc_num_expand(d, c->len);
2608         bc_num_init(&base, c->len);
2609         bc_num_init(&exp, b->len);
2610         bc_num_init(&two, BC_NUM_DEF_SIZE);
2611         bc_num_init(&temp, b->len);
2612
2613         bc_num_one(&two);
2614         two.num[0] = 2;
2615         bc_num_one(d);
2616
2617         s = bc_num_rem(a, c, &base, 0);
2618         if (s) goto err;
2619         bc_num_copy(&exp, b);
2620
2621         while (exp.len != 0) {
2622
2623                 s = bc_num_divmod(&exp, &two, &exp, &temp, 0);
2624                 if (s) goto err;
2625
2626                 if (BC_NUM_ONE(&temp)) {
2627                         s = bc_num_mul(d, &base, &temp, 0);
2628                         if (s) goto err;
2629                         s = bc_num_rem(&temp, c, d, 0);
2630                         if (s) goto err;
2631                 }
2632
2633                 s = bc_num_mul(&base, &base, &temp, 0);
2634                 if (s) goto err;
2635                 s = bc_num_rem(&temp, c, &base, 0);
2636                 if (s) goto err;
2637         }
2638
2639 err:
2640         bc_num_free(&temp);
2641         bc_num_free(&two);
2642         bc_num_free(&exp);
2643         bc_num_free(&base);
2644         return s;
2645 }
2646 #endif // ENABLE_DC
2647
2648 static BcStatus bc_func_insert(BcFunc *f, char *name, bool var)
2649 {
2650         BcId a;
2651         size_t i;
2652
2653         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
2654                 if (strcmp(name, ((BcId *) bc_vec_item(&f->autos, i))->name) == 0)
2655                         return bc_error("function parameter or auto var has the same name as another");
2656         }
2657
2658         a.idx = var;
2659         a.name = name;
2660
2661         bc_vec_push(&f->autos, &a);
2662
2663         return BC_STATUS_SUCCESS;
2664 }
2665
2666 static void bc_func_init(BcFunc *f)
2667 {
2668         bc_char_vec_init(&f->code);
2669         bc_vec_init(&f->autos, sizeof(BcId), bc_id_free);
2670         bc_vec_init(&f->labels, sizeof(size_t), NULL);
2671         f->nparams = 0;
2672 }
2673
2674 static void bc_func_free(void *func)
2675 {
2676         BcFunc *f = (BcFunc *) func;
2677         bc_vec_free(&f->code);
2678         bc_vec_free(&f->autos);
2679         bc_vec_free(&f->labels);
2680 }
2681
2682 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len);
2683
2684 static void bc_array_init(BcVec *a, bool nums)
2685 {
2686         if (nums)
2687                 bc_vec_init(a, sizeof(BcNum), bc_num_free);
2688         else
2689                 bc_vec_init(a, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
2690         bc_array_expand(a, 1);
2691 }
2692
2693 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len)
2694 {
2695         BcResultData data;
2696
2697         if (a->size == sizeof(BcNum) && a->dtor == bc_num_free) {
2698                 while (len > a->len) {
2699                         bc_num_init(&data.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
2700                         bc_vec_push(a, &data.n);
2701                 }
2702         }
2703         else {
2704                 while (len > a->len) {
2705                         bc_array_init(&data.v, true);
2706                         bc_vec_push(a, &data.v);
2707                 }
2708         }
2709 }
2710
2711 static void bc_array_copy(BcVec *d, const BcVec *s)
2712 {
2713         size_t i;
2714
2715         bc_vec_pop_all(d);
2716         bc_vec_expand(d, s->cap);
2717         d->len = s->len;
2718
2719         for (i = 0; i < s->len; ++i) {
2720                 BcNum *dnum = bc_vec_item(d, i), *snum = bc_vec_item(s, i);
2721                 bc_num_init(dnum, snum->len);
2722                 bc_num_copy(dnum, snum);
2723         }
2724 }
2725
2726 static void bc_string_free(void *string)
2727 {
2728         free(*((char **) string));
2729 }
2730
2731 #if ENABLE_DC
2732 static void bc_result_copy(BcResult *d, BcResult *src)
2733 {
2734         d->t = src->t;
2735
2736         switch (d->t) {
2737
2738                 case BC_RESULT_TEMP:
2739                 case BC_RESULT_IBASE:
2740                 case BC_RESULT_SCALE:
2741                 case BC_RESULT_OBASE:
2742                 {
2743                         bc_num_init(&d->d.n, src->d.n.len);
2744                         bc_num_copy(&d->d.n, &src->d.n);
2745                         break;
2746                 }
2747
2748                 case BC_RESULT_VAR:
2749                 case BC_RESULT_ARRAY:
2750                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2751                 {
2752                         d->d.id.name = xstrdup(src->d.id.name);
2753                         break;
2754                 }
2755
2756                 case BC_RESULT_CONSTANT:
2757                 case BC_RESULT_LAST:
2758                 case BC_RESULT_ONE:
2759                 case BC_RESULT_STR:
2760                 {
2761                         memcpy(&d->d.n, &src->d.n, sizeof(BcNum));
2762                         break;
2763                 }
2764         }
2765 }
2766 #endif // ENABLE_DC
2767
2768 static void bc_result_free(void *result)
2769 {
2770         BcResult *r = (BcResult *) result;
2771
2772         switch (r->t) {
2773
2774                 case BC_RESULT_TEMP:
2775                 case BC_RESULT_IBASE:
2776                 case BC_RESULT_SCALE:
2777                 case BC_RESULT_OBASE:
2778                 {
2779                         bc_num_free(&r->d.n);
2780                         break;
2781                 }
2782
2783                 case BC_RESULT_VAR:
2784                 case BC_RESULT_ARRAY:
2785                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2786                 {
2787                         free(r->d.id.name);
2788                         break;
2789                 }
2790
2791                 default:
2792                 {
2793                         // Do nothing.
2794                         break;
2795                 }
2796         }
2797 }
2798
2799 static void bc_lex_lineComment(BcLex *l)
2800 {
2801         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2802         while (l->i < l->len && l->buf[l->i++] != '\n');
2803         --l->i;
2804 }
2805
2806 static void bc_lex_whitespace(BcLex *l)
2807 {
2808         char c;
2809         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2810         for (c = l->buf[l->i]; c != '\n' && isspace(c); c = l->buf[++l->i]);
2811 }
2812
2813 static BcStatus bc_lex_number(BcLex *l, char start)
2814 {
2815         const char *buf = l->buf + l->i;
2816         size_t len, hits = 0, bslashes = 0, i = 0, j;
2817         char c = buf[i];
2818         bool last_pt, pt = start == '.';
2819
2820         last_pt = pt;
2821         l->t.t = BC_LEX_NUMBER;
2822
2823         while (c != 0 && (isdigit(c) || (c >= 'A' && c <= 'F') ||
2824                           (c == '.' && !pt) || (c == '\\' && buf[i + 1] == '\n')))
2825         {
2826                 if (c != '\\') {
2827                         last_pt = c == '.';
2828                         pt = pt || last_pt;
2829                 }
2830                 else {
2831                         ++i;
2832                         bslashes += 1;
2833                 }
2834
2835                 c = buf[++i];
2836         }
2837
2838         len = i + !last_pt - bslashes * 2;
2839         if (len > BC_MAX_NUM)
2840                 return bc_error("number too long: must be [1, BC_NUM_MAX]");
2841
2842         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
2843         bc_vec_expand(&l->t.v, len + 1);
2844         bc_vec_push(&l->t.v, &start);
2845
2846         for (buf -= 1, j = 1; j < len + hits * 2; ++j) {
2847
2848                 c = buf[j];
2849
2850                 // If we have hit a backslash, skip it. We don't have
2851                 // to check for a newline because it's guaranteed.
2852                 if (hits < bslashes && c == '\\') {
2853                         ++hits;
2854                         ++j;
2855                         continue;
2856                 }
2857
2858                 bc_vec_push(&l->t.v, &c);
2859         }
2860
2861         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
2862         l->i += i;
2863
2864         return BC_STATUS_SUCCESS;
2865 }
2866
2867 static BcStatus bc_lex_name(BcLex *l)
2868 {
2869         size_t i = 0;
2870         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
2871         char c = buf[i];
2872
2873         l->t.t = BC_LEX_NAME;
2874
2875         while ((c >= 'a' && c <= 'z') || isdigit(c) || c == '_') c = buf[++i];
2876
2877         if (i > BC_MAX_STRING)
2878                 return bc_error("name too long: must be [1, BC_NAME_MAX]");
2879         bc_vec_string(&l->t.v, i, buf);
2880
2881         // Increment the index. We minus 1 because it has already been incremented.
2882         l->i += i - 1;
2883
2884         return BC_STATUS_SUCCESS;
2885 }
2886
2887 static void bc_lex_init(BcLex *l, BcLexNext next)
2888 {
2889         l->next = next;
2890         bc_char_vec_init(&l->t.v);
2891 }
2892
2893 static void bc_lex_free(BcLex *l)
2894 {
2895         bc_vec_free(&l->t.v);
2896 }
2897
2898 static void bc_lex_file(BcLex *l)
2899 {
2900         G.err_line = l->line = 1;
2901         l->newline = false;
2902 }
2903
2904 static BcStatus bc_lex_next(BcLex *l)
2905 {
2906         BcStatus s;
2907
2908         l->t.last = l->t.t;
2909         if (l->t.last == BC_LEX_EOF) return bc_error("end of file");
2910
2911         l->line += l->newline;
2912         G.err_line = l->line;
2913         l->t.t = BC_LEX_EOF;
2914
2915         l->newline = (l->i == l->len);
2916         if (l->newline) return BC_STATUS_SUCCESS;
2917
2918         // Loop until failure or we don't have whitespace. This
2919         // is so the parser doesn't get inundated with whitespace.
2920         do {
2921                 s = l->next(l);
2922         } while (!s && l->t.t == BC_LEX_WHITESPACE);
2923
2924         return s;
2925 }
2926
2927 static BcStatus bc_lex_text(BcLex *l, const char *text)
2928 {
2929         l->buf = text;
2930         l->i = 0;
2931         l->len = strlen(text);
2932         l->t.t = l->t.last = BC_LEX_INVALID;
2933         return bc_lex_next(l);
2934 }
2935
2936 #if ENABLE_BC
2937 static BcStatus bc_lex_identifier(BcLex *l)
2938 {
2939         BcStatus s;
2940         unsigned i;
2941         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
2942
2943         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bc_lex_kws); ++i) {
2944                 const char *keyword8 = bc_lex_kws[i].name8;
2945                 unsigned j = 0;
2946                 while (buf[j] != '\0' && buf[j] == keyword8[j]) {
2947                         j++;
2948                         if (j == 8) goto match;
2949                 }
2950                 if (keyword8[j] != '\0')
2951                         continue;
2952  match:
2953                 // buf starts with keyword bc_lex_kws[i]
2954                 l->t.t = BC_LEX_KEY_1st_keyword + i;
2955                 if (!((1 << i) & POSIX_KWORD_MASK)) {
2956                         s = bc_posix_error_fmt("%sthe '%.8s' keyword", "POSIX does not allow ", bc_lex_kws[i].name8);
2957                         if (s) return s;
2958                 }
2959
2960                 // We minus 1 because the index has already been incremented.
2961                 l->i += j - 1;
2962                 return BC_STATUS_SUCCESS;
2963         }
2964
2965         s = bc_lex_name(l);
2966         if (s) return s;
2967
2968         if (l->t.v.len > 2) {
2969                 // Prevent this:
2970                 // >>> qwe=1
2971                 // bc: POSIX only allows one character names; the following is bad: 'qwe=1
2972                 // '
2973                 unsigned len = strchrnul(buf, '\n') - buf;
2974                 s = bc_posix_error_fmt("POSIX only allows one character names; the following is bad: '%.*s'", len, buf);
2975         }
2976
2977         return s;
2978 }
2979
2980 static BcStatus bc_lex_string(BcLex *l)
2981 {
2982         size_t len, nls = 0, i = l->i;
2983         char c;
2984
2985         l->t.t = BC_LEX_STR;
2986
2987         for (c = l->buf[i]; c != 0 && c != '"'; c = l->buf[++i]) nls += (c == '\n');
2988
2989         if (c == '\0') {
2990                 l->i = i;
2991                 return bc_error("string end could not be found");
2992         }
2993
2994         len = i - l->i;
2995         if (len > BC_MAX_STRING)
2996                 return bc_error("string too long: must be [1, BC_STRING_MAX]");
2997         bc_vec_string(&l->t.v, len, l->buf + l->i);
2998
2999         l->i = i + 1;
3000         l->line += nls;
3001         G.err_line = l->line;
3002
3003         return BC_STATUS_SUCCESS;
3004 }
3005
3006 static void bc_lex_assign(BcLex *l, BcLexType with, BcLexType without)
3007 {
3008         if (l->buf[l->i] == '=') {
3009                 ++l->i;
3010                 l->t.t = with;
3011         }
3012         else
3013                 l->t.t = without;
3014 }
3015
3016 static BcStatus bc_lex_comment(BcLex *l)
3017 {
3018         size_t i, nls = 0;
3019         const char *buf = l->buf;
3020
3021         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3022         i = ++l->i;
3023         for (;;) {
3024                 char c = buf[i];
3025  check_star:
3026                 if (c == '*') {
3027                         c = buf[++i];
3028                         if (c == '/')
3029                                 break;
3030                         goto check_star;
3031                 }
3032                 if (c == '\0') {
3033                         l->i = i;
3034                         return bc_error("comment end could not be found");
3035                 }
3036                 nls += (c == '\n');
3037                 i++;
3038         }
3039
3040         l->i = i + 1;
3041         l->line += nls;
3042         G.err_line = l->line;
3043
3044         return BC_STATUS_SUCCESS;
3045 }
3046
3047 static BcStatus bc_lex_token(BcLex *l)
3048 {
3049         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3050         char c = l->buf[l->i++], c2;
3051
3052         // This is the workhorse of the lexer.
