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:       "[-sqliw] 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_EXEC  0
 172
 173 #if DEBUG_LEXER
 174 static uint8_t lex_indent;
 175 #define dbg_lex(...) \
 176         do { \
 177                 fprintf(stderr, "%*s", lex_indent, ""); \
 178                 bb_error_msg(__VA_ARGS__); \
 179         } while (0)
 180 #define dbg_lex_enter(...) \
 181         do { \
 182                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
 183                 lex_indent++; \
 184         } while (0)
 185 #define dbg_lex_done(...) \
 186         do { \
 187                 lex_indent--; \
 188                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
 189         } while (0)
 190 #else
 191 # define dbg_lex(...)       ((void)0)
 192 # define dbg_lex_enter(...) ((void)0)
 193 # define dbg_lex_done(...)  ((void)0)
 194 #endif
 195
 196 #if DEBUG_EXEC
 197 # define dbg_exec(...) bb_error_msg(__VA_ARGS__)
 198 #else
 199 # define dbg_exec(...) ((void)0)
 200 #endif
 201
 202 typedef enum BcStatus {
 203         BC_STATUS_SUCCESS = 0,
 204         BC_STATUS_FAILURE = 1,
 205         BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP = 2, // bc_parse_expr_empty_ok() uses this
 206 } BcStatus;
 207
 208 #define BC_VEC_INVALID_IDX ((size_t) -1)
 209 #define BC_VEC_START_CAP (1 << 5)
 210
 211 typedef void (*BcVecFree)(void *) FAST_FUNC;
 212
 213 typedef struct BcVec {
 214         char *v;
 215         size_t len;
 216         size_t cap;
 217         size_t size;
 218         BcVecFree dtor;
 219 } BcVec;
 220
 221 typedef signed char BcDig;
 222
 223 typedef struct BcNum {
 224         BcDig *restrict num;
 225         size_t rdx;
 226         size_t len;
 227         size_t cap;
 228         bool neg;
 229 } BcNum;
 230
 231 #define BC_NUM_MAX_IBASE        ((unsigned long) 16)
 232 // larger value might speed up BIGNUM calculations a bit:
 233 #define BC_NUM_DEF_SIZE         (16)
 234 #define BC_NUM_PRINT_WIDTH      (69)
 235
 236 #define BC_NUM_KARATSUBA_LEN    (32)
 237
 238 typedef enum BcInst {
 239
 240 #if ENABLE_BC
 241         BC_INST_INC_PRE,
 242         BC_INST_DEC_PRE,
 243         BC_INST_INC_POST,
 244         BC_INST_DEC_POST,
 245 #endif
 246
 247         BC_INST_NEG,
 248
 249         BC_INST_POWER,
 250         BC_INST_MULTIPLY,
 251         BC_INST_DIVIDE,
 252         BC_INST_MODULUS,
 253         BC_INST_PLUS,
 254         BC_INST_MINUS,
 255
 256         BC_INST_REL_EQ,
 257         BC_INST_REL_LE,
 258         BC_INST_REL_GE,
 259         BC_INST_REL_NE,
 260         BC_INST_REL_LT,
 261         BC_INST_REL_GT,
 262
 263         BC_INST_BOOL_NOT,
 264         BC_INST_BOOL_OR,
 265         BC_INST_BOOL_AND,
 266
 267 #if ENABLE_BC
 268         BC_INST_ASSIGN_POWER,
 269         BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY,
 270         BC_INST_ASSIGN_DIVIDE,
 271         BC_INST_ASSIGN_MODULUS,
 272         BC_INST_ASSIGN_PLUS,
 273         BC_INST_ASSIGN_MINUS,
 274 #endif
 275         BC_INST_ASSIGN,
 276
 277         BC_INST_NUM,
 278         BC_INST_VAR,
 279         BC_INST_ARRAY_ELEM,
 280         BC_INST_ARRAY,
 281
 282         BC_INST_SCALE_FUNC,
 283         BC_INST_IBASE,
 284         BC_INST_SCALE,
 285         BC_INST_LAST,
 286         BC_INST_LENGTH,
 287         BC_INST_READ,
 288         BC_INST_OBASE,
 289         BC_INST_SQRT,
 290
 291         BC_INST_PRINT,
 292         BC_INST_PRINT_POP,
 293         BC_INST_STR,
 294         BC_INST_PRINT_STR,
 295
 296 #if ENABLE_BC
 297         BC_INST_JUMP,
 298         BC_INST_JUMP_ZERO,
 299
 300         BC_INST_CALL,
 301
 302         BC_INST_RET,
 303         BC_INST_RET0,
 304
 305         BC_INST_HALT,
 306 #endif
 307
 308         BC_INST_POP,
 309         BC_INST_POP_EXEC,
 310
 311 #if ENABLE_DC
 312         BC_INST_MODEXP,
 313         BC_INST_DIVMOD,
 314
 315         BC_INST_EXECUTE,
 316         BC_INST_EXEC_COND,
 317
 318         BC_INST_ASCIIFY,
 319         BC_INST_PRINT_STREAM,
 320
 321         BC_INST_PRINT_STACK,
 322         BC_INST_CLEAR_STACK,
 323         BC_INST_STACK_LEN,
 324         BC_INST_DUPLICATE,
 325         BC_INST_SWAP,
 326
 327         BC_INST_LOAD,
 328         BC_INST_PUSH_VAR,
 329         BC_INST_PUSH_TO_VAR,
 330
 331         BC_INST_QUIT,
 332         BC_INST_NQUIT,
 333
 334         BC_INST_INVALID = -1,
 335 #endif
 336
 337 } BcInst;
 338
 339 typedef struct BcId {
 340         char *name;
 341         size_t idx;
 342 } BcId;
 343
 344 typedef struct BcFunc {
 345         BcVec code;
 346         BcVec labels;
 347         size_t nparams;
 348         BcVec autos;
 349 } BcFunc;
 350
 351 typedef enum BcResultType {
 352
 353         BC_RESULT_TEMP,
 354
 355         BC_RESULT_VAR,
 356         BC_RESULT_ARRAY_ELEM,
 357         BC_RESULT_ARRAY,
 358
 359         BC_RESULT_STR,
 360
 361         BC_RESULT_IBASE,
 362         BC_RESULT_SCALE,
 363         BC_RESULT_LAST,
 364
 365         // These are between to calculate ibase, obase, and last from instructions.
 366         BC_RESULT_CONSTANT,
 367         BC_RESULT_ONE,
 368
 369         BC_RESULT_OBASE,
 370
 371 } BcResultType;
 372
 373 typedef union BcResultData {
 374         BcNum n;
 375         BcVec v;
 376         BcId id;
 377 } BcResultData;
 378
 379 typedef struct BcResult {
 380         BcResultType t;
 381         BcResultData d;
 382 } BcResult;
 383
 384 typedef struct BcInstPtr {
 385         size_t func;
 386         size_t idx;
 387         size_t len;
 388 } BcInstPtr;
 389
 390 // BC_LEX_NEG is not used in lexing; it is only for parsing.
 391 typedef enum BcLexType {
 392         BC_LEX_EOF,
 393         BC_LEX_INVALID,
 394
 395         BC_LEX_OP_INC,
 396         BC_LEX_OP_DEC,
 397
 398         BC_LEX_NEG,
 399
 400         BC_LEX_OP_POWER,
 401         BC_LEX_OP_MULTIPLY,
 402         BC_LEX_OP_DIVIDE,
 403         BC_LEX_OP_MODULUS,
 404         BC_LEX_OP_PLUS,
 405         BC_LEX_OP_MINUS,
 406
 407         BC_LEX_OP_REL_EQ,
 408         BC_LEX_OP_REL_LE,
 409         BC_LEX_OP_REL_GE,
 410         BC_LEX_OP_REL_NE,
 411         BC_LEX_OP_REL_LT,
 412         BC_LEX_OP_REL_GT,
 413
 414         BC_LEX_OP_BOOL_NOT,
 415         BC_LEX_OP_BOOL_OR,
 416         BC_LEX_OP_BOOL_AND,
 417
 418         BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER,
 419         BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY,
 420         BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE,
 421         BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS,
 422         BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS,
 423         BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS,
 424         BC_LEX_OP_ASSIGN,
 425
 426         BC_LEX_NLINE,
 427         BC_LEX_WHITESPACE,
 428
 429         BC_LEX_LPAREN,
 430         BC_LEX_RPAREN,
 431
 432         BC_LEX_LBRACKET,
 433         BC_LEX_COMMA,
 434         BC_LEX_RBRACKET,
 435
 436         BC_LEX_LBRACE, // '{' is 0x7B, '}' is 0x7D,
 437         BC_LEX_SCOLON,
 438         BC_LEX_RBRACE, // should be LBRACE+2: code uses (c - '{' + BC_LEX_LBRACE)
 439
 440         BC_LEX_STR,
 441         BC_LEX_NAME,
 442         BC_LEX_NUMBER,
 443
 444         BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 445         BC_LEX_KEY_AUTO = BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 446         BC_LEX_KEY_BREAK,
 447         BC_LEX_KEY_CONTINUE,
 448         BC_LEX_KEY_DEFINE,
 449         BC_LEX_KEY_ELSE,
 450         BC_LEX_KEY_FOR,
 451         BC_LEX_KEY_HALT,
 452         // code uses "type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE" construct,
 453         BC_LEX_KEY_IBASE,  // relative order should match for: BC_INST_IBASE
 454         BC_LEX_KEY_IF,
 455         BC_LEX_KEY_LAST,   // relative order should match for: BC_INST_LAST
 456         BC_LEX_KEY_LENGTH,
 457         BC_LEX_KEY_LIMITS,
 458         BC_LEX_KEY_OBASE,  // relative order should match for: BC_INST_OBASE
 459         BC_LEX_KEY_PRINT,
 460         BC_LEX_KEY_QUIT,
 461         BC_LEX_KEY_READ,
 462         BC_LEX_KEY_RETURN,
 463         BC_LEX_KEY_SCALE,
 464         BC_LEX_KEY_SQRT,
 465         BC_LEX_KEY_WHILE,
 466
 467 #if ENABLE_DC
 468         BC_LEX_EQ_NO_REG,
 469         BC_LEX_OP_MODEXP,
 470         BC_LEX_OP_DIVMOD,
 471
 472         BC_LEX_COLON,
 473         BC_LEX_ELSE,
 474         BC_LEX_EXECUTE,
 475         BC_LEX_PRINT_STACK,
 476         BC_LEX_CLEAR_STACK,
 477         BC_LEX_STACK_LEVEL,
 478         BC_LEX_DUPLICATE,
 479         BC_LEX_SWAP,
 480         BC_LEX_POP,
 481
 482         BC_LEX_ASCIIFY,
 483         BC_LEX_PRINT_STREAM,
 484
 485         BC_LEX_STORE_IBASE,
 486         BC_LEX_STORE_SCALE,
 487         BC_LEX_LOAD,
 488         BC_LEX_LOAD_POP,
 489         BC_LEX_STORE_PUSH,
 490         BC_LEX_STORE_OBASE,
 491         BC_LEX_PRINT_POP,
 492         BC_LEX_NQUIT,
 493         BC_LEX_SCALE_FACTOR,
 494 #endif
 495 } BcLexType;
 496 // must match order of BC_LEX_KEY_foo etc above
 497 #if ENABLE_BC
 498 struct BcLexKeyword {
 499         char name8[8];
 500 };
 501 #define BC_LEX_KW_ENTRY(a, b) \
 502         { .name8 = a /*, .posix = b */ }
 503 static const struct BcLexKeyword bc_lex_kws[20] = {
 504         BC_LEX_KW_ENTRY("auto"    , 1), // 0
 505         BC_LEX_KW_ENTRY("break"   , 1), // 1
 506         BC_LEX_KW_ENTRY("continue", 0), // 2 note: this one has no terminating NUL
 507         BC_LEX_KW_ENTRY("define"  , 1), // 3
 508         BC_LEX_KW_ENTRY("else"    , 0), // 4
 509         BC_LEX_KW_ENTRY("for"     , 1), // 5
 510         BC_LEX_KW_ENTRY("halt"    , 0), // 6
 511         BC_LEX_KW_ENTRY("ibase"   , 1), // 7
 512         BC_LEX_KW_ENTRY("if"      , 1), // 8
 513         BC_LEX_KW_ENTRY("last"    , 0), // 9
 514         BC_LEX_KW_ENTRY("length"  , 1), // 10
 515         BC_LEX_KW_ENTRY("limits"  , 0), // 11
 516         BC_LEX_KW_ENTRY("obase"   , 1), // 12
 517         BC_LEX_KW_ENTRY("print"   , 0), // 13
 518         BC_LEX_KW_ENTRY("quit"    , 1), // 14
 519         BC_LEX_KW_ENTRY("read"    , 0), // 15
 520         BC_LEX_KW_ENTRY("return"  , 1), // 16
 521         BC_LEX_KW_ENTRY("scale"   , 1), // 17
 522         BC_LEX_KW_ENTRY("sqrt"    , 1), // 18
 523         BC_LEX_KW_ENTRY("while"   , 1), // 19
 524 };
 525 #undef BC_LEX_KW_ENTRY
 526 #define STRING_if    (bc_lex_kws[8].name8)
 527 #define STRING_else  (bc_lex_kws[4].name8)
 528 #define STRING_while (bc_lex_kws[19].name8)
 529 #define STRING_for   (bc_lex_kws[5].name8)
 530 enum {
 531         POSIX_KWORD_MASK = 0
 532                 | (1 << 0)  // 0
 533                 | (1 << 1)  // 1
 534                 | (0 << 2)  // 2
 535                 | (1 << 3)  // 3
 536                 | (0 << 4)  // 4
 537                 | (1 << 5)  // 5
 538                 | (0 << 6)  // 6
 539                 | (1 << 7)  // 7
 540                 | (1 << 8)  // 8
 541                 | (0 << 9)  // 9
 542                 | (1 << 10) // 10
 543                 | (0 << 11) // 11
 544                 | (1 << 12) // 12
 545                 | (0 << 13) // 13
 546                 | (1 << 14) // 14
 547                 | (0 << 15) // 15
 548                 | (1 << 16) // 16
 549                 | (1 << 17) // 17
 550                 | (1 << 18) // 18
 551                 | (1 << 19) // 19
 552 };
 553 #define bc_lex_kws_POSIX(i) ((1 << (i)) & POSIX_KWORD_MASK)
 554
 555 // This is a bit array that corresponds to token types. An entry is
 556 // true if the token is valid in an expression, false otherwise.
 557 // Used to figure out when expr parsing should stop *without error message*
 558 // - 0 element indicates this condition. 1 means "this token is to be eaten
 559 // as part of the expression", token can them still be determined to be invalid
 560 // by later processing.
 561 enum {
 562 #define EXBITS(a,b,c,d,e,f,g,h) \
 563         ((uint64_t)((a << 0)+(b << 1)+(c << 2)+(d << 3)+(e << 4)+(f << 5)+(g << 6)+(h << 7)))
 564         BC_PARSE_EXPRS_BITS = 0
 565         + (EXBITS(0,0,1,1,1,1,1,1) << (0*8)) //  0: eof    inval ++    --     -     ^     *    /
 566         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (1*8)) //  8: %      +     -     ==     <=    >=    !=   <
 567         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (2*8)) // 16: >      !     ||    &&     ^=    *=    /=   %=
 568         + (EXBITS(1,1,1,0,0,1,1,0) << (3*8)) // 24: +=     -=    =     NL     WS    (     )    [
 569         + (EXBITS(0,0,0,0,0,0,1,1) << (4*8)) // 32: ,      ]     {     ;      }     STR   NAME NUM
 570         + (EXBITS(0,0,0,0,0,0,0,1) << (5*8)) // 40: auto   break cont  define else  for   halt ibase
 571         + (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?
 572         + (EXBITS(0,1,1,0,0,0,0,0) << (7*8)) // 56: return scale sqrt  while
 573 #undef EXBITS
 574 };
 575 static ALWAYS_INLINE long bc_parse_exprs(unsigned i)
 576 {
 577 #if ULONG_MAX > 0xffffffff
 578         // 64-bit version (will not work correctly for 32-bit longs!)
 579         return BC_PARSE_EXPRS_BITS & (1UL << i);
 580 #else
 581         // 32-bit version
 582         unsigned long m = (uint32_t)BC_PARSE_EXPRS_BITS;
 583         if (i >= 32) {
 584                 m = (uint32_t)(BC_PARSE_EXPRS_BITS >> 32);
 585                 i &= 31;
 586         }
 587         return m & (1UL << i);
 588 #endif
 589 }
 590
 591 // This is an array of data for operators that correspond to
 592 // [BC_LEX_OP_INC...BC_LEX_OP_ASSIGN] token types.
 593 static const uint8_t bc_parse_ops[] = {
 594 #define OP(p,l) ((int)(l) * 0x10 + (p))
 595         OP(0, false), OP( 0, false ), // inc dec
 596         OP(1, false), // neg
 597         OP(2, false), // pow
 598         OP(3, true ), OP( 3, true  ), OP( 3, true  ), // mul div mod
 599         OP(4, true ), OP( 4, true  ), // + -
 600         OP(6, true ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true ), // == <= >= != < >
 601         OP(1, false), // not
 602         OP(7, true ), OP( 7, true  ), // or and
 603         OP(5, false), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), // ^= *= /= %= +=
 604         OP(5, false), OP( 5, false ), // -= =
 605 #undef OP
 606 };
 607 #define bc_parse_op_PREC(i) (bc_parse_ops[i] & 0x0f)
 608 #define bc_parse_op_LEFT(i) (bc_parse_ops[i] & 0x10)
 609 #endif // ENABLE_BC
 610
 611 #if ENABLE_DC
 612 static const //BcInst - should be this type. Using signed narrow type since BC_INST_INVALID is -1
 613 int8_t
 614 dc_parse_insts[] = {
 615         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 616         BC_INST_INVALID, BC_INST_POWER, BC_INST_MULTIPLY, BC_INST_DIVIDE,
 617         BC_INST_MODULUS, BC_INST_PLUS, BC_INST_MINUS,
 618         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 619         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 620         BC_INST_BOOL_NOT, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 621         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 622         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 623         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GT, BC_INST_INVALID,
 624         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 625         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 626         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 627         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 628         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_IBASE,
 629         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_LENGTH, BC_INST_INVALID,
 630         BC_INST_OBASE, BC_INST_PRINT, BC_INST_QUIT, BC_INST_INVALID,
 631         BC_INST_INVALID, BC_INST_SCALE, BC_INST_SQRT, BC_INST_INVALID,
 632         BC_INST_REL_EQ, BC_INST_MODEXP, BC_INST_DIVMOD, BC_INST_INVALID,
 633         BC_INST_INVALID, BC_INST_EXECUTE, BC_INST_PRINT_STACK, BC_INST_CLEAR_STACK,
 634         BC_INST_STACK_LEN, BC_INST_DUPLICATE, BC_INST_SWAP, BC_INST_POP,
 635         BC_INST_ASCIIFY, BC_INST_PRINT_STREAM, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 636         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 637         BC_INST_PRINT, BC_INST_NQUIT, BC_INST_SCALE_FUNC,
 638 };
 639 #endif // ENABLE_DC
 640
 641
 642 typedef struct BcLex {
 643         const char *buf;
 644         size_t i;
 645         size_t line;
 646         size_t len;
 647         bool newline;
 648         struct {
 649                 BcLexType t;
 650                 BcLexType last;
 651                 BcVec v;
 652         } t;
 653 } BcLex;
 654
 655 #define BC_PARSE_STREND              ((char) UCHAR_MAX)
 656
 657 #define BC_PARSE_REL                 (1 << 0)
 658 #define BC_PARSE_PRINT               (1 << 1)
 659 #define BC_PARSE_NOCALL              (1 << 2)
 660 #define BC_PARSE_NOREAD              (1 << 3)
 661 #define BC_PARSE_ARRAY               (1 << 4)
 662
 663 typedef struct BcParse {
 664         BcLex l;
 665
 666         BcVec exits;
 667         BcVec conds;
 668
 669         BcVec ops;
 670
 671         BcFunc *func;
 672         size_t fidx;
 673
 674         size_t in_funcdef;
 675 } BcParse;
 676
 677 typedef struct BcProgram {
 678
 679         size_t len;
 680         size_t scale;
 681
 682         size_t ib_t;
 683         size_t ob_t;
 684         BcNum ob;
 685
 686 #if ENABLE_DC
 687         BcNum strmb;
 688 #endif
 689
 690         BcVec results;
 691         BcVec stack;
 692
 693         BcVec fns;
 694         BcVec fn_map;
 695
 696         BcVec vars;
 697         BcVec var_map;
 698
 699         BcVec arrs;
 700         BcVec arr_map;
 701
 702         BcVec strs;
 703         BcVec consts;
 704
 705         const char *file;
 706
 707         BcNum last;
 708         BcNum zero;
 709         BcNum one;
 710
 711         size_t nchars;
 712
 713 } BcProgram;
 714
 715 #define BC_PROG_STACK(s, n) ((s)->len >= ((size_t) n))
 716
 717 #define BC_PROG_MAIN (0)
 718 #define BC_PROG_READ (1)
 719 #if ENABLE_DC
 720 #define BC_PROG_REQ_FUNCS (2)
 721 #endif
 722
 723 #define BC_PROG_STR(n) (!(n)->num && !(n)->cap)
 724 #define BC_PROG_NUM(r, n) \
 725         ((r)->t != BC_RESULT_ARRAY && (r)->t != BC_RESULT_STR && !BC_PROG_STR(n))
 726
 727 #define BC_FLAG_W (1 << 0)
 728 #define BC_FLAG_V (1 << 1)
 729 #define BC_FLAG_S (1 << 2)
 730 #define BC_FLAG_Q (1 << 3)
 731 #define BC_FLAG_L (1 << 4)
 732 #define BC_FLAG_I (1 << 5)
 733 #define DC_FLAG_X (1 << 6)
 734
 735 #define BC_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
 736 #define BC_MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
 737
 738 #define BC_MAX_OBASE    ((unsigned) 999)
 739 #define BC_MAX_DIM      ((unsigned) INT_MAX)
 740 #define BC_MAX_SCALE    ((unsigned) UINT_MAX)
 741 #define BC_MAX_STRING   ((unsigned) UINT_MAX - 1)
 742 #define BC_MAX_NUM      BC_MAX_STRING
 743 // Unused apart from "limits" message. Just show a "biggish number" there.
 744 //#define BC_MAX_NAME     BC_MAX_STRING
 745 //#define BC_MAX_EXP      ((unsigned long) LONG_MAX)
 746 //#define BC_MAX_VARS     ((unsigned long) SIZE_MAX - 1)
 747 #define BC_MAX_NAME_STR "999999999"
 748 #define BC_MAX_EXP_STR  "999999999"
 749 #define BC_MAX_VARS_STR "999999999"
 750
 751 #define BC_MAX_OBASE_STR "999"
 752
 753 #if INT_MAX == 2147483647
 754 # define BC_MAX_DIM_STR "2147483647"
 755 #elif INT_MAX == 9223372036854775807
 756 # define BC_MAX_DIM_STR "9223372036854775807"
 757 #else
 758 # error Strange INT_MAX
 759 #endif
 760
 761 #if UINT_MAX == 4294967295
 762 # define BC_MAX_SCALE_STR  "4294967295"
 763 # define BC_MAX_STRING_STR "4294967294"
 764 #elif UINT_MAX == 18446744073709551615
 765 # define BC_MAX_SCALE_STR  "18446744073709551615"
 766 # define BC_MAX_STRING_STR "18446744073709551614"
 767 #else
 768 # error Strange UINT_MAX
 769 #endif
 770 #define BC_MAX_NUM_STR BC_MAX_STRING_STR
 771
 772 struct globals {
 773         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(smallint ttyin;)
 774         IF_FEATURE_CLEAN_UP(smallint exiting;)
 775         smallint in_read;
 776
 777         BcParse prs;
 778         BcProgram prog;
 779
 780         // For error messages. Can be set to current parsed line,
 781         // or [TODO] to current executing line (can be before last parsed one)
 782         unsigned err_line;
 783
 784         BcVec files;
 785         BcVec input_buffer;
 786         FILE *input_fp;
 787
 788         char *env_args;
 789
 790 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
 791         line_input_t *line_input_state;
 792 #endif
 793 } FIX_ALIASING;
 794 #define G (*ptr_to_globals)
 795 #define INIT_G() do { \
 796         SET_PTR_TO_GLOBALS(xzalloc(sizeof(G))); \
 797 } while (0)
 798 #define FREE_G() do { \
 799         FREE_PTR_TO_GLOBALS(); \
 800 } while (0)
 801 #define G_posix (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_S))
 802 #define G_warn  (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_W))
 803 #define G_exreg (ENABLE_DC && (option_mask32 & DC_FLAG_X))
 804 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
 805 # define G_interrupt bb_got_signal
 806 # define G_ttyin     G.ttyin
 807 #else
 808 # define G_interrupt 0
 809 # define G_ttyin     0
 810 #endif
 811 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 812 # define G_exiting G.exiting
 813 #else
 814 # define G_exiting 0
 815 #endif
 816 #define IS_BC (ENABLE_BC && (!ENABLE_DC || applet_name[0] == 'b'))
 817 #define IS_DC (ENABLE_DC && (!ENABLE_BC || applet_name[0] != 'b'))
 818
 819 // In configurations where errors abort instead of propagating error
 820 // return code up the call chain, functions returning BC_STATUS
 821 // actually don't return anything, they always succeed and return "void".
 822 // A macro wrapper is provided, which makes this statement work:
 823 //  s = zbc_func(...)
 824 // and makes it visible to the compiler that s is always zero,
 825 // allowing compiler to optimize dead code after the statement.
 826 //
 827 // To make code more readable, each such function has a "z"
 828 // ("always returning zero") prefix, i.e. zbc_foo or zdc_foo.
 829 //
 830 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS || ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 831 # define ERRORS_ARE_FATAL 0
 832 # define ERRORFUNC        /*nothing*/
 833 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  a
 834 # define BC_STATUS        BcStatus
 835 # define RETURN_STATUS(v) return (v)
 836 # define COMMA_SUCCESS    /*nothing*/
 837 #else
 838 # define ERRORS_ARE_FATAL 1
 839 # define ERRORFUNC        NORETURN
 840 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  /*nothing*/
 841 # define BC_STATUS        void
 842 # define RETURN_STATUS(v) do { ((void)(v)); return; } while (0)
 843 # define COMMA_SUCCESS    ,BC_STATUS_SUCCESS
 844 #endif
 845
 846 #define BC_NUM_NEG(n, neg)      ((((ssize_t)(n)) ^ -((ssize_t)(neg))) + (neg))
 847 #define BC_NUM_ONE(n)           ((n)->len == 1 && (n)->rdx == 0 && (n)->num[0] == 1)
 848 #define BC_NUM_INT(n)           ((n)->len - (n)->rdx)
 849 //#define BC_NUM_AREQ(a, b)       (BC_MAX((a)->rdx, (b)->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1)
 850 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_AREQ(BcNum *a, BcNum *b)
 851 {
 852         return BC_MAX(a->rdx, b->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1;
 853 }
 854 //#define BC_NUM_MREQ(a, b, scale) (BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX((scale), (a)->rdx + (b)->rdx) + 1)
 855 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_MREQ(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
 856 {
 857         return BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX(scale, a->rdx + b->rdx) + 1;
 858 }
 859
 860 typedef void (*BcNumDigitOp)(size_t, size_t, bool) FAST_FUNC;
 861
 862 typedef BC_STATUS (*BcNumBinaryOp)(BcNum *, BcNum *, BcNum *, size_t) FAST_FUNC;
 863
 864 static BC_STATUS zbc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
 865                         BcNumBinaryOp op, size_t req);
 866 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 867 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 868 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 869 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 870 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 871 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 872
 873 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 874 {
 875         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_a : zbc_num_s;
 876         (void) scale;
 877         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, false, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
 878 }
 879
 880 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 881 {
 882         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_s : zbc_num_a;
 883         (void) scale;
 884         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, true, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
 885 }
 886
 887 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 888 {
 889         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 890         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_m, req));
 891 }
 892
 893 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 894 {
 895         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 896         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_d, req));
 897 }
 898
 899 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 900 {
 901         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 902         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_rem, req));
 903 }
 904
 905 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 906 {
 907         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_p, a->len * b->len + 1));
 908 }
 909
 910 static const BcNumBinaryOp zbc_program_ops[] = {
 911         zbc_num_pow, zbc_num_mul, zbc_num_div, zbc_num_mod, zbc_num_add, zbc_num_sub,
 912 };
 913 #define zbc_num_add(...) (zbc_num_add(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 914 #define zbc_num_sub(...) (zbc_num_sub(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 915 #define zbc_num_mul(...) (zbc_num_mul(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 916 #define zbc_num_div(...) (zbc_num_div(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 917 #define zbc_num_mod(...) (zbc_num_mod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 918 #define zbc_num_pow(...) (zbc_num_pow(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 919
 920 static void fflush_and_check(void)
 921 {
 922         fflush_all();
 923         if (ferror(stdout) || ferror(stderr))
 924                 bb_perror_msg_and_die("output error");
 925 }
 926
 927 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 928 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN \
 929 do { \
 930         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(G_ttyin = 0;) /* do not loop in main loop anymore */ \
 931         G_exiting = 1; \
 932         return BC_STATUS_FAILURE; \
 933 } while (0)
 934 #else
 935 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN quit()
 936 #endif
 937
 938 static void quit(void) NORETURN;
 939 static void quit(void)
 940 {
 941         if (ferror(stdin))
 942                 bb_perror_msg_and_die("input error");
 943         fflush_and_check();
 944         dbg_exec("quit(): exiting with exitcode SUCCESS");
 945         exit(0);
 946 }
 947
 948 static void bc_verror_msg(const char *fmt, va_list p)
 949 {
 950         const char *sv = sv; // for compiler
 951         if (G.prog.file) {
 952                 sv = applet_name;
 953                 applet_name = xasprintf("%s: %s:%u", applet_name, G.prog.file, G.err_line);
 954         }
 955         bb_verror_msg(fmt, p, NULL);
 956         if (G.prog.file) {
 957                 free((char*)applet_name);
 958                 applet_name = sv;
 959         }
 960 }
 961
 962 static NOINLINE ERRORFUNC int bc_error_fmt(const char *fmt, ...)
