miscutils/bc.c

   1 /* vi: set sw=4 ts=4: */
   2 /*
   3  * Licensed under GPLv2 or later, see file LICENSE in this source tree.
   4  * Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors.
   5  */
   6 //config:config BC
   7 //config:       bool "bc (45 kb; 49 kb when combined with dc)"
   8 //config:       default y
   9 //config:       help
  10 //config:       bc is a command-line, arbitrary-precision calculator with a
  11 //config:       Turing-complete language. See the GNU bc manual
  12 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html) and bc spec
  13 //config:       (http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/bc.html).
  14 //config:
  15 //config:       This bc has five differences to the GNU bc:
  16 //config:         1) The period (.) is a shortcut for "last", as in the BSD bc.
  17 //config:         2) Arrays are copied before being passed as arguments to
  18 //config:            functions. This behavior is required by the bc spec.
  19 //config:         3) Arrays can be passed to the builtin "length" function to get
  20 //config:            the number of elements in the array. This prints "1":
  21 //config:               a[0] = 0; length(a[])
  22 //config:         4) The precedence of the boolean "not" operator (!) is equal to
  23 //config:            that of the unary minus (-) negation operator. This still
  24 //config:            allows POSIX-compliant scripts to work while somewhat
  25 //config:            preserving expected behavior (versus C) and making parsing
  26 //config:            easier.
  27 //config:         5) "read()" accepts expressions, not only numeric literals.
  28 //config:
  29 //config:       Options:
  30 //config:         -i  --interactive  force interactive mode
  31 //config:         -q  --quiet        don't print version and copyright
  32 //config:         -s  --standard     error if any non-POSIX extensions are used
  33 //config:         -w  --warn         warn if any non-POSIX extensions are used
  34 //config:         -l  --mathlib      use predefined math routines:
  35 //config:               s(expr) sine in radians
  36 //config:               c(expr) cosine in radians
  37 //config:               a(expr) arctangent, returning radians
  38 //config:               l(expr) natural log
  39 //config:               e(expr) raises e to the power of expr
  40 //config:               j(n, x) Bessel function of integer order n of x
  41 //config:
  42 //config:config DC
  43 //config:       bool "dc (38 kb; 49 kb when combined with bc)"
  44 //config:       default y
  45 //config:       help
  46 //config:       dc is a reverse-polish notation command-line calculator which
  47 //config:       supports unlimited precision arithmetic. See the FreeBSD man page
  48 //config:       (https://www.unix.com/man-page/FreeBSD/1/dc/) and GNU dc manual
  49 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/dc-1.05/html_mono/dc.html).
  50 //config:
  51 //config:       This dc has a few differences from the two above:
  52 //config:         1) When printing a byte stream (command "P"), this dc follows what
  53 //config:            the FreeBSD dc does.
  54 //config:         2) Implements the GNU extensions for divmod ("~") and
  55 //config:            modular exponentiation ("|").
  56 //config:         3) Implements all FreeBSD extensions, except for "J" and "M".
  57 //config:         4) Like the FreeBSD dc, this dc supports extended registers.
  58 //config:            However, they are implemented differently. When it encounters
  59 //config:            whitespace where a register should be, it skips the whitespace.
  60 //config:            If the character following is not a lowercase letter, an error
  61 //config:            is issued. Otherwise, the register name is parsed by the
  62 //config:            following regex:
  63 //config:               [a-z][a-z0-9_]*
  64 //config:            This generally means that register names will be surrounded by
  65 //config:            whitespace. Examples:
  66 //config:               l idx s temp L index S temp2 < do_thing
  67 //config:            Also note that, like the FreeBSD dc, extended registers are not
  68 //config:            allowed unless the "-x" option is given.
  69 //config:
  70 //config:config FEATURE_DC_SMALL
  71 //config:       bool "Minimal dc implementation (4.2 kb), not using bc code base"
  72 //config:       depends on DC && !BC
  73 //config:       default n
  74 //config:
  75 //config:config FEATURE_DC_LIBM
  76 //config:       bool "Enable power and exp functions (requires libm)"
  77 //config:       default y
  78 //config:       depends on FEATURE_DC_SMALL
  79 //config:       help
  80 //config:       Enable power and exp functions.
  81 //config:       NOTE: This will require libm to be present for linking.
  82 //config:
  83 //config:config FEATURE_BC_SIGNALS
  84 //config:       bool "Interactive mode (+4kb)"
  85 //config:       default y
  86 //config:       depends on (BC || DC) && !FEATURE_DC_SMALL
  87 //config:       help
  88 //config:       Enable interactive mode: when started on a tty,
  89 //config:       ^C interrupts execution and returns to command line,
  90 //config:       errors also return to command line instead of exiting,
  91 //config:       line editing with history is available.
  92 //config:
  93 //config:       With this option off, input can still be taken from tty,
  94 //config:       but all errors are fatal, ^C is fatal,
  95 //config:       tty is treated exactly the same as any other
  96 //config:       standard input (IOW: no line editing).
  97 //config:
  98 //config:config FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
  99 //config:       bool "Enable bc/dc long options"
 100 //config:       default y
 101 //config:       depends on (BC || DC) && !FEATURE_DC_SMALL
 102 //config:       help
 103 //config:       Enable long options for bc and dc.
 104
 105 //applet:IF_BC(APPLET(bc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 106 //applet:IF_DC(APPLET(dc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 107
 108 //kbuild:lib-$(CONFIG_BC) += bc.o
 109 //kbuild:lib-$(CONFIG_DC) += bc.o
 110
 111 //See www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html
 112 //usage:#define bc_trivial_usage
 113 //usage:       "[-sqlw] FILE..."
 114 //usage:
 115 //usage:#define bc_full_usage "\n"
 116 //usage:     "\nArbitrary precision calculator"
 117 //usage:     "\n"
 118 ///////:     "\n        -i      Interactive" - has no effect for now
 119 //usage:     "\n        -q      Quiet"
 120 //usage:     "\n        -l      Load standard math library"
 121 //usage:     "\n        -s      Be POSIX compatible"
 122 //usage:     "\n        -w      Warn if extensions are used"
 123 ///////:     "\n        -v      Version"
 124 //usage:     "\n"
 125 //usage:     "\n$BC_LINE_LENGTH changes output width"
 126 //usage:
 127 //usage:#define bc_example_usage
 128 //usage:       "3 + 4.129\n"
 129 //usage:       "1903 - 2893\n"
 130 //usage:       "-129 * 213.28935\n"
 131 //usage:       "12 / -1932\n"
 132 //usage:       "12 % 12\n"
 133 //usage:       "34 ^ 189\n"
 134 //usage:       "scale = 13\n"
 135 //usage:       "ibase = 2\n"
 136 //usage:       "obase = A\n"
 137 //usage:
 138 //usage:#define dc_trivial_usage
 139 //usage:       IF_NOT_FEATURE_DC_SMALL("[-x] ")"[-eSCRIPT]... [-fFILE]... [FILE]..."
 140 //usage:
 141 //usage:#define dc_full_usage "\n"
 142 //usage:     "\nTiny RPN calculator. Operations:"
 143 //usage:     "\n+, -, *, /, %, ~, ^," IF_NOT_FEATURE_DC_SMALL(" |,")
 144 //usage:     "\np - print top of the stack (without popping)"
 145 //usage:     "\nf - print entire stack"
 146 //usage:     "\nk - pop the value and set the precision"
 147 //usage:     "\ni - pop the value and set input radix"
 148 //usage:     "\no - pop the value and set output radix"
 149 //usage:     "\nExamples: dc -e'2 2 + p' -> 4, dc -e'8 8 * 2 2 + / p' -> 16"
 150 //usage:
 151 //usage:#define dc_example_usage
 152 //usage:       "$ dc -e'2 2 + p'\n"
 153 //usage:       "4\n"
 154 //usage:       "$ dc -e'8 8 \\* 2 2 + / p'\n"
 155 //usage:       "16\n"
 156 //usage:       "$ dc -e'0 1 & p'\n"
 157 //usage:       "0\n"
 158 //usage:       "$ dc -e'0 1 | p'\n"
 159 //usage:       "1\n"
 160 //usage:       "$ echo '72 9 / 8 * p' | dc\n"
 161 //usage:       "64\n"
 162
 163 #include "libbb.h"
 164 #include "common_bufsiz.h"
 165
 166 #if ENABLE_FEATURE_DC_SMALL
 167 # include "dc.c"
 168 #else
 169
 170 #define DEBUG_LEXER   0
 171 #define DEBUG_COMPILE 0
 172 #define DEBUG_EXEC    0
 173 // This can be left enabled for production as well:
 174 #define SANITY_CHECKS 1
 175
 176 #if DEBUG_LEXER
 177 static uint8_t lex_indent;
 178 #define dbg_lex(...) \
 179         do { \
 180                 fprintf(stderr, "%*s", lex_indent, ""); \
 181                 bb_error_msg(__VA_ARGS__); \
 182         } while (0)
 183 #define dbg_lex_enter(...) \
 184         do { \
 185                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
 186                 lex_indent++; \
 187         } while (0)
 188 #define dbg_lex_done(...) \
 189         do { \
 190                 lex_indent--; \
 191                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
 192         } while (0)
 193 #else
 194 # define dbg_lex(...)       ((void)0)
 195 # define dbg_lex_enter(...) ((void)0)
 196 # define dbg_lex_done(...)  ((void)0)
 197 #endif
 198
 199 #if DEBUG_COMPILE
 200 # define dbg_compile(...) bb_error_msg(__VA_ARGS__)
 201 #else
 202 # define dbg_compile(...) ((void)0)
 203 #endif
 204
 205 #if DEBUG_EXEC
 206 # define dbg_exec(...) bb_error_msg(__VA_ARGS__)
 207 #else
 208 # define dbg_exec(...) ((void)0)
 209 #endif
 210
 211 typedef enum BcStatus {
 212         BC_STATUS_SUCCESS = 0,
 213         BC_STATUS_FAILURE = 1,
 214         BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP = 2, // bc_parse_expr_empty_ok() uses this
 215 } BcStatus;
 216
 217 #define BC_VEC_INVALID_IDX ((size_t) -1)
 218 #define BC_VEC_START_CAP (1 << 5)
 219
 220 typedef void (*BcVecFree)(void *) FAST_FUNC;
 221
 222 typedef struct BcVec {
 223         char *v;
 224         size_t len;
 225         size_t cap;
 226         size_t size;
 227         BcVecFree dtor;
 228 } BcVec;
 229
 230 typedef signed char BcDig;
 231
 232 typedef struct BcNum {
 233         BcDig *restrict num;
 234         size_t rdx;
 235         size_t len;
 236         size_t cap;
 237         bool neg;
 238 } BcNum;
 239
 240 #define BC_NUM_MAX_IBASE        ((unsigned long) 16)
 241 // larger value might speed up BIGNUM calculations a bit:
 242 #define BC_NUM_DEF_SIZE         (16)
 243 #define BC_NUM_PRINT_WIDTH      (69)
 244
 245 #define BC_NUM_KARATSUBA_LEN    (32)
 246
 247 typedef enum BcInst {
 248 #if ENABLE_BC
 249         BC_INST_INC_PRE,
 250         BC_INST_DEC_PRE,
 251         BC_INST_INC_POST,
 252         BC_INST_DEC_POST,
 253 #endif
 254
 255         BC_INST_NEG,
 256
 257         BC_INST_POWER,
 258         BC_INST_MULTIPLY,
 259         BC_INST_DIVIDE,
 260         BC_INST_MODULUS,
 261         BC_INST_PLUS,
 262         BC_INST_MINUS,
 263
 264         BC_INST_REL_EQ,
 265         BC_INST_REL_LE,
 266         BC_INST_REL_GE,
 267         BC_INST_REL_NE,
 268         BC_INST_REL_LT,
 269         BC_INST_REL_GT,
 270
 271         BC_INST_BOOL_NOT,
 272         BC_INST_BOOL_OR,
 273         BC_INST_BOOL_AND,
 274
 275 #if ENABLE_BC
 276         BC_INST_ASSIGN_POWER,
 277         BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY,
 278         BC_INST_ASSIGN_DIVIDE,
 279         BC_INST_ASSIGN_MODULUS,
 280         BC_INST_ASSIGN_PLUS,
 281         BC_INST_ASSIGN_MINUS,
 282 #endif
 283         BC_INST_ASSIGN,
 284
 285         BC_INST_NUM,
 286         BC_INST_VAR,
 287         BC_INST_ARRAY_ELEM,
 288         BC_INST_ARRAY,
 289
 290         BC_INST_SCALE_FUNC,
 291         BC_INST_IBASE,
 292         BC_INST_SCALE,
 293         BC_INST_LAST,
 294         BC_INST_LENGTH,
 295         BC_INST_READ,
 296         BC_INST_OBASE,
 297         BC_INST_SQRT,
 298
 299         BC_INST_PRINT,
 300         BC_INST_PRINT_POP,
 301         BC_INST_STR,
 302         BC_INST_PRINT_STR,
 303
 304 #if ENABLE_BC
 305         BC_INST_HALT,
 306         BC_INST_JUMP,
 307         BC_INST_JUMP_ZERO,
 308
 309         BC_INST_CALL,
 310         BC_INST_RET0,
 311 #endif
 312         BC_INST_RET,
 313
 314         BC_INST_POP,
 315 #if ENABLE_DC
 316         BC_INST_POP_EXEC,
 317
 318         BC_INST_MODEXP,
 319         BC_INST_DIVMOD,
 320
 321         BC_INST_EXECUTE,
 322         BC_INST_EXEC_COND,
 323
 324         BC_INST_ASCIIFY,
 325         BC_INST_PRINT_STREAM,
 326
 327         BC_INST_PRINT_STACK,
 328         BC_INST_CLEAR_STACK,
 329         BC_INST_STACK_LEN,
 330         BC_INST_DUPLICATE,
 331         BC_INST_SWAP,
 332
 333         BC_INST_LOAD,
 334         BC_INST_PUSH_VAR,
 335         BC_INST_PUSH_TO_VAR,
 336
 337         BC_INST_QUIT,
 338         BC_INST_NQUIT,
 339
 340         BC_INST_INVALID = -1,
 341 #endif
 342 } BcInst;
 343
 344 typedef struct BcId {
 345         char *name;
 346         size_t idx;
 347 } BcId;
 348
 349 typedef struct BcFunc {
 350         BcVec code;
 351         IF_BC(BcVec labels;)
 352         IF_BC(BcVec autos;)
 353         IF_BC(BcVec strs;)
 354         IF_BC(BcVec consts;)
 355         IF_BC(size_t nparams;)
 356 } BcFunc;
 357
 358 typedef enum BcResultType {
 359         BC_RESULT_TEMP,
 360
 361         BC_RESULT_VAR,
 362         BC_RESULT_ARRAY_ELEM,
 363         BC_RESULT_ARRAY,
 364
 365         BC_RESULT_STR,
 366
 367         //code uses "inst - BC_INST_IBASE + BC_RESULT_IBASE" construct,
 368         BC_RESULT_IBASE,  // relative order should match for: BC_INST_IBASE
 369         BC_RESULT_SCALE,  // relative order should match for: BC_INST_SCALE
 370         BC_RESULT_LAST,   // relative order should match for: BC_INST_LAST
 371         BC_RESULT_CONSTANT,
 372         BC_RESULT_ONE,
 373         BC_RESULT_OBASE,  // relative order should match for: BC_INST_OBASE
 374 } BcResultType;
 375
 376 typedef union BcResultData {
 377         BcNum n;
 378         BcVec v;
 379         BcId id;
 380 } BcResultData;
 381
 382 typedef struct BcResult {
 383         BcResultType t;
 384         BcResultData d;
 385 } BcResult;
 386
 387 typedef struct BcInstPtr {
 388         size_t func;
 389         size_t inst_idx;
 390         IF_BC(size_t results_len_before_call;)
 391 } BcInstPtr;
 392
 393 // BC_LEX_NEG is not used in lexing; it is only for parsing.
 394 typedef enum BcLexType {
 395         BC_LEX_EOF,
 396         BC_LEX_INVALID,
 397
 398         BC_LEX_OP_INC,
 399         BC_LEX_OP_DEC,
 400
 401         BC_LEX_NEG,
 402
 403         BC_LEX_OP_POWER,
 404         BC_LEX_OP_MULTIPLY,
 405         BC_LEX_OP_DIVIDE,
 406         BC_LEX_OP_MODULUS,
 407         BC_LEX_OP_PLUS,
 408         BC_LEX_OP_MINUS,
 409
 410         BC_LEX_OP_REL_EQ,
 411         BC_LEX_OP_REL_LE,
 412         BC_LEX_OP_REL_GE,
 413         BC_LEX_OP_REL_NE,
 414         BC_LEX_OP_REL_LT,
 415         BC_LEX_OP_REL_GT,
 416
 417         BC_LEX_OP_BOOL_NOT,
 418         BC_LEX_OP_BOOL_OR,
 419         BC_LEX_OP_BOOL_AND,
 420
 421         BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER,
 422         BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY,
 423         BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE,
 424         BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS,
 425         BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS,
 426         BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS,
 427         BC_LEX_OP_ASSIGN,
 428
 429         BC_LEX_NLINE,
 430         BC_LEX_WHITESPACE,
 431
 432         BC_LEX_LPAREN,
 433         BC_LEX_RPAREN,
 434
 435         BC_LEX_LBRACKET,
 436         BC_LEX_COMMA,
 437         BC_LEX_RBRACKET,
 438
 439         BC_LEX_LBRACE, // '{' is 0x7B, '}' is 0x7D,
 440         BC_LEX_SCOLON,
 441         BC_LEX_RBRACE, // should be LBRACE+2: code uses (c - '{' + BC_LEX_LBRACE)
 442
 443         BC_LEX_STR,
 444         BC_LEX_NAME,
 445         BC_LEX_NUMBER,
 446
 447         BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 448         BC_LEX_KEY_AUTO = BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 449         BC_LEX_KEY_BREAK,
 450         BC_LEX_KEY_CONTINUE,
 451         BC_LEX_KEY_DEFINE,
 452         BC_LEX_KEY_ELSE,
 453         BC_LEX_KEY_FOR,
 454         BC_LEX_KEY_HALT,
 455         // code uses "type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE" construct,
 456         BC_LEX_KEY_IBASE,  // relative order should match for: BC_INST_IBASE
 457         BC_LEX_KEY_IF,
 458         BC_LEX_KEY_LAST,   // relative order should match for: BC_INST_LAST
 459         BC_LEX_KEY_LENGTH,
 460         BC_LEX_KEY_LIMITS,
 461         BC_LEX_KEY_OBASE,  // relative order should match for: BC_INST_OBASE
 462         BC_LEX_KEY_PRINT,
 463         BC_LEX_KEY_QUIT,
 464         BC_LEX_KEY_READ,
 465         BC_LEX_KEY_RETURN,
 466         BC_LEX_KEY_SCALE,
 467         BC_LEX_KEY_SQRT,
 468         BC_LEX_KEY_WHILE,
 469
 470 #if ENABLE_DC
 471         BC_LEX_EQ_NO_REG,
 472         BC_LEX_OP_MODEXP,
 473         BC_LEX_OP_DIVMOD,
 474
 475         BC_LEX_COLON,
 476         BC_LEX_ELSE,
 477         BC_LEX_EXECUTE,
 478         BC_LEX_PRINT_STACK,
 479         BC_LEX_CLEAR_STACK,
 480         BC_LEX_STACK_LEVEL,
 481         BC_LEX_DUPLICATE,
 482         BC_LEX_SWAP,
 483         BC_LEX_POP,
 484
 485         BC_LEX_ASCIIFY,
 486         BC_LEX_PRINT_STREAM,
 487
 488         // code uses "t - BC_LEX_STORE_IBASE + BC_INST_IBASE" construct,
 489         BC_LEX_STORE_IBASE,  // relative order should match for: BC_INST_IBASE
 490         BC_LEX_STORE_SCALE,  // relative order should match for: BC_INST_SCALE
 491         BC_LEX_LOAD,
 492         BC_LEX_LOAD_POP,
 493         BC_LEX_STORE_PUSH,
 494         BC_LEX_STORE_OBASE,  // relative order should match for: BC_INST_OBASE
 495         BC_LEX_PRINT_POP,
 496         BC_LEX_NQUIT,
 497         BC_LEX_SCALE_FACTOR,
 498 #endif
 499 } BcLexType;
 500 // must match order of BC_LEX_KEY_foo etc above
 501 #if ENABLE_BC
 502 struct BcLexKeyword {
 503         char name8[8];
 504 };
 505 #define BC_LEX_KW_ENTRY(a, b) \
 506         { .name8 = a /*, .posix = b */ }
 507 static const struct BcLexKeyword bc_lex_kws[20] = {
 508         BC_LEX_KW_ENTRY("auto"    , 1), // 0
 509         BC_LEX_KW_ENTRY("break"   , 1), // 1
 510         BC_LEX_KW_ENTRY("continue", 0), // 2 note: this one has no terminating NUL
 511         BC_LEX_KW_ENTRY("define"  , 1), // 3
 512         BC_LEX_KW_ENTRY("else"    , 0), // 4
 513         BC_LEX_KW_ENTRY("for"     , 1), // 5
 514         BC_LEX_KW_ENTRY("halt"    , 0), // 6
 515         BC_LEX_KW_ENTRY("ibase"   , 1), // 7
 516         BC_LEX_KW_ENTRY("if"      , 1), // 8
 517         BC_LEX_KW_ENTRY("last"    , 0), // 9
 518         BC_LEX_KW_ENTRY("length"  , 1), // 10
 519         BC_LEX_KW_ENTRY("limits"  , 0), // 11
 520         BC_LEX_KW_ENTRY("obase"   , 1), // 12
 521         BC_LEX_KW_ENTRY("print"   , 0), // 13
 522         BC_LEX_KW_ENTRY("quit"    , 1), // 14
 523         BC_LEX_KW_ENTRY("read"    , 0), // 15
 524         BC_LEX_KW_ENTRY("return"  , 1), // 16
 525         BC_LEX_KW_ENTRY("scale"   , 1), // 17
 526         BC_LEX_KW_ENTRY("sqrt"    , 1), // 18
 527         BC_LEX_KW_ENTRY("while"   , 1), // 19
 528 };
 529 #undef BC_LEX_KW_ENTRY
 530 #define STRING_if    (bc_lex_kws[8].name8)
 531 #define STRING_else  (bc_lex_kws[4].name8)
 532 #define STRING_while (bc_lex_kws[19].name8)
 533 #define STRING_for   (bc_lex_kws[5].name8)
 534 enum {
 535         POSIX_KWORD_MASK = 0
 536                 | (1 << 0)  // 0
 537                 | (1 << 1)  // 1
 538                 | (0 << 2)  // 2
 539                 | (1 << 3)  // 3
 540                 | (0 << 4)  // 4
 541                 | (1 << 5)  // 5
 542                 | (0 << 6)  // 6
 543                 | (1 << 7)  // 7
 544                 | (1 << 8)  // 8
 545                 | (0 << 9)  // 9
 546                 | (1 << 10) // 10
 547                 | (0 << 11) // 11
 548                 | (1 << 12) // 12
 549                 | (0 << 13) // 13
 550                 | (1 << 14) // 14
 551                 | (0 << 15) // 15
 552                 | (1 << 16) // 16
 553                 | (1 << 17) // 17
 554                 | (1 << 18) // 18
 555                 | (1 << 19) // 19
 556 };
 557 #define bc_lex_kws_POSIX(i) ((1 << (i)) & POSIX_KWORD_MASK)
 558
 559 // This is a bit array that corresponds to token types. An entry is
 560 // true if the token is valid in an expression, false otherwise.
 561 // Used to figure out when expr parsing should stop *without error message*
 562 // - 0 element indicates this condition. 1 means "this token is to be eaten
 563 // as part of the expression", token can them still be determined to be invalid
 564 // by later processing.
 565 enum {
 566 #define EXBITS(a,b,c,d,e,f,g,h) \
 567         ((uint64_t)((a << 0)+(b << 1)+(c << 2)+(d << 3)+(e << 4)+(f << 5)+(g << 6)+(h << 7)))
 568         BC_PARSE_EXPRS_BITS = 0
 569         + (EXBITS(0,0,1,1,1,1,1,1) << (0*8)) //  0: eof    inval ++    --     -     ^     *    /
 570         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (1*8)) //  8: %      +     -     ==     <=    >=    !=   <
 571         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (2*8)) // 16: >      !     ||    &&     ^=    *=    /=   %=
 572         + (EXBITS(1,1,1,0,0,1,1,0) << (3*8)) // 24: +=     -=    =     NL     WS    (     )    [
 573         + (EXBITS(0,0,0,0,0,0,1,1) << (4*8)) // 32: ,      ]     {     ;      }     STR   NAME NUM
 574         + (EXBITS(0,0,0,0,0,0,0,1) << (5*8)) // 40: auto   break cont  define else  for   halt ibase
 575         + (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?
 576         + (EXBITS(0,1,1,0,0,0,0,0) << (7*8)) // 56: return scale sqrt  while
 577 #undef EXBITS
 578 };
 579 static ALWAYS_INLINE long bc_parse_exprs(unsigned i)
 580 {
 581 #if ULONG_MAX > 0xffffffff
 582         // 64-bit version (will not work correctly for 32-bit longs!)
 583         return BC_PARSE_EXPRS_BITS & (1UL << i);
 584 #else
 585         // 32-bit version
 586         unsigned long m = (uint32_t)BC_PARSE_EXPRS_BITS;
 587         if (i >= 32) {
 588                 m = (uint32_t)(BC_PARSE_EXPRS_BITS >> 32);
 589                 i &= 31;
 590         }
 591         return m & (1UL << i);
 592 #endif
 593 }
 594
 595 // This is an array of data for operators that correspond to
 596 // [BC_LEX_OP_INC...BC_LEX_OP_ASSIGN] token types.
 597 static const uint8_t bc_parse_ops[] = {
 598 #define OP(p,l) ((int)(l) * 0x10 + (p))
 599         OP(0, false), OP( 0, false ), // inc dec
 600         OP(1, false), // neg
 601         OP(2, false), // pow
 602         OP(3, true ), OP( 3, true  ), OP( 3, true  ), // mul div mod
 603         OP(4, true ), OP( 4, true  ), // + -
 604         OP(6, true ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true ), // == <= >= != < >
 605         OP(1, false), // not
 606         OP(7, true ), OP( 7, true  ), // or and
 607         OP(5, false), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), // ^= *= /= %= +=
 608         OP(5, false), OP( 5, false ), // -= =
 609 #undef OP
 610 };
 611 #define bc_parse_op_PREC(i) (bc_parse_ops[i] & 0x0f)
 612 #define bc_parse_op_LEFT(i) (bc_parse_ops[i] & 0x10)
 613 #endif // ENABLE_BC
 614
 615 #if ENABLE_DC
 616 static const //BcInst - should be this type. Using signed narrow type since BC_INST_INVALID is -1
 617 int8_t
 618 dc_parse_insts[] = {
 619         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 620         BC_INST_INVALID, BC_INST_POWER, BC_INST_MULTIPLY, BC_INST_DIVIDE,
 621         BC_INST_MODULUS, BC_INST_PLUS, BC_INST_MINUS,
 622         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 623         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 624         BC_INST_BOOL_NOT, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 625         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, 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_REL_GT, BC_INST_INVALID,
 628         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 629         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 630         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 631         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 632         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_IBASE,
 633         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_LENGTH, BC_INST_INVALID,
 634         BC_INST_OBASE, BC_INST_PRINT, BC_INST_QUIT, BC_INST_INVALID,
 635         BC_INST_INVALID, BC_INST_SCALE, BC_INST_SQRT, BC_INST_INVALID,
 636         BC_INST_REL_EQ, BC_INST_MODEXP, BC_INST_DIVMOD, BC_INST_INVALID,
 637         BC_INST_INVALID, BC_INST_EXECUTE, BC_INST_PRINT_STACK, BC_INST_CLEAR_STACK,
 638         BC_INST_STACK_LEN, BC_INST_DUPLICATE, BC_INST_SWAP, BC_INST_POP,
 639         BC_INST_ASCIIFY, BC_INST_PRINT_STREAM, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 640         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 641         BC_INST_PRINT, BC_INST_NQUIT, BC_INST_SCALE_FUNC,
 642 };
 643 #endif // ENABLE_DC
 644
 645 typedef struct BcLex {
 646         const char *buf;
 647         size_t i;
 648         size_t line;
 649         size_t len;
 650         bool newline;
 651         struct {
 652                 BcLexType t;
 653                 BcLexType last;
 654                 BcVec v;
 655         } t;
 656 } BcLex;
 657
 658 #define BC_PARSE_STREND         (0xff)
 659
 660 #if ENABLE_BC
 661 # define BC_PARSE_REL           (1 << 0)
 662 # define BC_PARSE_PRINT         (1 << 1)
 663 # define BC_PARSE_ARRAY         (1 << 2)
 664 # define BC_PARSE_NOCALL        (1 << 3)
 665 #endif
 666
 667 typedef struct BcParse {
 668         BcLex l;
 669
 670         IF_BC(BcVec exits;)
 671         IF_BC(BcVec conds;)
 672         IF_BC(BcVec ops;)
 673
 674         BcFunc *func;
 675         size_t fidx;
 676
 677         IF_BC(size_t in_funcdef;)
 678 } BcParse;
 679
 680 typedef struct BcProgram {
 681         size_t len;
 682         size_t nchars;
 683
 684         size_t scale;
 685         size_t ib_t;
 686         size_t ob_t;
 687
 688         BcVec results;
 689         BcVec exestack;
 690
 691         BcVec fns;
 692         IF_BC(BcVec fn_map;)
 693
 694         BcVec vars;
 695         BcVec var_map;
 696
 697         BcVec arrs;
 698         BcVec arr_map;
 699
 700         IF_DC(BcVec strs;)
 701         IF_DC(BcVec consts;)
 702
 703         const char *file;
 704
 705         BcNum zero;
 706         IF_BC(BcNum one;)
 707         IF_BC(BcNum last;)
 708 } BcProgram;
 709
 710 #define BC_PROG_MAIN (0)
 711 #define BC_PROG_READ (1)
 712 #if ENABLE_DC
 713 #define BC_PROG_REQ_FUNCS (2)
 714 #endif
 715
 716 #define BC_PROG_STR(n) (!(n)->num && !(n)->cap)
 717 #define BC_PROG_NUM(r, n) \
 718         ((r)->t != BC_RESULT_ARRAY && (r)->t != BC_RESULT_STR && !BC_PROG_STR(n))
 719
 720 #define BC_FLAG_W (1 << 0)
 721 #define BC_FLAG_V (1 << 1)
 722 #define BC_FLAG_S (1 << 2)
 723 #define BC_FLAG_Q (1 << 3)
 724 #define BC_FLAG_L (1 << 4)
 725 #define BC_FLAG_I (1 << 5)
 726 #define DC_FLAG_X (1 << 6)
 727
 728 #define BC_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
 729 #define BC_MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
 730
 731 #define BC_MAX_OBASE    ((unsigned) 999)
 732 #define BC_MAX_DIM      ((unsigned) INT_MAX)
 733 #define BC_MAX_SCALE    ((unsigned) UINT_MAX)
 734 #define BC_MAX_STRING   ((unsigned) UINT_MAX - 1)
 735 #define BC_MAX_NUM      BC_MAX_STRING
 736 // Unused apart from "limits" message. Just show a "biggish number" there.