3053         switch (c) {
3054
3055                 case '\0':
3056                 case '\n':
3057                 {
3058                         l->newline = true;
3059                         l->t.t = !c ? BC_LEX_EOF : BC_LEX_NLINE;
3060                         break;
3061                 }
3062
3063                 case '\t':
3064                 case '\v':
3065                 case '\f':
3066                 case '\r':
3067                 case ' ':
3068                 {
3069                         bc_lex_whitespace(l);
3070                         break;
3071                 }
3072
3073                 case '!':
3074                 {
3075                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_NE, BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
3076
3077                         if (l->t.t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
3078                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("!");
3079                                 if (s) return s;
3080                         }
3081
3082                         break;
3083                 }
3084
3085                 case '"':
3086                 {
3087                         s = bc_lex_string(l);
3088                         break;
3089                 }
3090
3091                 case '#':
3092                 {
3093                         s = bc_POSIX_does_not_allow("'#' script comments");
3094                         if (s) return s;
3095
3096                         bc_lex_lineComment(l);
3097
3098                         break;
3099                 }
3100
3101                 case '%':
3102                 {
3103                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS, BC_LEX_OP_MODULUS);
3104                         break;
3105                 }
3106
3107                 case '&':
3108                 {
3109                         c2 = l->buf[l->i];
3110                         if (c2 == '&') {
3111
3112                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("&&");
3113                                 if (s) return s;
3114
3115                                 ++l->i;
3116                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_AND;
3117                         }
3118                         else {
3119                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3120                                 s = bc_error_bad_character('&');
3121                         }
3122
3123                         break;
3124                 }
3125
3126                 case '(':
3127                 case ')':
3128                 {
3129                         l->t.t = (BcLexType)(c - '(' + BC_LEX_LPAREN);
3130                         break;
3131                 }
3132
3133                 case '*':
3134                 {
3135                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY, BC_LEX_OP_MULTIPLY);
3136                         break;
3137                 }
3138
3139                 case '+':
3140                 {
3141                         c2 = l->buf[l->i];
3142                         if (c2 == '+') {
3143                                 ++l->i;
3144                                 l->t.t = BC_LEX_OP_INC;
3145                         }
3146                         else
3147                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS, BC_LEX_OP_PLUS);
3148                         break;
3149                 }
3150
3151                 case ',':
3152                 {
3153                         l->t.t = BC_LEX_COMMA;
3154                         break;
3155                 }
3156
3157                 case '-':
3158                 {
3159                         c2 = l->buf[l->i];
3160                         if (c2 == '-') {
3161                                 ++l->i;
3162                                 l->t.t = BC_LEX_OP_DEC;
3163                         }
3164                         else
3165                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS, BC_LEX_OP_MINUS);
3166                         break;
3167                 }
3168
3169                 case '.':
3170                 {
3171                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3172                                 s = bc_lex_number(l, c);
3173                         else {
3174                                 l->t.t = BC_LEX_KEY_LAST;
3175                                 s = bc_POSIX_does_not_allow("a period ('.') as a shortcut for the last result");
3176                         }
3177                         break;
3178                 }
3179
3180                 case '/':
3181                 {
3182                         c2 = l->buf[l->i];
3183                         if (c2 == '*')
3184                                 s = bc_lex_comment(l);
3185                         else
3186                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE, BC_LEX_OP_DIVIDE);
3187                         break;
3188                 }
3189
3190                 case '0':
3191                 case '1':
3192                 case '2':
3193                 case '3':
3194                 case '4':
3195                 case '5':
3196                 case '6':
3197                 case '7':
3198                 case '8':
3199                 case '9':
3200                 case 'A':
3201                 case 'B':
3202                 case 'C':
3203                 case 'D':
3204                 case 'E':
3205                 case 'F':
3206                 {
3207                         s = bc_lex_number(l, c);
3208                         break;
3209                 }
3210
3211                 case ';':
3212                 {
3213                         l->t.t = BC_LEX_SCOLON;
3214                         break;
3215                 }
3216
3217                 case '<':
3218                 {
3219                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_LT);
3220                         break;
3221                 }
3222
3223                 case '=':
3224                 {
3225                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_ASSIGN);
3226                         break;
3227                 }
3228
3229                 case '>':
3230                 {
3231                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_GT);
3232                         break;
3233                 }
3234
3235                 case '[':
3236                 case ']':
3237                 {
3238                         l->t.t = (BcLexType)(c - '[' + BC_LEX_LBRACKET);
3239                         break;
3240                 }
3241
3242                 case '\\':
3243                 {
3244                         if (l->buf[l->i] == '\n') {
3245                                 l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3246                                 ++l->i;
3247                         }
3248                         else
3249                                 s = bc_error_bad_character(c);
3250                         break;
3251                 }
3252
3253                 case '^':
3254                 {
3255                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER, BC_LEX_OP_POWER);
3256                         break;
3257                 }
3258
3259                 case 'a':
3260                 case 'b':
3261                 case 'c':
3262                 case 'd':
3263                 case 'e':
3264                 case 'f':
3265                 case 'g':
3266                 case 'h':
3267                 case 'i':
3268                 case 'j':
3269                 case 'k':
3270                 case 'l':
3271                 case 'm':
3272                 case 'n':
3273                 case 'o':
3274                 case 'p':
3275                 case 'q':
3276                 case 'r':
3277                 case 's':
3278                 case 't':
3279                 case 'u':
3280                 case 'v':
3281                 case 'w':
3282                 case 'x':
3283                 case 'y':
3284                 case 'z':
3285                 {
3286                         s = bc_lex_identifier(l);
3287                         break;
3288                 }
3289
3290                 case '{':
3291                 case '}':
3292                 {
3293                         l->t.t = (BcLexType)(c - '{' + BC_LEX_LBRACE);
3294                         break;
3295                 }
3296
3297                 case '|':
3298                 {
3299                         c2 = l->buf[l->i];
3300
3301                         if (c2 == '|') {
3302                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("||");
3303                                 if (s) return s;
3304
3305                                 ++l->i;
3306                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_OR;
3307                         }
3308                         else {
3309                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3310                                 s = bc_error_bad_character(c);
3311                         }
3312
3313                         break;
3314                 }
3315
3316                 default:
3317                 {
3318                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3319                         s = bc_error_bad_character(c);
3320                         break;
3321                 }
3322         }
3323
3324         return s;
3325 }
3326 #endif // ENABLE_BC
3327
3328 #if ENABLE_DC
3329 static BcStatus dc_lex_register(BcLex *l)
3330 {
3331         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3332
3333         if (isspace(l->buf[l->i - 1])) {
3334                 bc_lex_whitespace(l);
3335                 ++l->i;
3336                 if (!G_exreg)
3337                         s = bc_error("extended register");
3338                 else
3339                         s = bc_lex_name(l);
3340         }
3341         else {
3342                 bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3343                 bc_vec_pushByte(&l->t.v, l->buf[l->i - 1]);
3344                 bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3345                 l->t.t = BC_LEX_NAME;
3346         }
3347
3348         return s;
3349 }
3350
3351 static BcStatus dc_lex_string(BcLex *l)
3352 {
3353         size_t depth = 1, nls = 0, i = l->i;
3354         char c;
3355
3356         l->t.t = BC_LEX_STR;
3357         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3358
3359         for (c = l->buf[i]; c != 0 && depth; c = l->buf[++i]) {
3360
3361                 depth += (c == '[' && (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\'));
3362                 depth -= (c == ']' && (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\'));
3363                 nls += (c == '\n');
3364
3365                 if (depth) bc_vec_push(&l->t.v, &c);
3366         }
3367
3368         if (c == '\0') {
3369                 l->i = i;
3370                 return bc_error("string end could not be found");
3371         }
3372
3373         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3374         if (i - l->i > BC_MAX_STRING)
3375                 return bc_error("string too long: must be [1, BC_STRING_MAX]");
3376
3377         l->i = i;
3378         l->line += nls;
3379         G.err_line = l->line;
3380
3381         return BC_STATUS_SUCCESS;
3382 }
3383
3384 static BcStatus dc_lex_token(BcLex *l)
3385 {
3386         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3387         char c = l->buf[l->i++], c2;
3388         size_t i;
3389
3390         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(dc_lex_regs); ++i) {
3391                 if (l->t.last == dc_lex_regs[i])
3392                         return dc_lex_register(l);
3393         }
3394
3395         if (c >= '%' && c <= '~' &&
3396             (l->t.t = dc_lex_tokens[(c - '%')]) != BC_LEX_INVALID)
3397         {
3398                 return s;
3399         }
3400
3401         // This is the workhorse of the lexer.
3402         switch (c) {
3403
3404                 case '\0':
3405                 {
3406                         l->t.t = BC_LEX_EOF;
3407                         break;
3408                 }
3409
3410                 case '\n':
3411                 case '\t':
3412                 case '\v':
3413                 case '\f':
3414                 case '\r':
3415                 case ' ':
3416                 {
3417                         l->newline = (c == '\n');
3418                         bc_lex_whitespace(l);
3419                         break;
3420                 }
3421
3422                 case '!':
3423                 {
3424                         c2 = l->buf[l->i];
3425
3426                         if (c2 == '=')
3427                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_NE;
3428                         else if (c2 == '<')
3429                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_LE;
3430                         else if (c2 == '>')
3431                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_GE;
3432                         else
3433                                 return bc_error_bad_character(c);
3434
3435                         ++l->i;
3436                         break;
3437                 }
3438
3439                 case '#':
3440                 {
3441                         bc_lex_lineComment(l);
3442                         break;
3443                 }
3444
3445                 case '.':
3446                 {
3447                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3448                                 s = bc_lex_number(l, c);
3449                         else
3450                                 s = bc_error_bad_character(c);
3451                         break;
3452                 }
3453
3454                 case '0':
3455                 case '1':
3456                 case '2':
3457                 case '3':
3458                 case '4':
3459                 case '5':
3460                 case '6':
3461                 case '7':
3462                 case '8':
3463                 case '9':
3464                 case 'A':
3465                 case 'B':
3466                 case 'C':
3467                 case 'D':
3468                 case 'E':
3469                 case 'F':
3470                 {
3471                         s = bc_lex_number(l, c);
3472                         break;
3473                 }
3474
3475                 case '[':
3476                 {
3477                         s = dc_lex_string(l);
3478                         break;
3479                 }
3480
3481                 default:
3482                 {
3483                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3484                         s = bc_error_bad_character(c);
3485                         break;
3486                 }
3487         }
3488
3489         return s;
3490 }
3491 #endif // ENABLE_DC
3492
3493 static void bc_parse_addFunc(BcParse *p, char *name, size_t *idx)
3494 {
3495         bc_program_addFunc(name, idx);
3496         p->func = bc_vec_item(&G.prog.fns, p->fidx);
3497 }
3498
3499 static void bc_parse_pushName(BcParse *p, char *name)
3500 {
3501         size_t i = 0, len = strlen(name);
3502
3503         for (; i < len; ++i) bc_parse_push(p, name[i]);
3504         bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
3505
3506         free(name);
3507 }
3508
3509 static void bc_parse_pushIndex(BcParse *p, size_t idx)
3510 {
3511         unsigned char amt, i, nums[sizeof(size_t)];
3512
3513         for (amt = 0; idx; ++amt) {
3514                 nums[amt] = (char) idx;
3515                 idx = (idx & ((unsigned long) ~(UCHAR_MAX))) >> sizeof(char) * CHAR_BIT;
3516         }
3517
3518         bc_parse_push(p, amt);
3519         for (i = 0; i < amt; ++i) bc_parse_push(p, nums[i]);
3520 }
3521
3522 static void bc_parse_number(BcParse *p, BcInst *prev, size_t *nexs)
3523 {
3524         char *num = xstrdup(p->l.t.v.v);
3525         size_t idx = G.prog.consts.len;
3526
3527         bc_vec_push(&G.prog.consts, &num);
3528
3529         bc_parse_push(p, BC_INST_NUM);
3530         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3531
3532         ++(*nexs);
3533         (*prev) = BC_INST_NUM;
3534 }
3535
3536 static BcStatus bc_parse_text(BcParse *p, const char *text)
3537 {
3538         BcStatus s;
3539
3540         p->func = bc_vec_item(&G.prog.fns, p->fidx);
3541
3542         if (!text[0] && !BC_PARSE_CAN_EXEC(p)) {
3543                 p->l.t.t = BC_LEX_INVALID;
3544                 s = p->parse(p);
3545                 if (s) return s;
3546                 if (!BC_PARSE_CAN_EXEC(p))
3547                         return bc_error("file is not executable");
3548         }
3549
3550         return bc_lex_text(&p->l, text);
3551 }
3552
3553 // Called when bc/dc_parse_parse() detects a failure,
3554 // resets parsing structures.
3555 static void bc_parse_reset(BcParse *p)
3556 {
3557         if (p->fidx != BC_PROG_MAIN) {
3558                 p->func->nparams = 0;
3559                 bc_vec_pop_all(&p->func->code);
3560                 bc_vec_pop_all(&p->func->autos);
3561                 bc_vec_pop_all(&p->func->labels);
3562
3563                 bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
3564         }
3565
3566         p->l.i = p->l.len;
3567         p->l.t.t = BC_LEX_EOF;
3568         p->auto_part = (p->nbraces = 0);
3569
3570         bc_vec_npop(&p->flags, p->flags.len - 1);
3571         bc_vec_pop_all(&p->exits);
3572         bc_vec_pop_all(&p->conds);
3573         bc_vec_pop_all(&p->ops);
3574
3575         bc_program_reset();
3576 }
3577
3578 static void bc_parse_free(BcParse *p)
3579 {
3580         bc_vec_free(&p->flags);
3581         bc_vec_free(&p->exits);
3582         bc_vec_free(&p->conds);
3583         bc_vec_free(&p->ops);
3584         bc_lex_free(&p->l);
3585 }
3586
3587 static void bc_parse_create(BcParse *p, size_t func,
3588                             BcParseParse parse, BcLexNext next)
3589 {
3590         memset(p, 0, sizeof(BcParse));
3591
3592         bc_lex_init(&p->l, next);
3593         bc_vec_init(&p->flags, sizeof(uint8_t), NULL);
3594         bc_vec_init(&p->exits, sizeof(BcInstPtr), NULL);
3595         bc_vec_init(&p->conds, sizeof(size_t), NULL);
3596         bc_vec_pushZeroByte(&p->flags);
3597         bc_vec_init(&p->ops, sizeof(BcLexType), NULL);
3598
3599         p->parse = parse;
3600         // p->auto_part = p->nbraces = 0; - already is
3601         bc_parse_updateFunc(p, func);
3602 }
3603
3604 #if ENABLE_BC
3605
3606 #define BC_PARSE_TOP_OP(p) (*((BcLexType *) bc_vec_top(&(p)->ops)))
3607 #define BC_PARSE_LEAF(p, rparen)                                \
3608         (((p) >= BC_INST_NUM && (p) <= BC_INST_SQRT) || (rparen) || \
3609          (p) == BC_INST_INC_POST || (p) == BC_INST_DEC_POST)
3610
3611 // We can calculate the conversion between tokens and exprs by subtracting the
3612 // position of the first operator in the lex enum and adding the position of the
3613 // first in the expr enum. Note: This only works for binary operators.
3614 #define BC_PARSE_TOKEN_INST(t) ((char) ((t) -BC_LEX_NEG + BC_INST_NEG))
3615
3616 static BcStatus bc_parse_else(BcParse *p);
3617 static BcStatus bc_parse_stmt(BcParse *p);
3618 static BcStatus bc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next);
3619 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next);
3620
3621 static BcStatus bc_parse_operator(BcParse *p, BcLexType type, size_t start,
3622                                   size_t *nexprs, bool next)
3623 {
3624         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3625         BcLexType t;
3626         char l, r = bc_parse_op_PREC(type - BC_LEX_OP_INC);
3627         bool left = bc_parse_op_LEFT(type - BC_LEX_OP_INC);
3628
3629         while (p->ops.len > start) {
3630
3631                 t = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3632                 if (t == BC_LEX_LPAREN) break;
3633
3634                 l = bc_parse_op_PREC(t - BC_LEX_OP_INC);
3635                 if (l >= r && (l != r || !left)) break;
3636
3637                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_TOKEN_INST(t));
3638                 bc_vec_pop(&p->ops);
3639                 *nexprs -= t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && t != BC_LEX_NEG;
3640         }
3641
3642         bc_vec_push(&p->ops, &type);
3643         if (next) s = bc_lex_next(&p->l);
3644
3645         return s;
3646 }
3647
3648 static BcStatus bc_parse_rightParen(BcParse *p, size_t ops_bgn, size_t *nexs)
3649 {
3650         BcLexType top;
3651
3652         if (p->ops.len <= ops_bgn)
3653                 return bc_error_bad_expression();
3654         top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3655
3656         while (top != BC_LEX_LPAREN) {
3657
3658                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_TOKEN_INST(top));
3659
3660                 bc_vec_pop(&p->ops);
3661                 *nexs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
3662
3663                 if (p->ops.len <= ops_bgn)
3664                         return bc_error_bad_expression();
3665                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3666         }
3667
3668         bc_vec_pop(&p->ops);
3669
3670         return bc_lex_next(&p->l);
3671 }
3672
3673 static BcStatus bc_parse_params(BcParse *p, uint8_t flags)
3674 {
3675         BcStatus s;
3676         bool comma = false;
3677         size_t nparams;
3678
3679         s = bc_lex_next(&p->l);
3680         if (s) return s;
3681
3682         for (nparams = 0; p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN; ++nparams) {
3683
3684                 flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3685                 s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_param);
3686                 if (s) return s;
3687
3688                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
3689                 if (comma) {
3690                         s = bc_lex_next(&p->l);
3691                         if (s) return s;
3692                 }
3693         }
3694
3695         if (comma) return bc_error_bad_token();
3696         bc_parse_push(p, BC_INST_CALL);
3697         bc_parse_pushIndex(p, nparams);
3698
3699         return BC_STATUS_SUCCESS;
3700 }
3701
3702 static BcStatus bc_parse_call(BcParse *p, char *name, uint8_t flags)
3703 {
3704         BcStatus s;
3705         BcId entry, *entry_ptr;
3706         size_t idx;
3707
3708         entry.name = name;
3709
3710         s = bc_parse_params(p, flags);
3711         if (s) goto err;
3712
3713         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3714                 s = bc_error_bad_token();
3715                 goto err;
3716         }
3717
3718         idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3719
3720         if (idx == BC_VEC_INVALID_IDX) {
3721                 name = xstrdup(entry.name);
3722                 bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
3723                 idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3724                 free(entry.name);
3725         }
3726         else
3727                 free(name);
3728
3729         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3730         bc_parse_pushIndex(p, entry_ptr->idx);
3731
3732         return bc_lex_next(&p->l);
3733
3734 err:
3735         free(name);
3736         return s;
3737 }
3738
3739 static BcStatus bc_parse_name(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3740 {
3741         BcStatus s;
3742         char *name;
3743
3744         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
3745         s = bc_lex_next(&p->l);
3746         if (s) goto err;
3747
3748         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACKET) {
3749
3750                 s = bc_lex_next(&p->l);
3751                 if (s) goto err;
3752
3753                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACKET) {
3754
3755                         if (!(flags & BC_PARSE_ARRAY)) {
3756                                 s = bc_error_bad_expression();
3757                                 goto err;
3758                         }
3759
3760                         *type = BC_INST_ARRAY;
3761                 }
3762                 else {
3763
3764                         *type = BC_INST_ARRAY_ELEM;
3765
3766                         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3767                         s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_elem);
3768                         if (s) goto err;
3769                 }
3770
3771                 s = bc_lex_next(&p->l);
3772                 if (s) goto err;
3773                 bc_parse_push(p, *type);
3774                 bc_parse_pushName(p, name);
3775         }
3776         else if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN) {
3777
3778                 if (flags & BC_PARSE_NOCALL) {
3779                         s = bc_error_bad_token();
3780                         goto err;
3781                 }
3782
3783                 *type = BC_INST_CALL;
3784                 s = bc_parse_call(p, name, flags);
3785         }
3786         else {
3787                 *type = BC_INST_VAR;
3788                 bc_parse_push(p, BC_INST_VAR);
3789                 bc_parse_pushName(p, name);
3790         }
3791
3792         return s;
3793
3794 err:
3795         free(name);
3796         return s;
3797 }
3798
3799 static BcStatus bc_parse_read(BcParse *p)
3800 {
3801         BcStatus s;
3802
3803         s = bc_lex_next(&p->l);
3804         if (s) return s;
3805         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
3806
3807         s = bc_lex_next(&p->l);
3808         if (s) return s;
3809         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
3810
3811         bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
3812
3813         return bc_lex_next(&p->l);
3814 }
3815
3816 static BcStatus bc_parse_builtin(BcParse *p, BcLexType type, uint8_t flags,
3817                                  BcInst *prev)
3818 {
3819         BcStatus s;
3820
3821         s = bc_lex_next(&p->l);
3822         if (s) return s;
3823         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
3824
3825         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3826
3827         s = bc_lex_next(&p->l);
3828         if (s) return s;
3829
3830         s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_rel);
3831         if (s) return s;
3832
3833         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
3834
3835         *prev = (type == BC_LEX_KEY_LENGTH) ? BC_INST_LENGTH : BC_INST_SQRT;
3836         bc_parse_push(p, *prev);
3837
3838         return bc_lex_next(&p->l);
3839 }
3840
3841 static BcStatus bc_parse_scale(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3842 {
3843         BcStatus s;
3844
3845         s = bc_lex_next(&p->l);
3846         if (s) return s;
3847
3848         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) {
3849                 *type = BC_INST_SCALE;
3850                 bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3851                 return BC_STATUS_SUCCESS;
3852         }
3853
3854         *type = BC_INST_SCALE_FUNC;
3855         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3856
3857         s = bc_lex_next(&p->l);
3858         if (s) return s;
3859
3860         s = bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_rel);
3861         if (s) return s;
3862         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
3863         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE_FUNC);
3864
3865         return bc_lex_next(&p->l);
3866 }
3867
3868 static BcStatus bc_parse_incdec(BcParse *p, BcInst *prev, bool *paren_expr,
3869                                 size_t *nexprs, uint8_t flags)
3870 {
3871         BcStatus s;
3872         BcLexType type;
3873         char inst;
3874         BcInst etype = *prev;
3875
3876         if (etype == BC_INST_VAR || etype == BC_INST_ARRAY_ELEM ||
3877             etype == BC_INST_SCALE || etype == BC_INST_LAST ||
3878             etype == BC_INST_IBASE || etype == BC_INST_OBASE)
3879         {
3880                 *prev = inst = BC_INST_INC_POST + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3881                 bc_parse_push(p, inst);
3882                 s = bc_lex_next(&p->l);
3883         }
3884         else {
3885
3886                 *prev = inst = BC_INST_INC_PRE + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3887                 *paren_expr = true;
3888
3889                 s = bc_lex_next(&p->l);
3890                 if (s) return s;
3891                 type = p->l.t.t;
3892
3893                 // Because we parse the next part of the expression
3894                 // right here, we need to increment this.