 963 {
 964         va_list p;
 965
 966         va_start(p, fmt);
 967         bc_verror_msg(fmt, p);
 968         va_end(p);
 969
 970         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 971                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return BC_STATUS_FAILURE);
 972         exit(1);
 973 }
 974
 975 #if ENABLE_BC
 976 static NOINLINE int bc_posix_error_fmt(const char *fmt, ...)
 977 {
 978         va_list p;
 979
 980         // Are non-POSIX constructs totally ok?
 981         if (!(option_mask32 & (BC_FLAG_S|BC_FLAG_W)))
 982                 return BC_STATUS_SUCCESS; // yes
 983
 984         va_start(p, fmt);
 985         bc_verror_msg(fmt, p);
 986         va_end(p);
 987
 988         // Do we treat non-POSIX constructs as errors?
 989         if (!(option_mask32 & BC_FLAG_S))
 990                 return BC_STATUS_SUCCESS; // no, it's a warning
 991         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 992                 return BC_STATUS_FAILURE;
 993         exit(1);
 994 }
 995 #endif
 996
 997 // We use error functions with "return bc_error(FMT[, PARAMS])" idiom.
 998 // This idiom begs for tail-call optimization, but for it to work,
 999 // function must not have caller-cleaned parameters on stack.
1000 // Unfortunately, vararg function API does exactly that on most arches.
1001 // Thus, use these shims for the cases when we have no vararg PARAMS:
1002 static ERRORFUNC int bc_error(const char *msg)
1003 {
1004         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("%s", msg);
1005 }
1006 static ERRORFUNC int bc_error_bad_character(char c)
1007 {
1008         if (!c)
1009                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("NUL character");
1010         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("bad character '%c'", c);
1011 }
1012 static ERRORFUNC int bc_error_bad_expression(void)
1013 {
1014         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("bad expression");
1015 }
1016 static ERRORFUNC int bc_error_bad_token(void)
1017 {
1018         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("bad token");
1019 }
1020 static ERRORFUNC int bc_error_stack_has_too_few_elements(void)
1021 {
1022         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("stack has too few elements");
1023 }
1024 static ERRORFUNC int bc_error_variable_is_wrong_type(void)
1025 {
1026         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("variable is wrong type");
1027 }
1028 static ERRORFUNC int bc_error_nested_read_call(void)
1029 {
1030         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("read() call inside of a read() call");
1031 }
1032 #if ENABLE_BC
1033 static int bc_POSIX_requires(const char *msg)
1034 {
1035         return bc_posix_error_fmt("POSIX requires %s", msg);
1036 }
1037 static int bc_POSIX_does_not_allow(const char *msg)
1038 {
1039         return bc_posix_error_fmt("%s%s", "POSIX does not allow ", msg);
1040 }
1041 static int bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(const char *msg)
1042 {
1043         return bc_posix_error_fmt("%s%s %s", "POSIX does not allow ", "boolean operators; the following is bad:", msg);
1044 }
1045 static int bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(const char *msg)
1046 {
1047         return bc_posix_error_fmt("%san empty %s expression in a for loop", "POSIX does not allow ", msg);
1048 }
1049 #endif
1050
1051 static void bc_vec_grow(BcVec *v, size_t n)
1052 {
1053         size_t cap = v->cap * 2;
1054         while (cap < v->len + n) cap *= 2;
1055         v->v = xrealloc(v->v, v->size * cap);
1056         v->cap = cap;
1057 }
1058
1059 static void bc_vec_init(BcVec *v, size_t esize, BcVecFree dtor)
1060 {
1061         v->size = esize;
1062         v->cap = BC_VEC_START_CAP;
1063         v->len = 0;
1064         v->dtor = dtor;
1065         v->v = xmalloc(esize * BC_VEC_START_CAP);
1066 }
1067
1068 static void bc_char_vec_init(BcVec *v)
1069 {
1070         bc_vec_init(v, sizeof(char), NULL);
1071 }
1072
1073 static void bc_vec_expand(BcVec *v, size_t req)
1074 {
1075         if (v->cap < req) {
1076                 v->v = xrealloc(v->v, v->size * req);
1077                 v->cap = req;
1078         }
1079 }
1080
1081 static void bc_vec_pop(BcVec *v)
1082 {
1083         v->len--;
1084         if (v->dtor)
1085                 v->dtor(v->v + (v->size * v->len));
1086 }
1087
1088 static void bc_vec_npop(BcVec *v, size_t n)
1089 {
1090         if (!v->dtor)
1091                 v->len -= n;
1092         else {
1093                 size_t len = v->len - n;
1094                 while (v->len > len) v->dtor(v->v + (v->size * --v->len));
1095         }
1096 }
1097
1098 static void bc_vec_pop_all(BcVec *v)
1099 {
1100         bc_vec_npop(v, v->len);
1101 }
1102
1103 static void bc_vec_push(BcVec *v, const void *data)
1104 {
1105         if (v->len + 1 > v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1106         memmove(v->v + (v->size * v->len), data, v->size);
1107         v->len += 1;
1108 }
1109
1110 static void bc_vec_pushByte(BcVec *v, char data)
1111 {
1112         bc_vec_push(v, &data);
1113 }
1114
1115 static void bc_vec_pushZeroByte(BcVec *v)
1116 {
1117         //bc_vec_pushByte(v, '\0');
1118         // better:
1119         bc_vec_push(v, &const_int_0);
1120 }
1121
1122 static void bc_vec_pushAt(BcVec *v, const void *data, size_t idx)
1123 {
1124         if (idx == v->len)
1125                 bc_vec_push(v, data);
1126         else {
1127
1128                 char *ptr;
1129
1130                 if (v->len == v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1131
1132                 ptr = v->v + v->size * idx;
1133
1134                 memmove(ptr + v->size, ptr, v->size * (v->len++ - idx));
1135                 memmove(ptr, data, v->size);
1136         }
1137 }
1138
1139 static void bc_vec_string(BcVec *v, size_t len, const char *str)
1140 {
1141         bc_vec_pop_all(v);
1142         bc_vec_expand(v, len + 1);
1143         memcpy(v->v, str, len);
1144         v->len = len;
1145
1146         bc_vec_pushZeroByte(v);
1147 }
1148
1149 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS && ENABLE_FEATURE_EDITING
1150 static void bc_vec_concat(BcVec *v, const char *str)
1151 {
1152         size_t len, slen;
1153
1154         if (v->len == 0) bc_vec_pushZeroByte(v);
1155
1156         slen = strlen(str);
1157         len = v->len + slen;
1158
1159         if (v->cap < len) bc_vec_grow(v, slen);
1160         strcpy(v->v + v->len - 1, str);
1161
1162         v->len = len;
1163 }
1164 #endif
1165
1166 static void *bc_vec_item(const BcVec *v, size_t idx)
1167 {
1168         return v->v + v->size * idx;
1169 }
1170
1171 static char** bc_program_str(size_t idx)
1172 {
1173         return bc_vec_item(&G.prog.strs, idx);
1174 }
1175
1176 static BcFunc* bc_program_func(size_t idx)
1177 {
1178         return bc_vec_item(&G.prog.fns, idx);
1179 }
1180
1181 static void *bc_vec_item_rev(const BcVec *v, size_t idx)
1182 {
1183         return v->v + v->size * (v->len - idx - 1);
1184 }
1185
1186 static void *bc_vec_top(const BcVec *v)
1187 {
1188         return v->v + v->size * (v->len - 1);
1189 }
1190
1191 static FAST_FUNC void bc_vec_free(void *vec)
1192 {
1193         BcVec *v = (BcVec *) vec;
1194         bc_vec_pop_all(v);
1195         free(v->v);
1196 }
1197
1198 static int bc_id_cmp(const void *e1, const void *e2)
1199 {
1200         return strcmp(((const BcId *) e1)->name, ((const BcId *) e2)->name);
1201 }
1202
1203 static FAST_FUNC void bc_id_free(void *id)
1204 {
1205         free(((BcId *) id)->name);
1206 }
1207
1208 static size_t bc_map_find(const BcVec *v, const void *ptr)
1209 {
1210         size_t low = 0, high = v->len;
1211
1212         while (low < high) {
1213
1214                 size_t mid = (low + high) / 2;
1215                 BcId *id = bc_vec_item(v, mid);
1216                 int result = bc_id_cmp(ptr, id);
1217
1218                 if (result == 0)
1219                         return mid;
1220                 else if (result < 0)
1221                         high = mid;
1222                 else
1223                         low = mid + 1;
1224         }
1225
1226         return low;
1227 }
1228
1229 static int bc_map_insert(BcVec *v, const void *ptr, size_t *i)
1230 {
1231         size_t n = *i = bc_map_find(v, ptr);
1232
1233         if (n == v->len)
1234                 bc_vec_push(v, ptr);
1235         else if (!bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, n)))
1236                 return 0; // "was not inserted"
1237         else
1238                 bc_vec_pushAt(v, ptr, n);
1239         return 1; // "was inserted"
1240 }
1241
1242 #if ENABLE_BC
1243 static size_t bc_map_index(const BcVec *v, const void *ptr)
1244 {
1245         size_t i = bc_map_find(v, ptr);
1246         if (i >= v->len) return BC_VEC_INVALID_IDX;
1247         return bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, i)) ? BC_VEC_INVALID_IDX : i;
1248 }
1249 #endif
1250
1251 static int bad_input_byte(char c)
1252 {
1253         if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1254          || c > 0x7e
1255         ) {
1256                 bc_error_fmt("illegal character 0x%02x", c);
1257                 return 1;
1258         }
1259         return 0;
1260 }
1261
1262 // Note: it _appends_ data from fp to vec.
1263 static void bc_read_line(BcVec *vec, FILE *fp)
1264 {
1265  again:
1266         fflush_and_check();
1267
1268 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1269         if (G_interrupt) { // ^C was pressed
1270  intr:
1271                 if (fp != stdin) {
1272                         // ^C while running a script (bc SCRIPT): die.
1273                         // We do not return to interactive prompt:
1274                         // user might be running us from a shell,
1275                         // and SCRIPT might be intended to terminate
1276                         // (e.g. contain a "halt" stmt).
1277                         // ^C dropping user into a bc prompt instead of
1278                         // the shell would be unexpected.
1279                         xfunc_die();
1280                 }
1281                 // ^C while interactive input
1282                 G_interrupt = 0;
1283                 // GNU bc says "interrupted execution."
1284                 // GNU dc says "Interrupt!"
1285                 fputs("\ninterrupted execution\n", stderr);
1286         }
1287
1288 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
1289         if (G_ttyin && fp == stdin) {
1290                 int n, i;
1291 #  define line_buf bb_common_bufsiz1
1292                 n = read_line_input(G.line_input_state, "", line_buf, COMMON_BUFSIZE);
1293                 if (n <= 0) { // read errors or EOF, or ^D, or ^C
1294                         if (n == 0) // ^C
1295                                 goto intr;
1296                         bc_vec_pushZeroByte(vec); // ^D or EOF (or error)
1297                         return;
1298                 }
1299                 i = 0;
1300                 for (;;) {
1301                         char c = line_buf[i++];
1302                         if (!c) break;
1303                         if (bad_input_byte(c)) goto again;
1304                 }
1305                 bc_vec_concat(vec, line_buf);
1306 #  undef line_buf
1307         } else
1308 # endif
1309 #endif
1310         {
1311                 int c;
1312                 bool bad_chars = 0;
1313                 size_t len = vec->len;
1314
1315                 do {
1316 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1317                         if (G_interrupt) {
1318                                 // ^C was pressed: ignore entire line, get another one
1319                                 vec->len = len;
1320                                 goto intr;
1321                         }
1322 #endif
1323                         do c = fgetc(fp); while (c == '\0');
1324                         if (c == EOF) {
1325                                 if (ferror(fp))
1326                                         bb_perror_msg_and_die("input error");
1327                                 // Note: EOF does not append '\n'
1328                                 break;
1329                         }
1330                         bad_chars |= bad_input_byte(c);
1331                         bc_vec_pushByte(vec, (char)c);
1332                 } while (c != '\n');
1333
1334                 if (bad_chars) {
1335                         // Bad chars on this line
1336                         if (!G.prog.file) { // stdin
1337                                 // ignore entire line, get another one
1338                                 vec->len = len;
1339                                 goto again;
1340                         }
1341                         bb_perror_msg_and_die("file '%s' is not text", G.prog.file);
1342                 }
1343                 bc_vec_pushZeroByte(vec);
1344         }
1345 }
1346
1347 static void bc_num_setToZero(BcNum *n, size_t scale)
1348 {
1349         n->len = 0;
1350         n->neg = false;
1351         n->rdx = scale;
1352 }
1353
1354 static void bc_num_zero(BcNum *n)
1355 {
1356         bc_num_setToZero(n, 0);
1357 }
1358
1359 static void bc_num_one(BcNum *n)
1360 {
1361         bc_num_setToZero(n, 0);
1362         n->len = 1;
1363         n->num[0] = 1;
1364 }
1365
1366 static void bc_num_ten(BcNum *n)
1367 {
1368         bc_num_setToZero(n, 0);
1369         n->len = 2;
1370         n->num[0] = 0;
1371         n->num[1] = 1;
1372 }
1373
1374 // Note: this also sets BcNum to zero
1375 static void bc_num_init(BcNum *n, size_t req)
1376 {
1377         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1378         //memset(n, 0, sizeof(BcNum)); - cleared by assignments below
1379         n->num = xmalloc(req);
1380         n->cap = req;
1381         n->rdx = 0;
1382         n->len = 0;
1383         n->neg = false;
1384 }
1385
1386 static void bc_num_init_DEF_SIZE(BcNum *n)
1387 {
1388         bc_num_init(n, BC_NUM_DEF_SIZE);
1389 }
1390
1391 static void bc_num_expand(BcNum *n, size_t req)
1392 {
1393         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1394         if (req > n->cap) {
1395                 n->num = xrealloc(n->num, req);
1396                 n->cap = req;
1397         }
1398 }
1399
1400 static FAST_FUNC void bc_num_free(void *num)
1401 {
1402         free(((BcNum *) num)->num);
1403 }
1404
1405 static void bc_num_copy(BcNum *d, BcNum *s)
1406 {
1407         if (d != s) {
1408                 bc_num_expand(d, s->cap);
1409                 d->len = s->len;
1410                 d->neg = s->neg;
1411                 d->rdx = s->rdx;
1412                 memcpy(d->num, s->num, sizeof(BcDig) * d->len);
1413         }
1414 }
1415
1416 static BC_STATUS zbc_num_ulong(BcNum *n, unsigned long *result_p)
1417 {
1418         size_t i;
1419         unsigned long pow, result;
1420
1421         if (n->neg) RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
1422
1423         for (result = 0, pow = 1, i = n->rdx; i < n->len; ++i) {
1424
1425                 unsigned long prev = result, powprev = pow;
1426
1427                 result += ((unsigned long) n->num[i]) * pow;
1428                 pow *= 10;
1429
1430                 if (result < prev || pow < powprev)
1431                         RETURN_STATUS(bc_error("overflow"));
1432                 prev = result;
1433                 powprev = pow;
1434         }
1435         *result_p = result;
1436
1437         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1438 }
1439 #define zbc_num_ulong(...) (zbc_num_ulong(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1440
1441 static void bc_num_ulong2num(BcNum *n, unsigned long val)
1442 {
1443         BcDig *ptr;
1444
1445         bc_num_zero(n);
1446
1447         if (val == 0) return;
1448
1449         if (ULONG_MAX == 0xffffffffUL)
1450                 bc_num_expand(n, 10); // 10 digits: 4294967295
1451         if (ULONG_MAX == 0xffffffffffffffffULL)
1452                 bc_num_expand(n, 20); // 20 digits: 18446744073709551615
1453         BUILD_BUG_ON(ULONG_MAX > 0xffffffffffffffffULL);
1454
1455         ptr = n->num;
1456         for (;;) {
1457                 n->len++;
1458                 *ptr++ = val % 10;
1459                 val /= 10;
1460                 if (val == 0) break;
1461         }
1462 }
1463
1464 static void bc_num_subArrays(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b,
1465                                  size_t len)
1466 {
1467         size_t i, j;
1468         for (i = 0; i < len; ++i) {
1469                 for (a[i] -= b[i], j = 0; a[i + j] < 0;) {
1470                         a[i + j++] += 10;
1471                         a[i + j] -= 1;
1472                 }
1473         }
1474 }
1475
1476 static ssize_t bc_num_compare(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1477 {
1478         size_t i;
1479         int c = 0;
1480         for (i = len - 1; i < len && !(c = a[i] - b[i]); --i);
1481         return BC_NUM_NEG(i + 1, c < 0);
1482 }
1483
1484 static ssize_t bc_num_cmp(BcNum *a, BcNum *b)
1485 {
1486         size_t i, min, a_int, b_int, diff;
1487         BcDig *max_num, *min_num;
1488         bool a_max, neg;
1489         ssize_t cmp;
1490
1491         if (a == b) return 0;
1492         if (a->len == 0) return BC_NUM_NEG(!!b->len, !b->neg);
1493         if (b->len == 0) return BC_NUM_NEG(1, a->neg);
1494
1495         if (a->neg != b->neg) // signs of a and b differ
1496                 // +a,-b = a>b = 1 or -a,+b = a<b = -1
1497                 return (int)b->neg - (int)a->neg;
1498         neg = a->neg; // 1 if both negative, 0 if both positive
1499
1500         a_int = BC_NUM_INT(a);
1501         b_int = BC_NUM_INT(b);
1502         a_int -= b_int;
1503
1504         if (a_int != 0) return (ssize_t) a_int;
1505
1506         a_max = (a->rdx > b->rdx);
1507         if (a_max) {
1508                 min = b->rdx;
1509                 diff = a->rdx - b->rdx;
1510                 max_num = a->num + diff;
1511                 min_num = b->num;
1512                 // neg = (a_max == neg); - NOP (maps 1->1 and 0->0)
1513         } else {
1514                 min = a->rdx;
1515                 diff = b->rdx - a->rdx;
1516                 max_num = b->num + diff;
1517                 min_num = a->num;
1518                 neg = !neg; // same as "neg = (a_max == neg)"
1519         }
1520
1521         cmp = bc_num_compare(max_num, min_num, b_int + min);
1522         if (cmp != 0) return BC_NUM_NEG(cmp, neg);
1523
1524         for (max_num -= diff, i = diff - 1; i < diff; --i) {
1525                 if (max_num[i]) return BC_NUM_NEG(1, neg);
1526         }
1527
1528         return 0;
1529 }
1530
1531 static void bc_num_truncate(BcNum *n, size_t places)
1532 {
1533         if (places == 0) return;
1534
1535         n->rdx -= places;
1536
1537         if (n->len != 0) {
1538                 n->len -= places;
1539                 memmove(n->num, n->num + places, n->len * sizeof(BcDig));
1540         }
1541 }
1542
1543 static void bc_num_extend(BcNum *n, size_t places)
1544 {
1545         size_t len = n->len + places;
1546
1547         if (places != 0) {
1548
1549                 if (n->cap < len) bc_num_expand(n, len);
1550
1551                 memmove(n->num + places, n->num, sizeof(BcDig) * n->len);
1552                 memset(n->num, 0, sizeof(BcDig) * places);
1553
1554                 n->len += places;
1555                 n->rdx += places;
1556         }
1557 }
1558
1559 static void bc_num_clean(BcNum *n)
1560 {
1561         while (n->len > 0 && n->num[n->len - 1] == 0) --n->len;
1562         if (n->len == 0)
1563                 n->neg = false;
1564         else if (n->len < n->rdx)
1565                 n->len = n->rdx;
1566 }
1567
1568 static void bc_num_retireMul(BcNum *n, size_t scale, bool neg1, bool neg2)
1569 {
1570         if (n->rdx < scale)
1571                 bc_num_extend(n, scale - n->rdx);
1572         else
1573                 bc_num_truncate(n, n->rdx - scale);
1574
1575         bc_num_clean(n);
1576         if (n->len != 0) n->neg = !neg1 != !neg2;
1577 }
1578
1579 static void bc_num_split(BcNum *restrict n, size_t idx, BcNum *restrict a,
1580                          BcNum *restrict b)
1581 {
1582         if (idx < n->len) {
1583
1584                 b->len = n->len - idx;
1585                 a->len = idx;
1586                 a->rdx = b->rdx = 0;
1587
1588                 memcpy(b->num, n->num + idx, b->len * sizeof(BcDig));
1589                 memcpy(a->num, n->num, idx * sizeof(BcDig));
1590         }
1591         else {
1592                 bc_num_zero(b);
1593                 bc_num_copy(a, n);
1594         }
1595
1596         bc_num_clean(a);
1597         bc_num_clean(b);
1598 }
1599
1600 static BC_STATUS zbc_num_shift(BcNum *n, size_t places)
1601 {
1602         if (places == 0 || n->len == 0) RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1603
1604         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
1605         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
1606                 if (places + n->len > BC_MAX_NUM)
1607                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
1608         }
1609
1610         if (n->rdx >= places)
1611                 n->rdx -= places;
1612         else {
1613                 bc_num_extend(n, places - n->rdx);
1614                 n->rdx = 0;
1615         }
1616
1617         bc_num_clean(n);
1618
1619         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1620 }
1621 #define zbc_num_shift(...) (zbc_num_shift(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1622
1623 static BC_STATUS zbc_num_inv(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1624 {
1625         BcNum one;
1626         BcDig num[2];
1627
1628         one.cap = 2;
1629         one.num = num;
1630         bc_num_one(&one);
1631
1632         RETURN_STATUS(zbc_num_div(&one, a, b, scale));
1633 }
1634 #define zbc_num_inv(...) (zbc_num_inv(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1635
1636 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1637 {
1638         BcDig *ptr, *ptr_a, *ptr_b, *ptr_c;
1639         size_t i, max, min_rdx, min_int, diff, a_int, b_int;
1640         int carry, in;
1641
1642         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1643         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1644
1645         if (a->len == 0) {
1646                 bc_num_copy(c, b);
1647                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1648                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1649         }
1650         if (b->len == 0) {
1651                 bc_num_copy(c, a);
1652                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1653         }
1654
1655         c->neg = a->neg;
1656         c->rdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1657         min_rdx = BC_MIN(a->rdx, b->rdx);
1658         c->len = 0;
1659
1660         if (a->rdx > b->rdx) {
1661                 diff = a->rdx - b->rdx;
1662                 ptr = a->num;
1663                 ptr_a = a->num + diff;
1664                 ptr_b = b->num;
1665         }
1666         else {
1667                 diff = b->rdx - a->rdx;
1668                 ptr = b->num;
1669                 ptr_a = a->num;
1670                 ptr_b = b->num + diff;
1671         }
1672
1673         for (ptr_c = c->num, i = 0; i < diff; ++i, ++c->len) ptr_c[i] = ptr[i];
1674
1675         ptr_c += diff;
1676         a_int = BC_NUM_INT(a);
1677         b_int = BC_NUM_INT(b);
1678
1679         if (a_int > b_int) {
1680                 min_int = b_int;
1681                 max = a_int;
1682                 ptr = ptr_a;
1683         }
1684         else {
1685                 min_int = a_int;
1686                 max = b_int;
1687                 ptr = ptr_b;
1688         }
1689
1690         for (carry = 0, i = 0; i < min_rdx + min_int; ++i, ++c->len) {
1691                 in = ((int) ptr_a[i]) + ((int) ptr_b[i]) + carry;
1692                 carry = in / 10;
1693                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1694         }
1695
1696         for (; i < max + min_rdx; ++i, ++c->len) {
1697                 in = ((int) ptr[i]) + carry;
1698                 carry = in / 10;
1699                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1700         }
1701
1702         if (carry != 0) c->num[c->len++] = (BcDig) carry;
1703
1704         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1705 }
1706
1707 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1708 {
1709         ssize_t cmp;
1710         BcNum *minuend, *subtrahend;
1711         size_t start;
1712         bool aneg, bneg, neg;
1713
1714         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1715         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1716
1717         if (a->len == 0) {
1718                 bc_num_copy(c, b);
1719                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1720                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1721         }
1722         if (b->len == 0) {
1723                 bc_num_copy(c, a);
1724                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1725         }
1726
1727         aneg = a->neg;
1728         bneg = b->neg;
1729         a->neg = b->neg = false;
1730
1731         cmp = bc_num_cmp(a, b);
1732
1733         a->neg = aneg;
1734         b->neg = bneg;
1735
1736         if (cmp == 0) {
1737                 bc_num_setToZero(c, BC_MAX(a->rdx, b->rdx));
1738                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1739         }
1740         if (cmp > 0) {
1741                 neg = a->neg;
1742                 minuend = a;
1743                 subtrahend = b;
1744         }
1745         else {
1746                 neg = b->neg;
1747                 if (sub) neg = !neg;
1748                 minuend = b;
1749                 subtrahend = a;
1750         }
1751
1752         bc_num_copy(c, minuend);
1753         c->neg = neg;
1754
1755         if (c->rdx < subtrahend->rdx) {
1756                 bc_num_extend(c, subtrahend->rdx - c->rdx);
1757                 start = 0;
1758         }
1759         else
1760                 start = c->rdx - subtrahend->rdx;
1761
1762         bc_num_subArrays(c->num + start, subtrahend->num, subtrahend->len);
1763
1764         bc_num_clean(c);
1765
1766         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1767 }
1768
1769 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_k(BcNum *restrict a, BcNum *restrict b,
1770                          BcNum *restrict c)
1771 #define zbc_num_k(...) (zbc_num_k(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1772 {
1773         BcStatus s;
1774         size_t max = BC_MAX(a->len, b->len), max2 = (max + 1) / 2;
1775         BcNum l1, h1, l2, h2, m2, m1, z0, z1, z2, temp;
1776         bool aone;
1777
1778         if (a->len == 0 || b->len == 0) {
1779                 bc_num_zero(c);
1780                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1781         }
1782         aone = BC_NUM_ONE(a);
1783         if (aone || BC_NUM_ONE(b)) {
1784                 bc_num_copy(c, aone ? b : a);
1785                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1786         }
1787
1788         if (a->len + b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN ||
1789             a->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN || b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN)
1790         {
1791                 size_t i, j, len;
1792                 unsigned carry;
1793
1794                 bc_num_expand(c, a->len + b->len + 1);
1795
1796                 memset(c->num, 0, sizeof(BcDig) * c->cap);
1797                 c->len = len = 0;
1798
1799                 for (i = 0; i < b->len; ++i) {
1800
1801                         carry = 0;
1802                         for (j = 0; j < a->len; ++j) {
1803                                 unsigned in = c->num[i + j];
1804                                 in += ((unsigned) a->num[j]) * ((unsigned) b->num[i]) + carry;
1805                                 // note: compilers prefer _unsigned_ div/const
1806                                 carry = in / 10;
1807                                 c->num[i + j] = (BcDig)(in % 10);
1808                         }
1809
1810                         c->num[i + j] += (BcDig) carry;
1811                         len = BC_MAX(len, i + j + !!carry);
1812
1813 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1814                         // a=2^1000000
1815                         // a*a <- without check below, this will not be interruptible
1816                         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE;
1817 #endif
1818                 }
1819
1820                 c->len = len;
1821
1822                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1823         }
1824
1825         bc_num_init(&l1, max);
1826         bc_num_init(&h1, max);
1827         bc_num_init(&l2, max);
1828         bc_num_init(&h2, max);
1829         bc_num_init(&m1, max);
1830         bc_num_init(&m2, max);
1831         bc_num_init(&z0, max);
1832         bc_num_init(&z1, max);
1833         bc_num_init(&z2, max);
1834         bc_num_init(&temp, max + max);
1835
1836         bc_num_split(a, max2, &l1, &h1);
1837         bc_num_split(b, max2, &l2, &h2);
1838
1839         s = zbc_num_add(&h1, &l1, &m1, 0);
1840         if (s) goto err;
1841         s = zbc_num_add(&h2, &l2, &m2, 0);
1842         if (s) goto err;
1843
1844         s = zbc_num_k(&h1, &h2, &z0);
1845         if (s) goto err;
1846         s = zbc_num_k(&m1, &m2, &z1);
1847         if (s) goto err;
1848         s = zbc_num_k(&l1, &l2, &z2);
1849         if (s) goto err;
1850
1851         s = zbc_num_sub(&z1, &z0, &temp, 0);
1852         if (s) goto err;
1853         s = zbc_num_sub(&temp, &z2, &z1, 0);
1854         if (s) goto err;
1855
1856         s = zbc_num_shift(&z0, max2 * 2);
1857         if (s) goto err;
1858         s = zbc_num_shift(&z1, max2);
1859         if (s) goto err;
1860         s = zbc_num_add(&z0, &z1, &temp, 0);
1861         if (s) goto err;
1862         s = zbc_num_add(&temp, &z2, c, 0);
1863
1864 err:
1865         bc_num_free(&temp);
1866         bc_num_free(&z2);
1867         bc_num_free(&z1);
1868         bc_num_free(&z0);
1869         bc_num_free(&m2);
1870         bc_num_free(&m1);
1871         bc_num_free(&h2);
1872         bc_num_free(&l2);
1873         bc_num_free(&h1);
1874         bc_num_free(&l1);
1875         RETURN_STATUS(s);
1876 }
1877
1878 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1879 {
1880         BcStatus s;
1881         BcNum cpa, cpb;
1882         size_t maxrdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1883
1884         scale = BC_MAX(scale, a->rdx);
1885         scale = BC_MAX(scale, b->rdx);
1886         scale = BC_MIN(a->rdx + b->rdx, scale);
1887         maxrdx = BC_MAX(maxrdx, scale);
1888
1889         bc_num_init(&cpa, a->len);
1890         bc_num_init(&cpb, b->len);
1891
1892         bc_num_copy(&cpa, a);
1893         bc_num_copy(&cpb, b);
1894         cpa.neg = cpb.neg = false;
1895
1896         s = zbc_num_shift(&cpa, maxrdx);
1897         if (s) goto err;
1898         s = zbc_num_shift(&cpb, maxrdx);
1899         if (s) goto err;
1900         s = zbc_num_k(&cpa, &cpb, c);
1901         if (s) goto err;
1902
1903         maxrdx += scale;
1904         bc_num_expand(c, c->len + maxrdx);
1905
1906         if (c->len < maxrdx) {
1907                 memset(c->num + c->len, 0, (c->cap - c->len) * sizeof(BcDig));
1908                 c->len += maxrdx;
1909         }
1910
1911         c->rdx = maxrdx;
1912         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1913
1914 err:
1915         bc_num_free(&cpb);
1916         bc_num_free(&cpa);
1917         RETURN_STATUS(s);
1918 }
1919 #define zbc_num_m(...) (zbc_num_m(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1920
1921 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1922 {
1923         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
1924         BcDig *n, *p, q;
1925         size_t len, end, i;
1926         BcNum cp;
1927         bool zero = true;
1928
1929         if (b->len == 0)
1930                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
1931         if (a->len == 0) {
1932                 bc_num_setToZero(c, scale);
1933                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1934         }
1935         if (BC_NUM_ONE(b)) {
1936                 bc_num_copy(c, a);
1937                 bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1938                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1939         }
1940
1941         bc_num_init(&cp, BC_NUM_MREQ(a, b, scale));
1942         bc_num_copy(&cp, a);
1943         len = b->len;
1944
1945         if (len > cp.len) {
1946                 bc_num_expand(&cp, len + 2);
1947                 bc_num_extend(&cp, len - cp.len);
1948         }
1949
1950         if (b->rdx > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, b->rdx - cp.rdx);
1951         cp.rdx -= b->rdx;
1952         if (scale > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, scale - cp.rdx);
1953
1954         if (b->rdx == b->len) {
1955                 for (i = 0; zero && i < len; ++i) zero = !b->num[len - i - 1];
1956                 len -= i - 1;
1957         }
1958
1959         if (cp.cap == cp.len) bc_num_expand(&cp, cp.len + 1);
1960
1961         // We want an extra zero in front to make things simpler.
