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 //config:config BC
   7 //config:       bool "bc (45 kb; 49 kb when combined with dc)"
   8 //config:       default y
   9 //config:       help
  10 //config:       bc is a command-line, arbitrary-precision calculator with a
  11 //config:       Turing-complete language. See the GNU bc manual
  12 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html) and bc spec
  13 //config:       (http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/bc.html).
  14 //config:
  15 //config:       This bc has five differences to the GNU bc:
  16 //config:         1) The period (.) is a shortcut for "last", as in the BSD bc.
  17 //config:         2) Arrays are copied before being passed as arguments to
  18 //config:            functions. This behavior is required by the bc spec.
  19 //config:         3) Arrays can be passed to the builtin "length" function to get
  20 //config:            the number of elements in the array. This prints "1":
  21 //config:               a[0] = 0; length(a[])
  22 //config:         4) The precedence of the boolean "not" operator (!) is equal to
  23 //config:            that of the unary minus (-) negation operator. This still
  24 //config:            allows POSIX-compliant scripts to work while somewhat
  25 //config:            preserving expected behavior (versus C) and making parsing
  26 //config:            easier.
  27 //config:         5) "read()" accepts expressions, not only numeric literals.
  28 //config:
  29 //config:       Options:
  30 //config:         -i  --interactive  force interactive mode
  31 //config:         -q  --quiet        don't print version and copyright
  32 //config:         -s  --standard     error if any non-POSIX extensions are used
  33 //config:         -w  --warn         warn if any non-POSIX extensions are used
  34 //config:         -l  --mathlib      use predefined math routines:
  35 //config:               s(expr) sine in radians
  36 //config:               c(expr) cosine in radians
  37 //config:               a(expr) arctangent, returning radians
  38 //config:               l(expr) natural log
  39 //config:               e(expr) raises e to the power of expr
  40 //config:               j(n, x) Bessel function of integer order n of x
  41 //config:
  42 //config:config DC
  43 //config:       bool "dc (38 kb; 49 kb when combined with bc)"
  44 //config:       default y
  45 //config:       help
  46 //config:       dc is a reverse-polish notation command-line calculator which
  47 //config:       supports unlimited precision arithmetic. See the FreeBSD man page
  48 //config:       (https://www.unix.com/man-page/FreeBSD/1/dc/) and GNU dc manual
  49 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/dc-1.05/html_mono/dc.html).
  50 //config:
  51 //config:       This dc has a few differences from the two above:
  52 //config:         1) When printing a byte stream (command "P"), this dc follows what
  53 //config:            the FreeBSD dc does.
  54 //config:         2) Implements the GNU extensions for divmod ("~") and
  55 //config:            modular exponentiation ("|").
  56 //config:         3) Implements all FreeBSD extensions, except for "J" and "M".
  57 //config:         4) Like the FreeBSD dc, this dc supports extended registers.
  58 //config:            However, they are implemented differently. When it encounters
  59 //config:            whitespace where a register should be, it skips the whitespace.
  60 //config:            If the character following is not a lowercase letter, an error
  61 //config:            is issued. Otherwise, the register name is parsed by the
  62 //config:            following regex:
  63 //config:               [a-z][a-z0-9_]*
  64 //config:            This generally means that register names will be surrounded by
  65 //config:            whitespace. Examples:
  66 //config:               l idx s temp L index S temp2 < do_thing
  67 //config:            Also note that, like the FreeBSD dc, extended registers are not
  68 //config:            allowed unless the "-x" option is given.
  69 //config:
  70 //config:config FEATURE_DC_SMALL
  71 //config:       bool "Minimal dc implementation (4.2 kb), not using bc code base"
  72 //config:       depends on DC && !BC
  73 //config:       default n
  74 //config:
  75 //config:config FEATURE_DC_LIBM
  76 //config:       bool "Enable power and exp functions (requires libm)"
  77 //config:       default y
  78 //config:       depends on FEATURE_DC_SMALL
  79 //config:       help
  80 //config:       Enable power and exp functions.
  81 //config:       NOTE: This will require libm to be present for linking.
  82 //config:
  83 //config:config FEATURE_BC_SIGNALS
  84 //config:       bool "Interactive mode (+4kb)"
  85 //config:       default y
  86 //config:       depends on (BC || DC) && !FEATURE_DC_SMALL
  87 //config:       help
  88 //config:       Enable interactive mode: when started on a tty,
  89 //config:       ^C interrupts execution and returns to command line,
  90 //config:       errors also return to command line instead of exiting,
  91 //config:       line editing with history is available.
  92 //config:
  93 //config:       With this option off, input can still be taken from tty,
  94 //config:       but all errors are fatal, ^C is fatal,
  95 //config:       tty is treated exactly the same as any other
  96 //config:       standard input (IOW: no line editing).
  97 //config:
  98 //config:config FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
  99 //config:       bool "Enable bc/dc long options"
 100 //config:       default y
 101 //config:       depends on (BC || DC) && !FEATURE_DC_SMALL
 102 //config:       help
 103 //config:       Enable long options for bc and dc.
 104
 105 //applet:IF_BC(APPLET(bc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 106 //applet:IF_DC(APPLET(dc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 107
 108 //kbuild:lib-$(CONFIG_BC) += bc.o
 109 //kbuild:lib-$(CONFIG_DC) += bc.o
 110
 111 //See www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html
 112 //usage:#define bc_trivial_usage
 113 //usage:       "[-sqlw] FILE..."
 114 //usage:
 115 //usage:#define bc_full_usage "\n"
 116 //usage:     "\nArbitrary precision calculator"
 117 //usage:     "\n"
 118 ///////:     "\n        -i      Interactive" - has no effect for now
 119 //usage:     "\n        -q      Quiet"
 120 //usage:     "\n        -l      Load standard math library"
 121 //usage:     "\n        -s      Be POSIX compatible"
 122 //usage:     "\n        -w      Warn if extensions are used"
 123 ///////:     "\n        -v      Version"
 124 //usage:     "\n"
 125 //usage:     "\n$BC_LINE_LENGTH changes output width"
 126 //usage:
 127 //usage:#define bc_example_usage
 128 //usage:       "3 + 4.129\n"
 129 //usage:       "1903 - 2893\n"
 130 //usage:       "-129 * 213.28935\n"
 131 //usage:       "12 / -1932\n"
 132 //usage:       "12 % 12\n"
 133 //usage:       "34 ^ 189\n"
 134 //usage:       "scale = 13\n"
 135 //usage:       "ibase = 2\n"
 136 //usage:       "obase = A\n"
 137 //usage:
 138 //usage:#define dc_trivial_usage
 139 //usage:       IF_NOT_FEATURE_DC_SMALL("[-x] ")"[-eSCRIPT]... [-fFILE]... [FILE]..."
 140 //usage:
 141 //usage:#define dc_full_usage "\n"
 142 //usage:     "\nTiny RPN calculator. Operations:"
 143 //usage:     "\n+, -, *, /, %, ~, ^," IF_NOT_FEATURE_DC_SMALL(" |,")
 144 //usage:     "\np - print top of the stack (without popping)"
 145 //usage:     "\nf - print entire stack"
 146 //usage:     "\nk - pop the value and set the precision"
 147 //usage:     "\ni - pop the value and set input radix"
 148 //usage:     "\no - pop the value and set output radix"
 149 //usage:     "\nExamples: dc -e'2 2 + p' -> 4, dc -e'8 8 * 2 2 + / p' -> 16"
 150 //usage:
 151 //usage:#define dc_example_usage
 152 //usage:       "$ dc -e'2 2 + p'\n"
 153 //usage:       "4\n"
 154 //usage:       "$ dc -e'8 8 \\* 2 2 + / p'\n"
 155 //usage:       "16\n"
 156 //usage:       "$ dc -e'0 1 & p'\n"
 157 //usage:       "0\n"
 158 //usage:       "$ dc -e'0 1 | p'\n"
 159 //usage:       "1\n"
 160 //usage:       "$ echo '72 9 / 8 * p' | dc\n"
 161 //usage:       "64\n"
 162
 163 #include "libbb.h"
 164 #include "common_bufsiz.h"
 165
 166 #if ENABLE_FEATURE_DC_SMALL
 167 # include "dc.c"
 168 #else
 169
 170 #define DEBUG_LEXER   0
 171 #define DEBUG_COMPILE 0
 172 #define DEBUG_EXEC    0
 173
 174 #if DEBUG_LEXER
 175 static uint8_t lex_indent;
 176 #define dbg_lex(...) \
 177         do { \
 178                 fprintf(stderr, "%*s", lex_indent, ""); \
 179                 bb_error_msg(__VA_ARGS__); \
 180         } while (0)
 181 #define dbg_lex_enter(...) \
 182         do { \
 183                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
 184                 lex_indent++; \
 185         } while (0)
 186 #define dbg_lex_done(...) \
 187         do { \
 188                 lex_indent--; \
 189                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
 190         } while (0)
 191 #else
 192 # define dbg_lex(...)       ((void)0)
 193 # define dbg_lex_enter(...) ((void)0)
 194 # define dbg_lex_done(...)  ((void)0)
 195 #endif
 196
 197 #if DEBUG_COMPILE
 198 # define dbg_compile(...) bb_error_msg(__VA_ARGS__)
 199 #else
 200 # define dbg_compile(...) ((void)0)
 201 #endif
 202
 203 #if DEBUG_EXEC
 204 # define dbg_exec(...) bb_error_msg(__VA_ARGS__)
 205 #else
 206 # define dbg_exec(...) ((void)0)
 207 #endif
 208
 209 typedef enum BcStatus {
 210         BC_STATUS_SUCCESS = 0,
 211         BC_STATUS_FAILURE = 1,
 212         BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP = 2, // bc_parse_expr_empty_ok() uses this
 213 } BcStatus;
 214
 215 #define BC_VEC_INVALID_IDX ((size_t) -1)
 216 #define BC_VEC_START_CAP (1 << 5)
 217
 218 typedef void (*BcVecFree)(void *) FAST_FUNC;
 219
 220 typedef struct BcVec {
 221         char *v;
 222         size_t len;
 223         size_t cap;
 224         size_t size;
 225         BcVecFree dtor;
 226 } BcVec;
 227
 228 typedef signed char BcDig;
 229
 230 typedef struct BcNum {
 231         BcDig *restrict num;
 232         size_t rdx;
 233         size_t len;
 234         size_t cap;
 235         bool neg;
 236 } BcNum;
 237
 238 #define BC_NUM_MAX_IBASE        ((unsigned long) 16)
 239 // larger value might speed up BIGNUM calculations a bit:
 240 #define BC_NUM_DEF_SIZE         (16)
 241 #define BC_NUM_PRINT_WIDTH      (69)
 242
 243 #define BC_NUM_KARATSUBA_LEN    (32)
 244
 245 typedef enum BcInst {
 246 #if ENABLE_BC
 247         BC_INST_INC_PRE,
 248         BC_INST_DEC_PRE,
 249         BC_INST_INC_POST,
 250         BC_INST_DEC_POST,
 251 #endif
 252
 253         BC_INST_NEG,
 254
 255         BC_INST_POWER,
 256         BC_INST_MULTIPLY,
 257         BC_INST_DIVIDE,
 258         BC_INST_MODULUS,
 259         BC_INST_PLUS,
 260         BC_INST_MINUS,
 261
 262         BC_INST_REL_EQ,
 263         BC_INST_REL_LE,
 264         BC_INST_REL_GE,
 265         BC_INST_REL_NE,
 266         BC_INST_REL_LT,
 267         BC_INST_REL_GT,
 268
 269         BC_INST_BOOL_NOT,
 270         BC_INST_BOOL_OR,
 271         BC_INST_BOOL_AND,
 272
 273 #if ENABLE_BC
 274         BC_INST_ASSIGN_POWER,
 275         BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY,
 276         BC_INST_ASSIGN_DIVIDE,
 277         BC_INST_ASSIGN_MODULUS,
 278         BC_INST_ASSIGN_PLUS,
 279         BC_INST_ASSIGN_MINUS,
 280 #endif
 281         BC_INST_ASSIGN,
 282
 283         BC_INST_NUM,
 284         BC_INST_VAR,
 285         BC_INST_ARRAY_ELEM,
 286         BC_INST_ARRAY,
 287
 288         BC_INST_SCALE_FUNC,
 289         BC_INST_IBASE,
 290         BC_INST_SCALE,
 291         BC_INST_LAST,
 292         BC_INST_LENGTH,
 293         BC_INST_READ,
 294         BC_INST_OBASE,
 295         BC_INST_SQRT,
 296
 297         BC_INST_PRINT,
 298         BC_INST_PRINT_POP,
 299         BC_INST_STR,
 300         BC_INST_PRINT_STR,
 301
 302 #if ENABLE_BC
 303         BC_INST_JUMP,
 304         BC_INST_JUMP_ZERO,
 305
 306         BC_INST_CALL,
 307
 308         BC_INST_RET,
 309         BC_INST_RET0,
 310
 311         BC_INST_HALT,
 312 #endif
 313
 314         BC_INST_POP,
 315         BC_INST_POP_EXEC,
 316
 317 #if ENABLE_DC
 318         BC_INST_MODEXP,
 319         BC_INST_DIVMOD,
 320
 321         BC_INST_EXECUTE,
 322         BC_INST_EXEC_COND,
 323
 324         BC_INST_ASCIIFY,
 325         BC_INST_PRINT_STREAM,
 326
 327         BC_INST_PRINT_STACK,
 328         BC_INST_CLEAR_STACK,
 329         BC_INST_STACK_LEN,
 330         BC_INST_DUPLICATE,
 331         BC_INST_SWAP,
 332
 333         BC_INST_LOAD,
 334         BC_INST_PUSH_VAR,
 335         BC_INST_PUSH_TO_VAR,
 336
 337         BC_INST_QUIT,
 338         BC_INST_NQUIT,
 339
 340         BC_INST_INVALID = -1,
 341 #endif
 342 } BcInst;
 343
 344 typedef struct BcId {
 345         char *name;
 346         size_t idx;
 347 } BcId;
 348
 349 typedef struct BcFunc {
 350         BcVec code;
 351         BcVec labels;
 352         size_t nparams;
 353         BcVec autos;
 354 } BcFunc;
 355
 356 typedef enum BcResultType {
 357         BC_RESULT_TEMP,
 358
 359         BC_RESULT_VAR,
 360         BC_RESULT_ARRAY_ELEM,
 361         BC_RESULT_ARRAY,
 362
 363         BC_RESULT_STR,
 364
 365         //code uses "inst - BC_INST_IBASE + BC_RESULT_IBASE" construct,
 366         BC_RESULT_IBASE,  // relative order should match for: BC_INST_IBASE
 367         BC_RESULT_SCALE,  // relative order should match for: BC_INST_SCALE
 368         BC_RESULT_LAST,   // relative order should match for: BC_INST_LAST
 369         BC_RESULT_CONSTANT,
 370         BC_RESULT_ONE,
 371         BC_RESULT_OBASE,  // relative order should match for: BC_INST_OBASE
 372 } BcResultType;
 373
 374 typedef union BcResultData {
 375         BcNum n;
 376         BcVec v;
 377         BcId id;
 378 } BcResultData;
 379
 380 typedef struct BcResult {
 381         BcResultType t;
 382         BcResultData d;
 383 } BcResult;
 384
 385 typedef struct BcInstPtr {
 386         size_t func;
 387         size_t idx;
 388         size_t len;
 389 } BcInstPtr;
 390
 391 // BC_LEX_NEG is not used in lexing; it is only for parsing.
 392 typedef enum BcLexType {
 393         BC_LEX_EOF,
 394         BC_LEX_INVALID,
 395
 396         BC_LEX_OP_INC,
 397         BC_LEX_OP_DEC,
 398
 399         BC_LEX_NEG,
 400
 401         BC_LEX_OP_POWER,
 402         BC_LEX_OP_MULTIPLY,
 403         BC_LEX_OP_DIVIDE,
 404         BC_LEX_OP_MODULUS,
 405         BC_LEX_OP_PLUS,
 406         BC_LEX_OP_MINUS,
 407
 408         BC_LEX_OP_REL_EQ,
 409         BC_LEX_OP_REL_LE,
 410         BC_LEX_OP_REL_GE,
 411         BC_LEX_OP_REL_NE,
 412         BC_LEX_OP_REL_LT,
 413         BC_LEX_OP_REL_GT,
 414
 415         BC_LEX_OP_BOOL_NOT,
 416         BC_LEX_OP_BOOL_OR,
 417         BC_LEX_OP_BOOL_AND,
 418
 419         BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER,
 420         BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY,
 421         BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE,
 422         BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS,
 423         BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS,
 424         BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS,
 425         BC_LEX_OP_ASSIGN,
 426
 427         BC_LEX_NLINE,
 428         BC_LEX_WHITESPACE,
 429
 430         BC_LEX_LPAREN,
 431         BC_LEX_RPAREN,
 432
 433         BC_LEX_LBRACKET,
 434         BC_LEX_COMMA,
 435         BC_LEX_RBRACKET,
 436
 437         BC_LEX_LBRACE, // '{' is 0x7B, '}' is 0x7D,
 438         BC_LEX_SCOLON,
 439         BC_LEX_RBRACE, // should be LBRACE+2: code uses (c - '{' + BC_LEX_LBRACE)
 440
 441         BC_LEX_STR,
 442         BC_LEX_NAME,
 443         BC_LEX_NUMBER,
 444
 445         BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 446         BC_LEX_KEY_AUTO = BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 447         BC_LEX_KEY_BREAK,
 448         BC_LEX_KEY_CONTINUE,
 449         BC_LEX_KEY_DEFINE,
 450         BC_LEX_KEY_ELSE,
 451         BC_LEX_KEY_FOR,
 452         BC_LEX_KEY_HALT,
 453         // code uses "type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE" construct,
 454         BC_LEX_KEY_IBASE,  // relative order should match for: BC_INST_IBASE
 455         BC_LEX_KEY_IF,
 456         BC_LEX_KEY_LAST,   // relative order should match for: BC_INST_LAST
 457         BC_LEX_KEY_LENGTH,
 458         BC_LEX_KEY_LIMITS,
 459         BC_LEX_KEY_OBASE,  // relative order should match for: BC_INST_OBASE
 460         BC_LEX_KEY_PRINT,
 461         BC_LEX_KEY_QUIT,
 462         BC_LEX_KEY_READ,
 463         BC_LEX_KEY_RETURN,
 464         BC_LEX_KEY_SCALE,
 465         BC_LEX_KEY_SQRT,
 466         BC_LEX_KEY_WHILE,
 467
 468 #if ENABLE_DC
 469         BC_LEX_EQ_NO_REG,
 470         BC_LEX_OP_MODEXP,
 471         BC_LEX_OP_DIVMOD,
 472
 473         BC_LEX_COLON,
 474         BC_LEX_ELSE,
 475         BC_LEX_EXECUTE,
 476         BC_LEX_PRINT_STACK,
 477         BC_LEX_CLEAR_STACK,
 478         BC_LEX_STACK_LEVEL,
 479         BC_LEX_DUPLICATE,
 480         BC_LEX_SWAP,
 481         BC_LEX_POP,
 482
 483         BC_LEX_ASCIIFY,
 484         BC_LEX_PRINT_STREAM,
 485
 486         // code uses "t - BC_LEX_STORE_IBASE + BC_INST_IBASE" construct,
 487         BC_LEX_STORE_IBASE,  // relative order should match for: BC_INST_IBASE
 488         BC_LEX_STORE_SCALE,  // relative order should match for: BC_INST_SCALE
 489         BC_LEX_LOAD,
 490         BC_LEX_LOAD_POP,
 491         BC_LEX_STORE_PUSH,
 492         BC_LEX_STORE_OBASE,  // relative order should match for: BC_INST_OBASE
 493         BC_LEX_PRINT_POP,
 494         BC_LEX_NQUIT,
 495         BC_LEX_SCALE_FACTOR,
 496 #endif
 497 } BcLexType;
 498 // must match order of BC_LEX_KEY_foo etc above
 499 #if ENABLE_BC
 500 struct BcLexKeyword {
 501         char name8[8];
 502 };
 503 #define BC_LEX_KW_ENTRY(a, b) \
 504         { .name8 = a /*, .posix = b */ }
 505 static const struct BcLexKeyword bc_lex_kws[20] = {
 506         BC_LEX_KW_ENTRY("auto"    , 1), // 0
 507         BC_LEX_KW_ENTRY("break"   , 1), // 1
 508         BC_LEX_KW_ENTRY("continue", 0), // 2 note: this one has no terminating NUL
 509         BC_LEX_KW_ENTRY("define"  , 1), // 3
 510         BC_LEX_KW_ENTRY("else"    , 0), // 4
 511         BC_LEX_KW_ENTRY("for"     , 1), // 5
 512         BC_LEX_KW_ENTRY("halt"    , 0), // 6
 513         BC_LEX_KW_ENTRY("ibase"   , 1), // 7
 514         BC_LEX_KW_ENTRY("if"      , 1), // 8
 515         BC_LEX_KW_ENTRY("last"    , 0), // 9
 516         BC_LEX_KW_ENTRY("length"  , 1), // 10
 517         BC_LEX_KW_ENTRY("limits"  , 0), // 11
 518         BC_LEX_KW_ENTRY("obase"   , 1), // 12
 519         BC_LEX_KW_ENTRY("print"   , 0), // 13
 520         BC_LEX_KW_ENTRY("quit"    , 1), // 14
 521         BC_LEX_KW_ENTRY("read"    , 0), // 15
 522         BC_LEX_KW_ENTRY("return"  , 1), // 16
 523         BC_LEX_KW_ENTRY("scale"   , 1), // 17
 524         BC_LEX_KW_ENTRY("sqrt"    , 1), // 18
 525         BC_LEX_KW_ENTRY("while"   , 1), // 19
 526 };
 527 #undef BC_LEX_KW_ENTRY
 528 #define STRING_if    (bc_lex_kws[8].name8)
 529 #define STRING_else  (bc_lex_kws[4].name8)
 530 #define STRING_while (bc_lex_kws[19].name8)
 531 #define STRING_for   (bc_lex_kws[5].name8)
 532 enum {
 533         POSIX_KWORD_MASK = 0
 534                 | (1 << 0)  // 0
 535                 | (1 << 1)  // 1
 536                 | (0 << 2)  // 2
 537                 | (1 << 3)  // 3
 538                 | (0 << 4)  // 4
 539                 | (1 << 5)  // 5
 540                 | (0 << 6)  // 6
 541                 | (1 << 7)  // 7
 542                 | (1 << 8)  // 8
 543                 | (0 << 9)  // 9
 544                 | (1 << 10) // 10
 545                 | (0 << 11) // 11
 546                 | (1 << 12) // 12
 547                 | (0 << 13) // 13
 548                 | (1 << 14) // 14
 549                 | (0 << 15) // 15
 550                 | (1 << 16) // 16
 551                 | (1 << 17) // 17
 552                 | (1 << 18) // 18
 553                 | (1 << 19) // 19
 554 };
 555 #define bc_lex_kws_POSIX(i) ((1 << (i)) & POSIX_KWORD_MASK)
 556
 557 // This is a bit array that corresponds to token types. An entry is
 558 // true if the token is valid in an expression, false otherwise.
 559 // Used to figure out when expr parsing should stop *without error message*
 560 // - 0 element indicates this condition. 1 means "this token is to be eaten
 561 // as part of the expression", token can them still be determined to be invalid
 562 // by later processing.
 563 enum {
 564 #define EXBITS(a,b,c,d,e,f,g,h) \
 565         ((uint64_t)((a << 0)+(b << 1)+(c << 2)+(d << 3)+(e << 4)+(f << 5)+(g << 6)+(h << 7)))
 566         BC_PARSE_EXPRS_BITS = 0
 567         + (EXBITS(0,0,1,1,1,1,1,1) << (0*8)) //  0: eof    inval ++    --     -     ^     *    /
 568         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (1*8)) //  8: %      +     -     ==     <=    >=    !=   <
 569         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (2*8)) // 16: >      !     ||    &&     ^=    *=    /=   %=
 570         + (EXBITS(1,1,1,0,0,1,1,0) << (3*8)) // 24: +=     -=    =     NL     WS    (     )    [
 571         + (EXBITS(0,0,0,0,0,0,1,1) << (4*8)) // 32: ,      ]     {     ;      }     STR   NAME NUM
 572         + (EXBITS(0,0,0,0,0,0,0,1) << (5*8)) // 40: auto   break cont  define else  for   halt ibase
 573         + (EXBITS(0,1,1,1,1,0,0,1) << (6*8)) // 48: if     last  len   limits obase print quit read - bug, why "limits" is allowed?
 574         + (EXBITS(0,1,1,0,0,0,0,0) << (7*8)) // 56: return scale sqrt  while
 575 #undef EXBITS
 576 };
 577 static ALWAYS_INLINE long bc_parse_exprs(unsigned i)
 578 {
 579 #if ULONG_MAX > 0xffffffff
 580         // 64-bit version (will not work correctly for 32-bit longs!)
 581         return BC_PARSE_EXPRS_BITS & (1UL << i);
 582 #else
 583         // 32-bit version
 584         unsigned long m = (uint32_t)BC_PARSE_EXPRS_BITS;
 585         if (i >= 32) {
 586                 m = (uint32_t)(BC_PARSE_EXPRS_BITS >> 32);
 587                 i &= 31;
 588         }
 589         return m & (1UL << i);
 590 #endif
 591 }
 592
 593 // This is an array of data for operators that correspond to
 594 // [BC_LEX_OP_INC...BC_LEX_OP_ASSIGN] token types.
 595 static const uint8_t bc_parse_ops[] = {
 596 #define OP(p,l) ((int)(l) * 0x10 + (p))
 597         OP(0, false), OP( 0, false ), // inc dec
 598         OP(1, false), // neg
 599         OP(2, false), // pow
 600         OP(3, true ), OP( 3, true  ), OP( 3, true  ), // mul div mod
 601         OP(4, true ), OP( 4, true  ), // + -
 602         OP(6, true ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true ), // == <= >= != < >
 603         OP(1, false), // not
 604         OP(7, true ), OP( 7, true  ), // or and
 605         OP(5, false), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), // ^= *= /= %= +=
 606         OP(5, false), OP( 5, false ), // -= =
 607 #undef OP
 608 };
 609 #define bc_parse_op_PREC(i) (bc_parse_ops[i] & 0x0f)
 610 #define bc_parse_op_LEFT(i) (bc_parse_ops[i] & 0x10)
 611 #endif // ENABLE_BC
 612
 613 #if ENABLE_DC
 614 static const //BcInst - should be this type. Using signed narrow type since BC_INST_INVALID is -1
 615 int8_t
 616 dc_parse_insts[] = {
 617         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 618         BC_INST_INVALID, BC_INST_POWER, BC_INST_MULTIPLY, BC_INST_DIVIDE,
 619         BC_INST_MODULUS, BC_INST_PLUS, BC_INST_MINUS,
 620         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 621         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 622         BC_INST_BOOL_NOT, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 623         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 624         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 625         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GT, BC_INST_INVALID,
 626         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 627         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 628         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 629         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 630         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_IBASE,
 631         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_LENGTH, BC_INST_INVALID,
 632         BC_INST_OBASE, BC_INST_PRINT, BC_INST_QUIT, BC_INST_INVALID,
 633         BC_INST_INVALID, BC_INST_SCALE, BC_INST_SQRT, BC_INST_INVALID,
 634         BC_INST_REL_EQ, BC_INST_MODEXP, BC_INST_DIVMOD, BC_INST_INVALID,
 635         BC_INST_INVALID, BC_INST_EXECUTE, BC_INST_PRINT_STACK, BC_INST_CLEAR_STACK,
 636         BC_INST_STACK_LEN, BC_INST_DUPLICATE, BC_INST_SWAP, BC_INST_POP,
 637         BC_INST_ASCIIFY, BC_INST_PRINT_STREAM, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 638         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 639         BC_INST_PRINT, BC_INST_NQUIT, BC_INST_SCALE_FUNC,
 640 };
 641 #endif // ENABLE_DC
 642
 643 typedef struct BcLex {
 644         const char *buf;
 645         size_t i;
 646         size_t line;
 647         size_t len;
 648         bool newline;
 649         struct {
 650                 BcLexType t;
 651                 BcLexType last;
 652                 BcVec v;
 653         } t;
 654 } BcLex;
 655
 656 #define BC_PARSE_STREND         (0xff)
 657
 658 #define BC_PARSE_REL            (1 << 0)
 659 #define BC_PARSE_PRINT          (1 << 1)
 660 #define BC_PARSE_NOCALL         (1 << 2)
 661 #define BC_PARSE_NOREAD         (1 << 3)
 662 #define BC_PARSE_ARRAY          (1 << 4)
 663
 664 typedef struct BcParse {
 665         BcLex l;
 666
 667         BcVec exits;
 668         BcVec conds;
 669
 670         BcVec ops;
 671
 672         BcFunc *func;
 673         size_t fidx;
 674
 675         size_t in_funcdef;
 676 } BcParse;
 677
 678 typedef struct BcProgram {
 679         size_t len;
 680         size_t scale;
 681
 682         size_t ib_t;
 683         size_t ob_t;
 684         BcNum ob;
 685
 686         BcVec results;
 687         BcVec exestack;
 688
 689         BcVec fns;
 690         BcVec fn_map;
 691
 692         BcVec vars;
 693         BcVec var_map;
 694
 695         BcVec arrs;
 696         BcVec arr_map;
 697
 698         BcVec strs;
 699         BcVec consts;
 700
 701         const char *file;
 702
 703         BcNum last;
 704         BcNum zero;
 705         BcNum one;
 706
 707         size_t nchars;
 708 } BcProgram;
 709
 710 #define BC_PROG_MAIN (0)
 711 #define BC_PROG_READ (1)
 712 #if ENABLE_DC
 713 #define BC_PROG_REQ_FUNCS (2)
 714 #endif
 715
 716 #define BC_PROG_STR(n) (!(n)->num && !(n)->cap)
 717 #define BC_PROG_NUM(r, n) \
 718         ((r)->t != BC_RESULT_ARRAY && (r)->t != BC_RESULT_STR && !BC_PROG_STR(n))
 719
 720 #define BC_FLAG_W (1 << 0)
 721 #define BC_FLAG_V (1 << 1)
 722 #define BC_FLAG_S (1 << 2)
 723 #define BC_FLAG_Q (1 << 3)
 724 #define BC_FLAG_L (1 << 4)
 725 #define BC_FLAG_I (1 << 5)
 726 #define DC_FLAG_X (1 << 6)
 727
 728 #define BC_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
 729 #define BC_MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
 730
 731 #define BC_MAX_OBASE    ((unsigned) 999)
 732 #define BC_MAX_DIM      ((unsigned) INT_MAX)
 733 #define BC_MAX_SCALE    ((unsigned) UINT_MAX)
 734 #define BC_MAX_STRING   ((unsigned) UINT_MAX - 1)
 735 #define BC_MAX_NUM      BC_MAX_STRING
 736 // Unused apart from "limits" message. Just show a "biggish number" there.
