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         IF_BC(BcVec labels;)
 352         IF_BC(BcVec autos;)
 353         IF_BC(size_t nparams;)
 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         IF_BC(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         IF_BC(BcVec exits;)
 668         IF_BC(BcVec conds;)
 669         IF_BC(BcVec ops;)
 670
 671         BcFunc *func;
 672         size_t fidx;
 673
 674         IF_BC(size_t in_funcdef;)
 675 } BcParse;
 676
 677 typedef struct BcProgram {
 678         size_t len;
 679         size_t nchars;
 680
 681         size_t scale;
 682         size_t ib_t;
 683         size_t ob_t;
 684
 685         BcVec results;
 686         BcVec exestack;
 687
 688         BcVec fns;
 689         IF_BC(BcVec fn_map;)
 690
 691         BcVec vars;
 692         BcVec var_map;
 693
 694         BcVec arrs;
 695         BcVec arr_map;
 696
 697         BcVec strs;
 698         BcVec consts;
 699
 700         const char *file;
 701
 702         BcNum zero;
 703         IF_BC(BcNum one;)
 704         IF_BC(BcNum last;)
 705 } BcProgram;
 706
 707 #define BC_PROG_MAIN (0)
 708 #define BC_PROG_READ (1)
 709 #if ENABLE_DC
 710 #define BC_PROG_REQ_FUNCS (2)
 711 #endif
 712
 713 #define BC_PROG_STR(n) (!(n)->num && !(n)->cap)
 714 #define BC_PROG_NUM(r, n) \
 715         ((r)->t != BC_RESULT_ARRAY && (r)->t != BC_RESULT_STR && !BC_PROG_STR(n))
 716
 717 #define BC_FLAG_W (1 << 0)
 718 #define BC_FLAG_V (1 << 1)
 719 #define BC_FLAG_S (1 << 2)
 720 #define BC_FLAG_Q (1 << 3)
 721 #define BC_FLAG_L (1 << 4)
 722 #define BC_FLAG_I (1 << 5)
 723 #define DC_FLAG_X (1 << 6)
 724
 725 #define BC_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
 726 #define BC_MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
 727
 728 #define BC_MAX_OBASE    ((unsigned) 999)
 729 #define BC_MAX_DIM      ((unsigned) INT_MAX)
 730 #define BC_MAX_SCALE    ((unsigned) UINT_MAX)
 731 #define BC_MAX_STRING   ((unsigned) UINT_MAX - 1)
 732 #define BC_MAX_NUM      BC_MAX_STRING
 733 // Unused apart from "limits" message. Just show a "biggish number" there.
 734 //#define BC_MAX_NAME     BC_MAX_STRING
 735 //#define BC_MAX_EXP      ((unsigned long) LONG_MAX)
 736 //#define BC_MAX_VARS     ((unsigned long) SIZE_MAX - 1)
 737 #define BC_MAX_NAME_STR "999999999"
 738 #define BC_MAX_EXP_STR  "999999999"
 739 #define BC_MAX_VARS_STR "999999999"
 740
 741 #define BC_MAX_OBASE_STR "999"
 742
 743 #if INT_MAX == 2147483647
 744 # define BC_MAX_DIM_STR "2147483647"
 745 #elif INT_MAX == 9223372036854775807
 746 # define BC_MAX_DIM_STR "9223372036854775807"
 747 #else
 748 # error Strange INT_MAX
 749 #endif
 750
 751 #if UINT_MAX == 4294967295
 752 # define BC_MAX_SCALE_STR  "4294967295"
 753 # define BC_MAX_STRING_STR "4294967294"
 754 #elif UINT_MAX == 18446744073709551615
 755 # define BC_MAX_SCALE_STR  "18446744073709551615"
 756 # define BC_MAX_STRING_STR "18446744073709551614"
 757 #else
 758 # error Strange UINT_MAX
 759 #endif
 760 #define BC_MAX_NUM_STR BC_MAX_STRING_STR
 761
 762 struct globals {
 763         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(smallint ttyin;)
 764         IF_FEATURE_CLEAN_UP(smallint exiting;)
 765         smallint in_read;
 766
 767         BcParse prs;
 768         BcProgram prog;
 769
 770         // For error messages. Can be set to current parsed line,
 771         // or [TODO] to current executing line (can be before last parsed one)
 772         unsigned err_line;
 773
 774         BcVec files;
 775         BcVec input_buffer;
 776         FILE *input_fp;
 777
 778         char *env_args;
 779
 780 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
 781         line_input_t *line_input_state;
 782 #endif
 783 } FIX_ALIASING;
 784 #define G (*ptr_to_globals)
 785 #define INIT_G() do { \
 786         SET_PTR_TO_GLOBALS(xzalloc(sizeof(G))); \
 787 } while (0)
 788 #define FREE_G() do { \
 789         FREE_PTR_TO_GLOBALS(); \
 790 } while (0)
 791 #define G_posix (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_S))
 792 #define G_warn  (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_W))
 793 #define G_exreg (ENABLE_DC && (option_mask32 & DC_FLAG_X))
 794 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
 795 # define G_interrupt bb_got_signal
 796 # define G_ttyin     G.ttyin
 797 #else
 798 # define G_interrupt 0
 799 # define G_ttyin     0
 800 #endif
 801 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 802 # define G_exiting G.exiting
 803 #else
 804 # define G_exiting 0
 805 #endif
 806 #define IS_BC (ENABLE_BC && (!ENABLE_DC || applet_name[0] == 'b'))
 807 #define IS_DC (ENABLE_DC && (!ENABLE_BC || applet_name[0] != 'b'))
 808
 809 // In configurations where errors abort instead of propagating error
 810 // return code up the call chain, functions returning BC_STATUS
 811 // actually don't return anything, they always succeed and return "void".
 812 // A macro wrapper is provided, which makes this statement work:
 813 //  s = zbc_func(...)
 814 // and makes it visible to the compiler that s is always zero,
 815 // allowing compiler to optimize dead code after the statement.
 816 //
 817 // To make code more readable, each such function has a "z"
 818 // ("always returning zero") prefix, i.e. zbc_foo or zdc_foo.
 819 //
 820 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS || ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 821 # define ERRORS_ARE_FATAL 0
 822 # define ERRORFUNC        /*nothing*/
 823 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  a
 824 # define BC_STATUS        BcStatus
 825 # define RETURN_STATUS(v) return (v)
 826 # define COMMA_SUCCESS    /*nothing*/
 827 #else
 828 # define ERRORS_ARE_FATAL 1
 829 # define ERRORFUNC        NORETURN
 830 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  /*nothing*/
 831 # define BC_STATUS        void
 832 # define RETURN_STATUS(v) do { ((void)(v)); return; } while (0)
 833 # define COMMA_SUCCESS    ,BC_STATUS_SUCCESS
 834 #endif
 835
 836 #define STACK_HAS_MORE_THAN(s, n)          ((s)->len > ((size_t)(n)))
 837 #define STACK_HAS_EQUAL_OR_MORE_THAN(s, n) ((s)->len >= ((size_t)(n)))
 838
 839 #define BC_NUM_NEG(n, neg)      ((((ssize_t)(n)) ^ -((ssize_t)(neg))) + (neg))
 840 #define BC_NUM_ONE(n)           ((n)->len == 1 && (n)->rdx == 0 && (n)->num[0] == 1)
 841 #define BC_NUM_INT(n)           ((n)->len - (n)->rdx)
 842 //#define BC_NUM_AREQ(a, b)       (BC_MAX((a)->rdx, (b)->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1)
 843 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_AREQ(BcNum *a, BcNum *b)
 844 {
 845         return BC_MAX(a->rdx, b->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1;
 846 }
 847 //#define BC_NUM_MREQ(a, b, scale) (BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX((scale), (a)->rdx + (b)->rdx) + 1)
 848 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_MREQ(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
 849 {
 850         return BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX(scale, a->rdx + b->rdx) + 1;
 851 }
 852
 853 typedef void (*BcNumDigitOp)(size_t, size_t, bool) FAST_FUNC;
 854
 855 typedef BC_STATUS (*BcNumBinaryOp)(BcNum *, BcNum *, BcNum *, size_t) FAST_FUNC;
 856
 857 static BC_STATUS zbc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
 858                         BcNumBinaryOp op, size_t req);
 859 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 860 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 861 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 862 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 863 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 864 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 865
 866 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 867 {
 868         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_a : zbc_num_s;
 869         (void) scale;
 870         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, false, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
 871 }
 872
 873 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 874 {
 875         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_s : zbc_num_a;
 876         (void) scale;
 877         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, true, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
 878 }
 879
 880 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 881 {
 882         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 883         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_m, req));
 884 }
 885
 886 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 887 {
 888         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 889         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_d, req));
 890 }
 891
 892 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 893 {
 894         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 895         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_rem, req));
 896 }
 897
 898 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 899 {
 900         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_p, a->len * b->len + 1));
 901 }
 902
 903 static const BcNumBinaryOp zbc_program_ops[] = {
 904         zbc_num_pow, zbc_num_mul, zbc_num_div, zbc_num_mod, zbc_num_add, zbc_num_sub,
 905 };
 906 #define zbc_num_add(...) (zbc_num_add(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 907 #define zbc_num_sub(...) (zbc_num_sub(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 908 #define zbc_num_mul(...) (zbc_num_mul(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 909 #define zbc_num_div(...) (zbc_num_div(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 910 #define zbc_num_mod(...) (zbc_num_mod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 911 #define zbc_num_pow(...) (zbc_num_pow(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 912
 913 static void fflush_and_check(void)
 914 {
 915         fflush_all();
 916         if (ferror(stdout) || ferror(stderr))
 917                 bb_perror_msg_and_die("output error");
 918 }
 919
 920 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 921 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN \
 922 do { \
 923         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(G_ttyin = 0;) /* do not loop in main loop anymore */ \
 924         G_exiting = 1; \
 925         return BC_STATUS_FAILURE; \
 926 } while (0)
 927 #else
 928 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN quit()
 929 #endif
 930
 931 static void quit(void) NORETURN;
 932 static void quit(void)
 933 {
 934         if (ferror(stdin))
 935                 bb_perror_msg_and_die("input error");
 936         fflush_and_check();
 937         dbg_exec("quit(): exiting with exitcode SUCCESS");
 938         exit(0);
 939 }
 940
 941 static void bc_verror_msg(const char *fmt, va_list p)
 942 {
 943         const char *sv = sv; // for compiler
 944         if (G.prog.file) {
 945                 sv = applet_name;
 946                 applet_name = xasprintf("%s: %s:%u", applet_name, G.prog.file, G.err_line);
 947         }
 948         bb_verror_msg(fmt, p, NULL);
 949         if (G.prog.file) {
 950                 free((char*)applet_name);
 951                 applet_name = sv;
 952         }
 953 }
 954
 955 static NOINLINE ERRORFUNC int bc_error_fmt(const char *fmt, ...)
 956 {
 957         va_list p;
 958
 959         va_start(p, fmt);
 960         bc_verror_msg(fmt, p);
 961         va_end(p);
 962
 963         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 964                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return BC_STATUS_FAILURE);
 965         exit(1);
 966 }
 967
 968 #if ENABLE_BC
 969 static NOINLINE int bc_posix_error_fmt(const char *fmt, ...)
 970 {
 971         va_list p;
 972
 973         // Are non-POSIX constructs totally ok?
 974         if (!(option_mask32 & (BC_FLAG_S|BC_FLAG_W)))
 975                 return BC_STATUS_SUCCESS; // yes
 976
 977         va_start(p, fmt);
 978         bc_verror_msg(fmt, p);
 979         va_end(p);
 980
 981         // Do we treat non-POSIX constructs as errors?
 982         if (!(option_mask32 & BC_FLAG_S))
 983                 return BC_STATUS_SUCCESS; // no, it's a warning
 984         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 985                 return BC_STATUS_FAILURE;
 986         exit(1);
 987 }
 988 #endif
 989
 990 // We use error functions with "return bc_error(FMT[, PARAMS])" idiom.
 991 // This idiom begs for tail-call optimization, but for it to work,
 992 // function must not have caller-cleaned parameters on stack.
 993 // Unfortunately, vararg function API does exactly that on most arches.
 994 // Thus, use these shims for the cases when we have no vararg PARAMS:
 995 static ERRORFUNC int bc_error(const char *msg)
 996 {
 997         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("%s", msg);
 998 }
 999 static ERRORFUNC int bc_error_bad_character(char c)
1000 {
1001         if (!c)
1002                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("NUL character");
1003         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("bad character '%c'", c);
1004 }
1005 static ERRORFUNC int bc_error_bad_expression(void)
1006 {
1007         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("bad expression");
1008 }
1009 static ERRORFUNC int bc_error_bad_token(void)
1010 {
1011         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("bad token");
1012 }
1013 static ERRORFUNC int bc_error_stack_has_too_few_elements(void)
1014 {
1015         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("stack has too few elements");
1016 }
1017 static ERRORFUNC int bc_error_variable_is_wrong_type(void)
1018 {
1019         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("variable is wrong type");
1020 }
1021 static ERRORFUNC int bc_error_nested_read_call(void)
1022 {
1023         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("read() call inside of a read() call");
1024 }
1025 #if ENABLE_BC
1026 static int bc_POSIX_requires(const char *msg)
1027 {
1028         return bc_posix_error_fmt("POSIX requires %s", msg);
1029 }
1030 static int bc_POSIX_does_not_allow(const char *msg)
1031 {
1032         return bc_posix_error_fmt("%s%s", "POSIX does not allow ", msg);
1033 }
1034 static int bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(const char *msg)
1035 {
1036         return bc_posix_error_fmt("%s%s %s", "POSIX does not allow ", "boolean operators; the following is bad:", msg);
1037 }
1038 static int bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(const char *msg)
1039 {
1040         return bc_posix_error_fmt("%san empty %s expression in a for loop", "POSIX does not allow ", msg);
1041 }
1042 #endif
1043
1044 static void bc_vec_grow(BcVec *v, size_t n)
1045 {
1046         size_t cap = v->cap * 2;
1047         while (cap < v->len + n) cap *= 2;
1048         v->v = xrealloc(v->v, v->size * cap);
1049         v->cap = cap;
1050 }
1051
1052 static void bc_vec_init(BcVec *v, size_t esize, BcVecFree dtor)
1053 {
1054         v->size = esize;
1055         v->cap = BC_VEC_START_CAP;
1056         v->len = 0;
1057         v->dtor = dtor;
1058         v->v = xmalloc(esize * BC_VEC_START_CAP);
1059 }
1060
1061 static void bc_char_vec_init(BcVec *v)
1062 {
1063         bc_vec_init(v, sizeof(char), NULL);
1064 }
1065
1066 static void bc_vec_expand(BcVec *v, size_t req)
1067 {
1068         if (v->cap < req) {
1069                 v->v = xrealloc(v->v, v->size * req);
1070                 v->cap = req;
1071         }
1072 }
1073
1074 static void bc_vec_pop(BcVec *v)
1075 {
1076         v->len--;
1077         if (v->dtor)
1078                 v->dtor(v->v + (v->size * v->len));
1079 }
1080
1081 static void bc_vec_npop(BcVec *v, size_t n)
1082 {
1083         if (!v->dtor)
1084                 v->len -= n;
1085         else {
1086                 size_t len = v->len - n;
1087                 while (v->len > len) v->dtor(v->v + (v->size * --v->len));
1088         }
1089 }
1090
1091 static void bc_vec_pop_all(BcVec *v)
1092 {
1093         bc_vec_npop(v, v->len);
1094 }
1095
1096 static void bc_vec_push(BcVec *v, const void *data)
1097 {
1098         if (v->len + 1 > v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1099         memmove(v->v + (v->size * v->len), data, v->size);
1100         v->len += 1;
1101 }
1102
1103 static void bc_vec_pushByte(BcVec *v, char data)
1104 {
1105         bc_vec_push(v, &data);
1106 }
1107
1108 static void bc_vec_pushZeroByte(BcVec *v)
1109 {
1110         //bc_vec_pushByte(v, '\0');
1111         // better:
1112         bc_vec_push(v, &const_int_0);
1113 }
1114
1115 static void bc_vec_pushAt(BcVec *v, const void *data, size_t idx)
1116 {
1117         if (idx == v->len)
1118                 bc_vec_push(v, data);
1119         else {
1120                 char *ptr;
1121
1122                 if (v->len == v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1123
1124                 ptr = v->v + v->size * idx;
1125
1126                 memmove(ptr + v->size, ptr, v->size * (v->len++ - idx));
1127                 memmove(ptr, data, v->size);
1128         }
1129 }
1130
1131 static void bc_vec_string(BcVec *v, size_t len, const char *str)
1132 {
1133         bc_vec_pop_all(v);
1134         bc_vec_expand(v, len + 1);
1135         memcpy(v->v, str, len);
1136         v->len = len;
1137
1138         bc_vec_pushZeroByte(v);
1139 }
1140
1141 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS && ENABLE_FEATURE_EDITING
1142 static void bc_vec_concat(BcVec *v, const char *str)
1143 {
1144         size_t len, slen;
1145
1146         if (v->len == 0) bc_vec_pushZeroByte(v);
1147
1148         slen = strlen(str);
1149         len = v->len + slen;
1150
1151         if (v->cap < len) bc_vec_grow(v, slen);
1152         strcpy(v->v + v->len - 1, str);
1153
1154         v->len = len;
1155 }
1156 #endif
1157
1158 static void *bc_vec_item(const BcVec *v, size_t idx)
1159 {
1160         return v->v + v->size * idx;
1161 }
1162
1163 static char** bc_program_str(size_t idx)
1164 {
1165         return bc_vec_item(&G.prog.strs, idx);
1166 }
1167
1168 static BcFunc* bc_program_func(size_t idx)
1169 {
1170         return bc_vec_item(&G.prog.fns, idx);
1171 }
1172 // BC_PROG_MAIN is zeroth element, so:
1173 #define bc_program_func_BC_PROG_MAIN() ((BcFunc*)(G.prog.fns.v))
1174
1175 static void *bc_vec_item_rev(const BcVec *v, size_t idx)
1176 {
1177         return v->v + v->size * (v->len - idx - 1);
1178 }
1179
1180 static void *bc_vec_top(const BcVec *v)
1181 {
1182         return v->v + v->size * (v->len - 1);
1183 }
1184
1185 static FAST_FUNC void bc_vec_free(void *vec)
1186 {
1187         BcVec *v = (BcVec *) vec;
1188         bc_vec_pop_all(v);
1189         free(v->v);
1190 }
1191
1192 static int bc_id_cmp(const void *e1, const void *e2)
1193 {
1194         return strcmp(((const BcId *) e1)->name, ((const BcId *) e2)->name);
1195 }
1196
1197 static FAST_FUNC void bc_id_free(void *id)
1198 {
1199         free(((BcId *) id)->name);
1200 }
1201
1202 static size_t bc_map_find_ge(const BcVec *v, const void *ptr)
1203 {
1204         size_t low = 0, high = v->len;
1205
1206         while (low < high) {
1207                 size_t mid = (low + high) / 2;
1208                 BcId *id = bc_vec_item(v, mid);
1209                 int result = bc_id_cmp(ptr, id);
1210
1211                 if (result == 0)
1212                         return mid;
1213                 if (result < 0)
1214                         high = mid;
1215                 else
1216                         low = mid + 1;
1217         }
1218
1219         return low;
1220 }
1221
1222 static int bc_map_insert(BcVec *v, const void *ptr, size_t *i)
1223 {
1224         size_t n = *i = bc_map_find_ge(v, ptr);
1225
1226         if (n == v->len)
1227                 bc_vec_push(v, ptr);
1228         else if (!bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, n)))
1229                 return 0; // "was not inserted"
1230         else
1231                 bc_vec_pushAt(v, ptr, n);
1232         return 1; // "was inserted"
1233 }
1234
1235 #if ENABLE_BC
1236 static size_t bc_map_find_exact(const BcVec *v, const void *ptr)
1237 {
1238         size_t i = bc_map_find_ge(v, ptr);
1239         if (i >= v->len) return BC_VEC_INVALID_IDX;
1240         return bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, i)) ? BC_VEC_INVALID_IDX : i;
1241 }
1242 #endif
1243
1244 static int bad_input_byte(char c)
1245 {
1246         if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1247          || c > 0x7e
1248         ) {
1249                 bc_error_fmt("illegal character 0x%02x", c);
1250                 return 1;
1251         }
1252         return 0;
1253 }
1254
1255 // Note: it _appends_ data from fp to vec.
1256 static void bc_read_line(BcVec *vec, FILE *fp)
1257 {
1258  again:
1259         fflush_and_check();
1260
1261 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1262         if (G_interrupt) { // ^C was pressed
1263  intr:
1264                 if (fp != stdin) {
1265                         // ^C while running a script (bc SCRIPT): die.
1266                         // We do not return to interactive prompt:
1267                         // user might be running us from a shell,
1268                         // and SCRIPT might be intended to terminate
1269                         // (e.g. contain a "halt" stmt).
1270                         // ^C dropping user into a bc prompt instead of
1271                         // the shell would be unexpected.
1272                         xfunc_die();
1273                 }
1274                 // ^C while interactive input
1275                 G_interrupt = 0;
1276                 // GNU bc says "interrupted execution."
1277                 // GNU dc says "Interrupt!"
1278                 fputs("\ninterrupted execution\n", stderr);
1279         }
1280
1281 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
1282         if (G_ttyin && fp == stdin) {
1283                 int n, i;
1284 #  define line_buf bb_common_bufsiz1
1285                 n = read_line_input(G.line_input_state, "", line_buf, COMMON_BUFSIZE);
1286                 if (n <= 0) { // read errors or EOF, or ^D, or ^C
1287                         if (n == 0) // ^C
1288                                 goto intr;
1289                         bc_vec_pushZeroByte(vec); // ^D or EOF (or error)
1290                         return;
1291                 }
1292                 i = 0;
1293                 for (;;) {
1294                         char c = line_buf[i++];
1295                         if (!c) break;
1296                         if (bad_input_byte(c)) goto again;
1297                 }
1298                 bc_vec_concat(vec, line_buf);
1299 #  undef line_buf
1300         } else
1301 # endif
1302 #endif
1303         {
1304                 int c;
1305                 bool bad_chars = 0;
1306                 size_t len = vec->len;
1307
1308                 do {
1309 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1310                         if (G_interrupt) {
1311                                 // ^C was pressed: ignore entire line, get another one
1312                                 vec->len = len;
1313                                 goto intr;
1314                         }
1315 #endif
1316                         do c = fgetc(fp); while (c == '\0');
1317                         if (c == EOF) {
1318                                 if (ferror(fp))
1319                                         bb_perror_msg_and_die("input error");
1320                                 // Note: EOF does not append '\n'
1321                                 break;
1322                         }
1323                         bad_chars |= bad_input_byte(c);
1324                         bc_vec_pushByte(vec, (char)c);
1325                 } while (c != '\n');
1326
1327                 if (bad_chars) {
1328                         // Bad chars on this line
1329                         if (!G.prog.file) { // stdin
1330                                 // ignore entire line, get another one
1331                                 vec->len = len;
1332                                 goto again;
1333                         }
1334                         bb_perror_msg_and_die("file '%s' is not text", G.prog.file);
1335                 }
1336                 bc_vec_pushZeroByte(vec);
1337         }
1338 }
1339
1340 static void bc_num_setToZero(BcNum *n, size_t scale)
1341 {
1342         n->len = 0;
1343         n->neg = false;
1344         n->rdx = scale;
1345 }
1346
1347 static void bc_num_zero(BcNum *n)
1348 {
1349         bc_num_setToZero(n, 0);
1350 }
1351
1352 static void bc_num_one(BcNum *n)
1353 {
1354         bc_num_setToZero(n, 0);
1355         n->len = 1;
1356         n->num[0] = 1;
1357 }
1358
1359 // Note: this also sets BcNum to zero
1360 static void bc_num_init(BcNum *n, size_t req)
1361 {
1362         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1363         //memset(n, 0, sizeof(BcNum)); - cleared by assignments below
1364         n->num = xmalloc(req);
1365         n->cap = req;
1366         n->rdx = 0;
1367         n->len = 0;
1368         n->neg = false;
1369 }
1370
1371 static void bc_num_init_DEF_SIZE(BcNum *n)
1372 {
1373         bc_num_init(n, BC_NUM_DEF_SIZE);
1374 }
1375
1376 static void bc_num_expand(BcNum *n, size_t req)
1377 {
1378         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1379         if (req > n->cap) {
1380                 n->num = xrealloc(n->num, req);
1381                 n->cap = req;
1382         }
1383 }
1384
1385 static FAST_FUNC void bc_num_free(void *num)
1386 {
1387         free(((BcNum *) num)->num);
1388 }
1389
1390 static void bc_num_copy(BcNum *d, BcNum *s)
1391 {
1392         if (d != s) {
1393                 bc_num_expand(d, s->cap);
1394                 d->len = s->len;
1395                 d->neg = s->neg;
1396                 d->rdx = s->rdx;
1397                 memcpy(d->num, s->num, sizeof(BcDig) * d->len);
1398         }
1399 }
1400
1401 static BC_STATUS zbc_num_ulong(BcNum *n, unsigned long *result_p)
1402 {
1403         size_t i;
1404         unsigned long pow, result;
1405
1406         if (n->neg) RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
1407
1408         for (result = 0, pow = 1, i = n->rdx; i < n->len; ++i) {
1409                 unsigned long prev = result, powprev = pow;
1410
1411                 result += ((unsigned long) n->num[i]) * pow;
1412                 pow *= 10;
1413
1414                 if (result < prev || pow < powprev)
1415                         RETURN_STATUS(bc_error("overflow"));
1416                 prev = result;
1417                 powprev = pow;
1418         }
1419         *result_p = result;
1420
1421         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1422 }
1423 #define zbc_num_ulong(...) (zbc_num_ulong(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1424
1425 static void bc_num_ulong2num(BcNum *n, unsigned long val)
1426 {
1427         BcDig *ptr;
1428
1429         bc_num_zero(n);
1430
1431         if (val == 0) return;
1432
1433         if (ULONG_MAX == 0xffffffffUL)
1434                 bc_num_expand(n, 10); // 10 digits: 4294967295
1435         if (ULONG_MAX == 0xffffffffffffffffULL)
1436                 bc_num_expand(n, 20); // 20 digits: 18446744073709551615
1437         BUILD_BUG_ON(ULONG_MAX > 0xffffffffffffffffULL);
1438
1439         ptr = n->num;
1440         for (;;) {
1441                 n->len++;
1442                 *ptr++ = val % 10;
1443                 val /= 10;
1444                 if (val == 0) break;
1445         }
1446 }
1447
1448 static void bc_num_subArrays(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1449 {
1450         size_t i, j;
1451         for (i = 0; i < len; ++i) {
1452                 a[i] -= b[i];
1453                 for (j = i; a[j] < 0;) {
1454                         a[j++] += 10;
1455                         a[j] -= 1;
1456                 }
1457         }
1458 }
1459
1460 static ssize_t bc_num_compare(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1461 {
1462         size_t i = len;
1463         for (;;) {
1464                 int c;
1465                 if (i == 0)
1466                         return 0;
1467                 i--;
1468                 c = a[i] - b[i];
1469                 if (c != 0) {
1470                         i++;
1471                         if (c < 0)
1472                                 return -i;
1473                         return i;
1474                 }
1475         }
1476 }
1477
1478 static ssize_t bc_num_cmp(BcNum *a, BcNum *b)
1479 {
1480         size_t i, min, a_int, b_int, diff;
1481         BcDig *max_num, *min_num;
1482         bool a_max, neg;
1483         ssize_t cmp;
1484
1485         if (a == b) return 0;
1486         if (a->len == 0) return BC_NUM_NEG(!!b->len, !b->neg);
1487         if (b->len == 0) return BC_NUM_NEG(1, a->neg);
1488
1489         if (a->neg != b->neg) // signs of a and b differ
1490                 // +a,-b = a>b = 1 or -a,+b = a<b = -1
1491                 return (int)b->neg - (int)a->neg;
1492         neg = a->neg; // 1 if both negative, 0 if both positive
1493
1494         a_int = BC_NUM_INT(a);
1495         b_int = BC_NUM_INT(b);
1496         a_int -= b_int;
1497
1498         if (a_int != 0) return (ssize_t) a_int;
1499
1500         a_max = (a->rdx > b->rdx);
1501         if (a_max) {
1502                 min = b->rdx;
1503                 diff = a->rdx - b->rdx;
1504                 max_num = a->num + diff;
1505                 min_num = b->num;
1506                 // neg = (a_max == neg); - NOP (maps 1->1 and 0->0)
1507         } else {
1508                 min = a->rdx;
1509                 diff = b->rdx - a->rdx;
1510                 max_num = b->num + diff;
1511                 min_num = a->num;
1512                 neg = !neg; // same as "neg = (a_max == neg)"
1513         }
1514
1515         cmp = bc_num_compare(max_num, min_num, b_int + min);
1516         if (cmp != 0) return BC_NUM_NEG(cmp, neg);
1517
1518         for (max_num -= diff, i = diff - 1; i < diff; --i) {
1519                 if (max_num[i]) return BC_NUM_NEG(1, neg);
1520         }
1521
1522         return 0;
1523 }
1524
1525 static void bc_num_truncate(BcNum *n, size_t places)
1526 {
1527         if (places == 0) return;
1528
1529         n->rdx -= places;
1530
1531         if (n->len != 0) {
1532                 n->len -= places;
1533                 memmove(n->num, n->num + places, n->len * sizeof(BcDig));
1534         }
1535 }
1536
1537 static void bc_num_extend(BcNum *n, size_t places)
1538 {
1539         size_t len = n->len + places;
1540
1541         if (places != 0) {
1542                 if (n->cap < len) bc_num_expand(n, len);
1543
1544                 memmove(n->num + places, n->num, sizeof(BcDig) * n->len);
1545                 memset(n->num, 0, sizeof(BcDig) * places);
1546
1547                 n->len += places;
1548                 n->rdx += places;
1549         }
1550 }
1551
1552 static void bc_num_clean(BcNum *n)
1553 {
1554         while (n->len > 0 && n->num[n->len - 1] == 0) --n->len;
1555         if (n->len == 0)
1556                 n->neg = false;
1557         else if (n->len < n->rdx)
1558                 n->len = n->rdx;
1559 }
1560
1561 static void bc_num_retireMul(BcNum *n, size_t scale, bool neg1, bool neg2)
1562 {
1563         if (n->rdx < scale)
1564                 bc_num_extend(n, scale - n->rdx);
1565         else
1566                 bc_num_truncate(n, n->rdx - scale);
1567
1568         bc_num_clean(n);
1569         if (n->len != 0) n->neg = !neg1 != !neg2;
1570 }
1571
1572 static void bc_num_split(BcNum *restrict n, size_t idx, BcNum *restrict a,
1573                          BcNum *restrict b)
1574 {
1575         if (idx < n->len) {
1576                 b->len = n->len - idx;
1577                 a->len = idx;
1578                 a->rdx = b->rdx = 0;
1579
1580                 memcpy(b->num, n->num + idx, b->len * sizeof(BcDig));
1581                 memcpy(a->num, n->num, idx * sizeof(BcDig));
1582         } else {
1583                 bc_num_zero(b);
1584                 bc_num_copy(a, n);
1585         }
1586
1587         bc_num_clean(a);
1588         bc_num_clean(b);
1589 }
1590
1591 static BC_STATUS zbc_num_shift(BcNum *n, size_t places)
1592 {
1593         if (places == 0 || n->len == 0) RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1594
1595         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
1596         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
1597                 if (places + n->len > BC_MAX_NUM)
1598                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
1599         }
1600
1601         if (n->rdx >= places)
1602                 n->rdx -= places;
1603         else {
1604                 bc_num_extend(n, places - n->rdx);
1605                 n->rdx = 0;
1606         }
1607
1608         bc_num_clean(n);
1609
1610         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1611 }
1612 #define zbc_num_shift(...) (zbc_num_shift(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1613
1614 static BC_STATUS zbc_num_inv(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1615 {
1616 //TODO: nice example of non-allocated BcNum, use in other places as well!