1962         cp.num[cp.len++] = 0;
1963         end = cp.len - len;
1964
1965         bc_num_expand(c, cp.len);
1966
1967         bc_num_zero(c);
1968         memset(c->num + end, 0, (c->cap - end) * sizeof(BcDig));
1969         c->rdx = cp.rdx;
1970         c->len = cp.len;
1971         p = b->num;
1972
1973         for (i = end - 1; !s && i < end; --i) {
1974                 n = cp.num + i;
1975                 for (q = 0; (!s && n[len] != 0) || bc_num_compare(n, p, len) >= 0; ++q)
1976                         bc_num_subArrays(n, p, len);
1977                 c->num[i] = q;
1978 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1979                 // a=2^100000
1980                 // scale=40000
1981                 // 1/a <- without check below, this will not be interruptible
1982                 if (G_interrupt) {
1983                         s = BC_STATUS_FAILURE;
1984                         break;
1985                 }
1986 #endif
1987         }
1988
1989         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1990         bc_num_free(&cp);
1991
1992         RETURN_STATUS(s);
1993 }
1994 #define zbc_num_d(...) (zbc_num_d(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1995
1996 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_r(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c,
1997                          BcNum *restrict d, size_t scale, size_t ts)
1998 {
1999         BcStatus s;
2000         BcNum temp;
2001         bool neg;
2002
2003         if (b->len == 0)
2004                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2005
2006         if (a->len == 0) {
2007                 bc_num_setToZero(d, ts);
2008                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2009         }
2010
2011         bc_num_init(&temp, d->cap);
2012         s = zbc_num_d(a, b, c, scale);
2013         if (s) goto err;
2014
2015         if (scale != 0) scale = ts;
2016
2017         s = zbc_num_m(c, b, &temp, scale);
2018         if (s) goto err;
2019         s = zbc_num_sub(a, &temp, d, scale);
2020         if (s) goto err;
2021
2022         if (ts > d->rdx && d->len) bc_num_extend(d, ts - d->rdx);
2023
2024         neg = d->neg;
2025         bc_num_retireMul(d, ts, a->neg, b->neg);
2026         d->neg = neg;
2027
2028 err:
2029         bc_num_free(&temp);
2030         RETURN_STATUS(s);
2031 }
2032 #define zbc_num_r(...) (zbc_num_r(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2033
2034 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2035 {
2036         BcStatus s;
2037         BcNum c1;
2038         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2039
2040         bc_num_init(&c1, len);
2041         s = zbc_num_r(a, b, &c1, c, scale, ts);
2042         bc_num_free(&c1);
2043
2044         RETURN_STATUS(s);
2045 }
2046 #define zbc_num_rem(...) (zbc_num_rem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2047
2048 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2049 {
2050         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2051         BcNum copy;
2052         unsigned long pow;
2053         size_t i, powrdx, resrdx;
2054         bool neg, zero;
2055
2056         if (b->rdx) RETURN_STATUS(bc_error("non integer number"));
2057
2058         if (b->len == 0) {
2059                 bc_num_one(c);
2060                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2061         }
2062         if (a->len == 0) {
2063                 bc_num_setToZero(c, scale);
2064                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2065         }
2066         if (BC_NUM_ONE(b)) {
2067                 if (!b->neg)
2068                         bc_num_copy(c, a);
2069                 else
2070                         s = zbc_num_inv(a, c, scale);
2071                 RETURN_STATUS(s);
2072         }
2073
2074         neg = b->neg;
2075         b->neg = false;
2076
2077         s = zbc_num_ulong(b, &pow);
2078         if (s) RETURN_STATUS(s);
2079
2080         bc_num_init(&copy, a->len);
2081         bc_num_copy(&copy, a);
2082
2083         if (!neg) {
2084                 if (a->rdx > scale)
2085                         scale = a->rdx;
2086                 if (a->rdx * pow < scale)
2087                         scale = a->rdx * pow;
2088         }
2089
2090         b->neg = neg;
2091
2092         for (powrdx = a->rdx; !(pow & 1); pow >>= 1) {
2093                 powrdx <<= 1;
2094                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2095                 if (s) goto err;
2096                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2097                 //if (G_interrupt) {
2098                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2099                 //      goto err;
2100                 //}
2101         }
2102
2103         bc_num_copy(c, &copy);
2104
2105         for (resrdx = powrdx, pow >>= 1; pow != 0; pow >>= 1) {
2106
2107                 powrdx <<= 1;
2108                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2109                 if (s) goto err;
2110
2111                 if (pow & 1) {
2112                         resrdx += powrdx;
2113                         s = zbc_num_mul(c, &copy, c, resrdx);
2114                         if (s) goto err;
2115                 }
2116                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2117                 //if (G_interrupt) {
2118                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2119                 //      goto err;
2120                 //}
2121         }
2122
2123         if (neg) {
2124                 s = zbc_num_inv(c, c, scale);
2125                 if (s) goto err;
2126         }
2127
2128         if (c->rdx > scale) bc_num_truncate(c, c->rdx - scale);
2129
2130         // We can't use bc_num_clean() here.
2131         for (zero = true, i = 0; zero && i < c->len; ++i) zero = !c->num[i];
2132         if (zero) bc_num_setToZero(c, scale);
2133
2134 err:
2135         bc_num_free(&copy);
2136         RETURN_STATUS(s);
2137 }
2138 #define zbc_num_p(...) (zbc_num_p(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2139
2140 static BC_STATUS zbc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
2141                               BcNumBinaryOp op, size_t req)
2142 {
2143         BcStatus s;
2144         BcNum num2, *ptr_a, *ptr_b;
2145         bool init = false;
2146
2147         if (c == a) {
2148                 ptr_a = &num2;
2149                 memcpy(ptr_a, c, sizeof(BcNum));
2150                 init = true;
2151         }
2152         else
2153                 ptr_a = a;
2154
2155         if (c == b) {
2156                 ptr_b = &num2;
2157                 if (c != a) {
2158                         memcpy(ptr_b, c, sizeof(BcNum));
2159                         init = true;
2160                 }
2161         }
2162         else
2163                 ptr_b = b;
2164
2165         if (init)
2166                 bc_num_init(c, req);
2167         else
2168                 bc_num_expand(c, req);
2169
2170         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2171         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) op(ptr_a, ptr_b, c, scale);
2172
2173         if (init) bc_num_free(&num2);
2174
2175         RETURN_STATUS(s);
2176 }
2177 #define zbc_num_binary(...) (zbc_num_binary(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2178
2179 static bool bc_num_strValid(const char *val, size_t base)
2180 {
2181         BcDig b;
2182         bool radix;
2183
2184         b = (BcDig)(base <= 10 ? base + '0' : base - 10 + 'A');
2185         radix = false;
2186         for (;;) {
2187                 BcDig c = *val++;
2188                 if (c == '\0')
2189                         break;
2190                 if (c == '.') {
2191                         if (radix) return false;
2192                         radix = true;
2193                         continue;
2194                 }
2195                 if (c < '0' || c >= b || (c > '9' && c < 'A'))
2196                         return false;
2197         }
2198         return true;
2199 }
2200
2201 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2202 // leading zeroes in "val" are removed
2203 static void bc_num_parseDecimal(BcNum *n, const char *val)
2204 {
2205         size_t len, i;
2206         const char *ptr;
2207
2208         len = strlen(val);
2209         if (len == 0)
2210                 return;
2211
2212         bc_num_expand(n, len);
2213
2214         ptr = strchr(val, '.');
2215
2216         n->rdx = 0;
2217         if (ptr != NULL)
2218                 n->rdx = (size_t)((val + len) - (ptr + 1));
2219
2220         for (i = 0; val[i]; ++i) {
2221                 if (val[i] != '0' && val[i] != '.') {
2222                         // Not entirely zero value - convert it, and exit
2223                         i = len - 1;
2224                         for (;;) {
2225                                 n->num[n->len] = val[i] - '0';
2226                                 ++n->len;
2227  skip_dot:
2228                                 if (i == 0) break;
2229                                 if (val[--i] == '.') goto skip_dot;
2230                         }
2231                         break;
2232                 }
2233         }
2234         // if for() exits without hitting if(), the value is entirely zero
2235 }
2236
2237 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2238 // leading zeroes in "val" are removed
2239 static void bc_num_parseBase(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2240 {
2241         BcStatus s;
2242         BcNum temp, mult, result;
2243         BcNum base;
2244         BcDig c = '\0';
2245         unsigned long v;
2246         size_t i, digits;
2247
2248         for (i = 0; ; ++i) {
2249                 if (val[i] == '\0')
2250                         return;
2251                 if (val[i] != '.' && val[i] != '0')
2252                         break;
2253         }
2254
2255         bc_num_init_DEF_SIZE(&temp);
2256         bc_num_init_DEF_SIZE(&mult);
2257         bc_num_init_DEF_SIZE(&base);
2258         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
2259
2260         for (;;) {
2261                 c = *val++;
2262                 if (c == '\0') goto int_err;
2263                 if (c == '.') break;
2264
2265                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2266
2267                 s = zbc_num_mul(n, &base, &mult, 0);
2268                 if (s) goto int_err;
2269                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2270                 s = zbc_num_add(&mult, &temp, n, 0);
2271                 if (s) goto int_err;
2272         }
2273
2274         bc_num_init(&result, base.len);
2275         //bc_num_zero(&result); - already is
2276         bc_num_one(&mult);
2277
2278         digits = 0;
2279         for (;;) {
2280                 c = *val++;
2281                 if (c == '\0') break;
2282                 digits++;
2283
2284                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2285
2286                 s = zbc_num_mul(&result, &base, &result, 0);
2287                 if (s) goto err;
2288                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2289                 s = zbc_num_add(&result, &temp, &result, 0);
2290                 if (s) goto err;
2291                 s = zbc_num_mul(&mult, &base, &mult, 0);
2292                 if (s) goto err;
2293         }
2294
2295         s = zbc_num_div(&result, &mult, &result, digits);
2296         if (s) goto err;
2297         s = zbc_num_add(n, &result, n, digits);
2298         if (s) goto err;
2299
2300         if (n->len != 0) {
2301                 if (n->rdx < digits) bc_num_extend(n, digits - n->rdx);
2302         } else
2303                 bc_num_zero(n);
2304
2305 err:
2306         bc_num_free(&result);
2307 int_err:
2308         bc_num_free(&base);
2309         bc_num_free(&mult);
2310         bc_num_free(&temp);
2311 }
2312
2313 static BC_STATUS zbc_num_parse(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2314 {
2315         if (!bc_num_strValid(val, base_t))
2316                 RETURN_STATUS(bc_error("bad number string"));
2317
2318         bc_num_zero(n);
2319         while (*val == '0') val++;
2320
2321         if (base_t == 10)
2322                 bc_num_parseDecimal(n, val);
2323         else
2324                 bc_num_parseBase(n, val, base_t);
2325
2326         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2327 }
2328 #define zbc_num_parse(...) (zbc_num_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2329
2330 static BC_STATUS zbc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *restrict b, size_t scale)
2331 {
2332         BcStatus s;
2333         BcNum num1, num2, half, f, fprime, *x0, *x1, *temp;
2334         size_t pow, len, digs, digs1, resrdx, req, times = 0;
2335         ssize_t cmp = 1, cmp1 = SSIZE_MAX, cmp2 = SSIZE_MAX;
2336
2337         req = BC_MAX(scale, a->rdx) + ((BC_NUM_INT(a) + 1) >> 1) + 1;
2338         bc_num_expand(b, req);
2339
2340         if (a->len == 0) {
2341                 bc_num_setToZero(b, scale);
2342                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2343         }
2344         else if (a->neg)
2345                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2346         else if (BC_NUM_ONE(a)) {
2347                 bc_num_one(b);
2348                 bc_num_extend(b, scale);
2349                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2350         }
2351
2352         scale = BC_MAX(scale, a->rdx) + 1;
2353         len = a->len + scale;
2354
2355         bc_num_init(&num1, len);
2356         bc_num_init(&num2, len);
2357         bc_num_init_DEF_SIZE(&half);
2358
2359         bc_num_one(&half);
2360         half.num[0] = 5;
2361         half.rdx = 1;
2362
2363         bc_num_init(&f, len);
2364         bc_num_init(&fprime, len);
2365
2366         x0 = &num1;
2367         x1 = &num2;
2368
2369         bc_num_one(x0);
2370         pow = BC_NUM_INT(a);
2371
2372         if (pow) {
2373
2374                 if (pow & 1)
2375                         x0->num[0] = 2;
2376                 else
2377                         x0->num[0] = 6;
2378
2379                 pow -= 2 - (pow & 1);
2380
2381                 bc_num_extend(x0, pow);
2382
2383                 // Make sure to move the radix back.
2384                 x0->rdx -= pow;
2385         }
2386
2387         x0->rdx = digs = digs1 = 0;
2388         resrdx = scale + 2;
2389         len = BC_NUM_INT(x0) + resrdx - 1;
2390
2391         while (cmp != 0 || digs < len) {
2392
2393                 s = zbc_num_div(a, x0, &f, resrdx);
2394                 if (s) goto err;
2395                 s = zbc_num_add(x0, &f, &fprime, resrdx);
2396                 if (s) goto err;
2397                 s = zbc_num_mul(&fprime, &half, x1, resrdx);
2398                 if (s) goto err;
2399
2400                 cmp = bc_num_cmp(x1, x0);
2401                 digs = x1->len - (unsigned long long) llabs(cmp);
2402
2403                 if (cmp == cmp2 && digs == digs1)
2404                         times += 1;
2405                 else
2406                         times = 0;
2407
2408                 resrdx += times > 4;
2409
2410                 cmp2 = cmp1;
2411                 cmp1 = cmp;
2412                 digs1 = digs;
2413
2414                 temp = x0;
2415                 x0 = x1;
2416                 x1 = temp;
2417         }
2418
2419         bc_num_copy(b, x0);
2420         scale -= 1;
2421         if (b->rdx > scale) bc_num_truncate(b, b->rdx - scale);
2422
2423 err:
2424         bc_num_free(&fprime);
2425         bc_num_free(&f);
2426         bc_num_free(&half);
2427         bc_num_free(&num2);
2428         bc_num_free(&num1);
2429         RETURN_STATUS(s);
2430 }
2431 #define zbc_num_sqrt(...) (zbc_num_sqrt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2432
2433 static BC_STATUS zbc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
2434                               size_t scale)
2435 {
2436         BcStatus s;
2437         BcNum num2, *ptr_a;
2438         bool init = false;
2439         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2440
2441         if (c == a) {
2442                 memcpy(&num2, c, sizeof(BcNum));
2443                 ptr_a = &num2;
2444                 bc_num_init(c, len);
2445                 init = true;
2446         }
2447         else {
2448                 ptr_a = a;
2449                 bc_num_expand(c, len);
2450         }
2451
2452         s = zbc_num_r(ptr_a, b, c, d, scale, ts);
2453
2454         if (init) bc_num_free(&num2);
2455
2456         RETURN_STATUS(s);
2457 }
2458 #define zbc_num_divmod(...) (zbc_num_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2459
2460 #if ENABLE_DC
2461 static BC_STATUS zbc_num_modexp(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *restrict d)
2462 {
2463         BcStatus s;
2464         BcNum base, exp, two, temp;
2465
2466         if (c->len == 0)
2467                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2468         if (a->rdx || b->rdx || c->rdx)
2469                 RETURN_STATUS(bc_error("non integer number"));
2470         if (b->neg)
2471                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2472
2473         bc_num_expand(d, c->len);
2474         bc_num_init(&base, c->len);
2475         bc_num_init(&exp, b->len);
2476         bc_num_init_DEF_SIZE(&two);
2477         bc_num_init(&temp, b->len);
2478
2479         bc_num_one(&two);
2480         two.num[0] = 2;
2481         bc_num_one(d);
2482
2483         s = zbc_num_rem(a, c, &base, 0);
2484         if (s) goto err;
2485         bc_num_copy(&exp, b);
2486
2487         while (exp.len != 0) {
2488
2489                 s = zbc_num_divmod(&exp, &two, &exp, &temp, 0);
2490                 if (s) goto err;
2491
2492                 if (BC_NUM_ONE(&temp)) {
2493                         s = zbc_num_mul(d, &base, &temp, 0);
2494                         if (s) goto err;
2495                         s = zbc_num_rem(&temp, c, d, 0);
2496                         if (s) goto err;
2497                 }
2498
2499                 s = zbc_num_mul(&base, &base, &temp, 0);
2500                 if (s) goto err;
2501                 s = zbc_num_rem(&temp, c, &base, 0);
2502                 if (s) goto err;
2503         }
2504
2505 err:
2506         bc_num_free(&temp);
2507         bc_num_free(&two);
2508         bc_num_free(&exp);
2509         bc_num_free(&base);
2510         RETURN_STATUS(s);
2511 }
2512 #define zbc_num_modexp(...) (zbc_num_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2513 #endif // ENABLE_DC
2514
2515 #if ENABLE_BC
2516 static BC_STATUS zbc_func_insert(BcFunc *f, char *name, bool var)
2517 {
2518         BcId a;
2519         size_t i;
2520
2521         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
2522                 if (strcmp(name, ((BcId *) bc_vec_item(&f->autos, i))->name) == 0)
2523                         RETURN_STATUS(bc_error("function parameter or auto var has the same name as another"));
2524         }
2525
2526         a.idx = var;
2527         a.name = name;
2528
2529         bc_vec_push(&f->autos, &a);
2530
2531         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2532 }
2533 #define zbc_func_insert(...) (zbc_func_insert(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2534 #endif
2535
2536 static void bc_func_init(BcFunc *f)
2537 {
2538         bc_char_vec_init(&f->code);
2539         bc_vec_init(&f->autos, sizeof(BcId), bc_id_free);
2540         bc_vec_init(&f->labels, sizeof(size_t), NULL);
2541         f->nparams = 0;
2542 }
2543
2544 static FAST_FUNC void bc_func_free(void *func)
2545 {
2546         BcFunc *f = (BcFunc *) func;
2547         bc_vec_free(&f->code);
2548         bc_vec_free(&f->autos);
2549         bc_vec_free(&f->labels);
2550 }
2551
2552 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len);
2553
2554 static void bc_array_init(BcVec *a, bool nums)
2555 {
2556         if (nums)
2557                 bc_vec_init(a, sizeof(BcNum), bc_num_free);
2558         else
2559                 bc_vec_init(a, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
2560         bc_array_expand(a, 1);
2561 }
2562
2563 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len)
2564 {
2565         BcResultData data;
2566
2567         if (a->size == sizeof(BcNum) && a->dtor == bc_num_free) {
2568                 while (len > a->len) {
2569                         bc_num_init_DEF_SIZE(&data.n);
2570                         bc_vec_push(a, &data.n);
2571                 }
2572         }
2573         else {
2574                 while (len > a->len) {
2575                         bc_array_init(&data.v, true);
2576                         bc_vec_push(a, &data.v);
2577                 }
2578         }
2579 }
2580
2581 static void bc_array_copy(BcVec *d, const BcVec *s)
2582 {
2583         size_t i;
2584
2585         bc_vec_pop_all(d);
2586         bc_vec_expand(d, s->cap);
2587         d->len = s->len;
2588
2589         for (i = 0; i < s->len; ++i) {
2590                 BcNum *dnum = bc_vec_item(d, i), *snum = bc_vec_item(s, i);
2591                 bc_num_init(dnum, snum->len);
2592                 bc_num_copy(dnum, snum);
2593         }
2594 }
2595
2596 static FAST_FUNC void bc_string_free(void *string)
2597 {
2598         free(*((char **) string));
2599 }
2600
2601 #if ENABLE_DC
2602 static void bc_result_copy(BcResult *d, BcResult *src)
2603 {
2604         d->t = src->t;
2605
2606         switch (d->t) {
2607
2608                 case BC_RESULT_TEMP:
2609                 case BC_RESULT_IBASE:
2610                 case BC_RESULT_SCALE:
2611                 case BC_RESULT_OBASE:
2612                 {
2613                         bc_num_init(&d->d.n, src->d.n.len);
2614                         bc_num_copy(&d->d.n, &src->d.n);
2615                         break;
2616                 }
2617
2618                 case BC_RESULT_VAR:
2619                 case BC_RESULT_ARRAY:
2620                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2621                 {
2622                         d->d.id.name = xstrdup(src->d.id.name);
2623                         break;
2624                 }
2625
2626                 case BC_RESULT_CONSTANT:
2627                 case BC_RESULT_LAST:
2628                 case BC_RESULT_ONE:
2629                 case BC_RESULT_STR:
2630                 {
2631                         memcpy(&d->d.n, &src->d.n, sizeof(BcNum));
2632                         break;
2633                 }
2634         }
2635 }
2636 #endif // ENABLE_DC
2637
2638 static FAST_FUNC void bc_result_free(void *result)
2639 {
2640         BcResult *r = (BcResult *) result;
2641
2642         switch (r->t) {
2643
2644                 case BC_RESULT_TEMP:
2645                 case BC_RESULT_IBASE:
2646                 case BC_RESULT_SCALE:
2647                 case BC_RESULT_OBASE:
2648                 {
2649                         bc_num_free(&r->d.n);
2650                         break;
2651                 }
2652
2653                 case BC_RESULT_VAR:
2654                 case BC_RESULT_ARRAY:
2655                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2656                 {
2657                         free(r->d.id.name);
2658                         break;
2659                 }
2660
2661                 default:
2662                 {
2663                         // Do nothing.
2664                         break;
2665                 }
2666         }
2667 }
2668
2669 static void bc_lex_lineComment(BcLex *l)
2670 {
2671         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2672         while (l->i < l->len && l->buf[l->i++] != '\n');
2673         --l->i;
2674 }
2675
2676 static void bc_lex_whitespace(BcLex *l)
2677 {
2678         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2679         for (;;) {
2680                 char c = l->buf[l->i];
2681                 if (c == '\n') // this is BC_LEX_NLINE, not BC_LEX_WHITESPACE
2682                         break;
2683                 if (!isspace(c))
2684                         break;
2685                 l->i++;
2686         }
2687 }
2688
2689 static BC_STATUS zbc_lex_number(BcLex *l, char start)
2690 {
2691         const char *buf = l->buf + l->i;
2692         size_t len, i, ccnt;
2693         bool pt;
2694
2695         pt = (start == '.');
2696         l->t.t = BC_LEX_NUMBER;
2697         ccnt = i = 0;
2698         for (;;) {
2699                 char c = buf[i];
2700                 if (c == '\0')
2701                         break;
2702                 if (c == '\\' && buf[i + 1] == '\n') {
2703                         i += 2;
2704                         //number_of_backslashes++ - see comment below
2705                         continue;
2706                 }
2707                 if (!isdigit(c) && (c < 'A' || c > 'F')) {
2708                         if (c != '.') break;
2709                         // if '.' was already seen, stop on second one:
2710                         if (pt) break;
2711                         pt = true;
2712                 }
2713                 // buf[i] is one of "0-9A-F."
2714                 i++;
2715                 if (c != '.')
2716                         ccnt = i;
2717         }
2718         //ccnt is the number of chars in the number string, excluding possible
2719         //trailing "[\<newline>].[\<newline>]" (with any number of \<NL> repetitions).
2720         //i is buf[i] index of the first not-yet-parsed char after that.