 737 //#define BC_MAX_NAME     BC_MAX_STRING
 738 //#define BC_MAX_EXP      ((unsigned long) LONG_MAX)
 739 //#define BC_MAX_VARS     ((unsigned long) SIZE_MAX - 1)
 740 #define BC_MAX_NAME_STR "999999999"
 741 #define BC_MAX_EXP_STR  "999999999"
 742 #define BC_MAX_VARS_STR "999999999"
 743
 744 #define BC_MAX_OBASE_STR "999"
 745
 746 #if INT_MAX == 2147483647
 747 # define BC_MAX_DIM_STR "2147483647"
 748 #elif INT_MAX == 9223372036854775807
 749 # define BC_MAX_DIM_STR "9223372036854775807"
 750 #else
 751 # error Strange INT_MAX
 752 #endif
 753
 754 #if UINT_MAX == 4294967295
 755 # define BC_MAX_SCALE_STR  "4294967295"
 756 # define BC_MAX_STRING_STR "4294967294"
 757 #elif UINT_MAX == 18446744073709551615
 758 # define BC_MAX_SCALE_STR  "18446744073709551615"
 759 # define BC_MAX_STRING_STR "18446744073709551614"
 760 #else
 761 # error Strange UINT_MAX
 762 #endif
 763 #define BC_MAX_NUM_STR BC_MAX_STRING_STR
 764
 765 struct globals {
 766         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(smallint ttyin;)
 767         IF_FEATURE_CLEAN_UP(smallint exiting;)
 768
 769         BcParse prs;
 770         BcProgram prog;
 771
 772         // For error messages. Can be set to current parsed line,
 773         // or [TODO] to current executing line (can be before last parsed one)
 774         unsigned err_line;
 775
 776         BcVec files;
 777         BcVec input_buffer;
 778         FILE *input_fp;
 779
 780         char *env_args;
 781
 782 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
 783         line_input_t *line_input_state;
 784 #endif
 785 } FIX_ALIASING;
 786 #define G (*ptr_to_globals)
 787 #define INIT_G() do { \
 788         SET_PTR_TO_GLOBALS(xzalloc(sizeof(G))); \
 789 } while (0)
 790 #define FREE_G() do { \
 791         FREE_PTR_TO_GLOBALS(); \
 792 } while (0)
 793 #define G_posix (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_S))
 794 #define G_warn  (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_W))
 795 #define G_exreg (ENABLE_DC && (option_mask32 & DC_FLAG_X))
 796 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
 797 # define G_interrupt bb_got_signal
 798 # define G_ttyin     G.ttyin
 799 #else
 800 # define G_interrupt 0
 801 # define G_ttyin     0
 802 #endif
 803 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 804 # define G_exiting G.exiting
 805 #else
 806 # define G_exiting 0
 807 #endif
 808 #define IS_BC (ENABLE_BC && (!ENABLE_DC || applet_name[0] == 'b'))
 809 #define IS_DC (ENABLE_DC && (!ENABLE_BC || applet_name[0] != 'b'))
 810
 811 // In configurations where errors abort instead of propagating error
 812 // return code up the call chain, functions returning BC_STATUS
 813 // actually don't return anything, they always succeed and return "void".
 814 // A macro wrapper is provided, which makes this statement work:
 815 //  s = zbc_func(...)
 816 // and makes it visible to the compiler that s is always zero,
 817 // allowing compiler to optimize dead code after the statement.
 818 //
 819 // To make code more readable, each such function has a "z"
 820 // ("always returning zero") prefix, i.e. zbc_foo or zdc_foo.
 821 //
 822 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS || ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 823 # define ERRORS_ARE_FATAL 0
 824 # define ERRORFUNC        /*nothing*/
 825 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  a
 826 # define BC_STATUS        BcStatus
 827 # define RETURN_STATUS(v) return (v)
 828 # define COMMA_SUCCESS    /*nothing*/
 829 #else
 830 # define ERRORS_ARE_FATAL 1
 831 # define ERRORFUNC        NORETURN
 832 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  /*nothing*/
 833 # define BC_STATUS        void
 834 # define RETURN_STATUS(v) do { ((void)(v)); return; } while (0)
 835 # define COMMA_SUCCESS    ,BC_STATUS_SUCCESS
 836 #endif
 837
 838 #define STACK_HAS_MORE_THAN(s, n)          ((s)->len > ((size_t)(n)))
 839 #define STACK_HAS_EQUAL_OR_MORE_THAN(s, n) ((s)->len >= ((size_t)(n)))
 840
 841 #define BC_NUM_NEG(n, neg)      ((((ssize_t)(n)) ^ -((ssize_t)(neg))) + (neg))
 842 #define BC_NUM_ONE(n)           ((n)->len == 1 && (n)->rdx == 0 && (n)->num[0] == 1)
 843 #define BC_NUM_INT(n)           ((n)->len - (n)->rdx)
 844 //#define BC_NUM_AREQ(a, b)       (BC_MAX((a)->rdx, (b)->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1)
 845 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_AREQ(BcNum *a, BcNum *b)
 846 {
 847         return BC_MAX(a->rdx, b->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1;
 848 }
 849 //#define BC_NUM_MREQ(a, b, scale) (BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX((scale), (a)->rdx + (b)->rdx) + 1)
 850 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_MREQ(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
 851 {
 852         return BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX(scale, a->rdx + b->rdx) + 1;
 853 }
 854
 855 typedef void (*BcNumDigitOp)(size_t, size_t, bool) FAST_FUNC;
 856
 857 typedef BC_STATUS (*BcNumBinaryOp)(BcNum *, BcNum *, BcNum *, size_t) FAST_FUNC;
 858
 859 static BC_STATUS zbc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
 860                         BcNumBinaryOp op, size_t req);
 861 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 862 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 863 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 864 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 865 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 866 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 867
 868 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 869 {
 870         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_a : zbc_num_s;
 871         (void) scale;
 872         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, false, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
 873 }
 874
 875 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 876 {
 877         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_s : zbc_num_a;
 878         (void) scale;
 879         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, true, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
 880 }
 881
 882 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 883 {
 884         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 885         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_m, req));
 886 }
 887
 888 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 889 {
 890         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 891         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_d, req));
 892 }
 893
 894 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 895 {
 896         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 897         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_rem, req));
 898 }
 899
 900 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 901 {
 902         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_p, a->len * b->len + 1));
 903 }
 904
 905 static const BcNumBinaryOp zbc_program_ops[] = {
 906         zbc_num_pow, zbc_num_mul, zbc_num_div, zbc_num_mod, zbc_num_add, zbc_num_sub,
 907 };
 908 #define zbc_num_add(...) (zbc_num_add(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 909 #define zbc_num_sub(...) (zbc_num_sub(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 910 #define zbc_num_mul(...) (zbc_num_mul(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 911 #define zbc_num_div(...) (zbc_num_div(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 912 #define zbc_num_mod(...) (zbc_num_mod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 913 #define zbc_num_pow(...) (zbc_num_pow(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 914
 915 static void fflush_and_check(void)
 916 {
 917         fflush_all();
 918         if (ferror(stdout) || ferror(stderr))
 919                 bb_perror_msg_and_die("output error");
 920 }
 921
 922 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 923 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN \
 924 do { \
 925         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(G_ttyin = 0;) /* do not loop in main loop anymore */ \
 926         G_exiting = 1; \
 927         return BC_STATUS_FAILURE; \
 928 } while (0)
 929 #else
 930 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN quit()
 931 #endif
 932
 933 static void quit(void) NORETURN;
 934 static void quit(void)
 935 {
 936         if (ferror(stdin))
 937                 bb_perror_msg_and_die("input error");
 938         fflush_and_check();
 939         dbg_exec("quit(): exiting with exitcode SUCCESS");
 940         exit(0);
 941 }
 942
 943 static void bc_verror_msg(const char *fmt, va_list p)
 944 {
 945         const char *sv = sv; // for compiler
 946         if (G.prog.file) {
 947                 sv = applet_name;
 948                 applet_name = xasprintf("%s: %s:%u", applet_name, G.prog.file, G.err_line);
 949         }
 950         bb_verror_msg(fmt, p, NULL);
 951         if (G.prog.file) {
 952                 free((char*)applet_name);
 953                 applet_name = sv;
 954         }
 955 }
 956
 957 static NOINLINE ERRORFUNC int bc_error_fmt(const char *fmt, ...)
 958 {
 959         va_list p;
 960
 961         va_start(p, fmt);
 962         bc_verror_msg(fmt, p);
 963         va_end(p);
 964
 965         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 966                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return BC_STATUS_FAILURE);
 967         exit(1);
 968 }
 969
 970 #if ENABLE_BC
 971 static NOINLINE int bc_posix_error_fmt(const char *fmt, ...)
 972 {
 973         va_list p;
 974
 975         // Are non-POSIX constructs totally ok?
 976         if (!(option_mask32 & (BC_FLAG_S|BC_FLAG_W)))
 977                 return BC_STATUS_SUCCESS; // yes
 978
 979         va_start(p, fmt);
 980         bc_verror_msg(fmt, p);
 981         va_end(p);
 982
 983         // Do we treat non-POSIX constructs as errors?
 984         if (!(option_mask32 & BC_FLAG_S))
 985                 return BC_STATUS_SUCCESS; // no, it's a warning
 986         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 987                 return BC_STATUS_FAILURE;
 988         exit(1);
 989 }
 990 #endif
 991
 992 // We use error functions with "return bc_error(FMT[, PARAMS])" idiom.
 993 // This idiom begs for tail-call optimization, but for it to work,
 994 // function must not have caller-cleaned parameters on stack.
 995 // Unfortunately, vararg function API does exactly that on most arches.
 996 // Thus, use these shims for the cases when we have no vararg PARAMS:
 997 static ERRORFUNC int bc_error(const char *msg)
 998 {
 999         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("%s", msg);
1000 }
1001 static ERRORFUNC int bc_error_bad_character(char c)
1002 {
1003         if (!c)
1004                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("NUL character");
1005         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("bad character '%c'", c);
1006 }
1007 static ERRORFUNC int bc_error_bad_expression(void)
1008 {
1009         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("bad expression");
1010 }
1011 static ERRORFUNC int bc_error_bad_token(void)
1012 {
1013         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("bad token");
1014 }
1015 static ERRORFUNC int bc_error_stack_has_too_few_elements(void)
1016 {
1017         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("stack has too few elements");
1018 }
1019 static ERRORFUNC int bc_error_variable_is_wrong_type(void)
1020 {
1021         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("variable is wrong type");
1022 }
1023 #if ENABLE_BC
1024 static int bc_POSIX_requires(const char *msg)
1025 {
1026         return bc_posix_error_fmt("POSIX requires %s", msg);
1027 }
1028 static int bc_POSIX_does_not_allow(const char *msg)
1029 {
1030         return bc_posix_error_fmt("%s%s", "POSIX does not allow ", msg);
1031 }
1032 static int bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(const char *msg)
1033 {
1034         return bc_posix_error_fmt("%s%s %s", "POSIX does not allow ", "boolean operators; the following is bad:", msg);
1035 }
1036 static int bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(const char *msg)
1037 {
1038         return bc_posix_error_fmt("%san empty %s expression in a for loop", "POSIX does not allow ", msg);
1039 }
1040 #endif
1041
1042 static void bc_vec_grow(BcVec *v, size_t n)
1043 {
1044         size_t cap = v->cap * 2;
1045         while (cap < v->len + n) cap *= 2;
1046         v->v = xrealloc(v->v, v->size * cap);
1047         v->cap = cap;
1048 }
1049
1050 static void bc_vec_init(BcVec *v, size_t esize, BcVecFree dtor)
1051 {
1052         v->size = esize;
1053         v->cap = BC_VEC_START_CAP;
1054         v->len = 0;
1055         v->dtor = dtor;
1056         v->v = xmalloc(esize * BC_VEC_START_CAP);
1057 }
1058
1059 static void bc_char_vec_init(BcVec *v)
1060 {
1061         bc_vec_init(v, sizeof(char), NULL);
1062 }
1063
1064 static void bc_vec_expand(BcVec *v, size_t req)
1065 {
1066         if (v->cap < req) {
1067                 v->v = xrealloc(v->v, v->size * req);
1068                 v->cap = req;
1069         }
1070 }
1071
1072 static void bc_vec_pop(BcVec *v)
1073 {
1074         v->len--;
1075         if (v->dtor)
1076                 v->dtor(v->v + (v->size * v->len));
1077 }
1078
1079 static void bc_vec_npop(BcVec *v, size_t n)
1080 {
1081         if (!v->dtor)
1082                 v->len -= n;
1083         else {
1084                 size_t len = v->len - n;
1085                 while (v->len > len) v->dtor(v->v + (v->size * --v->len));
1086         }
1087 }
1088
1089 static void bc_vec_pop_all(BcVec *v)
1090 {
1091         bc_vec_npop(v, v->len);
1092 }
1093
1094 static size_t bc_vec_push(BcVec *v, const void *data)
1095 {
1096         size_t len = v->len;
1097         if (len >= v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1098         memmove(v->v + (v->size * len), data, v->size);
1099         v->len++;
1100         return len;
1101 }
1102
1103 // G.prog.results often needs "pop old operand, push result" idiom.
1104 // Can do this without a few extra ops
1105 static size_t bc_result_pop_and_push(const void *data)
1106 {
1107         BcVec *v = &G.prog.results;
1108         char *last;
1109         size_t len = v->len - 1;
1110
1111         last = v->v + (v->size * len);
1112         if (v->dtor)
1113                 v->dtor(last);
1114         memmove(last, data, v->size);
1115         return len;
1116 }
1117
1118 static size_t bc_vec_pushByte(BcVec *v, char data)
1119 {
1120         return bc_vec_push(v, &data);
1121 }
1122
1123 static size_t bc_vec_pushZeroByte(BcVec *v)
1124 {
1125         //return bc_vec_pushByte(v, '\0');
1126         // better:
1127         return bc_vec_push(v, &const_int_0);
1128 }
1129
1130 static void bc_vec_pushAt(BcVec *v, const void *data, size_t idx)
1131 {
1132         if (idx == v->len)
1133                 bc_vec_push(v, data);
1134         else {
1135                 char *ptr;
1136
1137                 if (v->len == v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1138
1139                 ptr = v->v + v->size * idx;
1140
1141                 memmove(ptr + v->size, ptr, v->size * (v->len++ - idx));
1142                 memmove(ptr, data, v->size);
1143         }
1144 }
1145
1146 static void bc_vec_string(BcVec *v, size_t len, const char *str)
1147 {
1148         bc_vec_pop_all(v);
1149         bc_vec_expand(v, len + 1);
1150         memcpy(v->v, str, len);
1151         v->len = len;
1152
1153         bc_vec_pushZeroByte(v);
1154 }
1155
1156 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS && ENABLE_FEATURE_EDITING
1157 static void bc_vec_concat(BcVec *v, const char *str)
1158 {
1159         size_t len, slen;
1160
1161         if (v->len == 0) bc_vec_pushZeroByte(v);
1162
1163         slen = strlen(str);
1164         len = v->len + slen;
1165
1166         if (v->cap < len) bc_vec_grow(v, slen);
1167         strcpy(v->v + v->len - 1, str);
1168
1169         v->len = len;
1170 }
1171 #endif
1172
1173 static void *bc_vec_item(const BcVec *v, size_t idx)
1174 {
1175         return v->v + v->size * idx;
1176 }
1177
1178 static void *bc_vec_item_rev(const BcVec *v, size_t idx)
1179 {
1180         return v->v + v->size * (v->len - idx - 1);
1181 }
1182
1183 static void *bc_vec_top(const BcVec *v)
1184 {
1185         return v->v + v->size * (v->len - 1);
1186 }
1187
1188 static FAST_FUNC void bc_vec_free(void *vec)
1189 {
1190         BcVec *v = (BcVec *) vec;
1191         bc_vec_pop_all(v);
1192         free(v->v);
1193 }
1194
1195 static BcFunc* bc_program_func(size_t idx)
1196 {
1197         return bc_vec_item(&G.prog.fns, idx);
1198 }
1199 // BC_PROG_MAIN is zeroth element, so:
1200 #define bc_program_func_BC_PROG_MAIN() ((BcFunc*)(G.prog.fns.v))
1201
1202 #if ENABLE_BC
1203 static BcFunc* bc_program_current_func(void)
1204 {
1205         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
1206         BcFunc *func = bc_program_func(ip->func);
1207         return func;
1208 }
1209 #endif
1210
1211 static char** bc_program_str(size_t idx)
1212 {
1213 #if ENABLE_BC
1214         if (IS_BC) {
1215                 BcFunc *func = bc_program_current_func();
1216                 return bc_vec_item(&func->strs, idx);
1217         }
1218 #endif
1219         IF_DC(return bc_vec_item(&G.prog.strs, idx);)
1220 }
1221
1222 static char** bc_program_const(size_t idx)
1223 {
1224 #if ENABLE_BC
1225         if (IS_BC) {
1226                 BcFunc *func = bc_program_current_func();
1227                 return bc_vec_item(&func->consts, idx);
1228         }
1229 #endif
1230         IF_DC(return bc_vec_item(&G.prog.consts, idx);)
1231 }
1232
1233 static int bc_id_cmp(const void *e1, const void *e2)
1234 {
1235         return strcmp(((const BcId *) e1)->name, ((const BcId *) e2)->name);
1236 }
1237
1238 static FAST_FUNC void bc_id_free(void *id)
1239 {
1240         free(((BcId *) id)->name);
1241 }
1242
1243 static size_t bc_map_find_ge(const BcVec *v, const void *ptr)
1244 {
1245         size_t low = 0, high = v->len;
1246
1247         while (low < high) {
1248                 size_t mid = (low + high) / 2;
1249                 BcId *id = bc_vec_item(v, mid);
1250                 int result = bc_id_cmp(ptr, id);
1251
1252                 if (result == 0)
1253                         return mid;
1254                 if (result < 0)
1255                         high = mid;
1256                 else
1257                         low = mid + 1;
1258         }
1259
1260         return low;
1261 }
1262
1263 static int bc_map_insert(BcVec *v, const void *ptr, size_t *i)
1264 {
1265         size_t n = *i = bc_map_find_ge(v, ptr);
1266
1267         if (n == v->len)
1268                 bc_vec_push(v, ptr);
1269         else if (!bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, n)))
1270                 return 0; // "was not inserted"
1271         else
1272                 bc_vec_pushAt(v, ptr, n);
1273         return 1; // "was inserted"
1274 }
1275
1276 #if ENABLE_BC
1277 static size_t bc_map_find_exact(const BcVec *v, const void *ptr)
1278 {
1279         size_t i = bc_map_find_ge(v, ptr);
1280         if (i >= v->len) return BC_VEC_INVALID_IDX;
1281         return bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, i)) ? BC_VEC_INVALID_IDX : i;
1282 }
1283 #endif
1284
1285 static int bad_input_byte(char c)
1286 {
1287         if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1288          || c > 0x7e
1289         ) {
1290                 bc_error_fmt("illegal character 0x%02x", c);
1291                 return 1;
1292         }
1293         return 0;
1294 }
1295
1296 // Note: it _appends_ data from fp to vec.
1297 static void bc_read_line(BcVec *vec, FILE *fp)
1298 {
1299  again:
1300         fflush_and_check();
1301
1302 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1303         if (G_interrupt) { // ^C was pressed
1304  intr:
1305                 if (fp != stdin) {
1306                         // ^C while running a script (bc SCRIPT): die.
1307                         // We do not return to interactive prompt:
1308                         // user might be running us from a shell,
1309                         // and SCRIPT might be intended to terminate
1310                         // (e.g. contain a "halt" stmt).
1311                         // ^C dropping user into a bc prompt instead of
1312                         // the shell would be unexpected.
1313                         xfunc_die();
1314                 }
1315                 // ^C while interactive input
1316                 G_interrupt = 0;
1317                 // GNU bc says "interrupted execution."
1318                 // GNU dc says "Interrupt!"