1617         BcNum one;
1618         BcDig num[2];
1619
1620         one.cap = 2;
1621         one.num = num;
1622         bc_num_one(&one);
1623
1624         RETURN_STATUS(zbc_num_div(&one, a, b, scale));
1625 }
1626 #define zbc_num_inv(...) (zbc_num_inv(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1627
1628 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1629 {
1630         BcDig *ptr, *ptr_a, *ptr_b, *ptr_c;
1631         size_t i, max, min_rdx, min_int, diff, a_int, b_int;
1632         unsigned carry;
1633
1634         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1635         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1636
1637         if (a->len == 0) {
1638                 bc_num_copy(c, b);
1639                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1640                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1641         }
1642         if (b->len == 0) {
1643                 bc_num_copy(c, a);
1644                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1645         }
1646
1647         c->neg = a->neg;
1648         c->rdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1649         min_rdx = BC_MIN(a->rdx, b->rdx);
1650         c->len = 0;
1651
1652         if (a->rdx > b->rdx) {
1653                 diff = a->rdx - b->rdx;
1654                 ptr = a->num;
1655                 ptr_a = a->num + diff;
1656                 ptr_b = b->num;
1657         } else {
1658                 diff = b->rdx - a->rdx;
1659                 ptr = b->num;
1660                 ptr_a = a->num;
1661                 ptr_b = b->num + diff;
1662         }
1663
1664         ptr_c = c->num;
1665         for (i = 0; i < diff; ++i, ++c->len)
1666                 ptr_c[i] = ptr[i];
1667
1668         ptr_c += diff;
1669         a_int = BC_NUM_INT(a);
1670         b_int = BC_NUM_INT(b);
1671
1672         if (a_int > b_int) {
1673                 min_int = b_int;
1674                 max = a_int;
1675                 ptr = ptr_a;
1676         } else {
1677                 min_int = a_int;
1678                 max = b_int;
1679                 ptr = ptr_b;
1680         }
1681
1682         carry = 0;
1683         for (i = 0; i < min_rdx + min_int; ++i) {
1684                 unsigned in = (unsigned)ptr_a[i] + (unsigned)ptr_b[i] + carry;
1685                 carry = in / 10;
1686                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1687         }
1688         for (; i < max + min_rdx; ++i) {
1689                 unsigned in = (unsigned)ptr[i] + carry;
1690                 carry = in / 10;
1691                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1692         }
1693         c->len += i;
1694
1695         if (carry != 0) c->num[c->len++] = (BcDig) carry;
1696
1697         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1698 }
1699
1700 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1701 {
1702         ssize_t cmp;
1703         BcNum *minuend, *subtrahend;
1704         size_t start;
1705         bool aneg, bneg, neg;
1706
1707         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1708         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1709
1710         if (a->len == 0) {
1711                 bc_num_copy(c, b);
1712                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1713                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1714         }
1715         if (b->len == 0) {
1716                 bc_num_copy(c, a);
1717                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1718         }
1719
1720         aneg = a->neg;
1721         bneg = b->neg;
1722         a->neg = b->neg = false;
1723
1724         cmp = bc_num_cmp(a, b);
1725
1726         a->neg = aneg;
1727         b->neg = bneg;
1728
1729         if (cmp == 0) {
1730                 bc_num_setToZero(c, BC_MAX(a->rdx, b->rdx));
1731                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1732         }
1733         if (cmp > 0) {
1734                 neg = a->neg;
1735                 minuend = a;
1736                 subtrahend = b;
1737         } else {
1738                 neg = b->neg;
1739                 if (sub) neg = !neg;
1740                 minuend = b;
1741                 subtrahend = a;
1742         }
1743
1744         bc_num_copy(c, minuend);
1745         c->neg = neg;
1746
1747         if (c->rdx < subtrahend->rdx) {
1748                 bc_num_extend(c, subtrahend->rdx - c->rdx);
1749                 start = 0;
1750         } else
1751                 start = c->rdx - subtrahend->rdx;
1752
1753         bc_num_subArrays(c->num + start, subtrahend->num, subtrahend->len);
1754
1755         bc_num_clean(c);
1756
1757         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1758 }
1759
1760 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_k(BcNum *restrict a, BcNum *restrict b,
1761                          BcNum *restrict c)
1762 #define zbc_num_k(...) (zbc_num_k(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1763 {
1764         BcStatus s;
1765         size_t max = BC_MAX(a->len, b->len), max2 = (max + 1) / 2;
1766         BcNum l1, h1, l2, h2, m2, m1, z0, z1, z2, temp;
1767         bool aone;
1768
1769         if (a->len == 0 || b->len == 0) {
1770                 bc_num_zero(c);
1771                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1772         }
1773         aone = BC_NUM_ONE(a);
1774         if (aone || BC_NUM_ONE(b)) {
1775                 bc_num_copy(c, aone ? b : a);
1776                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1777         }
1778
1779         if (a->len + b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1780          || a->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1781          || b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1782         ) {
1783                 size_t i, j, len;
1784
1785                 bc_num_expand(c, a->len + b->len + 1);
1786
1787                 memset(c->num, 0, sizeof(BcDig) * c->cap);
1788                 c->len = len = 0;
1789
1790                 for (i = 0; i < b->len; ++i) {
1791                         unsigned carry = 0;
1792                         for (j = 0; j < a->len; ++j) {
1793                                 unsigned in = c->num[i + j];
1794                                 in += (unsigned)a->num[j] * (unsigned)b->num[i] + carry;
1795                                 // note: compilers prefer _unsigned_ div/const
1796                                 carry = in / 10;
1797                                 c->num[i + j] = (BcDig)(in % 10);
1798                         }
1799
1800                         c->num[i + j] += (BcDig) carry;
1801                         len = BC_MAX(len, i + j + !!carry);
1802
1803 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1804                         // a=2^1000000
1805                         // a*a <- without check below, this will not be interruptible
1806                         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE;
1807 #endif
1808                 }
1809
1810                 c->len = len;
1811
1812                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1813         }
1814
1815         bc_num_init(&l1, max);
1816         bc_num_init(&h1, max);
1817         bc_num_init(&l2, max);
1818         bc_num_init(&h2, max);
1819         bc_num_init(&m1, max);
1820         bc_num_init(&m2, max);
1821         bc_num_init(&z0, max);
1822         bc_num_init(&z1, max);
1823         bc_num_init(&z2, max);
1824         bc_num_init(&temp, max + max);
1825
1826         bc_num_split(a, max2, &l1, &h1);
1827         bc_num_split(b, max2, &l2, &h2);
1828
1829         s = zbc_num_add(&h1, &l1, &m1, 0);
1830         if (s) goto err;
1831         s = zbc_num_add(&h2, &l2, &m2, 0);
1832         if (s) goto err;
1833
1834         s = zbc_num_k(&h1, &h2, &z0);
1835         if (s) goto err;
1836         s = zbc_num_k(&m1, &m2, &z1);
1837         if (s) goto err;
1838         s = zbc_num_k(&l1, &l2, &z2);
1839         if (s) goto err;
1840
1841         s = zbc_num_sub(&z1, &z0, &temp, 0);
1842         if (s) goto err;
1843         s = zbc_num_sub(&temp, &z2, &z1, 0);
1844         if (s) goto err;
1845
1846         s = zbc_num_shift(&z0, max2 * 2);
1847         if (s) goto err;
1848         s = zbc_num_shift(&z1, max2);
1849         if (s) goto err;
1850         s = zbc_num_add(&z0, &z1, &temp, 0);
1851         if (s) goto err;
1852         s = zbc_num_add(&temp, &z2, c, 0);
1853  err:
1854         bc_num_free(&temp);
1855         bc_num_free(&z2);
1856         bc_num_free(&z1);
1857         bc_num_free(&z0);
1858         bc_num_free(&m2);
1859         bc_num_free(&m1);
1860         bc_num_free(&h2);
1861         bc_num_free(&l2);
1862         bc_num_free(&h1);
1863         bc_num_free(&l1);
1864         RETURN_STATUS(s);
1865 }
1866
1867 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1868 {
1869         BcStatus s;
1870         BcNum cpa, cpb;
1871         size_t maxrdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1872
1873         scale = BC_MAX(scale, a->rdx);
1874         scale = BC_MAX(scale, b->rdx);
1875         scale = BC_MIN(a->rdx + b->rdx, scale);
1876         maxrdx = BC_MAX(maxrdx, scale);
1877
1878         bc_num_init(&cpa, a->len);
1879         bc_num_init(&cpb, b->len);
1880
1881         bc_num_copy(&cpa, a);
1882         bc_num_copy(&cpb, b);
1883         cpa.neg = cpb.neg = false;
1884
1885         s = zbc_num_shift(&cpa, maxrdx);
1886         if (s) goto err;
1887         s = zbc_num_shift(&cpb, maxrdx);
1888         if (s) goto err;
1889         s = zbc_num_k(&cpa, &cpb, c);
1890         if (s) goto err;
1891
1892         maxrdx += scale;
1893         bc_num_expand(c, c->len + maxrdx);
1894
1895         if (c->len < maxrdx) {
1896                 memset(c->num + c->len, 0, (c->cap - c->len) * sizeof(BcDig));
1897                 c->len += maxrdx;
1898         }
1899
1900         c->rdx = maxrdx;
1901         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1902  err:
1903         bc_num_free(&cpb);
1904         bc_num_free(&cpa);
1905         RETURN_STATUS(s);
1906 }
1907 #define zbc_num_m(...) (zbc_num_m(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1908
1909 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1910 {
1911         BcStatus s;
1912         size_t len, end, i;
1913         BcNum cp;
1914
1915         if (b->len == 0)
1916                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
1917         if (a->len == 0) {
1918                 bc_num_setToZero(c, scale);
1919                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1920         }
1921         if (BC_NUM_ONE(b)) {
1922                 bc_num_copy(c, a);
1923                 bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1924                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1925         }
1926
1927         bc_num_init(&cp, BC_NUM_MREQ(a, b, scale));
1928         bc_num_copy(&cp, a);
1929         len = b->len;
1930
1931         if (len > cp.len) {
1932                 bc_num_expand(&cp, len + 2);
1933                 bc_num_extend(&cp, len - cp.len);
1934         }
1935
1936         if (b->rdx > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, b->rdx - cp.rdx);
1937         cp.rdx -= b->rdx;
1938         if (scale > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, scale - cp.rdx);
1939
1940         if (b->rdx == b->len) {
1941                 for (;;) {
1942                         if (len == 0) break;
1943                         len--;
1944                         if (b->num[len] != 0)
1945                                 break;
1946                 }
1947                 len++;
1948         }
1949
1950         if (cp.cap == cp.len) bc_num_expand(&cp, cp.len + 1);
1951
1952         // We want an extra zero in front to make things simpler.
1953         cp.num[cp.len++] = 0;
1954         end = cp.len - len;
1955
1956         bc_num_expand(c, cp.len);
1957
1958         bc_num_zero(c);
1959         memset(c->num + end, 0, (c->cap - end) * sizeof(BcDig));
1960         c->rdx = cp.rdx;
1961         c->len = cp.len;
1962
1963         s = BC_STATUS_SUCCESS;
1964         for (i = end - 1; i < end; --i) {
1965                 BcDig *n, q;
1966                 n = cp.num + i;
1967                 for (q = 0; n[len] != 0 || bc_num_compare(n, b->num, len) >= 0; ++q)
1968                         bc_num_subArrays(n, b->num, len);
1969                 c->num[i] = q;
1970 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1971                 // a=2^100000
1972                 // scale=40000
1973                 // 1/a <- without check below, this will not be interruptible
1974                 if (G_interrupt) {
1975                         s = BC_STATUS_FAILURE;
1976                         break;
1977                 }
1978 #endif
1979         }
1980
1981         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1982         bc_num_free(&cp);
1983
1984         RETURN_STATUS(s);
1985 }
1986 #define zbc_num_d(...) (zbc_num_d(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1987
1988 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_r(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c,
1989                          BcNum *restrict d, size_t scale, size_t ts)
1990 {
1991         BcStatus s;
1992         BcNum temp;
1993         bool neg;
1994
1995         if (b->len == 0)
1996                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
1997
1998         if (a->len == 0) {
1999                 bc_num_setToZero(d, ts);
2000                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2001         }
2002
2003         bc_num_init(&temp, d->cap);
2004         s = zbc_num_d(a, b, c, scale);
2005         if (s) goto err;
2006
2007         if (scale != 0) scale = ts;
2008
2009         s = zbc_num_m(c, b, &temp, scale);
2010         if (s) goto err;
2011         s = zbc_num_sub(a, &temp, d, scale);
2012         if (s) goto err;
2013
2014         if (ts > d->rdx && d->len) bc_num_extend(d, ts - d->rdx);
2015
2016         neg = d->neg;
2017         bc_num_retireMul(d, ts, a->neg, b->neg);
2018         d->neg = neg;
2019  err:
2020         bc_num_free(&temp);
2021         RETURN_STATUS(s);
2022 }
2023 #define zbc_num_r(...) (zbc_num_r(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2024
2025 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2026 {
2027         BcStatus s;
2028         BcNum c1;
2029         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2030
2031         bc_num_init(&c1, len);
2032         s = zbc_num_r(a, b, &c1, c, scale, ts);
2033         bc_num_free(&c1);
2034
2035         RETURN_STATUS(s);
2036 }
2037 #define zbc_num_rem(...) (zbc_num_rem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2038
2039 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2040 {
2041         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2042         BcNum copy;
2043         unsigned long pow;
2044         size_t i, powrdx, resrdx;
2045         bool neg;
2046
2047         if (b->rdx) RETURN_STATUS(bc_error("non integer number"));
2048
2049         if (b->len == 0) {
2050                 bc_num_one(c);
2051                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2052         }
2053         if (a->len == 0) {
2054                 bc_num_setToZero(c, scale);
2055                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2056         }
2057         if (BC_NUM_ONE(b)) {
2058                 if (!b->neg)
2059                         bc_num_copy(c, a);
2060                 else
2061                         s = zbc_num_inv(a, c, scale);
2062                 RETURN_STATUS(s);
2063         }
2064
2065         neg = b->neg;
2066         b->neg = false;
2067
2068         s = zbc_num_ulong(b, &pow);
2069         if (s) RETURN_STATUS(s);
2070
2071         bc_num_init(&copy, a->len);
2072         bc_num_copy(&copy, a);
2073
2074         if (!neg) {
2075                 if (a->rdx > scale)
2076                         scale = a->rdx;
2077                 if (a->rdx * pow < scale)
2078                         scale = a->rdx * pow;
2079         }
2080
2081         b->neg = neg;
2082
2083         for (powrdx = a->rdx; !(pow & 1); pow >>= 1) {
2084                 powrdx <<= 1;
2085                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2086                 if (s) goto err;
2087                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2088                 //if (G_interrupt) {
2089                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2090                 //      goto err;
2091                 //}
2092         }
2093
2094         bc_num_copy(c, &copy);
2095
2096         for (resrdx = powrdx, pow >>= 1; pow != 0; pow >>= 1) {
2097                 powrdx <<= 1;
2098                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2099                 if (s) goto err;
2100
2101                 if (pow & 1) {
2102                         resrdx += powrdx;
2103                         s = zbc_num_mul(c, &copy, c, resrdx);
2104                         if (s) goto err;
2105                 }
2106                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2107                 //if (G_interrupt) {
2108                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2109                 //      goto err;
2110                 //}
2111         }
2112
2113         if (neg) {
2114                 s = zbc_num_inv(c, c, scale);
2115                 if (s) goto err;
2116         }
2117
2118         if (c->rdx > scale) bc_num_truncate(c, c->rdx - scale);
2119
2120         // We can't use bc_num_clean() here.
2121         for (i = 0; i < c->len; ++i)
2122                 if (c->num[i] != 0)
2123                         goto skip;
2124         bc_num_setToZero(c, scale);
2125  skip:
2126
2127  err:
2128         bc_num_free(&copy);
2129         RETURN_STATUS(s);
2130 }
2131 #define zbc_num_p(...) (zbc_num_p(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2132
2133 static BC_STATUS zbc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
2134                               BcNumBinaryOp op, size_t req)
2135 {
2136         BcStatus s;
2137         BcNum num2, *ptr_a, *ptr_b;
2138         bool init = false;
2139
2140         if (c == a) {
2141                 ptr_a = &num2;
2142                 memcpy(ptr_a, c, sizeof(BcNum));
2143                 init = true;
2144         } else
2145                 ptr_a = a;
2146
2147         if (c == b) {
2148                 ptr_b = &num2;
2149                 if (c != a) {
2150                         memcpy(ptr_b, c, sizeof(BcNum));
2151                         init = true;
2152                 }
2153         } else
2154                 ptr_b = b;
2155
2156         if (init)
2157                 bc_num_init(c, req);
2158         else
2159                 bc_num_expand(c, req);
2160
2161         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2162         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) op(ptr_a, ptr_b, c, scale);
2163
2164         if (init) bc_num_free(&num2);
2165
2166         RETURN_STATUS(s);
2167 }
2168 #define zbc_num_binary(...) (zbc_num_binary(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2169
2170 static bool bc_num_strValid(const char *val, size_t base)
2171 {
2172         BcDig b;
2173         bool radix;
2174
2175         b = (BcDig)(base <= 10 ? base + '0' : base - 10 + 'A');
2176         radix = false;
2177         for (;;) {
2178                 BcDig c = *val++;
2179                 if (c == '\0')
2180                         break;
2181                 if (c == '.') {
2182                         if (radix) return false;
2183                         radix = true;
2184                         continue;
2185                 }
2186                 if (c < '0' || c >= b || (c > '9' && c < 'A'))
2187                         return false;
2188         }
2189         return true;
2190 }
2191
2192 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2193 // leading zeroes in "val" are removed
2194 static void bc_num_parseDecimal(BcNum *n, const char *val)
2195 {
2196         size_t len, i;
2197         const char *ptr;
2198
2199         len = strlen(val);
2200         if (len == 0)
2201                 return;
2202
2203         bc_num_expand(n, len);
2204
2205         ptr = strchr(val, '.');
2206
2207         n->rdx = 0;
2208         if (ptr != NULL)
2209                 n->rdx = (size_t)((val + len) - (ptr + 1));
2210
2211         for (i = 0; val[i]; ++i) {
2212                 if (val[i] != '0' && val[i] != '.') {
2213                         // Not entirely zero value - convert it, and exit
2214                         i = len - 1;
2215                         for (;;) {
2216                                 n->num[n->len] = val[i] - '0';
2217                                 ++n->len;
2218  skip_dot:
2219                                 if (i == 0) break;
2220                                 if (val[--i] == '.') goto skip_dot;
2221                         }
2222                         break;
2223                 }
2224         }
2225         // if for() exits without hitting if(), the value is entirely zero
2226 }
2227
2228 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2229 // leading zeroes in "val" are removed
2230 static void bc_num_parseBase(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2231 {
2232         BcStatus s;
2233         BcNum temp, mult, result;
2234         BcNum base;
2235         BcDig c = '\0';
2236         unsigned long v;
2237         size_t i, digits;
2238
2239         for (i = 0; ; ++i) {
2240                 if (val[i] == '\0')
2241                         return;
2242                 if (val[i] != '.' && val[i] != '0')
2243                         break;
2244         }
2245
2246         bc_num_init_DEF_SIZE(&temp);
2247         bc_num_init_DEF_SIZE(&mult);
2248 //TODO: have BcNumSmall type, with static buffer
2249         bc_num_init_DEF_SIZE(&base);
2250         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
2251
2252         for (;;) {
2253                 c = *val++;
2254                 if (c == '\0') goto int_err;
2255                 if (c == '.') break;
2256
2257                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2258
2259                 s = zbc_num_mul(n, &base, &mult, 0);
2260                 if (s) goto int_err;
2261                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2262                 s = zbc_num_add(&mult, &temp, n, 0);
2263                 if (s) goto int_err;
2264         }
2265
2266         bc_num_init(&result, base.len);
2267         //bc_num_zero(&result); - already is
2268         bc_num_one(&mult);
2269
2270         digits = 0;
2271         for (;;) {
2272                 c = *val++;
2273                 if (c == '\0') break;
2274                 digits++;
2275
2276                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2277
2278                 s = zbc_num_mul(&result, &base, &result, 0);
2279                 if (s) goto err;
2280                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2281                 s = zbc_num_add(&result, &temp, &result, 0);
2282                 if (s) goto err;
2283                 s = zbc_num_mul(&mult, &base, &mult, 0);
2284                 if (s) goto err;
2285         }
2286
2287         s = zbc_num_div(&result, &mult, &result, digits);
2288         if (s) goto err;
2289         s = zbc_num_add(n, &result, n, digits);
2290         if (s) goto err;
2291
2292         if (n->len != 0) {
2293                 if (n->rdx < digits)
2294                         bc_num_extend(n, digits - n->rdx);
2295         } else
2296                 bc_num_zero(n);
2297  err:
2298         bc_num_free(&result);
2299  int_err:
2300         bc_num_free(&base);
2301         bc_num_free(&mult);
2302         bc_num_free(&temp);
2303 }
2304
2305 static BC_STATUS zbc_num_parse(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2306 {
2307         if (!bc_num_strValid(val, base_t))
2308                 RETURN_STATUS(bc_error("bad number string"));
2309
2310         bc_num_zero(n);
2311         while (*val == '0') val++;
2312
2313         if (base_t == 10)
2314                 bc_num_parseDecimal(n, val);
2315         else
2316                 bc_num_parseBase(n, val, base_t);
2317
2318         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2319 }
2320 #define zbc_num_parse(...) (zbc_num_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2321
2322 static BC_STATUS zbc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *restrict b, size_t scale)
2323 {
2324         BcStatus s;
2325         BcNum num1, num2, half, f, fprime, *x0, *x1, *temp;
2326         size_t pow, len, digs, digs1, resrdx, req, times = 0;
2327         ssize_t cmp = 1, cmp1 = SSIZE_MAX, cmp2 = SSIZE_MAX;
2328
2329         req = BC_MAX(scale, a->rdx) + ((BC_NUM_INT(a) + 1) >> 1) + 1;
2330         bc_num_expand(b, req);
2331
2332         if (a->len == 0) {
2333                 bc_num_setToZero(b, scale);
2334                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2335         }
2336         if (a->neg) {
2337                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2338         }
2339         if (BC_NUM_ONE(a)) {
2340                 bc_num_one(b);
2341                 bc_num_extend(b, scale);
2342                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2343         }
2344
2345         scale = BC_MAX(scale, a->rdx) + 1;
2346         len = a->len + scale;
2347
2348         bc_num_init(&num1, len);
2349         bc_num_init(&num2, len);
2350         bc_num_init_DEF_SIZE(&half);
2351
2352         bc_num_one(&half);
2353         half.num[0] = 5;
2354         half.rdx = 1;
2355
2356         bc_num_init(&f, len);
2357         bc_num_init(&fprime, len);
2358
2359         x0 = &num1;
2360         x1 = &num2;
2361
2362         bc_num_one(x0);
2363         pow = BC_NUM_INT(a);
2364
2365         if (pow) {
2366                 if (pow & 1)
2367                         x0->num[0] = 2;
2368                 else
2369                         x0->num[0] = 6;
2370
2371                 pow -= 2 - (pow & 1);
2372
2373                 bc_num_extend(x0, pow);
2374
2375                 // Make sure to move the radix back.