 737 //#define BC_MAX_NAME     BC_MAX_STRING
 738 //#define BC_MAX_EXP      ((unsigned long) LONG_MAX)
 739 //#define BC_MAX_VARS     ((unsigned long) SIZE_MAX - 1)
 740 #define BC_MAX_NAME_STR "999999999"
 741 #define BC_MAX_EXP_STR  "999999999"
 742 #define BC_MAX_VARS_STR "999999999"
 743
 744 #define BC_MAX_OBASE_STR "999"
 745
 746 #if INT_MAX == 2147483647
 747 # define BC_MAX_DIM_STR "2147483647"
 748 #elif INT_MAX == 9223372036854775807
 749 # define BC_MAX_DIM_STR "9223372036854775807"
 750 #else
 751 # error Strange INT_MAX
 752 #endif
 753
 754 #if UINT_MAX == 4294967295
 755 # define BC_MAX_SCALE_STR  "4294967295"
 756 # define BC_MAX_STRING_STR "4294967294"
 757 #elif UINT_MAX == 18446744073709551615
 758 # define BC_MAX_SCALE_STR  "18446744073709551615"
 759 # define BC_MAX_STRING_STR "18446744073709551614"
 760 #else
 761 # error Strange UINT_MAX
 762 #endif
 763 #define BC_MAX_NUM_STR BC_MAX_STRING_STR
 764
 765 struct globals {
 766         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(smallint ttyin;)
 767         IF_FEATURE_CLEAN_UP(smallint exiting;)
 768         smallint in_read;
 769
 770         BcParse prs;
 771         BcProgram prog;
 772
 773         // For error messages. Can be set to current parsed line,
 774         // or [TODO] to current executing line (can be before last parsed one)
 775         unsigned err_line;
 776
 777         BcVec files;
 778         BcVec input_buffer;
 779         FILE *input_fp;
 780
 781         char *env_args;
 782
 783 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
 784         line_input_t *line_input_state;
 785 #endif
 786 } FIX_ALIASING;
 787 #define G (*ptr_to_globals)
 788 #define INIT_G() do { \
 789         SET_PTR_TO_GLOBALS(xzalloc(sizeof(G))); \
 790 } while (0)
 791 #define FREE_G() do { \
 792         FREE_PTR_TO_GLOBALS(); \
 793 } while (0)
 794 #define G_posix (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_S))
 795 #define G_warn  (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_W))
 796 #define G_exreg (ENABLE_DC && (option_mask32 & DC_FLAG_X))
 797 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
 798 # define G_interrupt bb_got_signal
 799 # define G_ttyin     G.ttyin
 800 #else
 801 # define G_interrupt 0
 802 # define G_ttyin     0
 803 #endif
 804 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 805 # define G_exiting G.exiting
 806 #else
 807 # define G_exiting 0
 808 #endif
 809 #define IS_BC (ENABLE_BC && (!ENABLE_DC || applet_name[0] == 'b'))
 810 #define IS_DC (ENABLE_DC && (!ENABLE_BC || applet_name[0] != 'b'))
 811
 812 // In configurations where errors abort instead of propagating error
 813 // return code up the call chain, functions returning BC_STATUS
 814 // actually don't return anything, they always succeed and return "void".
 815 // A macro wrapper is provided, which makes this statement work:
 816 //  s = zbc_func(...)
 817 // and makes it visible to the compiler that s is always zero,
 818 // allowing compiler to optimize dead code after the statement.
 819 //
 820 // To make code more readable, each such function has a "z"
 821 // ("always returning zero") prefix, i.e. zbc_foo or zdc_foo.
 822 //
 823 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS || ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 824 # define ERRORS_ARE_FATAL 0
 825 # define ERRORFUNC        /*nothing*/
 826 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  a
 827 # define BC_STATUS        BcStatus
 828 # define RETURN_STATUS(v) return (v)
 829 # define COMMA_SUCCESS    /*nothing*/
 830 #else
 831 # define ERRORS_ARE_FATAL 1
 832 # define ERRORFUNC        NORETURN
 833 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  /*nothing*/
 834 # define BC_STATUS        void
 835 # define RETURN_STATUS(v) do { ((void)(v)); return; } while (0)
 836 # define COMMA_SUCCESS    ,BC_STATUS_SUCCESS
 837 #endif
 838
 839 #define STACK_HAS_MORE_THAN(s, n)          ((s)->len > ((size_t)(n)))
 840 #define STACK_HAS_EQUAL_OR_MORE_THAN(s, n) ((s)->len >= ((size_t)(n)))
 841
 842 #define BC_NUM_NEG(n, neg)      ((((ssize_t)(n)) ^ -((ssize_t)(neg))) + (neg))
 843 #define BC_NUM_ONE(n)           ((n)->len == 1 && (n)->rdx == 0 && (n)->num[0] == 1)
 844 #define BC_NUM_INT(n)           ((n)->len - (n)->rdx)
 845 //#define BC_NUM_AREQ(a, b)       (BC_MAX((a)->rdx, (b)->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1)
 846 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_AREQ(BcNum *a, BcNum *b)
 847 {
 848         return BC_MAX(a->rdx, b->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1;
 849 }
 850 //#define BC_NUM_MREQ(a, b, scale) (BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX((scale), (a)->rdx + (b)->rdx) + 1)
 851 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_MREQ(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
 852 {
 853         return BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX(scale, a->rdx + b->rdx) + 1;
 854 }
 855
 856 typedef void (*BcNumDigitOp)(size_t, size_t, bool) FAST_FUNC;
 857
 858 typedef BC_STATUS (*BcNumBinaryOp)(BcNum *, BcNum *, BcNum *, size_t) FAST_FUNC;
 859
 860 static BC_STATUS zbc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
 861                         BcNumBinaryOp op, size_t req);
 862 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 863 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 864 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 865 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 866 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 867 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 868
 869 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 870 {
 871         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_a : zbc_num_s;
 872         (void) scale;
 873         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, false, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
 874 }
 875
 876 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 877 {
 878         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_s : zbc_num_a;
 879         (void) scale;
 880         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, true, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
 881 }
 882
 883 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 884 {
 885         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 886         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_m, req));
 887 }
 888
 889 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 890 {
 891         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 892         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_d, req));
 893 }
 894
 895 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 896 {
 897         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 898         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_rem, req));
 899 }
 900
 901 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 902 {
 903         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_p, a->len * b->len + 1));
 904 }
 905
 906 static const BcNumBinaryOp zbc_program_ops[] = {
 907         zbc_num_pow, zbc_num_mul, zbc_num_div, zbc_num_mod, zbc_num_add, zbc_num_sub,
 908 };
 909 #define zbc_num_add(...) (zbc_num_add(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 910 #define zbc_num_sub(...) (zbc_num_sub(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 911 #define zbc_num_mul(...) (zbc_num_mul(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 912 #define zbc_num_div(...) (zbc_num_div(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 913 #define zbc_num_mod(...) (zbc_num_mod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 914 #define zbc_num_pow(...) (zbc_num_pow(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 915
 916 static void fflush_and_check(void)
 917 {
 918         fflush_all();
 919         if (ferror(stdout) || ferror(stderr))
 920                 bb_perror_msg_and_die("output error");
 921 }
 922
 923 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 924 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN \
 925 do { \
 926         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(G_ttyin = 0;) /* do not loop in main loop anymore */ \
 927         G_exiting = 1; \
 928         return BC_STATUS_FAILURE; \
 929 } while (0)
 930 #else
 931 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN quit()
 932 #endif
 933
 934 static void quit(void) NORETURN;
 935 static void quit(void)
 936 {
 937         if (ferror(stdin))
 938                 bb_perror_msg_and_die("input error");
 939         fflush_and_check();
 940         dbg_exec("quit(): exiting with exitcode SUCCESS");
 941         exit(0);
 942 }
 943
 944 static void bc_verror_msg(const char *fmt, va_list p)
 945 {
 946         const char *sv = sv; // for compiler
 947         if (G.prog.file) {
 948                 sv = applet_name;
 949                 applet_name = xasprintf("%s: %s:%u", applet_name, G.prog.file, G.err_line);
 950         }
 951         bb_verror_msg(fmt, p, NULL);
 952         if (G.prog.file) {
 953                 free((char*)applet_name);
 954                 applet_name = sv;
 955         }
 956 }
 957
 958 static NOINLINE ERRORFUNC int bc_error_fmt(const char *fmt, ...)
 959 {
 960         va_list p;
 961
 962         va_start(p, fmt);
 963         bc_verror_msg(fmt, p);
 964         va_end(p);
 965
 966         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 967                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return BC_STATUS_FAILURE);
 968         exit(1);
 969 }
 970
 971 #if ENABLE_BC
 972 static NOINLINE int bc_posix_error_fmt(const char *fmt, ...)
 973 {
 974         va_list p;
 975
 976         // Are non-POSIX constructs totally ok?
 977         if (!(option_mask32 & (BC_FLAG_S|BC_FLAG_W)))
 978                 return BC_STATUS_SUCCESS; // yes
 979
 980         va_start(p, fmt);
 981         bc_verror_msg(fmt, p);
 982         va_end(p);
 983
 984         // Do we treat non-POSIX constructs as errors?
 985         if (!(option_mask32 & BC_FLAG_S))
 986                 return BC_STATUS_SUCCESS; // no, it's a warning
 987         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 988                 return BC_STATUS_FAILURE;
 989         exit(1);
 990 }
 991 #endif
 992
 993 // We use error functions with "return bc_error(FMT[, PARAMS])" idiom.
 994 // This idiom begs for tail-call optimization, but for it to work,
 995 // function must not have caller-cleaned parameters on stack.
 996 // Unfortunately, vararg function API does exactly that on most arches.
 997 // Thus, use these shims for the cases when we have no vararg PARAMS:
 998 static ERRORFUNC int bc_error(const char *msg)
 999 {
1000         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("%s", msg);
1001 }
1002 static ERRORFUNC int bc_error_bad_character(char c)
1003 {
1004         if (!c)
1005                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("NUL character");
1006         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("bad character '%c'", c);
1007 }
1008 static ERRORFUNC int bc_error_bad_expression(void)
1009 {
1010         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("bad expression");
1011 }
1012 static ERRORFUNC int bc_error_bad_token(void)
1013 {
1014         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("bad token");
1015 }
1016 static ERRORFUNC int bc_error_stack_has_too_few_elements(void)
1017 {
1018         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("stack has too few elements");
1019 }
1020 static ERRORFUNC int bc_error_variable_is_wrong_type(void)
1021 {
1022         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("variable is wrong type");
1023 }
1024 static ERRORFUNC int bc_error_nested_read_call(void)
1025 {
1026         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("read() call inside of a read() call");
1027 }
1028 #if ENABLE_BC
1029 static int bc_POSIX_requires(const char *msg)
1030 {
1031         return bc_posix_error_fmt("POSIX requires %s", msg);
1032 }
1033 static int bc_POSIX_does_not_allow(const char *msg)
1034 {
1035         return bc_posix_error_fmt("%s%s", "POSIX does not allow ", msg);
1036 }
1037 static int bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(const char *msg)
1038 {
1039         return bc_posix_error_fmt("%s%s %s", "POSIX does not allow ", "boolean operators; the following is bad:", msg);
1040 }
1041 static int bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(const char *msg)
1042 {
1043         return bc_posix_error_fmt("%san empty %s expression in a for loop", "POSIX does not allow ", msg);
1044 }
1045 #endif
1046
1047 static void bc_vec_grow(BcVec *v, size_t n)
1048 {
1049         size_t cap = v->cap * 2;
1050         while (cap < v->len + n) cap *= 2;
1051         v->v = xrealloc(v->v, v->size * cap);
1052         v->cap = cap;
1053 }
1054
1055 static void bc_vec_init(BcVec *v, size_t esize, BcVecFree dtor)
1056 {
1057         v->size = esize;
1058         v->cap = BC_VEC_START_CAP;
1059         v->len = 0;
1060         v->dtor = dtor;
1061         v->v = xmalloc(esize * BC_VEC_START_CAP);
1062 }
1063
1064 static void bc_char_vec_init(BcVec *v)
1065 {
1066         bc_vec_init(v, sizeof(char), NULL);
1067 }
1068
1069 static void bc_vec_expand(BcVec *v, size_t req)
1070 {
1071         if (v->cap < req) {
1072                 v->v = xrealloc(v->v, v->size * req);
1073                 v->cap = req;
1074         }
1075 }
1076
1077 static void bc_vec_pop(BcVec *v)
1078 {
1079         v->len--;
1080         if (v->dtor)
1081                 v->dtor(v->v + (v->size * v->len));
1082 }
1083
1084 static void bc_vec_npop(BcVec *v, size_t n)
1085 {
1086         if (!v->dtor)
1087                 v->len -= n;
1088         else {
1089                 size_t len = v->len - n;
1090                 while (v->len > len) v->dtor(v->v + (v->size * --v->len));
1091         }
1092 }
1093
1094 static void bc_vec_pop_all(BcVec *v)
1095 {
1096         bc_vec_npop(v, v->len);
1097 }
1098
1099 static void bc_vec_push(BcVec *v, const void *data)
1100 {
1101         if (v->len + 1 > v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1102         memmove(v->v + (v->size * v->len), data, v->size);
1103         v->len += 1;
1104 }
1105
1106 static void bc_vec_pushByte(BcVec *v, char data)
1107 {
1108         bc_vec_push(v, &data);
1109 }
1110
1111 static void bc_vec_pushZeroByte(BcVec *v)
1112 {
1113         //bc_vec_pushByte(v, '\0');
1114         // better:
1115         bc_vec_push(v, &const_int_0);
1116 }
1117
1118 static void bc_vec_pushAt(BcVec *v, const void *data, size_t idx)
1119 {
1120         if (idx == v->len)
1121                 bc_vec_push(v, data);
1122         else {
1123                 char *ptr;
1124
1125                 if (v->len == v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1126
1127                 ptr = v->v + v->size * idx;
1128
1129                 memmove(ptr + v->size, ptr, v->size * (v->len++ - idx));
1130                 memmove(ptr, data, v->size);
1131         }
1132 }
1133
1134 static void bc_vec_string(BcVec *v, size_t len, const char *str)
1135 {
1136         bc_vec_pop_all(v);
1137         bc_vec_expand(v, len + 1);
1138         memcpy(v->v, str, len);
1139         v->len = len;
1140
1141         bc_vec_pushZeroByte(v);
1142 }
1143
1144 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS && ENABLE_FEATURE_EDITING
1145 static void bc_vec_concat(BcVec *v, const char *str)
1146 {
1147         size_t len, slen;
1148
1149         if (v->len == 0) bc_vec_pushZeroByte(v);
1150
1151         slen = strlen(str);
1152         len = v->len + slen;
1153
1154         if (v->cap < len) bc_vec_grow(v, slen);
1155         strcpy(v->v + v->len - 1, str);
1156
1157         v->len = len;
1158 }
1159 #endif
1160
1161 static void *bc_vec_item(const BcVec *v, size_t idx)
1162 {
1163         return v->v + v->size * idx;
1164 }
1165
1166 static char** bc_program_str(size_t idx)
1167 {
1168         return bc_vec_item(&G.prog.strs, idx);
1169 }
1170
1171 static BcFunc* bc_program_func(size_t idx)
1172 {
1173         return bc_vec_item(&G.prog.fns, idx);
1174 }
1175 // BC_PROG_MAIN is zeroth element, so:
1176 #define bc_program_func_BC_PROG_MAIN() ((BcFunc*)(G.prog.fns.v))
1177
1178 static void *bc_vec_item_rev(const BcVec *v, size_t idx)
1179 {
1180         return v->v + v->size * (v->len - idx - 1);
1181 }
1182
1183 static void *bc_vec_top(const BcVec *v)
1184 {
1185         return v->v + v->size * (v->len - 1);
1186 }
1187
1188 static FAST_FUNC void bc_vec_free(void *vec)
1189 {
1190         BcVec *v = (BcVec *) vec;
1191         bc_vec_pop_all(v);
1192         free(v->v);
1193 }
1194
1195 static int bc_id_cmp(const void *e1, const void *e2)
1196 {
1197         return strcmp(((const BcId *) e1)->name, ((const BcId *) e2)->name);
1198 }
1199
1200 static FAST_FUNC void bc_id_free(void *id)
1201 {
1202         free(((BcId *) id)->name);
1203 }
1204
1205 static size_t bc_map_find_ge(const BcVec *v, const void *ptr)
1206 {
1207         size_t low = 0, high = v->len;
1208
1209         while (low < high) {
1210                 size_t mid = (low + high) / 2;
1211                 BcId *id = bc_vec_item(v, mid);
1212                 int result = bc_id_cmp(ptr, id);
1213
1214                 if (result == 0)
1215                         return mid;
1216                 if (result < 0)
1217                         high = mid;
1218                 else
1219                         low = mid + 1;
1220         }
1221
1222         return low;
1223 }
1224
1225 static int bc_map_insert(BcVec *v, const void *ptr, size_t *i)
1226 {
1227         size_t n = *i = bc_map_find_ge(v, ptr);
1228
1229         if (n == v->len)
1230                 bc_vec_push(v, ptr);
1231         else if (!bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, n)))
1232                 return 0; // "was not inserted"
1233         else
1234                 bc_vec_pushAt(v, ptr, n);
1235         return 1; // "was inserted"
1236 }
1237
1238 #if ENABLE_BC
1239 static size_t bc_map_find_exact(const BcVec *v, const void *ptr)
1240 {
1241         size_t i = bc_map_find_ge(v, ptr);
1242         if (i >= v->len) return BC_VEC_INVALID_IDX;
1243         return bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, i)) ? BC_VEC_INVALID_IDX : i;
1244 }
1245 #endif
1246
1247 static int bad_input_byte(char c)
1248 {
1249         if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1250          || c > 0x7e
1251         ) {
1252                 bc_error_fmt("illegal character 0x%02x", c);
1253                 return 1;
1254         }
1255         return 0;
1256 }
1257
1258 // Note: it _appends_ data from fp to vec.
1259 static void bc_read_line(BcVec *vec, FILE *fp)
1260 {
1261  again:
1262         fflush_and_check();
1263
1264 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1265         if (G_interrupt) { // ^C was pressed
1266  intr:
1267                 if (fp != stdin) {
1268                         // ^C while running a script (bc SCRIPT): die.
1269                         // We do not return to interactive prompt:
1270                         // user might be running us from a shell,
1271                         // and SCRIPT might be intended to terminate
1272                         // (e.g. contain a "halt" stmt).
1273                         // ^C dropping user into a bc prompt instead of
1274                         // the shell would be unexpected.
1275                         xfunc_die();
1276                 }
1277                 // ^C while interactive input
1278                 G_interrupt = 0;
1279                 // GNU bc says "interrupted execution."
1280                 // GNU dc says "Interrupt!"
1281                 fputs("\ninterrupted execution\n", stderr);
1282         }
1283
1284 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
1285         if (G_ttyin && fp == stdin) {
1286                 int n, i;
1287 #  define line_buf bb_common_bufsiz1
1288                 n = read_line_input(G.line_input_state, "", line_buf, COMMON_BUFSIZE);
1289                 if (n <= 0) { // read errors or EOF, or ^D, or ^C
1290                         if (n == 0) // ^C
1291                                 goto intr;
1292                         bc_vec_pushZeroByte(vec); // ^D or EOF (or error)
1293                         return;
1294                 }
1295                 i = 0;
1296                 for (;;) {
1297                         char c = line_buf[i++];
1298                         if (!c) break;
1299                         if (bad_input_byte(c)) goto again;
1300                 }
1301                 bc_vec_concat(vec, line_buf);
1302 #  undef line_buf
1303         } else
1304 # endif
1305 #endif
1306         {
1307                 int c;
1308                 bool bad_chars = 0;
1309                 size_t len = vec->len;
1310
1311                 do {
1312 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1313                         if (G_interrupt) {
1314                                 // ^C was pressed: ignore entire line, get another one
1315                                 vec->len = len;
1316                                 goto intr;
1317                         }
1318 #endif
1319                         do c = fgetc(fp); while (c == '\0');
1320                         if (c == EOF) {
1321                                 if (ferror(fp))
1322                                         bb_perror_msg_and_die("input error");
1323                                 // Note: EOF does not append '\n'
1324                                 break;
1325                         }
1326                         bad_chars |= bad_input_byte(c);
1327                         bc_vec_pushByte(vec, (char)c);
1328                 } while (c != '\n');
1329
1330                 if (bad_chars) {
1331                         // Bad chars on this line
1332                         if (!G.prog.file) { // stdin
1333                                 // ignore entire line, get another one
1334                                 vec->len = len;
1335                                 goto again;
1336                         }
1337                         bb_perror_msg_and_die("file '%s' is not text", G.prog.file);
1338                 }
1339                 bc_vec_pushZeroByte(vec);
1340         }
1341 }
1342
1343 static void bc_num_setToZero(BcNum *n, size_t scale)
1344 {
1345         n->len = 0;
1346         n->neg = false;
1347         n->rdx = scale;
1348 }
1349
1350 static void bc_num_zero(BcNum *n)
1351 {
1352         bc_num_setToZero(n, 0);
1353 }
1354
1355 static void bc_num_one(BcNum *n)
1356 {
1357         bc_num_setToZero(n, 0);
1358         n->len = 1;
1359         n->num[0] = 1;
1360 }
1361
1362 // Note: this also sets BcNum to zero
1363 static void bc_num_init(BcNum *n, size_t req)
1364 {
1365         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1366         //memset(n, 0, sizeof(BcNum)); - cleared by assignments below
1367         n->num = xmalloc(req);
1368         n->cap = req;
1369         n->rdx = 0;
1370         n->len = 0;
1371         n->neg = false;
1372 }
1373
1374 static void bc_num_init_DEF_SIZE(BcNum *n)
1375 {
1376         bc_num_init(n, BC_NUM_DEF_SIZE);
1377 }
1378
1379 static void bc_num_expand(BcNum *n, size_t req)
1380 {
1381         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1382         if (req > n->cap) {
1383                 n->num = xrealloc(n->num, req);
1384                 n->cap = req;
1385         }
1386 }
1387
1388 static FAST_FUNC void bc_num_free(void *num)
1389 {
1390         free(((BcNum *) num)->num);
1391 }
1392
1393 static void bc_num_copy(BcNum *d, BcNum *s)
1394 {
1395         if (d != s) {
1396                 bc_num_expand(d, s->cap);
1397                 d->len = s->len;
1398                 d->neg = s->neg;
1399                 d->rdx = s->rdx;
1400                 memcpy(d->num, s->num, sizeof(BcDig) * d->len);
1401         }
1402 }
1403
1404 static BC_STATUS zbc_num_ulong(BcNum *n, unsigned long *result_p)
1405 {
1406         size_t i;
1407         unsigned long pow, result;
1408
1409         if (n->neg) RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
1410
1411         for (result = 0, pow = 1, i = n->rdx; i < n->len; ++i) {
1412                 unsigned long prev = result, powprev = pow;
1413
1414                 result += ((unsigned long) n->num[i]) * pow;
1415                 pow *= 10;
1416
1417                 if (result < prev || pow < powprev)
1418                         RETURN_STATUS(bc_error("overflow"));
1419                 prev = result;
1420                 powprev = pow;
1421         }
1422         *result_p = result;
1423
1424         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1425 }
1426 #define zbc_num_ulong(...) (zbc_num_ulong(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1427
1428 static void bc_num_ulong2num(BcNum *n, unsigned long val)
1429 {
1430         BcDig *ptr;
1431
1432         bc_num_zero(n);
1433
1434         if (val == 0) return;
1435
1436         if (ULONG_MAX == 0xffffffffUL)
1437                 bc_num_expand(n, 10); // 10 digits: 4294967295
1438         if (ULONG_MAX == 0xffffffffffffffffULL)
1439                 bc_num_expand(n, 20); // 20 digits: 18446744073709551615
1440         BUILD_BUG_ON(ULONG_MAX > 0xffffffffffffffffULL);
1441
1442         ptr = n->num;
1443         for (;;) {
1444                 n->len++;
1445                 *ptr++ = val % 10;
1446                 val /= 10;
1447                 if (val == 0) break;
1448         }
1449 }
1450
1451 static void bc_num_subArrays(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1452 {
1453         size_t i, j;
1454         for (i = 0; i < len; ++i) {
1455                 a[i] -= b[i];
1456                 for (j = i; a[j] < 0;) {
1457                         a[j++] += 10;
1458                         a[j] -= 1;
1459                 }
1460         }
1461 }
1462
1463 static ssize_t bc_num_compare(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1464 {
1465         size_t i = len;
1466         for (;;) {
1467                 int c;
1468                 if (i == 0)
1469                         return 0;
1470                 i--;
1471                 c = a[i] - b[i];
1472                 if (c != 0) {
1473                         i++;
1474                         if (c < 0)
1475                                 return -i;
1476                         return i;
1477                 }
1478         }
1479 }
1480
1481 static ssize_t bc_num_cmp(BcNum *a, BcNum *b)
1482 {
1483         size_t i, min, a_int, b_int, diff;
1484         BcDig *max_num, *min_num;
1485         bool a_max, neg;
1486         ssize_t cmp;
1487
1488         if (a == b) return 0;
1489         if (a->len == 0) return BC_NUM_NEG(!!b->len, !b->neg);
1490         if (b->len == 0) return BC_NUM_NEG(1, a->neg);
1491
1492         if (a->neg != b->neg) // signs of a and b differ
1493                 // +a,-b = a>b = 1 or -a,+b = a<b = -1
1494                 return (int)b->neg - (int)a->neg;
1495         neg = a->neg; // 1 if both negative, 0 if both positive
1496
1497         a_int = BC_NUM_INT(a);
1498         b_int = BC_NUM_INT(b);
1499         a_int -= b_int;
1500
1501         if (a_int != 0) return (ssize_t) a_int;
1502
1503         a_max = (a->rdx > b->rdx);
1504         if (a_max) {
1505                 min = b->rdx;
1506                 diff = a->rdx - b->rdx;
1507                 max_num = a->num + diff;
1508                 min_num = b->num;
1509                 // neg = (a_max == neg); - NOP (maps 1->1 and 0->0)
1510         } else {
1511                 min = a->rdx;
1512                 diff = b->rdx - a->rdx;
1513                 max_num = b->num + diff;
1514                 min_num = a->num;
1515                 neg = !neg; // same as "neg = (a_max == neg)"
1516         }
1517
1518         cmp = bc_num_compare(max_num, min_num, b_int + min);
1519         if (cmp != 0) return BC_NUM_NEG(cmp, neg);
1520
1521         for (max_num -= diff, i = diff - 1; i < diff; --i) {
1522                 if (max_num[i]) return BC_NUM_NEG(1, neg);
1523         }
1524
1525         return 0;
1526 }
1527
1528 static void bc_num_truncate(BcNum *n, size_t places)
1529 {
1530         if (places == 0) return;
1531
1532         n->rdx -= places;
1533
1534         if (n->len != 0) {
1535                 n->len -= places;
1536                 memmove(n->num, n->num + places, n->len * sizeof(BcDig));
1537         }
1538 }
1539
1540 static void bc_num_extend(BcNum *n, size_t places)
1541 {
1542         size_t len = n->len + places;
1543
1544         if (places != 0) {
1545                 if (n->cap < len) bc_num_expand(n, len);
1546
1547                 memmove(n->num + places, n->num, sizeof(BcDig) * n->len);
1548                 memset(n->num, 0, sizeof(BcDig) * places);
1549
1550                 n->len += places;
1551                 n->rdx += places;
1552         }
1553 }
1554
1555 static void bc_num_clean(BcNum *n)
1556 {
1557         while (n->len > 0 && n->num[n->len - 1] == 0) --n->len;
1558         if (n->len == 0)
1559                 n->neg = false;
1560         else if (n->len < n->rdx)
1561                 n->len = n->rdx;
1562 }
1563
1564 static void bc_num_retireMul(BcNum *n, size_t scale, bool neg1, bool neg2)
1565 {
1566         if (n->rdx < scale)
1567                 bc_num_extend(n, scale - n->rdx);
1568         else
1569                 bc_num_truncate(n, n->rdx - scale);
1570
1571         bc_num_clean(n);
1572         if (n->len != 0) n->neg = !neg1 != !neg2;
1573 }
1574
1575 static void bc_num_split(BcNum *restrict n, size_t idx, BcNum *restrict a,
1576                          BcNum *restrict b)
1577 {
1578         if (idx < n->len) {
1579                 b->len = n->len - idx;
1580                 a->len = idx;
1581                 a->rdx = b->rdx = 0;
1582
1583                 memcpy(b->num, n->num + idx, b->len * sizeof(BcDig));
1584                 memcpy(a->num, n->num, idx * sizeof(BcDig));
1585         } else {
1586                 bc_num_zero(b);
1587                 bc_num_copy(a, n);
1588         }
1589
1590         bc_num_clean(a);
1591         bc_num_clean(b);
1592 }
1593
1594 static BC_STATUS zbc_num_shift(BcNum *n, size_t places)
1595 {
1596         if (places == 0 || n->len == 0) RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1597
1598         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
1599         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
1600                 if (places + n->len > BC_MAX_NUM)
1601                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
1602         }
1603
1604         if (n->rdx >= places)
1605                 n->rdx -= places;
1606         else {
1607                 bc_num_extend(n, places - n->rdx);
1608                 n->rdx = 0;
1609         }
1610
1611         bc_num_clean(n);
1612
1613         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1614 }
1615 #define zbc_num_shift(...) (zbc_num_shift(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1616
1617 static BC_STATUS zbc_num_inv(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1618 {
1619         BcNum one;
1620         BcDig num[2];
1621
1622         one.cap = 2;
1623         one.num = num;
1624         bc_num_one(&one);
1625
1626         RETURN_STATUS(zbc_num_div(&one, a, b, scale));
1627 }
1628 #define zbc_num_inv(...) (zbc_num_inv(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1629
1630 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1631 {
1632         BcDig *ptr, *ptr_a, *ptr_b, *ptr_c;
1633         size_t i, max, min_rdx, min_int, diff, a_int, b_int;
1634         unsigned carry;
1635
1636         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1637         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1638
1639         if (a->len == 0) {
1640                 bc_num_copy(c, b);
1641                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1642                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1643         }
1644         if (b->len == 0) {
1645                 bc_num_copy(c, a);
1646                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1647         }
1648
1649         c->neg = a->neg;
1650         c->rdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1651         min_rdx = BC_MIN(a->rdx, b->rdx);
1652         c->len = 0;
1653
1654         if (a->rdx > b->rdx) {
1655                 diff = a->rdx - b->rdx;
1656                 ptr = a->num;
1657                 ptr_a = a->num + diff;
1658                 ptr_b = b->num;
1659         } else {
1660                 diff = b->rdx - a->rdx;
1661                 ptr = b->num;
1662                 ptr_a = a->num;
1663                 ptr_b = b->num + diff;
1664         }
1665
1666         ptr_c = c->num;
1667         for (i = 0; i < diff; ++i, ++c->len)
1668                 ptr_c[i] = ptr[i];
1669
1670         ptr_c += diff;
1671         a_int = BC_NUM_INT(a);
1672         b_int = BC_NUM_INT(b);
1673
1674         if (a_int > b_int) {
1675                 min_int = b_int;
1676                 max = a_int;
1677                 ptr = ptr_a;
1678         } else {