1319                 fputs("\ninterrupted execution\n", stderr);
1320         }
1321
1322 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
1323         if (G_ttyin && fp == stdin) {
1324                 int n, i;
1325 #  define line_buf bb_common_bufsiz1
1326                 n = read_line_input(G.line_input_state, "", line_buf, COMMON_BUFSIZE);
1327                 if (n <= 0) { // read errors or EOF, or ^D, or ^C
1328                         if (n == 0) // ^C
1329                                 goto intr;
1330                         bc_vec_pushZeroByte(vec); // ^D or EOF (or error)
1331                         return;
1332                 }
1333                 i = 0;
1334                 for (;;) {
1335                         char c = line_buf[i++];
1336                         if (!c) break;
1337                         if (bad_input_byte(c)) goto again;
1338                 }
1339                 bc_vec_concat(vec, line_buf);
1340 #  undef line_buf
1341         } else
1342 # endif
1343 #endif
1344         {
1345                 int c;
1346                 bool bad_chars = 0;
1347                 size_t len = vec->len;
1348
1349                 do {
1350 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1351                         if (G_interrupt) {
1352                                 // ^C was pressed: ignore entire line, get another one
1353                                 vec->len = len;
1354                                 goto intr;
1355                         }
1356 #endif
1357                         do c = fgetc(fp); while (c == '\0');
1358                         if (c == EOF) {
1359                                 if (ferror(fp))
1360                                         bb_perror_msg_and_die("input error");
1361                                 // Note: EOF does not append '\n'
1362                                 break;
1363                         }
1364                         bad_chars |= bad_input_byte(c);
1365                         bc_vec_pushByte(vec, (char)c);
1366                 } while (c != '\n');
1367
1368                 if (bad_chars) {
1369                         // Bad chars on this line
1370                         if (!G.prog.file) { // stdin
1371                                 // ignore entire line, get another one
1372                                 vec->len = len;
1373                                 goto again;
1374                         }
1375                         bb_perror_msg_and_die("file '%s' is not text", G.prog.file);
1376                 }
1377                 bc_vec_pushZeroByte(vec);
1378         }
1379 }
1380
1381 static void bc_num_setToZero(BcNum *n, size_t scale)
1382 {
1383         n->len = 0;
1384         n->neg = false;
1385         n->rdx = scale;
1386 }
1387
1388 static void bc_num_zero(BcNum *n)
1389 {
1390         bc_num_setToZero(n, 0);
1391 }
1392
1393 static void bc_num_one(BcNum *n)
1394 {
1395         bc_num_setToZero(n, 0);
1396         n->len = 1;
1397         n->num[0] = 1;
1398 }
1399
1400 // Note: this also sets BcNum to zero
1401 static void bc_num_init(BcNum *n, size_t req)
1402 {
1403         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1404         //memset(n, 0, sizeof(BcNum)); - cleared by assignments below
1405         n->num = xmalloc(req);
1406         n->cap = req;
1407         n->rdx = 0;
1408         n->len = 0;
1409         n->neg = false;
1410 }
1411
1412 static void bc_num_init_DEF_SIZE(BcNum *n)
1413 {
1414         bc_num_init(n, BC_NUM_DEF_SIZE);
1415 }
1416
1417 static void bc_num_expand(BcNum *n, size_t req)
1418 {
1419         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1420         if (req > n->cap) {
1421                 n->num = xrealloc(n->num, req);
1422                 n->cap = req;
1423         }
1424 }
1425
1426 static FAST_FUNC void bc_num_free(void *num)
1427 {
1428         free(((BcNum *) num)->num);
1429 }
1430
1431 static void bc_num_copy(BcNum *d, BcNum *s)
1432 {
1433         if (d != s) {
1434                 bc_num_expand(d, s->cap);
1435                 d->len = s->len;
1436                 d->neg = s->neg;
1437                 d->rdx = s->rdx;
1438                 memcpy(d->num, s->num, sizeof(BcDig) * d->len);
1439         }
1440 }
1441
1442 static BC_STATUS zbc_num_ulong(BcNum *n, unsigned long *result_p)
1443 {
1444         size_t i;
1445         unsigned long pow, result;
1446
1447         if (n->neg) RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
1448
1449         for (result = 0, pow = 1, i = n->rdx; i < n->len; ++i) {
1450                 unsigned long prev = result, powprev = pow;
1451
1452                 result += ((unsigned long) n->num[i]) * pow;
1453                 pow *= 10;
1454
1455                 if (result < prev || pow < powprev)
1456                         RETURN_STATUS(bc_error("overflow"));
1457                 prev = result;
1458                 powprev = pow;
1459         }
1460         *result_p = result;
1461
1462         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1463 }
1464 #define zbc_num_ulong(...) (zbc_num_ulong(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1465
1466 #if ULONG_MAX == 0xffffffffUL // 10 digits: 4294967295
1467 # define ULONG_NUM_BUFSIZE (10 > BC_NUM_DEF_SIZE ? 10 : BC_NUM_DEF_SIZE)
1468 #elif ULONG_MAX == 0xffffffffffffffffULL // 20 digits: 18446744073709551615
1469 # define ULONG_NUM_BUFSIZE (20 > BC_NUM_DEF_SIZE ? 20 : BC_NUM_DEF_SIZE)
1470 #endif
1471 // minimum BC_NUM_DEF_SIZE, so that bc_num_expand() in bc_num_ulong2num()
1472 // would not hit realloc() code path - not good if num[] is not malloced
1473
1474 static void bc_num_ulong2num(BcNum *n, unsigned long val)
1475 {
1476         BcDig *ptr;
1477
1478         bc_num_zero(n);
1479
1480         if (val == 0) return;
1481
1482         bc_num_expand(n, ULONG_NUM_BUFSIZE);
1483
1484         ptr = n->num;
1485         for (;;) {
1486                 n->len++;
1487                 *ptr++ = val % 10;
1488                 val /= 10;
1489                 if (val == 0) break;
1490         }
1491 }
1492
1493 static void bc_num_subArrays(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1494 {
1495         size_t i, j;
1496         for (i = 0; i < len; ++i) {
1497                 a[i] -= b[i];
1498                 for (j = i; a[j] < 0;) {
1499                         a[j++] += 10;
1500                         a[j] -= 1;
1501                 }
1502         }
1503 }
1504
1505 static ssize_t bc_num_compare(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1506 {
1507         size_t i = len;
1508         for (;;) {
1509                 int c;
1510                 if (i == 0)
1511                         return 0;
1512                 i--;
1513                 c = a[i] - b[i];
1514                 if (c != 0) {
1515                         i++;
1516                         if (c < 0)
1517                                 return -i;
1518                         return i;
1519                 }
1520         }
1521 }
1522
1523 static ssize_t bc_num_cmp(BcNum *a, BcNum *b)
1524 {
1525         size_t i, min, a_int, b_int, diff;
1526         BcDig *max_num, *min_num;
1527         bool a_max, neg;
1528         ssize_t cmp;
1529
1530         if (a == b) return 0;
1531         if (a->len == 0) return BC_NUM_NEG(!!b->len, !b->neg);
1532         if (b->len == 0) return BC_NUM_NEG(1, a->neg);
1533
1534         if (a->neg != b->neg) // signs of a and b differ
1535                 // +a,-b = a>b = 1 or -a,+b = a<b = -1
1536                 return (int)b->neg - (int)a->neg;
1537         neg = a->neg; // 1 if both negative, 0 if both positive
1538
1539         a_int = BC_NUM_INT(a);
1540         b_int = BC_NUM_INT(b);
1541         a_int -= b_int;
1542
1543         if (a_int != 0) return (ssize_t) a_int;
1544
1545         a_max = (a->rdx > b->rdx);
1546         if (a_max) {
1547                 min = b->rdx;
1548                 diff = a->rdx - b->rdx;
1549                 max_num = a->num + diff;
1550                 min_num = b->num;
1551                 // neg = (a_max == neg); - NOP (maps 1->1 and 0->0)
1552         } else {
1553                 min = a->rdx;
1554                 diff = b->rdx - a->rdx;
1555                 max_num = b->num + diff;
1556                 min_num = a->num;
1557                 neg = !neg; // same as "neg = (a_max == neg)"
1558         }
1559
1560         cmp = bc_num_compare(max_num, min_num, b_int + min);
1561         if (cmp != 0) return BC_NUM_NEG(cmp, neg);
1562
1563         for (max_num -= diff, i = diff - 1; i < diff; --i) {
1564                 if (max_num[i]) return BC_NUM_NEG(1, neg);
1565         }
1566
1567         return 0;
1568 }
1569
1570 static void bc_num_truncate(BcNum *n, size_t places)
1571 {
1572         if (places == 0) return;
1573
1574         n->rdx -= places;
1575
1576         if (n->len != 0) {
1577                 n->len -= places;
1578                 memmove(n->num, n->num + places, n->len * sizeof(BcDig));
1579         }
1580 }
1581
1582 static void bc_num_extend(BcNum *n, size_t places)
1583 {
1584         size_t len = n->len + places;
1585
1586         if (places != 0) {
1587                 if (n->cap < len) bc_num_expand(n, len);
1588
1589                 memmove(n->num + places, n->num, sizeof(BcDig) * n->len);
1590                 memset(n->num, 0, sizeof(BcDig) * places);
1591
1592                 n->len += places;
1593                 n->rdx += places;
1594         }
1595 }
1596
1597 static void bc_num_clean(BcNum *n)
1598 {
1599         while (n->len > 0 && n->num[n->len - 1] == 0) --n->len;
1600         if (n->len == 0)
1601                 n->neg = false;
1602         else if (n->len < n->rdx)
1603                 n->len = n->rdx;
1604 }
1605
1606 static void bc_num_retireMul(BcNum *n, size_t scale, bool neg1, bool neg2)
1607 {
1608         if (n->rdx < scale)
1609                 bc_num_extend(n, scale - n->rdx);
1610         else
1611                 bc_num_truncate(n, n->rdx - scale);
1612
1613         bc_num_clean(n);
1614         if (n->len != 0) n->neg = !neg1 != !neg2;
1615 }
1616
1617 static void bc_num_split(BcNum *restrict n, size_t idx, BcNum *restrict a,
1618                          BcNum *restrict b)
1619 {
1620         if (idx < n->len) {
1621                 b->len = n->len - idx;
1622                 a->len = idx;
1623                 a->rdx = b->rdx = 0;
1624
1625                 memcpy(b->num, n->num + idx, b->len * sizeof(BcDig));
1626                 memcpy(a->num, n->num, idx * sizeof(BcDig));
1627         } else {
1628                 bc_num_zero(b);
1629                 bc_num_copy(a, n);
1630         }
1631
1632         bc_num_clean(a);
1633         bc_num_clean(b);
1634 }
1635
1636 static BC_STATUS zbc_num_shift(BcNum *n, size_t places)
1637 {
1638         if (places == 0 || n->len == 0) RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1639
1640         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
1641         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
1642                 if (places + n->len > BC_MAX_NUM)
1643                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
1644         }
1645
1646         if (n->rdx >= places)
1647                 n->rdx -= places;
1648         else {
1649                 bc_num_extend(n, places - n->rdx);
1650                 n->rdx = 0;
1651         }
1652
1653         bc_num_clean(n);
1654
1655         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1656 }
1657 #define zbc_num_shift(...) (zbc_num_shift(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1658
1659 static BC_STATUS zbc_num_inv(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1660 {
1661         BcNum one;
1662         BcDig num[2];
1663
1664         one.cap = 2;
1665         one.num = num;
1666         bc_num_one(&one);
1667
1668         RETURN_STATUS(zbc_num_div(&one, a, b, scale));
1669 }
1670 #define zbc_num_inv(...) (zbc_num_inv(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1671
1672 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1673 {
1674         BcDig *ptr, *ptr_a, *ptr_b, *ptr_c;
1675         size_t i, max, min_rdx, min_int, diff, a_int, b_int;
1676         unsigned carry;
1677
1678         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1679         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1680
1681         if (a->len == 0) {
1682                 bc_num_copy(c, b);
1683                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1684                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1685         }
1686         if (b->len == 0) {
1687                 bc_num_copy(c, a);
1688                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1689         }
1690
1691         c->neg = a->neg;
1692         c->rdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1693         min_rdx = BC_MIN(a->rdx, b->rdx);
1694         c->len = 0;
1695
1696         if (a->rdx > b->rdx) {
1697                 diff = a->rdx - b->rdx;
1698                 ptr = a->num;
1699                 ptr_a = a->num + diff;
1700                 ptr_b = b->num;
1701         } else {
1702                 diff = b->rdx - a->rdx;
1703                 ptr = b->num;
1704                 ptr_a = a->num;
1705                 ptr_b = b->num + diff;
1706         }
1707
1708         ptr_c = c->num;
1709         for (i = 0; i < diff; ++i, ++c->len)
1710                 ptr_c[i] = ptr[i];
1711
1712         ptr_c += diff;
1713         a_int = BC_NUM_INT(a);
1714         b_int = BC_NUM_INT(b);
1715
1716         if (a_int > b_int) {
1717                 min_int = b_int;
1718                 max = a_int;
1719                 ptr = ptr_a;
1720         } else {
1721                 min_int = a_int;
1722                 max = b_int;
1723                 ptr = ptr_b;
1724         }
1725
1726         carry = 0;
1727         for (i = 0; i < min_rdx + min_int; ++i) {
1728                 unsigned in = (unsigned)ptr_a[i] + (unsigned)ptr_b[i] + carry;
1729                 carry = in / 10;
1730                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1731         }
1732         for (; i < max + min_rdx; ++i) {
1733                 unsigned in = (unsigned)ptr[i] + carry;
1734                 carry = in / 10;
1735                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1736         }
1737         c->len += i;
1738
1739         if (carry != 0) c->num[c->len++] = (BcDig) carry;
1740
1741         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1742 }
1743
1744 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1745 {
1746         ssize_t cmp;
1747         BcNum *minuend, *subtrahend;
1748         size_t start;
1749         bool aneg, bneg, neg;
1750
1751         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1752         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1753
1754         if (a->len == 0) {
1755                 bc_num_copy(c, b);
1756                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1757                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1758         }
1759         if (b->len == 0) {
1760                 bc_num_copy(c, a);
1761                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1762         }
1763
1764         aneg = a->neg;
1765         bneg = b->neg;
1766         a->neg = b->neg = false;
1767
1768         cmp = bc_num_cmp(a, b);
1769
1770         a->neg = aneg;
1771         b->neg = bneg;
1772
1773         if (cmp == 0) {
1774                 bc_num_setToZero(c, BC_MAX(a->rdx, b->rdx));
1775                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1776         }
1777         if (cmp > 0) {
1778                 neg = a->neg;
1779                 minuend = a;
1780                 subtrahend = b;
1781         } else {
1782                 neg = b->neg;
1783                 if (sub) neg = !neg;
1784                 minuend = b;
1785                 subtrahend = a;
1786         }
1787
1788         bc_num_copy(c, minuend);
1789         c->neg = neg;
1790
1791         if (c->rdx < subtrahend->rdx) {
1792                 bc_num_extend(c, subtrahend->rdx - c->rdx);
1793                 start = 0;
1794         } else
1795                 start = c->rdx - subtrahend->rdx;
1796
1797         bc_num_subArrays(c->num + start, subtrahend->num, subtrahend->len);
1798
1799         bc_num_clean(c);
1800
1801         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1802 }
1803
1804 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_k(BcNum *restrict a, BcNum *restrict b,
1805                          BcNum *restrict c)
1806 #define zbc_num_k(...) (zbc_num_k(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1807 {
1808         BcStatus s;
1809         size_t max = BC_MAX(a->len, b->len), max2 = (max + 1) / 2;
1810         BcNum l1, h1, l2, h2, m2, m1, z0, z1, z2, temp;
1811         bool aone;
1812
1813         if (a->len == 0 || b->len == 0) {
1814                 bc_num_zero(c);
1815                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1816         }
1817         aone = BC_NUM_ONE(a);
1818         if (aone || BC_NUM_ONE(b)) {
1819                 bc_num_copy(c, aone ? b : a);
1820                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1821         }
1822
1823         if (a->len + b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1824          || a->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1825          || b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1826         ) {
1827                 size_t i, j, len;
1828
1829                 bc_num_expand(c, a->len + b->len + 1);
1830
1831                 memset(c->num, 0, sizeof(BcDig) * c->cap);
1832                 c->len = len = 0;
1833
1834                 for (i = 0; i < b->len; ++i) {
1835                         unsigned carry = 0;
1836                         for (j = 0; j < a->len; ++j) {
1837                                 unsigned in = c->num[i + j];
1838                                 in += (unsigned)a->num[j] * (unsigned)b->num[i] + carry;
1839                                 // note: compilers prefer _unsigned_ div/const
1840                                 carry = in / 10;
1841                                 c->num[i + j] = (BcDig)(in % 10);
1842                         }
1843
1844                         c->num[i + j] += (BcDig) carry;
1845                         len = BC_MAX(len, i + j + !!carry);
1846
1847 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1848                         // a=2^1000000
1849                         // a*a <- without check below, this will not be interruptible
1850                         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE;
1851 #endif
1852                 }
1853
1854                 c->len = len;
1855
1856                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1857         }
1858
1859         bc_num_init(&l1, max);
1860         bc_num_init(&h1, max);
1861         bc_num_init(&l2, max);
1862         bc_num_init(&h2, max);
1863         bc_num_init(&m1, max);
1864         bc_num_init(&m2, max);
1865         bc_num_init(&z0, max);
1866         bc_num_init(&z1, max);
1867         bc_num_init(&z2, max);
1868         bc_num_init(&temp, max + max);
1869
1870         bc_num_split(a, max2, &l1, &h1);
1871         bc_num_split(b, max2, &l2, &h2);
1872
1873         s = zbc_num_add(&h1, &l1, &m1, 0);
1874         if (s) goto err;
1875         s = zbc_num_add(&h2, &l2, &m2, 0);
1876         if (s) goto err;
1877
1878         s = zbc_num_k(&h1, &h2, &z0);
1879         if (s) goto err;
1880         s = zbc_num_k(&m1, &m2, &z1);
1881         if (s) goto err;
1882         s = zbc_num_k(&l1, &l2, &z2);
1883         if (s) goto err;
1884
1885         s = zbc_num_sub(&z1, &z0, &temp, 0);
1886         if (s) goto err;
1887         s = zbc_num_sub(&temp, &z2, &z1, 0);
1888         if (s) goto err;
1889
1890         s = zbc_num_shift(&z0, max2 * 2);
1891         if (s) goto err;
1892         s = zbc_num_shift(&z1, max2);
1893         if (s) goto err;
1894         s = zbc_num_add(&z0, &z1, &temp, 0);
1895         if (s) goto err;
1896         s = zbc_num_add(&temp, &z2, c, 0);
1897  err:
1898         bc_num_free(&temp);
1899         bc_num_free(&z2);
1900         bc_num_free(&z1);
1901         bc_num_free(&z0);
1902         bc_num_free(&m2);
1903         bc_num_free(&m1);
1904         bc_num_free(&h2);
1905         bc_num_free(&l2);
1906         bc_num_free(&h1);
1907         bc_num_free(&l1);
1908         RETURN_STATUS(s);
1909 }
1910
1911 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1912 {
1913         BcStatus s;
1914         BcNum cpa, cpb;
1915         size_t maxrdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1916
1917         scale = BC_MAX(scale, a->rdx);
1918         scale = BC_MAX(scale, b->rdx);
1919         scale = BC_MIN(a->rdx + b->rdx, scale);
1920         maxrdx = BC_MAX(maxrdx, scale);
1921
1922         bc_num_init(&cpa, a->len);
1923         bc_num_init(&cpb, b->len);
1924
1925         bc_num_copy(&cpa, a);
1926         bc_num_copy(&cpb, b);
1927         cpa.neg = cpb.neg = false;
1928
1929         s = zbc_num_shift(&cpa, maxrdx);
1930         if (s) goto err;
1931         s = zbc_num_shift(&cpb, maxrdx);
1932         if (s) goto err;
1933         s = zbc_num_k(&cpa, &cpb, c);
1934         if (s) goto err;
1935
1936         maxrdx += scale;
1937         bc_num_expand(c, c->len + maxrdx);
1938
1939         if (c->len < maxrdx) {
1940                 memset(c->num + c->len, 0, (c->cap - c->len) * sizeof(BcDig));
1941                 c->len += maxrdx;
1942         }
1943
1944         c->rdx = maxrdx;
1945         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1946  err:
1947         bc_num_free(&cpb);
1948         bc_num_free(&cpa);
1949         RETURN_STATUS(s);
1950 }
1951 #define zbc_num_m(...) (zbc_num_m(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1952
1953 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1954 {
1955         BcStatus s;
1956         size_t len, end, i;
1957         BcNum cp;
1958
1959         if (b->len == 0)
1960                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
1961         if (a->len == 0) {
1962                 bc_num_setToZero(c, scale);
1963                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1964         }
1965         if (BC_NUM_ONE(b)) {
1966                 bc_num_copy(c, a);
1967                 bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1968                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1969         }
1970
1971         bc_num_init(&cp, BC_NUM_MREQ(a, b, scale));
1972         bc_num_copy(&cp, a);
1973         len = b->len;
1974
1975         if (len > cp.len) {
1976                 bc_num_expand(&cp, len + 2);
1977                 bc_num_extend(&cp, len - cp.len);
1978         }
1979
1980         if (b->rdx > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, b->rdx - cp.rdx);
1981         cp.rdx -= b->rdx;
1982         if (scale > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, scale - cp.rdx);
1983
1984         if (b->rdx == b->len) {
1985                 for (;;) {
1986                         if (len == 0) break;
1987                         len--;
1988                         if (b->num[len] != 0)
1989                                 break;
1990                 }
1991                 len++;
1992         }
1993
1994         if (cp.cap == cp.len) bc_num_expand(&cp, cp.len + 1);
1995
1996         // We want an extra zero in front to make things simpler.
1997         cp.num[cp.len++] = 0;
1998         end = cp.len - len;
1999
2000         bc_num_expand(c, cp.len);
2001
2002         bc_num_zero(c);
2003         memset(c->num + end, 0, (c->cap - end) * sizeof(BcDig));
2004         c->rdx = cp.rdx;
2005         c->len = cp.len;
2006
2007         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2008         for (i = end - 1; i < end; --i) {
2009                 BcDig *n, q;
2010                 n = cp.num + i;
2011                 for (q = 0; n[len] != 0 || bc_num_compare(n, b->num, len) >= 0; ++q)
2012                         bc_num_subArrays(n, b->num, len);
2013                 c->num[i] = q;
2014 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
2015                 // a=2^100000
2016                 // scale=40000
2017                 // 1/a <- without check below, this will not be interruptible
2018                 if (G_interrupt) {
2019                         s = BC_STATUS_FAILURE;
2020                         break;
2021                 }
2022 #endif
2023         }
2024
2025         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
2026         bc_num_free(&cp);
2027
2028         RETURN_STATUS(s);
2029 }
2030 #define zbc_num_d(...) (zbc_num_d(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2031
2032 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_r(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c,
2033                          BcNum *restrict d, size_t scale, size_t ts)
2034 {
2035         BcStatus s;
2036         BcNum temp;
2037         bool neg;
2038
2039         if (b->len == 0)
2040                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2041
2042         if (a->len == 0) {
2043                 bc_num_setToZero(d, ts);
2044                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2045         }
2046
2047         bc_num_init(&temp, d->cap);
2048         s = zbc_num_d(a, b, c, scale);
2049         if (s) goto err;
2050
2051         if (scale != 0) scale = ts;
2052
2053         s = zbc_num_m(c, b, &temp, scale);
2054         if (s) goto err;
2055         s = zbc_num_sub(a, &temp, d, scale);
2056         if (s) goto err;
2057
2058         if (ts > d->rdx && d->len) bc_num_extend(d, ts - d->rdx);
2059
2060         neg = d->neg;
2061         bc_num_retireMul(d, ts, a->neg, b->neg);
2062         d->neg = neg;
2063  err:
2064         bc_num_free(&temp);
2065         RETURN_STATUS(s);
2066 }
2067 #define zbc_num_r(...) (zbc_num_r(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2068
2069 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2070 {
2071         BcStatus s;
2072         BcNum c1;
2073         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2074
2075         bc_num_init(&c1, len);
2076         s = zbc_num_r(a, b, &c1, c, scale, ts);
2077         bc_num_free(&c1);
2078
2079         RETURN_STATUS(s);
2080 }
2081 #define zbc_num_rem(...) (zbc_num_rem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2082
2083 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2084 {
2085         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2086         BcNum copy;
2087         unsigned long pow;
2088         size_t i, powrdx, resrdx;
2089         bool neg;
2090
2091         if (b->rdx) RETURN_STATUS(bc_error("non integer number"));
2092
2093         if (b->len == 0) {
2094                 bc_num_one(c);
2095                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2096         }
2097         if (a->len == 0) {
2098                 bc_num_setToZero(c, scale);
2099                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2100         }
2101         if (BC_NUM_ONE(b)) {
2102                 if (!b->neg)
2103                         bc_num_copy(c, a);
2104                 else
2105                         s = zbc_num_inv(a, c, scale);
2106                 RETURN_STATUS(s);
2107         }
2108
2109         neg = b->neg;
2110         b->neg = false;
2111
2112         s = zbc_num_ulong(b, &pow);
2113         if (s) RETURN_STATUS(s);
2114
2115         bc_num_init(&copy, a->len);
2116         bc_num_copy(&copy, a);
2117
2118         if (!neg) {
2119                 if (a->rdx > scale)
2120                         scale = a->rdx;
2121                 if (a->rdx * pow < scale)
2122                         scale = a->rdx * pow;
2123         }
2124
2125         b->neg = neg;
2126
2127         for (powrdx = a->rdx; !(pow & 1); pow >>= 1) {
2128                 powrdx <<= 1;
2129                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2130                 if (s) goto err;
2131                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2132                 //if (G_interrupt) {
2133                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2134                 //      goto err;
2135                 //}
2136         }
2137
2138         bc_num_copy(c, &copy);
2139
2140         for (resrdx = powrdx, pow >>= 1; pow != 0; pow >>= 1) {
2141                 powrdx <<= 1;
2142                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2143                 if (s) goto err;
2144
2145                 if (pow & 1) {
2146                         resrdx += powrdx;
2147                         s = zbc_num_mul(c, &copy, c, resrdx);
2148                         if (s) goto err;
2149                 }
2150                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2151                 //if (G_interrupt) {
2152                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2153                 //      goto err;
2154                 //}
2155         }
2156
2157         if (neg) {
2158                 s = zbc_num_inv(c, c, scale);
2159                 if (s) goto err;
2160         }
2161
2162         if (c->rdx > scale) bc_num_truncate(c, c->rdx - scale);
2163
2164         // We can't use bc_num_clean() here.
2165         for (i = 0; i < c->len; ++i)
2166                 if (c->num[i] != 0)
2167                         goto skip;
2168         bc_num_setToZero(c, scale);
2169  skip:
2170
2171  err:
2172         bc_num_free(&copy);
2173         RETURN_STATUS(s);
2174 }
2175 #define zbc_num_p(...) (zbc_num_p(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2176
2177 static BC_STATUS zbc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
2178                               BcNumBinaryOp op, size_t req)
2179 {
2180         BcStatus s;
2181         BcNum num2, *ptr_a, *ptr_b;
2182         bool init = false;
2183
2184         if (c == a) {
2185                 ptr_a = &num2;
2186                 memcpy(ptr_a, c, sizeof(BcNum));
2187                 init = true;
2188         } else
2189                 ptr_a = a;
2190
2191         if (c == b) {
2192                 ptr_b = &num2;
2193                 if (c != a) {
2194                         memcpy(ptr_b, c, sizeof(BcNum));
2195                         init = true;
2196                 }
2197         } else
2198                 ptr_b = b;
2199
2200         if (init)
2201                 bc_num_init(c, req);
2202         else
2203                 bc_num_expand(c, req);
2204
2205         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2206         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) op(ptr_a, ptr_b, c, scale);
2207
2208         if (init) bc_num_free(&num2);
2209
2210         RETURN_STATUS(s);
2211 }
2212 #define zbc_num_binary(...) (zbc_num_binary(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2213
2214 static bool bc_num_strValid(const char *val, size_t base)
2215 {
2216         BcDig b;
2217         bool radix;
2218
2219         b = (BcDig)(base <= 10 ? base + '0' : base - 10 + 'A');
2220         radix = false;
2221         for (;;) {
2222                 BcDig c = *val++;
2223                 if (c == '\0')
2224                         break;
2225                 if (c == '.') {
2226                         if (radix) return false;
2227                         radix = true;
2228                         continue;
2229                 }
2230                 if (c < '0' || c >= b || (c > '9' && c < 'A'))
2231                         return false;
2232         }
2233         return true;
2234 }
2235
2236 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2237 // leading zeroes in "val" are removed
2238 static void bc_num_parseDecimal(BcNum *n, const char *val)
2239 {
2240         size_t len, i;
2241         const char *ptr;
2242
2243         len = strlen(val);
2244         if (len == 0)
2245                 return;
2246
2247         bc_num_expand(n, len);
2248
2249         ptr = strchr(val, '.');
2250
2251         n->rdx = 0;
2252         if (ptr != NULL)
2253                 n->rdx = (size_t)((val + len) - (ptr + 1));
2254
2255         for (i = 0; val[i]; ++i) {
2256                 if (val[i] != '0' && val[i] != '.') {
2257                         // Not entirely zero value - convert it, and exit
2258                         i = len - 1;
2259                         for (;;) {
2260                                 n->num[n->len] = val[i] - '0';
2261                                 ++n->len;
2262  skip_dot:
2263                                 if (i == 0) break;
2264                                 if (val[--i] == '.') goto skip_dot;
2265                         }
2266                         break;
2267                 }
2268         }
2269         // if for() exits without hitting if(), the value is entirely zero
2270 }
2271
2272 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2273 // leading zeroes in "val" are removed
2274 static void bc_num_parseBase(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2275 {
2276         BcStatus s;
2277         BcNum temp, mult, result;
2278         BcNum base;
2279         BcDig base_digs[ULONG_NUM_BUFSIZE];
2280         BcDig c = '\0';
2281         unsigned long v;
2282         size_t i, digits;
2283
2284         for (i = 0; ; ++i) {
2285                 if (val[i] == '\0')
2286                         return;
2287                 if (val[i] != '.' && val[i] != '0')
2288                         break;
2289         }
2290
2291         bc_num_init_DEF_SIZE(&temp);
2292         bc_num_init_DEF_SIZE(&mult);
2293         base.cap = ARRAY_SIZE(base_digs);
2294         base.num = base_digs;
2295         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
2296
2297         for (;;) {
2298                 c = *val++;
2299                 if (c == '\0') goto int_err;
2300                 if (c == '.') break;
2301
2302                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2303
2304                 s = zbc_num_mul(n, &base, &mult, 0);
2305                 if (s) goto int_err;
2306                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2307                 s = zbc_num_add(&mult, &temp, n, 0);
2308                 if (s) goto int_err;
2309         }
2310
2311         bc_num_init(&result, base.len);
2312         //bc_num_zero(&result); - already is
2313         bc_num_one(&mult);
2314
2315         digits = 0;
2316         for (;;) {
2317                 c = *val++;
2318                 if (c == '\0') break;
2319                 digits++;
2320
2321                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2322
2323                 s = zbc_num_mul(&result, &base, &result, 0);
2324                 if (s) goto err;
2325                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2326                 s = zbc_num_add(&result, &temp, &result, 0);
2327                 if (s) goto err;
2328                 s = zbc_num_mul(&mult, &base, &mult, 0);
2329                 if (s) goto err;
2330         }
2331
2332         s = zbc_num_div(&result, &mult, &result, digits);
2333         if (s) goto err;
2334         s = zbc_num_add(n, &result, n, digits);
2335         if (s) goto err;
2336
2337         if (n->len != 0) {
2338                 if (n->rdx < digits)
2339                         bc_num_extend(n, digits - n->rdx);
2340         } else
2341                 bc_num_zero(n);
2342  err:
2343         bc_num_free(&result);
2344  int_err:
2345         bc_num_free(&mult);
2346         bc_num_free(&temp);
2347 }
2348
2349 static BC_STATUS zbc_num_parse(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2350 {
2351         if (!bc_num_strValid(val, base_t))
2352                 RETURN_STATUS(bc_error("bad number string"));
2353
2354         bc_num_zero(n);
2355         while (*val == '0') val++;
2356
2357         if (base_t == 10)
2358                 bc_num_parseDecimal(n, val);
2359         else
2360                 bc_num_parseBase(n, val, base_t);
2361
2362         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2363 }
2364 #define zbc_num_parse(...) (zbc_num_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2365
2366 static BC_STATUS zbc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *restrict b, size_t scale)
2367 {
2368         BcStatus s;
2369         BcNum num1, num2, half, f, fprime, *x0, *x1, *temp;
2370         size_t pow, len, digs, digs1, resrdx, req, times = 0;
2371         ssize_t cmp = 1, cmp1 = SSIZE_MAX, cmp2 = SSIZE_MAX;
2372
2373         req = BC_MAX(scale, a->rdx) + ((BC_NUM_INT(a) + 1) >> 1) + 1;
2374         bc_num_expand(b, req);
2375
2376         if (a->len == 0) {
2377                 bc_num_setToZero(b, scale);
2378                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2379         }
2380         if (a->neg) {
2381                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2382         }
2383         if (BC_NUM_ONE(a)) {
2384                 bc_num_one(b);
2385                 bc_num_extend(b, scale);
2386                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2387         }
2388
2389         scale = BC_MAX(scale, a->rdx) + 1;
2390         len = a->len + scale;
2391
2392         bc_num_init(&num1, len);
2393         bc_num_init(&num2, len);
2394         bc_num_init_DEF_SIZE(&half);
2395
2396         bc_num_one(&half);
2397         half.num[0] = 5;
2398         half.rdx = 1;
2399
2400         bc_num_init(&f, len);
2401         bc_num_init(&fprime, len);
2402
2403         x0 = &num1;
2404         x1 = &num2;
2405
2406         bc_num_one(x0);
2407         pow = BC_NUM_INT(a);
2408
2409         if (pow) {
2410                 if (pow & 1)
2411                         x0->num[0] = 2;
2412                 else
2413                         x0->num[0] = 6;
2414
2415                 pow -= 2 - (pow & 1);
2416
2417                 bc_num_extend(x0, pow);
2418
2419                 // Make sure to move the radix back.