2376                 x0->rdx -= pow;
2377         }
2378
2379         x0->rdx = digs = digs1 = 0;
2380         resrdx = scale + 2;
2381         len = BC_NUM_INT(x0) + resrdx - 1;
2382
2383         while (cmp != 0 || digs < len) {
2384                 s = zbc_num_div(a, x0, &f, resrdx);
2385                 if (s) goto err;
2386                 s = zbc_num_add(x0, &f, &fprime, resrdx);
2387                 if (s) goto err;
2388                 s = zbc_num_mul(&fprime, &half, x1, resrdx);
2389                 if (s) goto err;
2390
2391                 cmp = bc_num_cmp(x1, x0);
2392                 digs = x1->len - (unsigned long long) llabs(cmp);
2393
2394                 if (cmp == cmp2 && digs == digs1)
2395                         times += 1;
2396                 else
2397                         times = 0;
2398
2399                 resrdx += times > 4;
2400
2401                 cmp2 = cmp1;
2402                 cmp1 = cmp;
2403                 digs1 = digs;
2404
2405                 temp = x0;
2406                 x0 = x1;
2407                 x1 = temp;
2408         }
2409
2410         bc_num_copy(b, x0);
2411         scale -= 1;
2412         if (b->rdx > scale) bc_num_truncate(b, b->rdx - scale);
2413  err:
2414         bc_num_free(&fprime);
2415         bc_num_free(&f);
2416         bc_num_free(&half);
2417         bc_num_free(&num2);
2418         bc_num_free(&num1);
2419         RETURN_STATUS(s);
2420 }
2421 #define zbc_num_sqrt(...) (zbc_num_sqrt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2422
2423 static BC_STATUS zbc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
2424                               size_t scale)
2425 {
2426         BcStatus s;
2427         BcNum num2, *ptr_a;
2428         bool init = false;
2429         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2430
2431         if (c == a) {
2432                 memcpy(&num2, c, sizeof(BcNum));
2433                 ptr_a = &num2;
2434                 bc_num_init(c, len);
2435                 init = true;
2436         } else {
2437                 ptr_a = a;
2438                 bc_num_expand(c, len);
2439         }
2440
2441         s = zbc_num_r(ptr_a, b, c, d, scale, ts);
2442
2443         if (init) bc_num_free(&num2);
2444
2445         RETURN_STATUS(s);
2446 }
2447 #define zbc_num_divmod(...) (zbc_num_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2448
2449 #if ENABLE_DC
2450 static BC_STATUS zdc_num_modexp(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *restrict d)
2451 {
2452         BcStatus s;
2453         BcNum base, exp, two, temp;
2454
2455         if (c->len == 0)
2456                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2457         if (a->rdx || b->rdx || c->rdx)
2458                 RETURN_STATUS(bc_error("non integer number"));
2459         if (b->neg)
2460                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2461
2462         bc_num_expand(d, c->len);
2463         bc_num_init(&base, c->len);
2464         bc_num_init(&exp, b->len);
2465         bc_num_init_DEF_SIZE(&two);
2466         bc_num_init(&temp, b->len);
2467
2468         bc_num_one(&two);
2469         two.num[0] = 2;
2470         bc_num_one(d);
2471
2472         s = zbc_num_rem(a, c, &base, 0);
2473         if (s) goto err;
2474         bc_num_copy(&exp, b);
2475
2476         while (exp.len != 0) {
2477                 s = zbc_num_divmod(&exp, &two, &exp, &temp, 0);
2478                 if (s) goto err;
2479
2480                 if (BC_NUM_ONE(&temp)) {
2481                         s = zbc_num_mul(d, &base, &temp, 0);
2482                         if (s) goto err;
2483                         s = zbc_num_rem(&temp, c, d, 0);
2484                         if (s) goto err;
2485                 }
2486
2487                 s = zbc_num_mul(&base, &base, &temp, 0);
2488                 if (s) goto err;
2489                 s = zbc_num_rem(&temp, c, &base, 0);
2490                 if (s) goto err;
2491         }
2492  err:
2493         bc_num_free(&temp);
2494         bc_num_free(&two);
2495         bc_num_free(&exp);
2496         bc_num_free(&base);
2497         RETURN_STATUS(s);
2498 }
2499 #define zdc_num_modexp(...) (zdc_num_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2500 #endif // ENABLE_DC
2501
2502 #if ENABLE_BC
2503 static BC_STATUS zbc_func_insert(BcFunc *f, char *name, bool var)
2504 {
2505         BcId *autoid;
2506         BcId a;
2507         size_t i;
2508
2509         autoid = (void*)f->autos.v;
2510         for (i = 0; i < f->autos.len; i++, autoid++) {
2511                 if (strcmp(name, autoid->name) == 0)
2512                         RETURN_STATUS(bc_error("function parameter or auto var has the same name as another"));
2513         }
2514
2515         a.idx = var;
2516         a.name = name;
2517
2518         bc_vec_push(&f->autos, &a);
2519
2520         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2521 }
2522 #define zbc_func_insert(...) (zbc_func_insert(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2523 #endif
2524
2525 static void bc_func_init(BcFunc *f)
2526 {
2527         bc_char_vec_init(&f->code);
2528         IF_BC(bc_vec_init(&f->labels, sizeof(size_t), NULL);)
2529         IF_BC(bc_vec_init(&f->autos, sizeof(BcId), bc_id_free);)
2530         IF_BC(f->nparams = 0;)
2531 }
2532
2533 static FAST_FUNC void bc_func_free(void *func)
2534 {
2535         BcFunc *f = (BcFunc *) func;
2536         bc_vec_free(&f->code);
2537         IF_BC(bc_vec_free(&f->labels);)
2538         IF_BC(bc_vec_free(&f->autos);)
2539 }
2540
2541 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len);
2542
2543 static void bc_array_init(BcVec *a, bool nums)
2544 {
2545         if (nums)
2546                 bc_vec_init(a, sizeof(BcNum), bc_num_free);
2547         else
2548                 bc_vec_init(a, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
2549         bc_array_expand(a, 1);
2550 }
2551
2552 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len)
2553 {
2554         if (a->dtor == bc_num_free
2555          // && a->size == sizeof(BcNum) - always true
2556         ) {
2557                 BcNum n;
2558                 while (len > a->len) {
2559                         bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
2560                         bc_vec_push(a, &n);
2561                 }
2562         } else {
2563                 BcVec v;
2564                 while (len > a->len) {
2565                         bc_array_init(&v, true);
2566                         bc_vec_push(a, &v);
2567                 }
2568         }
2569 }
2570
2571 static void bc_array_copy(BcVec *d, const BcVec *s)
2572 {
2573         BcNum *dnum, *snum;
2574         size_t i;
2575
2576         bc_vec_pop_all(d);
2577         bc_vec_expand(d, s->cap);
2578         d->len = s->len;
2579
2580         dnum = (void*)d->v;
2581         snum = (void*)s->v;
2582         for (i = 0; i < s->len; i++, dnum++, snum++) {
2583                 bc_num_init(dnum, snum->len);
2584                 bc_num_copy(dnum, snum);
2585         }
2586 }
2587
2588 static FAST_FUNC void bc_string_free(void *string)
2589 {
2590         free(*((char **) string));
2591 }
2592
2593 #if ENABLE_DC
2594 static void dc_result_copy(BcResult *d, BcResult *src)
2595 {
2596         d->t = src->t;
2597
2598         switch (d->t) {
2599                 case BC_RESULT_TEMP:
2600                 case BC_RESULT_IBASE:
2601                 case BC_RESULT_SCALE:
2602                 case BC_RESULT_OBASE:
2603                         bc_num_init(&d->d.n, src->d.n.len);
2604                         bc_num_copy(&d->d.n, &src->d.n);
2605                         break;
2606                 case BC_RESULT_VAR:
2607                 case BC_RESULT_ARRAY:
2608                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2609                         d->d.id.name = xstrdup(src->d.id.name);
2610                         break;
2611                 case BC_RESULT_CONSTANT:
2612                 case BC_RESULT_LAST:
2613                 case BC_RESULT_ONE:
2614                 case BC_RESULT_STR:
2615                         memcpy(&d->d.n, &src->d.n, sizeof(BcNum));
2616                         break;
2617         }
2618 }
2619 #endif // ENABLE_DC
2620
2621 static FAST_FUNC void bc_result_free(void *result)
2622 {
2623         BcResult *r = (BcResult *) result;
2624
2625         switch (r->t) {
2626                 case BC_RESULT_TEMP:
2627                 case BC_RESULT_IBASE:
2628                 case BC_RESULT_SCALE:
2629                 case BC_RESULT_OBASE:
2630                         bc_num_free(&r->d.n);
2631                         break;
2632                 case BC_RESULT_VAR:
2633                 case BC_RESULT_ARRAY:
2634                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2635                         free(r->d.id.name);
2636                         break;
2637                 default:
2638                         // Do nothing.
2639                         break;
2640         }
2641 }
2642
2643 static void bc_lex_lineComment(BcLex *l)
2644 {
2645         // Try: echo -n '#foo' | bc
2646         size_t i;
2647         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2648         i = l->i;
2649         while (i < l->len && l->buf[i] != '\n')
2650                 i++;
2651         l->i = i;
2652 }
2653
2654 static void bc_lex_whitespace(BcLex *l)
2655 {
2656         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2657         for (;;) {
2658                 char c = l->buf[l->i];
2659                 if (c == '\n') // this is BC_LEX_NLINE, not BC_LEX_WHITESPACE
2660                         break;
2661                 if (!isspace(c))
2662                         break;
2663                 l->i++;
2664         }
2665 }
2666
2667 static BC_STATUS zbc_lex_number(BcLex *l, char start)
2668 {
2669         const char *buf = l->buf + l->i;
2670         size_t len, i, ccnt;
2671         bool pt;
2672
2673         pt = (start == '.');
2674         l->t.t = BC_LEX_NUMBER;
2675         ccnt = i = 0;
2676         for (;;) {
2677                 char c = buf[i];
2678                 if (c == '\0')
2679                         break;
2680                 if (c == '\\' && buf[i + 1] == '\n') {
2681                         i += 2;
2682                         //number_of_backslashes++ - see comment below
2683                         continue;
2684                 }
2685                 if (!isdigit(c) && (c < 'A' || c > 'F')) {
2686                         if (c != '.') break;
2687                         // if '.' was already seen, stop on second one:
2688                         if (pt) break;
2689                         pt = true;
2690                 }
2691                 // buf[i] is one of "0-9A-F."
2692                 i++;
2693                 if (c != '.')
2694                         ccnt = i;
2695         }
2696         //ccnt is the number of chars in the number string, excluding possible
2697         //trailing "[\<newline>].[\<newline>]" (with any number of \<NL> repetitions).
2698         //i is buf[i] index of the first not-yet-parsed char after that.
2699         l->i += i;
2700
2701         // This might overestimate the size, if there are "\<NL>"'s
2702         // in the number. Subtracting number_of_backslashes*2 correctly
2703         // is not that easy: consider that in the case of "NNN.\<NL>"
2704         // loop above will count "\<NL>" before it realizes it is not
2705         // in fact *inside* the number:
2706         len = ccnt + 1; // +1 byte for NUL termination
2707
2708         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
2709         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
2710                 if (len > BC_MAX_NUM)
2711                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
2712         }
2713
2714         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
2715         bc_vec_expand(&l->t.v, 1 + len);
2716         bc_vec_push(&l->t.v, &start);
2717
2718         while (ccnt != 0) {
2719                 // If we have hit a backslash, skip it. We don't have
2720                 // to check for a newline because it's guaranteed.
2721                 if (*buf == '\\') {
2722                         buf += 2;
2723                         ccnt -= 2;
2724                         continue;
2725                 }
2726                 bc_vec_push(&l->t.v, buf);
2727                 buf++;
2728                 ccnt--;
2729         }
2730
2731         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
2732
2733         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2734 }
2735 #define zbc_lex_number(...) (zbc_lex_number(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2736
2737 static void bc_lex_name(BcLex *l)
2738 {
2739         size_t i;
2740         const char *buf;
2741
2742         l->t.t = BC_LEX_NAME;
2743
2744         i = 0;
2745         buf = l->buf + l->i - 1;
2746         for (;;) {
2747                 char c = buf[i];
2748                 if ((c < 'a' || c > 'z') && !isdigit(c) && c != '_') break;
2749                 i++;
2750         }
2751
2752 #if 0 // We do not protect against people with gigabyte-long names
2753         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
2754         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
2755                 if (i > BC_MAX_STRING)
2756                         return bc_error("name too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]");
2757         }
2758 #endif
2759         bc_vec_string(&l->t.v, i, buf);
2760
2761         // Increment the index. We minus 1 because it has already been incremented.
2762         l->i += i - 1;
2763
2764         //return BC_STATUS_SUCCESS;
2765 }
2766
2767 static void bc_lex_init(BcLex *l)
2768 {
2769         bc_char_vec_init(&l->t.v);
2770 }
2771
2772 static void bc_lex_free(BcLex *l)
2773 {
2774         bc_vec_free(&l->t.v);
2775 }
2776
2777 static void bc_lex_file(BcLex *l)
2778 {
2779         G.err_line = l->line = 1;
2780         l->newline = false;
2781 }
2782
2783 IF_BC(static BC_STATUS zbc_lex_token(BcLex *l);)
2784 IF_DC(static BC_STATUS zdc_lex_token(BcLex *l);)
2785
2786 static BC_STATUS zcommon_lex_token(BcLex *l)
2787 {
2788         if (IS_BC) {
2789                 IF_BC(RETURN_STATUS(zbc_lex_token(l));)
2790         }
2791         IF_DC(RETURN_STATUS(zdc_lex_token(l));)
2792 }
2793 #define zcommon_lex_token(...) (zcommon_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2794
2795 static bool bc_lex_more_input(BcLex *l)
2796 {
2797         size_t str;
2798         bool comment;
2799
2800         bc_vec_pop_all(&G.input_buffer);
2801
2802         // This loop is complex because the vm tries not to send any lines that end
2803         // with a backslash to the parser. The reason for that is because the parser
2804         // treats a backslash+newline combo as whitespace, per the bc spec. In that
2805         // case, and for strings and comments, the parser will expect more stuff.
2806         comment = false;
2807         str = 0;
2808         for (;;) {
2809                 size_t prevlen = G.input_buffer.len;
2810                 char *string;
2811
2812                 bc_read_line(&G.input_buffer, G.input_fp);
2813                 // No more input means EOF
2814                 if (G.input_buffer.len <= prevlen + 1) // (we expect +1 for NUL byte)
2815                         break;
2816
2817                 string = G.input_buffer.v + prevlen;
2818                 while (*string) {
2819                         char c = *string;
2820                         if (string == G.input_buffer.v || string[-1] != '\\') {
2821                                 if (IS_BC)
2822                                         str ^= (c == '"');
2823                                 else {
2824                                         if (c == ']')
2825                                                 str -= 1;
2826                                         else if (c == '[')
2827                                                 str += 1;
2828                                 }
2829                         }
2830                         string++;
2831                         if (c == '/' && *string == '*') {
2832                                 comment = true;
2833                                 string++;
2834                                 continue;
2835                         }
2836                         if (c == '*' && *string == '/') {
2837                                 comment = false;
2838                                 string++;
2839                         }
2840                 }
2841                 if (str != 0 || comment) {
2842                         G.input_buffer.len--; // backstep over the trailing NUL byte
2843                         continue;
2844                 }
2845
2846                 // Check for backslash+newline.
2847                 // we do not check that last char is '\n' -
2848                 // if it is not, then it's EOF, and looping back
2849                 // to bc_read_line() will detect it:
2850                 string -= 2;
2851                 if (string >= G.input_buffer.v && *string == '\\') {
2852                         G.input_buffer.len--;
2853                         continue;
2854                 }
2855
2856                 break;
2857         }
2858
2859         l->buf = G.input_buffer.v;
2860         l->i = 0;
2861 //      bb_error_msg("G.input_buffer.len:%d '%s'", G.input_buffer.len, G.input_buffer.v);
2862         l->len = G.input_buffer.len - 1; // do not include NUL
2863
2864         return l->len != 0;
2865 }
2866
2867 static BC_STATUS zbc_lex_next(BcLex *l)
2868 {
2869         BcStatus s;
2870
2871         l->t.last = l->t.t;
2872         if (l->t.last == BC_LEX_EOF) RETURN_STATUS(bc_error("end of file"));
2873
2874         l->line += l->newline;
2875         G.err_line = l->line;
2876         l->newline = false;
2877
2878         // Loop until failure or we don't have whitespace. This
2879         // is so the parser doesn't get inundated with whitespace.
2880         // Comments are also BC_LEX_WHITESPACE tokens and eaten here.
2881         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2882         do {
2883                 if (l->i == l->len) {
2884                         l->t.t = BC_LEX_EOF;
2885                         if (!G.input_fp)
2886                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2887                         if (!bc_lex_more_input(l)) {
2888                                 G.input_fp = NULL;
2889                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2890                         }
2891                         // here it's guaranteed that l->i is below l->len
2892                 }
2893                 dbg_lex("next string to parse:'%.*s'",
2894                         (int)(strchrnul(l->buf + l->i, '\n') - (l->buf + l->i)),
2895                         l->buf + l->i);
2896                 s = zcommon_lex_token(l);
2897         } while (!s && l->t.t == BC_LEX_WHITESPACE);
2898         dbg_lex("l->t.t from string:%d", l->t.t);
2899
2900         RETURN_STATUS(s);
2901 }
2902 #define zbc_lex_next(...) (zbc_lex_next(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2903
2904 #if ENABLE_BC
2905 static BC_STATUS zbc_lex_skip_if_at_NLINE(BcLex *l)
2906 {
2907         if (l->t.t == BC_LEX_NLINE)
2908                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(l));
2909         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2910 }
2911 #define zbc_lex_skip_if_at_NLINE(...) (zbc_lex_skip_if_at_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2912
2913 static BC_STATUS zbc_lex_next_and_skip_NLINE(BcLex *l)
2914 {
2915         BcStatus s;
2916         s = zbc_lex_next(l);
2917         if (s) RETURN_STATUS(s);
2918         // if(cond)<newline>stmt is accepted too (but not 2+ newlines)
2919         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE(l);
2920         RETURN_STATUS(s);
2921 }
2922 #define zbc_lex_next_and_skip_NLINE(...) (zbc_lex_next_and_skip_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2923 #endif
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                 if (isalnum(buf[j]) || buf[j]=='_')
2954                         continue; // "ifz" does not match "if" keyword, "if." does
2955                 l->t.t = BC_LEX_KEY_1st_keyword + i;
2956                 if (!bc_lex_kws_POSIX(i)) {
2957                         s = bc_posix_error_fmt("%sthe '%.8s' keyword", "POSIX does not allow ", bc_lex_kws[i].name8);
2958                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
2959                 }
2960
2961                 // We minus 1 because the index has already been incremented.
2962                 l->i += j - 1;
2963                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2964         }
2965
2966         bc_lex_name(l);
2967         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2968
2969         if (l->t.v.len > 2) {
2970                 // Prevent this:
2971                 // >>> qwe=1
2972                 // bc: POSIX only allows one character names; the following is bad: 'qwe=1
2973                 // '
2974                 unsigned len = strchrnul(buf, '\n') - buf;
2975                 s = bc_posix_error_fmt("POSIX only allows one character names; the following is bad: '%.*s'", len, buf);
2976         }
2977
2978         RETURN_STATUS(s);
2979 }
2980 #define zbc_lex_identifier(...) (zbc_lex_identifier(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2981
2982 static BC_STATUS zbc_lex_string(BcLex *l)
2983 {
2984         size_t len, nls, i;
2985
2986         l->t.t = BC_LEX_STR;
2987
2988         nls = 0;
2989         i = l->i;
2990         for (;;) {
2991                 char c = l->buf[i];
2992                 if (c == '\0') {
2993                         l->i = i;
2994                         RETURN_STATUS(bc_error("string end could not be found"));
2995                 }
2996                 if (c == '"')
2997                         break;
2998                 nls += (c == '\n');
2999                 i++;
3000         }
3001
3002         len = i - l->i;
3003         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
3004         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
3005                 if (len > BC_MAX_STRING)
3006                         RETURN_STATUS(bc_error("string too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]"));
3007         }
3008         bc_vec_string(&l->t.v, len, l->buf + l->i);
3009
3010         l->i = i + 1;
3011         l->line += nls;
3012         G.err_line = l->line;
3013
3014         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3015 }
3016 #define zbc_lex_string(...) (zbc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3017
3018 static void bc_lex_assign(BcLex *l, unsigned with_and_without)
3019 {
3020         if (l->buf[l->i] == '=') {
3021                 ++l->i;
3022                 with_and_without >>= 8; // store "with" value
3023         } // else store "without" value
3024         l->t.t = (with_and_without & 0xff);
3025 }
3026 #define bc_lex_assign(l, with, without) \
3027         bc_lex_assign(l, ((with)<<8)|(without))
3028
3029 static BC_STATUS zbc_lex_comment(BcLex *l)
3030 {
3031         size_t i, nls = 0;
3032         const char *buf = l->buf;
3033
3034         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3035         i = l->i; /* here buf[l->i] is the '*' of opening comment delimiter */
3036         for (;;) {
3037                 char c = buf[++i];
3038  check_star:
3039                 if (c == '*') {
3040                         c = buf[++i];
3041                         if (c == '/')
3042                                 break;
3043                         goto check_star;
3044                 }
3045                 if (c == '\0') {
3046                         l->i = i;
3047                         RETURN_STATUS(bc_error("comment end could not be found"));
3048                 }
3049                 nls += (c == '\n');
3050         }
3051
3052         l->i = i + 1;
3053         l->line += nls;
3054         G.err_line = l->line;
3055
3056         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3057 }
3058 #define zbc_lex_comment(...) (zbc_lex_comment(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3059
3060 static BC_STATUS zbc_lex_token(BcLex *l)
3061 {
3062         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3063         char c = l->buf[l->i++], c2;
3064
3065         // This is the workhorse of the lexer.