1679                 min_int = a_int;
1680                 max = b_int;
1681                 ptr = ptr_b;
1682         }
1683
1684         carry = 0;
1685         for (i = 0; i < min_rdx + min_int; ++i) {
1686                 unsigned in = (unsigned)ptr_a[i] + (unsigned)ptr_b[i] + carry;
1687                 carry = in / 10;
1688                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1689         }
1690         for (; i < max + min_rdx; ++i) {
1691                 unsigned in = (unsigned)ptr[i] + carry;
1692                 carry = in / 10;
1693                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1694         }
1695         c->len += i;
1696
1697         if (carry != 0) c->num[c->len++] = (BcDig) carry;
1698
1699         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1700 }
1701
1702 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1703 {
1704         ssize_t cmp;
1705         BcNum *minuend, *subtrahend;
1706         size_t start;
1707         bool aneg, bneg, neg;
1708
1709         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1710         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1711
1712         if (a->len == 0) {
1713                 bc_num_copy(c, b);
1714                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1715                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1716         }
1717         if (b->len == 0) {
1718                 bc_num_copy(c, a);
1719                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1720         }
1721
1722         aneg = a->neg;
1723         bneg = b->neg;
1724         a->neg = b->neg = false;
1725
1726         cmp = bc_num_cmp(a, b);
1727
1728         a->neg = aneg;
1729         b->neg = bneg;
1730
1731         if (cmp == 0) {
1732                 bc_num_setToZero(c, BC_MAX(a->rdx, b->rdx));
1733                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1734         }
1735         if (cmp > 0) {
1736                 neg = a->neg;
1737                 minuend = a;
1738                 subtrahend = b;
1739         } else {
1740                 neg = b->neg;
1741                 if (sub) neg = !neg;
1742                 minuend = b;
1743                 subtrahend = a;
1744         }
1745
1746         bc_num_copy(c, minuend);
1747         c->neg = neg;
1748
1749         if (c->rdx < subtrahend->rdx) {
1750                 bc_num_extend(c, subtrahend->rdx - c->rdx);
1751                 start = 0;
1752         } else
1753                 start = c->rdx - subtrahend->rdx;
1754
1755         bc_num_subArrays(c->num + start, subtrahend->num, subtrahend->len);
1756
1757         bc_num_clean(c);
1758
1759         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1760 }
1761
1762 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_k(BcNum *restrict a, BcNum *restrict b,
1763                          BcNum *restrict c)
1764 #define zbc_num_k(...) (zbc_num_k(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1765 {
1766         BcStatus s;
1767         size_t max = BC_MAX(a->len, b->len), max2 = (max + 1) / 2;
1768         BcNum l1, h1, l2, h2, m2, m1, z0, z1, z2, temp;
1769         bool aone;
1770
1771         if (a->len == 0 || b->len == 0) {
1772                 bc_num_zero(c);
1773                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1774         }
1775         aone = BC_NUM_ONE(a);
1776         if (aone || BC_NUM_ONE(b)) {
1777                 bc_num_copy(c, aone ? b : a);
1778                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1779         }
1780
1781         if (a->len + b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1782          || a->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1783          || b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1784         ) {
1785                 size_t i, j, len;
1786
1787                 bc_num_expand(c, a->len + b->len + 1);
1788
1789                 memset(c->num, 0, sizeof(BcDig) * c->cap);
1790                 c->len = len = 0;
1791
1792                 for (i = 0; i < b->len; ++i) {
1793                         unsigned carry = 0;
1794                         for (j = 0; j < a->len; ++j) {
1795                                 unsigned in = c->num[i + j];
1796                                 in += (unsigned)a->num[j] * (unsigned)b->num[i] + carry;
1797                                 // note: compilers prefer _unsigned_ div/const
1798                                 carry = in / 10;
1799                                 c->num[i + j] = (BcDig)(in % 10);
1800                         }
1801
1802                         c->num[i + j] += (BcDig) carry;
1803                         len = BC_MAX(len, i + j + !!carry);
1804
1805 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1806                         // a=2^1000000
1807                         // a*a <- without check below, this will not be interruptible
1808                         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE;
1809 #endif
1810                 }
1811
1812                 c->len = len;
1813
1814                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1815         }
1816
1817         bc_num_init(&l1, max);
1818         bc_num_init(&h1, max);
1819         bc_num_init(&l2, max);
1820         bc_num_init(&h2, max);
1821         bc_num_init(&m1, max);
1822         bc_num_init(&m2, max);
1823         bc_num_init(&z0, max);
1824         bc_num_init(&z1, max);
1825         bc_num_init(&z2, max);
1826         bc_num_init(&temp, max + max);
1827
1828         bc_num_split(a, max2, &l1, &h1);
1829         bc_num_split(b, max2, &l2, &h2);
1830
1831         s = zbc_num_add(&h1, &l1, &m1, 0);
1832         if (s) goto err;
1833         s = zbc_num_add(&h2, &l2, &m2, 0);
1834         if (s) goto err;
1835
1836         s = zbc_num_k(&h1, &h2, &z0);
1837         if (s) goto err;
1838         s = zbc_num_k(&m1, &m2, &z1);
1839         if (s) goto err;
1840         s = zbc_num_k(&l1, &l2, &z2);
1841         if (s) goto err;
1842
1843         s = zbc_num_sub(&z1, &z0, &temp, 0);
1844         if (s) goto err;
1845         s = zbc_num_sub(&temp, &z2, &z1, 0);
1846         if (s) goto err;
1847
1848         s = zbc_num_shift(&z0, max2 * 2);
1849         if (s) goto err;
1850         s = zbc_num_shift(&z1, max2);
1851         if (s) goto err;
1852         s = zbc_num_add(&z0, &z1, &temp, 0);
1853         if (s) goto err;
1854         s = zbc_num_add(&temp, &z2, c, 0);
1855  err:
1856         bc_num_free(&temp);
1857         bc_num_free(&z2);
1858         bc_num_free(&z1);
1859         bc_num_free(&z0);
1860         bc_num_free(&m2);
1861         bc_num_free(&m1);
1862         bc_num_free(&h2);
1863         bc_num_free(&l2);
1864         bc_num_free(&h1);
1865         bc_num_free(&l1);
1866         RETURN_STATUS(s);
1867 }
1868
1869 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1870 {
1871         BcStatus s;
1872         BcNum cpa, cpb;
1873         size_t maxrdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1874
1875         scale = BC_MAX(scale, a->rdx);
1876         scale = BC_MAX(scale, b->rdx);
1877         scale = BC_MIN(a->rdx + b->rdx, scale);
1878         maxrdx = BC_MAX(maxrdx, scale);
1879
1880         bc_num_init(&cpa, a->len);
1881         bc_num_init(&cpb, b->len);
1882
1883         bc_num_copy(&cpa, a);
1884         bc_num_copy(&cpb, b);
1885         cpa.neg = cpb.neg = false;
1886
1887         s = zbc_num_shift(&cpa, maxrdx);
1888         if (s) goto err;
1889         s = zbc_num_shift(&cpb, maxrdx);
1890         if (s) goto err;
1891         s = zbc_num_k(&cpa, &cpb, c);
1892         if (s) goto err;
1893
1894         maxrdx += scale;
1895         bc_num_expand(c, c->len + maxrdx);
1896
1897         if (c->len < maxrdx) {
1898                 memset(c->num + c->len, 0, (c->cap - c->len) * sizeof(BcDig));
1899                 c->len += maxrdx;
1900         }
1901
1902         c->rdx = maxrdx;
1903         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1904  err:
1905         bc_num_free(&cpb);
1906         bc_num_free(&cpa);
1907         RETURN_STATUS(s);
1908 }
1909 #define zbc_num_m(...) (zbc_num_m(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1910
1911 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1912 {
1913         BcStatus s;
1914         size_t len, end, i;
1915         BcNum cp;
1916
1917         if (b->len == 0)
1918                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
1919         if (a->len == 0) {
1920                 bc_num_setToZero(c, scale);
1921                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1922         }
1923         if (BC_NUM_ONE(b)) {
1924                 bc_num_copy(c, a);
1925                 bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1926                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1927         }
1928
1929         bc_num_init(&cp, BC_NUM_MREQ(a, b, scale));
1930         bc_num_copy(&cp, a);
1931         len = b->len;
1932
1933         if (len > cp.len) {
1934                 bc_num_expand(&cp, len + 2);
1935                 bc_num_extend(&cp, len - cp.len);
1936         }
1937
1938         if (b->rdx > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, b->rdx - cp.rdx);
1939         cp.rdx -= b->rdx;
1940         if (scale > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, scale - cp.rdx);
1941
1942         if (b->rdx == b->len) {
1943                 for (;;) {
1944                         if (len == 0) break;
1945                         len--;
1946                         if (b->num[len] != 0)
1947                                 break;
1948                 }
1949                 len++;
1950         }
1951
1952         if (cp.cap == cp.len) bc_num_expand(&cp, cp.len + 1);
1953
1954         // We want an extra zero in front to make things simpler.
1955         cp.num[cp.len++] = 0;
1956         end = cp.len - len;
1957
1958         bc_num_expand(c, cp.len);
1959
1960         bc_num_zero(c);
1961         memset(c->num + end, 0, (c->cap - end) * sizeof(BcDig));
1962         c->rdx = cp.rdx;
1963         c->len = cp.len;
1964
1965         s = BC_STATUS_SUCCESS;
1966         for (i = end - 1; i < end; --i) {
1967                 BcDig *n, q;
1968                 n = cp.num + i;
1969                 for (q = 0; n[len] != 0 || bc_num_compare(n, b->num, len) >= 0; ++q)
1970                         bc_num_subArrays(n, b->num, len);
1971                 c->num[i] = q;
1972 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1973                 // a=2^100000
1974                 // scale=40000
1975                 // 1/a <- without check below, this will not be interruptible
1976                 if (G_interrupt) {
1977                         s = BC_STATUS_FAILURE;
1978                         break;
1979                 }
1980 #endif
1981         }
1982
1983         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1984         bc_num_free(&cp);
1985
1986         RETURN_STATUS(s);
1987 }
1988 #define zbc_num_d(...) (zbc_num_d(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1989
1990 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_r(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c,
1991                          BcNum *restrict d, size_t scale, size_t ts)
1992 {
1993         BcStatus s;
1994         BcNum temp;
1995         bool neg;
1996
1997         if (b->len == 0)
1998                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
1999
2000         if (a->len == 0) {
2001                 bc_num_setToZero(d, ts);
2002                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2003         }
2004
2005         bc_num_init(&temp, d->cap);
2006         s = zbc_num_d(a, b, c, scale);
2007         if (s) goto err;
2008
2009         if (scale != 0) scale = ts;
2010
2011         s = zbc_num_m(c, b, &temp, scale);
2012         if (s) goto err;
2013         s = zbc_num_sub(a, &temp, d, scale);
2014         if (s) goto err;
2015
2016         if (ts > d->rdx && d->len) bc_num_extend(d, ts - d->rdx);
2017
2018         neg = d->neg;
2019         bc_num_retireMul(d, ts, a->neg, b->neg);
2020         d->neg = neg;
2021  err:
2022         bc_num_free(&temp);
2023         RETURN_STATUS(s);
2024 }
2025 #define zbc_num_r(...) (zbc_num_r(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2026
2027 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2028 {
2029         BcStatus s;
2030         BcNum c1;
2031         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2032
2033         bc_num_init(&c1, len);
2034         s = zbc_num_r(a, b, &c1, c, scale, ts);
2035         bc_num_free(&c1);
2036
2037         RETURN_STATUS(s);
2038 }
2039 #define zbc_num_rem(...) (zbc_num_rem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2040
2041 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2042 {
2043         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2044         BcNum copy;
2045         unsigned long pow;
2046         size_t i, powrdx, resrdx;
2047         bool neg;
2048
2049         if (b->rdx) RETURN_STATUS(bc_error("non integer number"));
2050
2051         if (b->len == 0) {
2052                 bc_num_one(c);
2053                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2054         }
2055         if (a->len == 0) {
2056                 bc_num_setToZero(c, scale);
2057                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2058         }
2059         if (BC_NUM_ONE(b)) {
2060                 if (!b->neg)
2061                         bc_num_copy(c, a);
2062                 else
2063                         s = zbc_num_inv(a, c, scale);
2064                 RETURN_STATUS(s);
2065         }
2066
2067         neg = b->neg;
2068         b->neg = false;
2069
2070         s = zbc_num_ulong(b, &pow);
2071         if (s) RETURN_STATUS(s);
2072
2073         bc_num_init(&copy, a->len);
2074         bc_num_copy(&copy, a);
2075
2076         if (!neg) {
2077                 if (a->rdx > scale)
2078                         scale = a->rdx;
2079                 if (a->rdx * pow < scale)
2080                         scale = a->rdx * pow;
2081         }
2082
2083         b->neg = neg;
2084
2085         for (powrdx = a->rdx; !(pow & 1); pow >>= 1) {
2086                 powrdx <<= 1;
2087                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2088                 if (s) goto err;
2089                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2090                 //if (G_interrupt) {
2091                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2092                 //      goto err;
2093                 //}
2094         }
2095
2096         bc_num_copy(c, &copy);
2097
2098         for (resrdx = powrdx, pow >>= 1; pow != 0; pow >>= 1) {
2099                 powrdx <<= 1;
2100                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2101                 if (s) goto err;
2102
2103                 if (pow & 1) {
2104                         resrdx += powrdx;
2105                         s = zbc_num_mul(c, &copy, c, resrdx);
2106                         if (s) goto err;
2107                 }
2108                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2109                 //if (G_interrupt) {
2110                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2111                 //      goto err;
2112                 //}
2113         }
2114
2115         if (neg) {
2116                 s = zbc_num_inv(c, c, scale);
2117                 if (s) goto err;
2118         }
2119
2120         if (c->rdx > scale) bc_num_truncate(c, c->rdx - scale);
2121
2122         // We can't use bc_num_clean() here.
2123         for (i = 0; i < c->len; ++i)
2124                 if (c->num[i] != 0)
2125                         goto skip;
2126         bc_num_setToZero(c, scale);
2127  skip:
2128
2129  err:
2130         bc_num_free(&copy);
2131         RETURN_STATUS(s);
2132 }
2133 #define zbc_num_p(...) (zbc_num_p(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2134
2135 static BC_STATUS zbc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
2136                               BcNumBinaryOp op, size_t req)
2137 {
2138         BcStatus s;
2139         BcNum num2, *ptr_a, *ptr_b;
2140         bool init = false;
2141
2142         if (c == a) {
2143                 ptr_a = &num2;
2144                 memcpy(ptr_a, c, sizeof(BcNum));
2145                 init = true;
2146         } else
2147                 ptr_a = a;
2148
2149         if (c == b) {
2150                 ptr_b = &num2;
2151                 if (c != a) {
2152                         memcpy(ptr_b, c, sizeof(BcNum));
2153                         init = true;
2154                 }
2155         } else
2156                 ptr_b = b;
2157
2158         if (init)
2159                 bc_num_init(c, req);
2160         else
2161                 bc_num_expand(c, req);
2162
2163         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2164         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) op(ptr_a, ptr_b, c, scale);
2165
2166         if (init) bc_num_free(&num2);
2167
2168         RETURN_STATUS(s);
2169 }
2170 #define zbc_num_binary(...) (zbc_num_binary(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2171
2172 static bool bc_num_strValid(const char *val, size_t base)
2173 {
2174         BcDig b;
2175         bool radix;
2176
2177         b = (BcDig)(base <= 10 ? base + '0' : base - 10 + 'A');
2178         radix = false;
2179         for (;;) {
2180                 BcDig c = *val++;
2181                 if (c == '\0')
2182                         break;
2183                 if (c == '.') {
2184                         if (radix) return false;
2185                         radix = true;
2186                         continue;
2187                 }
2188                 if (c < '0' || c >= b || (c > '9' && c < 'A'))
2189                         return false;
2190         }
2191         return true;
2192 }
2193
2194 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2195 // leading zeroes in "val" are removed
2196 static void bc_num_parseDecimal(BcNum *n, const char *val)
2197 {
2198         size_t len, i;
2199         const char *ptr;
2200
2201         len = strlen(val);
2202         if (len == 0)
2203                 return;
2204
2205         bc_num_expand(n, len);
2206
2207         ptr = strchr(val, '.');
2208
2209         n->rdx = 0;
2210         if (ptr != NULL)
2211                 n->rdx = (size_t)((val + len) - (ptr + 1));
2212
2213         for (i = 0; val[i]; ++i) {
2214                 if (val[i] != '0' && val[i] != '.') {
2215                         // Not entirely zero value - convert it, and exit
2216                         i = len - 1;
2217                         for (;;) {
2218                                 n->num[n->len] = val[i] - '0';
2219                                 ++n->len;
2220  skip_dot:
2221                                 if (i == 0) break;
2222                                 if (val[--i] == '.') goto skip_dot;
2223                         }
2224                         break;
2225                 }
2226         }
2227         // if for() exits without hitting if(), the value is entirely zero
2228 }
2229
2230 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2231 // leading zeroes in "val" are removed
2232 static void bc_num_parseBase(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2233 {
2234         BcStatus s;
2235         BcNum temp, mult, result;
2236         BcNum base;
2237         BcDig c = '\0';
2238         unsigned long v;
2239         size_t i, digits;
2240
2241         for (i = 0; ; ++i) {
2242                 if (val[i] == '\0')
2243                         return;
2244                 if (val[i] != '.' && val[i] != '0')
2245                         break;
2246         }
2247
2248         bc_num_init_DEF_SIZE(&temp);
2249         bc_num_init_DEF_SIZE(&mult);
2250 //TODO: have BcNumSmall type, with static buffer
2251         bc_num_init_DEF_SIZE(&base);
2252         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
2253
2254         for (;;) {
2255                 c = *val++;
2256                 if (c == '\0') goto int_err;
2257                 if (c == '.') break;
2258
2259                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2260
2261                 s = zbc_num_mul(n, &base, &mult, 0);
2262                 if (s) goto int_err;
2263                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2264                 s = zbc_num_add(&mult, &temp, n, 0);
2265                 if (s) goto int_err;
2266         }
2267
2268         bc_num_init(&result, base.len);
2269         //bc_num_zero(&result); - already is
2270         bc_num_one(&mult);
2271
2272         digits = 0;
2273         for (;;) {
2274                 c = *val++;
2275                 if (c == '\0') break;
2276                 digits++;
2277
2278                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2279
2280                 s = zbc_num_mul(&result, &base, &result, 0);
2281                 if (s) goto err;
2282                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2283                 s = zbc_num_add(&result, &temp, &result, 0);
2284                 if (s) goto err;
2285                 s = zbc_num_mul(&mult, &base, &mult, 0);
2286                 if (s) goto err;
2287         }
2288
2289         s = zbc_num_div(&result, &mult, &result, digits);
2290         if (s) goto err;
2291         s = zbc_num_add(n, &result, n, digits);
2292         if (s) goto err;
2293
2294         if (n->len != 0) {
2295                 if (n->rdx < digits)
2296                         bc_num_extend(n, digits - n->rdx);
2297         } else
2298                 bc_num_zero(n);
2299  err:
2300         bc_num_free(&result);
2301  int_err:
2302         bc_num_free(&base);
2303         bc_num_free(&mult);
2304         bc_num_free(&temp);
2305 }
2306
2307 static BC_STATUS zbc_num_parse(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2308 {
2309         if (!bc_num_strValid(val, base_t))
2310                 RETURN_STATUS(bc_error("bad number string"));
2311
2312         bc_num_zero(n);
2313         while (*val == '0') val++;
2314
2315         if (base_t == 10)
2316                 bc_num_parseDecimal(n, val);
2317         else
2318                 bc_num_parseBase(n, val, base_t);
2319
2320         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2321 }
2322 #define zbc_num_parse(...) (zbc_num_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2323
2324 static BC_STATUS zbc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *restrict b, size_t scale)
2325 {
2326         BcStatus s;
2327         BcNum num1, num2, half, f, fprime, *x0, *x1, *temp;
2328         size_t pow, len, digs, digs1, resrdx, req, times = 0;
2329         ssize_t cmp = 1, cmp1 = SSIZE_MAX, cmp2 = SSIZE_MAX;
2330
2331         req = BC_MAX(scale, a->rdx) + ((BC_NUM_INT(a) + 1) >> 1) + 1;
2332         bc_num_expand(b, req);
2333
2334         if (a->len == 0) {
2335                 bc_num_setToZero(b, scale);
2336                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2337         }
2338         if (a->neg) {
2339                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2340         }
2341         if (BC_NUM_ONE(a)) {
2342                 bc_num_one(b);
2343                 bc_num_extend(b, scale);
2344                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2345         }
2346
2347         scale = BC_MAX(scale, a->rdx) + 1;
2348         len = a->len + scale;
2349
2350         bc_num_init(&num1, len);
2351         bc_num_init(&num2, len);
2352         bc_num_init_DEF_SIZE(&half);
2353
2354         bc_num_one(&half);
2355         half.num[0] = 5;
2356         half.rdx = 1;
2357
2358         bc_num_init(&f, len);
2359         bc_num_init(&fprime, len);
2360
2361         x0 = &num1;
2362         x1 = &num2;
2363
2364         bc_num_one(x0);
2365         pow = BC_NUM_INT(a);
2366
2367         if (pow) {
2368                 if (pow & 1)
2369                         x0->num[0] = 2;
2370                 else
2371                         x0->num[0] = 6;
2372
2373                 pow -= 2 - (pow & 1);
2374
2375                 bc_num_extend(x0, pow);
2376
2377                 // Make sure to move the radix back.
2378                 x0->rdx -= pow;
2379         }
2380
2381         x0->rdx = digs = digs1 = 0;
2382         resrdx = scale + 2;
2383         len = BC_NUM_INT(x0) + resrdx - 1;
2384
2385         while (cmp != 0 || digs < len) {
2386                 s = zbc_num_div(a, x0, &f, resrdx);
2387                 if (s) goto err;
2388                 s = zbc_num_add(x0, &f, &fprime, resrdx);
2389                 if (s) goto err;
2390                 s = zbc_num_mul(&fprime, &half, x1, resrdx);
2391                 if (s) goto err;
2392
2393                 cmp = bc_num_cmp(x1, x0);
2394                 digs = x1->len - (unsigned long long) llabs(cmp);
2395
2396                 if (cmp == cmp2 && digs == digs1)
2397                         times += 1;
2398                 else
2399                         times = 0;
2400
2401                 resrdx += times > 4;
2402
2403                 cmp2 = cmp1;
2404                 cmp1 = cmp;
2405                 digs1 = digs;
2406
2407                 temp = x0;
2408                 x0 = x1;
2409                 x1 = temp;
2410         }
2411
2412         bc_num_copy(b, x0);
2413         scale -= 1;
2414         if (b->rdx > scale) bc_num_truncate(b, b->rdx - scale);
2415  err:
2416         bc_num_free(&fprime);
2417         bc_num_free(&f);
2418         bc_num_free(&half);
2419         bc_num_free(&num2);
2420         bc_num_free(&num1);
2421         RETURN_STATUS(s);
2422 }
2423 #define zbc_num_sqrt(...) (zbc_num_sqrt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2424
2425 static BC_STATUS zbc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
2426                               size_t scale)
2427 {
2428         BcStatus s;
2429         BcNum num2, *ptr_a;
2430         bool init = false;
2431         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2432
2433         if (c == a) {
2434                 memcpy(&num2, c, sizeof(BcNum));
2435                 ptr_a = &num2;
2436                 bc_num_init(c, len);
2437                 init = true;
2438         } else {
2439                 ptr_a = a;
2440                 bc_num_expand(c, len);
2441         }
2442
2443         s = zbc_num_r(ptr_a, b, c, d, scale, ts);
2444
2445         if (init) bc_num_free(&num2);
2446
2447         RETURN_STATUS(s);
2448 }
2449 #define zbc_num_divmod(...) (zbc_num_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2450
2451 #if ENABLE_DC
2452 static BC_STATUS zbc_num_modexp(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *restrict d)
2453 {
2454         BcStatus s;
2455         BcNum base, exp, two, temp;
2456
2457         if (c->len == 0)
2458                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2459         if (a->rdx || b->rdx || c->rdx)
2460                 RETURN_STATUS(bc_error("non integer number"));
2461         if (b->neg)
2462                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2463
2464         bc_num_expand(d, c->len);
2465         bc_num_init(&base, c->len);
2466         bc_num_init(&exp, b->len);
2467         bc_num_init_DEF_SIZE(&two);
2468         bc_num_init(&temp, b->len);
2469
2470         bc_num_one(&two);
2471         two.num[0] = 2;
2472         bc_num_one(d);
2473
2474         s = zbc_num_rem(a, c, &base, 0);
2475         if (s) goto err;
2476         bc_num_copy(&exp, b);
2477
2478         while (exp.len != 0) {
2479                 s = zbc_num_divmod(&exp, &two, &exp, &temp, 0);
2480                 if (s) goto err;
2481
2482                 if (BC_NUM_ONE(&temp)) {
2483                         s = zbc_num_mul(d, &base, &temp, 0);
2484                         if (s) goto err;
2485                         s = zbc_num_rem(&temp, c, d, 0);
2486                         if (s) goto err;
2487                 }
2488
2489                 s = zbc_num_mul(&base, &base, &temp, 0);
2490                 if (s) goto err;
2491                 s = zbc_num_rem(&temp, c, &base, 0);
2492                 if (s) goto err;
2493         }
2494  err:
2495         bc_num_free(&temp);
2496         bc_num_free(&two);
2497         bc_num_free(&exp);
2498         bc_num_free(&base);
2499         RETURN_STATUS(s);
2500 }
2501 #define zbc_num_modexp(...) (zbc_num_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2502 #endif // ENABLE_DC
2503
2504 #if ENABLE_BC
2505 static BC_STATUS zbc_func_insert(BcFunc *f, char *name, bool var)
2506 {
2507         BcId *autoid;
2508         BcId a;
2509         size_t i;
2510
2511         autoid = (void*)f->autos.v;
2512         for (i = 0; i < f->autos.len; i++, autoid++) {
2513                 if (strcmp(name, autoid->name) == 0)
2514                         RETURN_STATUS(bc_error("function parameter or auto var has the same name as another"));
2515         }
2516
2517         a.idx = var;
2518         a.name = name;
2519
2520         bc_vec_push(&f->autos, &a);
2521
2522         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2523 }
2524 #define zbc_func_insert(...) (zbc_func_insert(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2525 #endif
2526
2527 static void bc_func_init(BcFunc *f)
2528 {
2529         bc_char_vec_init(&f->code);
2530         bc_vec_init(&f->autos, sizeof(BcId), bc_id_free);
2531         bc_vec_init(&f->labels, sizeof(size_t), NULL);
2532         f->nparams = 0;
2533 }
2534
2535 static FAST_FUNC void bc_func_free(void *func)
2536 {
2537         BcFunc *f = (BcFunc *) func;
2538         bc_vec_free(&f->code);
2539         bc_vec_free(&f->autos);
2540         bc_vec_free(&f->labels);
2541 }
2542
2543 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len);
2544
2545 static void bc_array_init(BcVec *a, bool nums)
2546 {
2547         if (nums)
2548                 bc_vec_init(a, sizeof(BcNum), bc_num_free);
2549         else
2550                 bc_vec_init(a, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
2551         bc_array_expand(a, 1);
2552 }
2553
2554 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len)
2555 {
2556         if (a->dtor == bc_num_free
2557          // && a->size == sizeof(BcNum) - always true
2558         ) {
2559                 BcNum n;
2560                 while (len > a->len) {
2561                         bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
2562                         bc_vec_push(a, &n);
2563                 }
2564         } else {
2565                 BcVec v;
2566                 while (len > a->len) {
2567                         bc_array_init(&v, true);
2568                         bc_vec_push(a, &v);
2569                 }
2570         }
2571 }
2572
2573 static void bc_array_copy(BcVec *d, const BcVec *s)
2574 {
2575         BcNum *dnum, *snum;
2576         size_t i;
2577
2578         bc_vec_pop_all(d);
2579         bc_vec_expand(d, s->cap);
2580         d->len = s->len;
2581
2582         dnum = (void*)d->v;
2583         snum = (void*)s->v;
2584         for (i = 0; i < s->len; i++, dnum++, snum++) {
2585                 bc_num_init(dnum, snum->len);
2586                 bc_num_copy(dnum, snum);
2587         }
2588 }
2589
2590 static FAST_FUNC void bc_string_free(void *string)
2591 {
2592         free(*((char **) string));
2593 }
2594
2595 #if ENABLE_DC
2596 static void bc_result_copy(BcResult *d, BcResult *src)
2597 {
2598         d->t = src->t;
2599
2600         switch (d->t) {
2601                 case BC_RESULT_TEMP:
2602                 case BC_RESULT_IBASE:
2603                 case BC_RESULT_SCALE:
2604                 case BC_RESULT_OBASE:
2605                         bc_num_init(&d->d.n, src->d.n.len);
2606                         bc_num_copy(&d->d.n, &src->d.n);
2607                         break;
2608                 case BC_RESULT_VAR:
2609                 case BC_RESULT_ARRAY:
2610                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2611                         d->d.id.name = xstrdup(src->d.id.name);
2612                         break;
2613                 case BC_RESULT_CONSTANT:
2614                 case BC_RESULT_LAST:
2615                 case BC_RESULT_ONE:
2616                 case BC_RESULT_STR:
2617                         memcpy(&d->d.n, &src->d.n, sizeof(BcNum));
2618                         break;
2619         }
2620 }
2621 #endif // ENABLE_DC
2622
2623 static FAST_FUNC void bc_result_free(void *result)
2624 {
2625         BcResult *r = (BcResult *) result;
2626
2627         switch (r->t) {
2628                 case BC_RESULT_TEMP:
2629                 case BC_RESULT_IBASE:
2630                 case BC_RESULT_SCALE:
2631                 case BC_RESULT_OBASE:
2632                         bc_num_free(&r->d.n);
2633                         break;
2634                 case BC_RESULT_VAR:
2635                 case BC_RESULT_ARRAY:
2636                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2637                         free(r->d.id.name);
2638                         break;
2639                 default:
2640                         // Do nothing.