2420                 x0->rdx -= pow;
2421         }
2422
2423         x0->rdx = digs = digs1 = 0;
2424         resrdx = scale + 2;
2425         len = BC_NUM_INT(x0) + resrdx - 1;
2426
2427         while (cmp != 0 || digs < len) {
2428                 s = zbc_num_div(a, x0, &f, resrdx);
2429                 if (s) goto err;
2430                 s = zbc_num_add(x0, &f, &fprime, resrdx);
2431                 if (s) goto err;
2432                 s = zbc_num_mul(&fprime, &half, x1, resrdx);
2433                 if (s) goto err;
2434
2435                 cmp = bc_num_cmp(x1, x0);
2436                 digs = x1->len - (unsigned long long) llabs(cmp);
2437
2438                 if (cmp == cmp2 && digs == digs1)
2439                         times += 1;
2440                 else
2441                         times = 0;
2442
2443                 resrdx += times > 4;
2444
2445                 cmp2 = cmp1;
2446                 cmp1 = cmp;
2447                 digs1 = digs;
2448
2449                 temp = x0;
2450                 x0 = x1;
2451                 x1 = temp;
2452         }
2453
2454         bc_num_copy(b, x0);
2455         scale -= 1;
2456         if (b->rdx > scale) bc_num_truncate(b, b->rdx - scale);
2457  err:
2458         bc_num_free(&fprime);
2459         bc_num_free(&f);
2460         bc_num_free(&half);
2461         bc_num_free(&num2);
2462         bc_num_free(&num1);
2463         RETURN_STATUS(s);
2464 }
2465 #define zbc_num_sqrt(...) (zbc_num_sqrt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2466
2467 static BC_STATUS zbc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
2468                               size_t scale)
2469 {
2470         BcStatus s;
2471         BcNum num2, *ptr_a;
2472         bool init = false;
2473         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2474
2475         if (c == a) {
2476                 memcpy(&num2, c, sizeof(BcNum));
2477                 ptr_a = &num2;
2478                 bc_num_init(c, len);
2479                 init = true;
2480         } else {
2481                 ptr_a = a;
2482                 bc_num_expand(c, len);
2483         }
2484
2485         s = zbc_num_r(ptr_a, b, c, d, scale, ts);
2486
2487         if (init) bc_num_free(&num2);
2488
2489         RETURN_STATUS(s);
2490 }
2491 #define zbc_num_divmod(...) (zbc_num_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2492
2493 #if ENABLE_DC
2494 static BC_STATUS zdc_num_modexp(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *restrict d)
2495 {
2496         BcStatus s;
2497         BcNum base, exp, two, temp;
2498
2499         if (c->len == 0)
2500                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2501         if (a->rdx || b->rdx || c->rdx)
2502                 RETURN_STATUS(bc_error("non integer number"));
2503         if (b->neg)
2504                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2505
2506         bc_num_expand(d, c->len);
2507         bc_num_init(&base, c->len);
2508         bc_num_init(&exp, b->len);
2509         bc_num_init_DEF_SIZE(&two);
2510         bc_num_init(&temp, b->len);
2511
2512         bc_num_one(&two);
2513         two.num[0] = 2;
2514         bc_num_one(d);
2515
2516         s = zbc_num_rem(a, c, &base, 0);
2517         if (s) goto err;
2518         bc_num_copy(&exp, b);
2519
2520         while (exp.len != 0) {
2521                 s = zbc_num_divmod(&exp, &two, &exp, &temp, 0);
2522                 if (s) goto err;
2523
2524                 if (BC_NUM_ONE(&temp)) {
2525                         s = zbc_num_mul(d, &base, &temp, 0);
2526                         if (s) goto err;
2527                         s = zbc_num_rem(&temp, c, d, 0);
2528                         if (s) goto err;
2529                 }
2530
2531                 s = zbc_num_mul(&base, &base, &temp, 0);
2532                 if (s) goto err;
2533                 s = zbc_num_rem(&temp, c, &base, 0);
2534                 if (s) goto err;
2535         }
2536  err:
2537         bc_num_free(&temp);
2538         bc_num_free(&two);
2539         bc_num_free(&exp);
2540         bc_num_free(&base);
2541         RETURN_STATUS(s);
2542 }
2543 #define zdc_num_modexp(...) (zdc_num_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2544 #endif // ENABLE_DC
2545
2546 #if ENABLE_BC
2547 static BC_STATUS zbc_func_insert(BcFunc *f, char *name, bool var)
2548 {
2549         BcId *autoid;
2550         BcId a;
2551         size_t i;
2552
2553         autoid = (void*)f->autos.v;
2554         for (i = 0; i < f->autos.len; i++, autoid++) {
2555                 if (strcmp(name, autoid->name) == 0)
2556                         RETURN_STATUS(bc_error("function parameter or auto var has the same name as another"));
2557         }
2558
2559         a.idx = var;
2560         a.name = name;
2561
2562         bc_vec_push(&f->autos, &a);
2563
2564         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2565 }
2566 #define zbc_func_insert(...) (zbc_func_insert(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2567 #endif
2568
2569 static FAST_FUNC void bc_string_free(void *string)
2570 {
2571         free(*(char**)string);
2572 }
2573
2574 static void bc_func_init(BcFunc *f)
2575 {
2576         bc_char_vec_init(&f->code);
2577         IF_BC(bc_vec_init(&f->labels, sizeof(size_t), NULL);)
2578         IF_BC(bc_vec_init(&f->autos, sizeof(BcId), bc_id_free);)
2579         IF_BC(bc_vec_init(&f->strs, sizeof(char *), bc_string_free);)
2580         IF_BC(bc_vec_init(&f->consts, sizeof(char *), bc_string_free);)
2581         IF_BC(f->nparams = 0;)
2582 }
2583
2584 static FAST_FUNC void bc_func_free(void *func)
2585 {
2586         BcFunc *f = (BcFunc *) func;
2587         bc_vec_free(&f->code);
2588         IF_BC(bc_vec_free(&f->labels);)
2589         IF_BC(bc_vec_free(&f->autos);)
2590         IF_BC(bc_vec_free(&f->strs);)
2591         IF_BC(bc_vec_free(&f->consts);)
2592 }
2593
2594 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len);
2595
2596 static void bc_array_init(BcVec *a, bool nums)
2597 {
2598         if (nums)
2599                 bc_vec_init(a, sizeof(BcNum), bc_num_free);
2600         else
2601                 bc_vec_init(a, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
2602         bc_array_expand(a, 1);
2603 }
2604
2605 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len)
2606 {
2607         if (a->dtor == bc_num_free
2608          // && a->size == sizeof(BcNum) - always true
2609         ) {
2610                 BcNum n;
2611                 while (len > a->len) {
2612                         bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
2613                         bc_vec_push(a, &n);
2614                 }
2615         } else {
2616                 BcVec v;
2617                 while (len > a->len) {
2618                         bc_array_init(&v, true);
2619                         bc_vec_push(a, &v);
2620                 }
2621         }
2622 }
2623
2624 static void bc_array_copy(BcVec *d, const BcVec *s)
2625 {
2626         BcNum *dnum, *snum;
2627         size_t i;
2628
2629         bc_vec_pop_all(d);
2630         bc_vec_expand(d, s->cap);
2631         d->len = s->len;
2632
2633         dnum = (void*)d->v;
2634         snum = (void*)s->v;
2635         for (i = 0; i < s->len; i++, dnum++, snum++) {
2636                 bc_num_init(dnum, snum->len);
2637                 bc_num_copy(dnum, snum);
2638         }
2639 }
2640
2641 #if ENABLE_DC
2642 static void dc_result_copy(BcResult *d, BcResult *src)
2643 {
2644         d->t = src->t;
2645
2646         switch (d->t) {
2647                 case BC_RESULT_TEMP:
2648                 case BC_RESULT_IBASE:
2649                 case BC_RESULT_SCALE:
2650                 case BC_RESULT_OBASE:
2651                         bc_num_init(&d->d.n, src->d.n.len);
2652                         bc_num_copy(&d->d.n, &src->d.n);
2653                         break;
2654                 case BC_RESULT_VAR:
2655                 case BC_RESULT_ARRAY:
2656                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2657                         d->d.id.name = xstrdup(src->d.id.name);
2658                         break;
2659                 case BC_RESULT_CONSTANT:
2660                 case BC_RESULT_LAST:
2661                 case BC_RESULT_ONE:
2662                 case BC_RESULT_STR:
2663                         memcpy(&d->d.n, &src->d.n, sizeof(BcNum));
2664                         break;
2665         }
2666 }
2667 #endif // ENABLE_DC
2668
2669 static FAST_FUNC void bc_result_free(void *result)
2670 {
2671         BcResult *r = (BcResult *) result;
2672
2673         switch (r->t) {
2674                 case BC_RESULT_TEMP:
2675                 case BC_RESULT_IBASE:
2676                 case BC_RESULT_SCALE:
2677                 case BC_RESULT_OBASE:
2678                         bc_num_free(&r->d.n);
2679                         break;
2680                 case BC_RESULT_VAR:
2681                 case BC_RESULT_ARRAY:
2682                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2683                         free(r->d.id.name);
2684                         break;
2685                 default:
2686                         // Do nothing.
2687                         break;
2688         }
2689 }
2690
2691 static void bc_lex_lineComment(BcLex *l)
2692 {
2693         // Try: echo -n '#foo' | bc
2694         size_t i;
2695         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2696         i = l->i;
2697         while (i < l->len && l->buf[i] != '\n')
2698                 i++;
2699         l->i = i;
2700 }
2701
2702 static void bc_lex_whitespace(BcLex *l)
2703 {
2704         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2705         for (;;) {
2706                 char c = l->buf[l->i];
2707                 if (c == '\n') // this is BC_LEX_NLINE, not BC_LEX_WHITESPACE
2708                         break;
2709                 if (!isspace(c))
2710                         break;
2711                 l->i++;
2712         }
2713 }
2714
2715 static BC_STATUS zbc_lex_number(BcLex *l, char start)
2716 {
2717         const char *buf = l->buf + l->i;
2718         size_t len, i, ccnt;
2719         bool pt;
2720
2721         pt = (start == '.');
2722         l->t.t = BC_LEX_NUMBER;
2723         ccnt = i = 0;
2724         for (;;) {
2725                 char c = buf[i];
2726                 if (c == '\0')
2727                         break;
2728                 if (c == '\\' && buf[i + 1] == '\n') {
2729                         i += 2;
2730                         //number_of_backslashes++ - see comment below
2731                         continue;
2732                 }
2733                 if (!isdigit(c) && (c < 'A' || c > 'F')) {
2734                         if (c != '.') break;
2735                         // if '.' was already seen, stop on second one:
2736                         if (pt) break;
2737                         pt = true;
2738                 }
2739                 // buf[i] is one of "0-9A-F."
2740                 i++;
2741                 if (c != '.')
2742                         ccnt = i;
2743         }
2744         //ccnt is the number of chars in the number string, excluding possible
2745         //trailing "[\<newline>].[\<newline>]" (with any number of \<NL> repetitions).
2746         //i is buf[i] index of the first not-yet-parsed char after that.
2747         l->i += i;
2748
2749         // This might overestimate the size, if there are "\<NL>"'s
2750         // in the number. Subtracting number_of_backslashes*2 correctly
2751         // is not that easy: consider that in the case of "NNN.\<NL>"
2752         // loop above will count "\<NL>" before it realizes it is not
2753         // in fact *inside* the number:
2754         len = ccnt + 1; // +1 byte for NUL termination
2755
2756         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
2757         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
2758                 if (len > BC_MAX_NUM)
2759                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
2760         }
2761
2762         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
2763         bc_vec_expand(&l->t.v, 1 + len);
2764         bc_vec_push(&l->t.v, &start);
2765
2766         while (ccnt != 0) {
2767                 // If we have hit a backslash, skip it. We don't have
2768                 // to check for a newline because it's guaranteed.
2769                 if (*buf == '\\') {
2770                         buf += 2;
2771                         ccnt -= 2;
2772                         continue;
2773                 }
2774                 bc_vec_push(&l->t.v, buf);
2775                 buf++;
2776                 ccnt--;
2777         }
2778
2779         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
2780
2781         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2782 }
2783 #define zbc_lex_number(...) (zbc_lex_number(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2784
2785 static void bc_lex_name(BcLex *l)
2786 {
2787         size_t i;
2788         const char *buf;
2789
2790         l->t.t = BC_LEX_NAME;
2791
2792         i = 0;
2793         buf = l->buf + l->i - 1;
2794         for (;;) {
2795                 char c = buf[i];
2796                 if ((c < 'a' || c > 'z') && !isdigit(c) && c != '_') break;
2797                 i++;
2798         }
2799
2800 #if 0 // We do not protect against people with gigabyte-long names
2801         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
2802         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
2803                 if (i > BC_MAX_STRING)
2804                         return bc_error("name too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]");
2805         }
2806 #endif
2807         bc_vec_string(&l->t.v, i, buf);
2808
2809         // Increment the index. We minus 1 because it has already been incremented.
2810         l->i += i - 1;
2811
2812         //return BC_STATUS_SUCCESS;
2813 }
2814
2815 static void bc_lex_init(BcLex *l)
2816 {
2817         bc_char_vec_init(&l->t.v);
2818 }
2819
2820 static void bc_lex_free(BcLex *l)
2821 {
2822         bc_vec_free(&l->t.v);
2823 }
2824
2825 static void bc_lex_file(BcLex *l)
2826 {
2827         G.err_line = l->line = 1;
2828         l->newline = false;
2829 }
2830
2831 static bool bc_lex_more_input(BcLex *l)
2832 {
2833         size_t str;
2834         bool comment;
2835
2836         bc_vec_pop_all(&G.input_buffer);
2837
2838         // This loop is complex because the vm tries not to send any lines that end
2839         // with a backslash to the parser. The reason for that is because the parser
2840         // treats a backslash+newline combo as whitespace, per the bc spec. In that
2841         // case, and for strings and comments, the parser will expect more stuff.
2842         comment = false;
2843         str = 0;
2844         for (;;) {
2845                 size_t prevlen = G.input_buffer.len;
2846                 char *string;
2847
2848                 bc_read_line(&G.input_buffer, G.input_fp);
2849                 // No more input means EOF
2850                 if (G.input_buffer.len <= prevlen + 1) // (we expect +1 for NUL byte)
2851                         break;
2852
2853                 string = G.input_buffer.v + prevlen;
2854                 while (*string) {
2855                         char c = *string;
2856                         if (string == G.input_buffer.v || string[-1] != '\\') {
2857                                 if (IS_BC)
2858                                         str ^= (c == '"');
2859                                 else {
2860                                         if (c == ']')
2861                                                 str -= 1;
2862                                         else if (c == '[')
2863                                                 str += 1;
2864                                 }
2865                         }
2866                         string++;
2867                         if (c == '/' && *string == '*') {
2868                                 comment = true;
2869                                 string++;
2870                                 continue;
2871                         }
2872                         if (c == '*' && *string == '/') {
2873                                 comment = false;
2874                                 string++;
2875                         }
2876                 }
2877                 if (str != 0 || comment) {
2878                         G.input_buffer.len--; // backstep over the trailing NUL byte
2879                         continue;
2880                 }
2881
2882                 // Check for backslash+newline.
2883                 // we do not check that last char is '\n' -
2884                 // if it is not, then it's EOF, and looping back
2885                 // to bc_read_line() will detect it:
2886                 string -= 2;
2887                 if (string >= G.input_buffer.v && *string == '\\') {
2888                         G.input_buffer.len--;
2889                         continue;
2890                 }
2891
2892                 break;
2893         }
2894
2895         l->buf = G.input_buffer.v;
2896         l->i = 0;
2897 //      bb_error_msg("G.input_buffer.len:%d '%s'", G.input_buffer.len, G.input_buffer.v);
2898         l->len = G.input_buffer.len - 1; // do not include NUL
2899
2900         return l->len != 0;
2901 }
2902
2903 IF_BC(static BC_STATUS zbc_lex_token(BcLex *l);)
2904 IF_DC(static BC_STATUS zdc_lex_token(BcLex *l);)
2905 #define zbc_lex_token(...) (zbc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2906 #define zdc_lex_token(...) (zdc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2907
2908 static BC_STATUS zbc_lex_next(BcLex *l)
2909 {
2910         BcStatus s;
2911
2912         l->t.last = l->t.t;
2913         if (l->t.last == BC_LEX_EOF) RETURN_STATUS(bc_error("end of file"));
2914
2915         l->line += l->newline;
2916         G.err_line = l->line;
2917         l->newline = false;
2918
2919         // Loop until failure or we don't have whitespace. This
2920         // is so the parser doesn't get inundated with whitespace.
2921         // Comments are also BC_LEX_WHITESPACE tokens and eaten here.
2922         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2923         do {
2924                 if (l->i == l->len) {
2925                         l->t.t = BC_LEX_EOF;
2926                         if (!G.input_fp)
2927                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2928                         if (!bc_lex_more_input(l)) {
2929                                 G.input_fp = NULL;
2930                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2931                         }
2932                         // here it's guaranteed that l->i is below l->len
2933                 }
2934                 dbg_lex("next string to parse:'%.*s'",
2935                         (int)(strchrnul(l->buf + l->i, '\n') - (l->buf + l->i)),
2936                         l->buf + l->i);
2937                 if (IS_BC) {
2938                         IF_BC(s = zbc_lex_token(l));
2939                 } else {
2940                         IF_DC(s = zdc_lex_token(l));
2941                 }
2942         } while (!s && l->t.t == BC_LEX_WHITESPACE);
2943         dbg_lex("l->t.t from string:%d", l->t.t);
2944
2945         RETURN_STATUS(s);
2946 }
2947 #define zbc_lex_next(...) (zbc_lex_next(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2948
2949 #if ENABLE_BC
2950 static BC_STATUS zbc_lex_skip_if_at_NLINE(BcLex *l)
2951 {
2952         if (l->t.t == BC_LEX_NLINE)
2953                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(l));
2954         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2955 }
2956 #define zbc_lex_skip_if_at_NLINE(...) (zbc_lex_skip_if_at_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2957
2958 static BC_STATUS zbc_lex_next_and_skip_NLINE(BcLex *l)
2959 {
2960         BcStatus s;
2961         s = zbc_lex_next(l);
2962         if (s) RETURN_STATUS(s);
2963         // if(cond)<newline>stmt is accepted too (but not 2+ newlines)
2964         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE(l);
2965         RETURN_STATUS(s);
2966 }
2967 #define zbc_lex_next_and_skip_NLINE(...) (zbc_lex_next_and_skip_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2968 #endif
2969
2970 static BC_STATUS zbc_lex_text_init(BcLex *l, const char *text)
2971 {
2972         l->buf = text;
2973         l->i = 0;
2974         l->len = strlen(text);
2975         l->t.t = l->t.last = BC_LEX_INVALID;
2976         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(l));
2977 }
2978 #define zbc_lex_text_init(...) (zbc_lex_text_init(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2979
2980 #if ENABLE_BC
2981 static BC_STATUS zbc_lex_identifier(BcLex *l)
2982 {
2983         BcStatus s;
2984         unsigned i;
2985         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
2986
2987         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bc_lex_kws); ++i) {
2988                 const char *keyword8 = bc_lex_kws[i].name8;
2989                 unsigned j = 0;
2990                 while (buf[j] != '\0' && buf[j] == keyword8[j]) {
2991                         j++;
2992                         if (j == 8) goto match;
2993                 }
2994                 if (keyword8[j] != '\0')
2995                         continue;
2996  match:
2997                 // buf starts with keyword bc_lex_kws[i]
2998                 if (isalnum(buf[j]) || buf[j]=='_')
2999                         continue; // "ifz" does not match "if" keyword, "if." does
3000                 l->t.t = BC_LEX_KEY_1st_keyword + i;
3001                 if (!bc_lex_kws_POSIX(i)) {
3002                         s = bc_posix_error_fmt("%sthe '%.8s' keyword", "POSIX does not allow ", bc_lex_kws[i].name8);
3003                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3004                 }
3005
3006                 // We minus 1 because the index has already been incremented.
3007                 l->i += j - 1;
3008                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3009         }
3010
3011         bc_lex_name(l);
3012         s = BC_STATUS_SUCCESS;
3013
3014         if (l->t.v.len > 2) {
3015                 // Prevent this:
3016                 // >>> qwe=1
3017                 // bc: POSIX only allows one character names; the following is bad: 'qwe=1
3018                 // '
3019                 unsigned len = strchrnul(buf, '\n') - buf;
3020                 s = bc_posix_error_fmt("POSIX only allows one character names; the following is bad: '%.*s'", len, buf);
3021         }
3022
3023         RETURN_STATUS(s);
3024 }
3025 #define zbc_lex_identifier(...) (zbc_lex_identifier(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3026
3027 static BC_STATUS zbc_lex_string(BcLex *l)
3028 {
3029         size_t len, nls, i;
3030
3031         l->t.t = BC_LEX_STR;
3032
3033         nls = 0;
3034         i = l->i;
3035         for (;;) {
3036                 char c = l->buf[i];
3037                 if (c == '\0') {
3038                         l->i = i;
3039                         RETURN_STATUS(bc_error("string end could not be found"));
3040                 }
3041                 if (c == '"')
3042                         break;
3043                 nls += (c == '\n');
3044                 i++;
3045         }
3046
3047         len = i - l->i;
3048         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
3049         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
3050                 if (len > BC_MAX_STRING)
3051                         RETURN_STATUS(bc_error("string too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]"));
3052         }
3053         bc_vec_string(&l->t.v, len, l->buf + l->i);
3054
3055         l->i = i + 1;
3056         l->line += nls;
3057         G.err_line = l->line;
3058
3059         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3060 }
3061 #define zbc_lex_string(...) (zbc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3062
3063 static void bc_lex_assign(BcLex *l, unsigned with_and_without)
3064 {
3065         if (l->buf[l->i] == '=') {
3066                 ++l->i;
3067                 with_and_without >>= 8; // store "with" value
3068         } // else store "without" value
3069         l->t.t = (with_and_without & 0xff);
3070 }
3071 #define bc_lex_assign(l, with, without) \
3072         bc_lex_assign(l, ((with)<<8)|(without))
3073
3074 static BC_STATUS zbc_lex_comment(BcLex *l)
3075 {
3076         size_t i, nls = 0;
3077         const char *buf = l->buf;
3078
3079         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3080         i = l->i; /* here buf[l->i] is the '*' of opening comment delimiter */
3081         for (;;) {
3082                 char c = buf[++i];
3083  check_star:
3084                 if (c == '*') {
3085                         c = buf[++i];
3086                         if (c == '/')
3087                                 break;
3088                         goto check_star;
3089                 }
3090                 if (c == '\0') {
3091                         l->i = i;
3092                         RETURN_STATUS(bc_error("comment end could not be found"));
3093                 }
3094                 nls += (c == '\n');
3095         }
3096
3097         l->i = i + 1;
3098         l->line += nls;
3099         G.err_line = l->line;
3100
3101         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3102 }
3103 #define zbc_lex_comment(...) (zbc_lex_comment(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3104
3105 #undef zbc_lex_token
3106 static BC_STATUS zbc_lex_token(BcLex *l)
3107 {
3108         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3109         char c = l->buf[l->i++], c2;
3110
3111         // This is the workhorse of the lexer.
3112         switch (c) {
3113 //              case '\0': // probably never reached
3114 //                      l->i--;
3115 //                      l->t.t = BC_LEX_EOF;
3116 //                      l->newline = true;
3117 //                      break;
3118                 case '\n':
3119                         l->t.t = BC_LEX_NLINE;
3120                         l->newline = true;
3121                         break;
3122                 case '\t':
3123                 case '\v':
3124                 case '\f':
3125                 case '\r':
3126                 case ' ':
3127                         bc_lex_whitespace(l);
3128                         break;
3129                 case '!':
3130                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_NE, BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
3131                         if (l->t.t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
3132                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("!");
3133                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3134                         }
3135                         break;
3136                 case '"':
3137                         s = zbc_lex_string(l);
3138                         break;
3139                 case '#':
3140                         s = bc_POSIX_does_not_allow("'#' script comments");
3141                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3142                         bc_lex_lineComment(l);
3143                         break;
3144                 case '%':
3145                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS, BC_LEX_OP_MODULUS);
3146                         break;
3147                 case '&':
3148                         c2 = l->buf[l->i];
3149                         if (c2 == '&') {
3150                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("&&");
3151                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3152                                 ++l->i;
3153                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_AND;
3154                         } else {
3155                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3156                                 s = bc_error_bad_character('&');
3157                         }
3158                         break;
3159                 case '(':
3160                 case ')':
3161                         l->t.t = (BcLexType)(c - '(' + BC_LEX_LPAREN);
3162                         break;
3163                 case '*':
3164                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY, BC_LEX_OP_MULTIPLY);
3165                         break;
3166                 case '+':
3167                         c2 = l->buf[l->i];
3168                         if (c2 == '+') {
3169                                 ++l->i;
3170                                 l->t.t = BC_LEX_OP_INC;
3171                         } else
3172                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS, BC_LEX_OP_PLUS);
3173                         break;
3174                 case ',':
3175                         l->t.t = BC_LEX_COMMA;
3176                         break;
3177                 case '-':
3178                         c2 = l->buf[l->i];
3179                         if (c2 == '-') {
3180                                 ++l->i;
3181                                 l->t.t = BC_LEX_OP_DEC;
3182                         } else
3183                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS, BC_LEX_OP_MINUS);
3184                         break;
3185                 case '.':
3186                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3187                                 s = zbc_lex_number(l, c);
3188                         else {
3189                                 l->t.t = BC_LEX_KEY_LAST;
3190                                 s = bc_POSIX_does_not_allow("a period ('.') as a shortcut for the last result");
3191                         }
3192                         break;
3193                 case '/':
3194                         c2 = l->buf[l->i];
3195                         if (c2 == '*')
3196                                 s = zbc_lex_comment(l);
3197                         else
3198                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE, BC_LEX_OP_DIVIDE);
3199                         break;
3200                 case '0':
3201                 case '1':
3202                 case '2':
3203                 case '3':
3204                 case '4':
3205                 case '5':
3206                 case '6':
3207                 case '7':
3208                 case '8':
3209                 case '9':
3210                 case 'A':
3211                 case 'B':
3212                 case 'C':
3213                 case 'D':
3214                 case 'E':
3215                 case 'F':
3216                         s = zbc_lex_number(l, c);
3217                         break;
3218                 case ';':
3219                         l->t.t = BC_LEX_SCOLON;
3220                         break;
3221                 case '<':
3222                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_LT);
3223                         break;
3224                 case '=':
3225                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_ASSIGN);
3226                         break;
3227                 case '>':
3228                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_GT);
3229                         break;
3230                 case '[':
3231                 case ']':
3232                         l->t.t = (BcLexType)(c - '[' + BC_LEX_LBRACKET);
3233                         break;
3234                 case '\\':
3235                         if (l->buf[l->i] == '\n') {
3236                                 l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3237                                 ++l->i;
3238                         } else
3239                                 s = bc_error_bad_character(c);
3240                         break;
3241                 case '^':
3242                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER, BC_LEX_OP_POWER);
3243                         break;
3244                 case 'a':
3245                 case 'b':
3246                 case 'c':
3247                 case 'd':
3248                 case 'e':
3249                 case 'f':
3250                 case 'g':
3251                 case 'h':
3252                 case 'i':
3253                 case 'j':
3254                 case 'k':
3255                 case 'l':
3256                 case 'm':
3257                 case 'n':
3258                 case 'o':
3259                 case 'p':
3260                 case 'q':
3261                 case 'r':
3262                 case 's':
3263                 case 't':
3264                 case 'u':
3265                 case 'v':
3266                 case 'w':
3267                 case 'x':
3268                 case 'y':
3269                 case 'z':
3270                         s = zbc_lex_identifier(l);
3271                         break;
3272                 case '{':
3273                 case '}':
3274                         l->t.t = (BcLexType)(c - '{' + BC_LEX_LBRACE);
3275                         break;
3276                 case '|':
3277                         c2 = l->buf[l->i];
3278                         if (c2 == '|') {
3279                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("||");
3280                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3281                                 ++l->i;
3282                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_OR;
3283                         } else {
3284                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3285                                 s = bc_error_bad_character(c);
3286                         }
3287                         break;
3288                 default:
3289                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3290                         s = bc_error_bad_character(c);
3291                         break;
3292         }
3293
3294         RETURN_STATUS(s);
3295 }
3296 #define zbc_lex_token(...) (zbc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3297 #endif // ENABLE_BC
3298
3299 #if ENABLE_DC
3300 static BC_STATUS zdc_lex_register(BcLex *l)
3301 {
3302         if (isspace(l->buf[l->i - 1])) {
3303                 bc_lex_whitespace(l);
3304                 ++l->i;
3305                 if (!G_exreg)
3306                         RETURN_STATUS(bc_error("extended register"));
3307                 bc_lex_name(l);
3308         }
3309         else {
3310                 bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3311                 bc_vec_push(&l->t.v, &l->buf[l->i - 1]);
3312                 bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3313                 l->t.t = BC_LEX_NAME;
3314         }
3315
3316         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3317 }
3318 #define zdc_lex_register(...) (zdc_lex_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3319
3320 static BC_STATUS zdc_lex_string(BcLex *l)
3321 {
3322         size_t depth, nls, i;
3323
3324         l->t.t = BC_LEX_STR;
3325         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3326
3327         nls = 0;
3328         depth = 1;
3329         i = l->i;
3330         for (;;) {
3331                 char c = l->buf[i];
3332                 if (c == '\0') {
3333                         l->i = i;
3334                         RETURN_STATUS(bc_error("string end could not be found"));
3335                 }
3336                 nls += (c == '\n');
3337                 if (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\') {
3338                         if (c == '[') depth++;
3339                         if (c == ']')
3340                                 if (--depth == 0)
3341                                         break;
3342                 }
3343                 bc_vec_push(&l->t.v, &l->buf[i]);
3344                 i++;
3345         }
3346         i++;
3347
3348         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3349         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
3350         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
3351                 if (i - l->i > BC_MAX_STRING)
3352                         RETURN_STATUS(bc_error("string too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]"));
3353         }
3354
3355         l->i = i;
3356         l->line += nls;
3357         G.err_line = l->line;
3358
3359         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3360 }
3361 #define zdc_lex_string(...) (zdc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3362
3363 #undef zdc_lex_token
3364 static BC_STATUS zdc_lex_token(BcLex *l)
3365 {
3366         static const //BcLexType - should be this type, but narrower type saves size:
3367         uint8_t
3368         dc_lex_regs[] = {
3369                 BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_NE,
3370                 BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_COLON,
3371                 BC_LEX_ELSE, BC_LEX_LOAD, BC_LEX_LOAD_POP, BC_LEX_OP_ASSIGN,
3372                 BC_LEX_STORE_PUSH,
3373         };
3374         static const //BcLexType - should be this type
3375         uint8_t
3376         dc_lex_tokens[] = {
3377                 /* %&'( */
3378                 BC_LEX_OP_MODULUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_LPAREN,
3379                 /* )*+, */
3380                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_MULTIPLY, BC_LEX_OP_PLUS, BC_LEX_INVALID,
3381                 /* -./ */
3382                 BC_LEX_OP_MINUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVIDE,
3383                 /* 0123456789 */
3384                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3385                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3386                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3387                 /* :;<=>?@ */
3388                 BC_LEX_COLON, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_OP_REL_EQ,
3389                 BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_KEY_READ, BC_LEX_INVALID,
3390                 /* ABCDEFGH */
3391                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3392                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EQ_NO_REG, BC_LEX_INVALID,
3393                 /* IJKLMNOP */
3394                 BC_LEX_KEY_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SCALE, BC_LEX_LOAD_POP,
3395                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_BOOL_NOT, BC_LEX_KEY_OBASE, BC_LEX_PRINT_STREAM,
3396                 /* QRSTUVWXY */
3397                 BC_LEX_NQUIT, BC_LEX_POP, BC_LEX_STORE_PUSH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3398                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_SCALE_FACTOR, BC_LEX_INVALID,
3399                 /* Z[\] */
3400                 BC_LEX_KEY_LENGTH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3401                 /* ^_` */
3402                 BC_LEX_OP_POWER, BC_LEX_NEG, BC_LEX_INVALID,
3403                 /* abcdefgh */
3404                 BC_LEX_ASCIIFY, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_CLEAR_STACK, BC_LEX_DUPLICATE,
3405                 BC_LEX_ELSE, BC_LEX_PRINT_STACK, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3406                 /* ijklmnop */
3407                 BC_LEX_STORE_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STORE_SCALE, BC_LEX_LOAD,
3408                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_PRINT_POP, BC_LEX_STORE_OBASE, BC_LEX_KEY_PRINT,
3409                 /* qrstuvwx */
3410                 BC_LEX_KEY_QUIT, BC_LEX_SWAP, BC_LEX_OP_ASSIGN, BC_LEX_INVALID,
3411                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SQRT, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EXECUTE,
3412                 /* yz */
3413                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STACK_LEVEL,
3414                 /* {|}~ */
3415                 BC_LEX_LBRACE, BC_LEX_OP_MODEXP, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVMOD,
3416         };
3417
3418         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3419         char c = l->buf[l->i++], c2;
3420         size_t i;
3421
3422         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(dc_lex_regs); ++i) {
3423                 if (l->t.last == dc_lex_regs[i])
3424                         RETURN_STATUS(zdc_lex_register(l));
3425         }
3426
3427         if (c >= '%' && c <= '~'
3428          && (l->t.t = dc_lex_tokens[c - '%']) != BC_LEX_INVALID
3429         ) {
3430                 RETURN_STATUS(s);
3431         }
3432
3433         // This is the workhorse of the lexer.