3895                 *nexprs = *nexprs + 1;
3896
3897                 switch (type) {
3898
3899                         case BC_LEX_NAME:
3900                         {
3901                                 s = bc_parse_name(p, prev, flags | BC_PARSE_NOCALL);
3902                                 break;
3903                         }
3904
3905                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
3906                         case BC_LEX_KEY_LAST:
3907                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
3908                         {
3909                                 bc_parse_push(p, type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
3910                                 s = bc_lex_next(&p->l);
3911                                 break;
3912                         }
3913
3914                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
3915                         {
3916                                 s = bc_lex_next(&p->l);
3917                                 if (s) return s;
3918                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN)
3919                                         s = bc_error_bad_token();
3920                                 else
3921                                         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3922                                 break;
3923                         }
3924
3925                         default:
3926                         {
3927                                 s = bc_error_bad_token();
3928                                 break;
3929                         }
3930                 }
3931
3932                 if (!s) bc_parse_push(p, inst);
3933         }
3934
3935         return s;
3936 }
3937
3938 static BcStatus bc_parse_minus(BcParse *p, BcInst *prev, size_t ops_bgn,
3939                                bool rparen, size_t *nexprs)
3940 {
3941         BcStatus s;
3942         BcLexType type;
3943         BcInst etype = *prev;
3944
3945         s = bc_lex_next(&p->l);
3946         if (s) return s;
3947
3948         type = rparen || etype == BC_INST_INC_POST || etype == BC_INST_DEC_POST ||
3949                        (etype >= BC_INST_NUM && etype <= BC_INST_SQRT) ?
3950                    BC_LEX_OP_MINUS :
3951                    BC_LEX_NEG;
3952         *prev = BC_PARSE_TOKEN_INST(type);
3953
3954         // We can just push onto the op stack because this is the largest
3955         // precedence operator that gets pushed. Inc/dec does not.
3956         if (type != BC_LEX_OP_MINUS)
3957                 bc_vec_push(&p->ops, &type);
3958         else
3959                 s = bc_parse_operator(p, type, ops_bgn, nexprs, false);
3960
3961         return s;
3962 }
3963
3964 static BcStatus bc_parse_string(BcParse *p, char inst)
3965 {
3966         char *str = xstrdup(p->l.t.v.v);
3967
3968         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
3969         bc_parse_pushIndex(p, G.prog.strs.len);
3970         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
3971         bc_parse_push(p, inst);
3972
3973         return bc_lex_next(&p->l);
3974 }
3975
3976 static BcStatus bc_parse_print(BcParse *p)
3977 {
3978         BcStatus s;
3979         BcLexType type;
3980         bool comma = false;
3981
3982         s = bc_lex_next(&p->l);
3983         if (s) return s;
3984
3985         type = p->l.t.t;
3986
3987         if (type == BC_LEX_SCOLON || type == BC_LEX_NLINE)
3988                 return bc_error("bad print statement");
3989
3990         while (!s && type != BC_LEX_SCOLON && type != BC_LEX_NLINE) {
3991
3992                 if (type == BC_LEX_STR)
3993                         s = bc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_POP);
3994                 else {
3995                         s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_print);
3996                         if (s) return s;
3997                         bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT_POP);
3998                 }
3999
4000                 if (s) return s;
4001
4002                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4003                 if (comma) s = bc_lex_next(&p->l);
4004                 type = p->l.t.t;
4005         }
4006
4007         if (s) return s;
4008         if (comma) return bc_error_bad_token();
4009
4010         return bc_lex_next(&p->l);
4011 }
4012
4013 static BcStatus bc_parse_return(BcParse *p)
4014 {
4015         BcStatus s;
4016         BcLexType t;
4017         bool paren;
4018
4019         if (!BC_PARSE_FUNC(p)) return bc_error_bad_token();
4020
4021         s = bc_lex_next(&p->l);
4022         if (s) return s;
4023
4024         t = p->l.t.t;
4025         paren = t == BC_LEX_LPAREN;
4026
4027         if (t == BC_LEX_NLINE || t == BC_LEX_SCOLON)
4028                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4029         else {
4030
4031                 s = bc_parse_expr_empty_ok(p, 0, bc_parse_next_expr);
4032                 if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP) {
4033                         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4034                         s = bc_lex_next(&p->l);
4035                 }
4036                 if (s) return s;
4037
4038                 if (!paren || p->l.t.last != BC_LEX_RPAREN) {
4039                         s = bc_posix_error("POSIX requires parentheses around return expressions");
4040                         if (s) return s;
4041                 }
4042
4043                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET);
4044         }
4045
4046         return s;
4047 }
4048
4049 static BcStatus bc_parse_endBody(BcParse *p, bool brace)
4050 {
4051         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4052
4053         if (p->flags.len <= 1 || (brace && p->nbraces == 0))
4054                 return bc_error_bad_token();
4055
4056         if (brace) {
4057
4058                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACE) {
4059                         if (!p->nbraces) return bc_error_bad_token();
4060                         --p->nbraces;
4061                         s = bc_lex_next(&p->l);
4062                         if (s) return s;
4063                 }
4064                 else
4065                         return bc_error_bad_token();
4066         }
4067
4068         if (BC_PARSE_IF(p)) {
4069
4070                 uint8_t *flag_ptr;
4071
4072                 while (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) {
4073                         s = bc_lex_next(&p->l);
4074                         if (s) return s;
4075                 }
4076
4077                 bc_vec_pop(&p->flags);
4078
4079                 flag_ptr = BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(p);
4080                 *flag_ptr = (*flag_ptr | BC_PARSE_FLAG_IF_END);
4081
4082                 if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_ELSE) s = bc_parse_else(p);
4083         }
4084         else if (BC_PARSE_ELSE(p)) {
4085
4086                 BcInstPtr *ip;
4087                 size_t *label;
4088
4089                 bc_vec_pop(&p->flags);
4090
4091                 ip = bc_vec_top(&p->exits);
4092                 label = bc_vec_item(&p->func->labels, ip->idx);
4093                 *label = p->func->code.len;
4094
4095                 bc_vec_pop(&p->exits);
4096         }
4097         else if (BC_PARSE_FUNC_INNER(p)) {
4098                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4099                 bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
4100                 bc_vec_pop(&p->flags);
4101         }
4102         else {
4103
4104                 BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&p->exits);
4105                 size_t *label = bc_vec_top(&p->conds);
4106
4107                 bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4108                 bc_parse_pushIndex(p, *label);
4109
4110                 label = bc_vec_item(&p->func->labels, ip->idx);
4111                 *label = p->func->code.len;
4112
4113                 bc_vec_pop(&p->flags);
4114                 bc_vec_pop(&p->exits);
4115                 bc_vec_pop(&p->conds);
4116         }
4117
4118         return s;
4119 }
4120
4121 static void bc_parse_startBody(BcParse *p, uint8_t flags)
4122 {
4123         uint8_t *flag_ptr = BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(p);
4124         flags |= (*flag_ptr & (BC_PARSE_FLAG_FUNC | BC_PARSE_FLAG_LOOP));
4125         flags |= BC_PARSE_FLAG_BODY;
4126         bc_vec_push(&p->flags, &flags);
4127 }
4128
4129 static void bc_parse_noElse(BcParse *p)
4130 {
4131         BcInstPtr *ip;
4132         size_t *label;
4133         uint8_t *flag_ptr = BC_PARSE_TOP_FLAG_PTR(p);
4134
4135         *flag_ptr = (*flag_ptr & ~(BC_PARSE_FLAG_IF_END));
4136
4137         ip = bc_vec_top(&p->exits);
4138         label = bc_vec_item(&p->func->labels, ip->idx);
4139         *label = p->func->code.len;
4140
4141         bc_vec_pop(&p->exits);
4142 }
4143
4144 static BcStatus bc_parse_if(BcParse *p)
4145 {
4146         BcStatus s;
4147         BcInstPtr ip;
4148
4149         s = bc_lex_next(&p->l);
4150         if (s) return s;
4151         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
4152
4153         s = bc_lex_next(&p->l);
4154         if (s) return s;
4155         s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL, bc_parse_next_rel);
4156         if (s) return s;
4157         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
4158
4159         s = bc_lex_next(&p->l);
4160         if (s) return s;
4161         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
4162
4163         ip.idx = p->func->labels.len;
4164         ip.func = ip.len = 0;
4165
4166         bc_parse_pushIndex(p, ip.idx);
4167         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4168         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4169         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_IF);
4170
4171         return BC_STATUS_SUCCESS;
4172 }
4173
4174 static BcStatus bc_parse_else(BcParse *p)
4175 {
4176         BcInstPtr ip;
4177
4178         if (!BC_PARSE_IF_END(p)) return bc_error_bad_token();
4179
4180         ip.idx = p->func->labels.len;
4181         ip.func = ip.len = 0;
4182
4183         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4184         bc_parse_pushIndex(p, ip.idx);
4185
4186         bc_parse_noElse(p);
4187
4188         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4189         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4190         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_ELSE);
4191
4192         return bc_lex_next(&p->l);
4193 }
4194
4195 static BcStatus bc_parse_while(BcParse *p)
4196 {
4197         BcStatus s;
4198         BcInstPtr ip;
4199
4200         s = bc_lex_next(&p->l);
4201         if (s) return s;
4202         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
4203         s = bc_lex_next(&p->l);
4204         if (s) return s;
4205
4206         ip.idx = p->func->labels.len;
4207
4208         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4209         bc_vec_push(&p->conds, &ip.idx);
4210
4211         ip.idx = p->func->labels.len;
4212         ip.func = 1;
4213         ip.len = 0;
4214
4215         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4216         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4217
4218         s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL, bc_parse_next_rel);
4219         if (s) return s;
4220         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
4221         s = bc_lex_next(&p->l);
4222         if (s) return s;
4223
4224         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
4225         bc_parse_pushIndex(p, ip.idx);
4226         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_LOOP | BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER);
4227
4228         return BC_STATUS_SUCCESS;
4229 }
4230
4231 static BcStatus bc_parse_for(BcParse *p)
4232 {
4233         BcStatus s;
4234         BcInstPtr ip;
4235         size_t cond_idx, exit_idx, body_idx, update_idx;
4236
4237         s = bc_lex_next(&p->l);
4238         if (s) return s;
4239         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) return bc_error_bad_token();
4240         s = bc_lex_next(&p->l);
4241         if (s) return s;
4242
4243         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4244                 s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_for);
4245         else
4246                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("init");
4247
4248         if (s) return s;
4249         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) return bc_error_bad_token();
4250         s = bc_lex_next(&p->l);
4251         if (s) return s;
4252
4253         cond_idx = p->func->labels.len;
4254         update_idx = cond_idx + 1;
4255         body_idx = update_idx + 1;
4256         exit_idx = body_idx + 1;
4257
4258         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4259
4260         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4261                 s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL, bc_parse_next_for);
4262         else
4263                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("condition");
4264
4265         if (s) return s;
4266         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) return bc_error_bad_token();
4267
4268         s = bc_lex_next(&p->l);
4269         if (s) return s;
4270
4271         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
4272         bc_parse_pushIndex(p, exit_idx);
4273         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4274         bc_parse_pushIndex(p, body_idx);
4275
4276         ip.idx = p->func->labels.len;
4277
4278         bc_vec_push(&p->conds, &update_idx);
4279         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4280
4281         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN)
4282                 s = bc_parse_expr(p, 0, bc_parse_next_rel);
4283         else
4284                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("update");
4285
4286         if (s) return s;
4287
4288         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) return bc_error_bad_token();
4289         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4290         bc_parse_pushIndex(p, cond_idx);
4291         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4292
4293         ip.idx = exit_idx;
4294         ip.func = 1;
4295         ip.len = 0;
4296
4297         bc_vec_push(&p->exits, &ip);
4298         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip.idx);
4299         bc_lex_next(&p->l);
4300         bc_parse_startBody(p, BC_PARSE_FLAG_LOOP | BC_PARSE_FLAG_LOOP_INNER);
4301
4302         return BC_STATUS_SUCCESS;
4303 }
4304
4305 static BcStatus bc_parse_loopExit(BcParse *p, BcLexType type)
4306 {
4307         BcStatus s;
4308         size_t i;
4309         BcInstPtr *ip;
4310
4311         if (!BC_PARSE_LOOP(p)) return bc_error_bad_token();
4312
4313         if (type == BC_LEX_KEY_BREAK) {
4314
4315                 if (p->exits.len == 0) return bc_error_bad_token();
4316
4317                 i = p->exits.len - 1;
4318                 ip = bc_vec_item(&p->exits, i);
4319
4320                 while (!ip->func && i < p->exits.len) ip = bc_vec_item(&p->exits, i--);
4321                 if (i >= p->exits.len && !ip->func) return bc_error_bad_token();
4322
4323                 i = ip->idx;
4324         }
4325         else
4326                 i = *((size_t *) bc_vec_top(&p->conds));
4327
4328         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
4329         bc_parse_pushIndex(p, i);
4330
4331         s = bc_lex_next(&p->l);
4332         if (s) return s;
4333
4334         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON && p->l.t.t != BC_LEX_NLINE)
4335                 return bc_error_bad_token();
4336
4337         return bc_lex_next(&p->l);
4338 }
4339
4340 static BcStatus bc_parse_func(BcParse *p)
4341 {
4342         BcStatus s;
4343         bool var, comma = false;
4344         uint8_t flags;
4345         char *name;
4346
4347         s = bc_lex_next(&p->l);
4348         if (s) return s;
4349         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4350                 return bc_error("bad function definition");
4351
4352         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4353         bc_parse_addFunc(p, name, &p->fidx);
4354
4355         s = bc_lex_next(&p->l);
4356         if (s) return s;
4357         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN)
4358                 return bc_error("bad function definition");
4359         s = bc_lex_next(&p->l);
4360         if (s) return s;
4361
4362         while (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
4363
4364                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4365                         return bc_error("bad function definition");
4366
4367                 ++p->func->nparams;
4368
4369                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4370                 s = bc_lex_next(&p->l);
4371                 if (s) goto err;
4372
4373                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4374
4375                 if (!var) {
4376
4377                         s = bc_lex_next(&p->l);
4378                         if (s) goto err;
4379
4380                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4381                                 s = bc_error("bad function definition");
4382                                 goto err;
4383                         }
4384
4385                         s = bc_lex_next(&p->l);
4386                         if (s) goto err;
4387                 }
4388
4389                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4390                 if (comma) {
4391                         s = bc_lex_next(&p->l);
4392                         if (s) goto err;
4393                 }
4394
4395                 s = bc_func_insert(p->func, name, var);
4396                 if (s) goto err;
4397         }
4398
4399         if (comma) return bc_error("bad function definition");
4400
4401         flags = BC_PARSE_FLAG_FUNC | BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER | BC_PARSE_FLAG_BODY;
4402         bc_parse_startBody(p, flags);
4403
4404         s = bc_lex_next(&p->l);
4405         if (s) return s;
4406
4407         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4408                 s = bc_posix_error("POSIX requires the left brace be on the same line as the function header");
4409
4410         return s;
4411
4412 err:
4413         free(name);
4414         return s;
4415 }
4416
4417 static BcStatus bc_parse_auto(BcParse *p)
4418 {
4419         BcStatus s;
4420         bool comma, var, one;
4421         char *name;
4422
4423         if (!p->auto_part) return bc_error_bad_token();
4424         s = bc_lex_next(&p->l);
4425         if (s) return s;
4426
4427         p->auto_part = comma = false;
4428         one = p->l.t.t == BC_LEX_NAME;
4429
4430         while (p->l.t.t == BC_LEX_NAME) {
4431
4432                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4433                 s = bc_lex_next(&p->l);
4434                 if (s) goto err;
4435
4436                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4437                 if (!var) {
4438
4439                         s = bc_lex_next(&p->l);
4440                         if (s) goto err;
4441
4442                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4443                                 s = bc_error("bad function definition");
4444                                 goto err;
4445                         }
4446
4447                         s = bc_lex_next(&p->l);
4448                         if (s) goto err;
4449                 }
4450
4451                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4452                 if (comma) {
4453                         s = bc_lex_next(&p->l);
4454                         if (s) goto err;
4455                 }
4456
4457                 s = bc_func_insert(p->func, name, var);
4458                 if (s) goto err;
4459         }
4460
4461         if (comma) return bc_error("bad function definition");
4462         if (!one) return bc_error("no auto variable found");
4463
4464         if (p->l.t.t != BC_LEX_NLINE && p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4465                 return bc_error_bad_token();
4466
4467         return bc_lex_next(&p->l);
4468
4469 err:
4470         free(name);
4471         return s;
4472 }
4473
4474 static BcStatus bc_parse_body(BcParse *p, bool brace)
4475 {
4476         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4477         uint8_t *flag_ptr = bc_vec_top(&p->flags);
4478
4479         *flag_ptr &= ~(BC_PARSE_FLAG_BODY);
4480
4481         if (*flag_ptr & BC_PARSE_FLAG_FUNC_INNER) {
4482
4483                 if (!brace) return bc_error_bad_token();
4484                 p->auto_part = p->l.t.t != BC_LEX_KEY_AUTO;
4485
4486                 if (!p->auto_part) {
4487                         s = bc_parse_auto(p);
4488                         if (s) return s;
4489                 }
4490
4491                 if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) s = bc_lex_next(&p->l);
4492         }
4493         else {
4494                 s = bc_parse_stmt(p);
4495                 if (!s && !brace) s = bc_parse_endBody(p, false);
4496         }
4497
4498         return s;
4499 }
4500
4501 static BcStatus bc_parse_stmt(BcParse *p)
4502 {
4503         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4504
4505         switch (p->l.t.t) {
4506
4507                 case BC_LEX_NLINE:
4508                 {
4509                         return bc_lex_next(&p->l);
4510                 }
4511
4512                 case BC_LEX_KEY_ELSE:
4513                 {
4514                         p->auto_part = false;
4515                         break;
4516                 }
4517
4518                 case BC_LEX_LBRACE:
4519                 {
4520                         if (!BC_PARSE_BODY(p)) return bc_error_bad_token();
4521
4522                         ++p->nbraces;
4523                         s = bc_lex_next(&p->l);
4524                         if (s) return s;
4525
4526                         return bc_parse_body(p, true);
4527                 }
4528
4529                 case BC_LEX_KEY_AUTO:
4530                 {
4531                         return bc_parse_auto(p);
4532                 }
4533
4534                 default:
4535                 {
4536                         p->auto_part = false;
4537
4538                         if (BC_PARSE_IF_END(p)) {
4539                                 bc_parse_noElse(p);
4540                                 return BC_STATUS_SUCCESS;
4541                         }
4542                         else if (BC_PARSE_BODY(p))
4543                                 return bc_parse_body(p, false);
4544
4545                         break;
4546                 }
4547         }
4548
4549         switch (p->l.t.t) {
4550
4551                 case BC_LEX_OP_INC:
4552                 case BC_LEX_OP_DEC:
4553                 case BC_LEX_OP_MINUS:
4554                 case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4555                 case BC_LEX_LPAREN:
4556                 case BC_LEX_NAME:
4557                 case BC_LEX_NUMBER:
4558                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4559                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4560                 case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4561                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4562                 case BC_LEX_KEY_READ:
4563                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4564                 case BC_LEX_KEY_SQRT:
4565                 {
4566                         s = bc_parse_expr(p, BC_PARSE_PRINT, bc_parse_next_expr);
4567                         break;
4568                 }
4569
4570                 case BC_LEX_KEY_ELSE:
4571                 {
4572                         s = bc_parse_else(p);
4573                         break;
4574                 }
4575
4576                 case BC_LEX_SCOLON:
4577                 {
4578                         while (!s && p->l.t.t == BC_LEX_SCOLON) s = bc_lex_next(&p->l);
4579                         break;
4580                 }
4581
4582                 case BC_LEX_RBRACE:
4583                 {
4584                         s = bc_parse_endBody(p, true);
4585                         break;
4586                 }
4587
4588                 case BC_LEX_STR:
4589                 {
4590                         s = bc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_STR);
4591                         break;
4592                 }
4593
4594                 case BC_LEX_KEY_BREAK:
4595                 case BC_LEX_KEY_CONTINUE:
4596                 {
4597                         s = bc_parse_loopExit(p, p->l.t.t);
4598                         break;
4599                 }
4600
4601                 case BC_LEX_KEY_FOR:
4602                 {
4603                         s = bc_parse_for(p);
4604                         break;
4605                 }
4606
4607                 case BC_LEX_KEY_HALT:
4608                 {
4609                         bc_parse_push(p, BC_INST_HALT);
4610                         s = bc_lex_next(&p->l);
4611                         break;
4612                 }
4613
4614                 case BC_LEX_KEY_IF:
4615                 {
4616                         s = bc_parse_if(p);
4617                         break;
4618                 }
4619
4620                 case BC_LEX_KEY_LIMITS:
4621                 {
4622                         // "limits" is a compile-time command,
4623                         // the output is produced at _parse time_.