3066         switch (c) {
3067 //              case '\0': // probably never reached
3068 //                      l->i--;
3069 //                      l->t.t = BC_LEX_EOF;
3070 //                      l->newline = true;
3071 //                      break;
3072                 case '\n':
3073                         l->t.t = BC_LEX_NLINE;
3074                         l->newline = true;
3075                         break;
3076                 case '\t':
3077                 case '\v':
3078                 case '\f':
3079                 case '\r':
3080                 case ' ':
3081                         bc_lex_whitespace(l);
3082                         break;
3083                 case '!':
3084                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_NE, BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
3085                         if (l->t.t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
3086                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("!");
3087                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3088                         }
3089                         break;
3090                 case '"':
3091                         s = zbc_lex_string(l);
3092                         break;
3093                 case '#':
3094                         s = bc_POSIX_does_not_allow("'#' script comments");
3095                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3096                         bc_lex_lineComment(l);
3097                         break;
3098                 case '%':
3099                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS, BC_LEX_OP_MODULUS);
3100                         break;
3101                 case '&':
3102                         c2 = l->buf[l->i];
3103                         if (c2 == '&') {
3104                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("&&");
3105                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3106                                 ++l->i;
3107                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_AND;
3108                         } else {
3109                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3110                                 s = bc_error_bad_character('&');
3111                         }
3112                         break;
3113                 case '(':
3114                 case ')':
3115                         l->t.t = (BcLexType)(c - '(' + BC_LEX_LPAREN);
3116                         break;
3117                 case '*':
3118                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY, BC_LEX_OP_MULTIPLY);
3119                         break;
3120                 case '+':
3121                         c2 = l->buf[l->i];
3122                         if (c2 == '+') {
3123                                 ++l->i;
3124                                 l->t.t = BC_LEX_OP_INC;
3125                         } else
3126                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS, BC_LEX_OP_PLUS);
3127                         break;
3128                 case ',':
3129                         l->t.t = BC_LEX_COMMA;
3130                         break;
3131                 case '-':
3132                         c2 = l->buf[l->i];
3133                         if (c2 == '-') {
3134                                 ++l->i;
3135                                 l->t.t = BC_LEX_OP_DEC;
3136                         } else
3137                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS, BC_LEX_OP_MINUS);
3138                         break;
3139                 case '.':
3140                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3141                                 s = zbc_lex_number(l, c);
3142                         else {
3143                                 l->t.t = BC_LEX_KEY_LAST;
3144                                 s = bc_POSIX_does_not_allow("a period ('.') as a shortcut for the last result");
3145                         }
3146                         break;
3147                 case '/':
3148                         c2 = l->buf[l->i];
3149                         if (c2 == '*')
3150                                 s = zbc_lex_comment(l);
3151                         else
3152                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE, BC_LEX_OP_DIVIDE);
3153                         break;
3154                 case '0':
3155                 case '1':
3156                 case '2':
3157                 case '3':
3158                 case '4':
3159                 case '5':
3160                 case '6':
3161                 case '7':
3162                 case '8':
3163                 case '9':
3164                 case 'A':
3165                 case 'B':
3166                 case 'C':
3167                 case 'D':
3168                 case 'E':
3169                 case 'F':
3170                         s = zbc_lex_number(l, c);
3171                         break;
3172                 case ';':
3173                         l->t.t = BC_LEX_SCOLON;
3174                         break;
3175                 case '<':
3176                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_LT);
3177                         break;
3178                 case '=':
3179                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_ASSIGN);
3180                         break;
3181                 case '>':
3182                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_GT);
3183                         break;
3184                 case '[':
3185                 case ']':
3186                         l->t.t = (BcLexType)(c - '[' + BC_LEX_LBRACKET);
3187                         break;
3188                 case '\\':
3189                         if (l->buf[l->i] == '\n') {
3190                                 l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3191                                 ++l->i;
3192                         } else
3193                                 s = bc_error_bad_character(c);
3194                         break;
3195                 case '^':
3196                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER, BC_LEX_OP_POWER);
3197                         break;
3198                 case 'a':
3199                 case 'b':
3200                 case 'c':
3201                 case 'd':
3202                 case 'e':
3203                 case 'f':
3204                 case 'g':
3205                 case 'h':
3206                 case 'i':
3207                 case 'j':
3208                 case 'k':
3209                 case 'l':
3210                 case 'm':
3211                 case 'n':
3212                 case 'o':
3213                 case 'p':
3214                 case 'q':
3215                 case 'r':
3216                 case 's':
3217                 case 't':
3218                 case 'u':
3219                 case 'v':
3220                 case 'w':
3221                 case 'x':
3222                 case 'y':
3223                 case 'z':
3224                         s = zbc_lex_identifier(l);
3225                         break;
3226                 case '{':
3227                 case '}':
3228                         l->t.t = (BcLexType)(c - '{' + BC_LEX_LBRACE);
3229                         break;
3230                 case '|':
3231                         c2 = l->buf[l->i];
3232                         if (c2 == '|') {
3233                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("||");
3234                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3235                                 ++l->i;
3236                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_OR;
3237                         } else {
3238                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3239                                 s = bc_error_bad_character(c);
3240                         }
3241                         break;
3242                 default:
3243                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3244                         s = bc_error_bad_character(c);
3245                         break;
3246         }
3247
3248         RETURN_STATUS(s);
3249 }
3250 #endif // ENABLE_BC
3251
3252 #if ENABLE_DC
3253 static BC_STATUS zdc_lex_register(BcLex *l)
3254 {
3255         if (isspace(l->buf[l->i - 1])) {
3256                 bc_lex_whitespace(l);
3257                 ++l->i;
3258                 if (!G_exreg)
3259                         RETURN_STATUS(bc_error("extended register"));
3260                 bc_lex_name(l);
3261         }
3262         else {
3263                 bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3264                 bc_vec_push(&l->t.v, &l->buf[l->i - 1]);
3265                 bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3266                 l->t.t = BC_LEX_NAME;
3267         }
3268
3269         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3270 }
3271 #define zdc_lex_register(...) (zdc_lex_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3272
3273 static BC_STATUS zdc_lex_string(BcLex *l)
3274 {
3275         size_t depth, nls, i;
3276
3277         l->t.t = BC_LEX_STR;
3278         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3279
3280         nls = 0;
3281         depth = 1;
3282         i = l->i;
3283         for (;;) {
3284                 char c = l->buf[i];
3285                 if (c == '\0') {
3286                         l->i = i;
3287                         RETURN_STATUS(bc_error("string end could not be found"));
3288                 }
3289                 nls += (c == '\n');
3290                 if (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\') {
3291                         if (c == '[') depth++;
3292                         if (c == ']')
3293                                 if (--depth == 0)
3294                                         break;
3295                 }
3296                 bc_vec_push(&l->t.v, &l->buf[i]);
3297                 i++;
3298         }
3299         i++;
3300
3301         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3302         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
3303         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
3304                 if (i - l->i > BC_MAX_STRING)
3305                         RETURN_STATUS(bc_error("string too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]"));
3306         }
3307
3308         l->i = i;
3309         l->line += nls;
3310         G.err_line = l->line;
3311
3312         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3313 }
3314 #define zdc_lex_string(...) (zdc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3315
3316 static BC_STATUS zdc_lex_token(BcLex *l)
3317 {
3318         static const //BcLexType - should be this type, but narrower type saves size:
3319         uint8_t
3320         dc_lex_regs[] = {
3321                 BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_NE,
3322                 BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_COLON,
3323                 BC_LEX_ELSE, BC_LEX_LOAD, BC_LEX_LOAD_POP, BC_LEX_OP_ASSIGN,
3324                 BC_LEX_STORE_PUSH,
3325         };
3326         static const //BcLexType - should be this type
3327         uint8_t
3328         dc_lex_tokens[] = {
3329                 /* %&'( */
3330                 BC_LEX_OP_MODULUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_LPAREN,
3331                 /* )*+, */
3332                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_MULTIPLY, BC_LEX_OP_PLUS, BC_LEX_INVALID,
3333                 /* -./ */
3334                 BC_LEX_OP_MINUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVIDE,
3335                 /* 0123456789 */
3336                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3337                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3338                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3339                 /* :;<=>?@ */
3340                 BC_LEX_COLON, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_OP_REL_EQ,
3341                 BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_KEY_READ, BC_LEX_INVALID,
3342                 /* ABCDEFGH */
3343                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3344                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EQ_NO_REG, BC_LEX_INVALID,
3345                 /* IJKLMNOP */
3346                 BC_LEX_KEY_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SCALE, BC_LEX_LOAD_POP,
3347                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_BOOL_NOT, BC_LEX_KEY_OBASE, BC_LEX_PRINT_STREAM,
3348                 /* QRSTUVWXY */
3349                 BC_LEX_NQUIT, BC_LEX_POP, BC_LEX_STORE_PUSH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3350                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_SCALE_FACTOR, BC_LEX_INVALID,
3351                 /* Z[\] */
3352                 BC_LEX_KEY_LENGTH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3353                 /* ^_` */
3354                 BC_LEX_OP_POWER, BC_LEX_NEG, BC_LEX_INVALID,
3355                 /* abcdefgh */
3356                 BC_LEX_ASCIIFY, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_CLEAR_STACK, BC_LEX_DUPLICATE,
3357                 BC_LEX_ELSE, BC_LEX_PRINT_STACK, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3358                 /* ijklmnop */
3359                 BC_LEX_STORE_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STORE_SCALE, BC_LEX_LOAD,
3360                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_PRINT_POP, BC_LEX_STORE_OBASE, BC_LEX_KEY_PRINT,
3361                 /* qrstuvwx */
3362                 BC_LEX_KEY_QUIT, BC_LEX_SWAP, BC_LEX_OP_ASSIGN, BC_LEX_INVALID,
3363                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SQRT, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EXECUTE,
3364                 /* yz */
3365                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STACK_LEVEL,
3366                 /* {|}~ */
3367                 BC_LEX_LBRACE, BC_LEX_OP_MODEXP, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVMOD,
3368         };
3369
3370         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3371         char c = l->buf[l->i++], c2;
3372         size_t i;
3373
3374         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(dc_lex_regs); ++i) {
3375                 if (l->t.last == dc_lex_regs[i])
3376                         RETURN_STATUS(zdc_lex_register(l));
3377         }
3378
3379         if (c >= '%' && c <= '~'
3380          && (l->t.t = dc_lex_tokens[c - '%']) != BC_LEX_INVALID
3381         ) {
3382                 RETURN_STATUS(s);
3383         }
3384
3385         // This is the workhorse of the lexer.
3386         switch (c) {
3387 //              case '\0': // probably never reached
3388 //                      l->t.t = BC_LEX_EOF;
3389 //                      break;
3390                 case '\n':
3391                 case '\t':
3392                 case '\v':
3393                 case '\f':
3394                 case '\r':
3395                 case ' ':
3396                         l->newline = (c == '\n');
3397                         bc_lex_whitespace(l);
3398                         break;
3399                 case '!':
3400                         c2 = l->buf[l->i];
3401                         if (c2 == '=')
3402                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_NE;
3403                         else if (c2 == '<')
3404                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_LE;
3405                         else if (c2 == '>')
3406                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_GE;
3407                         else
3408                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_character(c));
3409                         ++l->i;
3410                         break;
3411                 case '#':
3412                         bc_lex_lineComment(l);
3413                         break;
3414                 case '.':
3415                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3416                                 s = zbc_lex_number(l, c);
3417                         else
3418                                 s = bc_error_bad_character(c);
3419                         break;
3420                 case '0':
3421                 case '1':
3422                 case '2':
3423                 case '3':
3424                 case '4':
3425                 case '5':
3426                 case '6':
3427                 case '7':
3428                 case '8':
3429                 case '9':
3430                 case 'A':
3431                 case 'B':
3432                 case 'C':
3433                 case 'D':
3434                 case 'E':
3435                 case 'F':
3436                         s = zbc_lex_number(l, c);
3437                         break;
3438                 case '[':
3439                         s = zdc_lex_string(l);
3440                         break;
3441                 default:
3442                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3443                         s = bc_error_bad_character(c);
3444                         break;
3445         }
3446
3447         RETURN_STATUS(s);
3448 }
3449 #endif // ENABLE_DC
3450
3451 static void bc_parse_push(BcParse *p, char i)
3452 {
3453         dbg_compile("%s:%d pushing bytecode %zd:%d", __func__, __LINE__, p->func->code.len, i);
3454         bc_vec_pushByte(&p->func->code, i);
3455 }
3456
3457 static void bc_parse_pushName(BcParse *p, char *name)
3458 {
3459         while (*name)
3460                 bc_parse_push(p, *name++);
3461         bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
3462 }
3463
3464 static void bc_parse_pushIndex(BcParse *p, size_t idx)
3465 {
3466         size_t mask;
3467         unsigned amt;
3468
3469         dbg_lex("%s:%d pushing index %zd", __func__, __LINE__, idx);
3470         mask = ((size_t)0xff) << (sizeof(idx) * 8 - 8);
3471         amt = sizeof(idx);
3472         do {
3473                 if (idx & mask) break;
3474                 mask >>= 8;
3475                 amt--;
3476         } while (amt != 0);
3477
3478         bc_parse_push(p, amt);
3479
3480         while (idx != 0) {
3481                 bc_parse_push(p, (unsigned char)idx);
3482                 idx >>= 8;
3483         }
3484 }
3485
3486 #if ENABLE_BC
3487 static void bc_parse_pushJUMP(BcParse *p, size_t idx)
3488 {
3489         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
3490         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3491 }
3492
3493 static void bc_parse_pushJUMP_ZERO(BcParse *p, size_t idx)
3494 {
3495         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
3496         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3497 }
3498
3499 static BC_STATUS bc_parse_pushSTR(BcParse *p)
3500 {
3501         char *str = xstrdup(p->l.t.v.v);
3502
3503         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
3504         bc_parse_pushIndex(p, G.prog.strs.len);
3505         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
3506
3507         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3508 }
3509 #define bc_parse_pushSTR(...) (bc_parse_pushSTR(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3510 #endif
3511
3512 static void bc_parse_pushNUM(BcParse *p)
3513 {
3514         char *num = xstrdup(p->l.t.v.v);
3515         size_t idx = G.prog.consts.len;
3516
3517         bc_vec_push(&G.prog.consts, &num);
3518
3519         bc_parse_push(p, BC_INST_NUM);
3520         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3521 }
3522
3523 IF_BC(static BC_STATUS zbc_parse_stmt_or_funcdef(BcParse *p);)
3524 IF_DC(static BC_STATUS zdc_parse_parse(BcParse *p);)
3525
3526 // "Parse" half of "parse,execute,repeat" main loop
3527 static BC_STATUS zcommon_parse(BcParse *p)
3528 {
3529         if (IS_BC) {
3530 // FIXME: "eating" of stmt delemiters is coded inconsistently
3531 // (sometimes zbc_parse_stmt() eats the delimiter, sometimes don't),
3532 // which causes bugs such as "print 1 print 2" erroneously accepted,
3533 // or "print 1 else 2" detecting parse error only after executing
3534 // "print 1" part.
3535                 IF_BC(RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt_or_funcdef(p));)
3536         }
3537         IF_DC(RETURN_STATUS(zdc_parse_parse(p));)
3538 }
3539 #define zcommon_parse(...) (zcommon_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3540
3541 static BC_STATUS zbc_parse_text_init(BcParse *p, const char *text)
3542 {
3543         p->func = bc_program_func(p->fidx);
3544
3545         RETURN_STATUS(zbc_lex_text_init(&p->l, text));
3546 }
3547 #define zbc_parse_text_init(...) (zbc_parse_text_init(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3548
3549 // Called when parsing or execution detects a failure,
3550 // resets execution structures.
3551 static void bc_program_reset(void)
3552 {
3553         BcFunc *f;
3554         BcInstPtr *ip;
3555
3556         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, G.prog.exestack.len - 1);
3557         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
3558
3559         f = bc_program_func(0);
3560         ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
3561         ip->idx = f->code.len;
3562 }
3563
3564 // Called when zbc/zdc_parse_parse() detects a failure,
3565 // resets parsing structures.
3566 static void bc_parse_reset(BcParse *p)
3567 {
3568         if (p->fidx != BC_PROG_MAIN) {
3569                 bc_vec_pop_all(&p->func->code);
3570                 IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->func->labels);)
3571                 IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->func->autos);)
3572                 IF_BC(p->func->nparams = 0;)
3573
3574                 p->fidx = BC_PROG_MAIN;
3575                 p->func = bc_program_func_BC_PROG_MAIN();
3576         }
3577
3578         p->l.i = p->l.len;
3579         p->l.t.t = BC_LEX_EOF;
3580
3581         IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->exits);)
3582         IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->conds);)
3583         IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->ops);)
3584
3585         bc_program_reset();
3586 }
3587
3588 static void bc_parse_free(BcParse *p)
3589 {
3590         IF_BC(bc_vec_free(&p->exits);)
3591         IF_BC(bc_vec_free(&p->conds);)
3592         IF_BC(bc_vec_free(&p->ops);)
3593         bc_lex_free(&p->l);
3594 }
3595
3596 static void bc_parse_create(BcParse *p, size_t fidx)
3597 {
3598         memset(p, 0, sizeof(BcParse));
3599
3600         bc_lex_init(&p->l);
3601         IF_BC(bc_vec_init(&p->exits, sizeof(size_t), NULL);)
3602         IF_BC(bc_vec_init(&p->conds, sizeof(size_t), NULL);)
3603         IF_BC(bc_vec_init(&p->ops, sizeof(BcLexType), NULL);)
3604
3605         p->fidx = fidx;
3606         p->func = bc_program_func(fidx);
3607 }
3608
3609 static void bc_program_add_fn(void)
3610 {
3611         //size_t idx;
3612         BcFunc f;
3613         bc_func_init(&f);
3614         //idx = G.prog.fns.len;
3615         bc_vec_push(&G.prog.fns, &f);
3616         //return idx;
3617 }
3618
3619 #if ENABLE_BC
3620
3621 // Note: takes ownership of 'name' (must be malloced)
3622 static size_t bc_program_addFunc(char *name)
3623 {
3624         size_t idx;
3625         BcId entry, *entry_ptr;
3626         int inserted;
3627
3628         entry.name = name;
3629         entry.idx = G.prog.fns.len;
3630
3631         inserted = bc_map_insert(&G.prog.fn_map, &entry, &idx);
3632         if (!inserted) free(name);
3633
3634         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3635         idx = entry_ptr->idx;
3636
3637         if (!inserted) {
3638                 // There is already a function with this name.
3639                 // It'll be redefined now, clear old definition.
3640                 BcFunc *func = bc_program_func(entry_ptr->idx);
3641                 bc_func_free(func);
3642                 bc_func_init(func);
3643         } else {
3644                 bc_program_add_fn();
3645         }
3646
3647         return idx;
3648 }
3649
3650 #define BC_PARSE_TOP_OP(p) (*((BcLexType *) bc_vec_top(&(p)->ops)))
3651 #define BC_PARSE_LEAF(p, rparen)                                \
3652         (((p) >= BC_INST_NUM && (p) <= BC_INST_SQRT) || (rparen) || \
3653          (p) == BC_INST_INC_POST || (p) == BC_INST_DEC_POST)
3654
3655 // We can calculate the conversion between tokens and exprs by subtracting the
3656 // position of the first operator in the lex enum and adding the position of the
3657 // first in the expr enum. Note: This only works for binary operators.
3658 #define BC_TOKEN_2_INST(t) ((char) ((t) - BC_LEX_NEG + BC_INST_NEG))
3659
3660 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags);
3661
3662 static BC_STATUS zbc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
3663 {
3664         BcStatus s;
3665
3666         s = bc_parse_expr_empty_ok(p, flags);
3667         if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP)
3668                 RETURN_STATUS(bc_error("empty expression"));
3669         RETURN_STATUS(s);
3670 }
3671 #define zbc_parse_expr(...) (zbc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3672
3673 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(BcParse *p, bool auto_allowed);
3674 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3675
3676 static BC_STATUS zbc_parse_stmt(BcParse *p)
3677 {
3678         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt_possibly_auto(p, false));
3679 }
3680 #define zbc_parse_stmt(...) (zbc_parse_stmt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3681
3682 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(BcParse *p, const char *after_X)
3683 {
3684         // "if(cond)<newline>stmt" is accepted too, but not 2+ newlines.
3685         // Same for "else", "while()", "for()".
3686         BcStatus s = zbc_lex_next_and_skip_NLINE(&p->l);
3687         if (s) RETURN_STATUS(s);
3688         if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE)
3689                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("no statement after '%s'", after_X));
3690
3691         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt(p));
3692 }
3693 #define zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(...) (zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3694
3695 static void bc_parse_operator(BcParse *p, BcLexType type, size_t start,
3696                                   size_t *nexprs)
3697 {
3698         char l, r = bc_parse_op_PREC(type - BC_LEX_OP_INC);
3699         bool left = bc_parse_op_LEFT(type - BC_LEX_OP_INC);
3700
3701         while (p->ops.len > start) {
3702                 BcLexType t = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3703                 if (t == BC_LEX_LPAREN) break;
3704
3705                 l = bc_parse_op_PREC(t - BC_LEX_OP_INC);
3706                 if (l >= r && (l != r || !left)) break;
3707
3708                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(t));
3709                 bc_vec_pop(&p->ops);
3710                 *nexprs -= (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && t != BC_LEX_NEG);
3711         }
3712
3713         bc_vec_push(&p->ops, &type);
3714 }
3715
3716 static BC_STATUS zbc_parse_rightParen(BcParse *p, size_t ops_bgn, size_t *nexs)
3717 {
3718         BcLexType top;
3719
3720         if (p->ops.len <= ops_bgn)
3721                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3722         top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3723
3724         while (top != BC_LEX_LPAREN) {
3725                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(top));
3726
3727                 bc_vec_pop(&p->ops);
3728                 *nexs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
3729
3730                 if (p->ops.len <= ops_bgn)
3731                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3732                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3733         }
3734
3735         bc_vec_pop(&p->ops);
3736
3737         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3738 }
3739 #define zbc_parse_rightParen(...) (zbc_parse_rightParen(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3740
3741 static BC_STATUS zbc_parse_params(BcParse *p, uint8_t flags)
3742 {
3743         BcStatus s;
3744         size_t nparams;
3745
3746         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
3747         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3748
3749         s = zbc_lex_next(&p->l);
3750         if (s) RETURN_STATUS(s);
3751
3752         nparams = 0;
3753         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3754                 for (;;) {
3755                         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3756                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3757                         nparams++;
3758                         if (p->l.t.t != BC_LEX_COMMA) {
3759                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RPAREN)
3760                                         break;
3761                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3762                         }
3763                         s = zbc_lex_next(&p->l);
3764                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3765                 }
3766         }
3767
3768         bc_parse_push(p, BC_INST_CALL);
3769         bc_parse_pushIndex(p, nparams);
3770
3771         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3772 }
3773 #define zbc_parse_params(...) (zbc_parse_params(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3774
3775 // Note: takes ownership of 'name' (must be malloced)
3776 static BC_STATUS zbc_parse_call(BcParse *p, char *name, uint8_t flags)
3777 {
3778         BcStatus s;
3779         BcId entry, *entry_ptr;
3780         size_t idx;
3781
3782         entry.name = name;
3783
3784         s = zbc_parse_params(p, flags);
3785         if (s) goto err;
3786
3787         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3788                 s = bc_error_bad_token();
3789                 goto err;
3790         }
3791
3792         idx = bc_map_find_exact(&G.prog.fn_map, &entry);
3793
3794         if (idx == BC_VEC_INVALID_IDX) {
3795                 // No such function exists, create an empty one
3796                 bc_program_addFunc(name);
3797                 idx = bc_map_find_exact(&G.prog.fn_map, &entry);
3798         } else
3799                 free(name);
3800
3801         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3802         bc_parse_pushIndex(p, entry_ptr->idx);
3803
3804         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3805  err:
3806         free(name);
3807         RETURN_STATUS(s);
3808 }
3809 #define zbc_parse_call(...) (zbc_parse_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3810
3811 static BC_STATUS zbc_parse_name(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3812 {
3813         BcStatus s;
3814         char *name;
3815
3816         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
3817         s = zbc_lex_next(&p->l);
3818         if (s) goto err;
3819
3820         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACKET) {
3821                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3822                 if (s) goto err;
3823
3824                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACKET) {
3825                         if (!(flags & BC_PARSE_ARRAY)) {
3826                                 s = bc_error_bad_expression();
3827                                 goto err;
3828                         }
3829                         *type = BC_INST_ARRAY;
3830                 } else {
3831                         *type = BC_INST_ARRAY_ELEM;
3832                         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3833                         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3834                         if (s) goto err;
3835                 }
3836                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3837                 if (s) goto err;
3838                 bc_parse_push(p, *type);
3839                 bc_parse_pushName(p, name);
3840                 free(name);
3841         } else if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN) {
3842                 if (flags & BC_PARSE_NOCALL) {
3843                         s = bc_error_bad_token();
3844                         goto err;
3845                 }
3846                 *type = BC_INST_CALL;
3847                 s = zbc_parse_call(p, name, flags);
3848         } else {
3849                 *type = BC_INST_VAR;
3850                 bc_parse_push(p, BC_INST_VAR);
3851                 bc_parse_pushName(p, name);
3852                 free(name);
3853         }
3854
3855         RETURN_STATUS(s);
3856  err:
3857         free(name);
3858         RETURN_STATUS(s);
3859 }
3860 #define zbc_parse_name(...) (zbc_parse_name(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3861
3862 static BC_STATUS zbc_parse_read(BcParse *p)
3863 {
3864         BcStatus s;
3865
3866         s = zbc_lex_next(&p->l);
3867         if (s) RETURN_STATUS(s);
3868         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3869
3870         s = zbc_lex_next(&p->l);
3871         if (s) RETURN_STATUS(s);
3872         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3873
3874         bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
3875
3876         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3877 }
3878 #define zbc_parse_read(...) (zbc_parse_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3879
3880 static BC_STATUS zbc_parse_builtin(BcParse *p, BcLexType type, uint8_t flags,
3881                                  BcInst *prev)
3882 {
3883         BcStatus s;
3884
3885         s = zbc_lex_next(&p->l);
3886         if (s) RETURN_STATUS(s);
3887         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3888
3889         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3890
3891         s = zbc_lex_next(&p->l);
3892         if (s) RETURN_STATUS(s);
3893
3894         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3895         if (s) RETURN_STATUS(s);
3896
3897         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3898
3899         *prev = (type == BC_LEX_KEY_LENGTH) ? BC_INST_LENGTH : BC_INST_SQRT;
3900         bc_parse_push(p, *prev);
3901
3902         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3903 }
3904 #define zbc_parse_builtin(...) (zbc_parse_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3905
3906 static BC_STATUS zbc_parse_scale(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3907 {
3908         BcStatus s;
3909
3910         s = zbc_lex_next(&p->l);
3911         if (s) RETURN_STATUS(s);
3912
3913         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) {
3914                 *type = BC_INST_SCALE;
3915                 bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3916                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3917         }
3918
3919         *type = BC_INST_SCALE_FUNC;
3920         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3921
3922         s = zbc_lex_next(&p->l);
3923         if (s) RETURN_STATUS(s);
3924
3925         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3926         if (s) RETURN_STATUS(s);
3927         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN)
3928                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3929         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE_FUNC);
3930
3931         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3932 }
3933 #define zbc_parse_scale(...) (zbc_parse_scale(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3934
3935 static BC_STATUS zbc_parse_incdec(BcParse *p, BcInst *prev, bool *paren_expr,
3936                                 size_t *nexprs, uint8_t flags)
3937 {
3938         BcStatus s;
3939         BcLexType type;
3940         char inst;
3941         BcInst etype = *prev;
3942
3943         if (etype == BC_INST_VAR || etype == BC_INST_ARRAY_ELEM
3944          || etype == BC_INST_SCALE || etype == BC_INST_LAST
3945          || etype == BC_INST_IBASE || etype == BC_INST_OBASE
3946         ) {
3947                 *prev = inst = BC_INST_INC_POST + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3948                 bc_parse_push(p, inst);
3949                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3950         } else {
3951                 *prev = inst = BC_INST_INC_PRE + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3952                 *paren_expr = true;
3953
3954                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3955                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3956                 type = p->l.t.t;
3957
3958                 // Because we parse the next part of the expression
3959                 // right here, we need to increment this.
3960                 *nexprs = *nexprs + 1;
3961
3962                 switch (type) {
3963                         case BC_LEX_NAME:
3964                                 s = zbc_parse_name(p, prev, flags | BC_PARSE_NOCALL);
3965                                 break;
3966                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
3967                         case BC_LEX_KEY_LAST:
3968                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
3969                                 bc_parse_push(p, type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
3970                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3971                                 break;
3972                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
3973                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3974                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3975                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN)
3976                                         s = bc_error_bad_token();
3977                                 else
3978                                         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3979                                 break;
3980                         default:
3981                                 s = bc_error_bad_token();
3982                                 break;
3983                 }
3984
3985                 if (!s) bc_parse_push(p, inst);
3986         }
3987
3988         RETURN_STATUS(s);
3989 }
3990 #define zbc_parse_incdec(...) (zbc_parse_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3991
3992 static BC_STATUS zbc_parse_minus(BcParse *p, BcInst *prev, size_t ops_bgn,
3993                                bool rparen, size_t *nexprs)
3994 {
3995         BcStatus s;
3996         BcLexType type;
3997         BcInst etype = *prev;
3998
3999         s = zbc_lex_next(&p->l);
4000         if (s) RETURN_STATUS(s);
4001
4002         type = rparen || etype == BC_INST_INC_POST || etype == BC_INST_DEC_POST ||
4003                        (etype >= BC_INST_NUM && etype <= BC_INST_SQRT) ?