3434         switch (c) {
3435 //              case '\0': // probably never reached
3436 //                      l->t.t = BC_LEX_EOF;
3437 //                      break;
3438                 case '\n':
3439                         // '\n' is BC_LEX_NLINE, not BC_LEX_WHITESPACE
3440                         // (and "case '\n'" is not just empty here)
3441                         // only to allow interactive dc have a way to exit
3442                         // "parse" stage of "parse,execute" loop
3443                         // on '\n', not on _next_ token (which would mean
3444                         // command are not executed on pressing <enter>).
3445                         // IOW: typing "1p<enter>" should print "1" _at once_,
3446                         // not after some more input.
3447                         l->t.t = BC_LEX_NLINE;
3448                         l->newline = true;
3449                         break;
3450                 case '\t':
3451                 case '\v':
3452                 case '\f':
3453                 case '\r':
3454                 case ' ':
3455                         l->newline = (c == '\n');
3456                         bc_lex_whitespace(l);
3457                         break;
3458                 case '!':
3459                         c2 = l->buf[l->i];
3460                         if (c2 == '=')
3461                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_NE;
3462                         else if (c2 == '<')
3463                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_LE;
3464                         else if (c2 == '>')
3465                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_GE;
3466                         else
3467                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_character(c));
3468                         ++l->i;
3469                         break;
3470                 case '#':
3471                         bc_lex_lineComment(l);
3472                         break;
3473                 case '.':
3474                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3475                                 s = zbc_lex_number(l, c);
3476                         else
3477                                 s = bc_error_bad_character(c);
3478                         break;
3479                 case '0':
3480                 case '1':
3481                 case '2':
3482                 case '3':
3483                 case '4':
3484                 case '5':
3485                 case '6':
3486                 case '7':
3487                 case '8':
3488                 case '9':
3489                 case 'A':
3490                 case 'B':
3491                 case 'C':
3492                 case 'D':
3493                 case 'E':
3494                 case 'F':
3495                         s = zbc_lex_number(l, c);
3496                         break;
3497                 case '[':
3498                         s = zdc_lex_string(l);
3499                         break;
3500                 default:
3501                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3502                         s = bc_error_bad_character(c);
3503                         break;
3504         }
3505
3506         RETURN_STATUS(s);
3507 }
3508 #define zdc_lex_token(...) (zdc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3509 #endif // ENABLE_DC
3510
3511 static void bc_parse_push(BcParse *p, char i)
3512 {
3513         dbg_compile("%s:%d pushing bytecode %zd:%d", __func__, __LINE__, p->func->code.len, i);
3514         bc_vec_pushByte(&p->func->code, i);
3515 }
3516
3517 static void bc_parse_pushName(BcParse *p, char *name)
3518 {
3519         while (*name)
3520                 bc_parse_push(p, *name++);
3521         bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
3522 }
3523
3524 static void bc_parse_pushIndex(BcParse *p, size_t idx)
3525 {
3526         size_t mask;
3527         unsigned amt;
3528
3529         dbg_lex("%s:%d pushing index %zd", __func__, __LINE__, idx);
3530         mask = ((size_t)0xff) << (sizeof(idx) * 8 - 8);
3531         amt = sizeof(idx);
3532         do {
3533                 if (idx & mask) break;
3534                 mask >>= 8;
3535                 amt--;
3536         } while (amt != 0);
3537
3538         bc_parse_push(p, amt);
3539
3540         while (idx != 0) {
3541                 bc_parse_push(p, (unsigned char)idx);
3542                 idx >>= 8;
3543         }
3544 }
3545
3546 #if ENABLE_BC
3547 static void bc_parse_pushJUMP(BcParse *p, size_t idx)
3548 {
3549         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
3550         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3551 }
3552
3553 static void bc_parse_pushJUMP_ZERO(BcParse *p, size_t idx)
3554 {
3555         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
3556         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3557 }
3558
3559 static BC_STATUS zbc_parse_pushSTR(BcParse *p)
3560 {
3561         char *str = xstrdup(p->l.t.v.v);
3562
3563         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
3564         bc_parse_pushIndex(p, p->func->strs.len);
3565         bc_vec_push(&p->func->strs, &str);
3566
3567         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3568 }
3569 #define zbc_parse_pushSTR(...) (zbc_parse_pushSTR(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3570 #endif
3571
3572 static void bc_parse_pushNUM(BcParse *p)
3573 {
3574         char *num = xstrdup(p->l.t.v.v);
3575 #if ENABLE_BC && ENABLE_DC
3576         size_t idx = bc_vec_push(IS_BC ? &p->func->consts : &G.prog.consts, &num);
3577 #elif ENABLE_BC
3578         size_t idx = bc_vec_push(&p->func->consts, &num);
3579 #else // DC
3580         size_t idx = bc_vec_push(&G.prog.consts, &num);
3581 #endif
3582         bc_parse_push(p, BC_INST_NUM);
3583         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3584 }
3585
3586 static BC_STATUS zbc_parse_text_init(BcParse *p, const char *text)
3587 {
3588         p->func = bc_program_func(p->fidx);
3589
3590         RETURN_STATUS(zbc_lex_text_init(&p->l, text));
3591 }
3592 #define zbc_parse_text_init(...) (zbc_parse_text_init(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3593
3594 // Called when parsing or execution detects a failure,
3595 // resets execution structures.
3596 static void bc_program_reset(void)
3597 {
3598         BcFunc *f;
3599         BcInstPtr *ip;
3600
3601         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, G.prog.exestack.len - 1);
3602         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
3603
3604         f = bc_program_func_BC_PROG_MAIN();
3605         ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
3606         ip->inst_idx = f->code.len;
3607 }
3608
3609 // Called when parsing code detects a failure,
3610 // resets parsing structures.
3611 static void bc_parse_reset(BcParse *p)
3612 {
3613         if (p->fidx != BC_PROG_MAIN) {
3614                 bc_func_free(p->func);
3615                 bc_func_init(p->func);
3616
3617                 p->fidx = BC_PROG_MAIN;
3618                 p->func = bc_program_func_BC_PROG_MAIN();
3619         }
3620
3621         p->l.i = p->l.len;
3622         p->l.t.t = BC_LEX_EOF;
3623
3624         IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->exits);)
3625         IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->conds);)
3626         IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->ops);)
3627
3628         bc_program_reset();
3629 }
3630
3631 static void bc_parse_free(BcParse *p)
3632 {
3633         IF_BC(bc_vec_free(&p->exits);)
3634         IF_BC(bc_vec_free(&p->conds);)
3635         IF_BC(bc_vec_free(&p->ops);)
3636         bc_lex_free(&p->l);
3637 }
3638
3639 static void bc_parse_create(BcParse *p, size_t fidx)
3640 {
3641         memset(p, 0, sizeof(BcParse));
3642
3643         bc_lex_init(&p->l);
3644         IF_BC(bc_vec_init(&p->exits, sizeof(size_t), NULL);)
3645         IF_BC(bc_vec_init(&p->conds, sizeof(size_t), NULL);)
3646         IF_BC(bc_vec_init(&p->ops, sizeof(BcLexType), NULL);)
3647
3648         p->fidx = fidx;
3649         p->func = bc_program_func(fidx);
3650 }
3651
3652 static void bc_program_add_fn(void)
3653 {
3654         //size_t idx;
3655         BcFunc f;
3656         bc_func_init(&f);
3657         //idx =
3658         bc_vec_push(&G.prog.fns, &f);
3659         //return idx;
3660 }
3661
3662 #if ENABLE_BC
3663
3664 // Note: takes ownership of 'name' (must be malloced)
3665 static size_t bc_program_addFunc(char *name)
3666 {
3667         size_t idx;
3668         BcId entry, *entry_ptr;
3669         int inserted;
3670
3671         entry.name = name;
3672         entry.idx = G.prog.fns.len;
3673
3674         inserted = bc_map_insert(&G.prog.fn_map, &entry, &idx);
3675         if (!inserted) free(name);
3676
3677         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3678         idx = entry_ptr->idx;
3679
3680         if (!inserted) {
3681                 // There is already a function with this name.
3682                 // It'll be redefined now, clear old definition.
3683                 BcFunc *func = bc_program_func(entry_ptr->idx);
3684                 bc_func_free(func);
3685                 bc_func_init(func);
3686         } else {
3687                 bc_program_add_fn();
3688         }
3689
3690         return idx;
3691 }
3692
3693 #define BC_PARSE_TOP_OP(p) (*((BcLexType *) bc_vec_top(&(p)->ops)))
3694 #define BC_PARSE_LEAF(p, rparen)                                \
3695         (((p) >= BC_INST_NUM && (p) <= BC_INST_SQRT) || (rparen) || \
3696          (p) == BC_INST_INC_POST || (p) == BC_INST_DEC_POST)
3697
3698 // We can calculate the conversion between tokens and exprs by subtracting the
3699 // position of the first operator in the lex enum and adding the position of the
3700 // first in the expr enum. Note: This only works for binary operators.
3701 #define BC_TOKEN_2_INST(t) ((char) ((t) - BC_LEX_NEG + BC_INST_NEG))
3702
3703 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags);
3704
3705 static BC_STATUS zbc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
3706 {
3707         BcStatus s;
3708
3709         s = bc_parse_expr_empty_ok(p, flags);
3710         if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP)
3711                 RETURN_STATUS(bc_error("empty expression"));
3712         RETURN_STATUS(s);
3713 }
3714 #define zbc_parse_expr(...) (zbc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3715
3716 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(BcParse *p, bool auto_allowed);
3717 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3718
3719 static BC_STATUS zbc_parse_stmt(BcParse *p)
3720 {
3721         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt_possibly_auto(p, false));
3722 }
3723 #define zbc_parse_stmt(...) (zbc_parse_stmt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3724
3725 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(BcParse *p, const char *after_X)
3726 {
3727         // "if(cond)<newline>stmt" is accepted too, but not 2+ newlines.
3728         // Same for "else", "while()", "for()".
3729         BcStatus s = zbc_lex_next_and_skip_NLINE(&p->l);
3730         if (s) RETURN_STATUS(s);
3731         if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE)
3732                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("no statement after '%s'", after_X));
3733
3734         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt(p));
3735 }
3736 #define zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(...) (zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3737
3738 static void bc_parse_operator(BcParse *p, BcLexType type, size_t start,
3739                                   size_t *nexprs)
3740 {
3741         char l, r = bc_parse_op_PREC(type - BC_LEX_OP_INC);
3742         bool left = bc_parse_op_LEFT(type - BC_LEX_OP_INC);
3743
3744         while (p->ops.len > start) {
3745                 BcLexType t = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3746                 if (t == BC_LEX_LPAREN) break;
3747
3748                 l = bc_parse_op_PREC(t - BC_LEX_OP_INC);
3749                 if (l >= r && (l != r || !left)) break;
3750
3751                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(t));
3752                 bc_vec_pop(&p->ops);
3753                 *nexprs -= (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && t != BC_LEX_NEG);
3754         }
3755
3756         bc_vec_push(&p->ops, &type);
3757 }
3758
3759 static BC_STATUS zbc_parse_rightParen(BcParse *p, size_t ops_bgn, size_t *nexs)
3760 {
3761         BcLexType top;
3762
3763         if (p->ops.len <= ops_bgn)
3764                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3765         top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3766
3767         while (top != BC_LEX_LPAREN) {
3768                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(top));
3769
3770                 bc_vec_pop(&p->ops);
3771                 *nexs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
3772
3773                 if (p->ops.len <= ops_bgn)
3774                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3775                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3776         }
3777
3778         bc_vec_pop(&p->ops);
3779
3780         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3781 }
3782 #define zbc_parse_rightParen(...) (zbc_parse_rightParen(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3783
3784 static BC_STATUS zbc_parse_params(BcParse *p, uint8_t flags)
3785 {
3786         BcStatus s;
3787         size_t nparams;
3788
3789         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
3790         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3791
3792         s = zbc_lex_next(&p->l);
3793         if (s) RETURN_STATUS(s);
3794
3795         nparams = 0;
3796         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3797                 for (;;) {
3798                         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3799                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3800                         nparams++;
3801                         if (p->l.t.t != BC_LEX_COMMA) {
3802                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RPAREN)
3803                                         break;
3804                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3805                         }
3806                         s = zbc_lex_next(&p->l);
3807                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3808                 }
3809         }
3810
3811         bc_parse_push(p, BC_INST_CALL);
3812         bc_parse_pushIndex(p, nparams);
3813
3814         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3815 }
3816 #define zbc_parse_params(...) (zbc_parse_params(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3817
3818 // Note: takes ownership of 'name' (must be malloced)
3819 static BC_STATUS zbc_parse_call(BcParse *p, char *name, uint8_t flags)
3820 {
3821         BcStatus s;
3822         BcId entry, *entry_ptr;
3823         size_t idx;
3824
3825         entry.name = name;
3826
3827         s = zbc_parse_params(p, flags);
3828         if (s) goto err;
3829
3830         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3831                 s = bc_error_bad_token();
3832                 goto err;
3833         }
3834
3835         idx = bc_map_find_exact(&G.prog.fn_map, &entry);
3836
3837         if (idx == BC_VEC_INVALID_IDX) {
3838                 // No such function exists, create an empty one
3839                 bc_program_addFunc(name);
3840                 idx = bc_map_find_exact(&G.prog.fn_map, &entry);
3841         } else
3842                 free(name);
3843
3844         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3845         bc_parse_pushIndex(p, entry_ptr->idx);
3846
3847         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3848  err:
3849         free(name);
3850         RETURN_STATUS(s);
3851 }
3852 #define zbc_parse_call(...) (zbc_parse_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3853
3854 static BC_STATUS zbc_parse_name(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3855 {
3856         BcStatus s;
3857         char *name;
3858
3859         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
3860         s = zbc_lex_next(&p->l);
3861         if (s) goto err;
3862
3863         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACKET) {
3864                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3865                 if (s) goto err;
3866
3867                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACKET) {
3868                         if (!(flags & BC_PARSE_ARRAY)) {
3869                                 s = bc_error_bad_expression();
3870                                 goto err;
3871                         }
3872                         *type = BC_INST_ARRAY;
3873                 } else {
3874                         *type = BC_INST_ARRAY_ELEM;
3875                         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3876                         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3877                         if (s) goto err;
3878                 }
3879                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3880                 if (s) goto err;
3881                 bc_parse_push(p, *type);
3882                 bc_parse_pushName(p, name);
3883                 free(name);
3884         } else if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN) {
3885                 if (flags & BC_PARSE_NOCALL) {
3886                         s = bc_error_bad_token();
3887                         goto err;
3888                 }
3889                 *type = BC_INST_CALL;
3890                 s = zbc_parse_call(p, name, flags);
3891         } else {
3892                 *type = BC_INST_VAR;
3893                 bc_parse_push(p, BC_INST_VAR);
3894                 bc_parse_pushName(p, name);
3895                 free(name);
3896         }
3897
3898         RETURN_STATUS(s);
3899  err:
3900         free(name);
3901         RETURN_STATUS(s);
3902 }
3903 #define zbc_parse_name(...) (zbc_parse_name(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3904
3905 static BC_STATUS zbc_parse_read(BcParse *p)
3906 {
3907         BcStatus s;
3908
3909         s = zbc_lex_next(&p->l);
3910         if (s) RETURN_STATUS(s);
3911         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3912
3913         s = zbc_lex_next(&p->l);
3914         if (s) RETURN_STATUS(s);
3915         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3916
3917         bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
3918
3919         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3920 }
3921 #define zbc_parse_read(...) (zbc_parse_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3922
3923 static BC_STATUS zbc_parse_builtin(BcParse *p, BcLexType type, uint8_t flags,
3924                                  BcInst *prev)
3925 {
3926         BcStatus s;
3927
3928         s = zbc_lex_next(&p->l);
3929         if (s) RETURN_STATUS(s);
3930         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3931
3932         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3933
3934         s = zbc_lex_next(&p->l);
3935         if (s) RETURN_STATUS(s);
3936
3937         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3938         if (s) RETURN_STATUS(s);
3939
3940         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3941
3942         *prev = (type == BC_LEX_KEY_LENGTH) ? BC_INST_LENGTH : BC_INST_SQRT;
3943         bc_parse_push(p, *prev);
3944
3945         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3946 }
3947 #define zbc_parse_builtin(...) (zbc_parse_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3948
3949 static BC_STATUS zbc_parse_scale(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3950 {
3951         BcStatus s;
3952
3953         s = zbc_lex_next(&p->l);
3954         if (s) RETURN_STATUS(s);
3955
3956         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) {
3957                 *type = BC_INST_SCALE;
3958                 bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3959                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3960         }
3961
3962         *type = BC_INST_SCALE_FUNC;
3963         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3964
3965         s = zbc_lex_next(&p->l);
3966         if (s) RETURN_STATUS(s);
3967
3968         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3969         if (s) RETURN_STATUS(s);
3970         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN)
3971                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3972         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE_FUNC);
3973
3974         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3975 }
3976 #define zbc_parse_scale(...) (zbc_parse_scale(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3977
3978 static BC_STATUS zbc_parse_incdec(BcParse *p, BcInst *prev, bool *paren_expr,
3979                                 size_t *nexprs, uint8_t flags)
3980 {
3981         BcStatus s;
3982         BcLexType type;
3983         char inst;
3984         BcInst etype = *prev;
3985
3986         if (etype == BC_INST_VAR || etype == BC_INST_ARRAY_ELEM
3987          || etype == BC_INST_SCALE || etype == BC_INST_LAST
3988          || etype == BC_INST_IBASE || etype == BC_INST_OBASE
3989         ) {
3990                 *prev = inst = BC_INST_INC_POST + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3991                 bc_parse_push(p, inst);
3992                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3993         } else {
3994                 *prev = inst = BC_INST_INC_PRE + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3995                 *paren_expr = true;
3996
3997                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3998                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3999                 type = p->l.t.t;
4000
4001                 // Because we parse the next part of the expression
4002                 // right here, we need to increment this.
4003                 *nexprs = *nexprs + 1;
4004
4005                 switch (type) {
4006                         case BC_LEX_NAME:
4007                                 s = zbc_parse_name(p, prev, flags | BC_PARSE_NOCALL);
4008                                 break;
4009                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4010                         case BC_LEX_KEY_LAST:
4011                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4012                                 bc_parse_push(p, type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
4013                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4014                                 break;
4015                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4016                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4017                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4018                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN)
4019                                         s = bc_error_bad_token();
4020                                 else
4021                                         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
4022                                 break;
4023                         default:
4024                                 s = bc_error_bad_token();
4025                                 break;
4026                 }
4027
4028                 if (!s) bc_parse_push(p, inst);
4029         }
4030
4031         RETURN_STATUS(s);
4032 }
4033 #define zbc_parse_incdec(...) (zbc_parse_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4034
4035 static BC_STATUS zbc_parse_minus(BcParse *p, BcInst *prev, size_t ops_bgn,
4036                                bool rparen, size_t *nexprs)
4037 {
4038         BcStatus s;
4039         BcLexType type;
4040         BcInst etype = *prev;
4041
4042         s = zbc_lex_next(&p->l);
4043         if (s) RETURN_STATUS(s);
4044
4045         type = rparen || etype == BC_INST_INC_POST || etype == BC_INST_DEC_POST ||
4046                        (etype >= BC_INST_NUM && etype <= BC_INST_SQRT) ?
4047                    BC_LEX_OP_MINUS :
4048                    BC_LEX_NEG;
4049         *prev = BC_TOKEN_2_INST(type);
4050
4051         // We can just push onto the op stack because this is the largest
4052         // precedence operator that gets pushed. Inc/dec does not.
4053         if (type != BC_LEX_OP_MINUS)
4054                 bc_vec_push(&p->ops, &type);
4055         else
4056                 bc_parse_operator(p, type, ops_bgn, nexprs);
4057
4058         RETURN_STATUS(s);
4059 }
4060 #define zbc_parse_minus(...) (zbc_parse_minus(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4061
4062 static BC_STATUS zbc_parse_print(BcParse *p)
4063 {
4064         BcStatus s;
4065         BcLexType type;
4066
4067         for (;;) {
4068                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4069                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4070                 type = p->l.t.t;
4071                 if (type == BC_LEX_STR) {
4072                         s = zbc_parse_pushSTR(p);
4073                 } else {
4074                         s = zbc_parse_expr(p, 0);
4075                 }
4076                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4077                 bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT_POP);
4078                 if (p->l.t.t != BC_LEX_COMMA)
4079                         break;
4080         }
4081
4082         RETURN_STATUS(s);
4083 }
4084 #define zbc_parse_print(...) (zbc_parse_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4085
4086 static BC_STATUS zbc_parse_return(BcParse *p)
4087 {
4088         BcStatus s;
4089         BcLexType t;
4090
4091         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4092         s = zbc_lex_next(&p->l);
4093         if (s) RETURN_STATUS(s);
4094
4095         t = p->l.t.t;
4096         if (t == BC_LEX_NLINE || t == BC_LEX_SCOLON)
4097                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4098         else {
4099                 bool paren = (t == BC_LEX_LPAREN);
4100                 s = bc_parse_expr_empty_ok(p, 0);
4101                 if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP) {
4102                         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4103                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4104                 }
4105                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4106
4107                 if (!paren || p->l.t.last != BC_LEX_RPAREN) {
4108                         s = bc_POSIX_requires("parentheses around return expressions");
4109                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
4110                 }
4111
4112                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET);
4113         }
4114
4115         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4116         RETURN_STATUS(s);
4117 }
4118 #define zbc_parse_return(...) (zbc_parse_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4119
4120 static void rewrite_label_to_current(BcParse *p, size_t idx)
4121 {
4122         size_t *label = bc_vec_item(&p->func->labels, idx);
4123         *label = p->func->code.len;
4124 }
4125
4126 static BC_STATUS zbc_parse_if(BcParse *p)
4127 {
4128         BcStatus s;
4129         size_t ip_idx;
4130
4131         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4132         s = zbc_lex_next(&p->l);
4133         if (s) RETURN_STATUS(s);
4134         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4135
4136         s = zbc_lex_next(&p->l);
4137         if (s) RETURN_STATUS(s);
4138         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4139         if (s) RETURN_STATUS(s);
4140         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4141
4142         // Encode "if zero, jump to ..."
4143         // Pushed value (destination of the jump) is uninitialized,
4144         // will be rewritten to be address of "end of if()" or of "else".
4145         ip_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4146         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, ip_idx);
4147
4148         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_if);
4149         if (s) RETURN_STATUS(s);
4150
4151         dbg_lex("%s:%d in if after stmt: p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4152         if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_ELSE) {
4153                 size_t ip2_idx;
4154
4155                 // Encode "after then_stmt, jump to end of if()"
4156                 ip2_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &ip2_idx);
4157                 dbg_lex("%s:%d after if() then_stmt: BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, ip2_idx);
4158                 bc_parse_pushJUMP(p, ip2_idx);
4159
4160                 dbg_lex("%s:%d rewriting 'if_zero' label to jump to 'else'-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4161                 rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4162
4163                 ip_idx = ip2_idx;
4164
4165                 s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_else);
4166                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4167         }
4168
4169         dbg_lex("%s:%d rewriting label to jump after 'if' body-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4170         rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4171
4172         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4173         RETURN_STATUS(s);
4174 }
4175 #define zbc_parse_if(...) (zbc_parse_if(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4176
4177 static BC_STATUS zbc_parse_while(BcParse *p)
4178 {
4179         BcStatus s;
4180         size_t cond_idx;
4181         size_t ip_idx;
4182
4183         s = zbc_lex_next(&p->l);
4184         if (s) RETURN_STATUS(s);
4185         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4186         s = zbc_lex_next(&p->l);
4187         if (s) RETURN_STATUS(s);
4188
4189         cond_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4190         ip_idx = cond_idx + 1;
4191         bc_vec_push(&p->conds, &cond_idx);
4192
4193         bc_vec_push(&p->exits, &ip_idx);
4194         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4195
4196         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4197         if (s) RETURN_STATUS(s);
4198         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4199
4200         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, ip_idx);
4201
4202         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_while);
4203         if (s) RETURN_STATUS(s);
4204
4205         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, cond_idx);
4206         bc_parse_pushJUMP(p, cond_idx);
4207
4208         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4209         rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4210
4211         bc_vec_pop(&p->exits);
4212         bc_vec_pop(&p->conds);
4213
4214         RETURN_STATUS(s);
4215 }
4216 #define zbc_parse_while(...) (zbc_parse_while(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4217
4218 static BC_STATUS zbc_parse_for(BcParse *p)
4219 {
4220         BcStatus s;
4221         size_t cond_idx, exit_idx, body_idx, update_idx;
4222
4223         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4224         s = zbc_lex_next(&p->l);
4225         if (s) RETURN_STATUS(s);
4226         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4227         s = zbc_lex_next(&p->l);
4228         if (s) RETURN_STATUS(s);
4229
4230         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) {
4231                 s = zbc_parse_expr(p, 0);
4232                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4233                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4234         } else {
4235                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("init");
4236                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s);)
4237         }
4238
4239         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4240         s = zbc_lex_next(&p->l);
4241         if (s) RETURN_STATUS(s);
4242
4243         cond_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4244         update_idx = cond_idx + 1;
4245         body_idx = update_idx + 1;
4246         exit_idx = body_idx + 1;
4247
4248         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4249                 s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4250         else {
4251                 // Set this for the next call to bc_parse_pushNUM().
4252                 // This is safe to set because the current token is a semicolon,
4253                 // which has no string requirement.
4254                 bc_vec_string(&p->l.t.v, 1, "1");
4255                 bc_parse_pushNUM(p);
4256                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("condition");
4257         }
4258         if (s) RETURN_STATUS(s);
4259
4260         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4261
4262         s = zbc_lex_next(&p->l);
4263         if (s) RETURN_STATUS(s);
4264
4265         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, exit_idx);
4266         bc_parse_pushJUMP(p, body_idx);
4267
4268         bc_vec_push(&p->conds, &update_idx);
4269         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4270
4271         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
4272                 s = zbc_parse_expr(p, 0);
4273                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4274                 if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4275                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4276         } else {
4277                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("update");
4278                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s);)
4279         }
4280
4281         bc_parse_pushJUMP(p, cond_idx);
4282         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4283
4284         bc_vec_push(&p->exits, &exit_idx);
4285         bc_vec_push(&p->func->labels, &exit_idx);
4286
4287         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_for);
4288         if (s) RETURN_STATUS(s);
4289
4290         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, update_idx);
4291         bc_parse_pushJUMP(p, update_idx);
4292
4293         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4294         rewrite_label_to_current(p, exit_idx);
4295
4296         bc_vec_pop(&p->exits);
4297         bc_vec_pop(&p->conds);
4298
4299         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4300 }
4301 #define zbc_parse_for(...) (zbc_parse_for(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4302
4303 static BC_STATUS zbc_parse_break_or_continue(BcParse *p, BcLexType type)
4304 {
4305         BcStatus s;
4306         size_t i;
4307
4308         if (type == BC_LEX_KEY_BREAK) {
4309                 if (p->exits.len == 0) // none of the enclosing blocks is a loop
4310                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4311                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->exits);
4312         } else {
4313                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->conds);
4314         }
4315
4316         bc_parse_pushJUMP(p, i);
4317
4318         s = zbc_lex_next(&p->l);
4319         if (s) RETURN_STATUS(s);
4320
4321         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON && p->l.t.t != BC_LEX_NLINE)
4322                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4323
4324         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4325 }
4326 #define zbc_parse_break_or_continue(...) (zbc_parse_break_or_continue(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4327
4328 static BC_STATUS zbc_parse_funcdef(BcParse *p)
4329 {
4330         BcStatus s;
4331         bool var, comma = false;
4332         char *name;
4333
4334         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4335         s = zbc_lex_next(&p->l);
4336         if (s) RETURN_STATUS(s);
4337         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4338                 RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4339
4340         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4341         p->fidx = bc_program_addFunc(name);
4342         p->func = bc_program_func(p->fidx);
4343
4344         s = zbc_lex_next(&p->l);
4345         if (s) RETURN_STATUS(s);
4346         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN)
4347                 RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4348         s = zbc_lex_next(&p->l);
4349         if (s) RETURN_STATUS(s);
4350
4351         while (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
4352                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4353                         RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4354
4355                 ++p->func->nparams;
4356
4357                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4358                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4359                 if (s) goto err;
4360
4361                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4362
4363                 if (!var) {
4364                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4365                         if (s) goto err;
4366
4367                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4368                                 s = bc_error("bad function definition");
4369                                 goto err;
4370                         }
4371
4372                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4373                         if (s) goto err;
4374                 }
4375
4376                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4377                 if (comma) {
4378                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4379                         if (s) goto err;
4380                 }
4381
4382                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4383                 if (s) goto err;
4384         }
4385
4386         if (comma) RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4387
4388         s = zbc_lex_next(&p->l);
4389         if (s) RETURN_STATUS(s);
4390
4391         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4392                 s = bc_POSIX_requires("the left brace be on the same line as the function header");
4393
4394         // Prevent "define z()<newline>" from being interpreted as function with empty stmt as body
4395         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE(&p->l);
4396         if (s) RETURN_STATUS(s);
4397         //GNU bc requires a {} block even if function body has single stmt, enforce this?