2721         l->i += i;
2722
2723         // This might overestimate the size, if there are "\<NL>"'s
2724         // in the number. Subtracting number_of_backslashes*2 correctly
2725         // is not that easy: consider that in the case of "NNN.\<NL>"
2726         // loop above will count "\<NL>" before it realizes it is not
2727         // in fact *inside* the number:
2728         len = ccnt + 1; // +1 byte for NUL termination
2729
2730         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
2731         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
2732                 if (len > BC_MAX_NUM)
2733                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
2734         }
2735
2736         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
2737         bc_vec_expand(&l->t.v, 1 + len);
2738         bc_vec_push(&l->t.v, &start);
2739
2740         while (ccnt != 0) {
2741                 // If we have hit a backslash, skip it. We don't have
2742                 // to check for a newline because it's guaranteed.
2743                 if (*buf == '\\') {
2744                         buf += 2;
2745                         ccnt -= 2;
2746                         continue;
2747                 }
2748                 bc_vec_push(&l->t.v, buf);
2749                 buf++;
2750                 ccnt--;
2751         }
2752
2753         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
2754
2755         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2756 }
2757 #define zbc_lex_number(...) (zbc_lex_number(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2758
2759 static void bc_lex_name(BcLex *l)
2760 {
2761         size_t i;
2762         const char *buf;
2763
2764         l->t.t = BC_LEX_NAME;
2765
2766         i = 0;
2767         buf = l->buf + l->i - 1;
2768         for (;;) {
2769                 char c = buf[i];
2770                 if ((c < 'a' || c > 'z') && !isdigit(c) && c != '_') break;
2771                 i++;
2772         }
2773
2774 #if 0 // We do not protect against people with gigabyte-long names
2775         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
2776         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
2777                 if (i > BC_MAX_STRING)
2778                         return bc_error("name too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]");
2779         }
2780 #endif
2781         bc_vec_string(&l->t.v, i, buf);
2782
2783         // Increment the index. We minus 1 because it has already been incremented.
2784         l->i += i - 1;
2785
2786         //return BC_STATUS_SUCCESS;
2787 }
2788
2789 static void bc_lex_init(BcLex *l)
2790 {
2791         bc_char_vec_init(&l->t.v);
2792 }
2793
2794 static void bc_lex_free(BcLex *l)
2795 {
2796         bc_vec_free(&l->t.v);
2797 }
2798
2799 static void bc_lex_file(BcLex *l)
2800 {
2801         G.err_line = l->line = 1;
2802         l->newline = false;
2803 }
2804
2805 IF_BC(static BC_STATUS zbc_lex_token(BcLex *l);)
2806 IF_DC(static BC_STATUS zdc_lex_token(BcLex *l);)
2807
2808 static BC_STATUS zcommon_lex_token(BcLex *l)
2809 {
2810         if (IS_BC) {
2811                 IF_BC(RETURN_STATUS(zbc_lex_token(l));)
2812         }
2813         IF_DC(RETURN_STATUS(zdc_lex_token(l));)
2814 }
2815 #define zcommon_lex_token(...) (zcommon_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2816
2817 static bool bc_lex_more_input(BcLex *l)
2818 {
2819         size_t str;
2820         bool comment;
2821
2822         bc_vec_pop_all(&G.input_buffer);
2823
2824         // This loop is complex because the vm tries not to send any lines that end
2825         // with a backslash to the parser. The reason for that is because the parser
2826         // treats a backslash+newline combo as whitespace, per the bc spec. In that
2827         // case, and for strings and comments, the parser will expect more stuff.
2828         comment = false;
2829         str = 0;
2830         for (;;) {
2831                 size_t prevlen = G.input_buffer.len;
2832                 char *string;
2833
2834                 bc_read_line(&G.input_buffer, G.input_fp);
2835                 // No more input means EOF
2836                 if (G.input_buffer.len <= prevlen + 1) // (we expect +1 for NUL byte)
2837                         break;
2838
2839                 string = G.input_buffer.v + prevlen;
2840                 while (*string) {
2841                         char c = *string;
2842                         if (string == G.input_buffer.v || string[-1] != '\\') {
2843                                 if (IS_BC)
2844                                         str ^= (c == '"');
2845                                 else {
2846                                         if (c == ']')
2847                                                 str -= 1;
2848                                         else if (c == '[')
2849                                                 str += 1;
2850                                 }
2851                         }
2852                         string++;
2853                         if (c == '/' && *string == '*') {
2854                                 comment = true;
2855                                 string++;
2856                                 continue;
2857                         }
2858                         if (c == '*' && *string == '/') {
2859                                 comment = false;
2860                                 string++;
2861                         }
2862                 }
2863                 if (str != 0 || comment) {
2864                         G.input_buffer.len--; // backstep over the trailing NUL byte
2865                         continue;
2866                 }
2867
2868                 // Check for backslash+newline.
2869                 // we do not check that last char is '\n' -
2870                 // if it is not, then it's EOF, and looping back
2871                 // to bc_read_line() will detect it:
2872                 string -= 2;
2873                 if (string >= G.input_buffer.v && *string == '\\') {
2874                         G.input_buffer.len--;
2875                         continue;
2876                 }
2877
2878                 break;
2879         }
2880
2881         l->buf = G.input_buffer.v;
2882         l->i = 0;
2883 //      bb_error_msg("G.input_buffer.len:%d '%s'", G.input_buffer.len, G.input_buffer.v);
2884         l->len = G.input_buffer.len - 1; // do not include NUL
2885
2886         return l->len != 0;
2887 }
2888
2889 static BC_STATUS zbc_lex_next(BcLex *l)
2890 {
2891         BcStatus s;
2892
2893         l->t.last = l->t.t;
2894         if (l->t.last == BC_LEX_EOF) RETURN_STATUS(bc_error("end of file"));
2895
2896         l->line += l->newline;
2897         G.err_line = l->line;
2898         l->newline = false;
2899
2900         // Loop until failure or we don't have whitespace. This
2901         // is so the parser doesn't get inundated with whitespace.
2902         // Comments are also BC_LEX_WHITESPACE tokens and eaten here.
2903         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2904         do {
2905                 l->t.t = BC_LEX_EOF;
2906                 if (l->i == l->len) {
2907                         if (!G.input_fp)
2908                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2909                         if (!bc_lex_more_input(l)) {
2910                                 G.input_fp = NULL;
2911                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2912                         }
2913                         // here it's guaranteed that l->i is below l->len
2914                 }
2915                 dbg_lex("next string to parse:'%.*s'",
2916                         (int)(strchrnul(l->buf + l->i, '\n') - (l->buf + l->i)),
2917                         l->buf + l->i);
2918                 s = zcommon_lex_token(l);
2919         } while (!s && l->t.t == BC_LEX_WHITESPACE);
2920         dbg_lex("l->t.t from string:%d", l->t.t);
2921
2922         RETURN_STATUS(s);
2923 }
2924 #define zbc_lex_next(...) (zbc_lex_next(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2925
2926 static BC_STATUS zbc_lex_skip_if_at_NLINE(BcLex *l)
2927 {
2928         if (l->t.t == BC_LEX_NLINE)
2929                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(l));
2930         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2931 }
2932 #define zbc_lex_skip_if_at_NLINE(...) (zbc_lex_skip_if_at_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2933
2934 static BC_STATUS zbc_lex_next_and_skip_NLINE(BcLex *l)
2935 {
2936         BcStatus s;
2937         s = zbc_lex_next(l);
2938         if (s) RETURN_STATUS(s);
2939         // if(cond)<newline>stmt is accepted too (but not 2+ newlines)
2940         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE(l);
2941         RETURN_STATUS(s);
2942 }
2943 #define zbc_lex_next_and_skip_NLINE(...) (zbc_lex_next_and_skip_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2944
2945 static BC_STATUS zbc_lex_text_init(BcLex *l, const char *text)
2946 {
2947         l->buf = text;
2948         l->i = 0;
2949         l->len = strlen(text);
2950         l->t.t = l->t.last = BC_LEX_INVALID;
2951         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(l));
2952 }
2953 #define zbc_lex_text_init(...) (zbc_lex_text_init(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2954
2955 #if ENABLE_BC
2956 static BC_STATUS zbc_lex_identifier(BcLex *l)
2957 {
2958         BcStatus s;
2959         unsigned i;
2960         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
2961
2962         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bc_lex_kws); ++i) {
2963                 const char *keyword8 = bc_lex_kws[i].name8;
2964                 unsigned j = 0;
2965                 while (buf[j] != '\0' && buf[j] == keyword8[j]) {
2966                         j++;
2967                         if (j == 8) goto match;
2968                 }
2969                 if (keyword8[j] != '\0')
2970                         continue;
2971  match:
2972                 // buf starts with keyword bc_lex_kws[i]
2973                 l->t.t = BC_LEX_KEY_1st_keyword + i;
2974                 if (!bc_lex_kws_POSIX(i)) {
2975                         s = bc_posix_error_fmt("%sthe '%.8s' keyword", "POSIX does not allow ", bc_lex_kws[i].name8);
2976                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
2977                 }
2978
2979                 // We minus 1 because the index has already been incremented.
2980                 l->i += j - 1;
2981                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2982         }
2983
2984         bc_lex_name(l);
2985         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2986
2987         if (l->t.v.len > 2) {
2988                 // Prevent this:
2989                 // >>> qwe=1
2990                 // bc: POSIX only allows one character names; the following is bad: 'qwe=1
2991                 // '
2992                 unsigned len = strchrnul(buf, '\n') - buf;
2993                 s = bc_posix_error_fmt("POSIX only allows one character names; the following is bad: '%.*s'", len, buf);
2994         }
2995
2996         RETURN_STATUS(s);
2997 }
2998 #define zbc_lex_identifier(...) (zbc_lex_identifier(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2999
3000 static BC_STATUS zbc_lex_string(BcLex *l)
3001 {
3002         size_t len, nls = 0, i = l->i;
3003         char c;
3004
3005         l->t.t = BC_LEX_STR;
3006
3007         for (c = l->buf[i]; c != 0 && c != '"'; c = l->buf[++i])
3008                 nls += (c == '\n');
3009
3010         if (c == '\0') {
3011                 l->i = i;
3012                 RETURN_STATUS(bc_error("string end could not be found"));
3013         }
3014
3015         len = i - l->i;
3016         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
3017         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
3018                 if (len > BC_MAX_STRING)
3019                         RETURN_STATUS(bc_error("string too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]"));
3020         }
3021         bc_vec_string(&l->t.v, len, l->buf + l->i);
3022
3023         l->i = i + 1;
3024         l->line += nls;
3025         G.err_line = l->line;
3026
3027         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3028 }
3029 #define zbc_lex_string(...) (zbc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3030
3031 static void bc_lex_assign(BcLex *l, unsigned with_and_without)
3032 {
3033         if (l->buf[l->i] == '=') {
3034                 ++l->i;
3035                 with_and_without >>= 8; // store "with" value
3036         } // else store "without" value
3037         l->t.t = (with_and_without & 0xff);
3038 }
3039 #define bc_lex_assign(l, with, without) \
3040         bc_lex_assign(l, ((with)<<8)|(without))
3041
3042 static BC_STATUS zbc_lex_comment(BcLex *l)
3043 {
3044         size_t i, nls = 0;
3045         const char *buf = l->buf;
3046
3047         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3048         i = l->i; /* here buf[l->i] is the '*' of opening comment delimiter */
3049         for (;;) {
3050                 char c = buf[++i];
3051  check_star:
3052                 if (c == '*') {
3053                         c = buf[++i];
3054                         if (c == '/')
3055                                 break;
3056                         goto check_star;
3057                 }
3058                 if (c == '\0') {
3059                         l->i = i;
3060                         RETURN_STATUS(bc_error("comment end could not be found"));
3061                 }
3062                 nls += (c == '\n');
3063         }
3064
3065         l->i = i + 1;
3066         l->line += nls;
3067         G.err_line = l->line;
3068
3069         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3070 }
3071 #define zbc_lex_comment(...) (zbc_lex_comment(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3072
3073 static BC_STATUS zbc_lex_token(BcLex *l)
3074 {
3075         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3076         char c = l->buf[l->i++], c2;
3077
3078         // This is the workhorse of the lexer.
3079         switch (c) {
3080 //              case '\0': // probably never reached
3081 //                      l->i--;
3082 //                      l->t.t = BC_LEX_EOF;
3083 //                      l->newline = true;
3084 //                      break;
3085                 case '\n':
3086                         l->t.t = BC_LEX_NLINE;
3087                         l->newline = true;
3088                         break;
3089                 case '\t':
3090                 case '\v':
3091                 case '\f':
3092                 case '\r':
3093                 case ' ':
3094                         bc_lex_whitespace(l);
3095                         break;
3096                 case '!':
3097                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_NE, BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
3098                         if (l->t.t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
3099                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("!");
3100                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3101                         }
3102                         break;
3103                 case '"':
3104                         s = zbc_lex_string(l);
3105                         break;
3106                 case '#':
3107                         s = bc_POSIX_does_not_allow("'#' script comments");
3108                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3109                         bc_lex_lineComment(l);
3110                         break;
3111                 case '%':
3112                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS, BC_LEX_OP_MODULUS);
3113                         break;
3114                 case '&':
3115                         c2 = l->buf[l->i];
3116                         if (c2 == '&') {
3117                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("&&");
3118                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3119                                 ++l->i;
3120                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_AND;
3121                         } else {
3122                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3123                                 s = bc_error_bad_character('&');
3124                         }
3125                         break;
3126                 case '(':
3127                 case ')':
3128                         l->t.t = (BcLexType)(c - '(' + BC_LEX_LPAREN);
3129                         break;
3130                 case '*':
3131                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY, BC_LEX_OP_MULTIPLY);
3132                         break;
3133                 case '+':
3134                         c2 = l->buf[l->i];
3135                         if (c2 == '+') {
3136                                 ++l->i;
3137                                 l->t.t = BC_LEX_OP_INC;
3138                         } else
3139                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS, BC_LEX_OP_PLUS);
3140                         break;
3141                 case ',':
3142                         l->t.t = BC_LEX_COMMA;
3143                         break;
3144                 case '-':
3145                         c2 = l->buf[l->i];
3146                         if (c2 == '-') {
3147                                 ++l->i;
3148                                 l->t.t = BC_LEX_OP_DEC;
3149                         } else
3150                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS, BC_LEX_OP_MINUS);
3151                         break;
3152                 case '.':
3153                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3154                                 s = zbc_lex_number(l, c);
3155                         else {
3156                                 l->t.t = BC_LEX_KEY_LAST;
3157                                 s = bc_POSIX_does_not_allow("a period ('.') as a shortcut for the last result");
3158                         }
3159                         break;
3160                 case '/':
3161                         c2 = l->buf[l->i];
3162                         if (c2 == '*')
3163                                 s = zbc_lex_comment(l);
3164                         else
3165                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE, BC_LEX_OP_DIVIDE);
3166                         break;
3167                 case '0':
3168                 case '1':
3169                 case '2':
3170                 case '3':
3171                 case '4':
3172                 case '5':
3173                 case '6':
3174                 case '7':
3175                 case '8':
3176                 case '9':
3177                 case 'A':
3178                 case 'B':
3179                 case 'C':
3180                 case 'D':
3181                 case 'E':
3182                 case 'F':
3183                         s = zbc_lex_number(l, c);
3184                         break;
3185                 case ';':
3186                         l->t.t = BC_LEX_SCOLON;
3187                         break;
3188                 case '<':
3189                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_LT);
3190                         break;
3191                 case '=':
3192                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_ASSIGN);
3193                         break;
3194                 case '>':
3195                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_GT);
3196                         break;
3197                 case '[':
3198                 case ']':
3199                         l->t.t = (BcLexType)(c - '[' + BC_LEX_LBRACKET);
3200                         break;
3201                 case '\\':
3202                         if (l->buf[l->i] == '\n') {
3203                                 l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3204                                 ++l->i;
3205                         } else
3206                                 s = bc_error_bad_character(c);
3207                         break;
3208                 case '^':
3209                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER, BC_LEX_OP_POWER);
3210                         break;
3211                 case 'a':
3212                 case 'b':
3213                 case 'c':
3214                 case 'd':
3215                 case 'e':
3216                 case 'f':
3217                 case 'g':
3218                 case 'h':
3219                 case 'i':
3220                 case 'j':
3221                 case 'k':
3222                 case 'l':
3223                 case 'm':
3224                 case 'n':
3225                 case 'o':
3226                 case 'p':
3227                 case 'q':
3228                 case 'r':
3229                 case 's':
3230                 case 't':
3231                 case 'u':
3232                 case 'v':
3233                 case 'w':
3234                 case 'x':
3235                 case 'y':
3236                 case 'z':
3237                         s = zbc_lex_identifier(l);
3238                         break;
3239                 case '{':
3240                 case '}':
3241                         l->t.t = (BcLexType)(c - '{' + BC_LEX_LBRACE);
3242                         break;
3243                 case '|':
3244                         c2 = l->buf[l->i];
3245                         if (c2 == '|') {
3246                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("||");
3247                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3248                                 ++l->i;
3249                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_OR;
3250                         } else {
3251                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3252                                 s = bc_error_bad_character(c);
3253                         }
3254                         break;
3255                 default:
3256                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3257                         s = bc_error_bad_character(c);
3258                         break;
3259         }
3260
3261         RETURN_STATUS(s);
3262 }
3263 #endif // ENABLE_BC
3264
3265 #if ENABLE_DC
3266 static BC_STATUS zdc_lex_register(BcLex *l)
3267 {
3268         if (isspace(l->buf[l->i - 1])) {
3269                 bc_lex_whitespace(l);
3270                 ++l->i;
3271                 if (!G_exreg)
3272                         RETURN_STATUS(bc_error("extended register"));
3273                 bc_lex_name(l);
3274         }
3275         else {
3276                 bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3277                 bc_vec_push(&l->t.v, &l->buf[l->i - 1]);
3278                 bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3279                 l->t.t = BC_LEX_NAME;
3280         }
3281
3282         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3283 }
3284 #define zdc_lex_register(...) (zdc_lex_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3285
3286 static BC_STATUS zdc_lex_string(BcLex *l)
3287 {
3288         size_t depth = 1, nls = 0, i = l->i;
3289         char c;
3290
3291         l->t.t = BC_LEX_STR;
3292         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3293
3294         for (c = l->buf[i]; c != 0 && depth; c = l->buf[++i]) {
3295
3296                 depth += (c == '[' && (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\'));
3297                 depth -= (c == ']' && (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\'));
3298                 nls += (c == '\n');
3299
3300                 if (depth) bc_vec_push(&l->t.v, &c);
3301         }
3302
3303         if (c == '\0') {
3304                 l->i = i;
3305                 RETURN_STATUS(bc_error("string end could not be found"));
3306         }
3307
3308         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3309         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
3310         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
3311                 if (i - l->i > BC_MAX_STRING)
3312                         RETURN_STATUS(bc_error("string too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]"));
3313         }
3314
3315         l->i = i;
3316         l->line += nls;
3317         G.err_line = l->line;
3318
3319         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3320 }
3321 #define zdc_lex_string(...) (zdc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3322
3323 static BC_STATUS zdc_lex_token(BcLex *l)
3324 {
3325         static const //BcLexType - should be this type, but narrower type saves size:
3326         uint8_t
3327         dc_lex_regs[] = {
3328                 BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_NE,
3329                 BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_COLON,
3330                 BC_LEX_ELSE, BC_LEX_LOAD, BC_LEX_LOAD_POP, BC_LEX_OP_ASSIGN,
3331                 BC_LEX_STORE_PUSH,
3332         };
3333         static const //BcLexType - should be this type
3334         uint8_t
3335         dc_lex_tokens[] = {
3336                 /* %&'( */
3337                 BC_LEX_OP_MODULUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_LPAREN,
3338                 /* )*+, */
3339                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_MULTIPLY, BC_LEX_OP_PLUS, BC_LEX_INVALID,
3340                 /* -./ */
3341                 BC_LEX_OP_MINUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVIDE,
3342                 /* 0123456789 */
3343                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3344                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3345                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3346                 /* :;<=>?@ */
3347                 BC_LEX_COLON, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_OP_REL_EQ,
3348                 BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_KEY_READ, BC_LEX_INVALID,
3349                 /* ABCDEFGH */
3350                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3351                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EQ_NO_REG, BC_LEX_INVALID,
3352                 /* IJKLMNOP */
3353                 BC_LEX_KEY_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SCALE, BC_LEX_LOAD_POP,
3354                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_BOOL_NOT, BC_LEX_KEY_OBASE, BC_LEX_PRINT_STREAM,
3355                 /* QRSTUVWXY */
3356                 BC_LEX_NQUIT, BC_LEX_POP, BC_LEX_STORE_PUSH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3357                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_SCALE_FACTOR, BC_LEX_INVALID,
3358                 /* Z[\] */
3359                 BC_LEX_KEY_LENGTH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3360                 /* ^_` */
3361                 BC_LEX_OP_POWER, BC_LEX_NEG, BC_LEX_INVALID,
3362                 /* abcdefgh */
3363                 BC_LEX_ASCIIFY, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_CLEAR_STACK, BC_LEX_DUPLICATE,
3364                 BC_LEX_ELSE, BC_LEX_PRINT_STACK, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3365                 /* ijklmnop */
3366                 BC_LEX_STORE_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STORE_SCALE, BC_LEX_LOAD,
3367                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_PRINT_POP, BC_LEX_STORE_OBASE, BC_LEX_KEY_PRINT,
3368                 /* qrstuvwx */
3369                 BC_LEX_KEY_QUIT, BC_LEX_SWAP, BC_LEX_OP_ASSIGN, BC_LEX_INVALID,
3370                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SQRT, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EXECUTE,
3371                 /* yz */
3372                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STACK_LEVEL,
3373                 /* {|}~ */
3374                 BC_LEX_LBRACE, BC_LEX_OP_MODEXP, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVMOD,
3375         };
3376
3377         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3378         char c = l->buf[l->i++], c2;
3379         size_t i;
3380
3381         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(dc_lex_regs); ++i) {
3382                 if (l->t.last == dc_lex_regs[i])
3383                         RETURN_STATUS(zdc_lex_register(l));
3384         }
3385
3386         if (c >= '%' && c <= '~'
3387          && (l->t.t = dc_lex_tokens[c - '%']) != BC_LEX_INVALID
3388         ) {
3389                 RETURN_STATUS(s);
3390         }
3391
3392         // This is the workhorse of the lexer.
3393         switch (c) {
3394 //              case '\0': // probably never reached
3395 //                      l->t.t = BC_LEX_EOF;
3396 //                      break;
3397                 case '\n':
3398                 case '\t':
3399                 case '\v':
3400                 case '\f':
3401                 case '\r':
3402                 case ' ':
3403                         l->newline = (c == '\n');
3404                         bc_lex_whitespace(l);
3405                         break;
3406                 case '!':
3407                         c2 = l->buf[l->i];
3408                         if (c2 == '=')
3409                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_NE;
3410                         else if (c2 == '<')
3411                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_LE;
3412                         else if (c2 == '>')
3413                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_GE;
3414                         else
3415                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_character(c));
3416                         ++l->i;
3417                         break;
3418                 case '#':
3419                         bc_lex_lineComment(l);
3420                         break;
3421                 case '.':
3422                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3423                                 s = zbc_lex_number(l, c);
3424                         else
3425                                 s = bc_error_bad_character(c);
3426                         break;
3427                 case '0':
3428                 case '1':
3429                 case '2':
3430                 case '3':
3431                 case '4':
3432                 case '5':
3433                 case '6':
3434                 case '7':
3435                 case '8':
3436                 case '9':
3437                 case 'A':
3438                 case 'B':
3439                 case 'C':
3440                 case 'D':
3441                 case 'E':
3442                 case 'F':
3443                         s = zbc_lex_number(l, c);
3444                         break;
3445                 case '[':
3446                         s = zdc_lex_string(l);
3447                         break;
3448                 default:
3449                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3450                         s = bc_error_bad_character(c);
3451                         break;
3452         }
3453
3454         RETURN_STATUS(s);
3455 }
3456 #endif // ENABLE_DC
3457
3458 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx);
3459
3460 static void bc_parse_addFunc(BcParse *p, char *name, size_t *idx)
3461 {
3462         bc_program_addFunc(name, idx);
3463         p->func = bc_program_func(p->fidx);
3464 }
3465
3466 static void bc_parse_push(BcParse *p, char i)
3467 {
3468         dbg_lex("%s:%d pushing opcode %d", __func__, __LINE__, i);
3469         bc_vec_pushByte(&p->func->code, i);
3470 }
3471
3472 static void bc_parse_pushName(BcParse *p, char *name)
3473 {
3474         while (*name)
3475                 bc_parse_push(p, *name++);
3476         bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
3477 }
3478
3479 static void bc_parse_pushIndex(BcParse *p, size_t idx)
3480 {
3481         size_t mask;
3482         unsigned amt;
3483
3484         dbg_lex("%s:%d pushing index %zd", __func__, __LINE__, idx);
3485         mask = ((size_t)0xff) << (sizeof(idx) * 8 - 8);
3486         amt = sizeof(idx);
3487         do {
3488                 if (idx & mask) break;
3489                 mask >>= 8;
3490                 amt--;
3491         } while (amt != 0);
3492
3493         bc_parse_push(p, amt);
3494
3495         while (idx != 0) {
3496                 bc_parse_push(p, (unsigned char)idx);
3497                 idx >>= 8;
3498         }
3499 }
3500
3501 static void bc_parse_pushJUMP(BcParse *p, size_t idx)
3502 {
3503         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
3504         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3505 }
3506
3507 static void bc_parse_pushJUMP_ZERO(BcParse *p, size_t idx)
3508 {
3509         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
3510         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3511 }
3512
3513 static void bc_parse_number(BcParse *p)
3514 {
3515         char *num = xstrdup(p->l.t.v.v);
3516         size_t idx = G.prog.consts.len;
3517
3518         bc_vec_push(&G.prog.consts, &num);
3519
3520         bc_parse_push(p, BC_INST_NUM);
3521         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3522 }
3523
3524 IF_BC(static BC_STATUS zbc_parse_stmt_or_funcdef(BcParse *p);)
3525 IF_DC(static BC_STATUS zdc_parse_parse(BcParse *p);)
3526
3527 // "Parse" half of "parse,execute,repeat" main loop
3528 static BC_STATUS zcommon_parse(BcParse *p)
3529 {
3530         if (IS_BC) {
3531 // FIXME: "eating" of stmt delemiters is coded inconsistently
3532 // (sometimes zbc_parse_stmt() eats the delimiter, sometimes don't),
3533 // which causes bugs such as "print 1 print 2" erroneously accepted,
3534 // or "print 1 else 2" detecting parse error only after executing
3535 // "print 1" part.
3536                 IF_BC(RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt_or_funcdef(p));)
3537         }
3538         IF_DC(RETURN_STATUS(zdc_parse_parse(p));)
3539 }
3540 #define zcommon_parse(...) (zcommon_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3541
3542 static BC_STATUS zbc_parse_text_init(BcParse *p, const char *text)
3543 {
3544         p->func = bc_program_func(p->fidx);
3545
3546         RETURN_STATUS(zbc_lex_text_init(&p->l, text));
3547 }
3548 #define zbc_parse_text_init(...) (zbc_parse_text_init(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3549
3550 // Called when parsing or execution detects a failure,
3551 // resets execution structures.
3552 static void bc_program_reset(void)
3553 {
3554         BcFunc *f;
3555         BcInstPtr *ip;
3556
3557         bc_vec_npop(&G.prog.stack, G.prog.stack.len - 1);
3558         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
3559
3560         f = bc_program_func(0);
3561         ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
3562         ip->idx = f->code.len;
3563 }
3564
3565 #define bc_parse_updateFunc(p, f) \
3566         ((p)->func = bc_program_func((p)->fidx = (f)))
3567
3568 // Called when zbc/zdc_parse_parse() detects a failure,
3569 // resets parsing structures.