2641                         break;
2642         }
2643 }
2644
2645 static void bc_lex_lineComment(BcLex *l)
2646 {
2647         // Try: echo -n '#foo' | bc
2648         size_t i;
2649         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2650         i = l->i;
2651         while (i < l->len && l->buf[i] != '\n')
2652                 i++;
2653         l->i = i;
2654 }
2655
2656 static void bc_lex_whitespace(BcLex *l)
2657 {
2658         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2659         for (;;) {
2660                 char c = l->buf[l->i];
2661                 if (c == '\n') // this is BC_LEX_NLINE, not BC_LEX_WHITESPACE
2662                         break;
2663                 if (!isspace(c))
2664                         break;
2665                 l->i++;
2666         }
2667 }
2668
2669 static BC_STATUS zbc_lex_number(BcLex *l, char start)
2670 {
2671         const char *buf = l->buf + l->i;
2672         size_t len, i, ccnt;
2673         bool pt;
2674
2675         pt = (start == '.');
2676         l->t.t = BC_LEX_NUMBER;
2677         ccnt = i = 0;
2678         for (;;) {
2679                 char c = buf[i];
2680                 if (c == '\0')
2681                         break;
2682                 if (c == '\\' && buf[i + 1] == '\n') {
2683                         i += 2;
2684                         //number_of_backslashes++ - see comment below
2685                         continue;
2686                 }
2687                 if (!isdigit(c) && (c < 'A' || c > 'F')) {
2688                         if (c != '.') break;
2689                         // if '.' was already seen, stop on second one:
2690                         if (pt) break;
2691                         pt = true;
2692                 }
2693                 // buf[i] is one of "0-9A-F."
2694                 i++;
2695                 if (c != '.')
2696                         ccnt = i;
2697         }
2698         //ccnt is the number of chars in the number string, excluding possible
2699         //trailing "[\<newline>].[\<newline>]" (with any number of \<NL> repetitions).
2700         //i is buf[i] index of the first not-yet-parsed char after that.
2701         l->i += i;
2702
2703         // This might overestimate the size, if there are "\<NL>"'s
2704         // in the number. Subtracting number_of_backslashes*2 correctly
2705         // is not that easy: consider that in the case of "NNN.\<NL>"
2706         // loop above will count "\<NL>" before it realizes it is not
2707         // in fact *inside* the number:
2708         len = ccnt + 1; // +1 byte for NUL termination
2709
2710         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
2711         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
2712                 if (len > BC_MAX_NUM)
2713                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
2714         }
2715
2716         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
2717         bc_vec_expand(&l->t.v, 1 + len);
2718         bc_vec_push(&l->t.v, &start);
2719
2720         while (ccnt != 0) {
2721                 // If we have hit a backslash, skip it. We don't have
2722                 // to check for a newline because it's guaranteed.
2723                 if (*buf == '\\') {
2724                         buf += 2;
2725                         ccnt -= 2;
2726                         continue;
2727                 }
2728                 bc_vec_push(&l->t.v, buf);
2729                 buf++;
2730                 ccnt--;
2731         }
2732
2733         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
2734
2735         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2736 }
2737 #define zbc_lex_number(...) (zbc_lex_number(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2738
2739 static void bc_lex_name(BcLex *l)
2740 {
2741         size_t i;
2742         const char *buf;
2743
2744         l->t.t = BC_LEX_NAME;
2745
2746         i = 0;
2747         buf = l->buf + l->i - 1;
2748         for (;;) {
2749                 char c = buf[i];
2750                 if ((c < 'a' || c > 'z') && !isdigit(c) && c != '_') break;
2751                 i++;
2752         }
2753
2754 #if 0 // We do not protect against people with gigabyte-long names
2755         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
2756         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
2757                 if (i > BC_MAX_STRING)
2758                         return bc_error("name too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]");
2759         }
2760 #endif
2761         bc_vec_string(&l->t.v, i, buf);
2762
2763         // Increment the index. We minus 1 because it has already been incremented.
2764         l->i += i - 1;
2765
2766         //return BC_STATUS_SUCCESS;
2767 }
2768
2769 static void bc_lex_init(BcLex *l)
2770 {
2771         bc_char_vec_init(&l->t.v);
2772 }
2773
2774 static void bc_lex_free(BcLex *l)
2775 {
2776         bc_vec_free(&l->t.v);
2777 }
2778
2779 static void bc_lex_file(BcLex *l)
2780 {
2781         G.err_line = l->line = 1;
2782         l->newline = false;
2783 }
2784
2785 IF_BC(static BC_STATUS zbc_lex_token(BcLex *l);)
2786 IF_DC(static BC_STATUS zdc_lex_token(BcLex *l);)
2787
2788 static BC_STATUS zcommon_lex_token(BcLex *l)
2789 {
2790         if (IS_BC) {
2791                 IF_BC(RETURN_STATUS(zbc_lex_token(l));)
2792         }
2793         IF_DC(RETURN_STATUS(zdc_lex_token(l));)
2794 }
2795 #define zcommon_lex_token(...) (zcommon_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2796
2797 static bool bc_lex_more_input(BcLex *l)
2798 {
2799         size_t str;
2800         bool comment;
2801
2802         bc_vec_pop_all(&G.input_buffer);
2803
2804         // This loop is complex because the vm tries not to send any lines that end
2805         // with a backslash to the parser. The reason for that is because the parser
2806         // treats a backslash+newline combo as whitespace, per the bc spec. In that
2807         // case, and for strings and comments, the parser will expect more stuff.
2808         comment = false;
2809         str = 0;
2810         for (;;) {
2811                 size_t prevlen = G.input_buffer.len;
2812                 char *string;
2813
2814                 bc_read_line(&G.input_buffer, G.input_fp);
2815                 // No more input means EOF
2816                 if (G.input_buffer.len <= prevlen + 1) // (we expect +1 for NUL byte)
2817                         break;
2818
2819                 string = G.input_buffer.v + prevlen;
2820                 while (*string) {
2821                         char c = *string;
2822                         if (string == G.input_buffer.v || string[-1] != '\\') {
2823                                 if (IS_BC)
2824                                         str ^= (c == '"');
2825                                 else {
2826                                         if (c == ']')
2827                                                 str -= 1;
2828                                         else if (c == '[')
2829                                                 str += 1;
2830                                 }
2831                         }
2832                         string++;
2833                         if (c == '/' && *string == '*') {
2834                                 comment = true;
2835                                 string++;
2836                                 continue;
2837                         }
2838                         if (c == '*' && *string == '/') {
2839                                 comment = false;
2840                                 string++;
2841                         }
2842                 }
2843                 if (str != 0 || comment) {
2844                         G.input_buffer.len--; // backstep over the trailing NUL byte
2845                         continue;
2846                 }
2847
2848                 // Check for backslash+newline.
2849                 // we do not check that last char is '\n' -
2850                 // if it is not, then it's EOF, and looping back
2851                 // to bc_read_line() will detect it:
2852                 string -= 2;
2853                 if (string >= G.input_buffer.v && *string == '\\') {
2854                         G.input_buffer.len--;
2855                         continue;
2856                 }
2857
2858                 break;
2859         }
2860
2861         l->buf = G.input_buffer.v;
2862         l->i = 0;
2863 //      bb_error_msg("G.input_buffer.len:%d '%s'", G.input_buffer.len, G.input_buffer.v);
2864         l->len = G.input_buffer.len - 1; // do not include NUL
2865
2866         return l->len != 0;
2867 }
2868
2869 static BC_STATUS zbc_lex_next(BcLex *l)
2870 {
2871         BcStatus s;
2872
2873         l->t.last = l->t.t;
2874         if (l->t.last == BC_LEX_EOF) RETURN_STATUS(bc_error("end of file"));
2875
2876         l->line += l->newline;
2877         G.err_line = l->line;
2878         l->newline = false;
2879
2880         // Loop until failure or we don't have whitespace. This
2881         // is so the parser doesn't get inundated with whitespace.
2882         // Comments are also BC_LEX_WHITESPACE tokens and eaten here.
2883         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2884         do {
2885                 if (l->i == l->len) {
2886                         l->t.t = BC_LEX_EOF;
2887                         if (!G.input_fp)
2888                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2889                         if (!bc_lex_more_input(l)) {
2890                                 G.input_fp = NULL;
2891                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2892                         }
2893                         // here it's guaranteed that l->i is below l->len
2894                 }
2895                 dbg_lex("next string to parse:'%.*s'",
2896                         (int)(strchrnul(l->buf + l->i, '\n') - (l->buf + l->i)),
2897                         l->buf + l->i);
2898                 s = zcommon_lex_token(l);
2899         } while (!s && l->t.t == BC_LEX_WHITESPACE);
2900         dbg_lex("l->t.t from string:%d", l->t.t);
2901
2902         RETURN_STATUS(s);
2903 }
2904 #define zbc_lex_next(...) (zbc_lex_next(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2905
2906 static BC_STATUS zbc_lex_skip_if_at_NLINE(BcLex *l)
2907 {
2908         if (l->t.t == BC_LEX_NLINE)
2909                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(l));
2910         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2911 }
2912 #define zbc_lex_skip_if_at_NLINE(...) (zbc_lex_skip_if_at_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2913
2914 static BC_STATUS zbc_lex_next_and_skip_NLINE(BcLex *l)
2915 {
2916         BcStatus s;
2917         s = zbc_lex_next(l);
2918         if (s) RETURN_STATUS(s);
2919         // if(cond)<newline>stmt is accepted too (but not 2+ newlines)
2920         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE(l);
2921         RETURN_STATUS(s);
2922 }
2923 #define zbc_lex_next_and_skip_NLINE(...) (zbc_lex_next_and_skip_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2924
2925 static BC_STATUS zbc_lex_text_init(BcLex *l, const char *text)
2926 {
2927         l->buf = text;
2928         l->i = 0;
2929         l->len = strlen(text);
2930         l->t.t = l->t.last = BC_LEX_INVALID;
2931         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(l));
2932 }
2933 #define zbc_lex_text_init(...) (zbc_lex_text_init(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2934
2935 #if ENABLE_BC
2936 static BC_STATUS zbc_lex_identifier(BcLex *l)
2937 {
2938         BcStatus s;
2939         unsigned i;
2940         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
2941
2942         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bc_lex_kws); ++i) {
2943                 const char *keyword8 = bc_lex_kws[i].name8;
2944                 unsigned j = 0;
2945                 while (buf[j] != '\0' && buf[j] == keyword8[j]) {
2946                         j++;
2947                         if (j == 8) goto match;
2948                 }
2949                 if (keyword8[j] != '\0')
2950                         continue;
2951  match:
2952                 // buf starts with keyword bc_lex_kws[i]
2953                 l->t.t = BC_LEX_KEY_1st_keyword + i;
2954                 if (!bc_lex_kws_POSIX(i)) {
2955                         s = bc_posix_error_fmt("%sthe '%.8s' keyword", "POSIX does not allow ", bc_lex_kws[i].name8);
2956                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
2957                 }
2958
2959                 // We minus 1 because the index has already been incremented.
2960                 l->i += j - 1;
2961                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2962         }
2963
2964         bc_lex_name(l);
2965         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2966
2967         if (l->t.v.len > 2) {
2968                 // Prevent this:
2969                 // >>> qwe=1
2970                 // bc: POSIX only allows one character names; the following is bad: 'qwe=1
2971                 // '
2972                 unsigned len = strchrnul(buf, '\n') - buf;
2973                 s = bc_posix_error_fmt("POSIX only allows one character names; the following is bad: '%.*s'", len, buf);
2974         }
2975
2976         RETURN_STATUS(s);
2977 }
2978 #define zbc_lex_identifier(...) (zbc_lex_identifier(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2979
2980 static BC_STATUS zbc_lex_string(BcLex *l)
2981 {
2982         size_t len, nls, i;
2983
2984         l->t.t = BC_LEX_STR;
2985
2986         nls = 0;
2987         i = l->i;
2988         for (;;) {
2989                 char c = l->buf[i];
2990                 if (c == '\0') {
2991                         l->i = i;
2992                         RETURN_STATUS(bc_error("string end could not be found"));
2993                 }
2994                 if (c == '"')
2995                         break;
2996                 nls += (c == '\n');
2997                 i++;
2998         }
2999
3000         len = i - l->i;
3001         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
3002         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
3003                 if (len > BC_MAX_STRING)
3004                         RETURN_STATUS(bc_error("string too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]"));
3005         }
3006         bc_vec_string(&l->t.v, len, l->buf + l->i);
3007
3008         l->i = i + 1;
3009         l->line += nls;
3010         G.err_line = l->line;
3011
3012         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3013 }
3014 #define zbc_lex_string(...) (zbc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3015
3016 static void bc_lex_assign(BcLex *l, unsigned with_and_without)
3017 {
3018         if (l->buf[l->i] == '=') {
3019                 ++l->i;
3020                 with_and_without >>= 8; // store "with" value
3021         } // else store "without" value
3022         l->t.t = (with_and_without & 0xff);
3023 }
3024 #define bc_lex_assign(l, with, without) \
3025         bc_lex_assign(l, ((with)<<8)|(without))
3026
3027 static BC_STATUS zbc_lex_comment(BcLex *l)
3028 {
3029         size_t i, nls = 0;
3030         const char *buf = l->buf;
3031
3032         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3033         i = l->i; /* here buf[l->i] is the '*' of opening comment delimiter */
3034         for (;;) {
3035                 char c = buf[++i];
3036  check_star:
3037                 if (c == '*') {
3038                         c = buf[++i];
3039                         if (c == '/')
3040                                 break;
3041                         goto check_star;
3042                 }
3043                 if (c == '\0') {
3044                         l->i = i;
3045                         RETURN_STATUS(bc_error("comment end could not be found"));
3046                 }
3047                 nls += (c == '\n');
3048         }
3049
3050         l->i = i + 1;
3051         l->line += nls;
3052         G.err_line = l->line;
3053
3054         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3055 }
3056 #define zbc_lex_comment(...) (zbc_lex_comment(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3057
3058 static BC_STATUS zbc_lex_token(BcLex *l)
3059 {
3060         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3061         char c = l->buf[l->i++], c2;
3062
3063         // This is the workhorse of the lexer.
3064         switch (c) {
3065 //              case '\0': // probably never reached
3066 //                      l->i--;
3067 //                      l->t.t = BC_LEX_EOF;
3068 //                      l->newline = true;
3069 //                      break;
3070                 case '\n':
3071                         l->t.t = BC_LEX_NLINE;
3072                         l->newline = true;
3073                         break;
3074                 case '\t':
3075                 case '\v':
3076                 case '\f':
3077                 case '\r':
3078                 case ' ':
3079                         bc_lex_whitespace(l);
3080                         break;
3081                 case '!':
3082                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_NE, BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
3083                         if (l->t.t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
3084                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("!");
3085                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3086                         }
3087                         break;
3088                 case '"':
3089                         s = zbc_lex_string(l);
3090                         break;
3091                 case '#':
3092                         s = bc_POSIX_does_not_allow("'#' script comments");
3093                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3094                         bc_lex_lineComment(l);
3095                         break;
3096                 case '%':
3097                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS, BC_LEX_OP_MODULUS);
3098                         break;
3099                 case '&':
3100                         c2 = l->buf[l->i];
3101                         if (c2 == '&') {
3102                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("&&");
3103                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3104                                 ++l->i;
3105                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_AND;
3106                         } else {
3107                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3108                                 s = bc_error_bad_character('&');
3109                         }
3110                         break;
3111                 case '(':
3112                 case ')':
3113                         l->t.t = (BcLexType)(c - '(' + BC_LEX_LPAREN);
3114                         break;
3115                 case '*':
3116                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY, BC_LEX_OP_MULTIPLY);
3117                         break;
3118                 case '+':
3119                         c2 = l->buf[l->i];
3120                         if (c2 == '+') {
3121                                 ++l->i;
3122                                 l->t.t = BC_LEX_OP_INC;
3123                         } else
3124                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS, BC_LEX_OP_PLUS);
3125                         break;
3126                 case ',':
3127                         l->t.t = BC_LEX_COMMA;
3128                         break;
3129                 case '-':
3130                         c2 = l->buf[l->i];
3131                         if (c2 == '-') {
3132                                 ++l->i;
3133                                 l->t.t = BC_LEX_OP_DEC;
3134                         } else
3135                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS, BC_LEX_OP_MINUS);
3136                         break;
3137                 case '.':
3138                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3139                                 s = zbc_lex_number(l, c);
3140                         else {
3141                                 l->t.t = BC_LEX_KEY_LAST;
3142                                 s = bc_POSIX_does_not_allow("a period ('.') as a shortcut for the last result");
3143                         }
3144                         break;
3145                 case '/':
3146                         c2 = l->buf[l->i];
3147                         if (c2 == '*')
3148                                 s = zbc_lex_comment(l);
3149                         else
3150                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE, BC_LEX_OP_DIVIDE);
3151                         break;
3152                 case '0':
3153                 case '1':
3154                 case '2':
3155                 case '3':
3156                 case '4':
3157                 case '5':
3158                 case '6':
3159                 case '7':
3160                 case '8':
3161                 case '9':
3162                 case 'A':
3163                 case 'B':
3164                 case 'C':
3165                 case 'D':
3166                 case 'E':
3167                 case 'F':
3168                         s = zbc_lex_number(l, c);
3169                         break;
3170                 case ';':
3171                         l->t.t = BC_LEX_SCOLON;
3172                         break;
3173                 case '<':
3174                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_LT);
3175                         break;
3176                 case '=':
3177                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_ASSIGN);
3178                         break;
3179                 case '>':
3180                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_GT);
3181                         break;
3182                 case '[':
3183                 case ']':
3184                         l->t.t = (BcLexType)(c - '[' + BC_LEX_LBRACKET);
3185                         break;
3186                 case '\\':
3187                         if (l->buf[l->i] == '\n') {
3188                                 l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3189                                 ++l->i;
3190                         } else
3191                                 s = bc_error_bad_character(c);
3192                         break;
3193                 case '^':
3194                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER, BC_LEX_OP_POWER);
3195                         break;
3196                 case 'a':
3197                 case 'b':
3198                 case 'c':
3199                 case 'd':
3200                 case 'e':
3201                 case 'f':
3202                 case 'g':
3203                 case 'h':
3204                 case 'i':
3205                 case 'j':
3206                 case 'k':
3207                 case 'l':
3208                 case 'm':
3209                 case 'n':
3210                 case 'o':
3211                 case 'p':
3212                 case 'q':
3213                 case 'r':
3214                 case 's':
3215                 case 't':
3216                 case 'u':
3217                 case 'v':
3218                 case 'w':
3219                 case 'x':
3220                 case 'y':
3221                 case 'z':
3222                         s = zbc_lex_identifier(l);
3223                         break;
3224                 case '{':
3225                 case '}':
3226                         l->t.t = (BcLexType)(c - '{' + BC_LEX_LBRACE);
3227                         break;
3228                 case '|':
3229                         c2 = l->buf[l->i];
3230                         if (c2 == '|') {
3231                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("||");
3232                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3233                                 ++l->i;
3234                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_OR;
3235                         } else {
3236                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3237                                 s = bc_error_bad_character(c);
3238                         }
3239                         break;
3240                 default:
3241                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3242                         s = bc_error_bad_character(c);
3243                         break;
3244         }
3245
3246         RETURN_STATUS(s);
3247 }
3248 #endif // ENABLE_BC
3249
3250 #if ENABLE_DC
3251 static BC_STATUS zdc_lex_register(BcLex *l)
3252 {
3253         if (isspace(l->buf[l->i - 1])) {
3254                 bc_lex_whitespace(l);
3255                 ++l->i;
3256                 if (!G_exreg)
3257                         RETURN_STATUS(bc_error("extended register"));
3258                 bc_lex_name(l);
3259         }
3260         else {
3261                 bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3262                 bc_vec_push(&l->t.v, &l->buf[l->i - 1]);
3263                 bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3264                 l->t.t = BC_LEX_NAME;
3265         }
3266
3267         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3268 }
3269 #define zdc_lex_register(...) (zdc_lex_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3270
3271 static BC_STATUS zdc_lex_string(BcLex *l)
3272 {
3273         size_t depth, nls, i;
3274
3275         l->t.t = BC_LEX_STR;
3276         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3277
3278         nls = 0;
3279         depth = 1;
3280         i = l->i;
3281         for (;;) {
3282                 char c = l->buf[i];
3283                 if (c == '\0') {
3284                         l->i = i;
3285                         RETURN_STATUS(bc_error("string end could not be found"));
3286                 }
3287                 nls += (c == '\n');
3288                 if (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\') {
3289                         if (c == '[') depth++;
3290                         if (c == ']')
3291                                 if (--depth == 0)
3292                                         break;
3293                 }
3294                 bc_vec_push(&l->t.v, &l->buf[i]);
3295                 i++;
3296         }
3297         i++;
3298
3299         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3300         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
3301         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
3302                 if (i - l->i > BC_MAX_STRING)
3303                         RETURN_STATUS(bc_error("string too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]"));
3304         }
3305
3306         l->i = i;
3307         l->line += nls;
3308         G.err_line = l->line;
3309
3310         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3311 }
3312 #define zdc_lex_string(...) (zdc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3313
3314 static BC_STATUS zdc_lex_token(BcLex *l)
3315 {
3316         static const //BcLexType - should be this type, but narrower type saves size:
3317         uint8_t
3318         dc_lex_regs[] = {
3319                 BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_NE,
3320                 BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_COLON,
3321                 BC_LEX_ELSE, BC_LEX_LOAD, BC_LEX_LOAD_POP, BC_LEX_OP_ASSIGN,
3322                 BC_LEX_STORE_PUSH,
3323         };
3324         static const //BcLexType - should be this type
3325         uint8_t
3326         dc_lex_tokens[] = {
3327                 /* %&'( */
3328                 BC_LEX_OP_MODULUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_LPAREN,
3329                 /* )*+, */
3330                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_MULTIPLY, BC_LEX_OP_PLUS, BC_LEX_INVALID,
3331                 /* -./ */
3332                 BC_LEX_OP_MINUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVIDE,
3333                 /* 0123456789 */
3334                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3335                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3336                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3337                 /* :;<=>?@ */
3338                 BC_LEX_COLON, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_OP_REL_EQ,
3339                 BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_KEY_READ, BC_LEX_INVALID,
3340                 /* ABCDEFGH */
3341                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3342                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EQ_NO_REG, BC_LEX_INVALID,
3343                 /* IJKLMNOP */
3344                 BC_LEX_KEY_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SCALE, BC_LEX_LOAD_POP,
3345                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_BOOL_NOT, BC_LEX_KEY_OBASE, BC_LEX_PRINT_STREAM,
3346                 /* QRSTUVWXY */
3347                 BC_LEX_NQUIT, BC_LEX_POP, BC_LEX_STORE_PUSH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3348                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_SCALE_FACTOR, BC_LEX_INVALID,
3349                 /* Z[\] */
3350                 BC_LEX_KEY_LENGTH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3351                 /* ^_` */
3352                 BC_LEX_OP_POWER, BC_LEX_NEG, BC_LEX_INVALID,
3353                 /* abcdefgh */
3354                 BC_LEX_ASCIIFY, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_CLEAR_STACK, BC_LEX_DUPLICATE,
3355                 BC_LEX_ELSE, BC_LEX_PRINT_STACK, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3356                 /* ijklmnop */
3357                 BC_LEX_STORE_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STORE_SCALE, BC_LEX_LOAD,
3358                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_PRINT_POP, BC_LEX_STORE_OBASE, BC_LEX_KEY_PRINT,
3359                 /* qrstuvwx */
3360                 BC_LEX_KEY_QUIT, BC_LEX_SWAP, BC_LEX_OP_ASSIGN, BC_LEX_INVALID,
3361                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SQRT, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EXECUTE,
3362                 /* yz */
3363                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STACK_LEVEL,
3364                 /* {|}~ */
3365                 BC_LEX_LBRACE, BC_LEX_OP_MODEXP, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVMOD,
3366         };
3367
3368         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3369         char c = l->buf[l->i++], c2;
3370         size_t i;
3371
3372         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(dc_lex_regs); ++i) {
3373                 if (l->t.last == dc_lex_regs[i])
3374                         RETURN_STATUS(zdc_lex_register(l));
3375         }
3376
3377         if (c >= '%' && c <= '~'
3378          && (l->t.t = dc_lex_tokens[c - '%']) != BC_LEX_INVALID
3379         ) {
3380                 RETURN_STATUS(s);
3381         }
3382
3383         // This is the workhorse of the lexer.
3384         switch (c) {
3385 //              case '\0': // probably never reached
3386 //                      l->t.t = BC_LEX_EOF;
3387 //                      break;
3388                 case '\n':
3389                 case '\t':
3390                 case '\v':
3391                 case '\f':
3392                 case '\r':
3393                 case ' ':
3394                         l->newline = (c == '\n');
3395                         bc_lex_whitespace(l);
3396                         break;
3397                 case '!':
3398                         c2 = l->buf[l->i];
3399                         if (c2 == '=')
3400                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_NE;
3401                         else if (c2 == '<')
3402                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_LE;
3403                         else if (c2 == '>')
3404                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_GE;
3405                         else
3406                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_character(c));
3407                         ++l->i;
3408                         break;
3409                 case '#':
3410                         bc_lex_lineComment(l);
3411                         break;
3412                 case '.':
3413                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3414                                 s = zbc_lex_number(l, c);
3415                         else
3416                                 s = bc_error_bad_character(c);
3417                         break;
3418                 case '0':
3419                 case '1':
3420                 case '2':
3421                 case '3':
3422                 case '4':
3423                 case '5':
3424                 case '6':
3425                 case '7':
3426                 case '8':
3427                 case '9':
3428                 case 'A':
3429                 case 'B':
3430                 case 'C':
3431                 case 'D':
3432                 case 'E':
3433                 case 'F':
3434                         s = zbc_lex_number(l, c);
3435                         break;
3436                 case '[':
3437                         s = zdc_lex_string(l);
3438                         break;
3439                 default:
3440                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3441                         s = bc_error_bad_character(c);
3442                         break;
3443         }
3444
3445         RETURN_STATUS(s);
3446 }
3447 #endif // ENABLE_DC
3448
3449 static void bc_parse_push(BcParse *p, char i)
3450 {
3451         dbg_compile("%s:%d pushing bytecode %zd:%d", __func__, __LINE__, p->func->code.len, i);
3452         bc_vec_pushByte(&p->func->code, i);
3453 }
3454
3455 static void bc_parse_pushName(BcParse *p, char *name)
3456 {
3457         while (*name)
3458                 bc_parse_push(p, *name++);
3459         bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
3460 }
3461
3462 static void bc_parse_pushIndex(BcParse *p, size_t idx)
3463 {
3464         size_t mask;
3465         unsigned amt;
3466
3467         dbg_lex("%s:%d pushing index %zd", __func__, __LINE__, idx);
3468         mask = ((size_t)0xff) << (sizeof(idx) * 8 - 8);
3469         amt = sizeof(idx);
3470         do {
3471                 if (idx & mask) break;
3472                 mask >>= 8;
3473                 amt--;
3474         } while (amt != 0);
3475
3476         bc_parse_push(p, amt);
3477
3478         while (idx != 0) {
3479                 bc_parse_push(p, (unsigned char)idx);
3480                 idx >>= 8;
3481         }
3482 }
3483
3484 static void bc_parse_pushJUMP(BcParse *p, size_t idx)
3485 {
3486         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
3487         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3488 }
3489
3490 static void bc_parse_pushJUMP_ZERO(BcParse *p, size_t idx)
3491 {
3492         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
3493         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3494 }
3495
3496 static void bc_parse_pushNUM(BcParse *p)
3497 {
3498         char *num = xstrdup(p->l.t.v.v);
3499         size_t idx = G.prog.consts.len;
3500
3501         bc_vec_push(&G.prog.consts, &num);
3502
3503         bc_parse_push(p, BC_INST_NUM);
3504         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3505 }
3506
3507 static BC_STATUS bc_parse_pushSTR(BcParse *p)
3508 {
3509         char *str = xstrdup(p->l.t.v.v);
3510
3511         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
3512         bc_parse_pushIndex(p, G.prog.strs.len);
3513         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
3514
3515         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3516 }
3517 #define bc_parse_pushSTR(...) (bc_parse_pushSTR(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3518
3519 IF_BC(static BC_STATUS zbc_parse_stmt_or_funcdef(BcParse *p);)
3520 IF_DC(static BC_STATUS zdc_parse_parse(BcParse *p);)
3521
3522 // "Parse" half of "parse,execute,repeat" main loop
3523 static BC_STATUS zcommon_parse(BcParse *p)
3524 {
3525         if (IS_BC) {
3526 // FIXME: "eating" of stmt delemiters is coded inconsistently
3527 // (sometimes zbc_parse_stmt() eats the delimiter, sometimes don't),
3528 // which causes bugs such as "print 1 print 2" erroneously accepted,
3529 // or "print 1 else 2" detecting parse error only after executing
3530 // "print 1" part.