4398         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4399                 RETURN_STATUS(bc_error("function { body } expected"));
4400
4401         p->in_funcdef++; // to determine whether "return" stmt is allowed, and such
4402         s = zbc_parse_stmt_possibly_auto(p, true);
4403         p->in_funcdef--;
4404         if (s) RETURN_STATUS(s);
4405
4406         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4407
4408         // Subsequent code generation is into main program
4409         p->fidx = BC_PROG_MAIN;
4410         p->func = bc_program_func_BC_PROG_MAIN();
4411
4412         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4413         RETURN_STATUS(s);
4414  err:
4415         dbg_lex_done("%s:%d done (error)", __func__, __LINE__);
4416         free(name);
4417         RETURN_STATUS(s);
4418 }
4419 #define zbc_parse_funcdef(...) (zbc_parse_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4420
4421 static BC_STATUS zbc_parse_auto(BcParse *p)
4422 {
4423         BcStatus s;
4424         bool comma, var, one;
4425         char *name;
4426
4427         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4428         s = zbc_lex_next(&p->l);
4429         if (s) RETURN_STATUS(s);
4430
4431         comma = false;
4432         one = p->l.t.t == BC_LEX_NAME;
4433
4434         while (p->l.t.t == BC_LEX_NAME) {
4435                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4436                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4437                 if (s) goto err;
4438
4439                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4440                 if (!var) {
4441                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4442                         if (s) goto err;
4443
4444                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4445                                 s = bc_error("bad function definition");
4446                                 goto err;
4447                         }
4448
4449                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4450                         if (s) goto err;
4451                 }
4452
4453                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4454                 if (comma) {
4455                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4456                         if (s) goto err;
4457                 }
4458
4459                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4460                 if (s) goto err;
4461         }
4462
4463         if (comma) RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4464         if (!one) RETURN_STATUS(bc_error("no auto variable found"));
4465
4466         if (p->l.t.t != BC_LEX_NLINE && p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4467                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4468
4469         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4470         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4471  err:
4472         free(name);
4473         dbg_lex_done("%s:%d done (ERROR)", __func__, __LINE__);
4474         RETURN_STATUS(s);
4475 }
4476 #define zbc_parse_auto(...) (zbc_parse_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4477
4478 #undef zbc_parse_stmt_possibly_auto
4479 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(BcParse *p, bool auto_allowed)
4480 {
4481         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4482
4483         dbg_lex_enter("%s:%d entered, p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4484
4485         if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) {
4486                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_NLINE)", __func__, __LINE__);
4487                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4488         }
4489         if (p->l.t.t == BC_LEX_SCOLON) {
4490                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_SCOLON)", __func__, __LINE__);
4491                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4492         }
4493
4494         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACE) {
4495                 dbg_lex("%s:%d BC_LEX_LBRACE: (auto_allowed:%d)", __func__, __LINE__, auto_allowed);
4496                 do {
4497                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4498                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4499                 } while (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE);
4500                 if (auto_allowed && p->l.t.t == BC_LEX_KEY_AUTO) {
4501                         dbg_lex("%s:%d calling zbc_parse_auto()", __func__, __LINE__);
4502                         s = zbc_parse_auto(p);
4503                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4504                 }
4505                 while (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACE) {
4506                         dbg_lex("%s:%d block parsing loop", __func__, __LINE__);
4507                         s = zbc_parse_stmt(p);
4508                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4509                 }
4510                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4511                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_RBRACE)", __func__, __LINE__);
4512                 RETURN_STATUS(s);
4513         }
4514
4515         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4516         switch (p->l.t.t) {
4517                 case BC_LEX_OP_INC:
4518                 case BC_LEX_OP_DEC:
4519                 case BC_LEX_OP_MINUS:
4520                 case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4521                 case BC_LEX_LPAREN:
4522                 case BC_LEX_NAME:
4523                 case BC_LEX_NUMBER:
4524                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4525                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4526                 case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4527                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4528                 case BC_LEX_KEY_READ:
4529                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4530                 case BC_LEX_KEY_SQRT:
4531                         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_PRINT);
4532                         break;
4533                 case BC_LEX_STR:
4534                         s = zbc_parse_pushSTR(p);
4535                         bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT_STR);
4536                         break;
4537                 case BC_LEX_KEY_BREAK:
4538                 case BC_LEX_KEY_CONTINUE:
4539                         s = zbc_parse_break_or_continue(p, p->l.t.t);
4540                         break;
4541                 case BC_LEX_KEY_FOR:
4542                         s = zbc_parse_for(p);
4543                         break;
4544                 case BC_LEX_KEY_HALT:
4545                         bc_parse_push(p, BC_INST_HALT);
4546                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4547                         break;
4548                 case BC_LEX_KEY_IF:
4549                         s = zbc_parse_if(p);
4550                         break;
4551                 case BC_LEX_KEY_LIMITS:
4552                         // "limits" is a compile-time command,
4553                         // the output is produced at _parse time_.
4554                         printf(
4555                                 "BC_BASE_MAX     = "BC_MAX_OBASE_STR "\n"
4556                                 "BC_DIM_MAX      = "BC_MAX_DIM_STR   "\n"
4557                                 "BC_SCALE_MAX    = "BC_MAX_SCALE_STR "\n"
4558                                 "BC_STRING_MAX   = "BC_MAX_STRING_STR"\n"
4559                                 "BC_NAME_MAX     = "BC_MAX_NAME_STR  "\n"
4560                                 "BC_NUM_MAX      = "BC_MAX_NUM_STR   "\n"
4561                                 "MAX Exponent    = "BC_MAX_EXP_STR   "\n"
4562                                 "Number of vars  = "BC_MAX_VARS_STR  "\n"
4563                         );
4564                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4565                         break;
4566                 case BC_LEX_KEY_PRINT:
4567                         s = zbc_parse_print(p);
4568                         break;
4569                 case BC_LEX_KEY_QUIT:
4570                         // "quit" is a compile-time command. For example,
4571                         // "if (0 == 1) quit" terminates when parsing the statement,
4572                         // not when it is executed
4573                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
4574                 case BC_LEX_KEY_RETURN:
4575                         if (!p->in_funcdef)
4576                                 RETURN_STATUS(bc_error("'return' not in a function"));
4577                         s = zbc_parse_return(p);
4578                         break;
4579                 case BC_LEX_KEY_WHILE:
4580                         s = zbc_parse_while(p);
4581                         break;
4582                 default:
4583                         s = bc_error_bad_token();
4584                         break;
4585         }
4586
4587         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4588         RETURN_STATUS(s);
4589 }
4590 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4591
4592 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_or_funcdef(BcParse *p)
4593 {
4594         BcStatus s;
4595
4596         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4597         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4598                 s = bc_error("end of file");
4599         else if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_DEFINE) {
4600                 dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:BC_LEX_KEY_DEFINE", __func__, __LINE__);
4601                 s = zbc_parse_funcdef(p);
4602         } else {
4603                 dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d (not BC_LEX_KEY_DEFINE)", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4604                 s = zbc_parse_stmt(p);
4605         }
4606
4607         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4608         RETURN_STATUS(s);
4609 }
4610 #define zbc_parse_stmt_or_funcdef(...) (zbc_parse_stmt_or_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4611
4612 // This is not a "z" function: can also return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP
4613 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags)
4614 {
4615         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4616         BcInst prev = BC_INST_PRINT;
4617         BcLexType top, t = p->l.t.t;
4618         size_t nexprs = 0, ops_bgn = p->ops.len;
4619         unsigned nparens, nrelops;
4620         bool paren_first, paren_expr, rprn, done, get_token, assign, bin_last;
4621
4622         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4623         paren_first = p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN;
4624         nparens = nrelops = 0;
4625         paren_expr = rprn = done = get_token = assign = false;
4626         bin_last = true;
4627
4628         for (; !G_interrupt && !s && !done && bc_parse_exprs(t); t = p->l.t.t) {
4629                 dbg_lex("%s:%d t:%d", __func__, __LINE__, t);
4630                 switch (t) {
4631                         case BC_LEX_OP_INC:
4632                         case BC_LEX_OP_DEC:
4633                                 s = zbc_parse_incdec(p, &prev, &paren_expr, &nexprs, flags);
4634                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4635                                 break;
4636                         case BC_LEX_OP_MINUS:
4637                                 s = zbc_parse_minus(p, &prev, ops_bgn, rprn, &nexprs);
4638                                 rprn = get_token = false;
4639                                 bin_last = prev == BC_INST_MINUS;
4640                                 break;
4641                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER:
4642                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY:
4643                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE:
4644                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS:
4645                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS:
4646                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS:
4647                         case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4648                                 if (prev != BC_INST_VAR && prev != BC_INST_ARRAY_ELEM
4649                                  && prev != BC_INST_SCALE && prev != BC_INST_IBASE
4650                                  && prev != BC_INST_OBASE && prev != BC_INST_LAST
4651                                 ) {
4652                                         s = bc_error("bad assignment:"
4653                                                 " left side must be variable"
4654                                                 " or array element"
4655                                         ); // note: shared string
4656                                         break;
4657                                 }
4658                         // Fallthrough.
4659                         case BC_LEX_OP_POWER:
4660                         case BC_LEX_OP_MULTIPLY:
4661                         case BC_LEX_OP_DIVIDE:
4662                         case BC_LEX_OP_MODULUS:
4663                         case BC_LEX_OP_PLUS:
4664                         case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4665                         case BC_LEX_OP_REL_LE:
4666                         case BC_LEX_OP_REL_GE:
4667                         case BC_LEX_OP_REL_NE:
4668                         case BC_LEX_OP_REL_LT:
4669                         case BC_LEX_OP_REL_GT:
4670                         case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4671                         case BC_LEX_OP_BOOL_OR:
4672                         case BC_LEX_OP_BOOL_AND:
4673                                 if (((t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) != bin_last)
4674                                  || (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4675                                 ) {
4676                                         return bc_error_bad_expression();
4677                                 }
4678                                 nrelops += t >= BC_LEX_OP_REL_EQ && t <= BC_LEX_OP_REL_GT;
4679                                 prev = BC_TOKEN_2_INST(t);
4680                                 bc_parse_operator(p, t, ops_bgn, &nexprs);
4681                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4682                                 rprn = get_token = false;
4683                                 bin_last = t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT;
4684                                 break;
4685                         case BC_LEX_LPAREN:
4686                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4687                                         return bc_error_bad_expression();
4688                                 ++nparens;
4689                                 paren_expr = rprn = bin_last = false;
4690                                 get_token = true;
4691                                 bc_vec_push(&p->ops, &t);
4692                                 break;
4693                         case BC_LEX_RPAREN:
4694                                 if (bin_last || prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4695                                         return bc_error_bad_expression();
4696                                 if (nparens == 0) {
4697                                         s = BC_STATUS_SUCCESS;
4698                                         done = true;
4699                                         get_token = false;
4700                                         break;
4701                                 }
4702                                 if (!paren_expr) {
4703                                         dbg_lex_done("%s:%d done (returning EMPTY_EXP)", __func__, __LINE__);
4704                                         return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP;
4705                                 }
4706                                 --nparens;
4707                                 paren_expr = rprn = true;
4708                                 get_token = bin_last = false;
4709                                 s = zbc_parse_rightParen(p, ops_bgn, &nexprs);
4710                                 break;
4711                         case BC_LEX_NAME:
4712                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4713                                         return bc_error_bad_expression();
4714                                 paren_expr = true;
4715                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4716                                 s = zbc_parse_name(p, &prev, flags & ~BC_PARSE_NOCALL);
4717                                 ++nexprs;
4718                                 break;
4719                         case BC_LEX_NUMBER:
4720                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4721                                         return bc_error_bad_expression();
4722                                 bc_parse_pushNUM(p);
4723                                 nexprs++;
4724                                 prev = BC_INST_NUM;
4725                                 paren_expr = get_token = true;
4726                                 rprn = bin_last = false;
4727                                 break;
4728                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4729                         case BC_LEX_KEY_LAST:
4730                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4731                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4732                                         return bc_error_bad_expression();
4733                                 prev = (char) (t - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
4734                                 bc_parse_push(p, (char) prev);
4735                                 paren_expr = get_token = true;
4736                                 rprn = bin_last = false;
4737                                 ++nexprs;
4738                                 break;
4739                         case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4740                         case BC_LEX_KEY_SQRT:
4741                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4742                                         return bc_error_bad_expression();
4743                                 s = zbc_parse_builtin(p, t, flags, &prev);
4744                                 paren_expr = true;
4745                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4746                                 ++nexprs;
4747                                 break;
4748                         case BC_LEX_KEY_READ:
4749                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4750                                         return bc_error_bad_expression();
4751                                 else
4752                                         s = zbc_parse_read(p);
4753                                 paren_expr = true;
4754                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4755                                 ++nexprs;
4756                                 prev = BC_INST_READ;
4757                                 break;
4758                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4759                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4760                                         return bc_error_bad_expression();
4761                                 s = zbc_parse_scale(p, &prev, flags);
4762                                 paren_expr = true;
4763                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4764                                 ++nexprs;
4765                                 prev = BC_INST_SCALE;
4766                                 break;
4767                         default:
4768                                 s = bc_error_bad_token();
4769                                 break;
4770                 }
4771
4772                 if (!s && get_token) s = zbc_lex_next(&p->l);
4773         }
4774
4775         if (s) return s;
4776         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE; // ^C: stop parsing
4777
4778         while (p->ops.len > ops_bgn) {
4779                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
4780                 assign = top >= BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER && top <= BC_LEX_OP_ASSIGN;
4781
4782                 if (top == BC_LEX_LPAREN || top == BC_LEX_RPAREN)
4783                         return bc_error_bad_expression();
4784
4785                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(top));
4786
4787                 nexprs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
4788                 bc_vec_pop(&p->ops);
4789         }
4790
4791         if (prev == BC_INST_BOOL_NOT || nexprs != 1)
4792                 return bc_error_bad_expression();
4793
4794         if (!(flags & BC_PARSE_REL) && nrelops) {
4795                 s = bc_POSIX_does_not_allow("comparison operators outside if or loops");
4796                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) return s);
4797         } else if ((flags & BC_PARSE_REL) && nrelops > 1) {
4798                 s = bc_POSIX_requires("exactly one comparison operator per condition");
4799                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) return s);
4800         }
4801
4802         if (flags & BC_PARSE_PRINT) {
4803                 if (paren_first || !assign) bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT);
4804                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4805         }
4806
4807         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4808         return s;
4809 }
4810
4811 #endif // ENABLE_BC
4812
4813 #if ENABLE_DC
4814
4815 static BC_STATUS zdc_parse_register(BcParse *p)
4816 {
4817         BcStatus s;
4818
4819         s = zbc_lex_next(&p->l);
4820         if (s) RETURN_STATUS(s);
4821         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4822
4823         bc_parse_pushName(p, p->l.t.v.v);
4824
4825         RETURN_STATUS(s);
4826 }
4827 #define zdc_parse_register(...) (zdc_parse_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4828
4829 static void dc_parse_string(BcParse *p)
4830 {
4831         char *str;
4832         size_t len = G.prog.strs.len;
4833
4834         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4835
4836         str = xstrdup(p->l.t.v.v);
4837         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
4838         bc_parse_pushIndex(p, len);
4839         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
4840
4841         // Explanation needed here
4842         bc_program_add_fn();
4843         p->func = bc_program_func(p->fidx);
4844
4845         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4846 }
4847
4848 static BC_STATUS zdc_parse_mem(BcParse *p, uint8_t inst, bool name, bool store)
4849 {
4850         BcStatus s;
4851
4852         bc_parse_push(p, inst);
4853         if (name) {
4854                 s = zdc_parse_register(p);
4855                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4856         }
4857
4858         if (store) {
4859                 bc_parse_push(p, BC_INST_SWAP);
4860                 bc_parse_push(p, BC_INST_ASSIGN);
4861                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4862         }
4863
4864         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4865 }
4866 #define zdc_parse_mem(...) (zdc_parse_mem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4867
4868 static BC_STATUS zdc_parse_cond(BcParse *p, uint8_t inst)
4869 {
4870         BcStatus s;
4871
4872         bc_parse_push(p, inst);
4873         bc_parse_push(p, BC_INST_EXEC_COND);
4874
4875         s = zdc_parse_register(p);
4876         if (s) RETURN_STATUS(s);
4877
4878         s = zbc_lex_next(&p->l);
4879         if (s) RETURN_STATUS(s);
4880
4881         // Note that 'else' part can not be on the next line:
4882         // echo -e '[1p]sa [2p]sb 2 1>a eb' | dc - OK, prints "2"
4883         // echo -e '[1p]sa [2p]sb 2 1>a\neb' | dc - parse error
4884         if (p->l.t.t == BC_LEX_ELSE) {
4885                 s = zdc_parse_register(p);
4886                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4887                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4888         } else {
4889                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
4890         }
4891
4892         RETURN_STATUS(s);
4893 }
4894 #define zdc_parse_cond(...) (zdc_parse_cond(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4895
4896 static BC_STATUS zdc_parse_token(BcParse *p, BcLexType t)
4897 {
4898         BcStatus s;
4899         uint8_t inst;
4900         bool assign, get_token;
4901
4902         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4903         s = BC_STATUS_SUCCESS;
4904         get_token = true;
4905         switch (t) {
4906                 case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4907                 case BC_LEX_OP_REL_LE:
4908                 case BC_LEX_OP_REL_GE:
4909                 case BC_LEX_OP_REL_NE:
4910                 case BC_LEX_OP_REL_LT:
4911                 case BC_LEX_OP_REL_GT:
4912                         s = zdc_parse_cond(p, t - BC_LEX_OP_REL_EQ + BC_INST_REL_EQ);
4913                         get_token = false;
4914                         break;
4915                 case BC_LEX_SCOLON:
4916                 case BC_LEX_COLON:
4917                         s = zdc_parse_mem(p, BC_INST_ARRAY_ELEM, true, t == BC_LEX_COLON);
4918                         break;
4919                 case BC_LEX_STR:
4920                         dbg_lex("%s:%d LEX_STR", __func__, __LINE__);
4921                         dc_parse_string(p);
4922                         break;
4923                 case BC_LEX_NEG:
4924                 case BC_LEX_NUMBER:
4925                         dbg_lex("%s:%d LEX_NEG/NUMBER", __func__, __LINE__);
4926                         if (t == BC_LEX_NEG) {
4927                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4928                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4929                                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NUMBER)
4930                                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4931                         }
4932                         bc_parse_pushNUM(p);
4933                         if (t == BC_LEX_NEG) bc_parse_push(p, BC_INST_NEG);
4934                         break;
4935                 case BC_LEX_KEY_READ:
4936                         bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
4937                         break;
4938                 case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4939                 case BC_LEX_STORE_PUSH:
4940                         assign = t == BC_LEX_OP_ASSIGN;
4941                         inst = assign ? BC_INST_VAR : BC_INST_PUSH_TO_VAR;
4942                         s = zdc_parse_mem(p, inst, true, assign);
4943                         break;
4944                 case BC_LEX_LOAD:
4945                 case BC_LEX_LOAD_POP:
4946                         inst = t == BC_LEX_LOAD_POP ? BC_INST_PUSH_VAR : BC_INST_LOAD;
4947                         s = zdc_parse_mem(p, inst, true, false);
4948                         break;
4949                 case BC_LEX_STORE_IBASE:
4950                 case BC_LEX_STORE_SCALE:
4951                 case BC_LEX_STORE_OBASE:
4952                         inst = t - BC_LEX_STORE_IBASE + BC_INST_IBASE;
4953                         s = zdc_parse_mem(p, inst, false, true);
4954                         break;
4955                 default:
4956                         dbg_lex_done("%s:%d done (bad token)", __func__, __LINE__);
4957                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4958         }
4959
4960         if (!s && get_token) s = zbc_lex_next(&p->l);
4961
4962         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4963         RETURN_STATUS(s);
4964 }
4965 #define zdc_parse_token(...) (zdc_parse_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4966
4967 static BC_STATUS zdc_parse_expr(BcParse *p)
4968 {
4969         BcInst inst;
4970         BcStatus s;
4971
4972         inst = dc_parse_insts[p->l.t.t];
4973         if (inst != BC_INST_INVALID) {
4974                 bc_parse_push(p, inst);
4975                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4976         } else {
4977                 s = zdc_parse_token(p, p->l.t.t);
4978         }
4979         RETURN_STATUS(s);
4980 }
4981 #define zdc_parse_expr(...) (zdc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4982
4983 static BC_STATUS zdc_parse_exprs_until_eof(BcParse *p)
4984 {
4985         dbg_lex_enter("%s:%d entered, p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4986         while (p->l.t.t != BC_LEX_EOF) {
4987                 BcStatus s = zdc_parse_expr(p);
4988                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4989         }
4990
4991         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4992         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4993 }
4994 #define zdc_parse_exprs_until_eof(...) (zdc_parse_exprs_until_eof(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4995
4996 #endif // ENABLE_DC
4997
4998 static BcVec* bc_program_search(char *id, bool var)
4999 {
5000         BcId e, *ptr;
5001         BcVec *v, *map;
5002         size_t i;
5003         int new;
5004
5005         v = var ? &G.prog.vars : &G.prog.arrs;
5006         map = var ? &G.prog.var_map : &G.prog.arr_map;
5007
5008         e.name = id;
5009         e.idx = v->len;
5010         new = bc_map_insert(map, &e, &i); // 1 if insertion was successful
5011
5012         if (new) {
5013                 BcVec v2;
5014                 bc_array_init(&v2, var);
5015                 bc_vec_push(v, &v2);
5016         }
5017
5018         ptr = bc_vec_item(map, i);
5019         if (new) ptr->name = xstrdup(e.name);
5020         return bc_vec_item(v, ptr->idx);
5021 }
5022
5023 // 'num' need not be initialized on entry
5024 static BC_STATUS zbc_program_num(BcResult *r, BcNum **num, bool hex)
5025 {
5026         switch (r->t) {
5027                 case BC_RESULT_STR:
5028                 case BC_RESULT_TEMP:
5029                 case BC_RESULT_IBASE:
5030                 case BC_RESULT_SCALE:
5031                 case BC_RESULT_OBASE:
5032                         *num = &r->d.n;
5033                         break;
5034                 case BC_RESULT_CONSTANT: {
5035                         BcStatus s;
5036                         char *str;
5037                         unsigned base_t;
5038                         size_t len;
5039
5040                         str = *bc_program_const(r->d.id.idx);
5041                         len = strlen(str);
5042
5043                         bc_num_init(&r->d.n, len);
5044
5045                         hex = hex && len == 1;
5046                         base_t = hex ? 16 : G.prog.ib_t;
5047                         s = zbc_num_parse(&r->d.n, str, base_t);
5048                         if (s) {
5049                                 bc_num_free(&r->d.n);
5050                                 RETURN_STATUS(s);
5051                         }
5052                         *num = &r->d.n;
5053                         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5054                         break;
5055                 }
5056                 case BC_RESULT_VAR:
5057                 case BC_RESULT_ARRAY:
5058                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM: {
5059                         BcVec *v;
5060
5061                         v = bc_program_search(r->d.id.name, r->t == BC_RESULT_VAR);
5062
5063                         if (r->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
5064                                 v = bc_vec_top(v);
5065                                 if (v->len <= r->d.id.idx) bc_array_expand(v, r->d.id.idx + 1);
5066                                 *num = bc_vec_item(v, r->d.id.idx);
5067                         } else
5068                                 *num = bc_vec_top(v);
5069                         break;
5070                 }
5071 #if ENABLE_BC
5072                 case BC_RESULT_LAST:
5073                         *num = &G.prog.last;
5074                         break;
5075                 case BC_RESULT_ONE:
5076                         *num = &G.prog.one;
5077                         break;
5078 #endif
5079                 default:
5080                         // Testing the theory that dc does not reach LAST/ONE
5081                         bb_error_msg_and_die("BUG:%d", r->t);
5082         }
5083
5084         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5085 }
5086 #define zbc_program_num(...) (zbc_program_num(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5087
5088 static BC_STATUS zbc_program_binOpPrep(BcResult **l, BcNum **ln,
5089                                      BcResult **r, BcNum **rn, bool assign)
5090 {
5091         BcStatus s;
5092         bool hex;
5093         BcResultType lt, rt;
5094
5095         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
5096                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5097
5098         *r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
5099         *l = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
5100
5101         lt = (*l)->t;
5102         rt = (*r)->t;
5103         hex = assign && (lt == BC_RESULT_IBASE || lt == BC_RESULT_OBASE);
5104
5105         s = zbc_program_num(*l, ln, false);
5106         if (s) RETURN_STATUS(s);
5107         s = zbc_program_num(*r, rn, hex);
5108         if (s) RETURN_STATUS(s);
5109
5110         // We run this again under these conditions in case any vector has been
5111         // reallocated out from under the BcNums or arrays we had.
5112         if (lt == rt && (lt == BC_RESULT_VAR || lt == BC_RESULT_ARRAY_ELEM)) {
5113                 s = zbc_program_num(*l, ln, false);
5114                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5115         }
5116
5117         if (!BC_PROG_NUM((*l), (*ln)) && (!assign || (*l)->t != BC_RESULT_VAR))
5118                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5119         if (!assign && !BC_PROG_NUM((*r), (*ln)))
5120                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5121
5122         RETURN_STATUS(s);
5123 }
5124 #define zbc_program_binOpPrep(...) (zbc_program_binOpPrep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5125
5126 static void bc_program_binOpRetire(BcResult *r)
5127 {
5128         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5129         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5130         bc_result_pop_and_push(r);
5131 }
5132
5133 static BC_STATUS zbc_program_prep(BcResult **r, BcNum **n)
5134 {
5135         BcStatus s;
5136
5137         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
5138                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5139         *r = bc_vec_top(&G.prog.results);
5140
5141         s = zbc_program_num(*r, n, false);
5142         if (s) RETURN_STATUS(s);
5143
5144         if (!BC_PROG_NUM((*r), (*n)))
5145                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5146
5147         RETURN_STATUS(s);
5148 }
5149 #define zbc_program_prep(...) (zbc_program_prep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5150
5151 static void bc_program_retire(BcResult *r, BcResultType t)
5152 {
5153         r->t = t;
5154         bc_result_pop_and_push(r);
5155 }
5156
5157 static BC_STATUS zbc_program_op(char inst)
5158 {
5159         BcStatus s;
5160         BcResult *opd1, *opd2, res;
5161         BcNum *n1, *n2 = NULL;
5162
5163         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5164         if (s) RETURN_STATUS(s);
5165         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5166
5167         s = BC_STATUS_SUCCESS;
5168         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zbc_program_ops[inst - BC_INST_POWER](n1, n2, &res.d.n, G.prog.scale);
5169         if (s) goto err;
5170         bc_program_binOpRetire(&res);
5171
5172         RETURN_STATUS(s);
5173  err:
5174         bc_num_free(&res.d.n);
5175         RETURN_STATUS(s);
5176 }
5177 #define zbc_program_op(...) (zbc_program_op(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5178
5179 static BC_STATUS zbc_program_read(void)
5180 {
5181         const char *sv_file;
5182         BcStatus s;
5183         BcParse parse;
5184         BcVec buf;
5185         BcInstPtr ip;
5186         BcFunc *f;
5187
5188         f = bc_program_func(BC_PROG_READ);
5189         bc_vec_pop_all(&f->code);
5190
5191         sv_file = G.prog.file;
5192         G.prog.file = NULL;
5193
5194         bc_char_vec_init(&buf);
5195         bc_read_line(&buf, stdin);
5196
5197         bc_parse_create(&parse, BC_PROG_READ);
5198         bc_lex_file(&parse.l);
5199
5200         s = zbc_parse_text_init(&parse, buf.v);
5201         if (s) goto exec_err;
5202         if (IS_BC) {
5203                 IF_BC(s = zbc_parse_expr(&parse, 0));
5204         } else {
5205                 IF_DC(s = zdc_parse_exprs_until_eof(&parse));
5206         }
5207         if (s) goto exec_err;
5208
5209         if (parse.l.t.t != BC_LEX_NLINE && parse.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
5210                 s = bc_error("bad read() expression");
5211                 goto exec_err;
5212         }
5213
5214         ip.func = BC_PROG_READ;
5215         ip.inst_idx = 0;
5216         IF_BC(ip.results_len_before_call = G.prog.results.len;)
5217
5218         bc_parse_push(&parse, BC_INST_RET);
5219         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
5220  exec_err:
5221         bc_parse_free(&parse);
5222         G.prog.file = sv_file;
5223         bc_vec_free(&buf);
5224         RETURN_STATUS(s);
5225 }
5226 #define zbc_program_read(...) (zbc_program_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5227
5228 static size_t bc_program_index(char *code, size_t *bgn)
5229 {
5230         unsigned char *bytes = (void*)(code + *bgn);
5231         unsigned amt;
5232         unsigned i;
5233         size_t res;
5234
5235         amt = *bytes++;
5236         *bgn += amt + 1;
5237
5238         amt *= 8;
5239         res = 0;
5240         for (i = 0; i < amt; i += 8)
5241                 res |= (size_t)(*bytes++) << i;
5242
5243         return res;
5244 }
5245
5246 static char *bc_program_name(char *code, size_t *bgn)
5247 {
5248         size_t i;
5249         char *s;
5250
5251         code += *bgn;
5252         s = xmalloc(strchr(code, BC_PARSE_STREND) - code + 1);
5253         i = 0;
5254         for (;;) {
5255                 char c = *code++;
5256                 if (c == BC_PARSE_STREND)
5257                         break;
5258                 s[i++] = c;
5259         }
5260         s[i] = '\0';
5261         *bgn += i + 1;
5262
5263         return s;
5264 }
5265
5266 static void bc_program_printString(const char *str)
5267 {
5268 #if ENABLE_DC
5269         if (!str[0]) {
5270                 // Example: echo '[]ap' | dc
5271                 // should print two bytes: 0x00, 0x0A
5272                 bb_putchar('\0');
5273                 return;
5274         }
5275 #endif
5276         while (*str) {
5277                 int c = *str++;
5278                 if (c != '\\' || !*str)
5279                         bb_putchar(c);
5280                 else {
5281                         c = *str++;
5282                         switch (c) {
5283                         case 'a':
5284                                 bb_putchar('\a');
5285                                 break;
5286                         case 'b':
5287                                 bb_putchar('\b');
5288                                 break;
5289                         case '\\':
5290                         case 'e':
5291                                 bb_putchar('\\');
5292                                 break;
5293                         case 'f':
5294                                 bb_putchar('\f');
5295                                 break;
5296                         case 'n':
5297                                 bb_putchar('\n');
5298                                 G.prog.nchars = SIZE_MAX;
5299                                 break;
5300                         case 'r':
5301                                 bb_putchar('\r');
5302                                 break;
5303                         case 'q':
5304                                 bb_putchar('"');
5305                                 break;
5306                         case 't':
5307                                 bb_putchar('\t');
5308                                 break;
5309                         default:
5310                                 // Just print the backslash and following character.