4624                         s = bc_lex_next(&p->l);
4625                         if (s) return s;
4626                         printf("BC_BASE_MAX     = %u\n", BC_MAX_OBASE);
4627                         printf("BC_DIM_MAX      = %u\n", BC_MAX_DIM);
4628                         printf("BC_SCALE_MAX    = %u\n", BC_MAX_SCALE);
4629                         printf("BC_STRING_MAX   = %u\n", BC_MAX_STRING);
4630                         printf("BC_NAME_MAX     = %u\n", BC_MAX_NAME);
4631                         printf("BC_NUM_MAX      = %u\n", BC_MAX_NUM);
4632                         printf("MAX Exponent    = %lu\n", BC_MAX_EXP);
4633                         printf("Number of vars  = %lu\n", BC_MAX_VARS);
4634                         break;
4635                 }
4636
4637                 case BC_LEX_KEY_PRINT:
4638                 {
4639                         s = bc_parse_print(p);
4640                         break;
4641                 }
4642
4643                 case BC_LEX_KEY_QUIT:
4644                 {
4645                         // "quit" is a compile-time command. For example,
4646                         // "if (0 == 1) quit" terminates when parsing the statement,
4647                         // not when it is executed
4648                         quit();
4649                 }
4650
4651                 case BC_LEX_KEY_RETURN:
4652                 {
4653                         s = bc_parse_return(p);
4654                         break;
4655                 }
4656
4657                 case BC_LEX_KEY_WHILE:
4658                 {
4659                         s = bc_parse_while(p);
4660                         break;
4661                 }
4662
4663                 default:
4664                 {
4665                         s = bc_error_bad_token();
4666                         break;
4667                 }
4668         }
4669
4670         return s;
4671 }
4672
4673 static BcStatus bc_parse_parse(BcParse *p)
4674 {
4675         BcStatus s;
4676
4677         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4678                 s = p->flags.len > 0 ? bc_error("block end could not be found") : bc_error("end of file");
4679         else if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_DEFINE) {
4680                 if (!BC_PARSE_CAN_EXEC(p)) return bc_error_bad_token();
4681                 s = bc_parse_func(p);
4682         }
4683         else
4684                 s = bc_parse_stmt(p);
4685
4686         if (s || G_interrupt) {
4687                 bc_parse_reset(p);
4688                 s = BC_STATUS_FAILURE;
4689         }
4690
4691         return s;
4692 }
4693
4694 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next)
4695 {
4696         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4697         BcInst prev = BC_INST_PRINT;
4698         BcLexType top, t = p->l.t.t;
4699         size_t nexprs = 0, ops_bgn = p->ops.len;
4700         uint32_t i, nparens, nrelops;
4701         bool paren_first, paren_expr, rprn, done, get_token, assign, bin_last;
4702
4703         paren_first = p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN;
4704         nparens = nrelops = 0;
4705         paren_expr = rprn = done = get_token = assign = false;
4706         bin_last = true;
4707
4708         for (; !G_interrupt && !s && !done && bc_parse_exprs(t); t = p->l.t.t) {
4709                 switch (t) {
4710
4711                         case BC_LEX_OP_INC:
4712                         case BC_LEX_OP_DEC:
4713                         {
4714                                 s = bc_parse_incdec(p, &prev, &paren_expr, &nexprs, flags);
4715                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4716                                 break;
4717                         }
4718
4719                         case BC_LEX_OP_MINUS:
4720                         {
4721                                 s = bc_parse_minus(p, &prev, ops_bgn, rprn, &nexprs);
4722                                 rprn = get_token = false;
4723                                 bin_last = prev == BC_INST_MINUS;
4724                                 break;
4725                         }
4726
4727                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER:
4728                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY:
4729                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE:
4730                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS:
4731                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS:
4732                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS:
4733                         case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4734                         {
4735                                 if (prev != BC_INST_VAR && prev != BC_INST_ARRAY_ELEM &&
4736                                     prev != BC_INST_SCALE && prev != BC_INST_IBASE &&
4737                                     prev != BC_INST_OBASE && prev != BC_INST_LAST)
4738                                 {
4739                                         s = bc_error("bad assignment:"
4740                                                 " left side must be scale,"
4741                                                 " ibase, obase, last, var,"
4742                                                 " or array element"
4743                                         );
4744                                         break;
4745                                 }
4746                         }
4747                         // Fallthrough.
4748                         case BC_LEX_OP_POWER:
4749                         case BC_LEX_OP_MULTIPLY:
4750                         case BC_LEX_OP_DIVIDE:
4751                         case BC_LEX_OP_MODULUS:
4752                         case BC_LEX_OP_PLUS:
4753                         case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4754                         case BC_LEX_OP_REL_LE:
4755                         case BC_LEX_OP_REL_GE:
4756                         case BC_LEX_OP_REL_NE:
4757                         case BC_LEX_OP_REL_LT:
4758                         case BC_LEX_OP_REL_GT:
4759                         case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4760                         case BC_LEX_OP_BOOL_OR:
4761                         case BC_LEX_OP_BOOL_AND:
4762                         {
4763                                 if (((t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) != bin_last)
4764                                  || (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4765                                 ) {
4766                                         return bc_error_bad_expression();
4767                                 }
4768
4769                                 nrelops += t >= BC_LEX_OP_REL_EQ && t <= BC_LEX_OP_REL_GT;
4770                                 prev = BC_PARSE_TOKEN_INST(t);
4771                                 s = bc_parse_operator(p, t, ops_bgn, &nexprs, true);
4772                                 rprn = get_token = false;
4773                                 bin_last = t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT;
4774
4775                                 break;
4776                         }
4777
4778                         case BC_LEX_LPAREN:
4779                         {
4780                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4781                                         return bc_error_bad_expression();
4782                                 ++nparens;
4783                                 paren_expr = rprn = bin_last = false;
4784                                 get_token = true;
4785                                 bc_vec_push(&p->ops, &t);
4786
4787                                 break;
4788                         }
4789
4790                         case BC_LEX_RPAREN:
4791                         {
4792                                 if (bin_last || prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4793                                         return bc_error_bad_expression();
4794
4795                                 if (nparens == 0) {
4796                                         s = BC_STATUS_SUCCESS;
4797                                         done = true;
4798                                         get_token = false;
4799                                         break;
4800                                 }
4801                                 else if (!paren_expr)
4802                                         return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP;
4803
4804                                 --nparens;
4805                                 paren_expr = rprn = true;
4806                                 get_token = bin_last = false;
4807
4808                                 s = bc_parse_rightParen(p, ops_bgn, &nexprs);
4809
4810                                 break;
4811                         }
4812
4813                         case BC_LEX_NAME:
4814                         {
4815                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4816                                         return bc_error_bad_expression();
4817                                 paren_expr = true;
4818                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4819                                 s = bc_parse_name(p, &prev, flags & ~BC_PARSE_NOCALL);
4820                                 ++nexprs;
4821
4822                                 break;
4823                         }
4824
4825                         case BC_LEX_NUMBER:
4826                         {
4827                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4828                                         return bc_error_bad_expression();
4829                                 bc_parse_number(p, &prev, &nexprs);
4830                                 paren_expr = get_token = true;
4831                                 rprn = bin_last = false;
4832
4833                                 break;
4834                         }
4835
4836                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4837                         case BC_LEX_KEY_LAST:
4838                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4839                         {
4840                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4841                                         return bc_error_bad_expression();
4842                                 prev = (char) (t - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
4843                                 bc_parse_push(p, (char) prev);
4844
4845                                 paren_expr = get_token = true;
4846                                 rprn = bin_last = false;
4847                                 ++nexprs;
4848
4849                                 break;
4850                         }
4851
4852                         case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4853                         case BC_LEX_KEY_SQRT:
4854                         {
4855                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4856                                         return bc_error_bad_expression();
4857                                 s = bc_parse_builtin(p, t, flags, &prev);
4858                                 paren_expr = true;
4859                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4860                                 ++nexprs;
4861
4862                                 break;
4863                         }
4864
4865                         case BC_LEX_KEY_READ:
4866                         {
4867                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4868                                         return bc_error_bad_expression();
4869                                 else if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
4870                                         s = bc_error_nested_read_call();
4871                                 else
4872                                         s = bc_parse_read(p);
4873
4874                                 paren_expr = true;
4875                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4876                                 ++nexprs;
4877                                 prev = BC_INST_READ;
4878
4879                                 break;
4880                         }
4881
4882                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4883                         {
4884                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4885                                         return bc_error_bad_expression();
4886                                 s = bc_parse_scale(p, &prev, flags);
4887                                 paren_expr = true;
4888                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4889                                 ++nexprs;
4890                                 prev = BC_INST_SCALE;
4891
4892                                 break;
4893                         }
4894
4895                         default:
4896                         {
4897                                 s = bc_error_bad_token();
4898                                 break;
4899                         }
4900                 }
4901
4902                 if (!s && get_token) s = bc_lex_next(&p->l);
4903         }
4904
4905         if (s) return s;
4906         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE; // ^C: stop parsing
4907
4908         while (p->ops.len > ops_bgn) {
4909
4910                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
4911                 assign = top >= BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER && top <= BC_LEX_OP_ASSIGN;
4912
4913                 if (top == BC_LEX_LPAREN || top == BC_LEX_RPAREN)
4914                         return bc_error_bad_expression();
4915
4916                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_TOKEN_INST(top));
4917
4918                 nexprs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
4919                 bc_vec_pop(&p->ops);
4920         }
4921
4922         if (prev == BC_INST_BOOL_NOT || nexprs != 1)
4923                 return bc_error_bad_expression();
4924
4925         for (i = 0; i < next.len; ++i)
4926                 if (t == next.tokens[i])
4927                         goto ok;
4928         return bc_error_bad_expression();
4929  ok:
4930
4931         if (!(flags & BC_PARSE_REL) && nrelops) {
4932                 s = bc_POSIX_does_not_allow("comparison operators outside if or loops");
4933                 if (s) return s;
4934         }
4935         else if ((flags & BC_PARSE_REL) && nrelops > 1) {
4936                 s = bc_posix_error("POSIX requires exactly one comparison operator per condition");
4937                 if (s) return s;
4938         }
4939
4940         if (flags & BC_PARSE_PRINT) {
4941                 if (paren_first || !assign) bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT);
4942                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4943         }
4944
4945         return s;
4946 }
4947
4948 static BcStatus bc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags, BcParseNext next)
4949 {
4950         BcStatus s;
4951
4952         s = bc_parse_expr_empty_ok(p, flags, next);
4953         if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP)
4954                 return bc_error("empty expression");
4955         return s;
4956 }
4957
4958 static void bc_parse_init(BcParse *p, size_t func)
4959 {
4960         bc_parse_create(p, func, bc_parse_parse, bc_lex_token);
4961 }
4962
4963 static BcStatus bc_parse_expression(BcParse *p, uint8_t flags)
4964 {
4965         return bc_parse_expr(p, flags, bc_parse_next_read);
4966 }
4967
4968 #endif // ENABLE_BC
4969
4970 #if ENABLE_DC
4971
4972 #define DC_PARSE_BUF_LEN ((int) (sizeof(uint32_t) * CHAR_BIT))
4973
4974 static BcStatus dc_parse_register(BcParse *p)
4975 {
4976         BcStatus s;
4977         char *name;
4978
4979         s = bc_lex_next(&p->l);
4980         if (s) return s;
4981         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME) return bc_error_bad_token();
4982
4983         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4984         bc_parse_pushName(p, name);
4985
4986         return s;
4987 }
4988
4989 static BcStatus dc_parse_string(BcParse *p)
4990 {
4991         char *str, *name, b[DC_PARSE_BUF_LEN + 1];
4992         size_t idx, len = G.prog.strs.len;
4993
4994         sprintf(b, "%0*zu", DC_PARSE_BUF_LEN, len);
4995         name = xstrdup(b);
4996
4997         str = xstrdup(p->l.t.v.v);
4998         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
4999         bc_parse_pushIndex(p, len);
5000         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
5001         bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
5002
5003         return bc_lex_next(&p->l);
5004 }
5005
5006 static BcStatus dc_parse_mem(BcParse *p, uint8_t inst, bool name, bool store)
5007 {
5008         BcStatus s;
5009
5010         bc_parse_push(p, inst);
5011         if (name) {
5012                 s = dc_parse_register(p);
5013                 if (s) return s;
5014         }
5015
5016         if (store) {
5017                 bc_parse_push(p, BC_INST_SWAP);
5018                 bc_parse_push(p, BC_INST_ASSIGN);
5019                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
5020         }
5021
5022         return bc_lex_next(&p->l);
5023 }
5024
5025 static BcStatus dc_parse_cond(BcParse *p, uint8_t inst)
5026 {
5027         BcStatus s;
5028
5029         bc_parse_push(p, inst);
5030         bc_parse_push(p, BC_INST_EXEC_COND);
5031
5032         s = dc_parse_register(p);
5033         if (s) return s;
5034
5035         s = bc_lex_next(&p->l);
5036         if (s) return s;
5037
5038         if (p->l.t.t == BC_LEX_ELSE) {
5039                 s = dc_parse_register(p);
5040                 if (s) return s;
5041                 s = bc_lex_next(&p->l);
5042         }
5043         else
5044                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
5045
5046         return s;
5047 }
5048
5049 static BcStatus dc_parse_token(BcParse *p, BcLexType t, uint8_t flags)
5050 {
5051         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5052         BcInst prev;
5053         uint8_t inst;
5054         bool assign, get_token = false;
5055
5056         switch (t) {
5057
5058                 case BC_LEX_OP_REL_EQ:
5059                 case BC_LEX_OP_REL_LE:
5060                 case BC_LEX_OP_REL_GE:
5061                 case BC_LEX_OP_REL_NE:
5062                 case BC_LEX_OP_REL_LT:
5063                 case BC_LEX_OP_REL_GT:
5064                 {
5065                         s = dc_parse_cond(p, t - BC_LEX_OP_REL_EQ + BC_INST_REL_EQ);
5066                         break;
5067                 }
5068
5069                 case BC_LEX_SCOLON:
5070                 case BC_LEX_COLON:
5071                 {
5072                         s = dc_parse_mem(p, BC_INST_ARRAY_ELEM, true, t == BC_LEX_COLON);
5073                         break;
5074                 }
5075
5076                 case BC_LEX_STR:
5077                 {
5078                         s = dc_parse_string(p);
5079                         break;
5080                 }
5081
5082                 case BC_LEX_NEG:
5083                 case BC_LEX_NUMBER:
5084                 {
5085                         if (t == BC_LEX_NEG) {
5086                                 s = bc_lex_next(&p->l);
5087                                 if (s) return s;
5088                                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NUMBER)
5089                                         return bc_error_bad_token();
5090                         }
5091
5092                         bc_parse_number(p, &prev, &p->nbraces);
5093
5094                         if (t == BC_LEX_NEG) bc_parse_push(p, BC_INST_NEG);
5095                         get_token = true;
5096
5097                         break;
5098                 }
5099
5100                 case BC_LEX_KEY_READ:
5101                 {
5102                         if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
5103                                 s = bc_error_nested_read_call();
5104                         else
5105                                 bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
5106                         get_token = true;
5107                         break;
5108                 }
5109
5110                 case BC_LEX_OP_ASSIGN:
5111                 case BC_LEX_STORE_PUSH:
5112                 {
5113                         assign = t == BC_LEX_OP_ASSIGN;
5114                         inst = assign ? BC_INST_VAR : BC_INST_PUSH_TO_VAR;
5115                         s = dc_parse_mem(p, inst, true, assign);
5116                         break;
5117                 }
5118
5119                 case BC_LEX_LOAD:
5120                 case BC_LEX_LOAD_POP:
5121                 {
5122                         inst = t == BC_LEX_LOAD_POP ? BC_INST_PUSH_VAR : BC_INST_LOAD;
5123                         s = dc_parse_mem(p, inst, true, false);
5124                         break;
5125                 }
5126
5127                 case BC_LEX_STORE_IBASE:
5128                 case BC_LEX_STORE_SCALE:
5129                 case BC_LEX_STORE_OBASE:
5130                 {
5131                         inst = t - BC_LEX_STORE_IBASE + BC_INST_IBASE;