4004                    BC_LEX_OP_MINUS :
4005                    BC_LEX_NEG;
4006         *prev = BC_TOKEN_2_INST(type);
4007
4008         // We can just push onto the op stack because this is the largest
4009         // precedence operator that gets pushed. Inc/dec does not.
4010         if (type != BC_LEX_OP_MINUS)
4011                 bc_vec_push(&p->ops, &type);
4012         else
4013                 bc_parse_operator(p, type, ops_bgn, nexprs);
4014
4015         RETURN_STATUS(s);
4016 }
4017 #define zbc_parse_minus(...) (zbc_parse_minus(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4018
4019 static BC_STATUS zbc_parse_print(BcParse *p)
4020 {
4021         BcStatus s;
4022         BcLexType type;
4023
4024         for (;;) {
4025                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4026                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4027                 type = p->l.t.t;
4028                 if (type == BC_LEX_STR) {
4029                         s = bc_parse_pushSTR(p);
4030                 } else {
4031                         s = zbc_parse_expr(p, 0);
4032                 }
4033                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4034                 bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT_POP);
4035                 if (p->l.t.t != BC_LEX_COMMA)
4036                         break;
4037         }
4038
4039         RETURN_STATUS(s);
4040 }
4041 #define zbc_parse_print(...) (zbc_parse_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4042
4043 static BC_STATUS zbc_parse_return(BcParse *p)
4044 {
4045         BcStatus s;
4046         BcLexType t;
4047
4048         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4049         s = zbc_lex_next(&p->l);
4050         if (s) RETURN_STATUS(s);
4051
4052         t = p->l.t.t;
4053         if (t == BC_LEX_NLINE || t == BC_LEX_SCOLON)
4054                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4055         else {
4056                 bool paren = (t == BC_LEX_LPAREN);
4057                 s = bc_parse_expr_empty_ok(p, 0);
4058                 if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP) {
4059                         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4060                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4061                 }
4062                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4063
4064                 if (!paren || p->l.t.last != BC_LEX_RPAREN) {
4065                         s = bc_POSIX_requires("parentheses around return expressions");
4066                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
4067                 }
4068
4069                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET);
4070         }
4071
4072         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4073         RETURN_STATUS(s);
4074 }
4075 #define zbc_parse_return(...) (zbc_parse_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4076
4077 static void rewrite_label_to_current(BcParse *p, size_t idx)
4078 {
4079         size_t *label = bc_vec_item(&p->func->labels, idx);
4080         *label = p->func->code.len;
4081 }
4082
4083 static BC_STATUS zbc_parse_if(BcParse *p)
4084 {
4085         BcStatus s;
4086         size_t ip_idx;
4087
4088         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4089         s = zbc_lex_next(&p->l);
4090         if (s) RETURN_STATUS(s);
4091         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4092
4093         s = zbc_lex_next(&p->l);
4094         if (s) RETURN_STATUS(s);
4095         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4096         if (s) RETURN_STATUS(s);
4097
4098         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4099
4100         ip_idx = p->func->labels.len;
4101         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, ip_idx);
4102         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4103
4104         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_if);
4105         if (s) RETURN_STATUS(s);
4106
4107         dbg_lex("%s:%d in if after stmt: p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4108         if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_ELSE) {
4109                 size_t ip2_idx;
4110
4111                 ip2_idx = p->func->labels.len;
4112
4113                 dbg_lex("%s:%d after if() body: BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, ip2_idx);
4114                 bc_parse_pushJUMP(p, ip2_idx);
4115
4116                 dbg_lex("%s:%d rewriting 'if_zero' label to jump to 'else'-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4117                 rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4118
4119                 bc_vec_push(&p->func->labels, &ip2_idx);
4120                 ip_idx = ip2_idx;
4121
4122                 s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_else);
4123                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4124         }
4125
4126         dbg_lex("%s:%d rewriting label to jump after 'if' body-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4127         rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4128
4129         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4130         RETURN_STATUS(s);
4131 }
4132 #define zbc_parse_if(...) (zbc_parse_if(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4133
4134 static BC_STATUS zbc_parse_while(BcParse *p)
4135 {
4136         BcStatus s;
4137         size_t cond_idx;
4138         size_t ip_idx;
4139
4140         s = zbc_lex_next(&p->l);
4141         if (s) RETURN_STATUS(s);
4142         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4143         s = zbc_lex_next(&p->l);
4144         if (s) RETURN_STATUS(s);
4145
4146         cond_idx = p->func->labels.len;
4147         ip_idx = cond_idx + 1;
4148
4149         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4150         bc_vec_push(&p->conds, &cond_idx);
4151
4152         bc_vec_push(&p->exits, &ip_idx);
4153         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4154
4155         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4156         if (s) RETURN_STATUS(s);
4157         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4158
4159         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, ip_idx);
4160
4161         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_while);
4162         if (s) RETURN_STATUS(s);
4163
4164         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, cond_idx);
4165         bc_parse_pushJUMP(p, cond_idx);
4166
4167         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4168         rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4169
4170         bc_vec_pop(&p->exits);
4171         bc_vec_pop(&p->conds);
4172
4173         RETURN_STATUS(s);
4174 }
4175 #define zbc_parse_while(...) (zbc_parse_while(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4176
4177 static BC_STATUS zbc_parse_for(BcParse *p)
4178 {
4179         BcStatus s;
4180         size_t cond_idx, exit_idx, body_idx, update_idx;
4181
4182         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4183         s = zbc_lex_next(&p->l);
4184         if (s) RETURN_STATUS(s);
4185         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4186         s = zbc_lex_next(&p->l);
4187         if (s) RETURN_STATUS(s);
4188
4189         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4190                 s = zbc_parse_expr(p, 0);
4191         else
4192                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("init");
4193
4194         if (s) RETURN_STATUS(s);
4195         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4196         s = zbc_lex_next(&p->l);
4197         if (s) RETURN_STATUS(s);
4198
4199         cond_idx = p->func->labels.len;
4200         update_idx = cond_idx + 1;
4201         body_idx = update_idx + 1;
4202         exit_idx = body_idx + 1;
4203
4204         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4205
4206         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4207                 s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4208         else {
4209                 // Set this for the next call to bc_parse_number.
4210                 // This is safe to set because the current token is a semicolon,
4211                 // which has no string requirement.
4212                 bc_vec_string(&p->l.t.v, 1, "1");
4213                 bc_parse_pushNUM(p);
4214                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("condition");
4215         }
4216
4217         if (s) RETURN_STATUS(s);
4218         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4219
4220         s = zbc_lex_next(&p->l);
4221         if (s) RETURN_STATUS(s);
4222
4223         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, exit_idx);
4224         bc_parse_pushJUMP(p, body_idx);
4225
4226         bc_vec_push(&p->conds, &update_idx);
4227         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4228
4229         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN)
4230                 s = zbc_parse_expr(p, 0);
4231         else
4232                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("update");
4233
4234         if (s) RETURN_STATUS(s);
4235
4236         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4237         bc_parse_pushJUMP(p, cond_idx);
4238         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4239
4240         bc_vec_push(&p->exits, &exit_idx);
4241         bc_vec_push(&p->func->labels, &exit_idx);
4242
4243         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_for);
4244         if (s) RETURN_STATUS(s);
4245
4246         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, update_idx);
4247         bc_parse_pushJUMP(p, update_idx);
4248
4249         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4250         rewrite_label_to_current(p, exit_idx);
4251
4252         bc_vec_pop(&p->exits);
4253         bc_vec_pop(&p->conds);
4254
4255         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4256 }
4257 #define zbc_parse_for(...) (zbc_parse_for(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4258
4259 static BC_STATUS zbc_parse_break_or_continue(BcParse *p, BcLexType type)
4260 {
4261         BcStatus s;
4262         size_t i;
4263
4264         if (type == BC_LEX_KEY_BREAK) {
4265                 if (p->exits.len == 0) // none of the enclosing blocks is a loop
4266                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4267                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->exits);
4268         } else {
4269                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->conds);
4270         }
4271
4272         bc_parse_pushJUMP(p, i);
4273
4274         s = zbc_lex_next(&p->l);
4275         if (s) RETURN_STATUS(s);
4276
4277         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON && p->l.t.t != BC_LEX_NLINE)
4278                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4279
4280         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4281 }
4282 #define zbc_parse_break_or_continue(...) (zbc_parse_break_or_continue(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4283
4284 static BC_STATUS zbc_parse_funcdef(BcParse *p)
4285 {
4286         BcStatus s;
4287         bool var, comma = false;
4288         char *name;
4289
4290         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4291         s = zbc_lex_next(&p->l);
4292         if (s) RETURN_STATUS(s);
4293         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4294                 RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4295
4296         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4297         p->fidx = bc_program_addFunc(name);
4298         p->func = bc_program_func(p->fidx);
4299
4300         s = zbc_lex_next(&p->l);
4301         if (s) RETURN_STATUS(s);
4302         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN)
4303                 RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4304         s = zbc_lex_next(&p->l);
4305         if (s) RETURN_STATUS(s);
4306
4307         while (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
4308                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4309                         RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4310
4311                 ++p->func->nparams;
4312
4313                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4314                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4315                 if (s) goto err;
4316
4317                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4318
4319                 if (!var) {
4320                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4321                         if (s) goto err;
4322
4323                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4324                                 s = bc_error("bad function definition");
4325                                 goto err;
4326                         }
4327
4328                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4329                         if (s) goto err;
4330                 }
4331
4332                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4333                 if (comma) {
4334                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4335                         if (s) goto err;
4336                 }
4337
4338                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4339                 if (s) goto err;
4340         }
4341
4342         if (comma) RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4343
4344         s = zbc_lex_next(&p->l);
4345         if (s) RETURN_STATUS(s);
4346
4347         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4348                 s = bc_POSIX_requires("the left brace be on the same line as the function header");
4349
4350         // Prevent "define z()<newline>" from being interpreted as function with empty stmt as body
4351         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE(&p->l);
4352         if (s) RETURN_STATUS(s);
4353         //GNU bc requires a {} block even if function body has single stmt, enforce this?
4354         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4355                 RETURN_STATUS(bc_error("function { body } expected"));
4356
4357         p->in_funcdef++; // to determine whether "return" stmt is allowed, and such
4358         s = zbc_parse_stmt_possibly_auto(p, true);
4359         p->in_funcdef--;
4360         if (s) RETURN_STATUS(s);
4361
4362         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4363
4364         // Subsequent code generation is into main program
4365         p->fidx = BC_PROG_MAIN;
4366         p->func = bc_program_func_BC_PROG_MAIN();
4367
4368         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4369         RETURN_STATUS(s);
4370  err:
4371         dbg_lex_done("%s:%d done (error)", __func__, __LINE__);
4372         free(name);
4373         RETURN_STATUS(s);
4374 }
4375 #define zbc_parse_funcdef(...) (zbc_parse_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4376
4377 static BC_STATUS zbc_parse_auto(BcParse *p)
4378 {
4379         BcStatus s;
4380         bool comma, var, one;
4381         char *name;
4382
4383         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4384         s = zbc_lex_next(&p->l);
4385         if (s) RETURN_STATUS(s);
4386
4387         comma = false;
4388         one = p->l.t.t == BC_LEX_NAME;
4389
4390         while (p->l.t.t == BC_LEX_NAME) {
4391                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4392                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4393                 if (s) goto err;
4394
4395                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4396                 if (!var) {
4397                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4398                         if (s) goto err;
4399
4400                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4401                                 s = bc_error("bad function definition");
4402                                 goto err;
4403                         }
4404
4405                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4406                         if (s) goto err;
4407                 }
4408
4409                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4410                 if (comma) {
4411                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4412                         if (s) goto err;
4413                 }
4414
4415                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4416                 if (s) goto err;
4417         }
4418
4419         if (comma) RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4420         if (!one) RETURN_STATUS(bc_error("no auto variable found"));
4421
4422         if (p->l.t.t != BC_LEX_NLINE && p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4423                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4424
4425         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4426         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4427  err:
4428         free(name);
4429         dbg_lex_done("%s:%d done (ERROR)", __func__, __LINE__);
4430         RETURN_STATUS(s);
4431 }
4432 #define zbc_parse_auto(...) (zbc_parse_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4433
4434 #undef zbc_parse_stmt_possibly_auto
4435 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(BcParse *p, bool auto_allowed)
4436 {
4437         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4438
4439         dbg_lex_enter("%s:%d entered, p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4440
4441         if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) {
4442                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_NLINE)", __func__, __LINE__);
4443                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4444         }
4445         if (p->l.t.t == BC_LEX_SCOLON) {
4446                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_SCOLON)", __func__, __LINE__);
4447                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4448         }
4449
4450         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACE) {
4451                 dbg_lex("%s:%d BC_LEX_LBRACE: (auto_allowed:%d)", __func__, __LINE__, auto_allowed);
4452                 do {
4453                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4454                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4455                 } while (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE);
4456                 if (auto_allowed && p->l.t.t == BC_LEX_KEY_AUTO) {
4457                         dbg_lex("%s:%d calling zbc_parse_auto()", __func__, __LINE__);
4458                         s = zbc_parse_auto(p);
4459                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4460                 }
4461                 while (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACE) {
4462                         dbg_lex("%s:%d block parsing loop", __func__, __LINE__);
4463                         s = zbc_parse_stmt(p);
4464                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4465                 }
4466                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4467                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_RBRACE)", __func__, __LINE__);
4468                 RETURN_STATUS(s);
4469         }
4470
4471         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4472         switch (p->l.t.t) {
4473                 case BC_LEX_OP_INC:
4474                 case BC_LEX_OP_DEC:
4475                 case BC_LEX_OP_MINUS:
4476                 case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4477                 case BC_LEX_LPAREN:
4478                 case BC_LEX_NAME:
4479                 case BC_LEX_NUMBER:
4480                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4481                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4482                 case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4483                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4484                 case BC_LEX_KEY_READ:
4485                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4486                 case BC_LEX_KEY_SQRT:
4487                         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_PRINT);
4488                         break;
4489                 case BC_LEX_STR:
4490                         s = bc_parse_pushSTR(p);
4491                         bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT_STR);
4492                         break;
4493                 case BC_LEX_KEY_BREAK:
4494                 case BC_LEX_KEY_CONTINUE:
4495                         s = zbc_parse_break_or_continue(p, p->l.t.t);
4496                         break;
4497                 case BC_LEX_KEY_FOR:
4498                         s = zbc_parse_for(p);
4499                         break;
4500                 case BC_LEX_KEY_HALT:
4501                         bc_parse_push(p, BC_INST_HALT);
4502                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4503                         break;
4504                 case BC_LEX_KEY_IF:
4505                         s = zbc_parse_if(p);
4506                         break;
4507                 case BC_LEX_KEY_LIMITS:
4508                         // "limits" is a compile-time command,
4509                         // the output is produced at _parse time_.
4510                         printf(
4511                                 "BC_BASE_MAX     = "BC_MAX_OBASE_STR "\n"
4512                                 "BC_DIM_MAX      = "BC_MAX_DIM_STR   "\n"
4513                                 "BC_SCALE_MAX    = "BC_MAX_SCALE_STR "\n"
4514                                 "BC_STRING_MAX   = "BC_MAX_STRING_STR"\n"
4515                                 "BC_NAME_MAX     = "BC_MAX_NAME_STR  "\n"
4516                                 "BC_NUM_MAX      = "BC_MAX_NUM_STR   "\n"
4517                                 "MAX Exponent    = "BC_MAX_EXP_STR   "\n"
4518                                 "Number of vars  = "BC_MAX_VARS_STR  "\n"
4519                         );
4520                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4521                         break;
4522                 case BC_LEX_KEY_PRINT:
4523                         s = zbc_parse_print(p);
4524                         break;
4525                 case BC_LEX_KEY_QUIT:
4526                         // "quit" is a compile-time command. For example,
4527                         // "if (0 == 1) quit" terminates when parsing the statement,
4528                         // not when it is executed
4529                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
4530                 case BC_LEX_KEY_RETURN:
4531                         if (!p->in_funcdef)
4532                                 RETURN_STATUS(bc_error("'return' not in a function"));
4533                         s = zbc_parse_return(p);
4534                         break;
4535                 case BC_LEX_KEY_WHILE:
4536                         s = zbc_parse_while(p);
4537                         break;
4538                 default:
4539                         s = bc_error_bad_token();
4540                         break;
4541         }
4542
4543         if (s || G_interrupt) {
4544                 bc_parse_reset(p);
4545                 s = BC_STATUS_FAILURE;
4546         }
4547
4548         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4549         RETURN_STATUS(s);
4550 }
4551 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4552
4553 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_or_funcdef(BcParse *p)
4554 {
4555         BcStatus s;
4556
4557         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4558         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4559                 s = bc_error("end of file");
4560         else if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_DEFINE) {
4561                 dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:BC_LEX_KEY_DEFINE", __func__, __LINE__);
4562                 s = zbc_parse_funcdef(p);
4563         } else {
4564                 dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d (not BC_LEX_KEY_DEFINE)", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4565                 s = zbc_parse_stmt(p);
4566         }
4567
4568         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4569         RETURN_STATUS(s);
4570 }
4571 #define zbc_parse_stmt_or_funcdef(...) (zbc_parse_stmt_or_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4572
4573 // This is not a "z" function: can also return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP
4574 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags)
4575 {
4576         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4577         BcInst prev = BC_INST_PRINT;
4578         BcLexType top, t = p->l.t.t;
4579         size_t nexprs = 0, ops_bgn = p->ops.len;
4580         unsigned nparens, nrelops;
4581         bool paren_first, paren_expr, rprn, done, get_token, assign, bin_last;
4582
4583         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4584         paren_first = p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN;
4585         nparens = nrelops = 0;
4586         paren_expr = rprn = done = get_token = assign = false;
4587         bin_last = true;
4588
4589         for (; !G_interrupt && !s && !done && bc_parse_exprs(t); t = p->l.t.t) {
4590                 switch (t) {
4591                         case BC_LEX_OP_INC:
4592                         case BC_LEX_OP_DEC:
4593                                 s = zbc_parse_incdec(p, &prev, &paren_expr, &nexprs, flags);
4594                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4595                                 break;
4596                         case BC_LEX_OP_MINUS:
4597                                 s = zbc_parse_minus(p, &prev, ops_bgn, rprn, &nexprs);
4598                                 rprn = get_token = false;
4599                                 bin_last = prev == BC_INST_MINUS;
4600                                 break;
4601                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER:
4602                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY:
4603                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE:
4604                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS:
4605                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS:
4606                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS:
4607                         case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4608                                 if (prev != BC_INST_VAR && prev != BC_INST_ARRAY_ELEM
4609                                  && prev != BC_INST_SCALE && prev != BC_INST_IBASE
4610                                  && prev != BC_INST_OBASE && prev != BC_INST_LAST
4611                                 ) {
4612                                         s = bc_error("bad assignment:"
4613                                                 " left side must be variable"
4614                                                 " or array element"
4615                                         ); // note: shared string
4616                                         break;
4617                                 }
4618                         // Fallthrough.