3570 static void bc_parse_reset(BcParse *p)
3571 {
3572         if (p->fidx != BC_PROG_MAIN) {
3573                 p->func->nparams = 0;
3574                 bc_vec_pop_all(&p->func->code);
3575                 bc_vec_pop_all(&p->func->autos);
3576                 bc_vec_pop_all(&p->func->labels);
3577
3578                 bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
3579         }
3580
3581         p->l.i = p->l.len;
3582         p->l.t.t = BC_LEX_EOF;
3583
3584         bc_vec_pop_all(&p->exits);
3585         bc_vec_pop_all(&p->conds);
3586         bc_vec_pop_all(&p->ops);
3587
3588         bc_program_reset();
3589 }
3590
3591 static void bc_parse_free(BcParse *p)
3592 {
3593         bc_vec_free(&p->exits);
3594         bc_vec_free(&p->conds);
3595         bc_vec_free(&p->ops);
3596         bc_lex_free(&p->l);
3597 }
3598
3599 static void bc_parse_create(BcParse *p, size_t func)
3600 {
3601         memset(p, 0, sizeof(BcParse));
3602
3603         bc_lex_init(&p->l);
3604         bc_vec_init(&p->exits, sizeof(size_t), NULL);
3605         bc_vec_init(&p->conds, sizeof(size_t), NULL);
3606         bc_vec_init(&p->ops, sizeof(BcLexType), NULL);
3607
3608         bc_parse_updateFunc(p, func);
3609 }
3610
3611 #if ENABLE_BC
3612
3613 #define BC_PARSE_TOP_OP(p) (*((BcLexType *) bc_vec_top(&(p)->ops)))
3614 #define BC_PARSE_LEAF(p, rparen)                                \
3615         (((p) >= BC_INST_NUM && (p) <= BC_INST_SQRT) || (rparen) || \
3616          (p) == BC_INST_INC_POST || (p) == BC_INST_DEC_POST)
3617
3618 // We can calculate the conversion between tokens and exprs by subtracting the
3619 // position of the first operator in the lex enum and adding the position of the
3620 // first in the expr enum. Note: This only works for binary operators.
3621 #define BC_TOKEN_2_INST(t) ((char) ((t) - BC_LEX_NEG + BC_INST_NEG))
3622
3623 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags);
3624
3625 static BC_STATUS zbc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
3626 {
3627         BcStatus s;
3628
3629         s = bc_parse_expr_empty_ok(p, flags);
3630         if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP)
3631                 RETURN_STATUS(bc_error("empty expression"));
3632         RETURN_STATUS(s);
3633 }
3634 #define zbc_parse_expr(...) (zbc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3635
3636 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(BcParse *p, bool auto_allowed);
3637 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3638
3639 static BC_STATUS zbc_parse_stmt(BcParse *p)
3640 {
3641         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt_possibly_auto(p, false));
3642 }
3643 #define zbc_parse_stmt(...) (zbc_parse_stmt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3644
3645 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(BcParse *p, const char *after_X)
3646 {
3647         // "if(cond)<newline>stmt" is accepted too, but not 2+ newlines.
3648         // Same for "else", "while()", "for()".
3649         BcStatus s = zbc_lex_next_and_skip_NLINE(&p->l);
3650         if (s) RETURN_STATUS(s);
3651         if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE)
3652                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("no statement after '%s'", after_X));
3653
3654         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt(p));
3655 }
3656 #define zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(...) (zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3657
3658 static void bc_parse_operator(BcParse *p, BcLexType type, size_t start,
3659                                   size_t *nexprs)
3660 {
3661         char l, r = bc_parse_op_PREC(type - BC_LEX_OP_INC);
3662         bool left = bc_parse_op_LEFT(type - BC_LEX_OP_INC);
3663
3664         while (p->ops.len > start) {
3665                 BcLexType t = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3666                 if (t == BC_LEX_LPAREN) break;
3667
3668                 l = bc_parse_op_PREC(t - BC_LEX_OP_INC);
3669                 if (l >= r && (l != r || !left)) break;
3670
3671                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(t));
3672                 bc_vec_pop(&p->ops);
3673                 *nexprs -= (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && t != BC_LEX_NEG);
3674         }
3675
3676         bc_vec_push(&p->ops, &type);
3677 }
3678
3679 static BC_STATUS zbc_parse_rightParen(BcParse *p, size_t ops_bgn, size_t *nexs)
3680 {
3681         BcLexType top;
3682
3683         if (p->ops.len <= ops_bgn)
3684                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3685         top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3686
3687         while (top != BC_LEX_LPAREN) {
3688                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(top));
3689
3690                 bc_vec_pop(&p->ops);
3691                 *nexs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
3692
3693                 if (p->ops.len <= ops_bgn)
3694                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3695                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3696         }
3697
3698         bc_vec_pop(&p->ops);
3699
3700         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3701 }
3702 #define zbc_parse_rightParen(...) (zbc_parse_rightParen(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3703
3704 static BC_STATUS zbc_parse_params(BcParse *p, uint8_t flags)
3705 {
3706         BcStatus s;
3707         size_t nparams;
3708
3709         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
3710         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3711
3712         s = zbc_lex_next(&p->l);
3713         if (s) RETURN_STATUS(s);
3714
3715         nparams = 0;
3716         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3717                 for (;;) {
3718                         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3719                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3720                         nparams++;
3721                         if (p->l.t.t != BC_LEX_COMMA) {
3722                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RPAREN)
3723                                         break;
3724                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3725                         }
3726                         s = zbc_lex_next(&p->l);
3727                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3728                 }
3729         }
3730
3731         bc_parse_push(p, BC_INST_CALL);
3732         bc_parse_pushIndex(p, nparams);
3733
3734         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3735 }
3736 #define zbc_parse_params(...) (zbc_parse_params(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3737
3738 static BC_STATUS zbc_parse_call(BcParse *p, char *name, uint8_t flags)
3739 {
3740         BcStatus s;
3741         BcId entry, *entry_ptr;
3742         size_t idx;
3743
3744         entry.name = name;
3745
3746         s = zbc_parse_params(p, flags);
3747         if (s) goto err;
3748
3749         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3750                 s = bc_error_bad_token();
3751                 goto err;
3752         }
3753
3754         idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3755
3756         if (idx == BC_VEC_INVALID_IDX) {
3757                 name = xstrdup(entry.name);
3758                 bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
3759                 idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3760                 free(entry.name);
3761         } else
3762                 free(name);
3763
3764         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3765         bc_parse_pushIndex(p, entry_ptr->idx);
3766
3767         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3768
3769 err:
3770         free(name);
3771         RETURN_STATUS(s);
3772 }
3773 #define zbc_parse_call(...) (zbc_parse_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3774
3775 static BC_STATUS zbc_parse_name(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3776 {
3777         BcStatus s;
3778         char *name;
3779
3780         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
3781         s = zbc_lex_next(&p->l);
3782         if (s) goto err;
3783
3784         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACKET) {
3785                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3786                 if (s) goto err;
3787
3788                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACKET) {
3789                         if (!(flags & BC_PARSE_ARRAY)) {
3790                                 s = bc_error_bad_expression();
3791                                 goto err;
3792                         }
3793                         *type = BC_INST_ARRAY;
3794                 } else {
3795                         *type = BC_INST_ARRAY_ELEM;
3796                         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3797                         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3798                         if (s) goto err;
3799                 }
3800                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3801                 if (s) goto err;
3802                 bc_parse_push(p, *type);
3803                 bc_parse_pushName(p, name);
3804                 free(name);
3805         }
3806         else if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN) {
3807                 if (flags & BC_PARSE_NOCALL) {
3808                         s = bc_error_bad_token();
3809                         goto err;
3810                 }
3811                 *type = BC_INST_CALL;
3812                 s = zbc_parse_call(p, name, flags);
3813         } else {
3814                 *type = BC_INST_VAR;
3815                 bc_parse_push(p, BC_INST_VAR);
3816                 bc_parse_pushName(p, name);
3817                 free(name);
3818         }
3819
3820         RETURN_STATUS(s);
3821
3822 err:
3823         free(name);
3824         RETURN_STATUS(s);
3825 }
3826 #define zbc_parse_name(...) (zbc_parse_name(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3827
3828 static BC_STATUS zbc_parse_read(BcParse *p)
3829 {
3830         BcStatus s;
3831
3832         s = zbc_lex_next(&p->l);
3833         if (s) RETURN_STATUS(s);
3834         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3835
3836         s = zbc_lex_next(&p->l);
3837         if (s) RETURN_STATUS(s);
3838         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3839
3840         bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
3841
3842         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3843 }
3844 #define zbc_parse_read(...) (zbc_parse_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3845
3846 static BC_STATUS zbc_parse_builtin(BcParse *p, BcLexType type, uint8_t flags,
3847                                  BcInst *prev)
3848 {
3849         BcStatus s;
3850
3851         s = zbc_lex_next(&p->l);
3852         if (s) RETURN_STATUS(s);
3853         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3854
3855         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3856
3857         s = zbc_lex_next(&p->l);
3858         if (s) RETURN_STATUS(s);
3859
3860         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3861         if (s) RETURN_STATUS(s);
3862
3863         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3864
3865         *prev = (type == BC_LEX_KEY_LENGTH) ? BC_INST_LENGTH : BC_INST_SQRT;
3866         bc_parse_push(p, *prev);
3867
3868         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3869 }
3870 #define zbc_parse_builtin(...) (zbc_parse_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3871
3872 static BC_STATUS zbc_parse_scale(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3873 {
3874         BcStatus s;
3875
3876         s = zbc_lex_next(&p->l);
3877         if (s) RETURN_STATUS(s);
3878
3879         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) {
3880                 *type = BC_INST_SCALE;
3881                 bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3882                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3883         }
3884
3885         *type = BC_INST_SCALE_FUNC;
3886         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3887
3888         s = zbc_lex_next(&p->l);
3889         if (s) RETURN_STATUS(s);
3890
3891         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3892         if (s) RETURN_STATUS(s);
3893         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN)
3894                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3895         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE_FUNC);
3896
3897         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3898 }
3899 #define zbc_parse_scale(...) (zbc_parse_scale(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3900
3901 static BC_STATUS zbc_parse_incdec(BcParse *p, BcInst *prev, bool *paren_expr,
3902                                 size_t *nexprs, uint8_t flags)
3903 {
3904         BcStatus s;
3905         BcLexType type;
3906         char inst;
3907         BcInst etype = *prev;
3908
3909         if (etype == BC_INST_VAR || etype == BC_INST_ARRAY_ELEM ||
3910             etype == BC_INST_SCALE || etype == BC_INST_LAST ||
3911             etype == BC_INST_IBASE || etype == BC_INST_OBASE)
3912         {
3913                 *prev = inst = BC_INST_INC_POST + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3914                 bc_parse_push(p, inst);
3915                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3916         }
3917         else {
3918                 *prev = inst = BC_INST_INC_PRE + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3919                 *paren_expr = true;
3920
3921                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3922                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3923                 type = p->l.t.t;
3924
3925                 // Because we parse the next part of the expression
3926                 // right here, we need to increment this.
3927                 *nexprs = *nexprs + 1;
3928
3929                 switch (type) {
3930                         case BC_LEX_NAME:
3931                                 s = zbc_parse_name(p, prev, flags | BC_PARSE_NOCALL);
3932                                 break;
3933                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
3934                         case BC_LEX_KEY_LAST:
3935                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
3936                                 bc_parse_push(p, type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
3937                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3938                                 break;
3939                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
3940                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3941                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3942                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN)
3943                                         s = bc_error_bad_token();
3944                                 else
3945                                         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3946                                 break;
3947                         default:
3948                                 s = bc_error_bad_token();
3949                                 break;
3950                 }
3951
3952                 if (!s) bc_parse_push(p, inst);
3953         }
3954
3955         RETURN_STATUS(s);
3956 }
3957 #define zbc_parse_incdec(...) (zbc_parse_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3958
3959 static BC_STATUS zbc_parse_minus(BcParse *p, BcInst *prev, size_t ops_bgn,
3960                                bool rparen, size_t *nexprs)
3961 {
3962         BcStatus s;
3963         BcLexType type;
3964         BcInst etype = *prev;
3965
3966         s = zbc_lex_next(&p->l);
3967         if (s) RETURN_STATUS(s);
3968
3969         type = rparen || etype == BC_INST_INC_POST || etype == BC_INST_DEC_POST ||
3970                        (etype >= BC_INST_NUM && etype <= BC_INST_SQRT) ?
3971                    BC_LEX_OP_MINUS :
3972                    BC_LEX_NEG;
3973         *prev = BC_TOKEN_2_INST(type);
3974
3975         // We can just push onto the op stack because this is the largest
3976         // precedence operator that gets pushed. Inc/dec does not.
3977         if (type != BC_LEX_OP_MINUS)
3978                 bc_vec_push(&p->ops, &type);
3979         else
3980                 bc_parse_operator(p, type, ops_bgn, nexprs);
3981
3982         RETURN_STATUS(s);
3983 }
3984 #define zbc_parse_minus(...) (zbc_parse_minus(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3985
3986 static BC_STATUS zbc_parse_string(BcParse *p, char inst)
3987 {
3988         char *str = xstrdup(p->l.t.v.v);
3989
3990         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
3991         bc_parse_pushIndex(p, G.prog.strs.len);
3992         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
3993         bc_parse_push(p, inst);
3994
3995         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3996 }
3997 #define zbc_parse_string(...) (zbc_parse_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3998
3999 static BC_STATUS zbc_parse_print(BcParse *p)
4000 {
4001         BcStatus s;
4002         BcLexType type;
4003
4004         for (;;) {
4005                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4006                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4007                 type = p->l.t.t;
4008                 if (type == BC_LEX_STR) {
4009                         s = zbc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_POP);
4010                 } else {
4011                         s = zbc_parse_expr(p, 0);
4012                         bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT_POP);
4013                 }
4014                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4015                 if (p->l.t.t != BC_LEX_COMMA)
4016                         break;
4017         }
4018
4019         RETURN_STATUS(s);
4020 }
4021 #define zbc_parse_print(...) (zbc_parse_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4022
4023 static BC_STATUS zbc_parse_return(BcParse *p)
4024 {
4025         BcStatus s;
4026         BcLexType t;
4027
4028         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4029         s = zbc_lex_next(&p->l);
4030         if (s) RETURN_STATUS(s);
4031
4032         t = p->l.t.t;
4033         if (t == BC_LEX_NLINE || t == BC_LEX_SCOLON)
4034                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4035         else {
4036                 bool paren = (t == BC_LEX_LPAREN);
4037                 s = bc_parse_expr_empty_ok(p, 0);
4038                 if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP) {
4039                         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4040                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4041                 }
4042                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4043
4044                 if (!paren || p->l.t.last != BC_LEX_RPAREN) {
4045                         s = bc_POSIX_requires("parentheses around return expressions");
4046                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
4047                 }
4048
4049                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET);
4050         }
4051
4052         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4053         RETURN_STATUS(s);
4054 }
4055 #define zbc_parse_return(...) (zbc_parse_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4056
4057 static void rewrite_label_to_current(BcParse *p, size_t idx)
4058 {
4059         size_t *label = bc_vec_item(&p->func->labels, idx);
4060         *label = p->func->code.len;
4061 }
4062
4063 static BC_STATUS zbc_parse_if(BcParse *p)
4064 {
4065         BcStatus s;
4066         size_t ip_idx;
4067
4068         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4069         s = zbc_lex_next(&p->l);
4070         if (s) RETURN_STATUS(s);
4071         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4072
4073         s = zbc_lex_next(&p->l);
4074         if (s) RETURN_STATUS(s);
4075         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4076         if (s) RETURN_STATUS(s);
4077
4078         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4079
4080         ip_idx = p->func->labels.len;
4081         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, ip_idx);
4082         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4083
4084         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_if);
4085         if (s) RETURN_STATUS(s);
4086
4087         dbg_lex("%s:%d in if after stmt: p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4088         if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_ELSE) {
4089                 size_t ip2_idx;
4090
4091                 ip2_idx = p->func->labels.len;
4092
4093                 dbg_lex("%s:%d after if() body: BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, ip2_idx);
4094                 bc_parse_pushJUMP(p, ip2_idx);
4095
4096                 dbg_lex("%s:%d rewriting 'if_zero' label to jump to 'else'-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4097                 rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4098
4099                 bc_vec_push(&p->func->labels, &ip2_idx);
4100                 ip_idx = ip2_idx;
4101
4102                 s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_else);
4103                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4104         }
4105
4106         dbg_lex("%s:%d rewriting label to jump after 'if' body-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4107         rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4108
4109         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4110         RETURN_STATUS(s);
4111 }
4112 #define zbc_parse_if(...) (zbc_parse_if(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4113
4114 static BC_STATUS zbc_parse_while(BcParse *p)
4115 {
4116         BcStatus s;
4117         size_t cond_idx;
4118         size_t ip_idx;
4119
4120         s = zbc_lex_next(&p->l);
4121         if (s) RETURN_STATUS(s);
4122         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4123         s = zbc_lex_next(&p->l);
4124         if (s) RETURN_STATUS(s);
4125
4126         cond_idx = p->func->labels.len;
4127         ip_idx = cond_idx + 1;
4128
4129         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4130         bc_vec_push(&p->conds, &cond_idx);
4131
4132         bc_vec_push(&p->exits, &ip_idx);
4133         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4134
4135         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4136         if (s) RETURN_STATUS(s);
4137         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4138
4139         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, ip_idx);
4140
4141         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_while);
4142         if (s) RETURN_STATUS(s);
4143
4144         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, cond_idx);
4145         bc_parse_pushJUMP(p, cond_idx);
4146
4147         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4148         rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4149
4150         bc_vec_pop(&p->exits);
4151         bc_vec_pop(&p->conds);
4152
4153         RETURN_STATUS(s);
4154 }
4155 #define zbc_parse_while(...) (zbc_parse_while(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4156
4157 static BC_STATUS zbc_parse_for(BcParse *p)
4158 {
4159         BcStatus s;
4160         size_t cond_idx, exit_idx, body_idx, update_idx;
4161
4162         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4163         s = zbc_lex_next(&p->l);
4164         if (s) RETURN_STATUS(s);
4165         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4166         s = zbc_lex_next(&p->l);
4167         if (s) RETURN_STATUS(s);
4168
4169         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4170                 s = zbc_parse_expr(p, 0);
4171         else
4172                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("init");
4173
4174         if (s) RETURN_STATUS(s);
4175         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4176         s = zbc_lex_next(&p->l);
4177         if (s) RETURN_STATUS(s);
4178
4179         cond_idx = p->func->labels.len;
4180         update_idx = cond_idx + 1;
4181         body_idx = update_idx + 1;
4182         exit_idx = body_idx + 1;
4183
4184         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4185
4186         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4187                 s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4188         else
4189                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("condition");
4190
4191         if (s) RETURN_STATUS(s);
4192         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4193
4194         s = zbc_lex_next(&p->l);
4195         if (s) RETURN_STATUS(s);
4196
4197         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, exit_idx);
4198         bc_parse_pushJUMP(p, body_idx);
4199
4200         bc_vec_push(&p->conds, &update_idx);
4201         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4202
4203         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN)
4204                 s = zbc_parse_expr(p, 0);
4205         else
4206                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("update");
4207
4208         if (s) RETURN_STATUS(s);
4209
4210         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4211         bc_parse_pushJUMP(p, cond_idx);
4212         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4213
4214         bc_vec_push(&p->exits, &exit_idx);
4215         bc_vec_push(&p->func->labels, &exit_idx);
4216
4217         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_for);
4218         if (s) RETURN_STATUS(s);
4219
4220         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, update_idx);
4221         bc_parse_pushJUMP(p, update_idx);
4222
4223         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4224         rewrite_label_to_current(p, exit_idx);
4225
4226         bc_vec_pop(&p->exits);
4227         bc_vec_pop(&p->conds);
4228
4229         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4230 }
4231 #define zbc_parse_for(...) (zbc_parse_for(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4232
4233 static BC_STATUS zbc_parse_break_or_continue(BcParse *p, BcLexType type)
4234 {
4235         BcStatus s;
4236         size_t i;
4237
4238         if (type == BC_LEX_KEY_BREAK) {
4239                 if (p->exits.len == 0) // none of the enclosing blocks is a loop
4240                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4241                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->exits);
4242         } else {
4243                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->conds);
4244         }
4245
4246         bc_parse_pushJUMP(p, i);
4247
4248         s = zbc_lex_next(&p->l);
4249         if (s) RETURN_STATUS(s);
4250
4251         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON && p->l.t.t != BC_LEX_NLINE)
4252                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4253
4254         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4255 }
4256 #define zbc_parse_break_or_continue(...) (zbc_parse_break_or_continue(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4257
4258 static BC_STATUS zbc_parse_funcdef(BcParse *p)
4259 {
4260         BcStatus s;
4261         bool var, comma = false;
4262         char *name;
4263
4264         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4265         s = zbc_lex_next(&p->l);
4266         if (s) RETURN_STATUS(s);
4267         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4268                 RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4269
4270         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4271         bc_parse_addFunc(p, name, &p->fidx);
4272
4273         s = zbc_lex_next(&p->l);
4274         if (s) RETURN_STATUS(s);
4275         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN)
4276                 RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4277         s = zbc_lex_next(&p->l);
4278         if (s) RETURN_STATUS(s);
4279
4280         while (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
4281                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4282                         RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4283
4284                 ++p->func->nparams;
4285
4286                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4287                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4288                 if (s) goto err;
4289
4290                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4291
4292                 if (!var) {
4293                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4294                         if (s) goto err;
4295
4296                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4297                                 s = bc_error("bad function definition");
4298                                 goto err;
4299                         }
4300
4301                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4302                         if (s) goto err;
4303                 }
4304
4305                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4306                 if (comma) {
4307                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4308                         if (s) goto err;
4309                 }
4310
4311                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4312                 if (s) goto err;
4313         }
4314
4315         if (comma) RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4316
4317         s = zbc_lex_next(&p->l);
4318         if (s) RETURN_STATUS(s);
4319
4320         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4321                 s = bc_POSIX_requires("the left brace be on the same line as the function header");
4322
4323         // Prevent "define z()<newline>" from being interpreted as function with empty stmt as body
4324         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE(&p->l);
4325         if (s) RETURN_STATUS(s);
4326         //GNU bc requires a {} block even if function body has single stmt, enforce this?
4327         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4328                 RETURN_STATUS(bc_error("function { body } expected"));
4329
4330         p->in_funcdef++; // to determine whether "return" stmt is allowed, and such
4331         s = zbc_parse_stmt_possibly_auto(p, true);
4332         p->in_funcdef--;
4333         if (s) RETURN_STATUS(s);
4334
4335         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4336         bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
4337
4338         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4339         RETURN_STATUS(s);
4340
4341 err:
4342         dbg_lex_done("%s:%d done (error)", __func__, __LINE__);
4343         free(name);
4344         RETURN_STATUS(s);
4345 }
4346 #define zbc_parse_funcdef(...) (zbc_parse_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4347
4348 static BC_STATUS zbc_parse_auto(BcParse *p)
4349 {
4350         BcStatus s;
4351         bool comma, var, one;
4352         char *name;
4353
4354         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4355         s = zbc_lex_next(&p->l);
4356         if (s) RETURN_STATUS(s);
4357
4358         comma = false;
4359         one = p->l.t.t == BC_LEX_NAME;
4360
4361         while (p->l.t.t == BC_LEX_NAME) {
4362                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4363                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4364                 if (s) goto err;
4365
4366                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4367                 if (!var) {
4368                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4369                         if (s) goto err;
4370
4371                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4372                                 s = bc_error("bad function definition");
4373                                 goto err;
4374                         }
4375
4376                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4377                         if (s) goto err;
4378                 }
4379
4380                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4381                 if (comma) {
4382                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4383                         if (s) goto err;
4384                 }
4385
4386                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4387                 if (s) goto err;
4388         }
4389
4390         if (comma) RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4391         if (!one) RETURN_STATUS(bc_error("no auto variable found"));
4392
4393         if (p->l.t.t != BC_LEX_NLINE && p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4394                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4395
4396         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4397         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4398
4399 err:
4400         free(name);
4401         dbg_lex_done("%s:%d done (ERROR)", __func__, __LINE__);
4402         RETURN_STATUS(s);
4403 }
4404 #define zbc_parse_auto(...) (zbc_parse_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4405
4406 #undef zbc_parse_stmt_possibly_auto
4407 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(BcParse *p, bool auto_allowed)
4408 {
4409         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4410
4411         dbg_lex_enter("%s:%d entered, p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4412
4413         if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) {
4414                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_NLINE)", __func__, __LINE__);
4415                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4416         }
4417         if (p->l.t.t == BC_LEX_SCOLON) {
4418                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_SCOLON)", __func__, __LINE__);
4419                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4420         }
4421
4422         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACE) {
4423                 dbg_lex("%s:%d BC_LEX_LBRACE: (auto_allowed:%d)", __func__, __LINE__, auto_allowed);
4424                 do {
4425                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4426                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4427                 } while (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE);
4428                 if (auto_allowed && p->l.t.t == BC_LEX_KEY_AUTO) {
4429                         dbg_lex("%s:%d calling zbc_parse_auto()", __func__, __LINE__);
4430                         s = zbc_parse_auto(p);
4431                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4432                 }
4433                 while (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACE) {
4434                         dbg_lex("%s:%d block parsing loop", __func__, __LINE__);
4435                         s = zbc_parse_stmt(p);
4436                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4437                 }
4438                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4439                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_RBRACE)", __func__, __LINE__);
4440                 RETURN_STATUS(s);
4441         }
4442
4443         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4444         switch (p->l.t.t) {
4445                 case BC_LEX_OP_INC:
4446                 case BC_LEX_OP_DEC:
4447                 case BC_LEX_OP_MINUS:
4448                 case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4449                 case BC_LEX_LPAREN:
4450                 case BC_LEX_NAME:
4451                 case BC_LEX_NUMBER:
4452                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4453                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4454                 case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4455                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4456                 case BC_LEX_KEY_READ:
4457                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4458                 case BC_LEX_KEY_SQRT:
4459                         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_PRINT);
4460                         break;
4461                 case BC_LEX_STR:
4462                         s = zbc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_STR);
4463                         break;
4464                 case BC_LEX_KEY_BREAK:
4465                 case BC_LEX_KEY_CONTINUE:
4466                         s = zbc_parse_break_or_continue(p, p->l.t.t);
4467                         break;
4468                 case BC_LEX_KEY_FOR:
4469                         s = zbc_parse_for(p);
4470                         break;
4471                 case BC_LEX_KEY_HALT:
4472                         bc_parse_push(p, BC_INST_HALT);
4473                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4474                         break;
4475                 case BC_LEX_KEY_IF:
4476                         s = zbc_parse_if(p);
4477                         break;
4478                 case BC_LEX_KEY_LIMITS:
4479                         // "limits" is a compile-time command,
4480                         // the output is produced at _parse time_.
4481                         printf(
4482                                 "BC_BASE_MAX     = "BC_MAX_OBASE_STR "\n"
4483                                 "BC_DIM_MAX      = "BC_MAX_DIM_STR   "\n"
4484                                 "BC_SCALE_MAX    = "BC_MAX_SCALE_STR "\n"
4485                                 "BC_STRING_MAX   = "BC_MAX_STRING_STR"\n"
4486                                 "BC_NAME_MAX     = "BC_MAX_NAME_STR  "\n"
4487                                 "BC_NUM_MAX      = "BC_MAX_NUM_STR   "\n"
4488                                 "MAX Exponent    = "BC_MAX_EXP_STR   "\n"
4489                                 "Number of vars  = "BC_MAX_VARS_STR  "\n"
4490                         );
4491                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4492                         break;
4493                 case BC_LEX_KEY_PRINT:
4494                         s = zbc_parse_print(p);
4495                         break;
4496                 case BC_LEX_KEY_QUIT:
4497                         // "quit" is a compile-time command. For example,
4498                         // "if (0 == 1) quit" terminates when parsing the statement,
4499                         // not when it is executed
4500                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
4501                 case BC_LEX_KEY_RETURN:
4502                         if (!p->in_funcdef)
4503                                 RETURN_STATUS(bc_error("'return' not in a function"));
4504                         s = zbc_parse_return(p);
4505                         break;
4506                 case BC_LEX_KEY_WHILE:
4507                         s = zbc_parse_while(p);
4508                         break;
4509                 default:
4510                         s = bc_error_bad_token();
4511                         break;
4512         }
4513
4514         if (s || G_interrupt) {
4515                 bc_parse_reset(p);
4516                 s = BC_STATUS_FAILURE;
4517         }
4518
4519         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4520         RETURN_STATUS(s);
4521 }
4522 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4523
4524 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_or_funcdef(BcParse *p)
4525 {
4526         BcStatus s;
4527
4528         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4529         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4530                 s = bc_error("end of file");
4531         else if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_DEFINE) {
4532                 dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:BC_LEX_KEY_DEFINE", __func__, __LINE__);
4533                 s = zbc_parse_funcdef(p);
4534         } else {
4535                 dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d (not BC_LEX_KEY_DEFINE)", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4536                 s = zbc_parse_stmt(p);
4537         }
4538
4539         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4540         RETURN_STATUS(s);
4541 }
4542 #define zbc_parse_stmt_or_funcdef(...) (zbc_parse_stmt_or_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4543
4544 // This is not a "z" function: can also return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP
4545 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags)
4546 {
4547         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4548         BcInst prev = BC_INST_PRINT;
4549         BcLexType top, t = p->l.t.t;
4550         size_t nexprs = 0, ops_bgn = p->ops.len;
4551         unsigned nparens, nrelops;
4552         bool paren_first, paren_expr, rprn, done, get_token, assign, bin_last;
4553
4554         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4555         paren_first = p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN;
4556         nparens = nrelops = 0;
4557         paren_expr = rprn = done = get_token = assign = false;
4558         bin_last = true;
4559
4560         for (; !G_interrupt && !s && !done && bc_parse_exprs(t); t = p->l.t.t) {
4561                 switch (t) {
4562
4563                         case BC_LEX_OP_INC:
4564                         case BC_LEX_OP_DEC:
4565                         {
4566                                 s = zbc_parse_incdec(p, &prev, &paren_expr, &nexprs, flags);
4567                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4568                                 break;
4569                         }
4570
4571                         case BC_LEX_OP_MINUS:
4572                         {
4573                                 s = zbc_parse_minus(p, &prev, ops_bgn, rprn, &nexprs);
4574                                 rprn = get_token = false;
4575                                 bin_last = prev == BC_INST_MINUS;
4576                                 break;
4577                         }
4578
4579                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER:
4580                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY:
4581                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE:
4582                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS:
4583                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS:
4584                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS:
4585                         case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4586                         {
4587                                 if (prev != BC_INST_VAR && prev != BC_INST_ARRAY_ELEM &&
4588                                     prev != BC_INST_SCALE && prev != BC_INST_IBASE &&
4589                                     prev != BC_INST_OBASE && prev != BC_INST_LAST)
4590                                 {
4591                                         s = bc_error("bad assignment:"
4592                                                 " left side must be variable"
4593                                                 " or array element"
4594                                         ); // note: shared string
4595                                         break;
4596                                 }
4597                         }
4598                         // Fallthrough.