5132                         s = dc_parse_mem(p, inst, false, true);
5133                         break;
5134                 }
5135
5136                 default:
5137                 {
5138                         s = bc_error_bad_token();
5139                         get_token = true;
5140                         break;
5141                 }
5142         }
5143
5144         if (!s && get_token) s = bc_lex_next(&p->l);
5145
5146         return s;
5147 }
5148
5149 static BcStatus dc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
5150 {
5151         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5152         BcInst inst;
5153         BcLexType t;
5154
5155         if (flags & BC_PARSE_NOCALL) p->nbraces = G.prog.results.len;
5156
5157         for (t = p->l.t.t; !s && t != BC_LEX_EOF; t = p->l.t.t) {
5158
5159                 inst = dc_parse_insts[t];
5160
5161                 if (inst != BC_INST_INVALID) {
5162                         bc_parse_push(p, inst);
5163                         s = bc_lex_next(&p->l);
5164                 }
5165                 else
5166                         s = dc_parse_token(p, t, flags);
5167         }
5168
5169         if (!s && p->l.t.t == BC_LEX_EOF && (flags & BC_PARSE_NOCALL))
5170                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP_EXEC);
5171
5172         return s;
5173 }
5174
5175 static BcStatus dc_parse_parse(BcParse *p)
5176 {
5177         BcStatus s;
5178
5179         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
5180                 s = bc_error("end of file");
5181         else
5182                 s = dc_parse_expr(p, 0);
5183
5184         if (s || G_interrupt) {
5185                 bc_parse_reset(p);
5186                 s = BC_STATUS_FAILURE;
5187         }
5188
5189         return s;
5190 }
5191
5192 static void dc_parse_init(BcParse *p, size_t func)
5193 {
5194         bc_parse_create(p, func, dc_parse_parse, dc_lex_token);
5195 }
5196
5197 #endif // ENABLE_DC
5198
5199 static void common_parse_init(BcParse *p, size_t func)
5200 {
5201         if (IS_BC) {
5202                 bc_parse_init(p, func);
5203         } else {
5204                 dc_parse_init(p, func);
5205         }
5206 }
5207
5208 static BcStatus common_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
5209 {
5210         if (IS_BC) {
5211                 return bc_parse_expression(p, flags);
5212         } else {
5213                 return dc_parse_expr(p, flags);
5214         }
5215 }
5216
5217 static BcVec* bc_program_search(char *id, bool var)
5218 {
5219         BcId e, *ptr;
5220         BcVec *v, *map;
5221         size_t i;
5222         BcResultData data;
5223         int new;
5224
5225         v = var ? &G.prog.vars : &G.prog.arrs;
5226         map = var ? &G.prog.var_map : &G.prog.arr_map;
5227
5228         e.name = id;
5229         e.idx = v->len;
5230         new = bc_map_insert(map, &e, &i); // 1 if insertion was successful
5231
5232         if (new) {
5233                 bc_array_init(&data.v, var);
5234                 bc_vec_push(v, &data.v);
5235         }
5236
5237         ptr = bc_vec_item(map, i);
5238         if (new) ptr->name = xstrdup(e.name);
5239         return bc_vec_item(v, ptr->idx);
5240 }
5241
5242 static BcStatus bc_program_num(BcResult *r, BcNum **num, bool hex)
5243 {
5244         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5245
5246         switch (r->t) {
5247
5248                 case BC_RESULT_STR:
5249                 case BC_RESULT_TEMP:
5250                 case BC_RESULT_IBASE:
5251                 case BC_RESULT_SCALE:
5252                 case BC_RESULT_OBASE:
5253                 {
5254                         *num = &r->d.n;
5255                         break;
5256                 }
5257
5258                 case BC_RESULT_CONSTANT:
5259                 {
5260                         char **str = bc_vec_item(&G.prog.consts, r->d.id.idx);
5261                         size_t base_t, len = strlen(*str);
5262                         BcNum *base;
5263
5264                         bc_num_init(&r->d.n, len);
5265
5266                         hex = hex && len == 1;
5267                         base = hex ? &G.prog.hexb : &G.prog.ib;
5268                         base_t = hex ? BC_NUM_MAX_IBASE : G.prog.ib_t;
5269                         s = bc_num_parse(&r->d.n, *str, base, base_t);
5270
5271                         if (s) {
5272                                 bc_num_free(&r->d.n);
5273                                 return s;
5274                         }
5275
5276                         *num = &r->d.n;
5277                         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5278
5279                         break;
5280                 }
5281
5282                 case BC_RESULT_VAR:
5283                 case BC_RESULT_ARRAY:
5284                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
5285                 {
5286                         BcVec *v;
5287
5288                         v = bc_program_search(r->d.id.name, r->t == BC_RESULT_VAR);
5289
5290                         if (r->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
5291                                 v = bc_vec_top(v);
5292                                 if (v->len <= r->d.id.idx) bc_array_expand(v, r->d.id.idx + 1);
5293                                 *num = bc_vec_item(v, r->d.id.idx);
5294                         }
5295                         else
5296                                 *num = bc_vec_top(v);
5297
5298                         break;
5299                 }
5300
5301                 case BC_RESULT_LAST:
5302                 {
5303                         *num = &G.prog.last;
5304                         break;
5305                 }
5306
5307                 case BC_RESULT_ONE:
5308                 {
5309                         *num = &G.prog.one;
5310                         break;
5311                 }
5312         }
5313
5314         return s;
5315 }
5316
5317 static BcStatus bc_program_binOpPrep(BcResult **l, BcNum **ln,
5318                                      BcResult **r, BcNum **rn, bool assign)
5319 {
5320         BcStatus s;
5321         bool hex;
5322         BcResultType lt, rt;
5323
5324         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5325                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5326
5327         *r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
5328         *l = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
5329
5330         lt = (*l)->t;
5331         rt = (*r)->t;
5332         hex = assign && (lt == BC_RESULT_IBASE || lt == BC_RESULT_OBASE);
5333
5334         s = bc_program_num(*l, ln, false);
5335         if (s) return s;
5336         s = bc_program_num(*r, rn, hex);
5337         if (s) return s;
5338
5339         // We run this again under these conditions in case any vector has been
5340         // reallocated out from under the BcNums or arrays we had.
5341         if (lt == rt && (lt == BC_RESULT_VAR || lt == BC_RESULT_ARRAY_ELEM)) {
5342                 s = bc_program_num(*l, ln, false);
5343                 if (s) return s;
5344         }
5345
5346         if (!BC_PROG_NUM((*l), (*ln)) && (!assign || (*l)->t != BC_RESULT_VAR))
5347                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5348         if (!assign && !BC_PROG_NUM((*r), (*ln)))
5349                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5350
5351         return s;
5352 }
5353
5354 static void bc_program_binOpRetire(BcResult *r)
5355 {
5356         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5357         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5358         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5359         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5360 }
5361
5362 static BcStatus bc_program_prep(BcResult **r, BcNum **n)
5363 {
5364         BcStatus s;
5365
5366         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5367                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5368         *r = bc_vec_top(&G.prog.results);
5369
5370         s = bc_program_num(*r, n, false);
5371         if (s) return s;
5372
5373         if (!BC_PROG_NUM((*r), (*n)))
5374                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5375
5376         return s;
5377 }
5378
5379 static void bc_program_retire(BcResult *r, BcResultType t)
5380 {
5381         r->t = t;
5382         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5383         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5384 }
5385
5386 static BcStatus bc_program_op(char inst)
5387 {
5388         BcStatus s;
5389         BcResult *opd1, *opd2, res;
5390         BcNum *n1, *n2 = NULL;
5391
5392         s = bc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5393         if (s) return s;
5394         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5395
5396         s = bc_program_ops[inst - BC_INST_POWER](n1, n2, &res.d.n, G.prog.scale);
5397         if (s) goto err;
5398         bc_program_binOpRetire(&res);
5399
5400         return s;
5401
5402 err:
5403         bc_num_free(&res.d.n);
5404         return s;
5405 }
5406
5407 static BcStatus bc_program_read(void)
5408 {
5409         const char *sv_file;
5410         BcStatus s;
5411         BcParse parse;
5412         BcVec buf;
5413         BcInstPtr ip;
5414         size_t i;
5415         BcFunc *f = bc_vec_item(&G.prog.fns, BC_PROG_READ);
5416
5417         for (i = 0; i < G.prog.stack.len; ++i) {
5418                 BcInstPtr *ip_ptr = bc_vec_item(&G.prog.stack, i);
5419                 if (ip_ptr->func == BC_PROG_READ)
5420                         return bc_error_nested_read_call();
5421         }
5422
5423         bc_vec_pop_all(&f->code);
5424         bc_char_vec_init(&buf);
5425
5426         sv_file = G.prog.file;
5427         G.prog.file = NULL;
5428
5429         s = bc_read_line(&buf, "read> ");
5430         if (s) goto io_err;
5431
5432         common_parse_init(&parse, BC_PROG_READ);
5433         bc_lex_file(&parse.l);
5434
5435         s = bc_parse_text(&parse, buf.v);
5436         if (s) goto exec_err;
5437         s = common_parse_expr(&parse, BC_PARSE_NOREAD);
5438         if (s) goto exec_err;
5439
5440         if (parse.l.t.t != BC_LEX_NLINE && parse.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
5441                 s = bc_error("bad read() expression");
5442                 goto exec_err;
5443         }
5444
5445         ip.func = BC_PROG_READ;
5446         ip.idx = 0;
5447         ip.len = G.prog.results.len;
5448
5449         // Update this pointer, just in case.
5450         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, BC_PROG_READ);
5451
5452         bc_vec_pushByte(&f->code, BC_INST_POP_EXEC);
5453         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
5454
5455 exec_err:
5456         G.prog.file = sv_file;
5457         bc_parse_free(&parse);
5458 io_err:
5459         bc_vec_free(&buf);
5460         return s;
5461 }
5462
5463 static size_t bc_program_index(char *code, size_t *bgn)
5464 {
5465         char amt = code[(*bgn)++], i = 0;
5466         size_t res = 0;
5467
5468         for (; i < amt; ++i, ++(*bgn))
5469                 res |= (((size_t)((int) code[*bgn]) & UCHAR_MAX) << (i * CHAR_BIT));
5470
5471         return res;
5472 }
5473
5474 static char *bc_program_name(char *code, size_t *bgn)
5475 {
5476         size_t i;
5477         char c, *s, *str = code + *bgn, *ptr = strchr(str, BC_PARSE_STREND);
5478
5479         s = xmalloc(ptr - str + 1);
5480         c = code[(*bgn)++];
5481
5482         for (i = 0; c != 0 && c != BC_PARSE_STREND; c = code[(*bgn)++], ++i)
5483                 s[i] = c;
5484
5485         s[i] = '\0';
5486
5487         return s;
5488 }
5489
5490 static void bc_program_printString(const char *str, size_t *nchars)
5491 {
5492         size_t i, len = strlen(str);
5493
5494 #if ENABLE_DC
5495         if (len == 0) {
5496                 bb_putchar('\0');
5497                 return;
5498         }
5499 #endif
5500
5501         for (i = 0; i < len; ++i, ++(*nchars)) {
5502
5503                 int c = str[i];
5504
5505                 if (c != '\\' || i == len - 1)
5506                         bb_putchar(c);
5507                 else {
5508
5509                         c = str[++i];
5510
5511                         switch (c) {
5512
5513                                 case 'a':
5514                                 {
5515                                         bb_putchar('\a');
5516                                         break;
5517                                 }
5518
5519                                 case 'b':
5520                                 {
5521                                         bb_putchar('\b');
5522                                         break;
5523                                 }
5524
5525                                 case '\\':
5526                                 case 'e':
5527                                 {
5528                                         bb_putchar('\\');
5529                                         break;
5530                                 }
5531
5532                                 case 'f':
5533                                 {
5534                                         bb_putchar('\f');
5535                                         break;
5536                                 }
5537
5538                                 case 'n':
5539                                 {
5540                                         bb_putchar('\n');
5541                                         *nchars = SIZE_MAX;
5542                                         break;
5543                                 }
5544
5545                                 case 'r':
5546                                 {
5547                                         bb_putchar('\r');
5548                                         break;
5549                                 }
5550
5551                                 case 'q':
5552                                 {
5553                                         bb_putchar('"');
5554                                         break;
5555                                 }
5556
5557                                 case 't':
5558                                 {
5559                                         bb_putchar('\t');
5560                                         break;
5561                                 }
5562
5563                                 default:
5564                                 {
5565                                         // Just print the backslash and following character.
5566                                         bb_putchar('\\');
5567                                         ++(*nchars);
5568                                         bb_putchar(c);
5569                                         break;
5570                                 }
5571                         }
5572                 }
5573         }
5574 }
5575
5576 static BcStatus bc_program_print(char inst, size_t idx)
5577 {
5578         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5579         BcResult *r;
5580         size_t len, i;
5581         char *str;
5582         BcNum *num = NULL;
5583         bool pop = inst != BC_INST_PRINT;
5584
5585         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, idx + 1))
5586                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5587
5588         r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, idx);
5589         s = bc_program_num(r, &num, false);
5590         if (s) return s;
5591
5592         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
5593                 s = bc_num_print(num, &G.prog.ob, G.prog.ob_t, !pop, &G.prog.nchars, G.prog.len);
5594                 if (!s) bc_num_copy(&G.prog.last, num);
5595         }
5596         else {
5597
5598                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
5599                 str = *((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx));
5600
5601                 if (inst == BC_INST_PRINT_STR) {
5602                         for (i = 0, len = strlen(str); i < len; ++i) {
5603                                 char c = str[i];
5604                                 bb_putchar(c);
5605                                 if (c == '\n') G.prog.nchars = SIZE_MAX;
5606                                 ++G.prog.nchars;
5607                         }
5608                 }
5609                 else {
5610                         bc_program_printString(str, &G.prog.nchars);
5611                         if (inst == BC_INST_PRINT) bb_putchar('\n');
5612                 }
5613         }
5614
5615         if (!s && pop) bc_vec_pop(&G.prog.results);
5616
5617         return s;
5618 }
5619
5620 static BcStatus bc_program_negate(void)
5621 {
5622         BcStatus s;
5623         BcResult res, *ptr;
5624         BcNum *num = NULL;
5625
5626         s = bc_program_prep(&ptr, &num);
5627         if (s) return s;
5628
5629         bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5630         bc_num_copy(&res.d.n, num);
5631         if (res.d.n.len) res.d.n.neg = !res.d.n.neg;
5632
5633         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
5634
5635         return s;
5636 }
5637
5638 static BcStatus bc_program_logical(char inst)
5639 {
5640         BcStatus s;
5641         BcResult *opd1, *opd2, res;
5642         BcNum *n1, *n2;
5643         bool cond = 0;
5644         ssize_t cmp;
5645
5646         s = bc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5647         if (s) return s;
5648         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5649
5650         if (inst == BC_INST_BOOL_AND)
5651                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) && bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5652         else if (inst == BC_INST_BOOL_OR)
5653                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) || bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5654         else {
5655
5656                 cmp = bc_num_cmp(n1, n2);
5657
5658                 switch (inst) {
5659
5660                         case BC_INST_REL_EQ:
5661                         {
5662                                 cond = cmp == 0;
5663                                 break;
5664                         }
5665
5666                         case BC_INST_REL_LE:
5667                         {
5668                                 cond = cmp <= 0;
5669                                 break;
5670                         }
5671
5672                         case BC_INST_REL_GE:
5673                         {
5674                                 cond = cmp >= 0;
5675                                 break;
5676                         }
5677
5678                         case BC_INST_REL_NE:
5679                         {
5680                                 cond = cmp != 0;
5681                                 break;
5682                         }
5683
5684                         case BC_INST_REL_LT:
5685                         {
5686                                 cond = cmp < 0;
5687                                 break;
5688                         }
5689
5690                         case BC_INST_REL_GT:
5691                         {
5692                                 cond = cmp > 0;
5693                                 break;
5694                         }
5695                 }
5696         }
5697
5698         (cond ? bc_num_one : bc_num_zero)(&res.d.n);
5699
5700         bc_program_binOpRetire(&res);
5701
5702         return s;
5703 }
5704
5705 #if ENABLE_DC
5706 static BcStatus bc_program_assignStr(BcResult *r, BcVec *v,
5707                                      bool push)
5708 {
5709         BcNum n2;
5710         BcResult res;
5711
5712         memset(&n2, 0, sizeof(BcNum));
5713         n2.rdx = res.d.id.idx = r->d.id.idx;
5714         res.t = BC_RESULT_STR;
5715
5716         if (!push) {
5717                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5718                         return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5719                 bc_vec_pop(v);
5720                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5721         }
5722
5723         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5724
5725         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5726         bc_vec_push(v, &n2);
5727
5728         return BC_STATUS_SUCCESS;
5729 }
5730 #endif // ENABLE_DC
5731
5732 static BcStatus bc_program_copyToVar(char *name, bool var)
5733 {
5734         BcStatus s;
5735         BcResult *ptr, r;
5736         BcVec *v;
5737         BcNum *n;
5738
5739         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5740                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5741
5742         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
5743         if ((ptr->t == BC_RESULT_ARRAY) != !var)
5744                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5745         v = bc_program_search(name, var);
5746
5747 #if ENABLE_DC
5748         if (ptr->t == BC_RESULT_STR && !var)
5749                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
5750         if (ptr->t == BC_RESULT_STR) return bc_program_assignStr(ptr, v, true);
5751 #endif
5752
5753         s = bc_program_num(ptr, &n, false);
5754         if (s) return s;
5755
5756         // Do this once more to make sure that pointers were not invalidated.