4619                         case BC_LEX_OP_POWER:
4620                         case BC_LEX_OP_MULTIPLY:
4621                         case BC_LEX_OP_DIVIDE:
4622                         case BC_LEX_OP_MODULUS:
4623                         case BC_LEX_OP_PLUS:
4624                         case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4625                         case BC_LEX_OP_REL_LE:
4626                         case BC_LEX_OP_REL_GE:
4627                         case BC_LEX_OP_REL_NE:
4628                         case BC_LEX_OP_REL_LT:
4629                         case BC_LEX_OP_REL_GT:
4630                         case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4631                         case BC_LEX_OP_BOOL_OR:
4632                         case BC_LEX_OP_BOOL_AND:
4633                                 if (((t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) != bin_last)
4634                                  || (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4635                                 ) {
4636                                         return bc_error_bad_expression();
4637                                 }
4638                                 nrelops += t >= BC_LEX_OP_REL_EQ && t <= BC_LEX_OP_REL_GT;
4639                                 prev = BC_TOKEN_2_INST(t);
4640                                 bc_parse_operator(p, t, ops_bgn, &nexprs);
4641                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4642                                 rprn = get_token = false;
4643                                 bin_last = t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT;
4644                                 break;
4645                         case BC_LEX_LPAREN:
4646                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4647                                         return bc_error_bad_expression();
4648                                 ++nparens;
4649                                 paren_expr = rprn = bin_last = false;
4650                                 get_token = true;
4651                                 bc_vec_push(&p->ops, &t);
4652                                 break;
4653                         case BC_LEX_RPAREN:
4654                                 if (bin_last || prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4655                                         return bc_error_bad_expression();
4656                                 if (nparens == 0) {
4657                                         s = BC_STATUS_SUCCESS;
4658                                         done = true;
4659                                         get_token = false;
4660                                         break;
4661                                 }
4662                                 if (!paren_expr) {
4663                                         dbg_lex_done("%s:%d done (returning EMPTY_EXP)", __func__, __LINE__);
4664                                         return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP;
4665                                 }
4666                                 --nparens;
4667                                 paren_expr = rprn = true;
4668                                 get_token = bin_last = false;
4669                                 s = zbc_parse_rightParen(p, ops_bgn, &nexprs);
4670                                 break;
4671                         case BC_LEX_NAME:
4672                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4673                                         return bc_error_bad_expression();
4674                                 paren_expr = true;
4675                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4676                                 s = zbc_parse_name(p, &prev, flags & ~BC_PARSE_NOCALL);
4677                                 ++nexprs;
4678                                 break;
4679                         case BC_LEX_NUMBER:
4680                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4681                                         return bc_error_bad_expression();
4682                                 bc_parse_pushNUM(p);
4683                                 nexprs++;
4684                                 prev = BC_INST_NUM;
4685                                 paren_expr = get_token = true;
4686                                 rprn = bin_last = false;
4687                                 break;
4688                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4689                         case BC_LEX_KEY_LAST:
4690                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4691                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4692                                         return bc_error_bad_expression();
4693                                 prev = (char) (t - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
4694                                 bc_parse_push(p, (char) prev);
4695                                 paren_expr = get_token = true;
4696                                 rprn = bin_last = false;
4697                                 ++nexprs;
4698                                 break;
4699                         case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4700                         case BC_LEX_KEY_SQRT:
4701                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4702                                         return bc_error_bad_expression();
4703                                 s = zbc_parse_builtin(p, t, flags, &prev);
4704                                 paren_expr = true;
4705                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4706                                 ++nexprs;
4707                                 break;
4708                         case BC_LEX_KEY_READ:
4709                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4710                                         return bc_error_bad_expression();
4711                                 else if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
4712                                         s = bc_error_nested_read_call();
4713                                 else
4714                                         s = zbc_parse_read(p);
4715                                 paren_expr = true;
4716                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4717                                 ++nexprs;
4718                                 prev = BC_INST_READ;
4719                                 break;
4720                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4721                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4722                                         return bc_error_bad_expression();
4723                                 s = zbc_parse_scale(p, &prev, flags);
4724                                 paren_expr = true;
4725                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4726                                 ++nexprs;
4727                                 prev = BC_INST_SCALE;
4728                                 break;
4729                         default:
4730                                 s = bc_error_bad_token();
4731                                 break;
4732                 }
4733
4734                 if (!s && get_token) s = zbc_lex_next(&p->l);
4735         }
4736
4737         if (s) return s;
4738         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE; // ^C: stop parsing
4739
4740         while (p->ops.len > ops_bgn) {
4741                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
4742                 assign = top >= BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER && top <= BC_LEX_OP_ASSIGN;
4743
4744                 if (top == BC_LEX_LPAREN || top == BC_LEX_RPAREN)
4745                         return bc_error_bad_expression();
4746
4747                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(top));
4748
4749                 nexprs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
4750                 bc_vec_pop(&p->ops);
4751         }
4752
4753         if (prev == BC_INST_BOOL_NOT || nexprs != 1)
4754                 return bc_error_bad_expression();
4755
4756         if (!(flags & BC_PARSE_REL) && nrelops) {
4757                 s = bc_POSIX_does_not_allow("comparison operators outside if or loops");
4758                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) return s);
4759         } else if ((flags & BC_PARSE_REL) && nrelops > 1) {
4760                 s = bc_POSIX_requires("exactly one comparison operator per condition");
4761                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) return s);
4762         }
4763
4764         if (flags & BC_PARSE_PRINT) {
4765                 if (paren_first || !assign) bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT);
4766                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4767         }
4768
4769         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4770         return s;
4771 }
4772
4773 #endif // ENABLE_BC
4774
4775 #if ENABLE_DC
4776
4777 static BC_STATUS zdc_parse_register(BcParse *p)
4778 {
4779         BcStatus s;
4780
4781         s = zbc_lex_next(&p->l);
4782         if (s) RETURN_STATUS(s);
4783         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4784
4785         bc_parse_pushName(p, p->l.t.v.v);
4786
4787         RETURN_STATUS(s);
4788 }
4789 #define zdc_parse_register(...) (zdc_parse_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4790
4791 static BC_STATUS zdc_parse_string(BcParse *p)
4792 {
4793         char *str;
4794         size_t len = G.prog.strs.len;
4795
4796         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4797
4798         str = xstrdup(p->l.t.v.v);
4799         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
4800         bc_parse_pushIndex(p, len);
4801         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
4802
4803         // Explanation needed here
4804         bc_program_add_fn();
4805         p->func = bc_program_func(p->fidx);
4806
4807         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4808
4809         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4810 }
4811 #define zdc_parse_string(...) (zdc_parse_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4812
4813 static BC_STATUS zdc_parse_mem(BcParse *p, uint8_t inst, bool name, bool store)
4814 {
4815         BcStatus s;
4816
4817         bc_parse_push(p, inst);
4818         if (name) {
4819                 s = zdc_parse_register(p);
4820                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4821         }
4822
4823         if (store) {
4824                 bc_parse_push(p, BC_INST_SWAP);
4825                 bc_parse_push(p, BC_INST_ASSIGN);
4826                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4827         }
4828
4829         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4830 }
4831 #define zdc_parse_mem(...) (zdc_parse_mem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4832
4833 static BC_STATUS zdc_parse_cond(BcParse *p, uint8_t inst)
4834 {
4835         BcStatus s;
4836
4837         bc_parse_push(p, inst);
4838         bc_parse_push(p, BC_INST_EXEC_COND);
4839
4840         s = zdc_parse_register(p);
4841         if (s) RETURN_STATUS(s);
4842
4843         s = zbc_lex_next(&p->l);
4844         if (s) RETURN_STATUS(s);
4845
4846         if (p->l.t.t == BC_LEX_ELSE) {
4847                 s = zdc_parse_register(p);
4848                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4849                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4850         } else
4851                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
4852
4853         RETURN_STATUS(s);
4854 }
4855 #define zdc_parse_cond(...) (zdc_parse_cond(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4856
4857 static BC_STATUS zdc_parse_token(BcParse *p, BcLexType t, uint8_t flags)
4858 {
4859         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4860         uint8_t inst;
4861         bool assign, get_token = false;
4862
4863         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4864         switch (t) {
4865                 case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4866                 case BC_LEX_OP_REL_LE:
4867                 case BC_LEX_OP_REL_GE:
4868                 case BC_LEX_OP_REL_NE:
4869                 case BC_LEX_OP_REL_LT:
4870                 case BC_LEX_OP_REL_GT:
4871                         s = zdc_parse_cond(p, t - BC_LEX_OP_REL_EQ + BC_INST_REL_EQ);
4872                         break;
4873                 case BC_LEX_SCOLON:
4874                 case BC_LEX_COLON:
4875                         s = zdc_parse_mem(p, BC_INST_ARRAY_ELEM, true, t == BC_LEX_COLON);
4876                         break;
4877                 case BC_LEX_STR:
4878                         dbg_lex("%s:%d LEX_STR", __func__, __LINE__);
4879                         s = zdc_parse_string(p);
4880                         break;
4881                 case BC_LEX_NEG:
4882                 case BC_LEX_NUMBER:
4883                         dbg_lex("%s:%d LEX_NEG/NUMBER", __func__, __LINE__);
4884                         if (t == BC_LEX_NEG) {
4885                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4886                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4887                                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NUMBER)
4888                                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4889                         }
4890                         bc_parse_pushNUM(p);
4891                         if (t == BC_LEX_NEG) bc_parse_push(p, BC_INST_NEG);
4892                         get_token = true;
4893                         break;
4894                 case BC_LEX_KEY_READ:
4895                         if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
4896                                 s = bc_error_nested_read_call();
4897                         else
4898                                 bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
4899                         get_token = true;
4900                         break;
4901                 case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4902                 case BC_LEX_STORE_PUSH:
4903                         assign = t == BC_LEX_OP_ASSIGN;
4904                         inst = assign ? BC_INST_VAR : BC_INST_PUSH_TO_VAR;
4905                         s = zdc_parse_mem(p, inst, true, assign);
4906                         break;
4907                 case BC_LEX_LOAD:
4908                 case BC_LEX_LOAD_POP:
4909                         inst = t == BC_LEX_LOAD_POP ? BC_INST_PUSH_VAR : BC_INST_LOAD;
4910                         s = zdc_parse_mem(p, inst, true, false);
4911                         break;
4912                 case BC_LEX_STORE_IBASE:
4913                 case BC_LEX_STORE_SCALE:
4914                 case BC_LEX_STORE_OBASE:
4915                         inst = t - BC_LEX_STORE_IBASE + BC_INST_IBASE;
4916                         s = zdc_parse_mem(p, inst, false, true);
4917                         break;
4918                 default:
4919                         s = bc_error_bad_token();
4920                         get_token = true;
4921                         break;
4922         }
4923
4924         if (!s && get_token) s = zbc_lex_next(&p->l);
4925
4926         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4927         RETURN_STATUS(s);
4928 }
4929 #define zdc_parse_token(...) (zdc_parse_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4930
4931 static BC_STATUS zdc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
4932 {
4933         BcLexType t;
4934
4935         dbg_lex_enter("%s:%d entered G.prs.l.t.t:%d", __func__, __LINE__, G.prs.l.t.t);
4936         for (;;) {
4937                 BcInst inst;
4938                 BcStatus s;
4939
4940                 t = p->l.t.t;
4941                 if (t == BC_LEX_EOF) break;
4942
4943                 inst = dc_parse_insts[t];
4944                 if (inst != BC_INST_INVALID) {
4945                         dbg_lex("%s:%d", __func__, __LINE__);
4946                         bc_parse_push(p, inst);
4947                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4948                 } else {
4949                         dbg_lex("%s:%d", __func__, __LINE__);
4950                         s = zdc_parse_token(p, t, flags);
4951                 }
4952                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4953         }
4954
4955         if (flags & BC_PARSE_NOCALL)
4956                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP_EXEC);
4957
4958         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4959         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4960 }
4961 #define zdc_parse_expr(...) (zdc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4962
4963 static BC_STATUS zdc_parse_parse(BcParse *p)
4964 {
4965         BcStatus s;
4966
4967         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4968                 s = bc_error("end of file");
4969         else
4970                 s = zdc_parse_expr(p, 0);
4971
4972         if (s || G_interrupt) {
4973                 bc_parse_reset(p);
4974                 s = BC_STATUS_FAILURE;
4975         }
4976
4977         RETURN_STATUS(s);
4978 }
4979 #define zdc_parse_parse(...) (zdc_parse_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4980
4981 #endif // ENABLE_DC
4982
4983 static BC_STATUS zcommon_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
4984 {
4985         if (IS_BC) {
4986                 IF_BC(RETURN_STATUS(zbc_parse_expr(p, flags)));
4987         } else {
4988                 IF_DC(RETURN_STATUS(zdc_parse_expr(p, flags)));
4989         }
4990 }
4991 #define zcommon_parse_expr(...) (zcommon_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4992
4993 static BcVec* bc_program_search(char *id, bool var)
4994 {
4995         BcId e, *ptr;
4996         BcVec *v, *map;
4997         size_t i;
4998         int new;
4999
5000         v = var ? &G.prog.vars : &G.prog.arrs;
5001         map = var ? &G.prog.var_map : &G.prog.arr_map;
5002
5003         e.name = id;
5004         e.idx = v->len;
5005         new = bc_map_insert(map, &e, &i); // 1 if insertion was successful
5006
5007         if (new) {
5008                 BcVec v2;
5009                 bc_array_init(&v2, var);
5010                 bc_vec_push(v, &v2);
5011         }
5012
5013         ptr = bc_vec_item(map, i);
5014         if (new) ptr->name = xstrdup(e.name);
5015         return bc_vec_item(v, ptr->idx);
5016 }
5017
5018 static BC_STATUS zbc_program_num(BcResult *r, BcNum **num, bool hex)
5019 {
5020         switch (r->t) {
5021                 case BC_RESULT_STR:
5022                 case BC_RESULT_TEMP:
5023                 case BC_RESULT_IBASE:
5024                 case BC_RESULT_SCALE:
5025                 case BC_RESULT_OBASE:
5026                         *num = &r->d.n;
5027                         break;
5028                 case BC_RESULT_CONSTANT: {
5029                         BcStatus s;
5030                         char *str = *(char**)bc_vec_item(&G.prog.consts, r->d.id.idx);
5031                         unsigned base_t;
5032                         size_t len = strlen(str);
5033
5034                         bc_num_init(&r->d.n, len);
5035
5036                         hex = hex && len == 1;
5037                         base_t = hex ? 16 : G.prog.ib_t;
5038                         s = zbc_num_parse(&r->d.n, str, base_t);
5039
5040                         if (s) {
5041                                 bc_num_free(&r->d.n);
5042                                 RETURN_STATUS(s);
5043                         }
5044
5045                         *num = &r->d.n;
5046                         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5047                         break;
5048                 }
5049                 case BC_RESULT_VAR:
5050                 case BC_RESULT_ARRAY:
5051                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM: {
5052                         BcVec *v;
5053
5054                         v = bc_program_search(r->d.id.name, r->t == BC_RESULT_VAR);
5055
5056                         if (r->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
5057                                 v = bc_vec_top(v);
5058                                 if (v->len <= r->d.id.idx) bc_array_expand(v, r->d.id.idx + 1);
5059                                 *num = bc_vec_item(v, r->d.id.idx);
5060                         } else
5061                                 *num = bc_vec_top(v);
5062                         break;
5063                 }
5064 #if ENABLE_BC
5065                 case BC_RESULT_LAST:
5066                         *num = &G.prog.last;
5067                         break;
5068                 case BC_RESULT_ONE:
5069                         *num = &G.prog.one;
5070                         break;
5071 #endif
5072                 default:
5073                         // Testing the theory that dc does not reach LAST/ONE
5074                         bb_error_msg_and_die("BUG:%d", r->t);
5075         }
5076
5077         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5078 }
5079 #define zbc_program_num(...) (zbc_program_num(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5080
5081 static BC_STATUS zbc_program_binOpPrep(BcResult **l, BcNum **ln,
5082                                      BcResult **r, BcNum **rn, bool assign)
5083 {
5084         BcStatus s;
5085         bool hex;
5086         BcResultType lt, rt;
5087
5088         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
5089                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5090
5091         *r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
5092         *l = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
5093
5094         lt = (*l)->t;
5095         rt = (*r)->t;
5096         hex = assign && (lt == BC_RESULT_IBASE || lt == BC_RESULT_OBASE);
5097
5098         s = zbc_program_num(*l, ln, false);
5099         if (s) RETURN_STATUS(s);
5100         s = zbc_program_num(*r, rn, hex);
5101         if (s) RETURN_STATUS(s);
5102
5103         // We run this again under these conditions in case any vector has been
5104         // reallocated out from under the BcNums or arrays we had.
5105         if (lt == rt && (lt == BC_RESULT_VAR || lt == BC_RESULT_ARRAY_ELEM)) {
5106                 s = zbc_program_num(*l, ln, false);
5107                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5108         }
5109
5110         if (!BC_PROG_NUM((*l), (*ln)) && (!assign || (*l)->t != BC_RESULT_VAR))
5111                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5112         if (!assign && !BC_PROG_NUM((*r), (*ln)))
5113                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5114
5115         RETURN_STATUS(s);
5116 }
5117 #define zbc_program_binOpPrep(...) (zbc_program_binOpPrep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5118
5119 static void bc_program_binOpRetire(BcResult *r)
5120 {
5121         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5122         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5123         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5124         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5125 }
5126
5127 static BC_STATUS zbc_program_prep(BcResult **r, BcNum **n)
5128 {
5129         BcStatus s;
5130
5131         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
5132                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5133         *r = bc_vec_top(&G.prog.results);
5134
5135         s = zbc_program_num(*r, n, false);
5136         if (s) RETURN_STATUS(s);
5137
5138         if (!BC_PROG_NUM((*r), (*n)))
5139                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5140
5141         RETURN_STATUS(s);
5142 }
5143 #define zbc_program_prep(...) (zbc_program_prep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5144
5145 static void bc_program_retire(BcResult *r, BcResultType t)
5146 {
5147         r->t = t;
5148         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5149         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5150 }
5151
5152 static BC_STATUS zbc_program_op(char inst)
5153 {
5154         BcStatus s;
5155         BcResult *opd1, *opd2, res;
5156         BcNum *n1, *n2 = NULL;
5157
5158         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5159         if (s) RETURN_STATUS(s);
5160         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5161
5162         s = BC_STATUS_SUCCESS;
5163         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zbc_program_ops[inst - BC_INST_POWER](n1, n2, &res.d.n, G.prog.scale);
5164         if (s) goto err;
5165         bc_program_binOpRetire(&res);
5166
5167         RETURN_STATUS(s);
5168  err:
5169         bc_num_free(&res.d.n);
5170         RETURN_STATUS(s);
5171 }
5172 #define zbc_program_op(...) (zbc_program_op(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5173
5174 static BC_STATUS zbc_program_read(void)
5175 {
5176         const char *sv_file;
5177         BcStatus s;
5178         BcParse parse;
5179         BcVec buf;
5180         BcInstPtr ip;
5181         BcFunc *f;
5182
5183         if (G.in_read)
5184                 RETURN_STATUS(bc_error_nested_read_call());
5185
5186         f = bc_program_func(BC_PROG_READ);
5187         bc_vec_pop_all(&f->code);
5188
5189         sv_file = G.prog.file;
5190         G.prog.file = NULL;
5191         G.in_read = 1;
5192
5193         bc_char_vec_init(&buf);
5194         bc_read_line(&buf, stdin);
5195
5196         bc_parse_create(&parse, BC_PROG_READ);
5197         bc_lex_file(&parse.l);
5198
5199         s = zbc_parse_text_init(&parse, buf.v);
5200         if (s) goto exec_err;
5201         s = zcommon_parse_expr(&parse, BC_PARSE_NOREAD);
5202         if (s) goto exec_err;
5203
5204         if (parse.l.t.t != BC_LEX_NLINE && parse.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
5205                 s = bc_error("bad read() expression");
5206                 goto exec_err;
5207         }
5208
5209         ip.func = BC_PROG_READ;
5210         ip.idx = 0;
5211         IF_BC(ip.len = G.prog.results.len;)
5212
5213         // Update this pointer, just in case.
5214         f = bc_program_func(BC_PROG_READ);
5215
5216         bc_vec_pushByte(&f->code, BC_INST_POP_EXEC);
5217         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
5218  exec_err:
5219         bc_parse_free(&parse);
5220         G.in_read = 0;
5221         G.prog.file = sv_file;
5222         bc_vec_free(&buf);
5223         RETURN_STATUS(s);
5224 }
5225 #define zbc_program_read(...) (zbc_program_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5226
5227 static size_t bc_program_index(char *code, size_t *bgn)
5228 {
5229         unsigned char *bytes = (void*)(code + *bgn);
5230         unsigned amt;
5231         unsigned i;
5232         size_t res;
5233
5234         amt = *bytes++;
5235         *bgn += amt + 1;
5236
5237         amt *= 8;
5238         res = 0;
5239         for (i = 0; i < amt; i += 8)
5240                 res |= (size_t)(*bytes++) << i;
5241
5242         return res;
5243 }
5244
5245 static char *bc_program_name(char *code, size_t *bgn)
5246 {
5247         size_t i;
5248         char *s;
5249
5250         code += *bgn;
5251         s = xmalloc(strchr(code, BC_PARSE_STREND) - code + 1);
5252         i = 0;
5253         for (;;) {
5254                 char c = *code++;
5255                 if (c == BC_PARSE_STREND)
5256                         break;
5257                 s[i++] = c;
5258         }
5259         s[i] = '\0';
5260         *bgn += i + 1;
5261
5262         return s;
5263 }
5264
5265 static void bc_program_printString(const char *str)
5266 {
5267 #if ENABLE_DC
5268         if (!str[0]) {
5269                 // Example: echo '[]ap' | dc
5270                 // should print two bytes: 0x00, 0x0A
5271                 bb_putchar('\0');
5272                 return;
5273         }
5274 #endif
5275         while (*str) {
5276                 int c = *str++;
5277                 if (c != '\\' || !*str)
5278                         bb_putchar(c);
5279                 else {
5280                         c = *str++;
5281                         switch (c) {
5282                         case 'a':
5283                                 bb_putchar('\a');
5284                                 break;
5285                         case 'b':
5286                                 bb_putchar('\b');
5287                                 break;
5288                         case '\\':
5289                         case 'e':
5290                                 bb_putchar('\\');
5291                                 break;
5292                         case 'f':
5293                                 bb_putchar('\f');
5294                                 break;
5295                         case 'n':
5296                                 bb_putchar('\n');
5297                                 G.prog.nchars = SIZE_MAX;
5298                                 break;
5299                         case 'r':
5300                                 bb_putchar('\r');
5301                                 break;
5302                         case 'q':
5303                                 bb_putchar('"');
5304                                 break;
5305                         case 't':
5306                                 bb_putchar('\t');
5307                                 break;
5308                         default:
5309                                 // Just print the backslash and following character.
5310                                 bb_putchar('\\');
5311                                 ++G.prog.nchars;
5312                                 bb_putchar(c);
5313                                 break;
5314                         }
5315                 }
5316                 ++G.prog.nchars;
5317         }
5318 }
5319
5320 static void bc_num_printNewline(void)
5321 {
5322         if (G.prog.nchars == G.prog.len - 1) {
5323                 bb_putchar('\\');
5324                 bb_putchar('\n');
5325                 G.prog.nchars = 0;
5326         }
5327 }
5328
5329 #if ENABLE_DC
5330 static FAST_FUNC void dc_num_printChar(size_t num, size_t width, bool radix)
5331 {
5332         (void) radix;
5333         bb_putchar((char) num);
5334         G.prog.nchars += width;
5335 }
5336 #endif
5337
5338 static FAST_FUNC void bc_num_printDigits(size_t num, size_t width, bool radix)
5339 {
5340         size_t exp, pow;
5341
5342         bc_num_printNewline();
5343         bb_putchar(radix ? '.' : ' ');
5344         ++G.prog.nchars;
5345
5346         bc_num_printNewline();
5347         for (exp = 0, pow = 1; exp < width - 1; ++exp, pow *= 10)
5348                 continue;
5349
5350         for (exp = 0; exp < width; pow /= 10, ++G.prog.nchars, ++exp) {
5351                 size_t dig;
5352                 bc_num_printNewline();
5353                 dig = num / pow;
5354                 num -= dig * pow;
5355                 bb_putchar(((char) dig) + '0');
5356         }
5357 }
5358
5359 static FAST_FUNC void bc_num_printHex(size_t num, size_t width, bool radix)
5360 {
5361         if (radix) {
5362                 bc_num_printNewline();
5363                 bb_putchar('.');
5364                 G.prog.nchars++;
5365         }
5366
5367         bc_num_printNewline();
5368         bb_putchar(bb_hexdigits_upcase[num]);
5369         G.prog.nchars += width;
5370 }
5371
5372 static void bc_num_printDecimal(BcNum *n)
5373 {
5374         size_t i, rdx = n->rdx - 1;
5375
5376         if (n->neg) {
5377                 bb_putchar('-');
5378                 G.prog.nchars++;
5379         }
5380
5381         for (i = n->len - 1; i < n->len; --i)
5382                 bc_num_printHex((size_t) n->num[i], 1, i == rdx);
5383 }
5384
5385 static BC_STATUS zbc_num_printNum(BcNum *n, unsigned base_t, size_t width, BcNumDigitOp print)
5386 {
5387         BcStatus s;
5388         BcVec stack;
5389         BcNum base;
5390         BcNum intp, fracp, digit, frac_len;
5391         unsigned long dig, *ptr;
5392         size_t i;
5393         bool radix;
5394
5395         if (n->len == 0) {
5396                 print(0, width, false);
5397                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5398         }
5399
5400         bc_vec_init(&stack, sizeof(long), NULL);
5401         bc_num_init(&intp, n->len);
5402         bc_num_init(&fracp, n->rdx);
5403         bc_num_init(&digit, width);
5404         bc_num_init(&frac_len, BC_NUM_INT(n));
5405         bc_num_copy(&intp, n);
5406         bc_num_one(&frac_len);
5407 //TODO: have BcNumSmall type, with static buffer
5408         bc_num_init_DEF_SIZE(&base);
5409         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
5410
5411         bc_num_truncate(&intp, intp.rdx);
5412         s = zbc_num_sub(n, &intp, &fracp, 0);
5413         if (s) goto err;
5414
5415         while (intp.len != 0) {
5416                 s = zbc_num_divmod(&intp, &base, &intp, &digit, 0);
5417                 if (s) goto err;
5418                 s = zbc_num_ulong(&digit, &dig);
5419                 if (s) goto err;
5420                 bc_vec_push(&stack, &dig);
5421         }
5422
5423         for (i = 0; i < stack.len; ++i) {
5424                 ptr = bc_vec_item_rev(&stack, i);
5425                 print(*ptr, width, false);
5426         }
5427
5428         if (!n->rdx) goto err;
5429
5430         for (radix = true; frac_len.len <= n->rdx; radix = false) {
5431                 s = zbc_num_mul(&fracp, &base, &fracp, n->rdx);
5432                 if (s) goto err;
5433                 s = zbc_num_ulong(&fracp, &dig);
5434                 if (s) goto err;
5435                 bc_num_ulong2num(&intp, dig);
5436                 s = zbc_num_sub(&fracp, &intp, &fracp, 0);
5437                 if (s) goto err;
5438                 print(dig, width, radix);
5439                 s = zbc_num_mul(&frac_len, &base, &frac_len, 0);
5440                 if (s) goto err;
5441         }
5442  err:
5443         bc_num_free(&base);
5444         bc_num_free(&frac_len);
5445         bc_num_free(&digit);
5446         bc_num_free(&fracp);
5447         bc_num_free(&intp);
5448         bc_vec_free(&stack);
5449         RETURN_STATUS(s);
5450 }
5451 #define zbc_num_printNum(...) (zbc_num_printNum(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5452
5453 static BC_STATUS zbc_num_printBase(BcNum *n)
5454 {
5455         BcStatus s;
5456         size_t width;
5457         BcNumDigitOp print;
5458         bool neg = n->neg;
5459
5460         if (neg) {
5461                 bb_putchar('-');
5462                 G.prog.nchars++;
5463         }
5464
5465         n->neg = false;
5466
5467         if (G.prog.ob_t <= BC_NUM_MAX_IBASE) {
5468                 width = 1;
5469                 print = bc_num_printHex;
5470         } else {
5471                 unsigned i = G.prog.ob_t - 1;
5472                 width = 0;
5473                 for (;;) {
5474                         width++;
5475                         i /= 10;
5476                         if (i == 0)
5477                                 break;
5478                 }
5479                 print = bc_num_printDigits;
5480         }
5481
5482         s = zbc_num_printNum(n, G.prog.ob_t, width, print);
5483         n->neg = neg;
5484
5485         RETURN_STATUS(s);
5486 }
5487 #define zbc_num_printBase(...) (zbc_num_printBase(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5488
5489 static BC_STATUS zbc_num_print(BcNum *n, bool newline)
5490 {
5491         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5492
5493         bc_num_printNewline();
5494
5495         if (n->len == 0) {
5496                 bb_putchar('0');
5497                 ++G.prog.nchars;
5498         } else if (G.prog.ob_t == 10)
5499                 bc_num_printDecimal(n);
5500         else
5501                 s = zbc_num_printBase(n);
5502
5503         if (newline) {
5504                 bb_putchar('\n');
5505                 G.prog.nchars = 0;
5506         }
5507
5508         RETURN_STATUS(s);
5509 }
5510 #define zbc_num_print(...) (zbc_num_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5511
5512 static BC_STATUS zbc_program_print(char inst, size_t idx)
5513 {
5514         BcStatus s;
5515         BcResult *r;
5516         BcNum *num;
5517         bool pop = inst != BC_INST_PRINT;
5518
5519         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, idx))
5520                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5521
5522         r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, idx);
5523         num = NULL; // is this NULL necessary?
5524         s = zbc_program_num(r, &num, false);
5525         if (s) RETURN_STATUS(s);
5526
5527         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
5528                 s = zbc_num_print(num, !pop);
5529 #if ENABLE_BC
5530                 if (!s && IS_BC) bc_num_copy(&G.prog.last, num);
5531 #endif
5532         } else {
5533                 char *str;
5534
5535                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
5536                 str = *bc_program_str(idx);
5537
5538                 if (inst == BC_INST_PRINT_STR) {
5539                         for (;;) {
5540                                 char c = *str++;
5541                                 if (c == '\0') break;
5542                                 bb_putchar(c);
5543                                 ++G.prog.nchars;
5544                                 if (c == '\n') G.prog.nchars = 0;
5545                         }
5546                 } else {
5547                         bc_program_printString(str);
5548                         if (inst == BC_INST_PRINT) bb_putchar('\n');
5549                 }
5550         }
5551
5552         if (!s && pop) bc_vec_pop(&G.prog.results);
5553
5554         RETURN_STATUS(s);
5555 }
5556 #define zbc_program_print(...) (zbc_program_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5557
5558 static BC_STATUS zbc_program_negate(void)
5559 {
5560         BcStatus s;
5561         BcResult res, *ptr;
5562         BcNum *num = NULL;
5563
5564         s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
5565         if (s) RETURN_STATUS(s);
5566
5567         bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5568         bc_num_copy(&res.d.n, num);
5569         if (res.d.n.len) res.d.n.neg = !res.d.n.neg;
5570
5571         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
5572
5573         RETURN_STATUS(s);
5574 }
5575 #define zbc_program_negate(...) (zbc_program_negate(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5576
5577 static BC_STATUS zbc_program_logical(char inst)
5578 {
5579         BcStatus s;
5580         BcResult *opd1, *opd2, res;
5581         BcNum *n1, *n2;
5582         ssize_t cond;
5583
5584         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5585         if (s) RETURN_STATUS(s);
5586
5587         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5588
5589         if (inst == BC_INST_BOOL_AND)
5590                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) && bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5591         else if (inst == BC_INST_BOOL_OR)
5592                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) || bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5593         else {
5594                 cond = bc_num_cmp(n1, n2);
5595                 switch (inst) {
5596                 case BC_INST_REL_EQ:
5597                         cond = (cond == 0);
5598                         break;
5599                 case BC_INST_REL_LE:
5600                         cond = (cond <= 0);
5601                         break;
5602                 case BC_INST_REL_GE:
5603                         cond = (cond >= 0);
5604                         break;
5605                 case BC_INST_REL_LT:
5606                         cond = (cond < 0);
5607                         break;
5608                 case BC_INST_REL_GT:
5609                         cond = (cond > 0);
5610                         break;
5611                 default: // = case BC_INST_REL_NE:
5612                         //cond = (cond != 0); - not needed
5613                         break;
5614                 }
5615         }
5616
5617         if (cond) bc_num_one(&res.d.n);
5618         //else bc_num_zero(&res.d.n); - already is
5619
5620         bc_program_binOpRetire(&res);
5621
5622         RETURN_STATUS(s);
5623 }
5624 #define zbc_program_logical(...) (zbc_program_logical(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5625
5626 #if ENABLE_DC
5627 static BC_STATUS zdc_program_assignStr(BcResult *r, BcVec *v, bool push)
5628 {
5629         BcNum n2;
5630         BcResult res;
5631
5632         memset(&n2, 0, sizeof(BcNum));
5633         n2.rdx = res.d.id.idx = r->d.id.idx;
5634         res.t = BC_RESULT_STR;
5635
5636         if (!push) {
5637                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
5638                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5639                 bc_vec_pop(v);
5640                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5641         }
5642
5643         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5644
5645         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5646         bc_vec_push(v, &n2);
5647
5648         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5649 }
5650 #define zdc_program_assignStr(...) (zdc_program_assignStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5651 #endif // ENABLE_DC
5652
5653 static BC_STATUS zbc_program_copyToVar(char *name, bool var)
5654 {
5655         BcStatus s;
5656         BcResult *ptr, r;
5657         BcVec *v;
5658         BcNum *n;
5659
5660         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
5661                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5662
5663         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
5664         if ((ptr->t == BC_RESULT_ARRAY) != !var)
5665                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5666         v = bc_program_search(name, var);
5667
5668 #if ENABLE_DC
5669         if (ptr->t == BC_RESULT_STR && !var)
5670                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5671         if (ptr->t == BC_RESULT_STR)
5672                 RETURN_STATUS(zdc_program_assignStr(ptr, v, true));
5673 #endif
5674
5675         s = zbc_program_num(ptr, &n, false);
5676         if (s) RETURN_STATUS(s);
5677
5678         // Do this once more to make sure that pointers were not invalidated.