4599                         case BC_LEX_OP_POWER:
4600                         case BC_LEX_OP_MULTIPLY:
4601                         case BC_LEX_OP_DIVIDE:
4602                         case BC_LEX_OP_MODULUS:
4603                         case BC_LEX_OP_PLUS:
4604                         case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4605                         case BC_LEX_OP_REL_LE:
4606                         case BC_LEX_OP_REL_GE:
4607                         case BC_LEX_OP_REL_NE:
4608                         case BC_LEX_OP_REL_LT:
4609                         case BC_LEX_OP_REL_GT:
4610                         case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4611                         case BC_LEX_OP_BOOL_OR:
4612                         case BC_LEX_OP_BOOL_AND:
4613                         {
4614                                 if (((t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) != bin_last)
4615                                  || (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4616                                 ) {
4617                                         return bc_error_bad_expression();
4618                                 }
4619
4620                                 nrelops += t >= BC_LEX_OP_REL_EQ && t <= BC_LEX_OP_REL_GT;
4621                                 prev = BC_TOKEN_2_INST(t);
4622                                 bc_parse_operator(p, t, ops_bgn, &nexprs);
4623                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4624                                 rprn = get_token = false;
4625                                 bin_last = t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT;
4626
4627                                 break;
4628                         }
4629
4630                         case BC_LEX_LPAREN:
4631                         {
4632                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4633                                         return bc_error_bad_expression();
4634                                 ++nparens;
4635                                 paren_expr = rprn = bin_last = false;
4636                                 get_token = true;
4637                                 bc_vec_push(&p->ops, &t);
4638
4639                                 break;
4640                         }
4641
4642                         case BC_LEX_RPAREN:
4643                         {
4644                                 if (bin_last || prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4645                                         return bc_error_bad_expression();
4646
4647                                 if (nparens == 0) {
4648                                         s = BC_STATUS_SUCCESS;
4649                                         done = true;
4650                                         get_token = false;
4651                                         break;
4652                                 }
4653                                 else if (!paren_expr) {
4654                                         dbg_lex_done("%s:%d done (returning EMPTY_EXP)", __func__, __LINE__);
4655                                         return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP;
4656                                 }
4657
4658                                 --nparens;
4659                                 paren_expr = rprn = true;
4660                                 get_token = bin_last = false;
4661
4662                                 s = zbc_parse_rightParen(p, ops_bgn, &nexprs);
4663
4664                                 break;
4665                         }
4666
4667                         case BC_LEX_NAME:
4668                         {
4669                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4670                                         return bc_error_bad_expression();
4671                                 paren_expr = true;
4672                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4673                                 s = zbc_parse_name(p, &prev, flags & ~BC_PARSE_NOCALL);
4674                                 ++nexprs;
4675
4676                                 break;
4677                         }
4678
4679                         case BC_LEX_NUMBER:
4680                         {
4681                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4682                                         return bc_error_bad_expression();
4683                                 bc_parse_number(p);
4684                                 nexprs++;
4685                                 prev = BC_INST_NUM;
4686                                 paren_expr = get_token = true;
4687                                 rprn = bin_last = false;
4688
4689                                 break;
4690                         }
4691
4692                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4693                         case BC_LEX_KEY_LAST:
4694                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4695                         {
4696                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4697                                         return bc_error_bad_expression();
4698                                 prev = (char) (t - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
4699                                 bc_parse_push(p, (char) prev);
4700
4701                                 paren_expr = get_token = true;
4702                                 rprn = bin_last = false;
4703                                 ++nexprs;
4704
4705                                 break;
4706                         }
4707
4708                         case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4709                         case BC_LEX_KEY_SQRT:
4710                         {
4711                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4712                                         return bc_error_bad_expression();
4713                                 s = zbc_parse_builtin(p, t, flags, &prev);
4714                                 paren_expr = true;
4715                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4716                                 ++nexprs;
4717
4718                                 break;
4719                         }
4720
4721                         case BC_LEX_KEY_READ:
4722                         {
4723                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4724                                         return bc_error_bad_expression();
4725                                 else if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
4726                                         s = bc_error_nested_read_call();
4727                                 else
4728                                         s = zbc_parse_read(p);
4729
4730                                 paren_expr = true;
4731                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4732                                 ++nexprs;
4733                                 prev = BC_INST_READ;
4734
4735                                 break;
4736                         }
4737
4738                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4739                         {
4740                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4741                                         return bc_error_bad_expression();
4742                                 s = zbc_parse_scale(p, &prev, flags);
4743                                 paren_expr = true;
4744                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4745                                 ++nexprs;
4746                                 prev = BC_INST_SCALE;
4747
4748                                 break;
4749                         }
4750
4751                         default:
4752                         {
4753                                 s = bc_error_bad_token();
4754                                 break;
4755                         }
4756                 }
4757
4758                 if (!s && get_token) s = zbc_lex_next(&p->l);
4759         }
4760
4761         if (s) return s;
4762         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE; // ^C: stop parsing
4763
4764         while (p->ops.len > ops_bgn) {
4765
4766                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
4767                 assign = top >= BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER && top <= BC_LEX_OP_ASSIGN;
4768
4769                 if (top == BC_LEX_LPAREN || top == BC_LEX_RPAREN)
4770                         return bc_error_bad_expression();
4771
4772                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(top));
4773
4774                 nexprs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
4775                 bc_vec_pop(&p->ops);
4776         }
4777
4778         if (prev == BC_INST_BOOL_NOT || nexprs != 1)
4779                 return bc_error_bad_expression();
4780
4781         if (!(flags & BC_PARSE_REL) && nrelops) {
4782                 s = bc_POSIX_does_not_allow("comparison operators outside if or loops");
4783                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) return s);
4784         }
4785         else if ((flags & BC_PARSE_REL) && nrelops > 1) {
4786                 s = bc_POSIX_requires("exactly one comparison operator per condition");
4787                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) return s);
4788         }
4789
4790         if (flags & BC_PARSE_PRINT) {
4791                 if (paren_first || !assign) bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT);
4792                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4793         }
4794
4795         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4796         return s;
4797 }
4798
4799 #endif // ENABLE_BC
4800
4801 #if ENABLE_DC
4802
4803 static BC_STATUS zdc_parse_register(BcParse *p)
4804 {
4805         BcStatus s;
4806
4807         s = zbc_lex_next(&p->l);
4808         if (s) RETURN_STATUS(s);
4809         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4810
4811         bc_parse_pushName(p, p->l.t.v.v);
4812
4813         RETURN_STATUS(s);
4814 }
4815 #define zdc_parse_register(...) (zdc_parse_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4816
4817 static BC_STATUS zdc_parse_string(BcParse *p)
4818 {
4819         char *str, *name;
4820         size_t idx, len = G.prog.strs.len;
4821
4822 //why pad to 32 zeros??
4823         name = xasprintf("%032lu", (unsigned long)len);
4824
4825         str = xstrdup(p->l.t.v.v);
4826         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
4827         bc_parse_pushIndex(p, len);
4828         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
4829         bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
4830
4831         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4832 }
4833 #define zdc_parse_string(...) (zdc_parse_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4834
4835 static BC_STATUS zdc_parse_mem(BcParse *p, uint8_t inst, bool name, bool store)
4836 {
4837         BcStatus s;
4838
4839         bc_parse_push(p, inst);
4840         if (name) {
4841                 s = zdc_parse_register(p);
4842                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4843         }
4844
4845         if (store) {
4846                 bc_parse_push(p, BC_INST_SWAP);
4847                 bc_parse_push(p, BC_INST_ASSIGN);
4848                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4849         }
4850
4851         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4852 }
4853 #define zdc_parse_mem(...) (zdc_parse_mem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4854
4855 static BC_STATUS zdc_parse_cond(BcParse *p, uint8_t inst)
4856 {
4857         BcStatus s;
4858
4859         bc_parse_push(p, inst);
4860         bc_parse_push(p, BC_INST_EXEC_COND);
4861
4862         s = zdc_parse_register(p);
4863         if (s) RETURN_STATUS(s);
4864
4865         s = zbc_lex_next(&p->l);
4866         if (s) RETURN_STATUS(s);
4867
4868         if (p->l.t.t == BC_LEX_ELSE) {
4869                 s = zdc_parse_register(p);
4870                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4871                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4872         }
4873         else
4874                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
4875
4876         RETURN_STATUS(s);
4877 }
4878 #define zdc_parse_cond(...) (zdc_parse_cond(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4879
4880 static BC_STATUS zdc_parse_token(BcParse *p, BcLexType t, uint8_t flags)
4881 {
4882         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4883         uint8_t inst;
4884         bool assign, get_token = false;
4885
4886         switch (t) {
4887                 case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4888                 case BC_LEX_OP_REL_LE:
4889                 case BC_LEX_OP_REL_GE:
4890                 case BC_LEX_OP_REL_NE:
4891                 case BC_LEX_OP_REL_LT:
4892                 case BC_LEX_OP_REL_GT:
4893                         s = zdc_parse_cond(p, t - BC_LEX_OP_REL_EQ + BC_INST_REL_EQ);
4894                         break;
4895                 case BC_LEX_SCOLON:
4896                 case BC_LEX_COLON:
4897                         s = zdc_parse_mem(p, BC_INST_ARRAY_ELEM, true, t == BC_LEX_COLON);
4898                         break;
4899                 case BC_LEX_STR:
4900                         s = zdc_parse_string(p);
4901                         break;
4902                 case BC_LEX_NEG:
4903                 case BC_LEX_NUMBER:
4904                         if (t == BC_LEX_NEG) {
4905                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4906                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4907                                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NUMBER)
4908                                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4909                         }
4910                         bc_parse_number(p);
4911                         if (t == BC_LEX_NEG) bc_parse_push(p, BC_INST_NEG);
4912                         get_token = true;
4913                         break;
4914                 case BC_LEX_KEY_READ:
4915                         if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
4916                                 s = bc_error_nested_read_call();
4917                         else
4918                                 bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
4919                         get_token = true;
4920                         break;
4921                 case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4922                 case BC_LEX_STORE_PUSH:
4923                         assign = t == BC_LEX_OP_ASSIGN;
4924                         inst = assign ? BC_INST_VAR : BC_INST_PUSH_TO_VAR;
4925                         s = zdc_parse_mem(p, inst, true, assign);
4926                         break;
4927                 case BC_LEX_LOAD:
4928                 case BC_LEX_LOAD_POP:
4929                         inst = t == BC_LEX_LOAD_POP ? BC_INST_PUSH_VAR : BC_INST_LOAD;
4930                         s = zdc_parse_mem(p, inst, true, false);
4931                         break;
4932                 case BC_LEX_STORE_IBASE:
4933                 case BC_LEX_STORE_SCALE:
4934                 case BC_LEX_STORE_OBASE:
4935                         inst = t - BC_LEX_STORE_IBASE + BC_INST_IBASE;
4936                         s = zdc_parse_mem(p, inst, false, true);
4937                         break;
4938                 default:
4939                         s = bc_error_bad_token();
4940                         get_token = true;
4941                         break;
4942         }
4943
4944         if (!s && get_token) s = zbc_lex_next(&p->l);
4945
4946         RETURN_STATUS(s);
4947 }
4948 #define zdc_parse_token(...) (zdc_parse_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4949
4950 static BC_STATUS zdc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
4951 {
4952         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4953         BcInst inst;
4954         BcLexType t;
4955
4956         for (t = p->l.t.t; !s && t != BC_LEX_EOF; t = p->l.t.t) {
4957                 inst = dc_parse_insts[t];
4958
4959                 if (inst != BC_INST_INVALID) {
4960                         bc_parse_push(p, inst);
4961                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4962                 } else
4963                         s = zdc_parse_token(p, t, flags);
4964         }
4965
4966         if (!s && p->l.t.t == BC_LEX_EOF && (flags & BC_PARSE_NOCALL))
4967                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP_EXEC);
4968
4969         RETURN_STATUS(s);
4970 }
4971 #define zdc_parse_expr(...) (zdc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4972
4973 static BC_STATUS zdc_parse_parse(BcParse *p)
4974 {
4975         BcStatus s;
4976
4977         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4978                 s = bc_error("end of file");
4979         else
4980                 s = zdc_parse_expr(p, 0);
4981
4982         if (s || G_interrupt) {
4983                 bc_parse_reset(p);
4984                 s = BC_STATUS_FAILURE;
4985         }
4986
4987         RETURN_STATUS(s);
4988 }
4989 #define zdc_parse_parse(...) (zdc_parse_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4990
4991 #endif // ENABLE_DC
4992
4993 static BC_STATUS zcommon_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
4994 {
4995         if (IS_BC) {
4996                 IF_BC(RETURN_STATUS(zbc_parse_expr(p, flags)));
4997         } else {
4998                 IF_DC(RETURN_STATUS(zdc_parse_expr(p, flags)));
4999         }
5000 }
5001 #define zcommon_parse_expr(...) (zcommon_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5002
5003 static BcVec* bc_program_search(char *id, bool var)
5004 {
5005         BcId e, *ptr;
5006         BcVec *v, *map;
5007         size_t i;
5008         BcResultData data;
5009         int new;
5010
5011         v = var ? &G.prog.vars : &G.prog.arrs;
5012         map = var ? &G.prog.var_map : &G.prog.arr_map;
5013
5014         e.name = id;
5015         e.idx = v->len;
5016         new = bc_map_insert(map, &e, &i); // 1 if insertion was successful
5017
5018         if (new) {
5019                 bc_array_init(&data.v, var);
5020                 bc_vec_push(v, &data.v);
5021         }
5022
5023         ptr = bc_vec_item(map, i);
5024         if (new) ptr->name = xstrdup(e.name);
5025         return bc_vec_item(v, ptr->idx);
5026 }
5027
5028 static BC_STATUS zbc_program_num(BcResult *r, BcNum **num, bool hex)
5029 {
5030         switch (r->t) {
5031
5032                 case BC_RESULT_STR:
5033                 case BC_RESULT_TEMP:
5034                 case BC_RESULT_IBASE:
5035                 case BC_RESULT_SCALE:
5036                 case BC_RESULT_OBASE:
5037                 {
5038                         *num = &r->d.n;
5039                         break;
5040                 }
5041
5042                 case BC_RESULT_CONSTANT:
5043                 {
5044                         BcStatus s;
5045                         char **str = bc_vec_item(&G.prog.consts, r->d.id.idx);
5046                         unsigned base_t;
5047                         size_t len = strlen(*str);
5048
5049                         bc_num_init(&r->d.n, len);
5050
5051                         hex = hex && len == 1;
5052                         base_t = hex ? 16 : G.prog.ib_t;
5053                         s = zbc_num_parse(&r->d.n, *str, base_t);
5054
5055                         if (s) {
5056                                 bc_num_free(&r->d.n);
5057                                 RETURN_STATUS(s);
5058                         }
5059
5060                         *num = &r->d.n;
5061                         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5062
5063                         break;
5064                 }
5065
5066                 case BC_RESULT_VAR:
5067                 case BC_RESULT_ARRAY:
5068                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
5069                 {
5070                         BcVec *v;
5071
5072                         v = bc_program_search(r->d.id.name, r->t == BC_RESULT_VAR);
5073
5074                         if (r->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
5075                                 v = bc_vec_top(v);
5076                                 if (v->len <= r->d.id.idx) bc_array_expand(v, r->d.id.idx + 1);
5077                                 *num = bc_vec_item(v, r->d.id.idx);
5078                         }
5079                         else
5080                                 *num = bc_vec_top(v);
5081
5082                         break;
5083                 }
5084
5085                 case BC_RESULT_LAST:
5086                 {
5087                         *num = &G.prog.last;
5088                         break;
5089                 }
5090
5091                 case BC_RESULT_ONE:
5092                 {
5093                         *num = &G.prog.one;
5094                         break;
5095                 }
5096         }
5097
5098         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5099 }
5100 #define zbc_program_num(...) (zbc_program_num(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5101
5102 static BC_STATUS zbc_program_binOpPrep(BcResult **l, BcNum **ln,
5103                                      BcResult **r, BcNum **rn, bool assign)
5104 {
5105         BcStatus s;
5106         bool hex;
5107         BcResultType lt, rt;
5108
5109         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5110                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5111
5112         *r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
5113         *l = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
5114
5115         lt = (*l)->t;
5116         rt = (*r)->t;
5117         hex = assign && (lt == BC_RESULT_IBASE || lt == BC_RESULT_OBASE);
5118
5119         s = zbc_program_num(*l, ln, false);
5120         if (s) RETURN_STATUS(s);
5121         s = zbc_program_num(*r, rn, hex);
5122         if (s) RETURN_STATUS(s);
5123
5124         // We run this again under these conditions in case any vector has been
5125         // reallocated out from under the BcNums or arrays we had.
5126         if (lt == rt && (lt == BC_RESULT_VAR || lt == BC_RESULT_ARRAY_ELEM)) {
5127                 s = zbc_program_num(*l, ln, false);
5128                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5129         }
5130
5131         if (!BC_PROG_NUM((*l), (*ln)) && (!assign || (*l)->t != BC_RESULT_VAR))
5132                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5133         if (!assign && !BC_PROG_NUM((*r), (*ln)))
5134                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5135
5136         RETURN_STATUS(s);
5137 }
5138 #define zbc_program_binOpPrep(...) (zbc_program_binOpPrep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5139
5140 static void bc_program_binOpRetire(BcResult *r)
5141 {
5142         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5143         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5144         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5145         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5146 }
5147
5148 static BC_STATUS zbc_program_prep(BcResult **r, BcNum **n)
5149 {
5150         BcStatus s;
5151
5152         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5153                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5154         *r = bc_vec_top(&G.prog.results);
5155
5156         s = zbc_program_num(*r, n, false);
5157         if (s) RETURN_STATUS(s);
5158
5159         if (!BC_PROG_NUM((*r), (*n)))
5160                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5161
5162         RETURN_STATUS(s);
5163 }
5164 #define zbc_program_prep(...) (zbc_program_prep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5165
5166 static void bc_program_retire(BcResult *r, BcResultType t)
5167 {
5168         r->t = t;
5169         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5170         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5171 }
5172
5173 static BC_STATUS zbc_program_op(char inst)
5174 {
5175         BcStatus s;
5176         BcResult *opd1, *opd2, res;
5177         BcNum *n1, *n2 = NULL;
5178
5179         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5180         if (s) RETURN_STATUS(s);
5181         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5182
5183         s = BC_STATUS_SUCCESS;
5184         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zbc_program_ops[inst - BC_INST_POWER](n1, n2, &res.d.n, G.prog.scale);
5185         if (s) goto err;
5186         bc_program_binOpRetire(&res);
5187
5188         RETURN_STATUS(s);
5189
5190 err:
5191         bc_num_free(&res.d.n);
5192         RETURN_STATUS(s);
5193 }
5194 #define zbc_program_op(...) (zbc_program_op(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5195
5196 static BC_STATUS zbc_program_read(void)
5197 {
5198         const char *sv_file;
5199         BcStatus s;
5200         BcParse parse;
5201         BcVec buf;
5202         BcInstPtr ip;
5203         BcFunc *f;
5204
5205         if (G.in_read)
5206                 RETURN_STATUS(bc_error_nested_read_call());
5207
5208         f = bc_program_func(BC_PROG_READ);
5209         bc_vec_pop_all(&f->code);
5210
5211         sv_file = G.prog.file;
5212         G.prog.file = NULL;
5213         G.in_read = 1;
5214
5215         bc_char_vec_init(&buf);
5216         bc_read_line(&buf, stdin);
5217
5218         bc_parse_create(&parse, BC_PROG_READ);
5219         bc_lex_file(&parse.l);
5220
5221         s = zbc_parse_text_init(&parse, buf.v);
5222         if (s) goto exec_err;
5223         s = zcommon_parse_expr(&parse, BC_PARSE_NOREAD);
5224         if (s) goto exec_err;
5225
5226         if (parse.l.t.t != BC_LEX_NLINE && parse.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
5227                 s = bc_error("bad read() expression");
5228                 goto exec_err;
5229         }
5230
5231         ip.func = BC_PROG_READ;
5232         ip.idx = 0;
5233         ip.len = G.prog.results.len;
5234
5235         // Update this pointer, just in case.
5236         f = bc_program_func(BC_PROG_READ);
5237
5238         bc_vec_pushByte(&f->code, BC_INST_POP_EXEC);
5239         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
5240
5241 exec_err:
5242         bc_parse_free(&parse);
5243         G.in_read = 0;
5244         G.prog.file = sv_file;
5245         bc_vec_free(&buf);
5246         RETURN_STATUS(s);
5247 }
5248 #define zbc_program_read(...) (zbc_program_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5249
5250 static size_t bc_program_index(char *code, size_t *bgn)
5251 {
5252         char amt = code[(*bgn)++], i = 0;
5253         size_t res = 0;
5254
5255         for (; i < amt; ++i, ++(*bgn))
5256                 res |= (((size_t)((int) code[*bgn]) & UCHAR_MAX) << (i * CHAR_BIT));
5257
5258         return res;
5259 }
5260
5261 static char *bc_program_name(char *code, size_t *bgn)
5262 {
5263         size_t i;
5264         char c, *s, *str = code + *bgn, *ptr = strchr(str, BC_PARSE_STREND);
5265
5266         s = xmalloc(ptr - str + 1);
5267         c = code[(*bgn)++];
5268
5269         for (i = 0; c != 0 && c != BC_PARSE_STREND; c = code[(*bgn)++], ++i)
5270                 s[i] = c;
5271
5272         s[i] = '\0';
5273
5274         return s;
5275 }
5276
5277 static void bc_program_printString(const char *str)
5278 {
5279 #if ENABLE_DC
5280         if (!str[0]) {
5281                 // Example: echo '[]ap' | dc
5282                 // should print two bytes: 0x00, 0x0A
5283                 bb_putchar('\0');
5284                 return;
5285         }
5286 #endif
5287         while (*str) {
5288                 int c = *str++;
5289                 if (c != '\\' || !*str)
5290                         bb_putchar(c);
5291                 else {
5292                         c = *str++;
5293                         switch (c) {
5294                         case 'a':
5295                                 bb_putchar('\a');
5296                                 break;
5297                         case 'b':
5298                                 bb_putchar('\b');
5299                                 break;
5300                         case '\\':
5301                         case 'e':
5302                                 bb_putchar('\\');
5303                                 break;
5304                         case 'f':
5305                                 bb_putchar('\f');
5306                                 break;
5307                         case 'n':
5308                                 bb_putchar('\n');
5309                                 G.prog.nchars = SIZE_MAX;
5310                                 break;
5311                         case 'r':
5312                                 bb_putchar('\r');
5313                                 break;
5314                         case 'q':
5315                                 bb_putchar('"');
5316                                 break;
5317                         case 't':
5318                                 bb_putchar('\t');
5319                                 break;
5320                         default:
5321                                 // Just print the backslash and following character.
5322                                 bb_putchar('\\');
5323                                 ++G.prog.nchars;
5324                                 bb_putchar(c);
5325                                 break;
5326                         }
5327                 }
5328                 ++G.prog.nchars;
5329         }
5330 }
5331
5332 static void bc_num_printNewline(void)
5333 {
5334         if (G.prog.nchars == G.prog.len - 1) {
5335                 bb_putchar('\\');
5336                 bb_putchar('\n');
5337                 G.prog.nchars = 0;
5338         }
5339 }
5340
5341 #if ENABLE_DC
5342 static FAST_FUNC void bc_num_printChar(size_t num, size_t width, bool radix)
5343 {
5344         (void) radix;
5345         bb_putchar((char) num);
5346         G.prog.nchars += width;
5347 }
5348 #endif
5349
5350 static FAST_FUNC void bc_num_printDigits(size_t num, size_t width, bool radix)
5351 {
5352         size_t exp, pow;
5353
5354         bc_num_printNewline();
5355         bb_putchar(radix ? '.' : ' ');
5356         ++G.prog.nchars;
5357
5358         bc_num_printNewline();
5359         for (exp = 0, pow = 1; exp < width - 1; ++exp, pow *= 10)
5360                 continue;
5361
5362         for (exp = 0; exp < width; pow /= 10, ++G.prog.nchars, ++exp) {
5363                 size_t dig;
5364                 bc_num_printNewline();
5365                 dig = num / pow;
5366                 num -= dig * pow;
5367                 bb_putchar(((char) dig) + '0');
5368         }
5369 }
5370
5371 static FAST_FUNC void bc_num_printHex(size_t num, size_t width, bool radix)
5372 {
5373         if (radix) {
5374                 bc_num_printNewline();
5375                 bb_putchar('.');
5376                 G.prog.nchars += 1;
5377         }
5378
5379         bc_num_printNewline();
5380         bb_putchar(bb_hexdigits_upcase[num]);
5381         G.prog.nchars += width;
5382 }
5383
5384 static void bc_num_printDecimal(BcNum *n)
5385 {
5386         size_t i, rdx = n->rdx - 1;
5387
5388         if (n->neg) bb_putchar('-');
5389         G.prog.nchars += n->neg;
5390
5391         for (i = n->len - 1; i < n->len; --i)
5392                 bc_num_printHex((size_t) n->num[i], 1, i == rdx);
5393 }
5394
5395 static BC_STATUS zbc_num_printNum(BcNum *n, BcNum *base, size_t width, BcNumDigitOp print)
5396 {
5397         BcStatus s;
5398         BcVec stack;
5399         BcNum intp, fracp, digit, frac_len;
5400         unsigned long dig, *ptr;
5401         size_t i;
5402         bool radix;
5403
5404         if (n->len == 0) {
5405                 print(0, width, false);
5406                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5407         }
5408
5409         bc_vec_init(&stack, sizeof(long), NULL);
5410         bc_num_init(&intp, n->len);
5411         bc_num_init(&fracp, n->rdx);
5412         bc_num_init(&digit, width);
5413         bc_num_init(&frac_len, BC_NUM_INT(n));
5414         bc_num_copy(&intp, n);
5415         bc_num_one(&frac_len);
5416
5417         bc_num_truncate(&intp, intp.rdx);
5418         s = zbc_num_sub(n, &intp, &fracp, 0);
5419         if (s) goto err;
5420
5421         while (intp.len != 0) {
5422                 s = zbc_num_divmod(&intp, base, &intp, &digit, 0);
5423                 if (s) goto err;
5424                 s = zbc_num_ulong(&digit, &dig);
5425                 if (s) goto err;
5426                 bc_vec_push(&stack, &dig);
5427         }
5428
5429         for (i = 0; i < stack.len; ++i) {
5430                 ptr = bc_vec_item_rev(&stack, i);
5431                 print(*ptr, width, false);
5432         }
5433
5434         if (!n->rdx) goto err;
5435
5436         for (radix = true; frac_len.len <= n->rdx; radix = false) {
5437                 s = zbc_num_mul(&fracp, base, &fracp, n->rdx);
5438                 if (s) goto err;
5439                 s = zbc_num_ulong(&fracp, &dig);
5440                 if (s) goto err;
5441                 bc_num_ulong2num(&intp, dig);
5442                 s = zbc_num_sub(&fracp, &intp, &fracp, 0);
5443                 if (s) goto err;
5444                 print(dig, width, radix);
5445                 s = zbc_num_mul(&frac_len, base, &frac_len, 0);
5446                 if (s) goto err;
5447         }
5448
5449 err:
5450         bc_num_free(&frac_len);
5451         bc_num_free(&digit);
5452         bc_num_free(&fracp);
5453         bc_num_free(&intp);
5454         bc_vec_free(&stack);
5455         RETURN_STATUS(s);
5456 }
5457 #define zbc_num_printNum(...) (zbc_num_printNum(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5458
5459 static BC_STATUS zbc_num_printBase(BcNum *n)
5460 {
5461         BcStatus s;
5462         size_t width, i;
5463         BcNumDigitOp print;
5464         bool neg = n->neg;
5465
5466         if (neg) {
5467                 bb_putchar('-');
5468                 G.prog.nchars++;
5469         }
5470
5471         n->neg = false;
5472
5473         if (G.prog.ob_t <= BC_NUM_MAX_IBASE) {
5474                 width = 1;
5475                 print = bc_num_printHex;
5476         } else {
5477                 for (i = G.prog.ob_t - 1, width = 0; i != 0; i /= 10, ++width)
5478                         continue;
5479                 print = bc_num_printDigits;
5480         }
5481
5482         s = zbc_num_printNum(n, &G.prog.ob, 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 (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, idx + 1))
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 (!s) bc_num_copy(&G.prog.last, num);
5530         }
5531         else {
5532                 char *str;
5533
5534                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
5535                 str = *bc_program_str(idx);
5536
5537                 if (inst == BC_INST_PRINT_STR) {
5538                         for (;;) {
5539                                 char c = *str++;
5540                                 if (c == '\0') break;
5541                                 bb_putchar(c);
5542                                 ++G.prog.nchars;
5543                                 if (c == '\n') G.prog.nchars = 0;
5544                         }
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 zbc_program_assignStr(BcResult *r, BcVec *v,
5628                                      bool push)
5629 {
5630         BcNum n2;
5631         BcResult res;
5632
5633         memset(&n2, 0, sizeof(BcNum));
5634         n2.rdx = res.d.id.idx = r->d.id.idx;
5635         res.t = BC_RESULT_STR;
5636
5637         if (!push) {
5638                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5639                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5640                 bc_vec_pop(v);
5641                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5642         }
5643
5644         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5645
5646         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5647         bc_vec_push(v, &n2);
5648
5649         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5650 }
5651 #define zbc_program_assignStr(...) (zbc_program_assignStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5652 #endif // ENABLE_DC
5653
5654 static BC_STATUS zbc_program_copyToVar(char *name, bool var)
5655 {
5656         BcStatus s;
5657         BcResult *ptr, r;
5658         BcVec *v;
5659         BcNum *n;
5660
5661         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5662                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5663
5664         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
5665         if ((ptr->t == BC_RESULT_ARRAY) != !var)
5666                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5667         v = bc_program_search(name, var);
5668
5669 #if ENABLE_DC
5670         if (ptr->t == BC_RESULT_STR && !var)
5671                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5672         if (ptr->t == BC_RESULT_STR)
5673                 RETURN_STATUS(zbc_program_assignStr(ptr, v, true));
5674 #endif
5675
5676         s = zbc_program_num(ptr, &n, false);
5677         if (s) RETURN_STATUS(s);
5678
5679         // Do this once more to make sure that pointers were not invalidated.