3531                 IF_BC(RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt_or_funcdef(p));)
3532         }
3533         IF_DC(RETURN_STATUS(zdc_parse_parse(p));)
3534 }
3535 #define zcommon_parse(...) (zcommon_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3536
3537 static BC_STATUS zbc_parse_text_init(BcParse *p, const char *text)
3538 {
3539         p->func = bc_program_func(p->fidx);
3540
3541         RETURN_STATUS(zbc_lex_text_init(&p->l, text));
3542 }
3543 #define zbc_parse_text_init(...) (zbc_parse_text_init(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3544
3545 // Called when parsing or execution detects a failure,
3546 // resets execution structures.
3547 static void bc_program_reset(void)
3548 {
3549         BcFunc *f;
3550         BcInstPtr *ip;
3551
3552         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, G.prog.exestack.len - 1);
3553         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
3554
3555         f = bc_program_func(0);
3556         ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
3557         ip->idx = f->code.len;
3558 }
3559
3560 // Called when zbc/zdc_parse_parse() detects a failure,
3561 // resets parsing structures.
3562 static void bc_parse_reset(BcParse *p)
3563 {
3564         if (p->fidx != BC_PROG_MAIN) {
3565                 p->func->nparams = 0;
3566                 bc_vec_pop_all(&p->func->code);
3567                 bc_vec_pop_all(&p->func->autos);
3568                 bc_vec_pop_all(&p->func->labels);
3569
3570                 p->fidx = BC_PROG_MAIN;
3571                 p->func = bc_program_func_BC_PROG_MAIN();
3572         }
3573
3574         p->l.i = p->l.len;
3575         p->l.t.t = BC_LEX_EOF;
3576
3577         bc_vec_pop_all(&p->exits);
3578         bc_vec_pop_all(&p->conds);
3579         bc_vec_pop_all(&p->ops);
3580
3581         bc_program_reset();
3582 }
3583
3584 static void bc_parse_free(BcParse *p)
3585 {
3586         bc_vec_free(&p->exits);
3587         bc_vec_free(&p->conds);
3588         bc_vec_free(&p->ops);
3589         bc_lex_free(&p->l);
3590 }
3591
3592 static void bc_parse_create(BcParse *p, size_t func)
3593 {
3594         memset(p, 0, sizeof(BcParse));
3595
3596         bc_lex_init(&p->l);
3597         bc_vec_init(&p->exits, sizeof(size_t), NULL);
3598         bc_vec_init(&p->conds, sizeof(size_t), NULL);
3599         bc_vec_init(&p->ops, sizeof(BcLexType), NULL);
3600
3601         p->fidx = func;
3602         p->func = bc_program_func(func);
3603 }
3604
3605 #if ENABLE_BC
3606
3607 #define BC_PARSE_TOP_OP(p) (*((BcLexType *) bc_vec_top(&(p)->ops)))
3608 #define BC_PARSE_LEAF(p, rparen)                                \
3609         (((p) >= BC_INST_NUM && (p) <= BC_INST_SQRT) || (rparen) || \
3610          (p) == BC_INST_INC_POST || (p) == BC_INST_DEC_POST)
3611
3612 // We can calculate the conversion between tokens and exprs by subtracting the
3613 // position of the first operator in the lex enum and adding the position of the
3614 // first in the expr enum. Note: This only works for binary operators.
3615 #define BC_TOKEN_2_INST(t) ((char) ((t) - BC_LEX_NEG + BC_INST_NEG))
3616
3617 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags);
3618
3619 static BC_STATUS zbc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
3620 {
3621         BcStatus s;
3622
3623         s = bc_parse_expr_empty_ok(p, flags);
3624         if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP)
3625                 RETURN_STATUS(bc_error("empty expression"));
3626         RETURN_STATUS(s);
3627 }
3628 #define zbc_parse_expr(...) (zbc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3629
3630 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(BcParse *p, bool auto_allowed);
3631 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3632
3633 static BC_STATUS zbc_parse_stmt(BcParse *p)
3634 {
3635         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt_possibly_auto(p, false));
3636 }
3637 #define zbc_parse_stmt(...) (zbc_parse_stmt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3638
3639 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(BcParse *p, const char *after_X)
3640 {
3641         // "if(cond)<newline>stmt" is accepted too, but not 2+ newlines.
3642         // Same for "else", "while()", "for()".
3643         BcStatus s = zbc_lex_next_and_skip_NLINE(&p->l);
3644         if (s) RETURN_STATUS(s);
3645         if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE)
3646                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("no statement after '%s'", after_X));
3647
3648         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt(p));
3649 }
3650 #define zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(...) (zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3651
3652 static void bc_parse_operator(BcParse *p, BcLexType type, size_t start,
3653                                   size_t *nexprs)
3654 {
3655         char l, r = bc_parse_op_PREC(type - BC_LEX_OP_INC);
3656         bool left = bc_parse_op_LEFT(type - BC_LEX_OP_INC);
3657
3658         while (p->ops.len > start) {
3659                 BcLexType t = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3660                 if (t == BC_LEX_LPAREN) break;
3661
3662                 l = bc_parse_op_PREC(t - BC_LEX_OP_INC);
3663                 if (l >= r && (l != r || !left)) break;
3664
3665                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(t));
3666                 bc_vec_pop(&p->ops);
3667                 *nexprs -= (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && t != BC_LEX_NEG);
3668         }
3669
3670         bc_vec_push(&p->ops, &type);
3671 }
3672
3673 static BC_STATUS zbc_parse_rightParen(BcParse *p, size_t ops_bgn, size_t *nexs)
3674 {
3675         BcLexType top;
3676
3677         if (p->ops.len <= ops_bgn)
3678                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3679         top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3680
3681         while (top != BC_LEX_LPAREN) {
3682                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(top));
3683
3684                 bc_vec_pop(&p->ops);
3685                 *nexs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
3686
3687                 if (p->ops.len <= ops_bgn)
3688                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3689                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3690         }
3691
3692         bc_vec_pop(&p->ops);
3693
3694         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3695 }
3696 #define zbc_parse_rightParen(...) (zbc_parse_rightParen(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3697
3698 static BC_STATUS zbc_parse_params(BcParse *p, uint8_t flags)
3699 {
3700         BcStatus s;
3701         size_t nparams;
3702
3703         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
3704         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3705
3706         s = zbc_lex_next(&p->l);
3707         if (s) RETURN_STATUS(s);
3708
3709         nparams = 0;
3710         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3711                 for (;;) {
3712                         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3713                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3714                         nparams++;
3715                         if (p->l.t.t != BC_LEX_COMMA) {
3716                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RPAREN)
3717                                         break;
3718                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3719                         }
3720                         s = zbc_lex_next(&p->l);
3721                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3722                 }
3723         }
3724
3725         bc_parse_push(p, BC_INST_CALL);
3726         bc_parse_pushIndex(p, nparams);
3727
3728         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3729 }
3730 #define zbc_parse_params(...) (zbc_parse_params(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3731
3732 // Note: takes ownership of 'name' (must be malloced)
3733 static size_t bc_program_addFunc(char *name)
3734 {
3735         size_t idx;
3736         BcId entry, *entry_ptr;
3737         BcFunc f;
3738         int inserted;
3739
3740         entry.name = name;
3741         entry.idx = G.prog.fns.len;
3742
3743         inserted = bc_map_insert(&G.prog.fn_map, &entry, &idx);
3744         if (!inserted) free(name);
3745
3746         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3747         idx = entry_ptr->idx;
3748
3749         if (!inserted) {
3750                 BcFunc *func = bc_program_func(entry_ptr->idx);
3751
3752                 // We need to reset these, so the function can be repopulated.
3753                 func->nparams = 0;
3754                 bc_vec_pop_all(&func->autos);
3755                 bc_vec_pop_all(&func->code);
3756                 bc_vec_pop_all(&func->labels);
3757         } else {
3758                 bc_func_init(&f);
3759                 bc_vec_push(&G.prog.fns, &f);
3760         }
3761
3762         return idx;
3763 }
3764
3765 // Note: takes ownership of 'name' (must be malloced)
3766 static BC_STATUS zbc_parse_call(BcParse *p, char *name, uint8_t flags)
3767 {
3768         BcStatus s;
3769         BcId entry, *entry_ptr;
3770         size_t idx;
3771
3772         entry.name = name;
3773
3774         s = zbc_parse_params(p, flags);
3775         if (s) goto err;
3776
3777         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3778                 s = bc_error_bad_token();
3779                 goto err;
3780         }
3781
3782         idx = bc_map_find_exact(&G.prog.fn_map, &entry);
3783
3784         if (idx == BC_VEC_INVALID_IDX) {
3785                 // No such function exists, create an empty one
3786                 bc_program_addFunc(name);
3787                 idx = bc_map_find_exact(&G.prog.fn_map, &entry);
3788         } else
3789                 free(name);
3790
3791         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3792         bc_parse_pushIndex(p, entry_ptr->idx);
3793
3794         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3795  err:
3796         free(name);
3797         RETURN_STATUS(s);
3798 }
3799 #define zbc_parse_call(...) (zbc_parse_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3800
3801 static BC_STATUS zbc_parse_name(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3802 {
3803         BcStatus s;
3804         char *name;
3805
3806         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
3807         s = zbc_lex_next(&p->l);
3808         if (s) goto err;
3809
3810         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACKET) {
3811                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3812                 if (s) goto err;
3813
3814                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACKET) {
3815                         if (!(flags & BC_PARSE_ARRAY)) {
3816                                 s = bc_error_bad_expression();
3817                                 goto err;
3818                         }
3819                         *type = BC_INST_ARRAY;
3820                 } else {
3821                         *type = BC_INST_ARRAY_ELEM;
3822                         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3823                         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3824                         if (s) goto err;
3825                 }
3826                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3827                 if (s) goto err;
3828                 bc_parse_push(p, *type);
3829                 bc_parse_pushName(p, name);
3830                 free(name);
3831         } else if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN) {
3832                 if (flags & BC_PARSE_NOCALL) {
3833                         s = bc_error_bad_token();
3834                         goto err;
3835                 }
3836                 *type = BC_INST_CALL;
3837                 s = zbc_parse_call(p, name, flags);
3838         } else {
3839                 *type = BC_INST_VAR;
3840                 bc_parse_push(p, BC_INST_VAR);
3841                 bc_parse_pushName(p, name);
3842                 free(name);
3843         }
3844
3845         RETURN_STATUS(s);
3846  err:
3847         free(name);
3848         RETURN_STATUS(s);
3849 }
3850 #define zbc_parse_name(...) (zbc_parse_name(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3851
3852 static BC_STATUS zbc_parse_read(BcParse *p)
3853 {
3854         BcStatus s;
3855
3856         s = zbc_lex_next(&p->l);
3857         if (s) RETURN_STATUS(s);
3858         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3859
3860         s = zbc_lex_next(&p->l);
3861         if (s) RETURN_STATUS(s);
3862         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3863
3864         bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
3865
3866         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3867 }
3868 #define zbc_parse_read(...) (zbc_parse_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3869
3870 static BC_STATUS zbc_parse_builtin(BcParse *p, BcLexType type, uint8_t flags,
3871                                  BcInst *prev)
3872 {
3873         BcStatus s;
3874
3875         s = zbc_lex_next(&p->l);
3876         if (s) RETURN_STATUS(s);
3877         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3878
3879         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3880
3881         s = zbc_lex_next(&p->l);
3882         if (s) RETURN_STATUS(s);
3883
3884         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3885         if (s) RETURN_STATUS(s);
3886
3887         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3888
3889         *prev = (type == BC_LEX_KEY_LENGTH) ? BC_INST_LENGTH : BC_INST_SQRT;
3890         bc_parse_push(p, *prev);
3891
3892         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3893 }
3894 #define zbc_parse_builtin(...) (zbc_parse_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3895
3896 static BC_STATUS zbc_parse_scale(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3897 {
3898         BcStatus s;
3899
3900         s = zbc_lex_next(&p->l);
3901         if (s) RETURN_STATUS(s);
3902
3903         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) {
3904                 *type = BC_INST_SCALE;
3905                 bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3906                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3907         }
3908
3909         *type = BC_INST_SCALE_FUNC;
3910         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3911
3912         s = zbc_lex_next(&p->l);
3913         if (s) RETURN_STATUS(s);
3914
3915         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3916         if (s) RETURN_STATUS(s);
3917         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN)
3918                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3919         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE_FUNC);
3920
3921         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3922 }
3923 #define zbc_parse_scale(...) (zbc_parse_scale(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3924
3925 static BC_STATUS zbc_parse_incdec(BcParse *p, BcInst *prev, bool *paren_expr,
3926                                 size_t *nexprs, uint8_t flags)
3927 {
3928         BcStatus s;
3929         BcLexType type;
3930         char inst;
3931         BcInst etype = *prev;
3932
3933         if (etype == BC_INST_VAR || etype == BC_INST_ARRAY_ELEM
3934          || etype == BC_INST_SCALE || etype == BC_INST_LAST
3935          || etype == BC_INST_IBASE || etype == BC_INST_OBASE
3936         ) {
3937                 *prev = inst = BC_INST_INC_POST + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3938                 bc_parse_push(p, inst);
3939                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3940         } else {
3941                 *prev = inst = BC_INST_INC_PRE + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3942                 *paren_expr = true;
3943
3944                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3945                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3946                 type = p->l.t.t;
3947
3948                 // Because we parse the next part of the expression
3949                 // right here, we need to increment this.
3950                 *nexprs = *nexprs + 1;
3951
3952                 switch (type) {
3953                         case BC_LEX_NAME:
3954                                 s = zbc_parse_name(p, prev, flags | BC_PARSE_NOCALL);
3955                                 break;
3956                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
3957                         case BC_LEX_KEY_LAST:
3958                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
3959                                 bc_parse_push(p, type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
3960                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3961                                 break;
3962                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
3963                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3964                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3965                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN)
3966                                         s = bc_error_bad_token();
3967                                 else
3968                                         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3969                                 break;
3970                         default:
3971                                 s = bc_error_bad_token();
3972                                 break;
3973                 }
3974
3975                 if (!s) bc_parse_push(p, inst);
3976         }
3977
3978         RETURN_STATUS(s);
3979 }
3980 #define zbc_parse_incdec(...) (zbc_parse_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3981
3982 static BC_STATUS zbc_parse_minus(BcParse *p, BcInst *prev, size_t ops_bgn,
3983                                bool rparen, size_t *nexprs)
3984 {
3985         BcStatus s;
3986         BcLexType type;
3987         BcInst etype = *prev;
3988
3989         s = zbc_lex_next(&p->l);
3990         if (s) RETURN_STATUS(s);
3991
3992         type = rparen || etype == BC_INST_INC_POST || etype == BC_INST_DEC_POST ||
3993                        (etype >= BC_INST_NUM && etype <= BC_INST_SQRT) ?
3994                    BC_LEX_OP_MINUS :
3995                    BC_LEX_NEG;
3996         *prev = BC_TOKEN_2_INST(type);
3997
3998         // We can just push onto the op stack because this is the largest
3999         // precedence operator that gets pushed. Inc/dec does not.
4000         if (type != BC_LEX_OP_MINUS)
4001                 bc_vec_push(&p->ops, &type);
4002         else
4003                 bc_parse_operator(p, type, ops_bgn, nexprs);
4004
4005         RETURN_STATUS(s);
4006 }
4007 #define zbc_parse_minus(...) (zbc_parse_minus(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4008
4009 static BC_STATUS zbc_parse_print(BcParse *p)
4010 {
4011         BcStatus s;
4012         BcLexType type;
4013
4014         for (;;) {
4015                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4016                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4017                 type = p->l.t.t;
4018                 if (type == BC_LEX_STR) {
4019                         s = bc_parse_pushSTR(p);
4020                 } else {
4021                         s = zbc_parse_expr(p, 0);
4022                 }
4023                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4024                 bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT_POP);
4025                 if (p->l.t.t != BC_LEX_COMMA)
4026                         break;
4027         }
4028
4029         RETURN_STATUS(s);
4030 }
4031 #define zbc_parse_print(...) (zbc_parse_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4032
4033 static BC_STATUS zbc_parse_return(BcParse *p)
4034 {
4035         BcStatus s;
4036         BcLexType t;
4037
4038         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4039         s = zbc_lex_next(&p->l);
4040         if (s) RETURN_STATUS(s);
4041
4042         t = p->l.t.t;
4043         if (t == BC_LEX_NLINE || t == BC_LEX_SCOLON)
4044                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4045         else {
4046                 bool paren = (t == BC_LEX_LPAREN);
4047                 s = bc_parse_expr_empty_ok(p, 0);
4048                 if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP) {
4049                         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4050                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4051                 }
4052                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4053
4054                 if (!paren || p->l.t.last != BC_LEX_RPAREN) {
4055                         s = bc_POSIX_requires("parentheses around return expressions");
4056                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
4057                 }
4058
4059                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET);
4060         }
4061
4062         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4063         RETURN_STATUS(s);
4064 }
4065 #define zbc_parse_return(...) (zbc_parse_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4066
4067 static void rewrite_label_to_current(BcParse *p, size_t idx)
4068 {
4069         size_t *label = bc_vec_item(&p->func->labels, idx);
4070         *label = p->func->code.len;
4071 }
4072
4073 static BC_STATUS zbc_parse_if(BcParse *p)
4074 {
4075         BcStatus s;
4076         size_t ip_idx;
4077
4078         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4079         s = zbc_lex_next(&p->l);
4080         if (s) RETURN_STATUS(s);
4081         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4082
4083         s = zbc_lex_next(&p->l);
4084         if (s) RETURN_STATUS(s);
4085         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4086         if (s) RETURN_STATUS(s);
4087
4088         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4089
4090         ip_idx = p->func->labels.len;
4091         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, ip_idx);
4092         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4093
4094         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_if);
4095         if (s) RETURN_STATUS(s);
4096
4097         dbg_lex("%s:%d in if after stmt: p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4098         if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_ELSE) {
4099                 size_t ip2_idx;
4100
4101                 ip2_idx = p->func->labels.len;
4102
4103                 dbg_lex("%s:%d after if() body: BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, ip2_idx);
4104                 bc_parse_pushJUMP(p, ip2_idx);
4105
4106                 dbg_lex("%s:%d rewriting 'if_zero' label to jump to 'else'-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4107                 rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4108
4109                 bc_vec_push(&p->func->labels, &ip2_idx);
4110                 ip_idx = ip2_idx;
4111
4112                 s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_else);
4113                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4114         }
4115
4116         dbg_lex("%s:%d rewriting label to jump after 'if' body-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4117         rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4118
4119         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4120         RETURN_STATUS(s);
4121 }
4122 #define zbc_parse_if(...) (zbc_parse_if(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4123
4124 static BC_STATUS zbc_parse_while(BcParse *p)
4125 {
4126         BcStatus s;
4127         size_t cond_idx;
4128         size_t ip_idx;
4129
4130         s = zbc_lex_next(&p->l);
4131         if (s) RETURN_STATUS(s);
4132         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4133         s = zbc_lex_next(&p->l);
4134         if (s) RETURN_STATUS(s);
4135
4136         cond_idx = p->func->labels.len;
4137         ip_idx = cond_idx + 1;
4138
4139         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4140         bc_vec_push(&p->conds, &cond_idx);
4141
4142         bc_vec_push(&p->exits, &ip_idx);
4143         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4144
4145         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4146         if (s) RETURN_STATUS(s);
4147         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4148
4149         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, ip_idx);
4150
4151         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_while);
4152         if (s) RETURN_STATUS(s);
4153
4154         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, cond_idx);
4155         bc_parse_pushJUMP(p, cond_idx);
4156
4157         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4158         rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4159
4160         bc_vec_pop(&p->exits);
4161         bc_vec_pop(&p->conds);
4162
4163         RETURN_STATUS(s);
4164 }
4165 #define zbc_parse_while(...) (zbc_parse_while(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4166
4167 static BC_STATUS zbc_parse_for(BcParse *p)
4168 {
4169         BcStatus s;
4170         size_t cond_idx, exit_idx, body_idx, update_idx;
4171
4172         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4173         s = zbc_lex_next(&p->l);
4174         if (s) RETURN_STATUS(s);
4175         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4176         s = zbc_lex_next(&p->l);
4177         if (s) RETURN_STATUS(s);
4178
4179         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4180                 s = zbc_parse_expr(p, 0);
4181         else
4182                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("init");
4183
4184         if (s) RETURN_STATUS(s);
4185         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4186         s = zbc_lex_next(&p->l);
4187         if (s) RETURN_STATUS(s);
4188
4189         cond_idx = p->func->labels.len;
4190         update_idx = cond_idx + 1;
4191         body_idx = update_idx + 1;
4192         exit_idx = body_idx + 1;
4193
4194         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4195
4196         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4197                 s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4198         else
4199                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("condition");
4200
4201         if (s) RETURN_STATUS(s);
4202         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4203
4204         s = zbc_lex_next(&p->l);
4205         if (s) RETURN_STATUS(s);
4206
4207         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, exit_idx);
4208         bc_parse_pushJUMP(p, body_idx);
4209
4210         bc_vec_push(&p->conds, &update_idx);
4211         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4212
4213         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN)
4214                 s = zbc_parse_expr(p, 0);
4215         else
4216                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("update");
4217
4218         if (s) RETURN_STATUS(s);
4219
4220         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4221         bc_parse_pushJUMP(p, cond_idx);
4222         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4223
4224         bc_vec_push(&p->exits, &exit_idx);
4225         bc_vec_push(&p->func->labels, &exit_idx);
4226
4227         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_for);
4228         if (s) RETURN_STATUS(s);
4229
4230         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, update_idx);
4231         bc_parse_pushJUMP(p, update_idx);
4232
4233         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4234         rewrite_label_to_current(p, exit_idx);
4235
4236         bc_vec_pop(&p->exits);
4237         bc_vec_pop(&p->conds);
4238
4239         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4240 }
4241 #define zbc_parse_for(...) (zbc_parse_for(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4242
4243 static BC_STATUS zbc_parse_break_or_continue(BcParse *p, BcLexType type)
4244 {
4245         BcStatus s;
4246         size_t i;
4247
4248         if (type == BC_LEX_KEY_BREAK) {
4249                 if (p->exits.len == 0) // none of the enclosing blocks is a loop
4250                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4251                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->exits);
4252         } else {
4253                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->conds);
4254         }
4255
4256         bc_parse_pushJUMP(p, i);
4257
4258         s = zbc_lex_next(&p->l);
4259         if (s) RETURN_STATUS(s);
4260
4261         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON && p->l.t.t != BC_LEX_NLINE)
4262                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4263
4264         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4265 }
4266 #define zbc_parse_break_or_continue(...) (zbc_parse_break_or_continue(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4267
4268 static BC_STATUS zbc_parse_funcdef(BcParse *p)
4269 {
4270         BcStatus s;
4271         bool var, comma = false;
4272         char *name;
4273
4274         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4275         s = zbc_lex_next(&p->l);
4276         if (s) RETURN_STATUS(s);
4277         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4278                 RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4279
4280         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4281         p->fidx = bc_program_addFunc(name);
4282         p->func = bc_program_func(p->fidx);
4283
4284         s = zbc_lex_next(&p->l);
4285         if (s) RETURN_STATUS(s);
4286         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN)
4287                 RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4288         s = zbc_lex_next(&p->l);
4289         if (s) RETURN_STATUS(s);
4290
4291         while (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
4292                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4293                         RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4294
4295                 ++p->func->nparams;
4296
4297                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4298                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4299                 if (s) goto err;
4300
4301                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4302
4303                 if (!var) {
4304                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4305                         if (s) goto err;
4306
4307                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4308                                 s = bc_error("bad function definition");
4309                                 goto err;
4310                         }
4311
4312                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4313                         if (s) goto err;
4314                 }
4315
4316                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4317                 if (comma) {
4318                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4319                         if (s) goto err;
4320                 }
4321
4322                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4323                 if (s) goto err;
4324         }
4325
4326         if (comma) RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4327
4328         s = zbc_lex_next(&p->l);
4329         if (s) RETURN_STATUS(s);
4330
4331         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4332                 s = bc_POSIX_requires("the left brace be on the same line as the function header");
4333
4334         // Prevent "define z()<newline>" from being interpreted as function with empty stmt as body
4335         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE(&p->l);
4336         if (s) RETURN_STATUS(s);
4337         //GNU bc requires a {} block even if function body has single stmt, enforce this?
4338         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4339                 RETURN_STATUS(bc_error("function { body } expected"));
4340
4341         p->in_funcdef++; // to determine whether "return" stmt is allowed, and such
4342         s = zbc_parse_stmt_possibly_auto(p, true);
4343         p->in_funcdef--;
4344         if (s) RETURN_STATUS(s);
4345
4346         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4347
4348         // Subsequent code generation is into main program
4349         p->fidx = BC_PROG_MAIN;
4350         p->func = bc_program_func_BC_PROG_MAIN();
4351
4352         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4353         RETURN_STATUS(s);
4354  err:
4355         dbg_lex_done("%s:%d done (error)", __func__, __LINE__);
4356         free(name);
4357         RETURN_STATUS(s);
4358 }
4359 #define zbc_parse_funcdef(...) (zbc_parse_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4360
4361 static BC_STATUS zbc_parse_auto(BcParse *p)
4362 {
4363         BcStatus s;
4364         bool comma, var, one;
4365         char *name;
4366
4367         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4368         s = zbc_lex_next(&p->l);
4369         if (s) RETURN_STATUS(s);
4370
4371         comma = false;
4372         one = p->l.t.t == BC_LEX_NAME;
4373
4374         while (p->l.t.t == BC_LEX_NAME) {
4375                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4376                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4377                 if (s) goto err;
4378
4379                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4380                 if (!var) {
4381                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4382                         if (s) goto err;
4383
4384                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4385                                 s = bc_error("bad function definition");
4386                                 goto err;
4387                         }
4388
4389                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4390                         if (s) goto err;
4391                 }
4392
4393                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4394                 if (comma) {
4395                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4396                         if (s) goto err;
4397                 }
4398
4399                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4400                 if (s) goto err;
4401         }
4402
4403         if (comma) RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4404         if (!one) RETURN_STATUS(bc_error("no auto variable found"));
4405
4406         if (p->l.t.t != BC_LEX_NLINE && p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4407                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4408
4409         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4410         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4411  err:
4412         free(name);
4413         dbg_lex_done("%s:%d done (ERROR)", __func__, __LINE__);
4414         RETURN_STATUS(s);
4415 }
4416 #define zbc_parse_auto(...) (zbc_parse_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4417
4418 #undef zbc_parse_stmt_possibly_auto
4419 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(BcParse *p, bool auto_allowed)
4420 {
4421         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4422
4423         dbg_lex_enter("%s:%d entered, p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4424
4425         if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) {
4426                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_NLINE)", __func__, __LINE__);
4427                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4428         }
4429         if (p->l.t.t == BC_LEX_SCOLON) {
4430                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_SCOLON)", __func__, __LINE__);
4431                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4432         }
4433
4434         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACE) {
4435                 dbg_lex("%s:%d BC_LEX_LBRACE: (auto_allowed:%d)", __func__, __LINE__, auto_allowed);
4436                 do {
4437                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4438                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4439                 } while (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE);
4440                 if (auto_allowed && p->l.t.t == BC_LEX_KEY_AUTO) {
4441                         dbg_lex("%s:%d calling zbc_parse_auto()", __func__, __LINE__);
4442                         s = zbc_parse_auto(p);
4443                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4444                 }
4445                 while (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACE) {
4446                         dbg_lex("%s:%d block parsing loop", __func__, __LINE__);
4447                         s = zbc_parse_stmt(p);
4448                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4449                 }
4450                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4451                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_RBRACE)", __func__, __LINE__);
4452                 RETURN_STATUS(s);
4453         }
4454
4455         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4456         switch (p->l.t.t) {
4457                 case BC_LEX_OP_INC:
4458                 case BC_LEX_OP_DEC:
4459                 case BC_LEX_OP_MINUS:
4460                 case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4461                 case BC_LEX_LPAREN:
4462                 case BC_LEX_NAME:
4463                 case BC_LEX_NUMBER:
4464                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4465                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4466                 case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4467                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4468                 case BC_LEX_KEY_READ:
4469                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4470                 case BC_LEX_KEY_SQRT:
4471                         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_PRINT);
4472                         break;
4473                 case BC_LEX_STR:
4474                         s = bc_parse_pushSTR(p);
4475                         bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT_STR);
4476                         break;
4477                 case BC_LEX_KEY_BREAK:
4478                 case BC_LEX_KEY_CONTINUE:
4479                         s = zbc_parse_break_or_continue(p, p->l.t.t);
4480                         break;
4481                 case BC_LEX_KEY_FOR:
4482                         s = zbc_parse_for(p);
4483                         break;
4484                 case BC_LEX_KEY_HALT:
4485                         bc_parse_push(p, BC_INST_HALT);
4486                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4487                         break;
4488                 case BC_LEX_KEY_IF:
4489                         s = zbc_parse_if(p);
4490                         break;
4491                 case BC_LEX_KEY_LIMITS:
4492                         // "limits" is a compile-time command,
4493                         // the output is produced at _parse time_.