5679         v = bc_program_search(name, var);
5680
5681         if (var) {
5682                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5683                 bc_num_copy(&r.d.n, n);
5684         } else {
5685                 bc_array_init(&r.d.v, true);
5686                 bc_array_copy(&r.d.v, (BcVec *) n);
5687         }
5688
5689         bc_vec_push(v, &r.d);
5690         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5691
5692         RETURN_STATUS(s);
5693 }
5694 #define zbc_program_copyToVar(...) (zbc_program_copyToVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5695
5696 static BC_STATUS zbc_program_assign(char inst)
5697 {
5698         BcStatus s;
5699         BcResult *left, *right, res;
5700         BcNum *l = NULL, *r = NULL;
5701         bool assign = inst == BC_INST_ASSIGN, ib, sc;
5702
5703         s = zbc_program_binOpPrep(&left, &l, &right, &r, assign);
5704         if (s) RETURN_STATUS(s);
5705
5706         ib = left->t == BC_RESULT_IBASE;
5707         sc = left->t == BC_RESULT_SCALE;
5708
5709 #if ENABLE_DC
5710         if (right->t == BC_RESULT_STR) {
5711                 BcVec *v;
5712
5713                 if (left->t != BC_RESULT_VAR)
5714                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5715                 v = bc_program_search(left->d.id.name, true);
5716
5717                 RETURN_STATUS(zdc_program_assignStr(right, v, false));
5718         }
5719 #endif
5720
5721         if (left->t == BC_RESULT_CONSTANT || left->t == BC_RESULT_TEMP)
5722                 RETURN_STATUS(bc_error("bad assignment:"
5723                                 " left side must be variable"
5724                                 " or array element"
5725                 )); // note: shared string
5726
5727 #if ENABLE_BC
5728         if (inst == BC_INST_ASSIGN_DIVIDE && !bc_num_cmp(r, &G.prog.zero))
5729                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
5730
5731         if (assign)
5732                 bc_num_copy(l, r);
5733         else {
5734                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5735                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zbc_program_ops[inst - BC_INST_ASSIGN_POWER](l, r, l, G.prog.scale);
5736         }
5737         if (s) RETURN_STATUS(s);
5738 #else
5739         bc_num_copy(l, r);
5740 #endif
5741
5742         if (ib || sc || left->t == BC_RESULT_OBASE) {
5743                 static const char *const msg[] = {
5744                         "bad ibase; must be [2,16]",                 //BC_RESULT_IBASE
5745                         "bad scale; must be [0,"BC_MAX_SCALE_STR"]", //BC_RESULT_SCALE
5746                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_LAST
5747                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_CONSTANT
5748                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_ONE
5749                         "bad obase; must be [2,"BC_MAX_OBASE_STR"]", //BC_RESULT_OBASE
5750                 };
5751                 size_t *ptr;
5752                 size_t max;
5753                 unsigned long val;
5754
5755                 s = zbc_num_ulong(l, &val);
5756                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5757                 s = left->t - BC_RESULT_IBASE;
5758                 if (sc) {
5759                         max = BC_MAX_SCALE;
5760                         ptr = &G.prog.scale;
5761                 } else {
5762                         if (val < 2)
5763                                 RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5764                         max = ib ? BC_NUM_MAX_IBASE : BC_MAX_OBASE;
5765                         ptr = ib ? &G.prog.ib_t : &G.prog.ob_t;
5766                 }
5767
5768                 if (val > max)
5769                         RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5770
5771                 *ptr = (size_t) val;
5772                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5773         }
5774
5775         bc_num_init(&res.d.n, l->len);
5776         bc_num_copy(&res.d.n, l);
5777         bc_program_binOpRetire(&res);
5778
5779         RETURN_STATUS(s);
5780 }
5781 #define zbc_program_assign(...) (zbc_program_assign(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5782
5783 #if !ENABLE_DC
5784 #define bc_program_pushVar(code, bgn, pop, copy) \
5785         bc_program_pushVar(code, bgn)
5786 // for bc, 'pop' and 'copy' are always false
5787 #endif
5788 static BC_STATUS bc_program_pushVar(char *code, size_t *bgn,
5789                                    bool pop, bool copy)
5790 {
5791         BcResult r;
5792         char *name = bc_program_name(code, bgn);
5793
5794         r.t = BC_RESULT_VAR;
5795         r.d.id.name = name;
5796
5797 #if ENABLE_DC
5798         if (pop || copy) {
5799                 BcVec *v = bc_program_search(name, true);
5800                 BcNum *num = bc_vec_top(v);
5801
5802                 free(name);
5803                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(v, 1 - copy)) {
5804                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5805                 }
5806
5807                 if (!BC_PROG_STR(num)) {
5808                         r.t = BC_RESULT_TEMP;
5809                         bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5810                         bc_num_copy(&r.d.n, num);
5811                 } else {
5812                         r.t = BC_RESULT_STR;
5813                         r.d.id.idx = num->rdx;
5814                 }
5815
5816                 if (!copy) bc_vec_pop(v);
5817         }
5818 #endif // ENABLE_DC
5819
5820         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5821
5822         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5823 }
5824 #define zbc_program_pushVar(...) (bc_program_pushVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5825
5826 static BC_STATUS zbc_program_pushArray(char *code, size_t *bgn, char inst)
5827 {
5828         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5829         BcResult r;
5830         BcNum *num;
5831
5832         r.d.id.name = bc_program_name(code, bgn);
5833
5834         if (inst == BC_INST_ARRAY) {
5835                 r.t = BC_RESULT_ARRAY;
5836                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5837         } else {
5838                 BcResult *operand;
5839                 unsigned long temp;
5840
5841                 s = zbc_program_prep(&operand, &num);
5842                 if (s) goto err;
5843                 s = zbc_num_ulong(num, &temp);
5844                 if (s) goto err;
5845
5846                 if (temp > BC_MAX_DIM) {
5847                         s = bc_error("array too long; must be [1,"BC_MAX_DIM_STR"]");
5848                         goto err;
5849                 }
5850
5851                 r.d.id.idx = (size_t) temp;
5852                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_ARRAY_ELEM);
5853         }
5854  err:
5855         if (s) free(r.d.id.name);
5856         RETURN_STATUS(s);
5857 }
5858 #define zbc_program_pushArray(...) (zbc_program_pushArray(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5859
5860 #if ENABLE_BC
5861 static BC_STATUS zbc_program_incdec(char inst)
5862 {
5863         BcStatus s;
5864         BcResult *ptr, res, copy;
5865         BcNum *num = NULL;
5866         char inst2 = inst;
5867
5868         s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
5869         if (s) RETURN_STATUS(s);
5870
5871         if (inst == BC_INST_INC_POST || inst == BC_INST_DEC_POST) {
5872                 copy.t = BC_RESULT_TEMP;
5873                 bc_num_init(&copy.d.n, num->len);
5874                 bc_num_copy(&copy.d.n, num);
5875         }
5876
5877         res.t = BC_RESULT_ONE;
5878         inst = inst == BC_INST_INC_PRE || inst == BC_INST_INC_POST ?
5879                    BC_INST_ASSIGN_PLUS :
5880                    BC_INST_ASSIGN_MINUS;
5881
5882         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5883         s = zbc_program_assign(inst);
5884         if (s) RETURN_STATUS(s);
5885
5886         if (inst2 == BC_INST_INC_POST || inst2 == BC_INST_DEC_POST) {
5887                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5888                 bc_vec_push(&G.prog.results, &copy);
5889         }
5890
5891         RETURN_STATUS(s);
5892 }
5893 #define zbc_program_incdec(...) (zbc_program_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5894
5895 static BC_STATUS zbc_program_call(char *code, size_t *idx)
5896 {
5897         BcInstPtr ip;
5898         size_t i, nparams;
5899         BcFunc *func;
5900         BcId *a;
5901         BcResult *arg;
5902
5903         nparams = bc_program_index(code, idx);
5904         ip.idx = 0;
5905         ip.func = bc_program_index(code, idx);
5906         func = bc_program_func(ip.func);
5907
5908         if (func->code.len == 0) {
5909                 RETURN_STATUS(bc_error("undefined function"));
5910         }
5911         if (nparams != func->nparams) {
5912                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("function has %u parameters, but called with %u", func->nparams, nparams));
5913         }
5914         ip.len = G.prog.results.len - nparams;
5915
5916         for (i = 0; i < nparams; ++i) {
5917                 BcStatus s;
5918
5919                 a = bc_vec_item(&func->autos, nparams - 1 - i);
5920                 arg = bc_vec_top(&G.prog.results);
5921
5922                 if ((!a->idx) != (arg->t == BC_RESULT_ARRAY) || arg->t == BC_RESULT_STR)
5923                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5924
5925                 s = zbc_program_copyToVar(a->name, a->idx);
5926                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5927         }
5928
5929         a = bc_vec_item(&func->autos, i);
5930         for (; i < func->autos.len; i++, a++) {
5931                 BcVec *v;
5932
5933                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
5934                 if (a->idx) {
5935                         BcNum n2;
5936                         bc_num_init_DEF_SIZE(&n2);
5937                         bc_vec_push(v, &n2);
5938                 } else {
5939                         BcVec v2;
5940                         bc_array_init(&v2, true);
5941                         bc_vec_push(v, &v2);
5942                 }
5943         }
5944
5945         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
5946
5947         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5948 }
5949 #define zbc_program_call(...) (zbc_program_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5950
5951 static BC_STATUS zbc_program_return(char inst)
5952 {
5953         BcResult res;
5954         BcFunc *f;
5955         BcId *a;
5956         size_t i;
5957         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
5958
5959         if (!STACK_HAS_EQUAL_OR_MORE_THAN(&G.prog.results, ip->len + (inst == BC_INST_RET)))
5960                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5961
5962         f = bc_program_func(ip->func);
5963         res.t = BC_RESULT_TEMP;
5964
5965         if (inst == BC_INST_RET) {
5966                 BcStatus s;
5967                 BcNum *num;
5968                 BcResult *operand = bc_vec_top(&G.prog.results);
5969
5970                 s = zbc_program_num(operand, &num, false);
5971                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5972                 bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5973                 bc_num_copy(&res.d.n, num);
5974         } else {
5975                 bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5976                 //bc_num_zero(&res.d.n); - already is
5977         }
5978
5979         // We need to pop arguments as well, so this takes that into account.
5980         a = (void*)f->autos.v;
5981         for (i = 0; i < f->autos.len; i++, a++) {
5982                 BcVec *v;
5983                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
5984                 bc_vec_pop(v);
5985         }
5986
5987         bc_vec_npop(&G.prog.results, G.prog.results.len - ip->len);
5988         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5989         bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
5990
5991         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5992 }
5993 #define zbc_program_return(...) (zbc_program_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5994 #endif // ENABLE_BC
5995
5996 static unsigned long bc_program_scale(BcNum *n)
5997 {
5998         return (unsigned long) n->rdx;
5999 }
6000
6001 static unsigned long bc_program_len(BcNum *n)
6002 {
6003         size_t len = n->len;
6004
6005         if (n->rdx != len) return len;
6006         for (;;) {
6007                 if (len == 0) break;
6008                 len--;
6009                 if (n->num[len] != 0) break;
6010         }
6011         return len;
6012 }
6013
6014 static BC_STATUS zbc_program_builtin(char inst)
6015 {
6016         BcStatus s;
6017         BcResult *opnd;
6018         BcNum *num = NULL;
6019         BcResult res;
6020         bool len = inst == BC_INST_LENGTH;
6021
6022         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6023                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6024         opnd = bc_vec_top(&G.prog.results);
6025
6026         s = zbc_program_num(opnd, &num, false);
6027         if (s) RETURN_STATUS(s);
6028
6029 #if ENABLE_DC
6030         if (!BC_PROG_NUM(opnd, num) && !len)
6031                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6032 #endif
6033
6034         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6035
6036         if (inst == BC_INST_SQRT)
6037                 s = zbc_num_sqrt(num, &res.d.n, G.prog.scale);
6038 #if ENABLE_BC
6039         else if (len != 0 && opnd->t == BC_RESULT_ARRAY) {
6040                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, (unsigned long) ((BcVec *) num)->len);
6041         }
6042 #endif
6043 #if ENABLE_DC
6044         else if (len != 0 && !BC_PROG_NUM(opnd, num)) {
6045                 char **str;
6046                 size_t idx = opnd->t == BC_RESULT_STR ? opnd->d.id.idx : num->rdx;
6047
6048                 str = bc_program_str(idx);
6049                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, strlen(*str));
6050         }
6051 #endif
6052         else {
6053                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, len ? bc_program_len(num) : bc_program_scale(num));
6054         }
6055
6056         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
6057
6058         RETURN_STATUS(s);
6059 }
6060 #define zbc_program_builtin(...) (zbc_program_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6061
6062 #if ENABLE_DC
6063 static BC_STATUS zdc_program_divmod(void)
6064 {
6065         BcStatus s;
6066         BcResult *opd1, *opd2, res, res2;
6067         BcNum *n1, *n2 = NULL;
6068
6069         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
6070         if (s) RETURN_STATUS(s);
6071
6072         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6073         bc_num_init(&res2.d.n, n2->len);
6074
6075         s = zbc_num_divmod(n1, n2, &res2.d.n, &res.d.n, G.prog.scale);
6076         if (s) goto err;
6077
6078         bc_program_binOpRetire(&res2);
6079         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6080         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6081
6082         RETURN_STATUS(s);
6083  err:
6084         bc_num_free(&res2.d.n);
6085         bc_num_free(&res.d.n);
6086         RETURN_STATUS(s);
6087 }
6088 #define zdc_program_divmod(...) (zdc_program_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6089
6090 static BC_STATUS zdc_program_modexp(void)
6091 {
6092         BcStatus s;
6093         BcResult *r1, *r2, *r3, res;
6094         BcNum *n1, *n2, *n3;
6095
6096         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 2))
6097                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6098         s = zbc_program_binOpPrep(&r2, &n2, &r3, &n3, false);
6099         if (s) RETURN_STATUS(s);
6100
6101         r1 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 2);
6102         s = zbc_program_num(r1, &n1, false);
6103         if (s) RETURN_STATUS(s);
6104         if (!BC_PROG_NUM(r1, n1))
6105                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6106
6107         // Make sure that the values have their pointers updated, if necessary.
6108         if (r1->t == BC_RESULT_VAR || r1->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
6109                 if (r1->t == r2->t) {
6110                         s = zbc_program_num(r2, &n2, false);
6111                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6112                 }
6113                 if (r1->t == r3->t) {
6114                         s = zbc_program_num(r3, &n3, false);
6115                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6116                 }
6117         }
6118
6119         bc_num_init(&res.d.n, n3->len);
6120         s = zdc_num_modexp(n1, n2, n3, &res.d.n);
6121         if (s) goto err;
6122
6123         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6124         bc_program_binOpRetire(&res);
6125
6126         RETURN_STATUS(s);
6127  err:
6128         bc_num_free(&res.d.n);
6129         RETURN_STATUS(s);
6130 }
6131 #define zdc_program_modexp(...) (zdc_program_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6132
6133 static void dc_program_stackLen(void)
6134 {
6135         BcResult res;
6136         size_t len = G.prog.results.len;
6137
6138         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6139
6140         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6141         bc_num_ulong2num(&res.d.n, len);
6142         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6143 }
6144
6145 static BC_STATUS zdc_program_asciify(void)
6146 {
6147         BcStatus s;
6148         BcResult *r, res;
6149         BcNum *num, n;
6150         char **strs;
6151         char *str;
6152         char c;
6153         size_t idx;
6154         unsigned long val;
6155
6156         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6157                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6158         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6159
6160         num = NULL; // TODO: is this NULL needed?
6161         s = zbc_program_num(r, &num, false);
6162         if (s) RETURN_STATUS(s);
6163
6164         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
6165                 BcNum strmb;
6166
6167                 bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
6168                 bc_num_copy(&n, num);
6169                 bc_num_truncate(&n, n.rdx);
6170
6171 //TODO: have BcNumSmall type, with static buffer
6172                 bc_num_init_DEF_SIZE(&strmb);
6173                 bc_num_ulong2num(&strmb, 0x100);
6174                 s = zbc_num_mod(&n, &strmb, &n, 0);
6175                 bc_num_free(&strmb);
6176
6177                 if (s) goto num_err;
6178                 s = zbc_num_ulong(&n, &val);
6179                 if (s) goto num_err;
6180
6181                 c = (char) val;
6182
6183                 bc_num_free(&n);
6184         } else {
6185                 char *sp;
6186                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
6187                 sp = *bc_program_str(idx);
6188                 c = sp[0];
6189         }
6190
6191         strs = (void*)G.prog.strs.v;
6192         for (idx = 0; idx < G.prog.strs.len; idx++) {
6193                 if (strs[idx][0] == c && strs[idx][1] == '\0') {
6194                         goto dup;
6195                 }
6196         }
6197         str = xzalloc(2);
6198         str[0] = c;
6199         //str[1] = '\0'; - already is
6200         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
6201  dup:
6202         res.t = BC_RESULT_STR;
6203         res.d.id.idx = idx;
6204         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6205         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6206
6207         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6208  num_err:
6209         bc_num_free(&n);
6210         RETURN_STATUS(s);
6211 }
6212 #define zdc_program_asciify(...) (zdc_program_asciify(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6213
6214 static BC_STATUS zdc_program_printStream(void)
6215 {
6216         BcStatus s;
6217         BcResult *r;
6218         BcNum *n;
6219         size_t idx;
6220
6221         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6222                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6223         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6224
6225         n = NULL; // is this needed?
6226         s = zbc_program_num(r, &n, false);
6227         if (s) RETURN_STATUS(s);
6228
6229         if (BC_PROG_NUM(r, n)) {
6230                 s = zbc_num_printNum(n, 0x100, 1, dc_num_printChar);
6231         } else {
6232                 char *str;
6233                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : n->rdx;
6234                 str = *bc_program_str(idx);
6235                 fputs(str, stdout);
6236         }
6237
6238         RETURN_STATUS(s);
6239 }
6240 #define zdc_program_printStream(...) (zdc_program_printStream(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6241
6242 static BC_STATUS zdc_program_nquit(void)
6243 {
6244         BcStatus s;
6245         BcResult *opnd;
6246         BcNum *num = NULL;
6247         unsigned long val;
6248
6249         s = zbc_program_prep(&opnd, &num);
6250         if (s) RETURN_STATUS(s);
6251         s = zbc_num_ulong(num, &val);
6252         if (s) RETURN_STATUS(s);
6253
6254         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6255
6256         if (G.prog.exestack.len < val)
6257                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6258         if (G.prog.exestack.len == val) {
6259                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6260         }
6261
6262         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, val);
6263
6264         RETURN_STATUS(s);
6265 }
6266 #define zdc_program_nquit(...) (zdc_program_nquit(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6267
6268 static BC_STATUS zdc_program_execStr(char *code, size_t *bgn, bool cond)
6269 {
6270         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6271         BcResult *r;
6272         BcFunc *f;
6273         BcInstPtr ip;
6274         size_t fidx, sidx;
6275
6276         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6277                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6278
6279         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6280
6281         if (cond) {
6282                 BcNum *n = n; // for compiler
6283                 bool exec;
6284                 char *name;
6285                 char *then_name = bc_program_name(code, bgn);
6286                 char *else_name = NULL;
6287
6288                 if (code[*bgn] == BC_PARSE_STREND)
6289                         (*bgn) += 1;
6290                 else
6291                         else_name = bc_program_name(code, bgn);
6292
6293                 exec = r->d.n.len != 0;
6294                 name = then_name;
6295                 if (!exec && else_name != NULL) {
6296                         exec = true;
6297                         name = else_name;
6298                 }
6299
6300                 if (exec) {
6301                         BcVec *v;
6302                         v = bc_program_search(name, true);
6303                         n = bc_vec_top(v);
6304                 }
6305
6306                 free(then_name);
6307                 free(else_name);
6308
6309                 if (!exec) goto exit;
6310                 if (!BC_PROG_STR(n)) {
6311                         s = bc_error_variable_is_wrong_type();
6312                         goto exit;
6313                 }
6314
6315                 sidx = n->rdx;
6316         } else {
6317                 if (r->t == BC_RESULT_STR) {
6318                         sidx = r->d.id.idx;
6319                 } else if (r->t == BC_RESULT_VAR) {
6320                         BcNum *n;
6321                         s = zbc_program_num(r, &n, false);
6322                         if (s || !BC_PROG_STR(n)) goto exit;
6323                         sidx = n->rdx;
6324                 } else
6325                         goto exit;
6326         }
6327
6328         fidx = sidx + BC_PROG_REQ_FUNCS;
6329
6330         f = bc_program_func(fidx);
6331
6332         if (f->code.len == 0) {
6333                 BcParse prs;
6334                 char *str;
6335
6336                 bc_parse_create(&prs, fidx);
6337                 str = *bc_program_str(sidx);
6338                 s = zbc_parse_text_init(&prs, str);
6339                 if (s) goto err;
6340                 s = zcommon_parse_expr(&prs, BC_PARSE_NOCALL);
6341                 if (s) goto err;
6342                 if (prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6343                         s = bc_error_bad_expression();
6344  err:
6345                         bc_parse_free(&prs);
6346                         bc_vec_pop_all(&f->code);
6347                         goto exit;
6348                 }
6349                 bc_parse_free(&prs);
6350         }
6351
6352         ip.idx = 0;
6353         IF_BC(ip.len = G.prog.results.len;)
6354         ip.func = fidx;
6355
6356         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6357         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
6358
6359         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6360  exit:
6361         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6362         RETURN_STATUS(s);
6363 }
6364 #define zdc_program_execStr(...) (zdc_program_execStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6365 #endif // ENABLE_DC
6366
6367 static void bc_program_pushGlobal(char inst)
6368 {
6369         BcResult res;
6370         unsigned long val;
6371
6372         res.t = inst - BC_INST_IBASE + BC_RESULT_IBASE;
6373         if (inst == BC_INST_IBASE)
6374                 val = (unsigned long) G.prog.ib_t;
6375         else if (inst == BC_INST_SCALE)
6376                 val = (unsigned long) G.prog.scale;
6377         else
6378                 val = (unsigned long) G.prog.ob_t;
6379
6380         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6381         bc_num_ulong2num(&res.d.n, val);
6382         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6383 }
6384
6385 static BC_STATUS zbc_program_exec(void)
6386 {
6387         BcResult r, *ptr;
6388         BcNum *num;
6389         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6390         BcFunc *func = bc_program_func(ip->func);
6391         char *code = func->code.v;
6392
6393         dbg_exec("func:%zd bytes:%zd ip:%zd", ip->func, func->code.len, ip->idx);
6394         while (ip->idx < func->code.len) {
6395                 BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6396                 char inst = code[ip->idx++];
6397
6398                 dbg_exec("inst at %zd:%d", ip->idx - 1, inst);
6399                 switch (inst) {
6400 #if ENABLE_BC
6401                         case BC_INST_JUMP_ZERO: {
6402                                 bool zero;
6403                                 dbg_exec("BC_INST_JUMP_ZERO:");
6404                                 s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
6405                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6406                                 zero = (bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) == 0);
6407                                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6408                                 if (!zero) {
6409                                         bc_program_index(code, &ip->idx);
6410                                         break;
6411                                 }
6412                                 // else: fall through
6413                         }
6414                         case BC_INST_JUMP: {
6415                                 size_t idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6416                                 size_t *addr = bc_vec_item(&func->labels, idx);
6417                                 dbg_exec("BC_INST_JUMP: to %ld", (long)*addr);
6418                                 ip->idx = *addr;
6419                                 break;
6420                         }
6421                         case BC_INST_CALL:
6422                                 dbg_exec("BC_INST_CALL:");
6423                                 s = zbc_program_call(code, &ip->idx);
6424                                 goto read_updated_ip;
6425                         case BC_INST_INC_PRE:
6426                         case BC_INST_DEC_PRE:
6427                         case BC_INST_INC_POST:
6428                         case BC_INST_DEC_POST:
6429                                 dbg_exec("BC_INST_INCDEC:");
6430                                 s = zbc_program_incdec(inst);
6431                                 break;
6432                         case BC_INST_HALT:
6433                                 dbg_exec("BC_INST_HALT:");
6434                                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6435                                 break;
6436                         case BC_INST_RET:
6437                         case BC_INST_RET0:
6438                                 dbg_exec("BC_INST_RET[0]:");
6439                                 s = zbc_program_return(inst);
6440                                 goto read_updated_ip;
6441                         case BC_INST_BOOL_OR:
6442                         case BC_INST_BOOL_AND:
6443 #endif // ENABLE_BC
6444                         case BC_INST_REL_EQ:
6445                         case BC_INST_REL_LE:
6446                         case BC_INST_REL_GE:
6447                         case BC_INST_REL_NE:
6448                         case BC_INST_REL_LT:
6449                         case BC_INST_REL_GT:
6450                                 dbg_exec("BC_INST_BOOL:");
6451                                 s = zbc_program_logical(inst);
6452                                 break;
6453                         case BC_INST_READ:
6454                                 dbg_exec("BC_INST_READ:");
6455                                 s = zbc_program_read();
6456                                 goto read_updated_ip;
6457                         case BC_INST_VAR:
6458                                 dbg_exec("BC_INST_VAR:");
6459                                 s = zbc_program_pushVar(code, &ip->idx, false, false);
6460                                 break;
6461                         case BC_INST_ARRAY_ELEM:
6462                         case BC_INST_ARRAY:
6463                                 dbg_exec("BC_INST_ARRAY[_ELEM]:");
6464                                 s = zbc_program_pushArray(code, &ip->idx, inst);
6465                                 break;
6466                         case BC_INST_LAST:
6467                                 r.t = BC_RESULT_LAST;
6468                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6469                                 break;
6470                         case BC_INST_IBASE:
6471                         case BC_INST_SCALE:
6472                         case BC_INST_OBASE:
6473                                 bc_program_pushGlobal(inst);
6474                                 break;
6475                         case BC_INST_SCALE_FUNC:
6476                         case BC_INST_LENGTH:
6477                         case BC_INST_SQRT:
6478                                 dbg_exec("BC_INST_builtin:");
6479                                 s = zbc_program_builtin(inst);
6480                                 break;
6481                         case BC_INST_NUM:
6482                                 dbg_exec("BC_INST_NUM:");
6483                                 r.t = BC_RESULT_CONSTANT;
6484                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6485                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6486                                 break;
6487                         case BC_INST_POP:
6488                                 dbg_exec("BC_INST_POP:");
6489                                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6490                                         s = bc_error_stack_has_too_few_elements();
6491                                 else
6492                                         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6493                                 break;
6494                         case BC_INST_POP_EXEC:
6495                                 dbg_exec("BC_INST_POP_EXEC:");
6496                                 bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
6497                                 goto read_updated_ip;
6498                         case BC_INST_PRINT:
6499                         case BC_INST_PRINT_POP:
6500                         case BC_INST_PRINT_STR:
6501                                 dbg_exec("BC_INST_PRINTxyz:");
6502                                 s = zbc_program_print(inst, 0);
6503                                 break;
6504                         case BC_INST_STR:
6505                                 dbg_exec("BC_INST_STR:");
6506                                 r.t = BC_RESULT_STR;
6507                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6508                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6509                                 break;
6510                         case BC_INST_POWER:
6511                         case BC_INST_MULTIPLY:
6512                         case BC_INST_DIVIDE:
6513                         case BC_INST_MODULUS:
6514                         case BC_INST_PLUS:
6515                         case BC_INST_MINUS:
6516                                 dbg_exec("BC_INST_binaryop:");
6517                                 s = zbc_program_op(inst);
6518                                 break;
6519                         case BC_INST_BOOL_NOT:
6520                                 dbg_exec("BC_INST_BOOL_NOT:");
6521                                 s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
6522                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6523                                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
6524                                 if (!bc_num_cmp(num, &G.prog.zero))
6525                                         bc_num_one(&r.d.n);
6526                                 //else bc_num_zero(&r.d.n); - already is
6527                                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_TEMP);
6528                                 break;
6529                         case BC_INST_NEG:
6530                                 dbg_exec("BC_INST_NEG:");
6531                                 s = zbc_program_negate();
6532                                 break;
6533 #if ENABLE_BC
6534                         case BC_INST_ASSIGN_POWER:
6535                         case BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY:
6536                         case BC_INST_ASSIGN_DIVIDE:
6537                         case BC_INST_ASSIGN_MODULUS:
6538                         case BC_INST_ASSIGN_PLUS:
6539                         case BC_INST_ASSIGN_MINUS:
6540 #endif
6541                         case BC_INST_ASSIGN:
6542                                 dbg_exec("BC_INST_ASSIGNxyz:");
6543                                 s = zbc_program_assign(inst);
6544                                 break;
6545 #if ENABLE_DC
6546                         case BC_INST_MODEXP:
6547                                 s = zdc_program_modexp();
6548                                 break;
6549                         case BC_INST_DIVMOD:
6550                                 s = zdc_program_divmod();
6551                                 break;
6552                         case BC_INST_EXECUTE:
6553                         case BC_INST_EXEC_COND:
6554                                 s = zdc_program_execStr(code, &ip->idx, inst == BC_INST_EXEC_COND);
6555                                 goto read_updated_ip;
6556                         case BC_INST_PRINT_STACK: {
6557                                 size_t idx;
6558                                 for (idx = 0; idx < G.prog.results.len; ++idx) {
6559                                         s = zbc_program_print(BC_INST_PRINT, idx);
6560                                         if (s) break;
6561                                 }
6562                                 break;
6563                         }
6564                         case BC_INST_CLEAR_STACK:
6565                                 bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6566                                 break;
6567                         case BC_INST_STACK_LEN:
6568                                 dc_program_stackLen();
6569                                 break;
6570                         case BC_INST_DUPLICATE:
6571                                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6572                                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6573                                 ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
6574                                 dc_result_copy(&r, ptr);
6575                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6576                                 break;
6577                         case BC_INST_SWAP: {
6578                                 BcResult *ptr2;
6579                                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
6580                                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6581                                 ptr = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
6582                                 ptr2 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
6583                                 memcpy(&r, ptr, sizeof(BcResult));
6584                                 memcpy(ptr, ptr2, sizeof(BcResult));
6585                                 memcpy(ptr2, &r, sizeof(BcResult));
6586                                 break;
6587                         }
6588                         case BC_INST_ASCIIFY:
6589                                 s = zdc_program_asciify();
6590                                 break;
6591                         case BC_INST_PRINT_STREAM:
6592                                 s = zdc_program_printStream();
6593                                 break;
6594                         case BC_INST_LOAD:
6595                         case BC_INST_PUSH_VAR: {
6596                                 bool copy = inst == BC_INST_LOAD;
6597                                 s = zbc_program_pushVar(code, &ip->idx, true, copy);
6598                                 break;
6599                         }
6600                         case BC_INST_PUSH_TO_VAR: {
6601                                 char *name = bc_program_name(code, &ip->idx);
6602                                 s = zbc_program_copyToVar(name, true);
6603                                 free(name);
6604                                 break;
6605                         }
6606                         case BC_INST_QUIT:
6607                                 dbg_exec("BC_INST_QUIT:");
6608                                 if (G.prog.exestack.len <= 2)
6609                                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6610                                 bc_vec_npop(&G.prog.exestack, 2);
6611                                 goto read_updated_ip;
6612                         case BC_INST_NQUIT:
6613                                 s = zdc_program_nquit();
6614                                 //goto read_updated_ip; - just fall through to it
6615 #endif // ENABLE_DC
6616  read_updated_ip:
6617                                 // Instruction stack has changed, read new pointers
6618                                 ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6619                                 func = bc_program_func(ip->func);
6620                                 code = func->code.v;
6621                                 dbg_exec("func:%zd bytes:%zd ip:%zd", ip->func, func->code.len, ip->idx);
6622                 }
6623
6624                 if (s || G_interrupt) {
6625                         bc_program_reset();
6626                         RETURN_STATUS(s);
6627                 }
6628
6629                 fflush_and_check();
6630
6631         }
6632
6633         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6634 }
6635 #define zbc_program_exec(...) (zbc_program_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6636
6637 static unsigned bc_vm_envLen(const char *var)
6638 {
6639         char *lenv;
6640         unsigned len;
6641
6642         lenv = getenv(var);
6643         len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6644         if (!lenv) return len;
6645
6646         len = bb_strtou(lenv, NULL, 10) - 1;
6647         if (errno || len < 2 || len >= INT_MAX)
6648                 len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6649
6650         return len;
6651 }
6652
6653 static BC_STATUS zbc_vm_process(const char *text)
6654 {
6655         BcStatus s;
6656
6657         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
6658         s = zbc_parse_text_init(&G.prs, text);
6659         if (s) RETURN_STATUS(s);
6660
6661         while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6662                 dbg_lex("%s:%d G.prs.l.t.t:%d", __func__, __LINE__, G.prs.l.t.t);
6663                 s = zcommon_parse(&G.prs);
6664                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6665                 s = zbc_program_exec();
6666                 if (s) {
6667                         bc_program_reset();
6668                         break;
6669                 }
6670         }
6671
6672         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
6673         RETURN_STATUS(s);
6674 }
6675 #define zbc_vm_process(...) (zbc_vm_process(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6676
6677 static BC_STATUS zbc_vm_execute_FILE(FILE *fp, const char *filename)
6678 {
6679         // So far bc/dc have no way to include a file from another file,
6680         // therefore we know G.prog.file == NULL on entry
6681         //const char *sv_file;
6682         BcStatus s;
6683
6684         G.prog.file = filename;
6685         G.input_fp = fp;
6686         bc_lex_file(&G.prs.l);
6687
6688         do {
6689                 s = zbc_vm_process("");
6690                 // We do not stop looping on errors here if reading stdin.