5680         v = bc_program_search(name, var);
5681
5682         if (var) {
5683                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5684                 bc_num_copy(&r.d.n, n);
5685         }
5686         else {
5687                 bc_array_init(&r.d.v, true);
5688                 bc_array_copy(&r.d.v, (BcVec *) n);
5689         }
5690
5691         bc_vec_push(v, &r.d);
5692         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5693
5694         RETURN_STATUS(s);
5695 }
5696 #define zbc_program_copyToVar(...) (zbc_program_copyToVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5697
5698 static BC_STATUS zbc_program_assign(char inst)
5699 {
5700         BcStatus s;
5701         BcResult *left, *right, res;
5702         BcNum *l = NULL, *r = NULL;
5703         bool assign = inst == BC_INST_ASSIGN, ib, sc;
5704
5705         s = zbc_program_binOpPrep(&left, &l, &right, &r, assign);
5706         if (s) RETURN_STATUS(s);
5707
5708         ib = left->t == BC_RESULT_IBASE;
5709         sc = left->t == BC_RESULT_SCALE;
5710
5711 #if ENABLE_DC
5712
5713         if (right->t == BC_RESULT_STR) {
5714
5715                 BcVec *v;
5716
5717                 if (left->t != BC_RESULT_VAR)
5718                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5719                 v = bc_program_search(left->d.id.name, true);
5720
5721                 RETURN_STATUS(zbc_program_assignStr(right, v, false));
5722         }
5723 #endif
5724
5725         if (left->t == BC_RESULT_CONSTANT || left->t == BC_RESULT_TEMP)
5726                 RETURN_STATUS(bc_error("bad assignment:"
5727                                 " left side must be variable"
5728                                 " or array element"
5729                 )); // note: shared string
5730
5731 #if ENABLE_BC
5732         if (inst == BC_INST_ASSIGN_DIVIDE && !bc_num_cmp(r, &G.prog.zero))
5733                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
5734
5735         if (assign)
5736                 bc_num_copy(l, r);
5737         else {
5738                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5739                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zbc_program_ops[inst - BC_INST_ASSIGN_POWER](l, r, l, G.prog.scale);
5740         }
5741         if (s) RETURN_STATUS(s);
5742 #else
5743         bc_num_copy(l, r);
5744 #endif
5745
5746         if (ib || sc || left->t == BC_RESULT_OBASE) {
5747                 static const char *const msg[] = {
5748                         "bad ibase; must be [2,16]",                 //BC_RESULT_IBASE
5749                         "bad scale; must be [0,"BC_MAX_SCALE_STR"]", //BC_RESULT_SCALE
5750                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_LAST
5751                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_CONSTANT
5752                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_ONE
5753                         "bad obase; must be [2,"BC_MAX_OBASE_STR"]", //BC_RESULT_OBASE
5754                 };
5755                 size_t *ptr;
5756                 size_t max;
5757                 unsigned long val;
5758
5759                 s = zbc_num_ulong(l, &val);
5760                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5761                 s = left->t - BC_RESULT_IBASE;
5762                 if (sc) {
5763                         max = BC_MAX_SCALE;
5764                         ptr = &G.prog.scale;
5765                 } else {
5766                         if (val < 2)
5767                                 RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5768                         max = ib ? BC_NUM_MAX_IBASE : BC_MAX_OBASE;
5769                         ptr = ib ? &G.prog.ib_t : &G.prog.ob_t;
5770                 }
5771
5772                 if (val > max)
5773                         RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5774                 if (!sc && !ib)
5775                         bc_num_copy(&G.prog.ob, l);
5776
5777                 *ptr = (size_t) val;
5778                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5779         }
5780
5781         bc_num_init(&res.d.n, l->len);
5782         bc_num_copy(&res.d.n, l);
5783         bc_program_binOpRetire(&res);
5784
5785         RETURN_STATUS(s);
5786 }
5787 #define zbc_program_assign(...) (zbc_program_assign(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5788
5789 #if !ENABLE_DC
5790 #define bc_program_pushVar(code, bgn, pop, copy) \
5791         bc_program_pushVar(code, bgn)
5792 // for bc, 'pop' and 'copy' are always false
5793 #endif
5794 static BC_STATUS bc_program_pushVar(char *code, size_t *bgn,
5795                                    bool pop, bool copy)
5796 {
5797         BcResult r;
5798         char *name = bc_program_name(code, bgn);
5799
5800         r.t = BC_RESULT_VAR;
5801         r.d.id.name = name;
5802
5803 #if ENABLE_DC
5804         {
5805                 BcVec *v = bc_program_search(name, true);
5806                 BcNum *num = bc_vec_top(v);
5807
5808                 if (pop || copy) {
5809
5810                         if (!BC_PROG_STACK(v, 2 - copy)) {
5811                                 free(name);
5812                                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5813                         }
5814
5815                         free(name);
5816                         name = NULL;
5817
5818                         if (!BC_PROG_STR(num)) {
5819
5820                                 r.t = BC_RESULT_TEMP;
5821
5822                                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5823                                 bc_num_copy(&r.d.n, num);
5824                         }
5825                         else {
5826                                 r.t = BC_RESULT_STR;
5827                                 r.d.id.idx = num->rdx;
5828                         }
5829
5830                         if (!copy) bc_vec_pop(v);
5831                 }
5832         }
5833 #endif // ENABLE_DC
5834
5835         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5836
5837         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5838 }
5839 #define zbc_program_pushVar(...) (bc_program_pushVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5840
5841 static BC_STATUS zbc_program_pushArray(char *code, size_t *bgn,
5842                                      char inst)
5843 {
5844         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5845         BcResult r;
5846         BcNum *num;
5847
5848         r.d.id.name = bc_program_name(code, bgn);
5849
5850         if (inst == BC_INST_ARRAY) {
5851                 r.t = BC_RESULT_ARRAY;
5852                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5853         }
5854         else {
5855
5856                 BcResult *operand;
5857                 unsigned long temp;
5858
5859                 s = zbc_program_prep(&operand, &num);
5860                 if (s) goto err;
5861                 s = zbc_num_ulong(num, &temp);
5862                 if (s) goto err;
5863
5864                 if (temp > BC_MAX_DIM) {
5865                         s = bc_error("array too long; must be [1,"BC_MAX_DIM_STR"]");
5866                         goto err;
5867                 }
5868
5869                 r.d.id.idx = (size_t) temp;
5870                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_ARRAY_ELEM);
5871         }
5872
5873 err:
5874         if (s) free(r.d.id.name);
5875         RETURN_STATUS(s);
5876 }
5877 #define zbc_program_pushArray(...) (zbc_program_pushArray(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5878
5879 #if ENABLE_BC
5880 static BC_STATUS zbc_program_incdec(char inst)
5881 {
5882         BcStatus s;
5883         BcResult *ptr, res, copy;
5884         BcNum *num = NULL;
5885         char inst2 = inst;
5886
5887         s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
5888         if (s) RETURN_STATUS(s);
5889
5890         if (inst == BC_INST_INC_POST || inst == BC_INST_DEC_POST) {
5891                 copy.t = BC_RESULT_TEMP;
5892                 bc_num_init(&copy.d.n, num->len);
5893                 bc_num_copy(&copy.d.n, num);
5894         }
5895
5896         res.t = BC_RESULT_ONE;
5897         inst = inst == BC_INST_INC_PRE || inst == BC_INST_INC_POST ?
5898                    BC_INST_ASSIGN_PLUS :
5899                    BC_INST_ASSIGN_MINUS;
5900
5901         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5902         s = zbc_program_assign(inst);
5903         if (s) RETURN_STATUS(s);
5904
5905         if (inst2 == BC_INST_INC_POST || inst2 == BC_INST_DEC_POST) {
5906                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5907                 bc_vec_push(&G.prog.results, &copy);
5908         }
5909
5910         RETURN_STATUS(s);
5911 }
5912 #define zbc_program_incdec(...) (zbc_program_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5913
5914 static BC_STATUS zbc_program_call(char *code, size_t *idx)
5915 {
5916         BcInstPtr ip;
5917         size_t i, nparams = bc_program_index(code, idx);
5918         BcFunc *func;
5919         BcId *a;
5920         BcResultData param;
5921         BcResult *arg;
5922
5923         ip.idx = 0;
5924         ip.func = bc_program_index(code, idx);
5925         func = bc_program_func(ip.func);
5926
5927         if (func->code.len == 0) {
5928                 RETURN_STATUS(bc_error("undefined function"));
5929         }
5930         if (nparams != func->nparams) {
5931                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("function has %u parameters, but called with %u", func->nparams, nparams));
5932         }
5933         ip.len = G.prog.results.len - nparams;
5934
5935         for (i = 0; i < nparams; ++i) {
5936                 BcStatus s;
5937
5938                 a = bc_vec_item(&func->autos, nparams - 1 - i);
5939                 arg = bc_vec_top(&G.prog.results);
5940
5941                 if ((!a->idx) != (arg->t == BC_RESULT_ARRAY) || arg->t == BC_RESULT_STR)
5942                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5943
5944                 s = zbc_program_copyToVar(a->name, a->idx);
5945                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5946         }
5947
5948         for (; i < func->autos.len; ++i) {
5949                 BcVec *v;
5950
5951                 a = bc_vec_item(&func->autos, i);
5952                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
5953
5954                 if (a->idx) {
5955                         bc_num_init_DEF_SIZE(&param.n);
5956                         bc_vec_push(v, &param.n);
5957                 }
5958                 else {
5959                         bc_array_init(&param.v, true);
5960                         bc_vec_push(v, &param.v);
5961                 }
5962         }
5963
5964         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
5965
5966         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5967 }
5968 #define zbc_program_call(...) (zbc_program_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5969
5970 static BC_STATUS zbc_program_return(char inst)
5971 {
5972         BcResult res;
5973         BcFunc *f;
5974         size_t i;
5975         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
5976
5977         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, ip->len + inst == BC_INST_RET))
5978                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5979
5980         f = bc_program_func(ip->func);
5981         res.t = BC_RESULT_TEMP;
5982
5983         if (inst == BC_INST_RET) {
5984                 BcStatus s;
5985                 BcNum *num;
5986                 BcResult *operand = bc_vec_top(&G.prog.results);
5987
5988                 s = zbc_program_num(operand, &num, false);
5989                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5990                 bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5991                 bc_num_copy(&res.d.n, num);
5992         }
5993         else {
5994                 bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5995                 //bc_num_zero(&res.d.n); - already is
5996         }
5997
5998         // We need to pop arguments as well, so this takes that into account.
5999         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
6000                 BcVec *v;
6001                 BcId *a = bc_vec_item(&f->autos, i);
6002
6003                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
6004                 bc_vec_pop(v);
6005         }
6006
6007         bc_vec_npop(&G.prog.results, G.prog.results.len - ip->len);
6008         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6009         bc_vec_pop(&G.prog.stack);
6010
6011         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6012 }
6013 #define zbc_program_return(...) (zbc_program_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6014 #endif // ENABLE_BC
6015
6016 static unsigned long bc_program_scale(BcNum *n)
6017 {
6018         return (unsigned long) n->rdx;
6019 }
6020
6021 static unsigned long bc_program_len(BcNum *n)
6022 {
6023         size_t len = n->len;
6024
6025         if (n->rdx != len) return len;
6026         for (;;) {
6027                 if (len == 0) break;
6028                 len--;
6029                 if (n->num[len] != 0) break;
6030         }
6031         return len;
6032 }
6033
6034 static BC_STATUS zbc_program_builtin(char inst)
6035 {
6036         BcStatus s;
6037         BcResult *opnd;
6038         BcNum *num = NULL;
6039         BcResult res;
6040         bool len = inst == BC_INST_LENGTH;
6041
6042         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6043                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6044         opnd = bc_vec_top(&G.prog.results);
6045
6046         s = zbc_program_num(opnd, &num, false);
6047         if (s) RETURN_STATUS(s);
6048
6049 #if ENABLE_DC
6050         if (!BC_PROG_NUM(opnd, num) && !len)
6051                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6052 #endif
6053
6054         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6055
6056         if (inst == BC_INST_SQRT) s = zbc_num_sqrt(num, &res.d.n, G.prog.scale);
6057 #if ENABLE_BC
6058         else if (len != 0 && opnd->t == BC_RESULT_ARRAY) {
6059                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, (unsigned long) ((BcVec *) num)->len);
6060         }
6061 #endif
6062 #if ENABLE_DC
6063         else if (len != 0 && !BC_PROG_NUM(opnd, num)) {
6064                 char **str;
6065                 size_t idx = opnd->t == BC_RESULT_STR ? opnd->d.id.idx : num->rdx;
6066
6067                 str = bc_program_str(idx);
6068                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, strlen(*str));
6069         }
6070 #endif
6071         else {
6072                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, len ? bc_program_len(num) : bc_program_scale(num));
6073         }
6074
6075         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
6076
6077         RETURN_STATUS(s);
6078 }
6079 #define zbc_program_builtin(...) (zbc_program_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6080
6081 #if ENABLE_DC
6082 static BC_STATUS zbc_program_divmod(void)
6083 {
6084         BcStatus s;
6085         BcResult *opd1, *opd2, res, res2;
6086         BcNum *n1, *n2 = NULL;
6087
6088         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
6089         if (s) RETURN_STATUS(s);
6090
6091         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6092         bc_num_init(&res2.d.n, n2->len);
6093
6094         s = zbc_num_divmod(n1, n2, &res2.d.n, &res.d.n, G.prog.scale);
6095         if (s) goto err;
6096
6097         bc_program_binOpRetire(&res2);
6098         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6099         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6100
6101         RETURN_STATUS(s);
6102
6103 err:
6104         bc_num_free(&res2.d.n);
6105         bc_num_free(&res.d.n);
6106         RETURN_STATUS(s);
6107 }
6108 #define zbc_program_divmod(...) (zbc_program_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6109
6110 static BC_STATUS zbc_program_modexp(void)
6111 {
6112         BcStatus s;
6113         BcResult *r1, *r2, *r3, res;
6114         BcNum *n1, *n2, *n3;
6115
6116         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 3))
6117                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6118         s = zbc_program_binOpPrep(&r2, &n2, &r3, &n3, false);
6119         if (s) RETURN_STATUS(s);
6120
6121         r1 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 2);
6122         s = zbc_program_num(r1, &n1, false);
6123         if (s) RETURN_STATUS(s);
6124         if (!BC_PROG_NUM(r1, n1))
6125                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6126
6127         // Make sure that the values have their pointers updated, if necessary.
6128         if (r1->t == BC_RESULT_VAR || r1->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
6129
6130                 if (r1->t == r2->t) {
6131                         s = zbc_program_num(r2, &n2, false);
6132                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6133                 }
6134
6135                 if (r1->t == r3->t) {
6136                         s = zbc_program_num(r3, &n3, false);
6137                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6138                 }
6139         }
6140
6141         bc_num_init(&res.d.n, n3->len);
6142         s = zbc_num_modexp(n1, n2, n3, &res.d.n);
6143         if (s) goto err;
6144
6145         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6146         bc_program_binOpRetire(&res);
6147
6148         RETURN_STATUS(s);
6149
6150 err:
6151         bc_num_free(&res.d.n);
6152         RETURN_STATUS(s);
6153 }
6154 #define zbc_program_modexp(...) (zbc_program_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6155
6156 static void bc_program_stackLen(void)
6157 {
6158         BcResult res;
6159         size_t len = G.prog.results.len;
6160
6161         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6162
6163         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6164         bc_num_ulong2num(&res.d.n, len);
6165         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6166 }
6167
6168 static BC_STATUS zbc_program_asciify(void)
6169 {
6170         BcStatus s;
6171         BcResult *r, res;
6172         BcNum *num, n;
6173         char *str, *str2, c;
6174         size_t len = G.prog.strs.len, idx;
6175         unsigned long val;
6176
6177         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6178                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6179         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6180
6181         num = NULL; // TODO: is this NULL needed?
6182         s = zbc_program_num(r, &num, false);
6183         if (s) RETURN_STATUS(s);
6184
6185         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
6186
6187                 bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
6188                 bc_num_copy(&n, num);
6189                 bc_num_truncate(&n, n.rdx);
6190
6191                 s = zbc_num_mod(&n, &G.prog.strmb, &n, 0);
6192                 if (s) goto num_err;
6193                 s = zbc_num_ulong(&n, &val);
6194                 if (s) goto num_err;
6195
6196                 c = (char) val;
6197
6198                 bc_num_free(&n);
6199         }
6200         else {
6201                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
6202                 str2 = *bc_program_str(idx);
6203                 c = str2[0];
6204         }
6205
6206         str = xzalloc(2);
6207         str[0] = c;
6208         //str[1] = '\0'; - already is
6209
6210         str2 = xstrdup(str);
6211         bc_program_addFunc(str2, &idx);
6212
6213         if (idx != len + BC_PROG_REQ_FUNCS) {
6214                 for (idx = 0; idx < G.prog.strs.len; ++idx) {
6215                         if (strcmp(*bc_program_str(idx), str) == 0) {
6216                                 len = idx;
6217                                 break;
6218                         }
6219                 }
6220
6221                 free(str);
6222         }
6223         else
6224                 bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
6225
6226         res.t = BC_RESULT_STR;
6227         res.d.id.idx = len;
6228         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6229         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6230
6231         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6232
6233 num_err:
6234         bc_num_free(&n);
6235         RETURN_STATUS(s);
6236 }
6237 #define zbc_program_asciify(...) (zbc_program_asciify(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6238
6239 static BC_STATUS zbc_program_printStream(void)
6240 {
6241         BcStatus s;
6242         BcResult *r;
6243         BcNum *n = NULL;
6244         size_t idx;
6245         char *str;
6246
6247         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6248                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6249         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6250
6251         s = zbc_program_num(r, &n, false);
6252         if (s) RETURN_STATUS(s);
6253
6254         if (BC_PROG_NUM(r, n)) {
6255                 s = zbc_num_printNum(n, &G.prog.strmb, 1, bc_num_printChar);
6256         } else {
6257                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : n->rdx;
6258                 str = *bc_program_str(idx);
6259                 printf("%s", str);
6260         }
6261
6262         RETURN_STATUS(s);
6263 }
6264 #define zbc_program_printStream(...) (zbc_program_printStream(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6265
6266 static BC_STATUS zbc_program_nquit(void)
6267 {
6268         BcStatus s;
6269         BcResult *opnd;
6270         BcNum *num = NULL;
6271         unsigned long val;
6272
6273         s = zbc_program_prep(&opnd, &num);
6274         if (s) RETURN_STATUS(s);
6275         s = zbc_num_ulong(num, &val);
6276         if (s) RETURN_STATUS(s);
6277
6278         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6279
6280         if (G.prog.stack.len < val)
6281                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6282         if (G.prog.stack.len == val) {
6283                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6284         }
6285
6286         bc_vec_npop(&G.prog.stack, val);
6287
6288         RETURN_STATUS(s);
6289 }
6290 #define zbc_program_nquit(...) (zbc_program_nquit(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6291
6292 static BC_STATUS zbc_program_execStr(char *code, size_t *bgn,
6293                                    bool cond)
6294 {
6295         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6296         BcResult *r;
6297         char **str;
6298         BcFunc *f;
6299         BcParse prs;
6300         BcInstPtr ip;
6301         size_t fidx, sidx;
6302
6303         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6304                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6305
6306         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6307
6308         if (cond) {
6309                 BcNum *n = n; // for compiler
6310                 bool exec;
6311                 char *name;
6312                 char *then_name = bc_program_name(code, bgn);
6313                 char *else_name = NULL;
6314
6315                 if (code[*bgn] == BC_PARSE_STREND)
6316                         (*bgn) += 1;
6317                 else
6318                         else_name = bc_program_name(code, bgn);
6319
6320                 exec = r->d.n.len != 0;
6321                 name = then_name;
6322                 if (!exec && else_name != NULL) {
6323                         exec = true;
6324                         name = else_name;
6325                 }
6326
6327                 if (exec) {
6328                         BcVec *v;
6329                         v = bc_program_search(name, true);
6330                         n = bc_vec_top(v);
6331                 }
6332
6333                 free(then_name);
6334                 free(else_name);
6335
6336                 if (!exec) goto exit;
6337                 if (!BC_PROG_STR(n)) {
6338                         s = bc_error_variable_is_wrong_type();
6339                         goto exit;
6340                 }
6341
6342                 sidx = n->rdx;
6343         } else {
6344                 if (r->t == BC_RESULT_STR) {
6345                         sidx = r->d.id.idx;
6346                 } else if (r->t == BC_RESULT_VAR) {
6347                         BcNum *n;
6348                         s = zbc_program_num(r, &n, false);
6349                         if (s || !BC_PROG_STR(n)) goto exit;
6350                         sidx = n->rdx;
6351                 } else
6352                         goto exit;
6353         }
6354
6355         fidx = sidx + BC_PROG_REQ_FUNCS;
6356
6357         str = bc_program_str(sidx);
6358         f = bc_program_func(fidx);
6359
6360         if (f->code.len == 0) {
6361                 bc_parse_create(&prs, fidx);
6362                 s = zbc_parse_text_init(&prs, *str);
6363                 if (s) goto err;
6364                 s = zcommon_parse_expr(&prs, BC_PARSE_NOCALL);
6365                 if (s) goto err;
6366
6367                 if (prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6368                         s = bc_error_bad_expression();
6369                         goto err;
6370                 }
6371
6372                 bc_parse_free(&prs);
6373         }
6374
6375         ip.idx = 0;
6376         ip.len = G.prog.results.len;
6377         ip.func = fidx;
6378
6379         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6380         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
6381
6382         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6383
6384 err:
6385         bc_parse_free(&prs);
6386         f = bc_program_func(fidx);
6387         bc_vec_pop_all(&f->code);
6388 exit:
6389         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6390         RETURN_STATUS(s);
6391 }
6392 #define zbc_program_execStr(...) (zbc_program_execStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6393 #endif // ENABLE_DC
6394
6395 static void bc_program_pushGlobal(char inst)
6396 {
6397         BcResult res;
6398         unsigned long val;
6399
6400         res.t = inst - BC_INST_IBASE + BC_RESULT_IBASE;
6401         if (inst == BC_INST_IBASE)
6402                 val = (unsigned long) G.prog.ib_t;
6403         else if (inst == BC_INST_SCALE)
6404                 val = (unsigned long) G.prog.scale;
6405         else
6406                 val = (unsigned long) G.prog.ob_t;
6407
6408         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6409         bc_num_ulong2num(&res.d.n, val);
6410         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6411 }
6412
6413 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx)
6414 {
6415         BcId entry, *entry_ptr;
6416         BcFunc f;
6417         int inserted;
6418
6419         entry.name = name;
6420         entry.idx = G.prog.fns.len;
6421
6422         inserted = bc_map_insert(&G.prog.fn_map, &entry, idx);
6423         if (!inserted) free(name);
6424
6425         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, *idx);
6426         *idx = entry_ptr->idx;
6427
6428         if (!inserted) {
6429
6430                 BcFunc *func = bc_program_func(entry_ptr->idx);
6431
6432                 // We need to reset these, so the function can be repopulated.