4494                         printf(
4495                                 "BC_BASE_MAX     = "BC_MAX_OBASE_STR "\n"
4496                                 "BC_DIM_MAX      = "BC_MAX_DIM_STR   "\n"
4497                                 "BC_SCALE_MAX    = "BC_MAX_SCALE_STR "\n"
4498                                 "BC_STRING_MAX   = "BC_MAX_STRING_STR"\n"
4499                                 "BC_NAME_MAX     = "BC_MAX_NAME_STR  "\n"
4500                                 "BC_NUM_MAX      = "BC_MAX_NUM_STR   "\n"
4501                                 "MAX Exponent    = "BC_MAX_EXP_STR   "\n"
4502                                 "Number of vars  = "BC_MAX_VARS_STR  "\n"
4503                         );
4504                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4505                         break;
4506                 case BC_LEX_KEY_PRINT:
4507                         s = zbc_parse_print(p);
4508                         break;
4509                 case BC_LEX_KEY_QUIT:
4510                         // "quit" is a compile-time command. For example,
4511                         // "if (0 == 1) quit" terminates when parsing the statement,
4512                         // not when it is executed
4513                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
4514                 case BC_LEX_KEY_RETURN:
4515                         if (!p->in_funcdef)
4516                                 RETURN_STATUS(bc_error("'return' not in a function"));
4517                         s = zbc_parse_return(p);
4518                         break;
4519                 case BC_LEX_KEY_WHILE:
4520                         s = zbc_parse_while(p);
4521                         break;
4522                 default:
4523                         s = bc_error_bad_token();
4524                         break;
4525         }
4526
4527         if (s || G_interrupt) {
4528                 bc_parse_reset(p);
4529                 s = BC_STATUS_FAILURE;
4530         }
4531
4532         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4533         RETURN_STATUS(s);
4534 }
4535 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4536
4537 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_or_funcdef(BcParse *p)
4538 {
4539         BcStatus s;
4540
4541         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4542         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4543                 s = bc_error("end of file");
4544         else if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_DEFINE) {
4545                 dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:BC_LEX_KEY_DEFINE", __func__, __LINE__);
4546                 s = zbc_parse_funcdef(p);
4547         } else {
4548                 dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d (not BC_LEX_KEY_DEFINE)", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4549                 s = zbc_parse_stmt(p);
4550         }
4551
4552         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4553         RETURN_STATUS(s);
4554 }
4555 #define zbc_parse_stmt_or_funcdef(...) (zbc_parse_stmt_or_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4556
4557 // This is not a "z" function: can also return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP
4558 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags)
4559 {
4560         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4561         BcInst prev = BC_INST_PRINT;
4562         BcLexType top, t = p->l.t.t;
4563         size_t nexprs = 0, ops_bgn = p->ops.len;
4564         unsigned nparens, nrelops;
4565         bool paren_first, paren_expr, rprn, done, get_token, assign, bin_last;
4566
4567         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4568         paren_first = p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN;
4569         nparens = nrelops = 0;
4570         paren_expr = rprn = done = get_token = assign = false;
4571         bin_last = true;
4572
4573         for (; !G_interrupt && !s && !done && bc_parse_exprs(t); t = p->l.t.t) {
4574                 switch (t) {
4575                         case BC_LEX_OP_INC:
4576                         case BC_LEX_OP_DEC:
4577                                 s = zbc_parse_incdec(p, &prev, &paren_expr, &nexprs, flags);
4578                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4579                                 break;
4580                         case BC_LEX_OP_MINUS:
4581                                 s = zbc_parse_minus(p, &prev, ops_bgn, rprn, &nexprs);
4582                                 rprn = get_token = false;
4583                                 bin_last = prev == BC_INST_MINUS;
4584                                 break;
4585                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER:
4586                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY:
4587                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE:
4588                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS:
4589                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS:
4590                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS:
4591                         case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4592                                 if (prev != BC_INST_VAR && prev != BC_INST_ARRAY_ELEM
4593                                  && prev != BC_INST_SCALE && prev != BC_INST_IBASE
4594                                  && prev != BC_INST_OBASE && prev != BC_INST_LAST
4595                                 ) {
4596                                         s = bc_error("bad assignment:"
4597                                                 " left side must be variable"
4598                                                 " or array element"
4599                                         ); // note: shared string
4600                                         break;
4601                                 }
4602                         // Fallthrough.
4603                         case BC_LEX_OP_POWER:
4604                         case BC_LEX_OP_MULTIPLY:
4605                         case BC_LEX_OP_DIVIDE:
4606                         case BC_LEX_OP_MODULUS:
4607                         case BC_LEX_OP_PLUS:
4608                         case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4609                         case BC_LEX_OP_REL_LE:
4610                         case BC_LEX_OP_REL_GE:
4611                         case BC_LEX_OP_REL_NE:
4612                         case BC_LEX_OP_REL_LT:
4613                         case BC_LEX_OP_REL_GT:
4614                         case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4615                         case BC_LEX_OP_BOOL_OR:
4616                         case BC_LEX_OP_BOOL_AND:
4617                                 if (((t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) != bin_last)
4618                                  || (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4619                                 ) {
4620                                         return bc_error_bad_expression();
4621                                 }
4622                                 nrelops += t >= BC_LEX_OP_REL_EQ && t <= BC_LEX_OP_REL_GT;
4623                                 prev = BC_TOKEN_2_INST(t);
4624                                 bc_parse_operator(p, t, ops_bgn, &nexprs);
4625                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4626                                 rprn = get_token = false;
4627                                 bin_last = t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT;
4628                                 break;
4629                         case BC_LEX_LPAREN:
4630                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4631                                         return bc_error_bad_expression();
4632                                 ++nparens;
4633                                 paren_expr = rprn = bin_last = false;
4634                                 get_token = true;
4635                                 bc_vec_push(&p->ops, &t);
4636                                 break;
4637                         case BC_LEX_RPAREN:
4638                                 if (bin_last || prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4639                                         return bc_error_bad_expression();
4640                                 if (nparens == 0) {
4641                                         s = BC_STATUS_SUCCESS;
4642                                         done = true;
4643                                         get_token = false;
4644                                         break;
4645                                 }
4646                                 if (!paren_expr) {
4647                                         dbg_lex_done("%s:%d done (returning EMPTY_EXP)", __func__, __LINE__);
4648                                         return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP;
4649                                 }
4650                                 --nparens;
4651                                 paren_expr = rprn = true;
4652                                 get_token = bin_last = false;
4653                                 s = zbc_parse_rightParen(p, ops_bgn, &nexprs);
4654                                 break;
4655                         case BC_LEX_NAME:
4656                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4657                                         return bc_error_bad_expression();
4658                                 paren_expr = true;
4659                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4660                                 s = zbc_parse_name(p, &prev, flags & ~BC_PARSE_NOCALL);
4661                                 ++nexprs;
4662                                 break;
4663                         case BC_LEX_NUMBER:
4664                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4665                                         return bc_error_bad_expression();
4666                                 bc_parse_pushNUM(p);
4667                                 nexprs++;
4668                                 prev = BC_INST_NUM;
4669                                 paren_expr = get_token = true;
4670                                 rprn = bin_last = false;
4671                                 break;
4672                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4673                         case BC_LEX_KEY_LAST:
4674                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4675                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4676                                         return bc_error_bad_expression();
4677                                 prev = (char) (t - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
4678                                 bc_parse_push(p, (char) prev);
4679                                 paren_expr = get_token = true;
4680                                 rprn = bin_last = false;
4681                                 ++nexprs;
4682                                 break;
4683                         case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4684                         case BC_LEX_KEY_SQRT:
4685                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4686                                         return bc_error_bad_expression();
4687                                 s = zbc_parse_builtin(p, t, flags, &prev);
4688                                 paren_expr = true;
4689                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4690                                 ++nexprs;
4691                                 break;
4692                         case BC_LEX_KEY_READ:
4693                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4694                                         return bc_error_bad_expression();
4695                                 else if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
4696                                         s = bc_error_nested_read_call();
4697                                 else
4698                                         s = zbc_parse_read(p);
4699                                 paren_expr = true;
4700                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4701                                 ++nexprs;
4702                                 prev = BC_INST_READ;
4703                                 break;
4704                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4705                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4706                                         return bc_error_bad_expression();
4707                                 s = zbc_parse_scale(p, &prev, flags);
4708                                 paren_expr = true;
4709                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4710                                 ++nexprs;
4711                                 prev = BC_INST_SCALE;
4712                                 break;
4713                         default:
4714                                 s = bc_error_bad_token();
4715                                 break;
4716                 }
4717
4718                 if (!s && get_token) s = zbc_lex_next(&p->l);
4719         }
4720
4721         if (s) return s;
4722         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE; // ^C: stop parsing
4723
4724         while (p->ops.len > ops_bgn) {
4725                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
4726                 assign = top >= BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER && top <= BC_LEX_OP_ASSIGN;
4727
4728                 if (top == BC_LEX_LPAREN || top == BC_LEX_RPAREN)
4729                         return bc_error_bad_expression();
4730
4731                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(top));
4732
4733                 nexprs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
4734                 bc_vec_pop(&p->ops);
4735         }
4736
4737         if (prev == BC_INST_BOOL_NOT || nexprs != 1)
4738                 return bc_error_bad_expression();
4739
4740         if (!(flags & BC_PARSE_REL) && nrelops) {
4741                 s = bc_POSIX_does_not_allow("comparison operators outside if or loops");
4742                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) return s);
4743         } else if ((flags & BC_PARSE_REL) && nrelops > 1) {
4744                 s = bc_POSIX_requires("exactly one comparison operator per condition");
4745                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) return s);
4746         }
4747
4748         if (flags & BC_PARSE_PRINT) {
4749                 if (paren_first || !assign) bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT);
4750                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4751         }
4752
4753         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4754         return s;
4755 }
4756
4757 #endif // ENABLE_BC
4758
4759 #if ENABLE_DC
4760
4761 static BC_STATUS zdc_parse_register(BcParse *p)
4762 {
4763         BcStatus s;
4764
4765         s = zbc_lex_next(&p->l);
4766         if (s) RETURN_STATUS(s);
4767         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4768
4769         bc_parse_pushName(p, p->l.t.v.v);
4770
4771         RETURN_STATUS(s);
4772 }
4773 #define zdc_parse_register(...) (zdc_parse_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4774
4775 static BC_STATUS zdc_parse_string(BcParse *p)
4776 {
4777         char *str, *name;
4778         size_t len = G.prog.strs.len;
4779
4780 //why pad to 32 zeros??
4781         name = xasprintf("%032lu", (unsigned long)len);
4782
4783         str = xstrdup(p->l.t.v.v);
4784         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
4785         bc_parse_pushIndex(p, len);
4786         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
4787         bc_program_addFunc(name);
4788         p->func = bc_program_func(p->fidx);
4789
4790         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4791 }
4792 #define zdc_parse_string(...) (zdc_parse_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4793
4794 static BC_STATUS zdc_parse_mem(BcParse *p, uint8_t inst, bool name, bool store)
4795 {
4796         BcStatus s;
4797
4798         bc_parse_push(p, inst);
4799         if (name) {
4800                 s = zdc_parse_register(p);
4801                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4802         }
4803
4804         if (store) {
4805                 bc_parse_push(p, BC_INST_SWAP);
4806                 bc_parse_push(p, BC_INST_ASSIGN);
4807                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4808         }
4809
4810         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4811 }
4812 #define zdc_parse_mem(...) (zdc_parse_mem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4813
4814 static BC_STATUS zdc_parse_cond(BcParse *p, uint8_t inst)
4815 {
4816         BcStatus s;
4817
4818         bc_parse_push(p, inst);
4819         bc_parse_push(p, BC_INST_EXEC_COND);
4820
4821         s = zdc_parse_register(p);
4822         if (s) RETURN_STATUS(s);
4823
4824         s = zbc_lex_next(&p->l);
4825         if (s) RETURN_STATUS(s);
4826
4827         if (p->l.t.t == BC_LEX_ELSE) {
4828                 s = zdc_parse_register(p);
4829                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4830                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4831         } else
4832                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
4833
4834         RETURN_STATUS(s);
4835 }
4836 #define zdc_parse_cond(...) (zdc_parse_cond(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4837
4838 static BC_STATUS zdc_parse_token(BcParse *p, BcLexType t, uint8_t flags)
4839 {
4840         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4841         uint8_t inst;
4842         bool assign, get_token = false;
4843
4844         switch (t) {
4845                 case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4846                 case BC_LEX_OP_REL_LE:
4847                 case BC_LEX_OP_REL_GE:
4848                 case BC_LEX_OP_REL_NE:
4849                 case BC_LEX_OP_REL_LT:
4850                 case BC_LEX_OP_REL_GT:
4851                         s = zdc_parse_cond(p, t - BC_LEX_OP_REL_EQ + BC_INST_REL_EQ);
4852                         break;
4853                 case BC_LEX_SCOLON:
4854                 case BC_LEX_COLON:
4855                         s = zdc_parse_mem(p, BC_INST_ARRAY_ELEM, true, t == BC_LEX_COLON);
4856                         break;
4857                 case BC_LEX_STR:
4858                         s = zdc_parse_string(p);
4859                         break;
4860                 case BC_LEX_NEG:
4861                 case BC_LEX_NUMBER:
4862                         if (t == BC_LEX_NEG) {
4863                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4864                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4865                                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NUMBER)
4866                                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4867                         }
4868                         bc_parse_pushNUM(p);
4869                         if (t == BC_LEX_NEG) bc_parse_push(p, BC_INST_NEG);
4870                         get_token = true;
4871                         break;
4872                 case BC_LEX_KEY_READ:
4873                         if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
4874                                 s = bc_error_nested_read_call();
4875                         else
4876                                 bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
4877                         get_token = true;
4878                         break;
4879                 case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4880                 case BC_LEX_STORE_PUSH:
4881                         assign = t == BC_LEX_OP_ASSIGN;
4882                         inst = assign ? BC_INST_VAR : BC_INST_PUSH_TO_VAR;
4883                         s = zdc_parse_mem(p, inst, true, assign);
4884                         break;
4885                 case BC_LEX_LOAD:
4886                 case BC_LEX_LOAD_POP:
4887                         inst = t == BC_LEX_LOAD_POP ? BC_INST_PUSH_VAR : BC_INST_LOAD;
4888                         s = zdc_parse_mem(p, inst, true, false);
4889                         break;
4890                 case BC_LEX_STORE_IBASE:
4891                 case BC_LEX_STORE_SCALE:
4892                 case BC_LEX_STORE_OBASE:
4893                         inst = t - BC_LEX_STORE_IBASE + BC_INST_IBASE;
4894                         s = zdc_parse_mem(p, inst, false, true);
4895                         break;
4896                 default:
4897                         s = bc_error_bad_token();
4898                         get_token = true;
4899                         break;
4900         }
4901
4902         if (!s && get_token) s = zbc_lex_next(&p->l);
4903
4904         RETURN_STATUS(s);
4905 }
4906 #define zdc_parse_token(...) (zdc_parse_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4907
4908 static BC_STATUS zdc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
4909 {
4910         BcLexType t;
4911
4912         for (;;) {
4913                 BcInst inst;
4914                 BcStatus s;
4915
4916                 t = p->l.t.t;
4917                 if (t == BC_LEX_EOF) break;
4918
4919                 inst = dc_parse_insts[t];
4920                 if (inst != BC_INST_INVALID) {
4921                         bc_parse_push(p, inst);
4922                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4923                 } else {
4924                         s = zdc_parse_token(p, t, flags);
4925                 }
4926                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4927         }
4928
4929         if (flags & BC_PARSE_NOCALL)
4930                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP_EXEC);
4931
4932         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4933 }
4934 #define zdc_parse_expr(...) (zdc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4935
4936 static BC_STATUS zdc_parse_parse(BcParse *p)
4937 {
4938         BcStatus s;
4939
4940         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4941                 s = bc_error("end of file");
4942         else
4943                 s = zdc_parse_expr(p, 0);
4944
4945         if (s || G_interrupt) {
4946                 bc_parse_reset(p);
4947                 s = BC_STATUS_FAILURE;
4948         }
4949
4950         RETURN_STATUS(s);
4951 }
4952 #define zdc_parse_parse(...) (zdc_parse_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4953
4954 #endif // ENABLE_DC
4955
4956 static BC_STATUS zcommon_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
4957 {
4958         if (IS_BC) {
4959                 IF_BC(RETURN_STATUS(zbc_parse_expr(p, flags)));
4960         } else {
4961                 IF_DC(RETURN_STATUS(zdc_parse_expr(p, flags)));
4962         }
4963 }
4964 #define zcommon_parse_expr(...) (zcommon_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4965
4966 static BcVec* bc_program_search(char *id, bool var)
4967 {
4968         BcId e, *ptr;
4969         BcVec *v, *map;
4970         size_t i;
4971         int new;
4972
4973         v = var ? &G.prog.vars : &G.prog.arrs;
4974         map = var ? &G.prog.var_map : &G.prog.arr_map;
4975
4976         e.name = id;
4977         e.idx = v->len;
4978         new = bc_map_insert(map, &e, &i); // 1 if insertion was successful
4979
4980         if (new) {
4981                 BcVec v2;
4982                 bc_array_init(&v2, var);
4983                 bc_vec_push(v, &v2);
4984         }
4985
4986         ptr = bc_vec_item(map, i);
4987         if (new) ptr->name = xstrdup(e.name);
4988         return bc_vec_item(v, ptr->idx);
4989 }
4990
4991 static BC_STATUS zbc_program_num(BcResult *r, BcNum **num, bool hex)
4992 {
4993         switch (r->t) {
4994                 case BC_RESULT_STR:
4995                 case BC_RESULT_TEMP:
4996                 case BC_RESULT_IBASE:
4997                 case BC_RESULT_SCALE:
4998                 case BC_RESULT_OBASE:
4999                         *num = &r->d.n;
5000                         break;
5001                 case BC_RESULT_CONSTANT: {
5002                         BcStatus s;
5003                         char *str = *(char**)bc_vec_item(&G.prog.consts, r->d.id.idx);
5004                         unsigned base_t;
5005                         size_t len = strlen(str);
5006
5007                         bc_num_init(&r->d.n, len);
5008
5009                         hex = hex && len == 1;
5010                         base_t = hex ? 16 : G.prog.ib_t;
5011                         s = zbc_num_parse(&r->d.n, str, base_t);
5012
5013                         if (s) {
5014                                 bc_num_free(&r->d.n);
5015                                 RETURN_STATUS(s);
5016                         }
5017
5018                         *num = &r->d.n;
5019                         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5020                         break;
5021                 }
5022                 case BC_RESULT_VAR:
5023                 case BC_RESULT_ARRAY:
5024                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM: {
5025                         BcVec *v;
5026
5027                         v = bc_program_search(r->d.id.name, r->t == BC_RESULT_VAR);
5028
5029                         if (r->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
5030                                 v = bc_vec_top(v);
5031                                 if (v->len <= r->d.id.idx) bc_array_expand(v, r->d.id.idx + 1);
5032                                 *num = bc_vec_item(v, r->d.id.idx);
5033                         } else
5034                                 *num = bc_vec_top(v);
5035                         break;
5036                 }
5037                 case BC_RESULT_LAST:
5038                         *num = &G.prog.last;
5039                         break;
5040                 case BC_RESULT_ONE:
5041                         *num = &G.prog.one;
5042                         break;
5043         }
5044
5045         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5046 }
5047 #define zbc_program_num(...) (zbc_program_num(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5048
5049 static BC_STATUS zbc_program_binOpPrep(BcResult **l, BcNum **ln,
5050                                      BcResult **r, BcNum **rn, bool assign)
5051 {
5052         BcStatus s;
5053         bool hex;
5054         BcResultType lt, rt;
5055
5056         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
5057                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5058
5059         *r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
5060         *l = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
5061
5062         lt = (*l)->t;
5063         rt = (*r)->t;
5064         hex = assign && (lt == BC_RESULT_IBASE || lt == BC_RESULT_OBASE);
5065
5066         s = zbc_program_num(*l, ln, false);
5067         if (s) RETURN_STATUS(s);
5068         s = zbc_program_num(*r, rn, hex);
5069         if (s) RETURN_STATUS(s);
5070
5071         // We run this again under these conditions in case any vector has been
5072         // reallocated out from under the BcNums or arrays we had.
5073         if (lt == rt && (lt == BC_RESULT_VAR || lt == BC_RESULT_ARRAY_ELEM)) {
5074                 s = zbc_program_num(*l, ln, false);
5075                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5076         }
5077
5078         if (!BC_PROG_NUM((*l), (*ln)) && (!assign || (*l)->t != BC_RESULT_VAR))
5079                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5080         if (!assign && !BC_PROG_NUM((*r), (*ln)))
5081                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5082
5083         RETURN_STATUS(s);
5084 }
5085 #define zbc_program_binOpPrep(...) (zbc_program_binOpPrep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5086
5087 static void bc_program_binOpRetire(BcResult *r)
5088 {
5089         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5090         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5091         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5092         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5093 }
5094
5095 static BC_STATUS zbc_program_prep(BcResult **r, BcNum **n)
5096 {
5097         BcStatus s;
5098
5099         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
5100                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5101         *r = bc_vec_top(&G.prog.results);
5102
5103         s = zbc_program_num(*r, n, false);
5104         if (s) RETURN_STATUS(s);
5105
5106         if (!BC_PROG_NUM((*r), (*n)))
5107                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5108
5109         RETURN_STATUS(s);
5110 }
5111 #define zbc_program_prep(...) (zbc_program_prep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5112
5113 static void bc_program_retire(BcResult *r, BcResultType t)
5114 {
5115         r->t = t;
5116         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5117         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5118 }
5119
5120 static BC_STATUS zbc_program_op(char inst)
5121 {
5122         BcStatus s;
5123         BcResult *opd1, *opd2, res;
5124         BcNum *n1, *n2 = NULL;
5125
5126         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5127         if (s) RETURN_STATUS(s);
5128         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5129
5130         s = BC_STATUS_SUCCESS;
5131         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zbc_program_ops[inst - BC_INST_POWER](n1, n2, &res.d.n, G.prog.scale);
5132         if (s) goto err;
5133         bc_program_binOpRetire(&res);
5134
5135         RETURN_STATUS(s);
5136  err:
5137         bc_num_free(&res.d.n);
5138         RETURN_STATUS(s);
5139 }
5140 #define zbc_program_op(...) (zbc_program_op(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5141
5142 static BC_STATUS zbc_program_read(void)
5143 {
5144         const char *sv_file;
5145         BcStatus s;
5146         BcParse parse;
5147         BcVec buf;
5148         BcInstPtr ip;
5149         BcFunc *f;
5150
5151         if (G.in_read)
5152                 RETURN_STATUS(bc_error_nested_read_call());
5153
5154         f = bc_program_func(BC_PROG_READ);
5155         bc_vec_pop_all(&f->code);
5156
5157         sv_file = G.prog.file;
5158         G.prog.file = NULL;
5159         G.in_read = 1;
5160
5161         bc_char_vec_init(&buf);
5162         bc_read_line(&buf, stdin);
5163
5164         bc_parse_create(&parse, BC_PROG_READ);
5165         bc_lex_file(&parse.l);
5166
5167         s = zbc_parse_text_init(&parse, buf.v);
5168         if (s) goto exec_err;
5169         s = zcommon_parse_expr(&parse, BC_PARSE_NOREAD);
5170         if (s) goto exec_err;
5171
5172         if (parse.l.t.t != BC_LEX_NLINE && parse.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
5173                 s = bc_error("bad read() expression");
5174                 goto exec_err;
5175         }
5176
5177         ip.func = BC_PROG_READ;
5178         ip.idx = 0;
5179         ip.len = G.prog.results.len;
5180
5181         // Update this pointer, just in case.
5182         f = bc_program_func(BC_PROG_READ);
5183
5184         bc_vec_pushByte(&f->code, BC_INST_POP_EXEC);
5185         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
5186  exec_err:
5187         bc_parse_free(&parse);
5188         G.in_read = 0;
5189         G.prog.file = sv_file;
5190         bc_vec_free(&buf);
5191         RETURN_STATUS(s);
5192 }
5193 #define zbc_program_read(...) (zbc_program_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5194
5195 static size_t bc_program_index(char *code, size_t *bgn)
5196 {
5197         unsigned char *bytes = (void*)(code + *bgn);
5198         unsigned amt;
5199         unsigned i;
5200         size_t res;
5201
5202         amt = *bytes++;
5203         *bgn += amt + 1;
5204
5205         amt *= 8;
5206         res = 0;
5207         for (i = 0; i < amt; i += 8)
5208                 res |= (size_t)(*bytes++) << i;
5209
5210         return res;
5211 }
5212
5213 static char *bc_program_name(char *code, size_t *bgn)
5214 {
5215         size_t i;
5216         char *s;
5217
5218         code += *bgn;
5219         s = xmalloc(strchr(code, BC_PARSE_STREND) - code + 1);
5220         i = 0;
5221         for (;;) {
5222                 char c = *code++;
5223                 if (c == BC_PARSE_STREND)
5224                         break;
5225                 s[i++] = c;
5226         }
5227         s[i] = '\0';
5228         *bgn += i + 1;
5229
5230         return s;
5231 }
5232
5233 static void bc_program_printString(const char *str)
5234 {
5235 #if ENABLE_DC
5236         if (!str[0]) {
5237                 // Example: echo '[]ap' | dc
5238                 // should print two bytes: 0x00, 0x0A
5239                 bb_putchar('\0');
5240                 return;
5241         }
5242 #endif
5243         while (*str) {
5244                 int c = *str++;
5245                 if (c != '\\' || !*str)
5246                         bb_putchar(c);
5247                 else {
5248                         c = *str++;
5249                         switch (c) {
5250                         case 'a':
5251                                 bb_putchar('\a');
5252                                 break;
5253                         case 'b':
5254                                 bb_putchar('\b');
5255                                 break;
5256                         case '\\':
5257                         case 'e':
5258                                 bb_putchar('\\');
5259                                 break;
5260                         case 'f':
5261                                 bb_putchar('\f');
5262                                 break;
5263                         case 'n':
5264                                 bb_putchar('\n');
5265                                 G.prog.nchars = SIZE_MAX;
5266                                 break;
5267                         case 'r':
5268                                 bb_putchar('\r');
5269                                 break;
5270                         case 'q':
5271                                 bb_putchar('"');
5272                                 break;
5273                         case 't':
5274                                 bb_putchar('\t');
5275                                 break;
5276                         default:
5277                                 // Just print the backslash and following character.
5278                                 bb_putchar('\\');
5279                                 ++G.prog.nchars;
5280                                 bb_putchar(c);
5281                                 break;
5282                         }
5283                 }
5284                 ++G.prog.nchars;
5285         }
5286 }
5287
5288 static void bc_num_printNewline(void)
5289 {
5290         if (G.prog.nchars == G.prog.len - 1) {
5291                 bb_putchar('\\');
5292                 bb_putchar('\n');
5293                 G.prog.nchars = 0;
5294         }
5295 }
5296
5297 #if ENABLE_DC
5298 static FAST_FUNC void bc_num_printChar(size_t num, size_t width, bool radix)
5299 {
5300         (void) radix;
5301         bb_putchar((char) num);
5302         G.prog.nchars += width;
5303 }
5304 #endif
5305
5306 static FAST_FUNC void bc_num_printDigits(size_t num, size_t width, bool radix)
5307 {
5308         size_t exp, pow;
5309
5310         bc_num_printNewline();
5311         bb_putchar(radix ? '.' : ' ');
5312         ++G.prog.nchars;
5313
5314         bc_num_printNewline();
5315         for (exp = 0, pow = 1; exp < width - 1; ++exp, pow *= 10)
5316                 continue;
5317
5318         for (exp = 0; exp < width; pow /= 10, ++G.prog.nchars, ++exp) {
5319                 size_t dig;
5320                 bc_num_printNewline();
5321                 dig = num / pow;
5322                 num -= dig * pow;
5323                 bb_putchar(((char) dig) + '0');
5324         }
5325 }
5326
5327 static FAST_FUNC void bc_num_printHex(size_t num, size_t width, bool radix)
5328 {
5329         if (radix) {
5330                 bc_num_printNewline();
5331                 bb_putchar('.');
5332                 G.prog.nchars++;
5333         }
5334
5335         bc_num_printNewline();
5336         bb_putchar(bb_hexdigits_upcase[num]);
5337         G.prog.nchars += width;
5338 }
5339
5340 static void bc_num_printDecimal(BcNum *n)
5341 {
5342         size_t i, rdx = n->rdx - 1;
5343
5344         if (n->neg) {
5345                 bb_putchar('-');
5346                 G.prog.nchars++;
5347         }
5348
5349         for (i = n->len - 1; i < n->len; --i)
5350                 bc_num_printHex((size_t) n->num[i], 1, i == rdx);
5351 }
5352
5353 static BC_STATUS zbc_num_printNum(BcNum *n, unsigned base_t, size_t width, BcNumDigitOp print)
5354 {
5355         BcStatus s;
5356         BcVec stack;
5357         BcNum base;
5358         BcNum intp, fracp, digit, frac_len;
5359         unsigned long dig, *ptr;
5360         size_t i;
5361         bool radix;
5362
5363         if (n->len == 0) {
5364                 print(0, width, false);
5365                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5366         }
5367
5368         bc_vec_init(&stack, sizeof(long), NULL);
5369         bc_num_init(&intp, n->len);
5370         bc_num_init(&fracp, n->rdx);
5371         bc_num_init(&digit, width);
5372         bc_num_init(&frac_len, BC_NUM_INT(n));
5373         bc_num_copy(&intp, n);
5374         bc_num_one(&frac_len);
5375 //TODO: have BcNumSmall type, with static buffer
5376         bc_num_init_DEF_SIZE(&base);
5377         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
5378
5379         bc_num_truncate(&intp, intp.rdx);
5380         s = zbc_num_sub(n, &intp, &fracp, 0);
5381         if (s) goto err;
5382
5383         while (intp.len != 0) {
5384                 s = zbc_num_divmod(&intp, &base, &intp, &digit, 0);
5385                 if (s) goto err;
5386                 s = zbc_num_ulong(&digit, &dig);
5387                 if (s) goto err;
5388                 bc_vec_push(&stack, &dig);
5389         }
5390
5391         for (i = 0; i < stack.len; ++i) {
5392                 ptr = bc_vec_item_rev(&stack, i);
5393                 print(*ptr, width, false);
5394         }
5395
5396         if (!n->rdx) goto err;
5397
5398         for (radix = true; frac_len.len <= n->rdx; radix = false) {
5399                 s = zbc_num_mul(&fracp, &base, &fracp, n->rdx);
5400                 if (s) goto err;
5401                 s = zbc_num_ulong(&fracp, &dig);
5402                 if (s) goto err;
5403                 bc_num_ulong2num(&intp, dig);
5404                 s = zbc_num_sub(&fracp, &intp, &fracp, 0);
5405                 if (s) goto err;
5406                 print(dig, width, radix);
5407                 s = zbc_num_mul(&frac_len, &base, &frac_len, 0);
5408                 if (s) goto err;
5409         }
5410  err:
5411         bc_num_free(&base);
5412         bc_num_free(&frac_len);
5413         bc_num_free(&digit);
5414         bc_num_free(&fracp);
5415         bc_num_free(&intp);
5416         bc_vec_free(&stack);
5417         RETURN_STATUS(s);
5418 }
5419 #define zbc_num_printNum(...) (zbc_num_printNum(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5420
5421 static BC_STATUS zbc_num_printBase(BcNum *n)
5422 {
5423         BcStatus s;
5424         size_t width;
5425         BcNumDigitOp print;
5426         bool neg = n->neg;
5427
5428         if (neg) {
5429                 bb_putchar('-');
5430                 G.prog.nchars++;
5431         }
5432
5433         n->neg = false;
5434
5435         if (G.prog.ob_t <= BC_NUM_MAX_IBASE) {
5436                 width = 1;
5437                 print = bc_num_printHex;
5438         } else {
5439                 unsigned i = G.prog.ob_t - 1;
5440                 width = 0;
5441                 for (;;) {
5442                         width++;
5443                         i /= 10;
5444                         if (i == 0)
5445                                 break;
5446                 }
5447                 print = bc_num_printDigits;
5448         }
5449
5450         s = zbc_num_printNum(n, G.prog.ob_t, width, print);
5451         n->neg = neg;
5452
5453         RETURN_STATUS(s);
5454 }
5455 #define zbc_num_printBase(...) (zbc_num_printBase(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5456
5457 static BC_STATUS zbc_num_print(BcNum *n, bool newline)
5458 {
5459         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5460
5461         bc_num_printNewline();
5462
5463         if (n->len == 0) {
5464                 bb_putchar('0');
5465                 ++G.prog.nchars;
5466         } else if (G.prog.ob_t == 10)
5467                 bc_num_printDecimal(n);
5468         else
5469                 s = zbc_num_printBase(n);
5470
5471         if (newline) {
5472                 bb_putchar('\n');
5473                 G.prog.nchars = 0;
5474         }
5475
5476         RETURN_STATUS(s);
5477 }
5478 #define zbc_num_print(...) (zbc_num_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5479
5480 static BC_STATUS zbc_program_print(char inst, size_t idx)
5481 {
5482         BcStatus s;
5483         BcResult *r;
5484         BcNum *num;
5485         bool pop = inst != BC_INST_PRINT;
5486
5487         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, idx))
5488                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5489
5490         r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, idx);
5491         num = NULL; // is this NULL necessary?