6691                 // Example: start interactive bc and enter "return".
6692                 // It should say "'return' not in a function"
6693                 // but should not exit.
6694         } while (G.input_fp == stdin);
6695         G.prog.file = NULL;
6696         RETURN_STATUS(s);
6697 }
6698 #define zbc_vm_execute_FILE(...) (zbc_vm_execute_FILE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6699
6700 static BC_STATUS zbc_vm_file(const char *file)
6701 {
6702         BcStatus s;
6703         FILE *fp;
6704
6705         fp = xfopen_for_read(file);
6706         s = zbc_vm_execute_FILE(fp, file);
6707         fclose(fp);
6708
6709         RETURN_STATUS(s);
6710 }
6711 #define zbc_vm_file(...) (zbc_vm_file(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6712
6713 #if ENABLE_BC
6714 static void bc_vm_info(void)
6715 {
6716         printf("%s "BB_VER"\n"
6717                 "Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors\n"
6718         , applet_name);
6719 }
6720
6721 static void bc_args(char **argv)
6722 {
6723         unsigned opts;
6724         int i;
6725
6726         GETOPT_RESET();
6727 #if ENABLE_FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
6728         opts = option_mask32 |= getopt32long(argv, "wvsqli",
6729                 "warn\0"              No_argument "w"
6730                 "version\0"           No_argument "v"
6731                 "standard\0"          No_argument "s"
6732                 "quiet\0"             No_argument "q"
6733                 "mathlib\0"           No_argument "l"
6734                 "interactive\0"       No_argument "i"
6735         );
6736 #else
6737         opts = option_mask32 |= getopt32(argv, "wvsqli");
6738 #endif
6739         if (getenv("POSIXLY_CORRECT"))
6740                 option_mask32 |= BC_FLAG_S;
6741
6742         if (opts & BC_FLAG_V) {
6743                 bc_vm_info();
6744                 exit(0);
6745         }
6746
6747         for (i = optind; argv[i]; ++i)
6748                 bc_vec_push(&G.files, argv + i);
6749 }
6750
6751 static void bc_vm_envArgs(void)
6752 {
6753         BcVec v;
6754         char *buf;
6755         char *env_args = getenv("BC_ENV_ARGS");
6756
6757         if (!env_args) return;
6758
6759         G.env_args = xstrdup(env_args);
6760         buf = G.env_args;
6761
6762         bc_vec_init(&v, sizeof(char *), NULL);
6763
6764         while (*(buf = skip_whitespace(buf)) != '\0') {
6765                 bc_vec_push(&v, &buf);
6766                 buf = skip_non_whitespace(buf);
6767                 if (!*buf)
6768                         break;
6769                 *buf++ = '\0';
6770         }
6771
6772         // NULL terminate, and pass argv[] so that first arg is argv[1]
6773         if (sizeof(int) == sizeof(char*)) {
6774                 bc_vec_push(&v, &const_int_0);
6775         } else {
6776                 static char *const nullptr = NULL;
6777                 bc_vec_push(&v, &nullptr);
6778         }
6779         bc_args(((char **)v.v) - 1);
6780
6781         bc_vec_free(&v);
6782 }
6783
6784 static const char bc_lib[] ALIGN1 = {
6785         "scale=20"
6786 "\n"    "define e(x){"
6787 "\n"            "auto b,s,n,r,d,i,p,f,v"
6788 ////////////////"if(x<0)return(1/e(-x))" // and drop 'n' and x<0 logic below
6789 //^^^^^^^^^^^^^^^^ this would work, and is even more precise than GNU bc:
6790 //e(-.998896): GNU:.36828580434569428695
6791 //      above code:.36828580434569428696
6792 //    actual value:.3682858043456942869594...
6793 // but for now let's be "GNU compatible"
6794 "\n"            "b=ibase"
6795 "\n"            "ibase=A"
6796 "\n"            "if(x<0){"
6797 "\n"                    "n=1"
6798 "\n"                    "x=-x"
6799 "\n"            "}"
6800 "\n"            "s=scale"
6801 "\n"            "r=6+s+.44*x"
6802 "\n"            "scale=scale(x)+1"
6803 "\n"            "while(x>1){"
6804 "\n"                    "d+=1"
6805 "\n"                    "x/=2"
6806 "\n"                    "scale+=1"
6807 "\n"            "}"
6808 "\n"            "scale=r"
6809 "\n"            "r=x+1"
6810 "\n"            "p=x"
6811 "\n"            "f=v=1"
6812 "\n"            "for(i=2;v;++i){"
6813 "\n"                    "p*=x"
6814 "\n"                    "f*=i"
6815 "\n"                    "v=p/f"
6816 "\n"                    "r+=v"
6817 "\n"            "}"
6818 "\n"            "while(d--)r*=r"
6819 "\n"            "scale=s"
6820 "\n"            "ibase=b"
6821 "\n"            "if(n)return(1/r)"
6822 "\n"            "return(r/1)"
6823 "\n"    "}"
6824 "\n"    "define l(x){"
6825 "\n"            "auto b,s,r,p,a,q,i,v"
6826 "\n"            "b=ibase"
6827 "\n"            "ibase=A"
6828 "\n"            "if(x<=0){"
6829 "\n"                    "r=(1-10^scale)/1"
6830 "\n"                    "ibase=b"
6831 "\n"                    "return(r)"
6832 "\n"            "}"
6833 "\n"            "s=scale"
6834 "\n"            "scale+=6"
6835 "\n"            "p=2"
6836 "\n"            "while(x>=2){"
6837 "\n"                    "p*=2"
6838 "\n"                    "x=sqrt(x)"
6839 "\n"            "}"
6840 "\n"            "while(x<=.5){"
6841 "\n"                    "p*=2"
6842 "\n"                    "x=sqrt(x)"
6843 "\n"            "}"
6844 "\n"            "r=a=(x-1)/(x+1)"
6845 "\n"            "q=a*a"
6846 "\n"            "v=1"
6847 "\n"            "for(i=3;v;i+=2){"
6848 "\n"                    "a*=q"
6849 "\n"                    "v=a/i"
6850 "\n"                    "r+=v"
6851 "\n"            "}"
6852 "\n"            "r*=p"
6853 "\n"            "scale=s"
6854 "\n"            "ibase=b"
6855 "\n"            "return(r/1)"
6856 "\n"    "}"
6857 "\n"    "define s(x){"
6858 "\n"            "auto b,s,r,a,q,i"
6859 "\n"            "if(x<0)return(-s(-x))"
6860 "\n"            "b=ibase"
6861 "\n"            "ibase=A"
6862 "\n"            "s=scale"
6863 "\n"            "scale=1.1*s+2"
6864 "\n"            "a=a(1)"
6865 "\n"            "scale=0"
6866 "\n"            "q=(x/a+2)/4"
6867 "\n"            "x-=4*q*a"
6868 "\n"            "if(q%2)x=-x"
6869 "\n"            "scale=s+2"
6870 "\n"            "r=a=x"
6871 "\n"            "q=-x*x"
6872 "\n"            "for(i=3;a;i+=2){"
6873 "\n"                    "a*=q/(i*(i-1))"
6874 "\n"                    "r+=a"
6875 "\n"            "}"
6876 "\n"            "scale=s"
6877 "\n"            "ibase=b"
6878 "\n"            "return(r/1)"
6879 "\n"    "}"
6880 "\n"    "define c(x){"
6881 "\n"            "auto b,s"
6882 "\n"            "b=ibase"
6883 "\n"            "ibase=A"
6884 "\n"            "s=scale"
6885 "\n"            "scale*=1.2"
6886 "\n"            "x=s(2*a(1)+x)"
6887 "\n"            "scale=s"
6888 "\n"            "ibase=b"
6889 "\n"            "return(x/1)"
6890 "\n"    "}"
6891 "\n"    "define a(x){"
6892 "\n"            "auto b,s,r,n,a,m,t,f,i,u"
6893 "\n"            "b=ibase"
6894 "\n"            "ibase=A"
6895 "\n"            "n=1"
6896 "\n"            "if(x<0){"
6897 "\n"                    "n=-1"
6898 "\n"                    "x=-x"
6899 "\n"            "}"
6900 "\n"            "if(scale<65){"
6901 "\n"                    "if(x==1)return(.7853981633974483096156608458198757210492923498437764552437361480/n)"
6902 "\n"                    "if(x==.2)return(.1973955598498807583700497651947902934475851037878521015176889402/n)"
6903 "\n"            "}"
6904 "\n"            "s=scale"
6905 "\n"            "if(x>.2){"
6906 "\n"                    "scale+=5"
6907 "\n"                    "a=a(.2)"
6908 "\n"            "}"
6909 "\n"            "scale=s+3"
6910 "\n"            "while(x>.2){"
6911 "\n"                    "m+=1"
6912 "\n"                    "x=(x-.2)/(1+.2*x)"
6913 "\n"            "}"
6914 "\n"            "r=u=x"
6915 "\n"            "f=-x*x"
6916 "\n"            "t=1"
6917 "\n"            "for(i=3;t;i+=2){"
6918 "\n"                    "u*=f"
6919 "\n"                    "t=u/i"
6920 "\n"                    "r+=t"
6921 "\n"            "}"
6922 "\n"            "scale=s"
6923 "\n"            "ibase=b"
6924 "\n"            "return((m*a+r)/n)"
6925 "\n"    "}"
6926 "\n"    "define j(n,x){"
6927 "\n"            "auto b,s,o,a,i,v,f"
6928 "\n"            "b=ibase"
6929 "\n"            "ibase=A"
6930 "\n"            "s=scale"
6931 "\n"            "scale=0"
6932 "\n"            "n/=1"
6933 "\n"            "if(n<0){"
6934 "\n"                    "n=-n"
6935 "\n"                    "o=n%2"
6936 "\n"            "}"
6937 "\n"            "a=1"
6938 "\n"            "for(i=2;i<=n;++i)a*=i"
6939 "\n"            "scale=1.5*s"
6940 "\n"            "a=(x^n)/2^n/a"
6941 "\n"            "r=v=1"
6942 "\n"            "f=-x*x/4"
6943 "\n"            "scale+=length(a)-scale(a)"
6944 "\n"            "for(i=1;v;++i){"
6945 "\n"                    "v=v*f/i/(n+i)"
6946 "\n"                    "r+=v"
6947 "\n"            "}"
6948 "\n"            "scale=s"
6949 "\n"            "ibase=b"
6950 "\n"            "if(o)a=-a"
6951 "\n"            "return(a*r/1)"
6952 "\n"    "}"
6953 };
6954 #endif // ENABLE_BC
6955
6956 static BC_STATUS zbc_vm_exec(void)
6957 {
6958         char **fname;
6959         BcStatus s;
6960         size_t i;
6961
6962 #if ENABLE_BC
6963         if (option_mask32 & BC_FLAG_L) {
6964                 // We know that internal library is not buggy,
6965                 // thus error checking is normally disabled.
6966 # define DEBUG_LIB 0
6967                 bc_lex_file(&G.prs.l);
6968                 s = zbc_vm_process(bc_lib);
6969                 if (DEBUG_LIB && s) RETURN_STATUS(s);
6970         }
6971 #endif
6972
6973         s = BC_STATUS_SUCCESS;
6974         fname = (void*)G.files.v;
6975         for (i = 0; i < G.files.len; i++) {
6976                 s = zbc_vm_file(*fname++);
6977                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin && s) {
6978                         // Debug config, non-interactive mode:
6979                         // return all the way back to main.
6980                         // Non-debug builds do not come here
6981                         // in non-interactive mode, they exit.
6982                         RETURN_STATUS(s);
6983                 }
6984         }
6985
6986         if (IS_BC || (option_mask32 & BC_FLAG_I))
6987                 s = zbc_vm_execute_FILE(stdin, /*filename:*/ NULL);
6988
6989         RETURN_STATUS(s);
6990 }
6991 #define zbc_vm_exec(...) (zbc_vm_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6992
6993 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
6994 static void bc_program_free(void)
6995 {
6996         bc_vec_free(&G.prog.fns);
6997         IF_BC(bc_vec_free(&G.prog.fn_map);)
6998         bc_vec_free(&G.prog.vars);
6999         bc_vec_free(&G.prog.var_map);
7000         bc_vec_free(&G.prog.arrs);
7001         bc_vec_free(&G.prog.arr_map);
7002         bc_vec_free(&G.prog.strs);
7003         bc_vec_free(&G.prog.consts);
7004         bc_vec_free(&G.prog.results);
7005         bc_vec_free(&G.prog.exestack);
7006         IF_BC(bc_num_free(&G.prog.last);)
7007         IF_BC(bc_num_free(&G.prog.zero);)
7008         IF_BC(bc_num_free(&G.prog.one);)
7009         bc_vec_free(&G.input_buffer);
7010 }
7011
7012 static void bc_vm_free(void)
7013 {
7014         bc_vec_free(&G.files);
7015         bc_program_free();
7016         bc_parse_free(&G.prs);
7017         free(G.env_args);
7018 }
7019 #endif
7020
7021 static void bc_program_init(void)
7022 {
7023         BcInstPtr ip;
7024
7025         // memset(&G.prog, 0, sizeof(G.prog)); - already is
7026         memset(&ip, 0, sizeof(BcInstPtr));
7027
7028         // G.prog.nchars = G.prog.scale = 0; - already is
7029         G.prog.ib_t = 10;
7030         G.prog.ob_t = 10;
7031
7032         IF_BC(bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.last);)
7033         //IF_BC(bc_num_zero(&G.prog.last);) - already is
7034
7035         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.zero);
7036         //bc_num_zero(&G.prog.zero); - already is
7037
7038         IF_BC(bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.one);)
7039         IF_BC(bc_num_one(&G.prog.one);)
7040
7041         bc_vec_init(&G.prog.fns, sizeof(BcFunc), bc_func_free);
7042         IF_BC(bc_vec_init(&G.prog.fn_map, sizeof(BcId), bc_id_free);)
7043
7044         if (IS_BC) {
7045                 // Names are chosen simply to never match
7046                 // a valid function name (and be short)
7047                 IF_BC(bc_program_addFunc(xstrdup(""))); // func #0: main
7048                 IF_BC(bc_program_addFunc(xstrdup(""))); // func #1: for read()
7049         } else {
7050                 bc_program_add_fn();
7051                 bc_program_add_fn();
7052         }
7053
7054         bc_vec_init(&G.prog.vars, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7055         bc_vec_init(&G.prog.var_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7056
7057         bc_vec_init(&G.prog.arrs, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7058         bc_vec_init(&G.prog.arr_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7059
7060         bc_vec_init(&G.prog.strs, sizeof(char *), bc_string_free);
7061         bc_vec_init(&G.prog.consts, sizeof(char *), bc_string_free);
7062         bc_vec_init(&G.prog.results, sizeof(BcResult), bc_result_free);
7063         bc_vec_init(&G.prog.exestack, sizeof(BcInstPtr), NULL);
7064         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
7065
7066         bc_char_vec_init(&G.input_buffer);
7067 }
7068
7069 static int bc_vm_init(const char *env_len)
7070 {
7071 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
7072         G.line_input_state = new_line_input_t(DO_HISTORY);
7073 #endif
7074         G.prog.len = bc_vm_envLen(env_len);
7075
7076         bc_vec_init(&G.files, sizeof(char *), NULL);
7077         IF_BC(if (IS_BC) bc_vm_envArgs();)
7078         bc_program_init();
7079         bc_parse_create(&G.prs, BC_PROG_MAIN);
7080
7081 //TODO: in GNU bc, the check is (isatty(0) && isatty(1)),
7082 //-i option unconditionally enables this regardless of isatty():
7083         if (isatty(0)) {
7084 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
7085                 G_ttyin = 1;
7086                 // With SA_RESTART, most system calls will restart
7087                 // (IOW: they won't fail with EINTR).
7088                 // In particular, this means ^C won't cause
7089                 // stdout to get into "error state" if SIGINT hits
7090                 // within write() syscall.
7091                 //
7092                 // The downside is that ^C while tty input is taken
7093                 // will only be handled after [Enter] since read()
7094                 // from stdin is not interrupted by ^C either,
7095                 // it restarts, thus fgetc() does not return on ^C.
7096                 // (This problem manifests only if line editing is disabled)
7097                 signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7098
7099                 // Without SA_RESTART, this exhibits a bug:
7100                 // "while (1) print 1" and try ^C-ing it.
7101                 // Intermittently, instead of returning to input line,
7102                 // you'll get "output error: Interrupted system call"
7103                 // and exit.
7104                 //signal_no_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7105 #endif
7106                 return 1; // "tty"
7107         }
7108         return 0; // "not a tty"
7109 }
7110
7111 static BcStatus bc_vm_run(void)
7112 {
7113         BcStatus st = zbc_vm_exec();
7114 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7115         if (G_exiting) // it was actually "halt" or "quit"
7116                 st = EXIT_SUCCESS;
7117         bc_vm_free();
7118 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
7119         free_line_input_t(G.line_input_state);
7120 # endif
7121         FREE_G();
7122 #endif
7123         dbg_exec("exiting with exitcode %d", st);
7124         return st;
7125 }
7126
7127 #if ENABLE_BC
7128 int bc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7129 int bc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7130 {
7131         int is_tty;
7132
7133         INIT_G();
7134
7135         is_tty = bc_vm_init("BC_LINE_LENGTH");
7136
7137         bc_args(argv);
7138
7139         if (is_tty && !(option_mask32 & BC_FLAG_Q))
7140                 bc_vm_info();
7141
7142         return bc_vm_run();
7143 }
7144 #endif
7145
7146 #if ENABLE_DC
7147 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7148 int dc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7149 {
7150         int noscript;
7151
7152         INIT_G();
7153
7154         // TODO: dc (GNU bc 1.07.1) 1.4.1 seems to use width
7155         // 1 char wider than bc from the same package.
7156         // Both default width, and xC_LINE_LENGTH=N are wider:
7157         // "DC_LINE_LENGTH=5 dc -e'123456 p'" prints:
7158         //      |1234\   |
7159         //      |56      |
7160         // "echo '123456' | BC_LINE_LENGTH=5 bc" prints:
7161         //      |123\    |
7162         //      |456     |
7163         // Do the same, or it's a bug?
7164         bc_vm_init("DC_LINE_LENGTH");
7165
7166         // Run -e'SCRIPT' and -fFILE in order of appearance, then handle FILEs
7167         noscript = BC_FLAG_I;
7168         for (;;) {
7169                 int n = getopt(argc, argv, "e:f:x");
7170                 if (n <= 0)
7171                         break;
7172                 switch (n) {
7173                 case 'e':
7174                         noscript = 0;
7175                         n = zbc_vm_process(optarg);
7176                         if (n) return n;
7177                         break;
7178                 case 'f':
7179                         noscript = 0;
7180                         n = zbc_vm_file(optarg);
7181                         if (n) return n;
7182                         break;
7183                 case 'x':
7184                         option_mask32 |= DC_FLAG_X;
7185                         break;
7186                 default:
7187                         bb_show_usage();
7188                 }
7189         }
7190         argv += optind;
7191
7192         while (*argv) {
7193                 noscript = 0;
7194                 bc_vec_push(&G.files, argv++);
7195         }
7196
7197         option_mask32 |= noscript; // set BC_FLAG_I if we need to interpret stdin
7198
7199         return bc_vm_run();
7200 }
7201 #endif
7202
7203 #endif // not DC_SMALL