6433                 func->nparams = 0;
6434                 bc_vec_pop_all(&func->autos);
6435                 bc_vec_pop_all(&func->code);
6436                 bc_vec_pop_all(&func->labels);
6437         }
6438         else {
6439                 bc_func_init(&f);
6440                 bc_vec_push(&G.prog.fns, &f);
6441         }
6442 }
6443
6444 static BC_STATUS zbc_program_exec(void)
6445 {
6446         BcResult r, *ptr;
6447         BcNum *num;
6448         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6449         BcFunc *func = bc_program_func(ip->func);
6450         char *code = func->code.v;
6451
6452         while (ip->idx < func->code.len) {
6453                 BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6454                 char inst = code[(ip->idx)++];
6455
6456                 dbg_exec("inst:%d", inst);
6457                 switch (inst) {
6458 #if ENABLE_BC
6459                         case BC_INST_JUMP_ZERO: {
6460                                 bool zero;
6461                                 dbg_exec("BC_INST_JUMP_ZERO:");
6462                                 s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
6463                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6464                                 zero = (bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) == 0);
6465                                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6466                                 if (!zero) {
6467                                         bc_program_index(code, &ip->idx);
6468                                         break;
6469                                 }
6470                                 // else: fall through
6471                         }
6472                         case BC_INST_JUMP: {
6473                                 size_t idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6474                                 size_t *addr = bc_vec_item(&func->labels, idx);
6475                                 dbg_exec("BC_INST_JUMP: to %ld", (long)*addr);
6476                                 ip->idx = *addr;
6477                                 break;
6478                         }
6479                         case BC_INST_CALL:
6480                                 dbg_exec("BC_INST_CALL:");
6481                                 s = zbc_program_call(code, &ip->idx);
6482                                 break;
6483                         case BC_INST_INC_PRE:
6484                         case BC_INST_DEC_PRE:
6485                         case BC_INST_INC_POST:
6486                         case BC_INST_DEC_POST:
6487                                 dbg_exec("BC_INST_INCDEC:");
6488                                 s = zbc_program_incdec(inst);
6489                                 break;
6490                         case BC_INST_HALT:
6491                                 dbg_exec("BC_INST_HALT:");
6492                                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6493                                 break;
6494                         case BC_INST_RET:
6495                         case BC_INST_RET0:
6496                                 dbg_exec("BC_INST_RET[0]:");
6497                                 s = zbc_program_return(inst);
6498                                 break;
6499                         case BC_INST_BOOL_OR:
6500                         case BC_INST_BOOL_AND:
6501 #endif // ENABLE_BC
6502                         case BC_INST_REL_EQ:
6503                         case BC_INST_REL_LE:
6504                         case BC_INST_REL_GE:
6505                         case BC_INST_REL_NE:
6506                         case BC_INST_REL_LT:
6507                         case BC_INST_REL_GT:
6508                                 dbg_exec("BC_INST_BOOL:");
6509                                 s = zbc_program_logical(inst);
6510                                 break;
6511                         case BC_INST_READ:
6512                                 dbg_exec("BC_INST_READ:");
6513                                 s = zbc_program_read();
6514                                 break;
6515                         case BC_INST_VAR:
6516                                 dbg_exec("BC_INST_VAR:");
6517                                 s = zbc_program_pushVar(code, &ip->idx, false, false);
6518                                 break;
6519                         case BC_INST_ARRAY_ELEM:
6520                         case BC_INST_ARRAY:
6521                                 dbg_exec("BC_INST_ARRAY[_ELEM]:");
6522                                 s = zbc_program_pushArray(code, &ip->idx, inst);
6523                                 break;
6524                         case BC_INST_LAST:
6525                                 r.t = BC_RESULT_LAST;
6526                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6527                                 break;
6528                         case BC_INST_IBASE:
6529                         case BC_INST_SCALE:
6530                         case BC_INST_OBASE:
6531                                 bc_program_pushGlobal(inst);
6532                                 break;
6533                         case BC_INST_SCALE_FUNC:
6534                         case BC_INST_LENGTH:
6535                         case BC_INST_SQRT:
6536                                 dbg_exec("BC_INST_builtin:");
6537                                 s = zbc_program_builtin(inst);
6538                                 break;
6539                         case BC_INST_NUM:
6540                                 dbg_exec("BC_INST_NUM:");
6541                                 r.t = BC_RESULT_CONSTANT;
6542                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6543                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6544                                 break;
6545                         case BC_INST_POP:
6546                                 dbg_exec("BC_INST_POP:");
6547                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6548                                         s = bc_error_stack_has_too_few_elements();
6549                                 else
6550                                         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6551                                 break;
6552                         case BC_INST_POP_EXEC:
6553                                 dbg_exec("BC_INST_POP_EXEC:");
6554                                 bc_vec_pop(&G.prog.stack);
6555                                 break;
6556                         case BC_INST_PRINT:
6557                         case BC_INST_PRINT_POP:
6558                         case BC_INST_PRINT_STR:
6559                                 dbg_exec("BC_INST_PRINTxyz:");
6560                                 s = zbc_program_print(inst, 0);
6561                                 break;
6562                         case BC_INST_STR:
6563                                 dbg_exec("BC_INST_STR:");
6564                                 r.t = BC_RESULT_STR;
6565                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6566                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6567                                 break;
6568                         case BC_INST_POWER:
6569                         case BC_INST_MULTIPLY:
6570                         case BC_INST_DIVIDE:
6571                         case BC_INST_MODULUS:
6572                         case BC_INST_PLUS:
6573                         case BC_INST_MINUS:
6574                                 dbg_exec("BC_INST_binaryop:");
6575                                 s = zbc_program_op(inst);
6576                                 break;
6577                         case BC_INST_BOOL_NOT:
6578                                 dbg_exec("BC_INST_BOOL_NOT:");
6579                                 s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
6580                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6581                                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
6582                                 if (!bc_num_cmp(num, &G.prog.zero))
6583                                         bc_num_one(&r.d.n);
6584                                 //else bc_num_zero(&r.d.n); - already is
6585                                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_TEMP);
6586                                 break;
6587                         case BC_INST_NEG:
6588                                 dbg_exec("BC_INST_NEG:");
6589                                 s = zbc_program_negate();
6590                                 break;
6591 #if ENABLE_BC
6592                         case BC_INST_ASSIGN_POWER:
6593                         case BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY:
6594                         case BC_INST_ASSIGN_DIVIDE:
6595                         case BC_INST_ASSIGN_MODULUS:
6596                         case BC_INST_ASSIGN_PLUS:
6597                         case BC_INST_ASSIGN_MINUS:
6598 #endif
6599                         case BC_INST_ASSIGN:
6600                                 dbg_exec("BC_INST_ASSIGNxyz:");
6601                                 s = zbc_program_assign(inst);
6602                                 break;
6603 #if ENABLE_DC
6604                         case BC_INST_MODEXP:
6605                                 s = zbc_program_modexp();
6606                                 break;
6607                         case BC_INST_DIVMOD:
6608                                 s = zbc_program_divmod();
6609                                 break;
6610                         case BC_INST_EXECUTE:
6611                         case BC_INST_EXEC_COND:
6612                                 s = zbc_program_execStr(code, &ip->idx, inst == BC_INST_EXEC_COND);
6613                                 break;
6614                         case BC_INST_PRINT_STACK: {
6615                                 size_t idx;
6616                                 for (idx = 0; idx < G.prog.results.len; ++idx) {
6617                                         s = zbc_program_print(BC_INST_PRINT, idx);
6618                                         if (s) break;
6619                                 }
6620                                 break;
6621                         }
6622                         case BC_INST_CLEAR_STACK:
6623                                 bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6624                                 break;
6625                         case BC_INST_STACK_LEN:
6626                                 bc_program_stackLen();
6627                                 break;
6628                         case BC_INST_DUPLICATE:
6629                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6630                                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6631                                 ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
6632                                 bc_result_copy(&r, ptr);
6633                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6634                                 break;
6635                         case BC_INST_SWAP: {
6636                                 BcResult *ptr2;
6637                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
6638                                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6639                                 ptr = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
6640                                 ptr2 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
6641                                 memcpy(&r, ptr, sizeof(BcResult));
6642                                 memcpy(ptr, ptr2, sizeof(BcResult));
6643                                 memcpy(ptr2, &r, sizeof(BcResult));
6644                                 break;
6645                         }
6646                         case BC_INST_ASCIIFY:
6647                                 s = zbc_program_asciify();
6648                                 break;
6649                         case BC_INST_PRINT_STREAM:
6650                                 s = zbc_program_printStream();
6651                                 break;
6652                         case BC_INST_LOAD:
6653                         case BC_INST_PUSH_VAR: {
6654                                 bool copy = inst == BC_INST_LOAD;
6655                                 s = zbc_program_pushVar(code, &ip->idx, true, copy);
6656                                 break;
6657                         }
6658                         case BC_INST_PUSH_TO_VAR: {
6659                                 char *name = bc_program_name(code, &ip->idx);
6660                                 s = zbc_program_copyToVar(name, true);
6661                                 free(name);
6662                                 break;
6663                         }
6664                         case BC_INST_QUIT:
6665                                 dbg_exec("BC_INST_NEG:");
6666                                 if (G.prog.stack.len <= 2)
6667                                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6668                                 bc_vec_npop(&G.prog.stack, 2);
6669                                 break;
6670                         case BC_INST_NQUIT:
6671                                 s = zbc_program_nquit();
6672                                 break;
6673 #endif // ENABLE_DC
6674                 }
6675
6676                 if (s || G_interrupt) {
6677                         bc_program_reset();
6678                         RETURN_STATUS(s);
6679                 }
6680
6681                 fflush_and_check();
6682
6683                 // If the stack has changed, pointers may be invalid.
6684                 ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6685                 func = bc_program_func(ip->func);
6686                 code = func->code.v;
6687         }
6688
6689         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6690 }
6691 #define zbc_program_exec(...) (zbc_program_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6692
6693 static unsigned bc_vm_envLen(const char *var)
6694 {
6695         char *lenv;
6696         unsigned len;
6697
6698         lenv = getenv(var);
6699         len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6700         if (!lenv) return len;
6701
6702         len = bb_strtou(lenv, NULL, 10) - 1;
6703         if (errno || len < 2 || len >= INT_MAX)
6704                 len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6705
6706         return len;
6707 }
6708
6709 static BC_STATUS zbc_vm_process(const char *text)
6710 {
6711         BcStatus s;
6712
6713         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
6714         s = zbc_parse_text_init(&G.prs, text);
6715         if (s) RETURN_STATUS(s);
6716
6717         while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6718                 dbg_lex("%s:%d G.prs.l.t.t:%d", __func__, __LINE__, G.prs.l.t.t);
6719                 s = zcommon_parse(&G.prs);
6720                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6721                 s = zbc_program_exec();
6722                 if (s) {
6723                         bc_program_reset();
6724                         break;
6725                 }
6726         }
6727
6728         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
6729         RETURN_STATUS(s);
6730 }
6731 #define zbc_vm_process(...) (zbc_vm_process(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6732
6733 static BC_STATUS zbc_vm_execute_FILE(FILE *fp, const char *filename)
6734 {
6735         // So far bc/dc have no way to include a file from another file,
6736         // therefore we know G.prog.file == NULL on entry
6737         //const char *sv_file;
6738         BcStatus s;
6739
6740         G.prog.file = filename;
6741         G.input_fp = fp;
6742         bc_lex_file(&G.prs.l);
6743
6744         do {
6745                 s = zbc_vm_process("");
6746                 // We do not stop looping on errors here if reading stdin.
6747                 // Example: start interactive bc and enter "return".
6748                 // It should say "'return' not in a function"
6749                 // but should not exit.
6750         } while (G.input_fp == stdin);
6751         G.prog.file = NULL;
6752         RETURN_STATUS(s);
6753 }
6754 #define zbc_vm_execute_FILE(...) (zbc_vm_execute_FILE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6755
6756 static BC_STATUS zbc_vm_file(const char *file)
6757 {
6758         BcStatus s;
6759         FILE *fp;
6760
6761         fp = xfopen_for_read(file);
6762         s = zbc_vm_execute_FILE(fp, file);
6763         fclose(fp);
6764
6765         RETURN_STATUS(s);
6766 }
6767 #define zbc_vm_file(...) (zbc_vm_file(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6768
6769 #if ENABLE_BC
6770 static void bc_vm_info(void)
6771 {
6772         printf("%s "BB_VER"\n"
6773                 "Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors\n"
6774         , applet_name);
6775 }
6776
6777 static void bc_args(char **argv)
6778 {
6779         unsigned opts;
6780         int i;
6781
6782         GETOPT_RESET();
6783 #if ENABLE_FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
6784         opts = option_mask32 |= getopt32long(argv, "wvsqli",
6785                 "warn\0"              No_argument "w"
6786                 "version\0"           No_argument "v"
6787                 "standard\0"          No_argument "s"
6788                 "quiet\0"             No_argument "q"
6789                 "mathlib\0"           No_argument "l"
6790                 "interactive\0"       No_argument "i"
6791         );
6792 #else
6793         opts = option_mask32 |= getopt32(argv, "wvsqli");
6794 #endif
6795         if (getenv("POSIXLY_CORRECT"))
6796                 option_mask32 |= BC_FLAG_S;
6797
6798         if (opts & BC_FLAG_V) {
6799                 bc_vm_info();
6800                 exit(0);
6801         }
6802
6803         for (i = optind; argv[i]; ++i)
6804                 bc_vec_push(&G.files, argv + i);
6805 }
6806
6807 static void bc_vm_envArgs(void)
6808 {
6809         BcVec v;
6810         char *buf;
6811         char *env_args = getenv("BC_ENV_ARGS");
6812
6813         if (!env_args) return;
6814
6815         G.env_args = xstrdup(env_args);
6816         buf = G.env_args;
6817
6818         bc_vec_init(&v, sizeof(char *), NULL);
6819
6820         while (*(buf = skip_whitespace(buf)) != '\0') {
6821                 bc_vec_push(&v, &buf);
6822                 buf = skip_non_whitespace(buf);
6823                 if (!*buf)
6824                         break;
6825                 *buf++ = '\0';
6826         }
6827
6828         // NULL terminate, and pass argv[] so that first arg is argv[1]
6829         if (sizeof(int) == sizeof(char*)) {
6830                 bc_vec_push(&v, &const_int_0);
6831         } else {
6832                 static char *const nullptr = NULL;
6833                 bc_vec_push(&v, &nullptr);
6834         }
6835         bc_args(((char **)v.v) - 1);
6836
6837         bc_vec_free(&v);
6838 }
6839
6840 static const char bc_lib[] ALIGN1 = {
6841         "scale=20"
6842 "\n"    "define e(x){"
6843 "\n"            "auto b,s,n,r,d,i,p,f,v"
6844 ////////////////"if(x<0)return(1/e(-x))" // and drop 'n' and x<0 logic below
6845 //^^^^^^^^^^^^^^^^ this would work, and is even more precise than GNU bc:
6846 //e(-.998896): GNU:.36828580434569428695
6847 //      above code:.36828580434569428696
6848 //    actual value:.3682858043456942869594...
6849 // but for now let's be "GNU compatible"
6850 "\n"            "b=ibase"
6851 "\n"            "ibase=A"
6852 "\n"            "if(x<0){"
6853 "\n"                    "n=1"
6854 "\n"                    "x=-x"
6855 "\n"            "}"
6856 "\n"            "s=scale"
6857 "\n"            "r=6+s+.44*x"
6858 "\n"            "scale=scale(x)+1"
6859 "\n"            "while(x>1){"
6860 "\n"                    "d+=1"
6861 "\n"                    "x/=2"
6862 "\n"                    "scale+=1"
6863 "\n"            "}"
6864 "\n"            "scale=r"
6865 "\n"            "r=x+1"
6866 "\n"            "p=x"
6867 "\n"            "f=v=1"
6868 "\n"            "for(i=2;v;++i){"
6869 "\n"                    "p*=x"
6870 "\n"                    "f*=i"
6871 "\n"                    "v=p/f"
6872 "\n"                    "r+=v"
6873 "\n"            "}"
6874 "\n"            "while(d--)r*=r"
6875 "\n"            "scale=s"
6876 "\n"            "ibase=b"
6877 "\n"            "if(n)return(1/r)"
6878 "\n"            "return(r/1)"
6879 "\n"    "}"
6880 "\n"    "define l(x){"
6881 "\n"            "auto b,s,r,p,a,q,i,v"
6882 "\n"            "b=ibase"
6883 "\n"            "ibase=A"
6884 "\n"            "if(x<=0){"
6885 "\n"                    "r=(1-10^scale)/1"
6886 "\n"                    "ibase=b"
6887 "\n"                    "return(r)"
6888 "\n"            "}"
6889 "\n"            "s=scale"
6890 "\n"            "scale+=6"
6891 "\n"            "p=2"
6892 "\n"            "while(x>=2){"
6893 "\n"                    "p*=2"
6894 "\n"                    "x=sqrt(x)"
6895 "\n"            "}"
6896 "\n"            "while(x<=.5){"
6897 "\n"                    "p*=2"
6898 "\n"                    "x=sqrt(x)"
6899 "\n"            "}"
6900 "\n"            "r=a=(x-1)/(x+1)"
6901 "\n"            "q=a*a"
6902 "\n"            "v=1"
6903 "\n"            "for(i=3;v;i+=2){"
6904 "\n"                    "a*=q"
6905 "\n"                    "v=a/i"
6906 "\n"                    "r+=v"
6907 "\n"            "}"
6908 "\n"            "r*=p"
6909 "\n"            "scale=s"
6910 "\n"            "ibase=b"
6911 "\n"            "return(r/1)"
6912 "\n"    "}"
6913 "\n"    "define s(x){"
6914 "\n"            "auto b,s,r,a,q,i"
6915 "\n"            "if(x<0)return(-s(-x))"
6916 "\n"            "b=ibase"
6917 "\n"            "ibase=A"
6918 "\n"            "s=scale"
6919 "\n"            "scale=1.1*s+2"
6920 "\n"            "a=a(1)"
6921 "\n"            "scale=0"
6922 "\n"            "q=(x/a+2)/4"
6923 "\n"            "x-=4*q*a"
6924 "\n"            "if(q%2)x=-x"
6925 "\n"            "scale=s+2"
6926 "\n"            "r=a=x"
6927 "\n"            "q=-x*x"
6928 "\n"            "for(i=3;a;i+=2){"
6929 "\n"                    "a*=q/(i*(i-1))"
6930 "\n"                    "r+=a"
6931 "\n"            "}"
6932 "\n"            "scale=s"
6933 "\n"            "ibase=b"
6934 "\n"            "return(r/1)"
6935 "\n"    "}"
6936 "\n"    "define c(x){"
6937 "\n"            "auto b,s"
6938 "\n"            "b=ibase"
6939 "\n"            "ibase=A"
6940 "\n"            "s=scale"
6941 "\n"            "scale*=1.2"
6942 "\n"            "x=s(2*a(1)+x)"
6943 "\n"            "scale=s"
6944 "\n"            "ibase=b"
6945 "\n"            "return(x/1)"
6946 "\n"    "}"
6947 "\n"    "define a(x){"
6948 "\n"            "auto b,s,r,n,a,m,t,f,i,u"
6949 "\n"            "b=ibase"
6950 "\n"            "ibase=A"
6951 "\n"            "n=1"
6952 "\n"            "if(x<0){"
6953 "\n"                    "n=-1"
6954 "\n"                    "x=-x"
6955 "\n"            "}"
6956 "\n"            "if(scale<65){"
6957 "\n"                    "if(x==1)return(.7853981633974483096156608458198757210492923498437764552437361480/n)"
6958 "\n"                    "if(x==.2)return(.1973955598498807583700497651947902934475851037878521015176889402/n)"
6959 "\n"            "}"
6960 "\n"            "s=scale"
6961 "\n"            "if(x>.2){"
6962 "\n"                    "scale+=5"
6963 "\n"                    "a=a(.2)"
6964 "\n"            "}"
6965 "\n"            "scale=s+3"
6966 "\n"            "while(x>.2){"
6967 "\n"                    "m+=1"
6968 "\n"                    "x=(x-.2)/(1+.2*x)"
6969 "\n"            "}"
6970 "\n"            "r=u=x"
6971 "\n"            "f=-x*x"
6972 "\n"            "t=1"
6973 "\n"            "for(i=3;t;i+=2){"
6974 "\n"                    "u*=f"
6975 "\n"                    "t=u/i"
6976 "\n"                    "r+=t"
6977 "\n"            "}"
6978 "\n"            "scale=s"
6979 "\n"            "ibase=b"
6980 "\n"            "return((m*a+r)/n)"
6981 "\n"    "}"
6982 "\n"    "define j(n,x){"
6983 "\n"            "auto b,s,o,a,i,v,f"
6984 "\n"            "b=ibase"
6985 "\n"            "ibase=A"
6986 "\n"            "s=scale"
6987 "\n"            "scale=0"
6988 "\n"            "n/=1"
6989 "\n"            "if(n<0){"
6990 "\n"                    "n=-n"
6991 "\n"                    "o=n%2"
6992 "\n"            "}"
6993 "\n"            "a=1"
6994 "\n"            "for(i=2;i<=n;++i)a*=i"
6995 "\n"            "scale=1.5*s"
6996 "\n"            "a=(x^n)/2^n/a"
6997 "\n"            "r=v=1"
6998 "\n"            "f=-x*x/4"
6999 "\n"            "scale+=length(a)-scale(a)"
7000 "\n"            "for(i=1;v;++i){"
7001 "\n"                    "v=v*f/i/(n+i)"
7002 "\n"                    "r+=v"
7003 "\n"            "}"
7004 "\n"            "scale=s"
7005 "\n"            "ibase=b"
7006 "\n"            "if(o)a=-a"
7007 "\n"            "return(a*r/1)"
7008 "\n"    "}"
7009 };
7010 #endif // ENABLE_BC
7011
7012 static BC_STATUS zbc_vm_exec(void)
7013 {
7014         BcStatus s;
7015         size_t i;
7016
7017 #if ENABLE_BC
7018         if (option_mask32 & BC_FLAG_L) {
7019                 // We know that internal library is not buggy,
7020                 // thus error checking is normally disabled.
7021 # define DEBUG_LIB 0
7022                 bc_lex_file(&G.prs.l);
7023                 s = zbc_vm_process(bc_lib);
7024                 if (DEBUG_LIB && s) RETURN_STATUS(s);
7025         }
7026 #endif
7027
7028         s = BC_STATUS_SUCCESS;
7029         for (i = 0; !s && i < G.files.len; ++i)
7030                 s = zbc_vm_file(*((char **) bc_vec_item(&G.files, i)));
7031         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && s && !G_ttyin) {
7032                 // Debug config, non-interactive mode:
7033                 // return all the way back to main.
7034                 // Non-debug builds do not come here, they exit.
7035                 RETURN_STATUS(s);
7036         }
7037
7038         if (IS_BC || (option_mask32 & BC_FLAG_I))
7039                 s = zbc_vm_execute_FILE(stdin, /*filename:*/ NULL);
7040
7041         RETURN_STATUS(s);
7042 }
7043 #define zbc_vm_exec(...) (zbc_vm_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
7044
7045 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7046 static void bc_program_free(void)
7047 {
7048         bc_num_free(&G.prog.ob);
7049 # if ENABLE_DC
7050         bc_num_free(&G.prog.strmb);
7051 # endif
7052         bc_vec_free(&G.prog.fns);
7053         bc_vec_free(&G.prog.fn_map);
7054         bc_vec_free(&G.prog.vars);
7055         bc_vec_free(&G.prog.var_map);
7056         bc_vec_free(&G.prog.arrs);
7057         bc_vec_free(&G.prog.arr_map);
7058         bc_vec_free(&G.prog.strs);
7059         bc_vec_free(&G.prog.consts);
7060         bc_vec_free(&G.prog.results);
7061         bc_vec_free(&G.prog.stack);
7062         bc_num_free(&G.prog.last);
7063         bc_num_free(&G.prog.zero);
7064         bc_num_free(&G.prog.one);
7065         bc_vec_free(&G.input_buffer);
7066 }
7067
7068 static void bc_vm_free(void)
7069 {
7070         bc_vec_free(&G.files);
7071         bc_program_free();
7072         bc_parse_free(&G.prs);
7073         free(G.env_args);
7074 }
7075 #endif
7076
7077 static void bc_program_init(void)
7078 {
7079         size_t idx;
7080         BcInstPtr ip;
7081
7082         // memset(&G.prog, 0, sizeof(G.prog)); - already is
7083         memset(&ip, 0, sizeof(BcInstPtr));
7084
7085         // G.prog.nchars = G.prog.scale = 0; - already is
7086         G.prog.ib_t = 10;
7087
7088         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.ob);
7089         bc_num_ten(&G.prog.ob);
7090         G.prog.ob_t = 10;
7091
7092 #if ENABLE_DC
7093         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.strmb);
7094         bc_num_ulong2num(&G.prog.strmb, UCHAR_MAX + 1);
7095 #endif
7096
7097         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.last);
7098         //bc_num_zero(&G.prog.last); - already is
7099
7100         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.zero);
7101         //bc_num_zero(&G.prog.zero); - already is
7102
7103         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.one);
7104         bc_num_one(&G.prog.one);
7105
7106         bc_vec_init(&G.prog.fns, sizeof(BcFunc), bc_func_free);
7107         bc_vec_init(&G.prog.fn_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7108
7109         bc_program_addFunc(xstrdup("(main)"), &idx);
7110         bc_program_addFunc(xstrdup("(read)"), &idx);
7111
7112         bc_vec_init(&G.prog.vars, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7113         bc_vec_init(&G.prog.var_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7114
7115         bc_vec_init(&G.prog.arrs, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7116         bc_vec_init(&G.prog.arr_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7117
7118         bc_vec_init(&G.prog.strs, sizeof(char *), bc_string_free);
7119         bc_vec_init(&G.prog.consts, sizeof(char *), bc_string_free);
7120         bc_vec_init(&G.prog.results, sizeof(BcResult), bc_result_free);
7121         bc_vec_init(&G.prog.stack, sizeof(BcInstPtr), NULL);
7122         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
7123
7124         bc_char_vec_init(&G.input_buffer);
7125 }
7126
7127 static int bc_vm_init(const char *env_len)
7128 {
7129 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
7130         G.line_input_state = new_line_input_t(DO_HISTORY);
7131 #endif
7132         G.prog.len = bc_vm_envLen(env_len);
7133
7134         bc_vec_init(&G.files, sizeof(char *), NULL);
7135         IF_BC(if (IS_BC) bc_vm_envArgs();)
7136         bc_program_init();
7137         bc_parse_create(&G.prs, BC_PROG_MAIN);
7138
7139 //TODO: in GNU bc, the check is (isatty(0) && isatty(1)),
7140 //-i option unconditionally enables this regardless of isatty():
7141         if (isatty(0)) {
7142 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
7143                 G_ttyin = 1;
7144                 // With SA_RESTART, most system calls will restart
7145                 // (IOW: they won't fail with EINTR).
7146                 // In particular, this means ^C won't cause
7147                 // stdout to get into "error state" if SIGINT hits
7148                 // within write() syscall.
7149                 //
7150                 // The downside is that ^C while tty input is taken
7151                 // will only be handled after [Enter] since read()
7152                 // from stdin is not interrupted by ^C either,
7153                 // it restarts, thus fgetc() does not return on ^C.
7154                 // (This problem manifests only if line editing is disabled)
7155                 signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7156
7157                 // Without SA_RESTART, this exhibits a bug:
7158                 // "while (1) print 1" and try ^C-ing it.
7159                 // Intermittently, instead of returning to input line,
7160                 // you'll get "output error: Interrupted system call"
7161                 // and exit.
7162                 //signal_no_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7163 #endif
7164                 return 1; // "tty"
7165         }
7166         return 0; // "not a tty"
7167 }
7168
7169 static BcStatus bc_vm_run(void)
7170 {
7171         BcStatus st = zbc_vm_exec();
7172 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7173         if (G_exiting) // it was actually "halt" or "quit"
7174                 st = EXIT_SUCCESS;
7175         bc_vm_free();
7176 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
7177         free_line_input_t(G.line_input_state);
7178 # endif
7179         FREE_G();
7180 #endif
7181         dbg_exec("exiting with exitcode %d", st);
7182         return st;
7183 }
7184
7185 #if ENABLE_BC
7186 int bc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7187 int bc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7188 {
7189         int is_tty;
7190
7191         INIT_G();
7192
7193         is_tty = bc_vm_init("BC_LINE_LENGTH");
7194
7195         bc_args(argv);
7196
7197         if (is_tty && !(option_mask32 & BC_FLAG_Q))
7198                 bc_vm_info();
7199
7200         return bc_vm_run();
7201 }
7202 #endif
7203
7204 #if ENABLE_DC
7205 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7206 int dc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7207 {
7208         int noscript;
7209
7210         INIT_G();
7211
7212         // TODO: dc (GNU bc 1.07.1) 1.4.1 seems to use width
7213         // 1 char wider than bc from the same package.
7214         // Both default width, and xC_LINE_LENGTH=N are wider:
7215         // "DC_LINE_LENGTH=5 dc -e'123456 p'" prints:
7216         //      |1234\   |
7217         //      |56      |
7218         // "echo '123456' | BC_LINE_LENGTH=5 bc" prints:
7219         //      |123\    |
7220         //      |456     |
7221         // Do the same, or it's a bug?
7222         bc_vm_init("DC_LINE_LENGTH");
7223
7224         // Run -e'SCRIPT' and -fFILE in order of appearance, then handle FILEs
7225         noscript = BC_FLAG_I;
7226         for (;;) {
7227                 int n = getopt(argc, argv, "e:f:x");
7228                 if (n <= 0)
7229                         break;
7230                 switch (n) {
7231                 case 'e':
7232                         noscript = 0;
7233                         n = zbc_vm_process(optarg);
7234                         if (n) return n;
7235                         break;
7236                 case 'f':
7237                         noscript = 0;
7238                         n = zbc_vm_file(optarg);
7239                         if (n) return n;
7240                         break;
7241                 case 'x':
7242                         option_mask32 |= DC_FLAG_X;
7243                         break;
7244                 default:
7245                         bb_show_usage();
7246                 }
7247         }
7248         argv += optind;
7249
7250         while (*argv) {
7251                 noscript = 0;
7252                 bc_vec_push(&G.files, argv++);
7253         }
7254
7255         option_mask32 |= noscript; // set BC_FLAG_I if we need to interpret stdin
7256
7257         return bc_vm_run();
7258 }
7259 #endif
7260
7261 #endif // not DC_SMALL