5311                                 bb_putchar('\\');
5312                                 ++G.prog.nchars;
5313                                 bb_putchar(c);
5314                                 break;
5315                         }
5316                 }
5317                 ++G.prog.nchars;
5318         }
5319 }
5320
5321 static void bc_num_printNewline(void)
5322 {
5323         if (G.prog.nchars == G.prog.len - 1) {
5324                 bb_putchar('\\');
5325                 bb_putchar('\n');
5326                 G.prog.nchars = 0;
5327         }
5328 }
5329
5330 #if ENABLE_DC
5331 static FAST_FUNC void dc_num_printChar(size_t num, size_t width, bool radix)
5332 {
5333         (void) radix;
5334         bb_putchar((char) num);
5335         G.prog.nchars += width;
5336 }
5337 #endif
5338
5339 static FAST_FUNC void bc_num_printDigits(size_t num, size_t width, bool radix)
5340 {
5341         size_t exp, pow;
5342
5343         bc_num_printNewline();
5344         bb_putchar(radix ? '.' : ' ');
5345         ++G.prog.nchars;
5346
5347         bc_num_printNewline();
5348         for (exp = 0, pow = 1; exp < width - 1; ++exp, pow *= 10)
5349                 continue;
5350
5351         for (exp = 0; exp < width; pow /= 10, ++G.prog.nchars, ++exp) {
5352                 size_t dig;
5353                 bc_num_printNewline();
5354                 dig = num / pow;
5355                 num -= dig * pow;
5356                 bb_putchar(((char) dig) + '0');
5357         }
5358 }
5359
5360 static FAST_FUNC void bc_num_printHex(size_t num, size_t width, bool radix)
5361 {
5362         if (radix) {
5363                 bc_num_printNewline();
5364                 bb_putchar('.');
5365                 G.prog.nchars++;
5366         }
5367
5368         bc_num_printNewline();
5369         bb_putchar(bb_hexdigits_upcase[num]);
5370         G.prog.nchars += width;
5371 }
5372
5373 static void bc_num_printDecimal(BcNum *n)
5374 {
5375         size_t i, rdx = n->rdx - 1;
5376
5377         if (n->neg) {
5378                 bb_putchar('-');
5379                 G.prog.nchars++;
5380         }
5381
5382         for (i = n->len - 1; i < n->len; --i)
5383                 bc_num_printHex((size_t) n->num[i], 1, i == rdx);
5384 }
5385
5386 static BC_STATUS zbc_num_printNum(BcNum *n, unsigned base_t, size_t width, BcNumDigitOp print)
5387 {
5388         BcStatus s;
5389         BcVec stack;
5390         BcNum base;
5391         BcDig base_digs[ULONG_NUM_BUFSIZE];
5392         BcNum intp, fracp, digit, frac_len;
5393         unsigned long dig, *ptr;
5394         size_t i;
5395         bool radix;
5396
5397         if (n->len == 0) {
5398                 print(0, width, false);
5399                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5400         }
5401
5402         bc_vec_init(&stack, sizeof(long), NULL);
5403         bc_num_init(&intp, n->len);
5404         bc_num_init(&fracp, n->rdx);
5405         bc_num_init(&digit, width);
5406         bc_num_init(&frac_len, BC_NUM_INT(n));
5407         bc_num_copy(&intp, n);
5408         bc_num_one(&frac_len);
5409         base.cap = ARRAY_SIZE(base_digs);
5410         base.num = base_digs;
5411         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
5412
5413         bc_num_truncate(&intp, intp.rdx);
5414         s = zbc_num_sub(n, &intp, &fracp, 0);
5415         if (s) goto err;
5416
5417         while (intp.len != 0) {
5418                 s = zbc_num_divmod(&intp, &base, &intp, &digit, 0);
5419                 if (s) goto err;
5420                 s = zbc_num_ulong(&digit, &dig);
5421                 if (s) goto err;
5422                 bc_vec_push(&stack, &dig);
5423         }
5424
5425         for (i = 0; i < stack.len; ++i) {
5426                 ptr = bc_vec_item_rev(&stack, i);
5427                 print(*ptr, width, false);
5428         }
5429
5430         if (!n->rdx) goto err;
5431
5432         for (radix = true; frac_len.len <= n->rdx; radix = false) {
5433                 s = zbc_num_mul(&fracp, &base, &fracp, n->rdx);
5434                 if (s) goto err;
5435                 s = zbc_num_ulong(&fracp, &dig);
5436                 if (s) goto err;
5437                 bc_num_ulong2num(&intp, dig);
5438                 s = zbc_num_sub(&fracp, &intp, &fracp, 0);
5439                 if (s) goto err;
5440                 print(dig, width, radix);
5441                 s = zbc_num_mul(&frac_len, &base, &frac_len, 0);
5442                 if (s) goto err;
5443         }
5444  err:
5445         bc_num_free(&frac_len);
5446         bc_num_free(&digit);
5447         bc_num_free(&fracp);
5448         bc_num_free(&intp);
5449         bc_vec_free(&stack);
5450         RETURN_STATUS(s);
5451 }
5452 #define zbc_num_printNum(...) (zbc_num_printNum(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5453
5454 static BC_STATUS zbc_num_printBase(BcNum *n)
5455 {
5456         BcStatus s;
5457         size_t width;
5458         BcNumDigitOp print;
5459         bool neg = n->neg;
5460
5461         if (neg) {
5462                 bb_putchar('-');
5463                 G.prog.nchars++;
5464         }
5465
5466         n->neg = false;
5467
5468         if (G.prog.ob_t <= BC_NUM_MAX_IBASE) {
5469                 width = 1;
5470                 print = bc_num_printHex;
5471         } else {
5472                 unsigned i = G.prog.ob_t - 1;
5473                 width = 0;
5474                 for (;;) {
5475                         width++;
5476                         i /= 10;
5477                         if (i == 0)
5478                                 break;
5479                 }
5480                 print = bc_num_printDigits;
5481         }
5482
5483         s = zbc_num_printNum(n, G.prog.ob_t, width, print);
5484         n->neg = neg;
5485
5486         RETURN_STATUS(s);
5487 }
5488 #define zbc_num_printBase(...) (zbc_num_printBase(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5489
5490 static BC_STATUS zbc_num_print(BcNum *n, bool newline)
5491 {
5492         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5493
5494         bc_num_printNewline();
5495
5496         if (n->len == 0) {
5497                 bb_putchar('0');
5498                 ++G.prog.nchars;
5499         } else if (G.prog.ob_t == 10)
5500                 bc_num_printDecimal(n);
5501         else
5502                 s = zbc_num_printBase(n);
5503
5504         if (newline) {
5505                 bb_putchar('\n');
5506                 G.prog.nchars = 0;
5507         }
5508
5509         RETURN_STATUS(s);
5510 }
5511 #define zbc_num_print(...) (zbc_num_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5512
5513 static BC_STATUS zbc_program_print(char inst, size_t idx)
5514 {
5515         BcStatus s;
5516         BcResult *r;
5517         BcNum *num;
5518         bool pop = inst != BC_INST_PRINT;
5519
5520         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, idx))
5521                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5522
5523         r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, idx);
5524         s = zbc_program_num(r, &num, false);
5525         if (s) RETURN_STATUS(s);
5526
5527         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
5528                 s = zbc_num_print(num, !pop);
5529 #if ENABLE_BC
5530                 if (!s && IS_BC) bc_num_copy(&G.prog.last, num);
5531 #endif
5532         } else {
5533                 char *str;
5534
5535                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
5536                 str = *bc_program_str(idx);
5537
5538                 if (inst == BC_INST_PRINT_STR) {
5539                         for (;;) {
5540                                 char c = *str++;
5541                                 if (c == '\0') break;
5542                                 bb_putchar(c);
5543                                 ++G.prog.nchars;
5544                                 if (c == '\n') G.prog.nchars = 0;
5545                         }
5546                 } else {
5547                         bc_program_printString(str);
5548                         if (inst == BC_INST_PRINT) bb_putchar('\n');
5549                 }
5550         }
5551
5552         if (!s && pop) bc_vec_pop(&G.prog.results);
5553
5554         RETURN_STATUS(s);
5555 }
5556 #define zbc_program_print(...) (zbc_program_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5557
5558 static BC_STATUS zbc_program_negate(void)
5559 {
5560         BcStatus s;
5561         BcResult res, *ptr;
5562         BcNum *num = NULL;
5563
5564         s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
5565         if (s) RETURN_STATUS(s);
5566
5567         bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5568         bc_num_copy(&res.d.n, num);
5569         if (res.d.n.len) res.d.n.neg = !res.d.n.neg;
5570
5571         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
5572
5573         RETURN_STATUS(s);
5574 }
5575 #define zbc_program_negate(...) (zbc_program_negate(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5576
5577 static BC_STATUS zbc_program_logical(char inst)
5578 {
5579         BcStatus s;
5580         BcResult *opd1, *opd2, res;
5581         BcNum *n1, *n2;
5582         ssize_t cond;
5583
5584         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5585         if (s) RETURN_STATUS(s);
5586
5587         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5588
5589         if (inst == BC_INST_BOOL_AND)
5590                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) && bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5591         else if (inst == BC_INST_BOOL_OR)
5592                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) || bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5593         else {
5594                 cond = bc_num_cmp(n1, n2);
5595                 switch (inst) {
5596                 case BC_INST_REL_EQ:
5597                         cond = (cond == 0);
5598                         break;
5599                 case BC_INST_REL_LE:
5600                         cond = (cond <= 0);
5601                         break;
5602                 case BC_INST_REL_GE:
5603                         cond = (cond >= 0);
5604                         break;
5605                 case BC_INST_REL_LT:
5606                         cond = (cond < 0);
5607                         break;
5608                 case BC_INST_REL_GT:
5609                         cond = (cond > 0);
5610                         break;
5611                 default: // = case BC_INST_REL_NE:
5612                         //cond = (cond != 0); - not needed
5613                         break;
5614                 }
5615         }
5616
5617         if (cond) bc_num_one(&res.d.n);
5618         //else bc_num_zero(&res.d.n); - already is
5619
5620         bc_program_binOpRetire(&res);
5621
5622         RETURN_STATUS(s);
5623 }
5624 #define zbc_program_logical(...) (zbc_program_logical(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5625
5626 #if ENABLE_DC
5627 static BC_STATUS zdc_program_assignStr(BcResult *r, BcVec *v, bool push)
5628 {
5629         BcNum n2;
5630         BcResult res;
5631
5632         memset(&n2, 0, sizeof(BcNum));
5633         n2.rdx = res.d.id.idx = r->d.id.idx;
5634         res.t = BC_RESULT_STR;
5635
5636         if (!push) {
5637                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
5638                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5639                 bc_vec_pop(v);
5640                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5641         }
5642
5643         bc_result_pop_and_push(&res);
5644         bc_vec_push(v, &n2);
5645
5646         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5647 }
5648 #define zdc_program_assignStr(...) (zdc_program_assignStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5649 #endif // ENABLE_DC
5650
5651 static BC_STATUS zbc_program_copyToVar(char *name, bool var)
5652 {
5653         BcStatus s;
5654         BcResult *ptr, r;
5655         BcVec *v;
5656         BcNum *n;
5657
5658         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
5659                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5660
5661         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
5662         if ((ptr->t == BC_RESULT_ARRAY) != !var)
5663                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5664         v = bc_program_search(name, var);
5665
5666 #if ENABLE_DC
5667         if (ptr->t == BC_RESULT_STR && !var)
5668                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5669         if (ptr->t == BC_RESULT_STR)
5670                 RETURN_STATUS(zdc_program_assignStr(ptr, v, true));
5671 #endif
5672
5673         s = zbc_program_num(ptr, &n, false);
5674         if (s) RETURN_STATUS(s);
5675
5676         // Do this once more to make sure that pointers were not invalidated.
5677         v = bc_program_search(name, var);
5678
5679         if (var) {
5680                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5681                 bc_num_copy(&r.d.n, n);
5682         } else {
5683                 bc_array_init(&r.d.v, true);
5684                 bc_array_copy(&r.d.v, (BcVec *) n);
5685         }
5686
5687         bc_vec_push(v, &r.d);
5688         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5689
5690         RETURN_STATUS(s);
5691 }
5692 #define zbc_program_copyToVar(...) (zbc_program_copyToVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5693
5694 static BC_STATUS zbc_program_assign(char inst)
5695 {
5696         BcStatus s;
5697         BcResult *left, *right, res;
5698         BcNum *l = NULL, *r = NULL;
5699         bool assign = inst == BC_INST_ASSIGN, ib, sc;
5700
5701         s = zbc_program_binOpPrep(&left, &l, &right, &r, assign);
5702         if (s) RETURN_STATUS(s);
5703
5704         ib = left->t == BC_RESULT_IBASE;
5705         sc = left->t == BC_RESULT_SCALE;
5706
5707 #if ENABLE_DC
5708         if (right->t == BC_RESULT_STR) {
5709                 BcVec *v;
5710
5711                 if (left->t != BC_RESULT_VAR)
5712                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5713                 v = bc_program_search(left->d.id.name, true);
5714
5715                 RETURN_STATUS(zdc_program_assignStr(right, v, false));
5716         }
5717 #endif
5718
5719         if (left->t == BC_RESULT_CONSTANT || left->t == BC_RESULT_TEMP)
5720                 RETURN_STATUS(bc_error("bad assignment:"
5721                                 " left side must be variable"
5722                                 " or array element"
5723                 )); // note: shared string
5724
5725 #if ENABLE_BC
5726         if (inst == BC_INST_ASSIGN_DIVIDE && !bc_num_cmp(r, &G.prog.zero))
5727                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
5728
5729         if (assign)
5730                 bc_num_copy(l, r);
5731         else {
5732                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5733                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zbc_program_ops[inst - BC_INST_ASSIGN_POWER](l, r, l, G.prog.scale);
5734         }
5735         if (s) RETURN_STATUS(s);
5736 #else
5737         bc_num_copy(l, r);
5738 #endif
5739
5740         if (ib || sc || left->t == BC_RESULT_OBASE) {
5741                 static const char *const msg[] = {
5742                         "bad ibase; must be [2,16]",                 //BC_RESULT_IBASE
5743                         "bad scale; must be [0,"BC_MAX_SCALE_STR"]", //BC_RESULT_SCALE
5744                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_LAST
5745                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_CONSTANT
5746                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_ONE
5747                         "bad obase; must be [2,"BC_MAX_OBASE_STR"]", //BC_RESULT_OBASE
5748                 };
5749                 size_t *ptr;
5750                 size_t max;
5751                 unsigned long val;
5752
5753                 s = zbc_num_ulong(l, &val);
5754                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5755                 s = left->t - BC_RESULT_IBASE;
5756                 if (sc) {
5757                         max = BC_MAX_SCALE;
5758                         ptr = &G.prog.scale;
5759                 } else {
5760                         if (val < 2)
5761                                 RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5762                         max = ib ? BC_NUM_MAX_IBASE : BC_MAX_OBASE;
5763                         ptr = ib ? &G.prog.ib_t : &G.prog.ob_t;
5764                 }
5765
5766                 if (val > max)
5767                         RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5768
5769                 *ptr = (size_t) val;
5770                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5771         }
5772
5773         bc_num_init(&res.d.n, l->len);
5774         bc_num_copy(&res.d.n, l);
5775         bc_program_binOpRetire(&res);
5776
5777         RETURN_STATUS(s);
5778 }
5779 #define zbc_program_assign(...) (zbc_program_assign(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5780
5781 #if !ENABLE_DC
5782 #define bc_program_pushVar(code, bgn, pop, copy) \
5783         bc_program_pushVar(code, bgn)
5784 // for bc, 'pop' and 'copy' are always false
5785 #endif
5786 static BC_STATUS bc_program_pushVar(char *code, size_t *bgn,
5787                                    bool pop, bool copy)
5788 {
5789         BcResult r;
5790         char *name = bc_program_name(code, bgn);
5791
5792         r.t = BC_RESULT_VAR;
5793         r.d.id.name = name;
5794
5795 #if ENABLE_DC
5796         if (pop || copy) {
5797                 BcVec *v = bc_program_search(name, true);
5798                 BcNum *num = bc_vec_top(v);
5799
5800                 free(name);
5801                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(v, 1 - copy)) {
5802                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5803                 }
5804
5805                 if (!BC_PROG_STR(num)) {
5806                         r.t = BC_RESULT_TEMP;
5807                         bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5808                         bc_num_copy(&r.d.n, num);
5809                 } else {
5810                         r.t = BC_RESULT_STR;
5811                         r.d.id.idx = num->rdx;
5812                 }
5813
5814                 if (!copy) bc_vec_pop(v);
5815         }
5816 #endif // ENABLE_DC
5817
5818         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5819
5820         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5821 }
5822 #define zbc_program_pushVar(...) (bc_program_pushVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5823
5824 static BC_STATUS zbc_program_pushArray(char *code, size_t *bgn, char inst)
5825 {
5826         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5827         BcResult r;
5828         BcNum *num;
5829
5830         r.d.id.name = bc_program_name(code, bgn);
5831
5832         if (inst == BC_INST_ARRAY) {
5833                 r.t = BC_RESULT_ARRAY;
5834                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5835         } else {
5836                 BcResult *operand;
5837                 unsigned long temp;
5838
5839                 s = zbc_program_prep(&operand, &num);
5840                 if (s) goto err;
5841                 s = zbc_num_ulong(num, &temp);
5842                 if (s) goto err;
5843
5844                 if (temp > BC_MAX_DIM) {
5845                         s = bc_error("array too long; must be [1,"BC_MAX_DIM_STR"]");
5846                         goto err;
5847                 }
5848
5849                 r.d.id.idx = (size_t) temp;
5850                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_ARRAY_ELEM);
5851         }
5852  err:
5853         if (s) free(r.d.id.name);
5854         RETURN_STATUS(s);
5855 }
5856 #define zbc_program_pushArray(...) (zbc_program_pushArray(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5857
5858 #if ENABLE_BC
5859 static BC_STATUS zbc_program_incdec(char inst)
5860 {
5861         BcStatus s;
5862         BcResult *ptr, res, copy;
5863         BcNum *num = NULL;
5864         char inst2 = inst;
5865
5866         s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
5867         if (s) RETURN_STATUS(s);
5868
5869         if (inst == BC_INST_INC_POST || inst == BC_INST_DEC_POST) {
5870                 copy.t = BC_RESULT_TEMP;
5871                 bc_num_init(&copy.d.n, num->len);
5872                 bc_num_copy(&copy.d.n, num);
5873         }
5874
5875         res.t = BC_RESULT_ONE;
5876         inst = inst == BC_INST_INC_PRE || inst == BC_INST_INC_POST ?
5877                    BC_INST_ASSIGN_PLUS :
5878                    BC_INST_ASSIGN_MINUS;
5879
5880         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5881         s = zbc_program_assign(inst);
5882         if (s) RETURN_STATUS(s);
5883
5884         if (inst2 == BC_INST_INC_POST || inst2 == BC_INST_DEC_POST) {
5885                 bc_result_pop_and_push(&copy);
5886         }
5887
5888         RETURN_STATUS(s);
5889 }
5890 #define zbc_program_incdec(...) (zbc_program_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5891
5892 static BC_STATUS zbc_program_call(char *code, size_t *idx)
5893 {
5894         BcInstPtr ip;
5895         size_t i, nparams;
5896         BcFunc *func;
5897         BcId *a;
5898         BcResult *arg;
5899
5900         nparams = bc_program_index(code, idx);
5901         ip.inst_idx = 0;
5902         ip.func = bc_program_index(code, idx);
5903         func = bc_program_func(ip.func);
5904
5905         if (func->code.len == 0) {
5906                 RETURN_STATUS(bc_error("undefined function"));
5907         }
5908         if (nparams != func->nparams) {
5909                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("function has %u parameters, but called with %u", func->nparams, nparams));
5910         }
5911         ip.results_len_before_call = G.prog.results.len - nparams;
5912
5913         for (i = 0; i < nparams; ++i) {
5914                 BcStatus s;
5915
5916                 a = bc_vec_item(&func->autos, nparams - 1 - i);
5917                 arg = bc_vec_top(&G.prog.results);
5918
5919                 if ((!a->idx) != (arg->t == BC_RESULT_ARRAY) || arg->t == BC_RESULT_STR)
5920                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5921
5922                 s = zbc_program_copyToVar(a->name, a->idx);
5923                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5924         }
5925
5926         a = bc_vec_item(&func->autos, i);
5927         for (; i < func->autos.len; i++, a++) {
5928                 BcVec *v;
5929
5930                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
5931                 if (a->idx) {
5932                         BcNum n2;
5933                         bc_num_init_DEF_SIZE(&n2);
5934                         bc_vec_push(v, &n2);
5935                 } else {
5936                         BcVec v2;
5937                         bc_array_init(&v2, true);
5938                         bc_vec_push(v, &v2);
5939                 }
5940         }
5941
5942         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
5943
5944         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5945 }
5946 #define zbc_program_call(...) (zbc_program_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5947
5948 static BC_STATUS zbc_program_return(char inst)
5949 {
5950         BcResult res;
5951         BcFunc *f;
5952         BcId *a;
5953         size_t i;
5954         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
5955
5956         if (!STACK_HAS_EQUAL_OR_MORE_THAN(&G.prog.results, ip->results_len_before_call + (inst == BC_INST_RET)))
5957                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5958
5959         f = bc_program_func(ip->func);
5960         res.t = BC_RESULT_TEMP;
5961
5962         if (inst == BC_INST_RET) {
5963                 BcStatus s;
5964                 BcNum *num;
5965                 BcResult *operand = bc_vec_top(&G.prog.results);
5966
5967                 s = zbc_program_num(operand, &num, false);
5968                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5969                 bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5970                 bc_num_copy(&res.d.n, num);
5971         } else {
5972                 bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5973                 //bc_num_zero(&res.d.n); - already is
5974         }
5975
5976         // We need to pop arguments as well, so this takes that into account.
5977         a = (void*)f->autos.v;
5978         for (i = 0; i < f->autos.len; i++, a++) {
5979                 BcVec *v;
5980                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
5981                 bc_vec_pop(v);
5982         }
5983
5984         bc_vec_npop(&G.prog.results, G.prog.results.len - ip->results_len_before_call);
5985         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5986         bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
5987
5988         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5989 }
5990 #define zbc_program_return(...) (zbc_program_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5991 #endif // ENABLE_BC
5992
5993 static unsigned long bc_program_scale(BcNum *n)
5994 {
5995         return (unsigned long) n->rdx;
5996 }
5997
5998 static unsigned long bc_program_len(BcNum *n)
5999 {
6000         size_t len = n->len;
6001
6002         if (n->rdx != len) return len;
6003         for (;;) {
6004                 if (len == 0) break;
6005                 len--;
6006                 if (n->num[len] != 0) break;
6007         }
6008         return len;
6009 }
6010
6011 static BC_STATUS zbc_program_builtin(char inst)
6012 {
6013         BcStatus s;
6014         BcResult *opnd;
6015         BcNum *num = NULL;
6016         BcResult res;
6017         bool len = inst == BC_INST_LENGTH;
6018
6019         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6020                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6021         opnd = bc_vec_top(&G.prog.results);
6022
6023         s = zbc_program_num(opnd, &num, false);
6024         if (s) RETURN_STATUS(s);
6025
6026 #if ENABLE_DC
6027         if (!BC_PROG_NUM(opnd, num) && !len)
6028                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6029 #endif
6030
6031         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6032
6033         if (inst == BC_INST_SQRT)
6034                 s = zbc_num_sqrt(num, &res.d.n, G.prog.scale);
6035 #if ENABLE_BC
6036         else if (len != 0 && opnd->t == BC_RESULT_ARRAY) {
6037                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, (unsigned long) ((BcVec *) num)->len);
6038         }
6039 #endif
6040 #if ENABLE_DC
6041         else if (len != 0 && !BC_PROG_NUM(opnd, num)) {
6042                 char **str;
6043                 size_t idx = opnd->t == BC_RESULT_STR ? opnd->d.id.idx : num->rdx;
6044
6045                 str = bc_program_str(idx);
6046                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, strlen(*str));
6047         }
6048 #endif
6049         else {
6050                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, len ? bc_program_len(num) : bc_program_scale(num));
6051         }
6052
6053         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
6054
6055         RETURN_STATUS(s);
6056 }
6057 #define zbc_program_builtin(...) (zbc_program_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6058
6059 #if ENABLE_DC
6060 static BC_STATUS zdc_program_divmod(void)
6061 {
6062         BcStatus s;
6063         BcResult *opd1, *opd2, res, res2;
6064         BcNum *n1, *n2 = NULL;
6065
6066         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
6067         if (s) RETURN_STATUS(s);
6068
6069         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6070         bc_num_init(&res2.d.n, n2->len);
6071
6072         s = zbc_num_divmod(n1, n2, &res2.d.n, &res.d.n, G.prog.scale);
6073         if (s) goto err;
6074
6075         bc_program_binOpRetire(&res2);
6076         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6077         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6078
6079         RETURN_STATUS(s);
6080  err:
6081         bc_num_free(&res2.d.n);
6082         bc_num_free(&res.d.n);
6083         RETURN_STATUS(s);
6084 }
6085 #define zdc_program_divmod(...) (zdc_program_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6086
6087 static BC_STATUS zdc_program_modexp(void)
6088 {
6089         BcStatus s;
6090         BcResult *r1, *r2, *r3, res;
6091         BcNum *n1, *n2, *n3;
6092
6093         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 2))
6094                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6095         s = zbc_program_binOpPrep(&r2, &n2, &r3, &n3, false);
6096         if (s) RETURN_STATUS(s);
6097
6098         r1 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 2);
6099         s = zbc_program_num(r1, &n1, false);
6100         if (s) RETURN_STATUS(s);
6101         if (!BC_PROG_NUM(r1, n1))
6102                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6103
6104         // Make sure that the values have their pointers updated, if necessary.