5492         s = zbc_program_num(r, &num, false);
5493         if (s) RETURN_STATUS(s);
5494
5495         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
5496                 s = zbc_num_print(num, !pop);
5497                 if (!s) bc_num_copy(&G.prog.last, num);
5498         } else {
5499                 char *str;
5500
5501                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
5502                 str = *bc_program_str(idx);
5503
5504                 if (inst == BC_INST_PRINT_STR) {
5505                         for (;;) {
5506                                 char c = *str++;
5507                                 if (c == '\0') break;
5508                                 bb_putchar(c);
5509                                 ++G.prog.nchars;
5510                                 if (c == '\n') G.prog.nchars = 0;
5511                         }
5512                 } else {
5513                         bc_program_printString(str);
5514                         if (inst == BC_INST_PRINT) bb_putchar('\n');
5515                 }
5516         }
5517
5518         if (!s && pop) bc_vec_pop(&G.prog.results);
5519
5520         RETURN_STATUS(s);
5521 }
5522 #define zbc_program_print(...) (zbc_program_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5523
5524 static BC_STATUS zbc_program_negate(void)
5525 {
5526         BcStatus s;
5527         BcResult res, *ptr;
5528         BcNum *num = NULL;
5529
5530         s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
5531         if (s) RETURN_STATUS(s);
5532
5533         bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5534         bc_num_copy(&res.d.n, num);
5535         if (res.d.n.len) res.d.n.neg = !res.d.n.neg;
5536
5537         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
5538
5539         RETURN_STATUS(s);
5540 }
5541 #define zbc_program_negate(...) (zbc_program_negate(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5542
5543 static BC_STATUS zbc_program_logical(char inst)
5544 {
5545         BcStatus s;
5546         BcResult *opd1, *opd2, res;
5547         BcNum *n1, *n2;
5548         ssize_t cond;
5549
5550         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5551         if (s) RETURN_STATUS(s);
5552
5553         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5554
5555         if (inst == BC_INST_BOOL_AND)
5556                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) && bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5557         else if (inst == BC_INST_BOOL_OR)
5558                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) || bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5559         else {
5560                 cond = bc_num_cmp(n1, n2);
5561                 switch (inst) {
5562                 case BC_INST_REL_EQ:
5563                         cond = (cond == 0);
5564                         break;
5565                 case BC_INST_REL_LE:
5566                         cond = (cond <= 0);
5567                         break;
5568                 case BC_INST_REL_GE:
5569                         cond = (cond >= 0);
5570                         break;
5571                 case BC_INST_REL_LT:
5572                         cond = (cond < 0);
5573                         break;
5574                 case BC_INST_REL_GT:
5575                         cond = (cond > 0);
5576                         break;
5577                 default: // = case BC_INST_REL_NE:
5578                         //cond = (cond != 0); - not needed
5579                         break;
5580                 }
5581         }
5582
5583         if (cond) bc_num_one(&res.d.n);
5584         //else bc_num_zero(&res.d.n); - already is
5585
5586         bc_program_binOpRetire(&res);
5587
5588         RETURN_STATUS(s);
5589 }
5590 #define zbc_program_logical(...) (zbc_program_logical(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5591
5592 #if ENABLE_DC
5593 static BC_STATUS zbc_program_assignStr(BcResult *r, BcVec *v, bool push)
5594 {
5595         BcNum n2;
5596         BcResult res;
5597
5598         memset(&n2, 0, sizeof(BcNum));
5599         n2.rdx = res.d.id.idx = r->d.id.idx;
5600         res.t = BC_RESULT_STR;
5601
5602         if (!push) {
5603                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
5604                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5605                 bc_vec_pop(v);
5606                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5607         }
5608
5609         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5610
5611         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5612         bc_vec_push(v, &n2);
5613
5614         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5615 }
5616 #define zbc_program_assignStr(...) (zbc_program_assignStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5617 #endif // ENABLE_DC
5618
5619 static BC_STATUS zbc_program_copyToVar(char *name, bool var)
5620 {
5621         BcStatus s;
5622         BcResult *ptr, r;
5623         BcVec *v;
5624         BcNum *n;
5625
5626         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
5627                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5628
5629         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
5630         if ((ptr->t == BC_RESULT_ARRAY) != !var)
5631                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5632         v = bc_program_search(name, var);
5633
5634 #if ENABLE_DC
5635         if (ptr->t == BC_RESULT_STR && !var)
5636                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5637         if (ptr->t == BC_RESULT_STR)
5638                 RETURN_STATUS(zbc_program_assignStr(ptr, v, true));
5639 #endif
5640
5641         s = zbc_program_num(ptr, &n, false);
5642         if (s) RETURN_STATUS(s);
5643
5644         // Do this once more to make sure that pointers were not invalidated.
5645         v = bc_program_search(name, var);
5646
5647         if (var) {
5648                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5649                 bc_num_copy(&r.d.n, n);
5650         } else {
5651                 bc_array_init(&r.d.v, true);
5652                 bc_array_copy(&r.d.v, (BcVec *) n);
5653         }
5654
5655         bc_vec_push(v, &r.d);
5656         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5657
5658         RETURN_STATUS(s);
5659 }
5660 #define zbc_program_copyToVar(...) (zbc_program_copyToVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5661
5662 static BC_STATUS zbc_program_assign(char inst)
5663 {
5664         BcStatus s;
5665         BcResult *left, *right, res;
5666         BcNum *l = NULL, *r = NULL;
5667         bool assign = inst == BC_INST_ASSIGN, ib, sc;
5668
5669         s = zbc_program_binOpPrep(&left, &l, &right, &r, assign);
5670         if (s) RETURN_STATUS(s);
5671
5672         ib = left->t == BC_RESULT_IBASE;
5673         sc = left->t == BC_RESULT_SCALE;
5674
5675 #if ENABLE_DC
5676         if (right->t == BC_RESULT_STR) {
5677                 BcVec *v;
5678
5679                 if (left->t != BC_RESULT_VAR)
5680                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5681                 v = bc_program_search(left->d.id.name, true);
5682
5683                 RETURN_STATUS(zbc_program_assignStr(right, v, false));
5684         }
5685 #endif
5686
5687         if (left->t == BC_RESULT_CONSTANT || left->t == BC_RESULT_TEMP)
5688                 RETURN_STATUS(bc_error("bad assignment:"
5689                                 " left side must be variable"
5690                                 " or array element"
5691                 )); // note: shared string
5692
5693 #if ENABLE_BC
5694         if (inst == BC_INST_ASSIGN_DIVIDE && !bc_num_cmp(r, &G.prog.zero))
5695                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
5696
5697         if (assign)
5698                 bc_num_copy(l, r);
5699         else {
5700                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5701                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zbc_program_ops[inst - BC_INST_ASSIGN_POWER](l, r, l, G.prog.scale);
5702         }
5703         if (s) RETURN_STATUS(s);
5704 #else
5705         bc_num_copy(l, r);
5706 #endif
5707
5708         if (ib || sc || left->t == BC_RESULT_OBASE) {
5709                 static const char *const msg[] = {
5710                         "bad ibase; must be [2,16]",                 //BC_RESULT_IBASE
5711                         "bad scale; must be [0,"BC_MAX_SCALE_STR"]", //BC_RESULT_SCALE
5712                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_LAST
5713                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_CONSTANT
5714                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_ONE
5715                         "bad obase; must be [2,"BC_MAX_OBASE_STR"]", //BC_RESULT_OBASE
5716                 };
5717                 size_t *ptr;
5718                 size_t max;
5719                 unsigned long val;
5720
5721                 s = zbc_num_ulong(l, &val);
5722                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5723                 s = left->t - BC_RESULT_IBASE;
5724                 if (sc) {
5725                         max = BC_MAX_SCALE;
5726                         ptr = &G.prog.scale;
5727                 } else {
5728                         if (val < 2)
5729                                 RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5730                         max = ib ? BC_NUM_MAX_IBASE : BC_MAX_OBASE;
5731                         ptr = ib ? &G.prog.ib_t : &G.prog.ob_t;
5732                 }
5733
5734                 if (val > max)
5735                         RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5736
5737                 *ptr = (size_t) val;
5738                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5739         }
5740
5741         bc_num_init(&res.d.n, l->len);
5742         bc_num_copy(&res.d.n, l);
5743         bc_program_binOpRetire(&res);
5744
5745         RETURN_STATUS(s);
5746 }
5747 #define zbc_program_assign(...) (zbc_program_assign(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5748
5749 #if !ENABLE_DC
5750 #define bc_program_pushVar(code, bgn, pop, copy) \
5751         bc_program_pushVar(code, bgn)
5752 // for bc, 'pop' and 'copy' are always false
5753 #endif
5754 static BC_STATUS bc_program_pushVar(char *code, size_t *bgn,
5755                                    bool pop, bool copy)
5756 {
5757         BcResult r;
5758         char *name = bc_program_name(code, bgn);
5759
5760         r.t = BC_RESULT_VAR;
5761         r.d.id.name = name;
5762
5763 #if ENABLE_DC
5764         if (pop || copy) {
5765                 BcVec *v = bc_program_search(name, true);
5766                 BcNum *num = bc_vec_top(v);
5767
5768                 free(name);
5769                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(v, 1 - copy)) {
5770                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5771                 }
5772
5773                 if (!BC_PROG_STR(num)) {
5774                         r.t = BC_RESULT_TEMP;
5775                         bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5776                         bc_num_copy(&r.d.n, num);
5777                 } else {
5778                         r.t = BC_RESULT_STR;
5779                         r.d.id.idx = num->rdx;
5780                 }
5781
5782                 if (!copy) bc_vec_pop(v);
5783         }
5784 #endif // ENABLE_DC
5785
5786         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5787
5788         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5789 }
5790 #define zbc_program_pushVar(...) (bc_program_pushVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5791
5792 static BC_STATUS zbc_program_pushArray(char *code, size_t *bgn, char inst)
5793 {
5794         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5795         BcResult r;
5796         BcNum *num;
5797
5798         r.d.id.name = bc_program_name(code, bgn);
5799
5800         if (inst == BC_INST_ARRAY) {
5801                 r.t = BC_RESULT_ARRAY;
5802                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5803         } else {
5804                 BcResult *operand;
5805                 unsigned long temp;
5806
5807                 s = zbc_program_prep(&operand, &num);
5808                 if (s) goto err;
5809                 s = zbc_num_ulong(num, &temp);
5810                 if (s) goto err;
5811
5812                 if (temp > BC_MAX_DIM) {
5813                         s = bc_error("array too long; must be [1,"BC_MAX_DIM_STR"]");
5814                         goto err;
5815                 }
5816
5817                 r.d.id.idx = (size_t) temp;
5818                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_ARRAY_ELEM);
5819         }
5820  err:
5821         if (s) free(r.d.id.name);
5822         RETURN_STATUS(s);
5823 }
5824 #define zbc_program_pushArray(...) (zbc_program_pushArray(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5825
5826 #if ENABLE_BC
5827 static BC_STATUS zbc_program_incdec(char inst)
5828 {
5829         BcStatus s;
5830         BcResult *ptr, res, copy;
5831         BcNum *num = NULL;
5832         char inst2 = inst;
5833
5834         s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
5835         if (s) RETURN_STATUS(s);
5836
5837         if (inst == BC_INST_INC_POST || inst == BC_INST_DEC_POST) {
5838                 copy.t = BC_RESULT_TEMP;
5839                 bc_num_init(&copy.d.n, num->len);
5840                 bc_num_copy(&copy.d.n, num);
5841         }
5842
5843         res.t = BC_RESULT_ONE;
5844         inst = inst == BC_INST_INC_PRE || inst == BC_INST_INC_POST ?
5845                    BC_INST_ASSIGN_PLUS :
5846                    BC_INST_ASSIGN_MINUS;
5847
5848         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5849         s = zbc_program_assign(inst);
5850         if (s) RETURN_STATUS(s);
5851
5852         if (inst2 == BC_INST_INC_POST || inst2 == BC_INST_DEC_POST) {
5853                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5854                 bc_vec_push(&G.prog.results, &copy);
5855         }
5856
5857         RETURN_STATUS(s);
5858 }
5859 #define zbc_program_incdec(...) (zbc_program_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5860
5861 static BC_STATUS zbc_program_call(char *code, size_t *idx)
5862 {
5863         BcInstPtr ip;
5864         size_t i, nparams;
5865         BcFunc *func;
5866         BcId *a;
5867         BcResult *arg;
5868
5869         nparams = bc_program_index(code, idx);
5870         ip.idx = 0;
5871         ip.func = bc_program_index(code, idx);
5872         func = bc_program_func(ip.func);
5873
5874         if (func->code.len == 0) {
5875                 RETURN_STATUS(bc_error("undefined function"));
5876         }
5877         if (nparams != func->nparams) {
5878                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("function has %u parameters, but called with %u", func->nparams, nparams));
5879         }
5880         ip.len = G.prog.results.len - nparams;
5881
5882         for (i = 0; i < nparams; ++i) {
5883                 BcStatus s;
5884
5885                 a = bc_vec_item(&func->autos, nparams - 1 - i);
5886                 arg = bc_vec_top(&G.prog.results);
5887
5888                 if ((!a->idx) != (arg->t == BC_RESULT_ARRAY) || arg->t == BC_RESULT_STR)
5889                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5890
5891                 s = zbc_program_copyToVar(a->name, a->idx);
5892                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5893         }
5894
5895         a = bc_vec_item(&func->autos, i);
5896         for (; i < func->autos.len; i++, a++) {
5897                 BcVec *v;
5898
5899                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
5900                 if (a->idx) {
5901                         BcNum n2;
5902                         bc_num_init_DEF_SIZE(&n2);
5903                         bc_vec_push(v, &n2);
5904                 } else {
5905                         BcVec v2;
5906                         bc_array_init(&v2, true);
5907                         bc_vec_push(v, &v2);
5908                 }
5909         }
5910
5911         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
5912
5913         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5914 }
5915 #define zbc_program_call(...) (zbc_program_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5916
5917 static BC_STATUS zbc_program_return(char inst)
5918 {
5919         BcResult res;
5920         BcFunc *f;
5921         BcId *a;
5922         size_t i;
5923         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
5924
5925         if (!STACK_HAS_EQUAL_OR_MORE_THAN(&G.prog.results, ip->len + (inst == BC_INST_RET)))
5926                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5927
5928         f = bc_program_func(ip->func);
5929         res.t = BC_RESULT_TEMP;
5930
5931         if (inst == BC_INST_RET) {
5932                 BcStatus s;
5933                 BcNum *num;
5934                 BcResult *operand = bc_vec_top(&G.prog.results);
5935
5936                 s = zbc_program_num(operand, &num, false);
5937                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5938                 bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5939                 bc_num_copy(&res.d.n, num);
5940         } else {
5941                 bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5942                 //bc_num_zero(&res.d.n); - already is
5943         }
5944
5945         // We need to pop arguments as well, so this takes that into account.
5946         a = (void*)f->autos.v;
5947         for (i = 0; i < f->autos.len; i++, a++) {
5948                 BcVec *v;
5949                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
5950                 bc_vec_pop(v);
5951         }
5952
5953         bc_vec_npop(&G.prog.results, G.prog.results.len - ip->len);
5954         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5955         bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
5956
5957         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5958 }
5959 #define zbc_program_return(...) (zbc_program_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5960 #endif // ENABLE_BC
5961
5962 static unsigned long bc_program_scale(BcNum *n)
5963 {
5964         return (unsigned long) n->rdx;
5965 }
5966
5967 static unsigned long bc_program_len(BcNum *n)
5968 {
5969         size_t len = n->len;
5970
5971         if (n->rdx != len) return len;
5972         for (;;) {
5973                 if (len == 0) break;
5974                 len--;
5975                 if (n->num[len] != 0) break;
5976         }
5977         return len;
5978 }
5979
5980 static BC_STATUS zbc_program_builtin(char inst)
5981 {
5982         BcStatus s;
5983         BcResult *opnd;
5984         BcNum *num = NULL;
5985         BcResult res;
5986         bool len = inst == BC_INST_LENGTH;
5987
5988         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
5989                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5990         opnd = bc_vec_top(&G.prog.results);
5991
5992         s = zbc_program_num(opnd, &num, false);
5993         if (s) RETURN_STATUS(s);
5994
5995 #if ENABLE_DC
5996         if (!BC_PROG_NUM(opnd, num) && !len)
5997                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5998 #endif
5999
6000         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6001
6002         if (inst == BC_INST_SQRT)
6003                 s = zbc_num_sqrt(num, &res.d.n, G.prog.scale);
6004 #if ENABLE_BC
6005         else if (len != 0 && opnd->t == BC_RESULT_ARRAY) {
6006                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, (unsigned long) ((BcVec *) num)->len);
6007         }
6008 #endif
6009 #if ENABLE_DC
6010         else if (len != 0 && !BC_PROG_NUM(opnd, num)) {
6011                 char **str;
6012                 size_t idx = opnd->t == BC_RESULT_STR ? opnd->d.id.idx : num->rdx;
6013
6014                 str = bc_program_str(idx);
6015                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, strlen(*str));
6016         }
6017 #endif
6018         else {
6019                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, len ? bc_program_len(num) : bc_program_scale(num));
6020         }
6021
6022         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
6023
6024         RETURN_STATUS(s);
6025 }
6026 #define zbc_program_builtin(...) (zbc_program_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6027
6028 #if ENABLE_DC
6029 static BC_STATUS zbc_program_divmod(void)
6030 {
6031         BcStatus s;
6032         BcResult *opd1, *opd2, res, res2;
6033         BcNum *n1, *n2 = NULL;
6034
6035         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
6036         if (s) RETURN_STATUS(s);
6037
6038         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6039         bc_num_init(&res2.d.n, n2->len);
6040
6041         s = zbc_num_divmod(n1, n2, &res2.d.n, &res.d.n, G.prog.scale);
6042         if (s) goto err;
6043
6044         bc_program_binOpRetire(&res2);
6045         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6046         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6047
6048         RETURN_STATUS(s);
6049  err:
6050         bc_num_free(&res2.d.n);
6051         bc_num_free(&res.d.n);
6052         RETURN_STATUS(s);
6053 }
6054 #define zbc_program_divmod(...) (zbc_program_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6055
6056 static BC_STATUS zbc_program_modexp(void)
6057 {
6058         BcStatus s;
6059         BcResult *r1, *r2, *r3, res;
6060         BcNum *n1, *n2, *n3;
6061
6062         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 2))
6063                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6064         s = zbc_program_binOpPrep(&r2, &n2, &r3, &n3, false);
6065         if (s) RETURN_STATUS(s);
6066
6067         r1 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 2);
6068         s = zbc_program_num(r1, &n1, false);
6069         if (s) RETURN_STATUS(s);
6070         if (!BC_PROG_NUM(r1, n1))
6071                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6072
6073         // Make sure that the values have their pointers updated, if necessary.
6074         if (r1->t == BC_RESULT_VAR || r1->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
6075                 if (r1->t == r2->t) {
6076                         s = zbc_program_num(r2, &n2, false);
6077                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6078                 }
6079                 if (r1->t == r3->t) {
6080                         s = zbc_program_num(r3, &n3, false);
6081                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6082                 }
6083         }
6084
6085         bc_num_init(&res.d.n, n3->len);
6086         s = zbc_num_modexp(n1, n2, n3, &res.d.n);
6087         if (s) goto err;
6088
6089         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6090         bc_program_binOpRetire(&res);
6091
6092         RETURN_STATUS(s);
6093  err:
6094         bc_num_free(&res.d.n);
6095         RETURN_STATUS(s);
6096 }
6097 #define zbc_program_modexp(...) (zbc_program_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6098
6099 static void bc_program_stackLen(void)
6100 {
6101         BcResult res;
6102         size_t len = G.prog.results.len;
6103
6104         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6105
6106         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6107         bc_num_ulong2num(&res.d.n, len);
6108         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6109 }
6110
6111 static BC_STATUS zbc_program_asciify(void)
6112 {
6113         BcStatus s;
6114         BcResult *r, res;
6115         BcNum *num, n;
6116         char *str, *str2, c;
6117         size_t len = G.prog.strs.len, idx;
6118         unsigned long val;
6119
6120         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6121                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6122         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6123
6124         num = NULL; // TODO: is this NULL needed?