5757         v = bc_program_search(name, var);
5758
5759         if (var) {
5760                 bc_num_init(&r.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5761                 bc_num_copy(&r.d.n, n);
5762         }
5763         else {
5764                 bc_array_init(&r.d.v, true);
5765                 bc_array_copy(&r.d.v, (BcVec *) n);
5766         }
5767
5768         bc_vec_push(v, &r.d);
5769         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5770
5771         return s;
5772 }
5773
5774 static BcStatus bc_program_assign(char inst)
5775 {
5776         BcStatus s;
5777         BcResult *left, *right, res;
5778         BcNum *l = NULL, *r = NULL;
5779         unsigned long val, max;
5780         bool assign = inst == BC_INST_ASSIGN, ib, sc;
5781
5782         s = bc_program_binOpPrep(&left, &l, &right, &r, assign);
5783         if (s) return s;
5784
5785         ib = left->t == BC_RESULT_IBASE;
5786         sc = left->t == BC_RESULT_SCALE;
5787
5788 #if ENABLE_DC
5789
5790         if (right->t == BC_RESULT_STR) {
5791
5792                 BcVec *v;
5793
5794                 if (left->t != BC_RESULT_VAR)
5795                         return bc_error_variable_is_wrong_type();
5796                 v = bc_program_search(left->d.id.name, true);
5797
5798                 return bc_program_assignStr(right, v, false);
5799         }
5800 #endif
5801
5802         if (left->t == BC_RESULT_CONSTANT || left->t == BC_RESULT_TEMP)
5803                 return bc_error("bad assignment:"
5804                                 " left side must be scale,"
5805                                 " ibase, obase, last, var,"
5806                                 " or array element"
5807                 );
5808
5809 #if ENABLE_BC
5810         if (inst == BC_INST_ASSIGN_DIVIDE && !bc_num_cmp(r, &G.prog.zero))
5811                 return bc_error("divide by zero");
5812
5813         if (assign)
5814                 bc_num_copy(l, r);
5815         else
5816                 s = bc_program_ops[inst - BC_INST_ASSIGN_POWER](l, r, l, G.prog.scale);
5817
5818         if (s) return s;
5819 #else
5820         bc_num_copy(l, r);
5821 #endif
5822
5823         if (ib || sc || left->t == BC_RESULT_OBASE) {
5824                 static const char *const msg[] = {
5825                         "bad ibase; must be [2, 16]",           //BC_RESULT_IBASE
5826                         "bad scale; must be [0, BC_SCALE_MAX]", //BC_RESULT_SCALE
5827                         NULL, //can't happen                    //BC_RESULT_LAST
5828                         NULL, //can't happen                    //BC_RESULT_CONSTANT
5829                         NULL, //can't happen                    //BC_RESULT_ONE
5830                         "bad obase; must be [2, BC_BASE_MAX]",  //BC_RESULT_OBASE
5831                 };
5832                 size_t *ptr;
5833
5834                 s = bc_num_ulong(l, &val);
5835                 if (s)
5836                         return s;
5837                 s = left->t - BC_RESULT_IBASE;
5838                 if (sc) {
5839                         max = BC_MAX_SCALE;
5840                         ptr = &G.prog.scale;
5841                 }
5842                 else {
5843                         if (val < BC_NUM_MIN_BASE)
5844                                 return bc_error(msg[s]);
5845                         max = ib ? BC_NUM_MAX_IBASE : BC_MAX_OBASE;
5846                         ptr = ib ? &G.prog.ib_t : &G.prog.ob_t;
5847                 }
5848
5849                 if (val > max)
5850                         return bc_error(msg[s]);
5851                 if (!sc)
5852                         bc_num_copy(ib ? &G.prog.ib : &G.prog.ob, l);
5853
5854                 *ptr = (size_t) val;
5855                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5856         }
5857
5858         bc_num_init(&res.d.n, l->len);
5859         bc_num_copy(&res.d.n, l);
5860         bc_program_binOpRetire(&res);
5861
5862         return s;
5863 }
5864
5865 #if !ENABLE_DC
5866 #define bc_program_pushVar(code, bgn, pop, copy) \
5867         bc_program_pushVar(code, bgn)
5868 // for bc, 'pop' and 'copy' are always false
5869 #endif
5870 static BcStatus bc_program_pushVar(char *code, size_t *bgn,
5871                                    bool pop, bool copy)
5872 {
5873         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5874         BcResult r;
5875         char *name = bc_program_name(code, bgn);
5876
5877         r.t = BC_RESULT_VAR;
5878         r.d.id.name = name;
5879
5880 #if ENABLE_DC
5881         {
5882                 BcVec *v = bc_program_search(name, true);
5883                 BcNum *num = bc_vec_top(v);
5884
5885                 if (pop || copy) {
5886
5887                         if (!BC_PROG_STACK(v, 2 - copy)) {
5888                                 free(name);
5889                                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
5890                         }
5891
5892                         free(name);
5893                         name = NULL;
5894
5895                         if (!BC_PROG_STR(num)) {
5896
5897                                 r.t = BC_RESULT_TEMP;
5898
5899                                 bc_num_init(&r.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
5900                                 bc_num_copy(&r.d.n, num);
5901                         }
5902                         else {
5903                                 r.t = BC_RESULT_STR;
5904                                 r.d.id.idx = num->rdx;
5905                         }
5906
5907                         if (!copy) bc_vec_pop(v);
5908                 }
5909         }
5910 #endif // ENABLE_DC
5911
5912         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5913
5914         return s;
5915 }
5916
5917 static BcStatus bc_program_pushArray(char *code, size_t *bgn,
5918                                      char inst)
5919 {
5920         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5921         BcResult r;
5922         BcNum *num;
5923
5924         r.d.id.name = bc_program_name(code, bgn);
5925
5926         if (inst == BC_INST_ARRAY) {
5927                 r.t = BC_RESULT_ARRAY;
5928                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5929         }
5930         else {
5931
5932                 BcResult *operand;
5933                 unsigned long temp;
5934
5935                 s = bc_program_prep(&operand, &num);
5936                 if (s) goto err;
5937                 s = bc_num_ulong(num, &temp);
5938                 if (s) goto err;
5939
5940                 if (temp > BC_MAX_DIM) {
5941                         s = bc_error("array too long; must be [1, BC_DIM_MAX]");
5942                         goto err;
5943                 }
5944
5945                 r.d.id.idx = (size_t) temp;
5946                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_ARRAY_ELEM);
5947         }
5948
5949 err:
5950         if (s) free(r.d.id.name);
5951         return s;
5952 }
5953
5954 #if ENABLE_BC
5955 static BcStatus bc_program_incdec(char inst)
5956 {
5957         BcStatus s;
5958         BcResult *ptr, res, copy;
5959         BcNum *num = NULL;
5960         char inst2 = inst;
5961
5962         s = bc_program_prep(&ptr, &num);
5963         if (s) return s;
5964
5965         if (inst == BC_INST_INC_POST || inst == BC_INST_DEC_POST) {
5966                 copy.t = BC_RESULT_TEMP;
5967                 bc_num_init(&copy.d.n, num->len);
5968                 bc_num_copy(&copy.d.n, num);
5969         }
5970
5971         res.t = BC_RESULT_ONE;
5972         inst = inst == BC_INST_INC_PRE || inst == BC_INST_INC_POST ?
5973                    BC_INST_ASSIGN_PLUS :
5974                    BC_INST_ASSIGN_MINUS;
5975
5976         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5977         bc_program_assign(inst);
5978
5979         if (inst2 == BC_INST_INC_POST || inst2 == BC_INST_DEC_POST) {
5980                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5981                 bc_vec_push(&G.prog.results, &copy);
5982         }
5983
5984         return s;
5985 }
5986
5987 static BcStatus bc_program_call(char *code, size_t *idx)
5988 {
5989         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5990         BcInstPtr ip;
5991         size_t i, nparams = bc_program_index(code, idx);
5992         BcFunc *func;
5993         BcId *a;
5994         BcResultData param;
5995         BcResult *arg;
5996
5997         ip.idx = 0;
5998         ip.func = bc_program_index(code, idx);
5999         func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip.func);
6000
6001         if (func->code.len == 0) {
6002                 return bc_error("undefined function");
6003         }
6004         if (nparams != func->nparams) {
6005                 return bc_error_fmt("function has %u parameters, but called with %u", func->nparams, nparams);
6006         }
6007         ip.len = G.prog.results.len - nparams;
6008
6009         for (i = 0; i < nparams; ++i) {
6010
6011                 a = bc_vec_item(&func->autos, nparams - 1 - i);
6012                 arg = bc_vec_top(&G.prog.results);
6013
6014                 if ((!a->idx) != (arg->t == BC_RESULT_ARRAY) || arg->t == BC_RESULT_STR)
6015                         return bc_error_variable_is_wrong_type();
6016
6017                 s = bc_program_copyToVar(a->name, a->idx);
6018                 if (s) return s;
6019         }
6020
6021         for (; i < func->autos.len; ++i) {
6022                 BcVec *v;
6023
6024                 a = bc_vec_item(&func->autos, i);
6025                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
6026
6027                 if (a->idx) {
6028                         bc_num_init(&param.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6029                         bc_vec_push(v, &param.n);
6030                 }
6031                 else {
6032                         bc_array_init(&param.v, true);
6033                         bc_vec_push(v, &param.v);
6034                 }
6035         }
6036
6037         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
6038
6039         return BC_STATUS_SUCCESS;
6040 }
6041
6042 static BcStatus bc_program_return(char inst)
6043 {
6044         BcStatus s;
6045         BcResult res;
6046         BcFunc *f;
6047         size_t i;
6048         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6049
6050         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, ip->len + inst == BC_INST_RET))
6051                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6052
6053         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip->func);
6054         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6055
6056         if (inst == BC_INST_RET) {
6057
6058                 BcNum *num;
6059                 BcResult *operand = bc_vec_top(&G.prog.results);
6060
6061                 s = bc_program_num(operand, &num, false);
6062                 if (s) return s;
6063                 bc_num_init(&res.d.n, num->len);
6064                 bc_num_copy(&res.d.n, num);
6065         }
6066         else {
6067                 bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6068                 bc_num_zero(&res.d.n);
6069         }
6070
6071         // We need to pop arguments as well, so this takes that into account.
6072         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
6073
6074                 BcVec *v;
6075                 BcId *a = bc_vec_item(&f->autos, i);
6076
6077                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
6078                 bc_vec_pop(v);
6079         }
6080
6081         bc_vec_npop(&G.prog.results, G.prog.results.len - ip->len);
6082         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6083         bc_vec_pop(&G.prog.stack);
6084
6085         return BC_STATUS_SUCCESS;
6086 }
6087 #endif // ENABLE_BC
6088
6089 static unsigned long bc_program_scale(BcNum *n)
6090 {
6091         return (unsigned long) n->rdx;
6092 }
6093
6094 static unsigned long bc_program_len(BcNum *n)
6095 {
6096         unsigned long len = n->len;
6097         size_t i;
6098
6099         if (n->rdx != n->len) return len;
6100         for (i = n->len - 1; i < n->len && n->num[i] == 0; --len, --i);
6101
6102         return len;
6103 }
6104
6105 static BcStatus bc_program_builtin(char inst)
6106 {
6107         BcStatus s;
6108         BcResult *opnd;
6109         BcNum *num = NULL;
6110         BcResult res;
6111         bool len = inst == BC_INST_LENGTH;
6112
6113         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6114                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6115         opnd = bc_vec_top(&G.prog.results);
6116
6117         s = bc_program_num(opnd, &num, false);
6118         if (s) return s;
6119
6120 #if ENABLE_DC
6121         if (!BC_PROG_NUM(opnd, num) && !len)
6122                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
6123 #endif
6124
6125         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6126
6127         if (inst == BC_INST_SQRT) s = bc_num_sqrt(num, &res.d.n, G.prog.scale);
6128 #if ENABLE_BC
6129         else if (len != 0 && opnd->t == BC_RESULT_ARRAY) {
6130                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, (unsigned long) ((BcVec *) num)->len);
6131         }
6132 #endif
6133 #if ENABLE_DC
6134         else if (len != 0 && !BC_PROG_NUM(opnd, num)) {
6135
6136                 char **str;
6137                 size_t idx = opnd->t == BC_RESULT_STR ? opnd->d.id.idx : num->rdx;
6138
6139                 str = bc_vec_item(&G.prog.strs, idx);
6140                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, strlen(*str));
6141         }
6142 #endif
6143         else {
6144                 BcProgramBuiltIn f = len ? bc_program_len : bc_program_scale;
6145                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, f(num));
6146         }
6147
6148         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
6149
6150         return s;
6151 }
6152
6153 #if ENABLE_DC
6154 static BcStatus bc_program_divmod(void)
6155 {
6156         BcStatus s;
6157         BcResult *opd1, *opd2, res, res2;
6158         BcNum *n1, *n2 = NULL;
6159
6160         s = bc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
6161         if (s) return s;
6162
6163         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6164         bc_num_init(&res2.d.n, n2->len);
6165
6166         s = bc_num_divmod(n1, n2, &res2.d.n, &res.d.n, G.prog.scale);
6167         if (s) goto err;
6168
6169         bc_program_binOpRetire(&res2);
6170         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6171         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6172
6173         return s;
6174
6175 err:
6176         bc_num_free(&res2.d.n);
6177         bc_num_free(&res.d.n);
6178         return s;
6179 }
6180
6181 static BcStatus bc_program_modexp(void)
6182 {
6183         BcStatus s;
6184         BcResult *r1, *r2, *r3, res;
6185         BcNum *n1, *n2, *n3;
6186
6187         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 3))
6188                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6189         s = bc_program_binOpPrep(&r2, &n2, &r3, &n3, false);
6190         if (s) return s;
6191
6192         r1 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 2);
6193         s = bc_program_num(r1, &n1, false);
6194         if (s) return s;
6195         if (!BC_PROG_NUM(r1, n1))
6196                 return bc_error_variable_is_wrong_type();
6197
6198         // Make sure that the values have their pointers updated, if necessary.