6125         s = zbc_program_num(r, &num, false);
6126         if (s) RETURN_STATUS(s);
6127
6128         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
6129                 BcNum strmb;
6130
6131                 bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
6132                 bc_num_copy(&n, num);
6133                 bc_num_truncate(&n, n.rdx);
6134
6135 //TODO: have BcNumSmall type, with static buffer
6136                 bc_num_init_DEF_SIZE(&strmb);
6137                 bc_num_ulong2num(&strmb, 0x100);
6138                 s = zbc_num_mod(&n, &strmb, &n, 0);
6139                 bc_num_free(&strmb);
6140
6141                 if (s) goto num_err;
6142                 s = zbc_num_ulong(&n, &val);
6143                 if (s) goto num_err;
6144
6145                 c = (char) val;
6146
6147                 bc_num_free(&n);
6148         } else {
6149                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
6150                 str2 = *bc_program_str(idx);
6151                 c = str2[0];
6152         }
6153
6154         str = xzalloc(2);
6155         str[0] = c;
6156         //str[1] = '\0'; - already is
6157
6158         str2 = xstrdup(str);
6159         idx = bc_program_addFunc(str2);
6160
6161         if (idx != len + BC_PROG_REQ_FUNCS) {
6162                 for (idx = 0; idx < G.prog.strs.len; ++idx) {
6163                         if (strcmp(*bc_program_str(idx), str) == 0) {
6164                                 len = idx;
6165                                 break;
6166                         }
6167                 }
6168                 free(str);
6169         } else
6170                 bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
6171
6172         res.t = BC_RESULT_STR;
6173         res.d.id.idx = len;
6174         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6175         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6176
6177         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6178  num_err:
6179         bc_num_free(&n);
6180         RETURN_STATUS(s);
6181 }
6182 #define zbc_program_asciify(...) (zbc_program_asciify(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6183
6184 static BC_STATUS zbc_program_printStream(void)
6185 {
6186         BcStatus s;
6187         BcResult *r;
6188         BcNum *n = NULL;
6189         size_t idx;
6190         char *str;
6191
6192         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6193                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6194         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6195
6196         s = zbc_program_num(r, &n, false);
6197         if (s) RETURN_STATUS(s);
6198
6199         if (BC_PROG_NUM(r, n)) {
6200                 s = zbc_num_printNum(n, 0x100, 1, bc_num_printChar);
6201         } else {
6202                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : n->rdx;
6203                 str = *bc_program_str(idx);
6204                 printf("%s", str);
6205         }
6206
6207         RETURN_STATUS(s);
6208 }
6209 #define zbc_program_printStream(...) (zbc_program_printStream(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6210
6211 static BC_STATUS zbc_program_nquit(void)
6212 {
6213         BcStatus s;
6214         BcResult *opnd;
6215         BcNum *num = NULL;
6216         unsigned long val;
6217
6218         s = zbc_program_prep(&opnd, &num);
6219         if (s) RETURN_STATUS(s);
6220         s = zbc_num_ulong(num, &val);
6221         if (s) RETURN_STATUS(s);
6222
6223         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6224
6225         if (G.prog.exestack.len < val)
6226                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6227         if (G.prog.exestack.len == val) {
6228                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6229         }
6230
6231         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, val);
6232
6233         RETURN_STATUS(s);
6234 }
6235 #define zbc_program_nquit(...) (zbc_program_nquit(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6236
6237 static BC_STATUS zbc_program_execStr(char *code, size_t *bgn, bool cond)
6238 {
6239         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6240         BcResult *r;
6241         char **str;
6242         BcFunc *f;
6243         BcParse prs;
6244         BcInstPtr ip;
6245         size_t fidx, sidx;
6246
6247         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6248                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6249
6250         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6251
6252         if (cond) {
6253                 BcNum *n = n; // for compiler
6254                 bool exec;
6255                 char *name;
6256                 char *then_name = bc_program_name(code, bgn);
6257                 char *else_name = NULL;
6258
6259                 if (code[*bgn] == BC_PARSE_STREND)
6260                         (*bgn) += 1;
6261                 else
6262                         else_name = bc_program_name(code, bgn);
6263
6264                 exec = r->d.n.len != 0;
6265                 name = then_name;
6266                 if (!exec && else_name != NULL) {
6267                         exec = true;
6268                         name = else_name;
6269                 }
6270
6271                 if (exec) {
6272                         BcVec *v;
6273                         v = bc_program_search(name, true);
6274                         n = bc_vec_top(v);
6275                 }
6276
6277                 free(then_name);
6278                 free(else_name);
6279
6280                 if (!exec) goto exit;
6281                 if (!BC_PROG_STR(n)) {
6282                         s = bc_error_variable_is_wrong_type();
6283                         goto exit;
6284                 }
6285
6286                 sidx = n->rdx;
6287         } else {
6288                 if (r->t == BC_RESULT_STR) {
6289                         sidx = r->d.id.idx;
6290                 } else if (r->t == BC_RESULT_VAR) {
6291                         BcNum *n;
6292                         s = zbc_program_num(r, &n, false);
6293                         if (s || !BC_PROG_STR(n)) goto exit;
6294                         sidx = n->rdx;
6295                 } else
6296                         goto exit;
6297         }
6298
6299         fidx = sidx + BC_PROG_REQ_FUNCS;
6300
6301         str = bc_program_str(sidx);
6302         f = bc_program_func(fidx);
6303
6304         if (f->code.len == 0) {
6305                 bc_parse_create(&prs, fidx);
6306                 s = zbc_parse_text_init(&prs, *str);
6307                 if (s) goto err;
6308                 s = zcommon_parse_expr(&prs, BC_PARSE_NOCALL);
6309                 if (s) goto err;
6310
6311                 if (prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6312                         s = bc_error_bad_expression();
6313                         goto err;
6314                 }
6315
6316                 bc_parse_free(&prs);
6317         }
6318
6319         ip.idx = 0;
6320         ip.len = G.prog.results.len;
6321         ip.func = fidx;
6322
6323         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6324         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
6325
6326         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6327  err:
6328         bc_parse_free(&prs);
6329         f = bc_program_func(fidx);
6330         bc_vec_pop_all(&f->code);
6331  exit:
6332         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6333         RETURN_STATUS(s);
6334 }
6335 #define zbc_program_execStr(...) (zbc_program_execStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6336 #endif // ENABLE_DC
6337
6338 static void bc_program_pushGlobal(char inst)
6339 {
6340         BcResult res;
6341         unsigned long val;
6342
6343         res.t = inst - BC_INST_IBASE + BC_RESULT_IBASE;
6344         if (inst == BC_INST_IBASE)
6345                 val = (unsigned long) G.prog.ib_t;
6346         else if (inst == BC_INST_SCALE)
6347                 val = (unsigned long) G.prog.scale;
6348         else
6349                 val = (unsigned long) G.prog.ob_t;
6350
6351         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6352         bc_num_ulong2num(&res.d.n, val);
6353         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6354 }
6355
6356 static BC_STATUS zbc_program_exec(void)
6357 {
6358         BcResult r, *ptr;
6359         BcNum *num;
6360         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6361         BcFunc *func = bc_program_func(ip->func);
6362         char *code = func->code.v;
6363
6364         dbg_exec("func:%zd bytes:%zd ip:%zd", ip->func, func->code.len, ip->idx);
6365         while (ip->idx < func->code.len) {
6366                 BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6367                 char inst = code[ip->idx++];
6368
6369                 dbg_exec("inst at %zd:%d", ip->idx - 1, inst);
6370                 switch (inst) {
6371 #if ENABLE_BC
6372                         case BC_INST_JUMP_ZERO: {
6373                                 bool zero;
6374                                 dbg_exec("BC_INST_JUMP_ZERO:");
6375                                 s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
6376                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6377                                 zero = (bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) == 0);
6378                                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6379                                 if (!zero) {
6380                                         bc_program_index(code, &ip->idx);
6381                                         break;
6382                                 }
6383                                 // else: fall through
6384                         }
6385                         case BC_INST_JUMP: {
6386                                 size_t idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6387                                 size_t *addr = bc_vec_item(&func->labels, idx);
6388                                 dbg_exec("BC_INST_JUMP: to %ld", (long)*addr);
6389                                 ip->idx = *addr;
6390                                 break;
6391                         }
6392                         case BC_INST_CALL:
6393                                 dbg_exec("BC_INST_CALL:");
6394                                 s = zbc_program_call(code, &ip->idx);
6395                                 goto read_updated_ip;
6396                         case BC_INST_INC_PRE:
6397                         case BC_INST_DEC_PRE:
6398                         case BC_INST_INC_POST:
6399                         case BC_INST_DEC_POST:
6400                                 dbg_exec("BC_INST_INCDEC:");
6401                                 s = zbc_program_incdec(inst);
6402                                 break;
6403                         case BC_INST_HALT:
6404                                 dbg_exec("BC_INST_HALT:");
6405                                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6406                                 break;
6407                         case BC_INST_RET:
6408                         case BC_INST_RET0:
6409                                 dbg_exec("BC_INST_RET[0]:");
6410                                 s = zbc_program_return(inst);
6411                                 goto read_updated_ip;
6412                         case BC_INST_BOOL_OR:
6413                         case BC_INST_BOOL_AND:
6414 #endif // ENABLE_BC
6415                         case BC_INST_REL_EQ:
6416                         case BC_INST_REL_LE:
6417                         case BC_INST_REL_GE:
6418                         case BC_INST_REL_NE:
6419                         case BC_INST_REL_LT:
6420                         case BC_INST_REL_GT:
6421                                 dbg_exec("BC_INST_BOOL:");
6422                                 s = zbc_program_logical(inst);
6423                                 break;
6424                         case BC_INST_READ:
6425                                 dbg_exec("BC_INST_READ:");
6426                                 s = zbc_program_read();
6427                                 goto read_updated_ip;
6428                         case BC_INST_VAR:
6429                                 dbg_exec("BC_INST_VAR:");
6430                                 s = zbc_program_pushVar(code, &ip->idx, false, false);
6431                                 break;
6432                         case BC_INST_ARRAY_ELEM:
6433                         case BC_INST_ARRAY:
6434                                 dbg_exec("BC_INST_ARRAY[_ELEM]:");
6435                                 s = zbc_program_pushArray(code, &ip->idx, inst);
6436                                 break;
6437                         case BC_INST_LAST:
6438                                 r.t = BC_RESULT_LAST;
6439                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6440                                 break;
6441                         case BC_INST_IBASE:
6442                         case BC_INST_SCALE:
6443                         case BC_INST_OBASE:
6444                                 bc_program_pushGlobal(inst);
6445                                 break;
6446                         case BC_INST_SCALE_FUNC:
6447                         case BC_INST_LENGTH:
6448                         case BC_INST_SQRT:
6449                                 dbg_exec("BC_INST_builtin:");
6450                                 s = zbc_program_builtin(inst);
6451                                 break;
6452                         case BC_INST_NUM:
6453                                 dbg_exec("BC_INST_NUM:");
6454                                 r.t = BC_RESULT_CONSTANT;
6455                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6456                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6457                                 break;
6458                         case BC_INST_POP:
6459                                 dbg_exec("BC_INST_POP:");
6460                                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6461                                         s = bc_error_stack_has_too_few_elements();
6462                                 else
6463                                         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6464                                 break;
6465                         case BC_INST_POP_EXEC:
6466                                 dbg_exec("BC_INST_POP_EXEC:");
6467                                 bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
6468                                 goto read_updated_ip;
6469                         case BC_INST_PRINT:
6470                         case BC_INST_PRINT_POP:
6471                         case BC_INST_PRINT_STR:
6472                                 dbg_exec("BC_INST_PRINTxyz:");
6473                                 s = zbc_program_print(inst, 0);
6474                                 break;
6475                         case BC_INST_STR:
6476                                 dbg_exec("BC_INST_STR:");
6477                                 r.t = BC_RESULT_STR;
6478                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6479                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6480                                 break;
6481                         case BC_INST_POWER:
6482                         case BC_INST_MULTIPLY:
6483                         case BC_INST_DIVIDE:
6484                         case BC_INST_MODULUS:
6485                         case BC_INST_PLUS:
6486                         case BC_INST_MINUS:
6487                                 dbg_exec("BC_INST_binaryop:");
6488                                 s = zbc_program_op(inst);
6489                                 break;
6490                         case BC_INST_BOOL_NOT:
6491                                 dbg_exec("BC_INST_BOOL_NOT:");
6492                                 s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
6493                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6494                                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
6495                                 if (!bc_num_cmp(num, &G.prog.zero))
6496                                         bc_num_one(&r.d.n);
6497                                 //else bc_num_zero(&r.d.n); - already is
6498                                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_TEMP);
6499                                 break;
6500                         case BC_INST_NEG:
6501                                 dbg_exec("BC_INST_NEG:");
6502                                 s = zbc_program_negate();
6503                                 break;
6504 #if ENABLE_BC
6505                         case BC_INST_ASSIGN_POWER:
6506                         case BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY:
6507                         case BC_INST_ASSIGN_DIVIDE:
6508                         case BC_INST_ASSIGN_MODULUS:
6509                         case BC_INST_ASSIGN_PLUS:
6510                         case BC_INST_ASSIGN_MINUS:
6511 #endif
6512                         case BC_INST_ASSIGN:
6513                                 dbg_exec("BC_INST_ASSIGNxyz:");
6514                                 s = zbc_program_assign(inst);
6515                                 break;
6516 #if ENABLE_DC
6517                         case BC_INST_MODEXP:
6518                                 s = zbc_program_modexp();
6519                                 break;
6520                         case BC_INST_DIVMOD:
6521                                 s = zbc_program_divmod();
6522                                 break;
6523                         case BC_INST_EXECUTE:
6524                         case BC_INST_EXEC_COND:
6525                                 s = zbc_program_execStr(code, &ip->idx, inst == BC_INST_EXEC_COND);
6526                                 goto read_updated_ip;
6527                         case BC_INST_PRINT_STACK: {
6528                                 size_t idx;
6529                                 for (idx = 0; idx < G.prog.results.len; ++idx) {
6530                                         s = zbc_program_print(BC_INST_PRINT, idx);
6531                                         if (s) break;
6532                                 }
6533                                 break;
6534                         }
6535                         case BC_INST_CLEAR_STACK:
6536                                 bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6537                                 break;
6538                         case BC_INST_STACK_LEN:
6539                                 bc_program_stackLen();
6540                                 break;
6541                         case BC_INST_DUPLICATE:
6542                                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6543                                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6544                                 ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
6545                                 bc_result_copy(&r, ptr);
6546                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6547                                 break;
6548                         case BC_INST_SWAP: {
6549                                 BcResult *ptr2;
6550                                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
6551                                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6552                                 ptr = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
6553                                 ptr2 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
6554                                 memcpy(&r, ptr, sizeof(BcResult));
6555                                 memcpy(ptr, ptr2, sizeof(BcResult));
6556                                 memcpy(ptr2, &r, sizeof(BcResult));
6557                                 break;
6558                         }
6559                         case BC_INST_ASCIIFY:
6560                                 s = zbc_program_asciify();
6561                                 break;
6562                         case BC_INST_PRINT_STREAM:
6563                                 s = zbc_program_printStream();
6564                                 break;
6565                         case BC_INST_LOAD:
6566                         case BC_INST_PUSH_VAR: {
6567                                 bool copy = inst == BC_INST_LOAD;
6568                                 s = zbc_program_pushVar(code, &ip->idx, true, copy);
6569                                 break;
6570                         }
6571                         case BC_INST_PUSH_TO_VAR: {
6572                                 char *name = bc_program_name(code, &ip->idx);
6573                                 s = zbc_program_copyToVar(name, true);
6574                                 free(name);
6575                                 break;
6576                         }
6577                         case BC_INST_QUIT:
6578                                 dbg_exec("BC_INST_QUIT:");
6579                                 if (G.prog.exestack.len <= 2)
6580                                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6581                                 bc_vec_npop(&G.prog.exestack, 2);
6582                                 goto read_updated_ip;
6583                         case BC_INST_NQUIT:
6584                                 s = zbc_program_nquit();
6585                                 //goto read_updated_ip; - just fall through to it
6586 #endif // ENABLE_DC
6587  read_updated_ip:
6588                                 // Instruction stack has changed, read new pointers
6589                                 ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6590                                 func = bc_program_func(ip->func);
6591                                 code = func->code.v;
6592                                 dbg_exec("func:%zd bytes:%zd ip:%zd", ip->func, func->code.len, ip->idx);
6593                 }
6594
6595                 if (s || G_interrupt) {
6596                         bc_program_reset();
6597                         RETURN_STATUS(s);
6598                 }
6599
6600                 fflush_and_check();
6601
6602         }
6603
6604         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6605 }
6606 #define zbc_program_exec(...) (zbc_program_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6607
6608 static unsigned bc_vm_envLen(const char *var)
6609 {
6610         char *lenv;
6611         unsigned len;
6612
6613         lenv = getenv(var);
6614         len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6615         if (!lenv) return len;
6616
6617         len = bb_strtou(lenv, NULL, 10) - 1;
6618         if (errno || len < 2 || len >= INT_MAX)
6619                 len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6620
6621         return len;
6622 }
6623
6624 static BC_STATUS zbc_vm_process(const char *text)
6625 {
6626         BcStatus s;
6627
6628         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
6629         s = zbc_parse_text_init(&G.prs, text);
6630         if (s) RETURN_STATUS(s);
6631
6632         while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6633                 dbg_lex("%s:%d G.prs.l.t.t:%d", __func__, __LINE__, G.prs.l.t.t);
6634                 s = zcommon_parse(&G.prs);
6635                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6636                 s = zbc_program_exec();
6637                 if (s) {
6638                         bc_program_reset();
6639                         break;
6640                 }
6641         }
6642
6643         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
6644         RETURN_STATUS(s);
6645 }
6646 #define zbc_vm_process(...) (zbc_vm_process(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6647
6648 static BC_STATUS zbc_vm_execute_FILE(FILE *fp, const char *filename)
6649 {
6650         // So far bc/dc have no way to include a file from another file,
6651         // therefore we know G.prog.file == NULL on entry
6652         //const char *sv_file;
6653         BcStatus s;
6654
6655         G.prog.file = filename;
6656         G.input_fp = fp;
6657         bc_lex_file(&G.prs.l);
6658
6659         do {
6660                 s = zbc_vm_process("");
6661                 // We do not stop looping on errors here if reading stdin.
6662                 // Example: start interactive bc and enter "return".
6663                 // It should say "'return' not in a function"
6664                 // but should not exit.
6665         } while (G.input_fp == stdin);
6666         G.prog.file = NULL;
6667         RETURN_STATUS(s);
6668 }
6669 #define zbc_vm_execute_FILE(...) (zbc_vm_execute_FILE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6670
6671 static BC_STATUS zbc_vm_file(const char *file)
6672 {
6673         BcStatus s;
6674         FILE *fp;
6675
6676         fp = xfopen_for_read(file);
6677         s = zbc_vm_execute_FILE(fp, file);
6678         fclose(fp);
6679
6680         RETURN_STATUS(s);
6681 }
6682 #define zbc_vm_file(...) (zbc_vm_file(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6683
6684 #if ENABLE_BC
6685 static void bc_vm_info(void)
6686 {
6687         printf("%s "BB_VER"\n"
6688                 "Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors\n"
6689         , applet_name);
6690 }
6691
6692 static void bc_args(char **argv)
6693 {
6694         unsigned opts;
6695         int i;
6696
6697         GETOPT_RESET();
6698 #if ENABLE_FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
6699         opts = option_mask32 |= getopt32long(argv, "wvsqli",
6700                 "warn\0"              No_argument "w"
6701                 "version\0"           No_argument "v"
6702                 "standard\0"          No_argument "s"
6703                 "quiet\0"             No_argument "q"
6704                 "mathlib\0"           No_argument "l"
6705                 "interactive\0"       No_argument "i"
6706         );
6707 #else
6708         opts = option_mask32 |= getopt32(argv, "wvsqli");
6709 #endif
6710         if (getenv("POSIXLY_CORRECT"))
6711                 option_mask32 |= BC_FLAG_S;
6712
6713         if (opts & BC_FLAG_V) {
6714                 bc_vm_info();
6715                 exit(0);
6716         }
6717
6718         for (i = optind; argv[i]; ++i)
6719                 bc_vec_push(&G.files, argv + i);
6720 }
6721
6722 static void bc_vm_envArgs(void)
6723 {
6724         BcVec v;
6725         char *buf;
6726         char *env_args = getenv("BC_ENV_ARGS");
6727
6728         if (!env_args) return;
6729
6730         G.env_args = xstrdup(env_args);
6731         buf = G.env_args;
6732
6733         bc_vec_init(&v, sizeof(char *), NULL);
6734
6735         while (*(buf = skip_whitespace(buf)) != '\0') {
6736                 bc_vec_push(&v, &buf);
6737                 buf = skip_non_whitespace(buf);
6738                 if (!*buf)
6739                         break;
6740                 *buf++ = '\0';
6741         }
6742
6743         // NULL terminate, and pass argv[] so that first arg is argv[1]
6744         if (sizeof(int) == sizeof(char*)) {
6745                 bc_vec_push(&v, &const_int_0);
6746         } else {
6747                 static char *const nullptr = NULL;
6748                 bc_vec_push(&v, &nullptr);
6749         }
6750         bc_args(((char **)v.v) - 1);
6751
6752         bc_vec_free(&v);
6753 }
6754
6755 static const char bc_lib[] ALIGN1 = {
6756         "scale=20"
6757 "\n"    "define e(x){"
6758 "\n"            "auto b,s,n,r,d,i,p,f,v"
6759 ////////////////"if(x<0)return(1/e(-x))" // and drop 'n' and x<0 logic below
6760 //^^^^^^^^^^^^^^^^ this would work, and is even more precise than GNU bc:
6761 //e(-.998896): GNU:.36828580434569428695
6762 //      above code:.36828580434569428696
6763 //    actual value:.3682858043456942869594...
6764 // but for now let's be "GNU compatible"
6765 "\n"            "b=ibase"
6766 "\n"            "ibase=A"
6767 "\n"            "if(x<0){"
6768 "\n"                    "n=1"
6769 "\n"                    "x=-x"
6770 "\n"            "}"
6771 "\n"            "s=scale"
6772 "\n"            "r=6+s+.44*x"
6773 "\n"            "scale=scale(x)+1"
6774 "\n"            "while(x>1){"
6775 "\n"                    "d+=1"
6776 "\n"                    "x/=2"
6777 "\n"                    "scale+=1"
6778 "\n"            "}"
6779 "\n"            "scale=r"
6780 "\n"            "r=x+1"
6781 "\n"            "p=x"
6782 "\n"            "f=v=1"
6783 "\n"            "for(i=2;v;++i){"
6784 "\n"                    "p*=x"
6785 "\n"                    "f*=i"
6786 "\n"                    "v=p/f"
6787 "\n"                    "r+=v"
6788 "\n"            "}"
6789 "\n"            "while(d--)r*=r"
6790 "\n"            "scale=s"
6791 "\n"            "ibase=b"
6792 "\n"            "if(n)return(1/r)"
6793 "\n"            "return(r/1)"
6794 "\n"    "}"
6795 "\n"    "define l(x){"
6796 "\n"            "auto b,s,r,p,a,q,i,v"
6797 "\n"            "b=ibase"
6798 "\n"            "ibase=A"
6799 "\n"            "if(x<=0){"
6800 "\n"                    "r=(1-10^scale)/1"
6801 "\n"                    "ibase=b"
6802 "\n"                    "return(r)"
6803 "\n"            "}"
6804 "\n"            "s=scale"
6805 "\n"            "scale+=6"
6806 "\n"            "p=2"
6807 "\n"            "while(x>=2){"
6808 "\n"                    "p*=2"
6809 "\n"                    "x=sqrt(x)"
6810 "\n"            "}"
6811 "\n"            "while(x<=.5){"
6812 "\n"                    "p*=2"
6813 "\n"                    "x=sqrt(x)"
6814 "\n"            "}"
6815 "\n"            "r=a=(x-1)/(x+1)"
6816 "\n"            "q=a*a"
6817 "\n"            "v=1"
6818 "\n"            "for(i=3;v;i+=2){"
6819 "\n"                    "a*=q"
6820 "\n"                    "v=a/i"
6821 "\n"                    "r+=v"
6822 "\n"            "}"
6823 "\n"            "r*=p"
6824 "\n"            "scale=s"
6825 "\n"            "ibase=b"
6826 "\n"            "return(r/1)"
6827 "\n"    "}"
6828 "\n"    "define s(x){"
6829 "\n"            "auto b,s,r,a,q,i"
6830 "\n"            "if(x<0)return(-s(-x))"
6831 "\n"            "b=ibase"
6832 "\n"            "ibase=A"
6833 "\n"            "s=scale"
6834 "\n"            "scale=1.1*s+2"
6835 "\n"            "a=a(1)"
6836 "\n"            "scale=0"
6837 "\n"            "q=(x/a+2)/4"
6838 "\n"            "x-=4*q*a"
6839 "\n"            "if(q%2)x=-x"
6840 "\n"            "scale=s+2"
6841 "\n"            "r=a=x"
6842 "\n"            "q=-x*x"
6843 "\n"            "for(i=3;a;i+=2){"
6844 "\n"                    "a*=q/(i*(i-1))"
6845 "\n"                    "r+=a"
6846 "\n"            "}"
6847 "\n"            "scale=s"
6848 "\n"            "ibase=b"
6849 "\n"            "return(r/1)"
6850 "\n"    "}"
6851 "\n"    "define c(x){"
6852 "\n"            "auto b,s"
6853 "\n"            "b=ibase"
6854 "\n"            "ibase=A"
6855 "\n"            "s=scale"
6856 "\n"            "scale*=1.2"
6857 "\n"            "x=s(2*a(1)+x)"
6858 "\n"            "scale=s"
6859 "\n"            "ibase=b"
6860 "\n"            "return(x/1)"
6861 "\n"    "}"
6862 "\n"    "define a(x){"
6863 "\n"            "auto b,s,r,n,a,m,t,f,i,u"
6864 "\n"            "b=ibase"
6865 "\n"            "ibase=A"
6866 "\n"            "n=1"
6867 "\n"            "if(x<0){"
6868 "\n"                    "n=-1"
6869 "\n"                    "x=-x"
6870 "\n"            "}"
6871 "\n"            "if(scale<65){"
6872 "\n"                    "if(x==1)return(.7853981633974483096156608458198757210492923498437764552437361480/n)"
6873 "\n"                    "if(x==.2)return(.1973955598498807583700497651947902934475851037878521015176889402/n)"
6874 "\n"            "}"
6875 "\n"            "s=scale"
6876 "\n"            "if(x>.2){"
6877 "\n"                    "scale+=5"
6878 "\n"                    "a=a(.2)"
6879 "\n"            "}"
6880 "\n"            "scale=s+3"
6881 "\n"            "while(x>.2){"
6882 "\n"                    "m+=1"
6883 "\n"                    "x=(x-.2)/(1+.2*x)"
6884 "\n"            "}"
6885 "\n"            "r=u=x"
6886 "\n"            "f=-x*x"
6887 "\n"            "t=1"
6888 "\n"            "for(i=3;t;i+=2){"
6889 "\n"                    "u*=f"
6890 "\n"                    "t=u/i"
6891 "\n"                    "r+=t"
6892 "\n"            "}"
6893 "\n"            "scale=s"
6894 "\n"            "ibase=b"
6895 "\n"            "return((m*a+r)/n)"
6896 "\n"    "}"
6897 "\n"    "define j(n,x){"
6898 "\n"            "auto b,s,o,a,i,v,f"
6899 "\n"            "b=ibase"
6900 "\n"            "ibase=A"
6901 "\n"            "s=scale"
6902 "\n"            "scale=0"
6903 "\n"            "n/=1"
6904 "\n"            "if(n<0){"
6905 "\n"                    "n=-n"
6906 "\n"                    "o=n%2"
6907 "\n"            "}"
6908 "\n"            "a=1"
6909 "\n"            "for(i=2;i<=n;++i)a*=i"
6910 "\n"            "scale=1.5*s"
6911 "\n"            "a=(x^n)/2^n/a"
6912 "\n"            "r=v=1"
6913 "\n"            "f=-x*x/4"
6914 "\n"            "scale+=length(a)-scale(a)"
6915 "\n"            "for(i=1;v;++i){"
6916 "\n"                    "v=v*f/i/(n+i)"
6917 "\n"                    "r+=v"
6918 "\n"            "}"
6919 "\n"            "scale=s"
6920 "\n"            "ibase=b"
6921 "\n"            "if(o)a=-a"
6922 "\n"            "return(a*r/1)"
6923 "\n"    "}"
6924 };
6925 #endif // ENABLE_BC
6926
6927 static BC_STATUS zbc_vm_exec(void)
6928 {
6929         char **fname;
6930         BcStatus s;
6931         size_t i;
6932
6933 #if ENABLE_BC
6934         if (option_mask32 & BC_FLAG_L) {
6935                 // We know that internal library is not buggy,
6936                 // thus error checking is normally disabled.
6937 # define DEBUG_LIB 0
6938                 bc_lex_file(&G.prs.l);
6939                 s = zbc_vm_process(bc_lib);
6940                 if (DEBUG_LIB && s) RETURN_STATUS(s);
6941         }
6942 #endif
6943
6944         s = BC_STATUS_SUCCESS;
6945         fname = (void*)G.files.v;
6946         for (i = 0; i < G.files.len; i++) {
6947                 s = zbc_vm_file(*fname++);
6948                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin && s) {
6949                         // Debug config, non-interactive mode:
6950                         // return all the way back to main.
6951                         // Non-debug builds do not come here
6952                         // in non-interactive mode, they exit.
6953                         RETURN_STATUS(s);
6954                 }
6955         }
6956
6957         if (IS_BC || (option_mask32 & BC_FLAG_I))
6958                 s = zbc_vm_execute_FILE(stdin, /*filename:*/ NULL);
6959
6960         RETURN_STATUS(s);
6961 }
6962 #define zbc_vm_exec(...) (zbc_vm_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6963
6964 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
6965 static void bc_program_free(void)
6966 {
6967         bc_vec_free(&G.prog.fns);
6968         bc_vec_free(&G.prog.fn_map);
6969         bc_vec_free(&G.prog.vars);
6970         bc_vec_free(&G.prog.var_map);
6971         bc_vec_free(&G.prog.arrs);
6972         bc_vec_free(&G.prog.arr_map);
6973         bc_vec_free(&G.prog.strs);
6974         bc_vec_free(&G.prog.consts);
6975         bc_vec_free(&G.prog.results);
6976         bc_vec_free(&G.prog.exestack);
6977         bc_num_free(&G.prog.last);
6978         bc_num_free(&G.prog.zero);
6979         bc_num_free(&G.prog.one);
6980         bc_vec_free(&G.input_buffer);
6981 }
6982
6983 static void bc_vm_free(void)
6984 {
6985         bc_vec_free(&G.files);
6986         bc_program_free();
6987         bc_parse_free(&G.prs);
6988         free(G.env_args);
6989 }
6990 #endif
6991
6992 static void bc_program_init(void)
6993 {
6994         BcInstPtr ip;
6995
6996         // memset(&G.prog, 0, sizeof(G.prog)); - already is
6997         memset(&ip, 0, sizeof(BcInstPtr));
6998
6999         // G.prog.nchars = G.prog.scale = 0; - already is
7000         G.prog.ib_t = 10;
7001         G.prog.ob_t = 10;
7002
7003         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.last);
7004         //bc_num_zero(&G.prog.last); - already is
7005
7006         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.zero);
7007         //bc_num_zero(&G.prog.zero); - already is
7008
7009         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.one);
7010         bc_num_one(&G.prog.one);
7011
7012         bc_vec_init(&G.prog.fns, sizeof(BcFunc), bc_func_free);
7013         bc_vec_init(&G.prog.fn_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7014
7015 //TODO: with "", dc_strings.dc enters infinite loop, ??!
7016         bc_program_addFunc(xstrdup("(m)")); // func #0: main
7017         bc_program_addFunc(xstrdup("(r)")); // func #1: for read()
7018
7019         bc_vec_init(&G.prog.vars, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7020         bc_vec_init(&G.prog.var_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7021
7022         bc_vec_init(&G.prog.arrs, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7023         bc_vec_init(&G.prog.arr_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7024
7025         bc_vec_init(&G.prog.strs, sizeof(char *), bc_string_free);
7026         bc_vec_init(&G.prog.consts, sizeof(char *), bc_string_free);
7027         bc_vec_init(&G.prog.results, sizeof(BcResult), bc_result_free);
7028         bc_vec_init(&G.prog.exestack, sizeof(BcInstPtr), NULL);
7029         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
7030
7031         bc_char_vec_init(&G.input_buffer);
7032 }
7033
7034 static int bc_vm_init(const char *env_len)
7035 {
7036 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
7037         G.line_input_state = new_line_input_t(DO_HISTORY);
7038 #endif
7039         G.prog.len = bc_vm_envLen(env_len);
7040
7041         bc_vec_init(&G.files, sizeof(char *), NULL);
7042         IF_BC(if (IS_BC) bc_vm_envArgs();)
7043         bc_program_init();
7044         bc_parse_create(&G.prs, BC_PROG_MAIN);
7045
7046 //TODO: in GNU bc, the check is (isatty(0) && isatty(1)),
7047 //-i option unconditionally enables this regardless of isatty():
7048         if (isatty(0)) {
7049 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
7050                 G_ttyin = 1;
7051                 // With SA_RESTART, most system calls will restart
7052                 // (IOW: they won't fail with EINTR).
7053                 // In particular, this means ^C won't cause
7054                 // stdout to get into "error state" if SIGINT hits
7055                 // within write() syscall.
7056                 //
7057                 // The downside is that ^C while tty input is taken
7058                 // will only be handled after [Enter] since read()
7059                 // from stdin is not interrupted by ^C either,
7060                 // it restarts, thus fgetc() does not return on ^C.
7061                 // (This problem manifests only if line editing is disabled)
7062                 signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7063
7064                 // Without SA_RESTART, this exhibits a bug:
7065                 // "while (1) print 1" and try ^C-ing it.
7066                 // Intermittently, instead of returning to input line,
7067                 // you'll get "output error: Interrupted system call"
7068                 // and exit.
7069                 //signal_no_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7070 #endif
7071                 return 1; // "tty"
7072         }
7073         return 0; // "not a tty"
7074 }
7075
7076 static BcStatus bc_vm_run(void)
7077 {
7078         BcStatus st = zbc_vm_exec();
7079 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7080         if (G_exiting) // it was actually "halt" or "quit"
7081                 st = EXIT_SUCCESS;
7082         bc_vm_free();
7083 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
7084         free_line_input_t(G.line_input_state);
7085 # endif
7086         FREE_G();
7087 #endif
7088         dbg_exec("exiting with exitcode %d", st);
7089         return st;
7090 }
7091
7092 #if ENABLE_BC
7093 int bc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7094 int bc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7095 {
7096         int is_tty;
7097
7098         INIT_G();
7099
7100         is_tty = bc_vm_init("BC_LINE_LENGTH");
7101
7102         bc_args(argv);
7103
7104         if (is_tty && !(option_mask32 & BC_FLAG_Q))
7105                 bc_vm_info();
7106
7107         return bc_vm_run();
7108 }
7109 #endif
7110
7111 #if ENABLE_DC
7112 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7113 int dc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7114 {
7115         int noscript;
7116
7117         INIT_G();
7118
7119         // TODO: dc (GNU bc 1.07.1) 1.4.1 seems to use width
7120         // 1 char wider than bc from the same package.
7121         // Both default width, and xC_LINE_LENGTH=N are wider:
7122         // "DC_LINE_LENGTH=5 dc -e'123456 p'" prints:
7123         //      |1234\   |
7124         //      |56      |
7125         // "echo '123456' | BC_LINE_LENGTH=5 bc" prints:
7126         //      |123\    |
7127         //      |456     |
7128         // Do the same, or it's a bug?
7129         bc_vm_init("DC_LINE_LENGTH");
7130
7131         // Run -e'SCRIPT' and -fFILE in order of appearance, then handle FILEs
7132         noscript = BC_FLAG_I;
7133         for (;;) {
7134                 int n = getopt(argc, argv, "e:f:x");
7135                 if (n <= 0)
7136                         break;
7137                 switch (n) {
7138                 case 'e':
7139                         noscript = 0;
7140                         n = zbc_vm_process(optarg);
7141                         if (n) return n;
7142                         break;
7143                 case 'f':
7144                         noscript = 0;
7145                         n = zbc_vm_file(optarg);
7146                         if (n) return n;
7147                         break;
7148                 case 'x':
7149                         option_mask32 |= DC_FLAG_X;
7150                         break;
7151                 default:
7152                         bb_show_usage();
7153                 }
7154         }
7155         argv += optind;
7156
7157         while (*argv) {
7158                 noscript = 0;
7159                 bc_vec_push(&G.files, argv++);
7160         }
7161
7162         option_mask32 |= noscript; // set BC_FLAG_I if we need to interpret stdin
7163
7164         return bc_vm_run();
7165 }
7166 #endif
7167
7168 #endif // not DC_SMALL