6199         if (r1->t == BC_RESULT_VAR || r1->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
6200
6201                 if (r1->t == r2->t) {
6202                         s = bc_program_num(r2, &n2, false);
6203                         if (s) return s;
6204                 }
6205
6206                 if (r1->t == r3->t) {
6207                         s = bc_program_num(r3, &n3, false);
6208                         if (s) return s;
6209                 }
6210         }
6211
6212         bc_num_init(&res.d.n, n3->len);
6213         s = bc_num_modexp(n1, n2, n3, &res.d.n);
6214         if (s) goto err;
6215
6216         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6217         bc_program_binOpRetire(&res);
6218
6219         return s;
6220
6221 err:
6222         bc_num_free(&res.d.n);
6223         return s;
6224 }
6225
6226 static void bc_program_stackLen(void)
6227 {
6228         BcResult res;
6229         size_t len = G.prog.results.len;
6230
6231         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6232
6233         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6234         bc_num_ulong2num(&res.d.n, len);
6235         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6236 }
6237
6238 static BcStatus bc_program_asciify(void)
6239 {
6240         BcStatus s;
6241         BcResult *r, res;
6242         BcNum *num = NULL, n;
6243         char *str, *str2, c;
6244         size_t len = G.prog.strs.len, idx;
6245         unsigned long val;
6246
6247         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6248                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6249         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6250
6251         s = bc_program_num(r, &num, false);
6252         if (s) return s;
6253
6254         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
6255
6256                 bc_num_init(&n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6257                 bc_num_copy(&n, num);
6258                 bc_num_truncate(&n, n.rdx);
6259
6260                 s = bc_num_mod(&n, &G.prog.strmb, &n, 0);
6261                 if (s) goto num_err;
6262                 s = bc_num_ulong(&n, &val);
6263                 if (s) goto num_err;
6264
6265                 c = (char) val;
6266
6267                 bc_num_free(&n);
6268         }
6269         else {
6270                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
6271                 str2 = *((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx));
6272                 c = str2[0];
6273         }
6274
6275         str = xmalloc(2);
6276         str[0] = c;
6277         str[1] = '\0';
6278
6279         str2 = xstrdup(str);
6280         bc_program_addFunc(str2, &idx);
6281
6282         if (idx != len + BC_PROG_REQ_FUNCS) {
6283
6284                 for (idx = 0; idx < G.prog.strs.len; ++idx) {
6285                         if (!strcmp(*((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx)), str)) {
6286                                 len = idx;
6287                                 break;
6288                         }
6289                 }
6290
6291                 free(str);
6292         }
6293         else
6294                 bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
6295
6296         res.t = BC_RESULT_STR;
6297         res.d.id.idx = len;
6298         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6299         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6300
6301         return BC_STATUS_SUCCESS;
6302
6303 num_err:
6304         bc_num_free(&n);
6305         return s;
6306 }
6307
6308 static BcStatus bc_program_printStream(void)
6309 {
6310         BcStatus s;
6311         BcResult *r;
6312         BcNum *n = NULL;
6313         size_t idx;
6314         char *str;
6315
6316         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6317                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6318         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6319
6320         s = bc_program_num(r, &n, false);
6321         if (s) return s;
6322
6323         if (BC_PROG_NUM(r, n))
6324                 s = bc_num_stream(n, &G.prog.strmb, &G.prog.nchars, G.prog.len);
6325         else {
6326                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : n->rdx;
6327                 str = *((char **) bc_vec_item(&G.prog.strs, idx));
6328                 printf("%s", str);
6329         }
6330
6331         return s;
6332 }
6333
6334 static BcStatus bc_program_nquit(void)
6335 {
6336         BcStatus s;
6337         BcResult *opnd;
6338         BcNum *num = NULL;
6339         unsigned long val;
6340
6341         s = bc_program_prep(&opnd, &num);
6342         if (s) return s;
6343         s = bc_num_ulong(num, &val);
6344         if (s) return s;
6345
6346         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6347
6348         if (G.prog.stack.len < val)
6349                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6350         if (G.prog.stack.len == val)
6351                 quit();
6352
6353         bc_vec_npop(&G.prog.stack, val);
6354
6355         return s;
6356 }
6357
6358 static BcStatus bc_program_execStr(char *code, size_t *bgn,
6359                                    bool cond)
6360 {
6361         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6362         BcResult *r;
6363         char **str;
6364         BcFunc *f;
6365         BcParse prs;
6366         BcInstPtr ip;
6367         size_t fidx, sidx;
6368         BcNum *n;
6369         bool exec;
6370
6371         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6372                 return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6373
6374         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6375
6376         if (cond) {
6377
6378                 char *name, *then_name = bc_program_name(code, bgn), *else_name = NULL;
6379
6380                 if (code[*bgn] == BC_PARSE_STREND)
6381                         (*bgn) += 1;
6382                 else
6383                         else_name = bc_program_name(code, bgn);
6384
6385                 exec = r->d.n.len != 0;
6386
6387                 if (exec)
6388                         name = then_name;
6389                 else if (else_name != NULL) {
6390                         exec = true;
6391                         name = else_name;
6392                 }
6393
6394                 if (exec) {
6395                         BcVec *v;
6396                         v = bc_program_search(name, true);
6397                         n = bc_vec_top(v);
6398                 }
6399
6400                 free(then_name);
6401                 free(else_name);
6402
6403                 if (!exec) goto exit;
6404                 if (!BC_PROG_STR(n)) {
6405                         s = bc_error_variable_is_wrong_type();
6406                         goto exit;
6407                 }
6408
6409                 sidx = n->rdx;
6410         }
6411         else {
6412
6413                 if (r->t == BC_RESULT_STR)
6414                         sidx = r->d.id.idx;
6415                 else if (r->t == BC_RESULT_VAR) {
6416                         s = bc_program_num(r, &n, false);
6417                         if (s || !BC_PROG_STR(n)) goto exit;
6418                         sidx = n->rdx;
6419                 }
6420                 else
6421                         goto exit;
6422         }
6423
6424         fidx = sidx + BC_PROG_REQ_FUNCS;
6425
6426         str = bc_vec_item(&G.prog.strs, sidx);
6427         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, fidx);
6428
6429         if (f->code.len == 0) {
6430                 common_parse_init(&prs, fidx);
6431                 s = bc_parse_text(&prs, *str);
6432                 if (s) goto err;
6433                 s = common_parse_expr(&prs, BC_PARSE_NOCALL);
6434                 if (s) goto err;
6435
6436                 if (prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6437                         s = bc_error_bad_expression();
6438                         goto err;
6439                 }
6440
6441                 bc_parse_free(&prs);
6442         }
6443
6444         ip.idx = 0;
6445         ip.len = G.prog.results.len;
6446         ip.func = fidx;
6447
6448         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6449         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
6450
6451         return BC_STATUS_SUCCESS;
6452
6453 err:
6454         bc_parse_free(&prs);
6455         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, fidx);
6456         bc_vec_pop_all(&f->code);
6457 exit:
6458         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6459         return s;
6460 }
6461 #endif // ENABLE_DC
6462
6463 static void bc_program_pushGlobal(char inst)
6464 {
6465         BcResult res;
6466         unsigned long val;
6467
6468         res.t = inst - BC_INST_IBASE + BC_RESULT_IBASE;
6469         if (inst == BC_INST_IBASE)
6470                 val = (unsigned long) G.prog.ib_t;
6471         else if (inst == BC_INST_SCALE)
6472                 val = (unsigned long) G.prog.scale;
6473         else
6474                 val = (unsigned long) G.prog.ob_t;
6475
6476         bc_num_init(&res.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6477         bc_num_ulong2num(&res.d.n, val);
6478         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6479 }
6480
6481 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx)
6482 {
6483         BcId entry, *entry_ptr;
6484         BcFunc f;
6485         int inserted;
6486
6487         entry.name = name;
6488         entry.idx = G.prog.fns.len;
6489
6490         inserted = bc_map_insert(&G.prog.fn_map, &entry, idx);
6491         if (!inserted) free(name);
6492
6493         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, *idx);
6494         *idx = entry_ptr->idx;
6495
6496         if (!inserted) {
6497
6498                 BcFunc *func = bc_vec_item(&G.prog.fns, entry_ptr->idx);
6499
6500                 // We need to reset these, so the function can be repopulated.
6501                 func->nparams = 0;
6502                 bc_vec_pop_all(&func->autos);
6503                 bc_vec_pop_all(&func->code);
6504                 bc_vec_pop_all(&func->labels);
6505         }
6506         else {
6507                 bc_func_init(&f);
6508                 bc_vec_push(&G.prog.fns, &f);
6509         }
6510 }
6511
6512 // Called when parsing or execution detects a failure,
6513 // resets execution structures.
6514 static void bc_program_reset(void)
6515 {
6516         BcFunc *f;
6517         BcInstPtr *ip;
6518
6519         bc_vec_npop(&G.prog.stack, G.prog.stack.len - 1);
6520         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6521
6522         f = bc_vec_item(&G.prog.fns, 0);
6523         ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6524         ip->idx = f->code.len;
6525
6526         // If !tty, no need to check for ^C: we don't have ^C handler,
6527         // we would be killed by a signal and won't reach this place
6528 }
6529
6530 static BcStatus bc_program_exec(void)
6531 {
6532         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6533         size_t idx;
6534         BcResult r, *ptr;
6535         BcNum *num;
6536         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6537         BcFunc *func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip->func);
6538         char *code = func->code.v;
6539         bool cond = false;
6540
6541         while (!s && ip->idx < func->code.len) {
6542
6543                 char inst = code[(ip->idx)++];
6544
6545                 switch (inst) {
6546
6547 #if ENABLE_BC
6548                         case BC_INST_JUMP_ZERO:
6549                         {
6550                                 s = bc_program_prep(&ptr, &num);
6551                                 if (s) return s;
6552                                 cond = !bc_num_cmp(num, &G.prog.zero);
6553                                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6554                         }
6555                         // Fallthrough.
6556                         case BC_INST_JUMP:
6557                         {
6558                                 size_t *addr;
6559                                 idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6560                                 addr = bc_vec_item(&func->labels, idx);
6561                                 if (inst == BC_INST_JUMP || cond) ip->idx = *addr;
6562                                 break;
6563                         }
6564
6565                         case BC_INST_CALL:
6566                         {
6567                                 s = bc_program_call(code, &ip->idx);
6568                                 break;
6569                         }
6570
6571                         case BC_INST_INC_PRE:
6572                         case BC_INST_DEC_PRE:
6573                         case BC_INST_INC_POST:
6574                         case BC_INST_DEC_POST:
6575                         {
6576                                 s = bc_program_incdec(inst);
6577                                 break;
6578                         }
6579
6580                         case BC_INST_HALT:
6581                         {
6582                                 quit();
6583                                 break;
6584                         }
6585
6586                         case BC_INST_RET:
6587                         case BC_INST_RET0:
6588                         {
6589                                 s = bc_program_return(inst);
6590                                 break;
6591                         }
6592
6593                         case BC_INST_BOOL_OR:
6594                         case BC_INST_BOOL_AND:
6595 #endif // ENABLE_BC
6596                         case BC_INST_REL_EQ:
6597                         case BC_INST_REL_LE:
6598                         case BC_INST_REL_GE:
6599                         case BC_INST_REL_NE:
6600                         case BC_INST_REL_LT:
6601                         case BC_INST_REL_GT:
6602                         {
6603                                 s = bc_program_logical(inst);
6604                                 break;
6605                         }
6606
6607                         case BC_INST_READ:
6608                         {
6609                                 s = bc_program_read();
6610                                 break;
6611                         }
6612
6613                         case BC_INST_VAR:
6614                         {
6615                                 s = bc_program_pushVar(code, &ip->idx, false, false);
6616                                 break;
6617                         }
6618
6619                         case BC_INST_ARRAY_ELEM:
6620                         case BC_INST_ARRAY:
6621                         {
6622                                 s = bc_program_pushArray(code, &ip->idx, inst);
6623                                 break;
6624                         }
6625
6626                         case BC_INST_LAST:
6627                         {
6628                                 r.t = BC_RESULT_LAST;
6629                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6630                                 break;
6631                         }
6632
6633                         case BC_INST_IBASE:
6634                         case BC_INST_SCALE:
6635                         case BC_INST_OBASE:
6636                         {
6637                                 bc_program_pushGlobal(inst);
6638                                 break;
6639                         }
6640
6641                         case BC_INST_SCALE_FUNC:
6642                         case BC_INST_LENGTH:
6643                         case BC_INST_SQRT:
6644                         {
6645                                 s = bc_program_builtin(inst);
6646                                 break;
6647                         }
6648
6649                         case BC_INST_NUM:
6650                         {
6651                                 r.t = BC_RESULT_CONSTANT;
6652                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6653                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6654                                 break;
6655                         }
6656
6657                         case BC_INST_POP:
6658                         {
6659                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6660                                         s = bc_error_stack_has_too_few_elements();
6661                                 else
6662                                         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6663                                 break;
6664                         }
6665
6666                         case BC_INST_POP_EXEC:
6667                         {
6668                                 bc_vec_pop(&G.prog.stack);
6669                                 break;
6670                         }
6671
6672                         case BC_INST_PRINT:
6673                         case BC_INST_PRINT_POP:
6674                         case BC_INST_PRINT_STR:
6675                         {
6676                                 s = bc_program_print(inst, 0);
6677                                 break;
6678                         }
6679
6680                         case BC_INST_STR:
6681                         {
6682                                 r.t = BC_RESULT_STR;
6683                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6684                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6685                                 break;
6686                         }
6687
6688                         case BC_INST_POWER:
6689                         case BC_INST_MULTIPLY:
6690                         case BC_INST_DIVIDE:
6691                         case BC_INST_MODULUS:
6692                         case BC_INST_PLUS:
6693                         case BC_INST_MINUS:
6694                         {
6695                                 s = bc_program_op(inst);
6696                                 break;
6697                         }
6698
6699                         case BC_INST_BOOL_NOT:
6700                         {
6701                                 s = bc_program_prep(&ptr, &num);
6702                                 if (s) return s;
6703
6704                                 bc_num_init(&r.d.n, BC_NUM_DEF_SIZE);
6705                                 (!bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) ? bc_num_one : bc_num_zero)(&r.d.n);
6706                                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_TEMP);
6707
6708                                 break;
6709                         }
6710
6711                         case BC_INST_NEG:
6712                         {
6713                                 s = bc_program_negate();
6714                                 break;
6715                         }
6716
6717 #if ENABLE_BC
6718                         case BC_INST_ASSIGN_POWER:
6719                         case BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY:
6720                         case BC_INST_ASSIGN_DIVIDE:
6721                         case BC_INST_ASSIGN_MODULUS:
6722                         case BC_INST_ASSIGN_PLUS:
6723                         case BC_INST_ASSIGN_MINUS:
6724 #endif
6725                         case BC_INST_ASSIGN:
6726                         {
6727                                 s = bc_program_assign(inst);
6728                                 break;
6729                         }
6730 #if ENABLE_DC
6731                         case BC_INST_MODEXP:
6732                         {
6733                                 s = bc_program_modexp();
6734                                 break;
6735                         }
6736
6737                         case BC_INST_DIVMOD:
6738                         {
6739                                 s = bc_program_divmod();
6740                                 break;
6741                         }
6742
6743                         case BC_INST_EXECUTE:
6744                         case BC_INST_EXEC_COND:
6745                         {
6746                                 cond = inst == BC_INST_EXEC_COND;
6747                                 s = bc_program_execStr(code, &ip->idx, cond);
6748                                 break;
6749                         }
6750
6751                         case BC_INST_PRINT_STACK:
6752                         {
6753                                 for (idx = 0; !s && idx < G.prog.results.len; ++idx)
6754                                         s = bc_program_print(BC_INST_PRINT, idx);
6755                                 break;
6756                         }
6757
6758                         case BC_INST_CLEAR_STACK:
6759                         {
6760                                 bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6761                                 break;
6762                         }
6763
6764                         case BC_INST_STACK_LEN:
6765                         {
6766                                 bc_program_stackLen();
6767                                 break;
6768                         }
6769
6770                         case BC_INST_DUPLICATE:
6771                         {
6772                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6773                                         return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6774                                 ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
6775                                 bc_result_copy(&r, ptr);
6776                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6777                                 break;
6778                         }
6779
6780                         case BC_INST_SWAP:
6781                         {
6782                                 BcResult *ptr2;
6783
6784                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
6785                                         return bc_error_stack_has_too_few_elements();
6786
6787                                 ptr = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
6788                                 ptr2 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
6789                                 memcpy(&r, ptr, sizeof(BcResult));
6790                                 memcpy(ptr, ptr2, sizeof(BcResult));
6791                                 memcpy(ptr2, &r, sizeof(BcResult));
6792
6793                                 break;
6794                         }
6795
6796                         case BC_INST_ASCIIFY:
6797                         {
6798                                 s = bc_program_asciify();
6799                                 break;
6800                         }
6801
6802                         case BC_INST_PRINT_STREAM:
6803                         {
6804                                 s = bc_program_printStream();
6805                                 break;
6806                         }
6807
6808                         case BC_INST_LOAD:
6809                         case BC_INST_PUSH_VAR:
6810                         {
6811                                 bool copy = inst == BC_INST_LOAD;
6812                                 s = bc_program_pushVar(code, &ip->idx, true, copy);
6813                                 break;
6814                         }
6815
6816                         case BC_INST_PUSH_TO_VAR:
6817                         {
6818                                 char *name = bc_program_name(code, &ip->idx);
6819                                 s = bc_program_copyToVar(name, true);
6820                                 free(name);
6821                                 break;
6822                         }
6823
6824                         case BC_INST_QUIT:
6825                         {
6826                                 if (G.prog.stack.len <= 2)
6827                                         quit();
6828                                 bc_vec_npop(&G.prog.stack, 2);
6829                                 break;
6830                         }
6831
6832                         case BC_INST_NQUIT:
6833                         {
6834                                 s = bc_program_nquit();
6835                                 break;
6836                         }
6837 #endif // ENABLE_DC
6838                 }
6839
6840                 if (s || G_interrupt) {
6841                         bc_program_reset();
6842                         break;
6843                 }
6844
6845                 // If the stack has changed, pointers may be invalid.
6846                 ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6847                 func = bc_vec_item(&G.prog.fns, ip->func);
6848                 code = func->code.v;
6849         }
6850
6851         return s;
6852 }
6853
6854 #if ENABLE_BC
6855 static void bc_vm_envArgs(void)
6856 {
6857         static const char* const bc_args_env_name = "BC_ENV_ARGS";
6858
6859         BcVec v;
6860         char *env_args = getenv(bc_args_env_name), *buf;
6861
6862         if (!env_args) return;
6863
6864         G.env_args = xstrdup(env_args);
6865         buf = G.env_args;
6866
6867         bc_vec_init(&v, sizeof(char *), NULL);
6868         bc_vec_push(&v, &bc_args_env_name);
6869
6870         while (*buf != 0) {
6871                 if (!isspace(*buf)) {
6872                         bc_vec_push(&v, &buf);
6873                         while (*buf != 0 && !isspace(*buf)) ++buf;
6874                         if (*buf != 0) (*(buf++)) = '\0';
6875                 }
6876                 else
6877                         ++buf;
6878         }
6879
6880         bc_args((int) v.len, (char **) v.v);
6881
6882         bc_vec_free(&v);
6883 }
6884 #endif // ENABLE_BC
6885
6886 static size_t bc_vm_envLen(const char *var)
6887 {
6888         char *lenv = getenv(var);
6889         size_t i, len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6890         int num;
6891
6892         if (!lenv) return len;
6893
6894         len = strlen(lenv);
6895
6896         for (num = 1, i = 0; num && i < len; ++i) num = isdigit(lenv[i]);
6897         if (num) {
6898                 len = (size_t) atoi(lenv) - 1;
6899                 if (len < 2 || len >= INT32_MAX) len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6900         }
6901         else
6902                 len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6903
6904         return len;
6905 }
6906
6907 static BcStatus bc_vm_process(const char *text)
6908 {
6909         BcStatus s = bc_parse_text(&G.prs, text);
6910
6911         if (s) return s;
6912
6913         while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6914                 s = G.prs.parse(&G.prs);
6915                 if (s) return s;
6916         }
6917
6918         if (BC_PARSE_CAN_EXEC(&G.prs)) {
6919                 s = bc_program_exec();
6920                 fflush_and_check();
6921                 if (s)
6922                         bc_program_reset();
6923         }
6924
6925         return s;
6926 }
6927
6928 static BcStatus bc_vm_file(const char *file)
6929 {
6930         const char *sv_file;
6931         char *data;
6932         BcStatus s;
6933         BcFunc *main_func;
6934         BcInstPtr *ip;
6935
6936         data = bc_read_file(file);
6937         if (!data) return bc_error_fmt("file '%s' is not text", file);
6938
6939         sv_file = G.prog.file;
6940         G.prog.file = file;
6941         bc_lex_file(&G.prs.l);
6942         s = bc_vm_process(data);
6943         if (s) goto err;
6944
6945         main_func = bc_vec_item(&G.prog.fns, BC_PROG_MAIN);
6946         ip = bc_vec_item(&G.prog.stack, 0);
6947
6948         if (main_func->code.len < ip->idx)
6949                 s = bc_error_fmt("file '%s' is not executable", file);
6950
6951 err:
6952         G.prog.file = sv_file;
6953         free(data);
6954         return s;
6955 }
6956
6957 static BcStatus bc_vm_stdin(void)
6958 {
6959         BcStatus s;
6960         BcVec buf, buffer;
6961         size_t len, i, str = 0;
6962         bool comment = false;
6963
6964         G.prog.file = NULL;
6965         bc_lex_file(&G.prs.l);
6966
6967         bc_char_vec_init(&buffer);
6968         bc_char_vec_init(&buf);
6969         bc_vec_pushZeroByte(&buffer);
6970
6971         // This loop is complex because the vm tries not to send any lines that end
6972         // with a backslash to the parser. The reason for that is because the parser
6973         // treats a backslash+newline combo as whitespace, per the bc spec. In that
6974         // case, and for strings and comments, the parser will expect more stuff.
6975         s = BC_STATUS_SUCCESS;
6976         while (!G.eof && (s = bc_read_line(&buf, ">>> ")) == BC_STATUS_SUCCESS) {
6977
6978                 char *string = buf.v;
6979
6980                 len = buf.len - 1;
6981
6982                 if (len == 1) {
6983                         if (str && buf.v[0] == G.send)
6984                                 str -= 1;
6985                         else if (buf.v[0] == G.sbgn)
6986                                 str += 1;
6987                 }
6988                 else if (len > 1 || comment) {
6989
6990                         for (i = 0; i < len; ++i) {
6991
6992                                 bool notend = len > i + 1;
6993                                 char c = string[i];
6994
6995                                 if (i - 1 > len || string[i - 1] != '\\') {
6996                                         if (G.sbgn == G.send)
6997                                                 str ^= c == G.sbgn;
6998                                         else if (c == G.send)
6999                                                 str -= 1;
7000                                         else if (c == G.sbgn)
7001                                                 str += 1;
7002                                 }
7003
7004                                 if (c == '/' && notend && !comment && string[i + 1] == '*') {
7005                                         comment = true;
7006                                         break;
7007                                 }
7008                                 else if (c == '*' && notend && comment && string[i + 1] == '/')
7009                                         comment = false;
7010                         }
7011
7012                         if (str || comment || string[len - 2] == '\\') {
7013                                 bc_vec_concat(&buffer, buf.v);
7014                                 continue;
7015                         }
7016                 }
7017
7018                 bc_vec_concat(&buffer, buf.v);
7019                 s = bc_vm_process(buffer.v);
7020                 if (s) {
7021                         fflush_and_check();
7022                         fputs("ready for more input\n", stderr);
7023                 }
7024
7025                 bc_vec_pop_all(&buffer);
7026         }
7027
7028         if (str) {
7029                 s = bc_error("string end could not be found");
7030         }
7031         else if (comment) {
7032                 s = bc_error("comment end could not be found");
7033         }
7034
7035         bc_vec_free(&buf);
7036         bc_vec_free(&buffer);
7037         return s;
7038 }
7039
7040 #if ENABLE_BC
7041 static const char bc_lib[] = {
7042         "scale=20"
7043 "\n"    "define e(x){"
7044 "\n"            "auto b,s,n,r,d,i,p,f,v"
7045 "\n"            "b=ibase"
7046 "\n"            "ibase=A"
7047 "\n"            "if(x<0){"
7048 "\n"                    "n=1"
7049 "\n"                    "x=-x"
7050 "\n"            "}"
7051 "\n"            "s=scale"
7052 "\n"            "r=6+s+0.44*x"
7053 "\n"            "scale=scale(x)+1"
7054 "\n"            "while(x>1){"
7055 "\n"                    "d+=1"
7056 "\n"                    "x/=2"
7057 "\n"                    "scale+=1"
7058 "\n"            "}"
7059 "\n"            "scale=r"
7060 "\n"            "r=x+1"
7061 "\n"            "p=x"
7062 "\n"            "f=v=1"
7063 "\n"            "for(i=2;v!=0;++i){"
7064 "\n"                    "p*=x"
7065 "\n"                    "f*=i"
7066 "\n"                    "v=p/f"
7067 "\n"                    "r+=v"
7068 "\n"            "}"
7069 "\n"            "while((d--)!=0)r*=r"
7070 "\n"            "scale=s"
7071 "\n"            "ibase=b"
7072 "\n"            "if(n!=0)return(1/r)"
7073 "\n"            "return(r/1)"
7074 "\n"    "}"
7075 "\n"    "define l(x){"
7076 "\n"            "auto b,s,r,p,a,q,i,v"
7077 "\n"            "b=ibase"
7078 "\n"            "ibase=A"
7079 "\n"            "if(x<=0){"
7080 "\n"                    "r=(1-10^scale)/1"
7081 "\n"                    "ibase=b"
7082 "\n"                    "return(r)"
7083 "\n"            "}"
7084 "\n"            "s=scale"
7085 "\n"            "scale+=6"
7086 "\n"            "p=2"
7087 "\n"            "while(x>=2){"
7088 "\n"                    "p*=2"
7089 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7090 "\n"            "}"
7091 "\n"            "while(x<=0.5){"
7092 "\n"                    "p*=2"
7093 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7094 "\n"            "}"
7095 "\n"            "r=a=(x-1)/(x+1)"
7096 "\n"            "q=a*a"
7097 "\n"                    "v=1"
7098 "\n"            "for(i=3;v!=0;i+=2){"
7099 "\n"                    "a*=q"
7100 "\n"                    "v=a/i"
7101 "\n"                    "r+=v"
7102 "\n"            "}"
7103 "\n"            "r*=p"
7104 "\n"            "scale=s"
7105 "\n"            "ibase=b"
7106 "\n"            "return(r/1)"
7107 "\n"    "}"
7108 "\n"    "define s(x){"
7109 "\n"            "auto b,s,r,n,a,q,i"
7110 "\n"            "b=ibase"
7111 "\n"            "ibase=A"
7112 "\n"            "s=scale"
7113 "\n"            "scale=1.1*s+2"
7114 "\n"            "a=a(1)"
7115 "\n"            "if(x<0){"
7116 "\n"                    "n=1"
7117 "\n"                    "x=-x"
7118 "\n"            "}"
7119 "\n"            "scale=0"
7120 "\n"            "q=(x/a+2)/4"
7121 "\n"            "x=x-4*q*a"
7122 "\n"            "if(q%2!=0)x=-x"
7123 "\n"            "scale=s+2"
7124 "\n"            "r=a=x"
7125 "\n"            "q=-x*x"
7126 "\n"            "for(i=3;a!=0;i+=2){"
7127 "\n"                    "a*=q/(i*(i-1))"
7128 "\n"                    "r+=a"
7129 "\n"            "}"
7130 "\n"            "scale=s"
7131 "\n"            "ibase=b"
7132 "\n"            "if(n!=0)return(-r/1)"
7133 "\n"            "return(r/1)"
7134 "\n"    "}"
7135 "\n"    "define c(x){"
7136 "\n"            "auto b,s"
7137 "\n"            "b=ibase"
7138 "\n"            "ibase=A"
7139 "\n"            "s=scale"
7140 "\n"            "scale*=1.2"
7141 "\n"            "x=s(2*a(1)+x)"
7142 "\n"            "scale=s"
7143 "\n"            "ibase=b"
7144 "\n"            "return(x/1)"
7145 "\n"    "}"
7146 "\n"    "define a(x){"
7147 "\n"            "auto b,s,r,n,a,m,t,f,i,u"
7148 "\n"            "b=ibase"
7149 "\n"            "ibase=A"
7150 "\n"            "n=1"
7151 "\n"            "if(x<0){"
7152 "\n"                    "n=-1"
7153 "\n"                    "x=-x"
7154 "\n"            "}"
7155 "\n"            "if(x==1){"
7156 "\n"                    "if(scale<65){"
7157 "\n"                            "return(.7853981633974483096156608458198757210492923498437764552437361480/n)"
7158 "\n"                    "}"
7159 "\n"            "}"
7160 "\n"            "if(x==.2){"
7161 "\n"                    "if(scale<65){"
7162 "\n"                            "return(.1973955598498807583700497651947902934475851037878521015176889402/n)"
7163 "\n"                    "}"
7164 "\n"            "}"
7165 "\n"            "s=scale"
7166 "\n"            "if(x>.2){"
7167 "\n"                    "scale+=5"
7168 "\n"                    "a=a(.2)"
7169 "\n"            "}"
7170 "\n"            "scale=s+3"
7171 "\n"            "while(x>.2){"
7172 "\n"                    "m+=1"
7173 "\n"                    "x=(x-.2)/(1+.2*x)"
7174 "\n"            "}"
7175 "\n"            "r=u=x"
7176 "\n"            "f=-x*x"
7177 "\n"            "t=1"
7178 "\n"            "for(i=3;t!=0;i+=2){"
7179 "\n"                    "u*=f"
7180 "\n"                    "t=u/i"
7181 "\n"                    "r+=t"
7182 "\n"            "}"
7183 "\n"            "scale=s"
7184 "\n"            "ibase=b"
7185 "\n"            "return((m*a+r)/n)"
7186 "\n"    "}"
7187 "\n"    "define j(n,x){"
7188 "\n"            "auto b,s,o,a,i,v,f"
7189 "\n"            "b=ibase"
7190 "\n"            "ibase=A"
7191 "\n"            "s=scale"
7192 "\n"            "scale=0"
7193 "\n"            "n/=1"
7194 "\n"            "if(n<0){"
7195 "\n"                    "n=-n"
7196 "\n"                    "if(n%2==1)o=1"
7197 "\n"            "}"
7198 "\n"            "a=1"
7199 "\n"            "for(i=2;i<=n;++i)a*=i"
7200 "\n"            "scale=1.5*s"
7201 "\n"            "a=(x^n)/2^n/a"
7202 "\n"            "r=v=1"
7203 "\n"            "f=-x*x/4"
7204 "\n"            "scale=scale+length(a)-scale(a)"
7205 "\n"            "for(i=1;v!=0;++i){"
7206 "\n"                    "v=v*f/i/(n+i)"
7207 "\n"                    "r+=v"
7208 "\n"            "}"
7209 "\n"            "scale=s"
7210 "\n"            "ibase=b"
7211 "\n"            "if(o!=0)a=-a"
7212 "\n"            "return(a*r/1)"
7213 "\n"    "}"
7214 };
7215 #endif // ENABLE_BC
7216
7217 static BcStatus bc_vm_exec(void)
7218 {
7219         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
7220         size_t i;
7221
7222 #if ENABLE_BC
7223         if (option_mask32 & BC_FLAG_L) {
7224
7225                 // We know that internal library is not buggy,
7226                 // thus error checking is normally disabled.
7227 # define DEBUG_LIB 0
7228                 bc_lex_file(&G.prs.l);
7229                 s = bc_parse_text(&G.prs, bc_lib);
7230                 if (DEBUG_LIB && s) return s;
7231
7232                 while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
7233                         s = G.prs.parse(&G.prs);
7234                         if (DEBUG_LIB && s) return s;
7235                 }
7236                 s = bc_program_exec();
7237                 if (DEBUG_LIB && s) return s;
7238         }
7239 #endif
7240
7241         for (i = 0; !s && i < G.files.len; ++i)
7242                 s = bc_vm_file(*((char **) bc_vec_item(&G.files, i)));
7243         if (s) {
7244                 fflush_and_check();
7245                 fputs("ready for more input\n", stderr);
7246         }
7247
7248         if (IS_BC || !G.files.len)
7249                 s = bc_vm_stdin();
7250         if (!s && !BC_PARSE_CAN_EXEC(&G.prs))
7251                 s = bc_vm_process("");
7252
7253         return s;
7254 }
7255
7256 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7257 static void bc_program_free()
7258 {
7259         bc_num_free(&G.prog.ib);
7260         bc_num_free(&G.prog.ob);
7261         bc_num_free(&G.prog.hexb);
7262 # if ENABLE_DC
7263         bc_num_free(&G.prog.strmb);
7264 # endif
7265         bc_vec_free(&G.prog.fns);
7266         bc_vec_free(&G.prog.fn_map);
7267         bc_vec_free(&G.prog.vars);
7268         bc_vec_free(&G.prog.var_map);
7269         bc_vec_free(&G.prog.arrs);
7270         bc_vec_free(&G.prog.arr_map);
7271         bc_vec_free(&G.prog.strs);
7272         bc_vec_free(&G.prog.consts);
7273         bc_vec_free(&G.prog.results);
7274         bc_vec_free(&G.prog.stack);
7275         bc_num_free(&G.prog.last);
7276         bc_num_free(&G.prog.zero);
7277         bc_num_free(&G.prog.one);
7278 }
7279
7280 static void bc_vm_free(void)
7281 {
7282         bc_vec_free(&G.files);
7283         bc_program_free();
7284         bc_parse_free(&G.prs);
7285         free(G.env_args);
7286 }
7287 #endif
7288
7289 static void bc_program_init(size_t line_len)
7290 {
7291         size_t idx;
7292         BcInstPtr ip;
7293
7294         /* memset(&G.prog, 0, sizeof(G.prog)); - already is */
7295         memset(&ip, 0, sizeof(BcInstPtr));
7296
7297         /* G.prog.nchars = G.prog.scale = 0; - already is */
7298         G.prog.len = line_len;
7299
7300         bc_num_init(&G.prog.ib, BC_NUM_DEF_SIZE);
7301         bc_num_ten(&G.prog.ib);
7302         G.prog.ib_t = 10;
7303
7304         bc_num_init(&G.prog.ob, BC_NUM_DEF_SIZE);
7305         bc_num_ten(&G.prog.ob);
7306         G.prog.ob_t = 10;
7307
7308         bc_num_init(&G.prog.hexb, BC_NUM_DEF_SIZE);
7309         bc_num_ten(&G.prog.hexb);
7310         G.prog.hexb.num[0] = 6;
7311
7312 #if ENABLE_DC
7313         bc_num_init(&G.prog.strmb, BC_NUM_DEF_SIZE);
7314         bc_num_ulong2num(&G.prog.strmb, UCHAR_MAX + 1);
7315 #endif
7316
7317         bc_num_init(&G.prog.last, BC_NUM_DEF_SIZE);
7318         bc_num_zero(&G.prog.last);
7319
7320         bc_num_init(&G.prog.zero, BC_NUM_DEF_SIZE);
7321         bc_num_zero(&G.prog.zero);
7322
7323         bc_num_init(&G.prog.one, BC_NUM_DEF_SIZE);
7324         bc_num_one(&G.prog.one);
7325
7326         bc_vec_init(&G.prog.fns, sizeof(BcFunc), bc_func_free);
7327         bc_vec_init(&G.prog.fn_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7328
7329         bc_program_addFunc(xstrdup("(main)"), &idx);
7330         bc_program_addFunc(xstrdup("(read)"), &idx);
7331
7332         bc_vec_init(&G.prog.vars, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7333         bc_vec_init(&G.prog.var_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7334
7335         bc_vec_init(&G.prog.arrs, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7336         bc_vec_init(&G.prog.arr_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7337
7338         bc_vec_init(&G.prog.strs, sizeof(char *), bc_string_free);
7339         bc_vec_init(&G.prog.consts, sizeof(char *), bc_string_free);
7340         bc_vec_init(&G.prog.results, sizeof(BcResult), bc_result_free);
7341         bc_vec_init(&G.prog.stack, sizeof(BcInstPtr), NULL);
7342         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
7343 }
7344
7345 static void bc_vm_init(const char *env_len)
7346 {
7347         size_t len = bc_vm_envLen(env_len);
7348
7349         bc_vec_init(&G.files, sizeof(char *), NULL);
7350
7351         if (IS_BC) {
7352                 bc_vm_envArgs();
7353         }
7354
7355         bc_program_init(len);
7356         if (IS_BC) {
7357                 bc_parse_init(&G.prs, BC_PROG_MAIN);
7358         } else {
7359                 dc_parse_init(&G.prs, BC_PROG_MAIN);
7360         }
7361 }
7362
7363 static BcStatus bc_vm_run(int argc, char *argv[],
7364                           const char *env_len)
7365 {
7366         BcStatus st;
7367
7368         bc_vm_init(env_len);
7369         bc_args(argc, argv);
7370
7371         G.ttyin = isatty(0);
7372
7373         if (G.ttyin) {
7374 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
7375                 // With SA_RESTART, most system calls will restart
7376                 // (IOW: they won't fail with EINTR).
7377                 // In particular, this means ^C won't cause
7378                 // stdout to get into "error state" if SIGINT hits
7379                 // within write() syscall.
7380                 // The downside is that ^C while line input is taken
7381                 // will only be handled after [Enter] since read()
7382                 // from stdin is not interrupted by ^C either,
7383                 // it restarts, thus fgetc() does not return on ^C.
7384                 signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7385
7386                 // Without SA_RESTART, this exhibits a bug:
7387                 // "while (1) print 1" and try ^C-ing it.
7388                 // Intermittently, instead of returning to input line,
7389                 // you'll get "output error: Interrupted system call"
7390                 // and exit.
7391                 //signal_no_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7392 #endif
7393                 if (!(option_mask32 & BC_FLAG_Q))
7394                         bc_vm_info();
7395         }
7396         st = bc_vm_exec();
7397
7398 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7399         bc_vm_free();
7400 #endif
7401         return st;
7402 }
7403
7404 #if ENABLE_BC
7405 int bc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7406 int bc_main(int argc, char **argv)
7407 {
7408         INIT_G();
7409         G.sbgn = G.send = '"';
7410
7411         return bc_vm_run(argc, argv, "BC_LINE_LENGTH");
7412 }
7413 #endif
7414
7415 #if ENABLE_DC
7416 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7417 int dc_main(int argc, char **argv)
7418 {
7419         INIT_G();
7420         G.sbgn = '[';
7421         G.send = ']';
7422
7423         return bc_vm_run(argc, argv, "DC_LINE_LENGTH");
7424 }
7425 #endif