6105         if (r1->t == BC_RESULT_VAR || r1->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
6106                 if (r1->t == r2->t) {
6107                         s = zbc_program_num(r2, &n2, false);
6108                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6109                 }
6110                 if (r1->t == r3->t) {
6111                         s = zbc_program_num(r3, &n3, false);
6112                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6113                 }
6114         }
6115
6116         bc_num_init(&res.d.n, n3->len);
6117         s = zdc_num_modexp(n1, n2, n3, &res.d.n);
6118         if (s) goto err;
6119
6120         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6121         bc_program_binOpRetire(&res);
6122
6123         RETURN_STATUS(s);
6124  err:
6125         bc_num_free(&res.d.n);
6126         RETURN_STATUS(s);
6127 }
6128 #define zdc_program_modexp(...) (zdc_program_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6129
6130 static void dc_program_stackLen(void)
6131 {
6132         BcResult res;
6133         size_t len = G.prog.results.len;
6134
6135         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6136
6137         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6138         bc_num_ulong2num(&res.d.n, len);
6139         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6140 }
6141
6142 static BC_STATUS zdc_program_asciify(void)
6143 {
6144         BcStatus s;
6145         BcResult *r, res;
6146         BcNum *num, n;
6147         char **strs;
6148         char *str;
6149         char c;
6150         size_t idx;
6151         unsigned long val;
6152
6153         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6154                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6155         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6156
6157         s = zbc_program_num(r, &num, false);
6158         if (s) RETURN_STATUS(s);
6159
6160         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
6161                 BcNum strmb;
6162                 BcDig strmb_digs[ULONG_NUM_BUFSIZE];
6163
6164                 bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
6165                 bc_num_copy(&n, num);
6166                 bc_num_truncate(&n, n.rdx);
6167
6168                 strmb.cap = ARRAY_SIZE(strmb_digs);
6169                 strmb.num = strmb_digs;
6170                 bc_num_ulong2num(&strmb, 0x100);
6171                 s = zbc_num_mod(&n, &strmb, &n, 0);
6172
6173                 if (s) goto num_err;
6174                 s = zbc_num_ulong(&n, &val);
6175                 if (s) goto num_err;
6176
6177                 c = (char) val;
6178
6179                 bc_num_free(&n);
6180         } else {
6181                 char *sp;
6182                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
6183                 sp = *bc_program_str(idx);
6184                 c = sp[0];
6185         }
6186
6187         strs = (void*)G.prog.strs.v;
6188         for (idx = 0; idx < G.prog.strs.len; idx++) {
6189                 if (strs[idx][0] == c && strs[idx][1] == '\0') {
6190                         goto dup;
6191                 }
6192         }
6193         str = xzalloc(2);
6194         str[0] = c;
6195         //str[1] = '\0'; - already is
6196         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
6197  dup:
6198         res.t = BC_RESULT_STR;
6199         res.d.id.idx = idx;
6200         bc_result_pop_and_push(&res);
6201
6202         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6203  num_err:
6204         bc_num_free(&n);
6205         RETURN_STATUS(s);
6206 }
6207 #define zdc_program_asciify(...) (zdc_program_asciify(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6208
6209 static BC_STATUS zdc_program_printStream(void)
6210 {
6211         BcStatus s;
6212         BcResult *r;
6213         BcNum *n;
6214         size_t idx;
6215
6216         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6217                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6218         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6219
6220         s = zbc_program_num(r, &n, false);
6221         if (s) RETURN_STATUS(s);
6222
6223         if (BC_PROG_NUM(r, n)) {
6224                 s = zbc_num_printNum(n, 0x100, 1, dc_num_printChar);
6225         } else {
6226                 char *str;
6227                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : n->rdx;
6228                 str = *bc_program_str(idx);
6229                 fputs(str, stdout);
6230         }
6231
6232         RETURN_STATUS(s);
6233 }
6234 #define zdc_program_printStream(...) (zdc_program_printStream(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6235
6236 static BC_STATUS zdc_program_nquit(void)
6237 {
6238         BcStatus s;
6239         BcResult *opnd;
6240         BcNum *num = NULL;
6241         unsigned long val;
6242
6243         s = zbc_program_prep(&opnd, &num);
6244         if (s) RETURN_STATUS(s);
6245         s = zbc_num_ulong(num, &val);
6246         if (s) RETURN_STATUS(s);
6247
6248         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6249
6250         if (G.prog.exestack.len < val)
6251                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6252         if (G.prog.exestack.len == val) {
6253                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6254         }
6255
6256         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, val);
6257
6258         RETURN_STATUS(s);
6259 }
6260 #define zdc_program_nquit(...) (zdc_program_nquit(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6261
6262 static BC_STATUS zdc_program_execStr(char *code, size_t *bgn, bool cond)
6263 {
6264         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6265         BcResult *r;
6266         BcFunc *f;
6267         BcInstPtr ip;
6268         size_t fidx, sidx;
6269
6270         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6271                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6272
6273         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6274
6275         if (cond) {
6276                 BcNum *n = n; // for compiler
6277                 bool exec;
6278                 char *name;
6279                 char *then_name = bc_program_name(code, bgn);
6280                 char *else_name = NULL;
6281
6282                 if (code[*bgn] == BC_PARSE_STREND)
6283                         (*bgn) += 1;
6284                 else
6285                         else_name = bc_program_name(code, bgn);
6286
6287                 exec = r->d.n.len != 0;
6288                 name = then_name;
6289                 if (!exec && else_name != NULL) {
6290                         exec = true;
6291                         name = else_name;
6292                 }
6293
6294                 if (exec) {
6295                         BcVec *v;
6296                         v = bc_program_search(name, true);
6297                         n = bc_vec_top(v);
6298                 }
6299
6300                 free(then_name);
6301                 free(else_name);
6302
6303                 if (!exec) goto exit;
6304                 if (!BC_PROG_STR(n)) {
6305                         s = bc_error_variable_is_wrong_type();
6306                         goto exit;
6307                 }
6308
6309                 sidx = n->rdx;
6310         } else {
6311                 if (r->t == BC_RESULT_STR) {
6312                         sidx = r->d.id.idx;
6313                 } else if (r->t == BC_RESULT_VAR) {
6314                         BcNum *n;
6315                         s = zbc_program_num(r, &n, false);
6316                         if (s || !BC_PROG_STR(n)) goto exit;
6317                         sidx = n->rdx;
6318                 } else
6319                         goto exit;
6320         }
6321
6322         fidx = sidx + BC_PROG_REQ_FUNCS;
6323
6324         f = bc_program_func(fidx);
6325
6326         if (f->code.len == 0) {
6327                 FILE *sv_input_fp;
6328                 BcParse prs;
6329                 char *str;
6330
6331                 bc_parse_create(&prs, fidx);
6332                 str = *bc_program_str(sidx);
6333                 s = zbc_parse_text_init(&prs, str);
6334                 if (s) goto err;
6335
6336                 sv_input_fp = G.input_fp;
6337                 G.input_fp = NULL; // "do not read from input file when <EOL> reached"
6338                 s = zdc_parse_exprs_until_eof(&prs);
6339                 G.input_fp = sv_input_fp;
6340
6341                 if (s) goto err;
6342                 if (prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6343                         s = bc_error_bad_expression();
6344  err:
6345                         bc_parse_free(&prs);
6346                         bc_vec_pop_all(&f->code);
6347                         goto exit;
6348                 }
6349                 bc_parse_push(&prs, BC_INST_POP_EXEC);
6350                 bc_parse_free(&prs);
6351         }
6352
6353         ip.inst_idx = 0;
6354         ip.func = fidx;
6355
6356         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6357         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
6358
6359         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6360  exit:
6361         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6362         RETURN_STATUS(s);
6363 }
6364 #define zdc_program_execStr(...) (zdc_program_execStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6365 #endif // ENABLE_DC
6366
6367 static void bc_program_pushGlobal(char inst)
6368 {
6369         BcResult res;
6370         unsigned long val;
6371
6372         res.t = inst - BC_INST_IBASE + BC_RESULT_IBASE;
6373         if (inst == BC_INST_IBASE)
6374                 val = (unsigned long) G.prog.ib_t;
6375         else if (inst == BC_INST_SCALE)
6376                 val = (unsigned long) G.prog.scale;
6377         else
6378                 val = (unsigned long) G.prog.ob_t;
6379
6380         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6381         bc_num_ulong2num(&res.d.n, val);
6382         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6383 }
6384
6385 static BC_STATUS zbc_program_exec(void)
6386 {
6387         BcResult r, *ptr;
6388         BcNum *num;
6389         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6390         BcFunc *func = bc_program_func(ip->func);
6391         char *code = func->code.v;
6392
6393         dbg_exec("func:%zd bytes:%zd ip:%zd results.len:%d",
6394                         ip->func, func->code.len, ip->inst_idx, G.prog.results.len);
6395         while (ip->inst_idx < func->code.len) {
6396                 BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6397                 char inst = code[ip->inst_idx++];
6398
6399                 dbg_exec("inst at %zd:%d results.len:%d", ip->inst_idx - 1, inst, G.prog.results.len);
6400                 switch (inst) {
6401 #if ENABLE_BC
6402                         case BC_INST_JUMP_ZERO: {
6403                                 bool zero;
6404                                 dbg_exec("BC_INST_JUMP_ZERO:");
6405                                 s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
6406                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6407                                 zero = (bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) == 0);
6408                                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6409                                 if (!zero) {
6410                                         bc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6411                                         break;
6412                                 }
6413                                 // else: fall through
6414                         }
6415                         case BC_INST_JUMP: {
6416                                 size_t idx = bc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6417                                 size_t *addr = bc_vec_item(&func->labels, idx);
6418                                 dbg_exec("BC_INST_JUMP: to %ld", (long)*addr);
6419                                 ip->inst_idx = *addr;
6420                                 break;
6421                         }
6422                         case BC_INST_CALL:
6423                                 dbg_exec("BC_INST_CALL:");
6424                                 s = zbc_program_call(code, &ip->inst_idx);
6425                                 goto read_updated_ip;
6426                         case BC_INST_INC_PRE:
6427                         case BC_INST_DEC_PRE:
6428                         case BC_INST_INC_POST:
6429                         case BC_INST_DEC_POST:
6430                                 dbg_exec("BC_INST_INCDEC:");
6431                                 s = zbc_program_incdec(inst);
6432                                 break;
6433                         case BC_INST_HALT:
6434                                 dbg_exec("BC_INST_HALT:");
6435                                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6436                                 break;
6437                         case BC_INST_RET:
6438                         case BC_INST_RET0:
6439                                 dbg_exec("BC_INST_RET[0]:");
6440                                 s = zbc_program_return(inst);
6441                                 goto read_updated_ip;
6442                         case BC_INST_BOOL_OR:
6443                         case BC_INST_BOOL_AND:
6444 #endif // ENABLE_BC
6445                         case BC_INST_REL_EQ:
6446                         case BC_INST_REL_LE:
6447                         case BC_INST_REL_GE:
6448                         case BC_INST_REL_NE:
6449                         case BC_INST_REL_LT:
6450                         case BC_INST_REL_GT:
6451                                 dbg_exec("BC_INST_BOOL:");
6452                                 s = zbc_program_logical(inst);
6453                                 break;
6454                         case BC_INST_READ:
6455                                 dbg_exec("BC_INST_READ:");
6456                                 s = zbc_program_read();
6457                                 goto read_updated_ip;
6458                         case BC_INST_VAR:
6459                                 dbg_exec("BC_INST_VAR:");
6460                                 s = zbc_program_pushVar(code, &ip->inst_idx, false, false);
6461                                 break;
6462                         case BC_INST_ARRAY_ELEM:
6463                         case BC_INST_ARRAY:
6464                                 dbg_exec("BC_INST_ARRAY[_ELEM]:");
6465                                 s = zbc_program_pushArray(code, &ip->inst_idx, inst);
6466                                 break;
6467                         case BC_INST_LAST:
6468 //TODO: this can't happen on dc, right?
6469                                 dbg_exec("BC_INST_LAST:");
6470                                 r.t = BC_RESULT_LAST;
6471                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6472                                 break;
6473                         case BC_INST_IBASE:
6474                         case BC_INST_SCALE:
6475                         case BC_INST_OBASE:
6476                                 dbg_exec("BC_INST_internalvar:");
6477                                 bc_program_pushGlobal(inst);
6478                                 break;
6479                         case BC_INST_SCALE_FUNC:
6480                         case BC_INST_LENGTH:
6481                         case BC_INST_SQRT:
6482                                 dbg_exec("BC_INST_builtin:");
6483                                 s = zbc_program_builtin(inst);
6484                                 break;
6485                         case BC_INST_NUM:
6486                                 dbg_exec("BC_INST_NUM:");
6487                                 r.t = BC_RESULT_CONSTANT;
6488                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6489                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6490                                 break;
6491                         case BC_INST_POP:
6492                                 dbg_exec("BC_INST_POP:");
6493                                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6494                                         s = bc_error_stack_has_too_few_elements();
6495                                 else
6496                                         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6497                                 break;
6498                         case BC_INST_PRINT:
6499                         case BC_INST_PRINT_POP:
6500                         case BC_INST_PRINT_STR:
6501                                 dbg_exec("BC_INST_PRINTxyz:");
6502                                 s = zbc_program_print(inst, 0);
6503                                 break;
6504                         case BC_INST_STR:
6505                                 dbg_exec("BC_INST_STR:");
6506                                 r.t = BC_RESULT_STR;
6507                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6508                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6509                                 break;
6510                         case BC_INST_POWER:
6511                         case BC_INST_MULTIPLY:
6512                         case BC_INST_DIVIDE:
6513                         case BC_INST_MODULUS:
6514                         case BC_INST_PLUS:
6515                         case BC_INST_MINUS:
6516                                 dbg_exec("BC_INST_binaryop:");
6517                                 s = zbc_program_op(inst);
6518                                 break;
6519                         case BC_INST_BOOL_NOT:
6520                                 dbg_exec("BC_INST_BOOL_NOT:");
6521                                 s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
6522                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6523                                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
6524                                 if (!bc_num_cmp(num, &G.prog.zero))
6525                                         bc_num_one(&r.d.n);
6526                                 //else bc_num_zero(&r.d.n); - already is
6527                                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_TEMP);
6528                                 break;
6529                         case BC_INST_NEG:
6530                                 dbg_exec("BC_INST_NEG:");
6531                                 s = zbc_program_negate();
6532                                 break;
6533 #if ENABLE_BC
6534                         case BC_INST_ASSIGN_POWER:
6535                         case BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY:
6536                         case BC_INST_ASSIGN_DIVIDE:
6537                         case BC_INST_ASSIGN_MODULUS:
6538                         case BC_INST_ASSIGN_PLUS:
6539                         case BC_INST_ASSIGN_MINUS:
6540 #endif
6541                         case BC_INST_ASSIGN:
6542                                 dbg_exec("BC_INST_ASSIGNxyz:");
6543                                 s = zbc_program_assign(inst);
6544                                 break;
6545 #if ENABLE_DC
6546                         case BC_INST_POP_EXEC:
6547                                 dbg_exec("BC_INST_POP_EXEC:");
6548                                 bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
6549                                 goto read_updated_ip;
6550                         case BC_INST_MODEXP:
6551                                 dbg_exec("BC_INST_MODEXP:");
6552                                 s = zdc_program_modexp();
6553                                 break;
6554                         case BC_INST_DIVMOD:
6555                                 dbg_exec("BC_INST_DIVMOD:");
6556                                 s = zdc_program_divmod();
6557                                 break;
6558                         case BC_INST_EXECUTE:
6559                         case BC_INST_EXEC_COND:
6560                                 dbg_exec("BC_INST_EXEC[_COND]:");
6561                                 s = zdc_program_execStr(code, &ip->inst_idx, inst == BC_INST_EXEC_COND);
6562                                 goto read_updated_ip;
6563                         case BC_INST_PRINT_STACK: {
6564                                 size_t idx;
6565                                 dbg_exec("BC_INST_PRINT_STACK:");
6566                                 for (idx = 0; idx < G.prog.results.len; ++idx) {
6567                                         s = zbc_program_print(BC_INST_PRINT, idx);
6568                                         if (s) break;
6569                                 }
6570                                 break;
6571                         }
6572                         case BC_INST_CLEAR_STACK:
6573                                 dbg_exec("BC_INST_CLEAR_STACK:");
6574                                 bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6575                                 break;
6576                         case BC_INST_STACK_LEN:
6577                                 dbg_exec("BC_INST_STACK_LEN:");
6578                                 dc_program_stackLen();
6579                                 break;
6580                         case BC_INST_DUPLICATE:
6581                                 dbg_exec("BC_INST_DUPLICATE:");
6582                                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6583                                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6584                                 ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
6585                                 dc_result_copy(&r, ptr);
6586                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6587                                 break;
6588                         case BC_INST_SWAP: {
6589                                 BcResult *ptr2;
6590                                 dbg_exec("BC_INST_SWAP:");
6591                                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
6592                                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6593                                 ptr = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
6594                                 ptr2 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
6595                                 memcpy(&r, ptr, sizeof(BcResult));
6596                                 memcpy(ptr, ptr2, sizeof(BcResult));
6597                                 memcpy(ptr2, &r, sizeof(BcResult));
6598                                 break;
6599                         }
6600                         case BC_INST_ASCIIFY:
6601                                 dbg_exec("BC_INST_ASCIIFY:");
6602                                 s = zdc_program_asciify();
6603                                 break;
6604                         case BC_INST_PRINT_STREAM:
6605                                 dbg_exec("BC_INST_STREAM:");
6606                                 s = zdc_program_printStream();
6607                                 break;
6608                         case BC_INST_LOAD:
6609                         case BC_INST_PUSH_VAR: {
6610                                 bool copy = inst == BC_INST_LOAD;
6611                                 s = zbc_program_pushVar(code, &ip->inst_idx, true, copy);
6612                                 break;
6613                         }
6614                         case BC_INST_PUSH_TO_VAR: {
6615                                 char *name = bc_program_name(code, &ip->inst_idx);
6616                                 s = zbc_program_copyToVar(name, true);
6617                                 free(name);
6618                                 break;
6619                         }
6620                         case BC_INST_QUIT:
6621                                 dbg_exec("BC_INST_QUIT:");
6622                                 if (G.prog.exestack.len <= 2)
6623                                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6624                                 bc_vec_npop(&G.prog.exestack, 2);
6625                                 goto read_updated_ip;
6626                         case BC_INST_NQUIT:
6627                                 dbg_exec("BC_INST_NQUIT:");
6628                                 s = zdc_program_nquit();
6629                                 //goto read_updated_ip; - just fall through to it
6630 #endif // ENABLE_DC
6631  read_updated_ip:
6632                                 // Instruction stack has changed, read new pointers
6633                                 ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6634                                 func = bc_program_func(ip->func);
6635                                 code = func->code.v;
6636                                 dbg_exec("func:%zd bytes:%zd ip:%zd", ip->func, func->code.len, ip->inst_idx);
6637                 }
6638
6639                 if (s || G_interrupt) {
6640                         bc_program_reset();
6641                         RETURN_STATUS(s);
6642                 }
6643
6644                 fflush_and_check();
6645         }
6646
6647         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6648 }
6649 #define zbc_program_exec(...) (zbc_program_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6650
6651 static unsigned bc_vm_envLen(const char *var)
6652 {
6653         char *lenv;
6654         unsigned len;
6655
6656         lenv = getenv(var);
6657         len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6658         if (!lenv) return len;
6659
6660         len = bb_strtou(lenv, NULL, 10) - 1;
6661         if (errno || len < 2 || len >= INT_MAX)
6662                 len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6663
6664         return len;
6665 }
6666
6667 static BC_STATUS zbc_vm_process(const char *text)
6668 {
6669         BcStatus s;
6670
6671         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
6672         s = zbc_parse_text_init(&G.prs, text); // does the first zbc_lex_next()
6673         if (s) RETURN_STATUS(s);
6674
6675         while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6676                 dbg_lex("%s:%d G.prs.l.t.t:%d, parsing...", __func__, __LINE__, G.prs.l.t.t);
6677                 if (IS_BC) {
6678 // FIXME: "eating" of stmt delimiters is coded inconsistently
6679 // (sometimes zbc_parse_stmt() eats the delimiter, sometimes don't),
6680 // which causes bugs such as "print 1 print 2" erroneously accepted,
6681 // or "print 1 else 2" detecting parse error only after executing
6682 // "print 1" part.
6683                         IF_BC(s = zbc_parse_stmt_or_funcdef(&G.prs));
6684                 } else {
6685                         IF_DC(s = zdc_parse_expr(&G.prs));
6686                 }
6687                 if (s || G_interrupt) {
6688                         bc_parse_reset(&G.prs); // includes bc_program_reset()
6689                         RETURN_STATUS(BC_STATUS_FAILURE);
6690                 }
6691
6692                 dbg_lex("%s:%d executing...", __func__, __LINE__);
6693                 s = zbc_program_exec();
6694                 if (s) {
6695                         bc_program_reset();
6696                         break;
6697                 }
6698                 // bc discards strings, constants and code after each
6699                 // top-level statement in the "main program".
6700                 // This prevents "yes 1 | bc" from growing its memory
6701                 // without bound. This can be done because data stack
6702                 // is empty and thus can't hold any references to
6703                 // strings or constants, there is no generated code
6704                 // which can hold references (after we discard one
6705                 // we just executed). Code of functions can have references,
6706                 // but bc stores function strings/constants in per-function
6707                 // storage.
6708                 if (IS_BC) {
6709                         BcFunc *f;
6710                         BcInstPtr *ip = (void*)G.prog.exestack.v;
6711
6712 #if SANITY_CHECKS
6713                         if (G.prog.results.len != 0) // should be empty
6714                                 bb_error_msg_and_die("BUG:data stack");
6715                         if (G.prog.exestack.len != 1) // should have only main's IP
6716                                 bb_error_msg_and_die("BUG:call stack");
6717                         if (ip->func != BC_PROG_MAIN)
6718                                 bb_error_msg_and_die("BUG:not MAIN");
6719 #endif
6720 //bb_error_msg("ip->func:%d >idx:%d >len:%d", ip->func, ip->inst_idx, ip->len);
6721                         f = bc_program_func_BC_PROG_MAIN();
6722 //bb_error_msg("MAIN->code.len:%d >strs.len:%d >consts.len:%d", f->code.len, f->strs.len, f->consts.len); // labels, autos, nparams
6723                         bc_vec_pop_all(&f->code);
6724                         ip->inst_idx = 0;
6725                         IF_BC(bc_vec_pop_all(&f->strs);)
6726                         IF_BC(bc_vec_pop_all(&f->consts);)
6727                 } else {
6728                         // Most of dc parsing assumes all whitespace,
6729                         // including '\n', is eaten.
6730                         if (G.prs.l.t.t == BC_LEX_NLINE) {
6731                                 s = zbc_lex_next(&G.prs.l);
6732                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6733                         }
6734                 }
6735         }
6736
6737         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
6738         RETURN_STATUS(s);
6739 }
6740 #define zbc_vm_process(...) (zbc_vm_process(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6741
6742 static BC_STATUS zbc_vm_execute_FILE(FILE *fp, const char *filename)
6743 {
6744         // So far bc/dc have no way to include a file from another file,
6745         // therefore we know G.prog.file == NULL on entry
6746         //const char *sv_file;
6747         BcStatus s;
6748
6749         G.prog.file = filename;
6750         G.input_fp = fp;
6751         bc_lex_file(&G.prs.l);
6752
6753         do {
6754                 s = zbc_vm_process("");
6755                 // We do not stop looping on errors here if reading stdin.
6756                 // Example: start interactive bc and enter "return".
6757                 // It should say "'return' not in a function"
6758                 // but should not exit.
6759         } while (G.input_fp == stdin);
6760         G.prog.file = NULL;
6761         RETURN_STATUS(s);
6762 }
6763 #define zbc_vm_execute_FILE(...) (zbc_vm_execute_FILE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6764
6765 static BC_STATUS zbc_vm_file(const char *file)
6766 {
6767         BcStatus s;
6768         FILE *fp;
6769
6770         fp = xfopen_for_read(file);
6771         s = zbc_vm_execute_FILE(fp, file);
6772         fclose(fp);
6773
6774         RETURN_STATUS(s);
6775 }
6776 #define zbc_vm_file(...) (zbc_vm_file(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6777
6778 #if ENABLE_BC
6779 static void bc_vm_info(void)
6780 {
6781         printf("%s "BB_VER"\n"
6782                 "Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors\n"
6783         , applet_name);
6784 }
6785
6786 static void bc_args(char **argv)
6787 {
6788         unsigned opts;
6789         int i;
6790
6791         GETOPT_RESET();
6792 #if ENABLE_FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
6793         opts = option_mask32 |= getopt32long(argv, "wvsqli",
6794                 "warn\0"              No_argument "w"
6795                 "version\0"           No_argument "v"
6796                 "standard\0"          No_argument "s"
6797                 "quiet\0"             No_argument "q"
6798                 "mathlib\0"           No_argument "l"
6799                 "interactive\0"       No_argument "i"
6800         );
6801 #else
6802         opts = option_mask32 |= getopt32(argv, "wvsqli");
6803 #endif
6804         if (getenv("POSIXLY_CORRECT"))
6805                 option_mask32 |= BC_FLAG_S;
6806
6807         if (opts & BC_FLAG_V) {
6808                 bc_vm_info();
6809                 exit(0);
6810         }
6811
6812         for (i = optind; argv[i]; ++i)
6813                 bc_vec_push(&G.files, argv + i);
6814 }
6815
6816 static void bc_vm_envArgs(void)
6817 {
6818         BcVec v;
6819         char *buf;
6820         char *env_args = getenv("BC_ENV_ARGS");
6821
6822         if (!env_args) return;
6823
6824         G.env_args = xstrdup(env_args);
6825         buf = G.env_args;
6826
6827         bc_vec_init(&v, sizeof(char *), NULL);
6828
6829         while (*(buf = skip_whitespace(buf)) != '\0') {
6830                 bc_vec_push(&v, &buf);
6831                 buf = skip_non_whitespace(buf);
6832                 if (!*buf)
6833                         break;
6834                 *buf++ = '\0';
6835         }
6836
6837         // NULL terminate, and pass argv[] so that first arg is argv[1]
6838         if (sizeof(int) == sizeof(char*)) {
6839                 bc_vec_push(&v, &const_int_0);
6840         } else {
6841                 static char *const nullptr = NULL;
6842                 bc_vec_push(&v, &nullptr);
6843         }
6844         bc_args(((char **)v.v) - 1);
6845
6846         bc_vec_free(&v);
6847 }
6848
6849 static const char bc_lib[] ALIGN1 = {
6850         "scale=20"
6851 "\n"    "define e(x){"
6852 "\n"            "auto b,s,n,r,d,i,p,f,v"
6853 ////////////////"if(x<0)return(1/e(-x))" // and drop 'n' and x<0 logic below
6854 //^^^^^^^^^^^^^^^^ this would work, and is even more precise than GNU bc:
6855 //e(-.998896): GNU:.36828580434569428695
6856 //      above code:.36828580434569428696
6857 //    actual value:.3682858043456942869594...
6858 // but for now let's be "GNU compatible"
6859 "\n"            "b=ibase"
6860 "\n"            "ibase=A"
6861 "\n"            "if(x<0){"
6862 "\n"                    "n=1"
6863 "\n"                    "x=-x"
6864 "\n"            "}"
6865 "\n"            "s=scale"
6866 "\n"            "r=6+s+.44*x"
6867 "\n"            "scale=scale(x)+1"
6868 "\n"            "while(x>1){"
6869 "\n"                    "d+=1"
6870 "\n"                    "x/=2"
6871 "\n"                    "scale+=1"
6872 "\n"            "}"
6873 "\n"            "scale=r"
6874 "\n"            "r=x+1"
6875 "\n"            "p=x"
6876 "\n"            "f=v=1"
6877 "\n"            "for(i=2;v;++i){"
6878 "\n"                    "p*=x"
6879 "\n"                    "f*=i"
6880 "\n"                    "v=p/f"
6881 "\n"                    "r+=v"
6882 "\n"            "}"
6883 "\n"            "while(d--)r*=r"
6884 "\n"            "scale=s"
6885 "\n"            "ibase=b"
6886 "\n"            "if(n)return(1/r)"
6887 "\n"            "return(r/1)"
6888 "\n"    "}"
6889 "\n"    "define l(x){"
6890 "\n"            "auto b,s,r,p,a,q,i,v"
6891 "\n"            "b=ibase"
6892 "\n"            "ibase=A"
6893 "\n"            "if(x<=0){"
6894 "\n"                    "r=(1-10^scale)/1"
6895 "\n"                    "ibase=b"
6896 "\n"                    "return(r)"
6897 "\n"            "}"
6898 "\n"            "s=scale"
6899 "\n"            "scale+=6"
6900 "\n"            "p=2"
6901 "\n"            "while(x>=2){"
6902 "\n"                    "p*=2"
6903 "\n"                    "x=sqrt(x)"
6904 "\n"            "}"
6905 "\n"            "while(x<=.5){"
6906 "\n"                    "p*=2"
6907 "\n"                    "x=sqrt(x)"
6908 "\n"            "}"
6909 "\n"            "r=a=(x-1)/(x+1)"
6910 "\n"            "q=a*a"
6911 "\n"            "v=1"
6912 "\n"            "for(i=3;v;i+=2){"
6913 "\n"                    "a*=q"
6914 "\n"                    "v=a/i"
6915 "\n"                    "r+=v"
6916 "\n"            "}"
6917 "\n"            "r*=p"
6918 "\n"            "scale=s"
6919 "\n"            "ibase=b"
6920 "\n"            "return(r/1)"
6921 "\n"    "}"
6922 "\n"    "define s(x){"
6923 "\n"            "auto b,s,r,a,q,i"
6924 "\n"            "if(x<0)return(-s(-x))"
6925 "\n"            "b=ibase"
6926 "\n"            "ibase=A"
6927 "\n"            "s=scale"
6928 "\n"            "scale=1.1*s+2"
6929 "\n"            "a=a(1)"
6930 "\n"            "scale=0"
6931 "\n"            "q=(x/a+2)/4"
6932 "\n"            "x-=4*q*a"
6933 "\n"            "if(q%2)x=-x"
6934 "\n"            "scale=s+2"
6935 "\n"            "r=a=x"
6936 "\n"            "q=-x*x"
6937 "\n"            "for(i=3;a;i+=2){"
6938 "\n"                    "a*=q/(i*(i-1))"
6939 "\n"                    "r+=a"
6940 "\n"            "}"
6941 "\n"            "scale=s"
6942 "\n"            "ibase=b"
6943 "\n"            "return(r/1)"
6944 "\n"    "}"
6945 "\n"    "define c(x){"
6946 "\n"            "auto b,s"
6947 "\n"            "b=ibase"
6948 "\n"            "ibase=A"
6949 "\n"            "s=scale"
6950 "\n"            "scale*=1.2"
6951 "\n"            "x=s(2*a(1)+x)"
6952 "\n"            "scale=s"
6953 "\n"            "ibase=b"
6954 "\n"            "return(x/1)"
6955 "\n"    "}"
6956 "\n"    "define a(x){"
6957 "\n"            "auto b,s,r,n,a,m,t,f,i,u"
6958 "\n"            "b=ibase"
6959 "\n"            "ibase=A"
6960 "\n"            "n=1"
6961 "\n"            "if(x<0){"
6962 "\n"                    "n=-1"
6963 "\n"                    "x=-x"
6964 "\n"            "}"
6965 "\n"            "if(scale<65){"
6966 "\n"                    "if(x==1)return(.7853981633974483096156608458198757210492923498437764552437361480/n)"
6967 "\n"                    "if(x==.2)return(.1973955598498807583700497651947902934475851037878521015176889402/n)"
6968 "\n"            "}"
6969 "\n"            "s=scale"
6970 "\n"            "if(x>.2){"
6971 "\n"                    "scale+=5"
6972 "\n"                    "a=a(.2)"
6973 "\n"            "}"
6974 "\n"            "scale=s+3"
6975 "\n"            "while(x>.2){"
6976 "\n"                    "m+=1"
6977 "\n"                    "x=(x-.2)/(1+.2*x)"
6978 "\n"            "}"
6979 "\n"            "r=u=x"
6980 "\n"            "f=-x*x"
6981 "\n"            "t=1"
6982 "\n"            "for(i=3;t;i+=2){"
6983 "\n"                    "u*=f"
6984 "\n"                    "t=u/i"
6985 "\n"                    "r+=t"
6986 "\n"            "}"
6987 "\n"            "scale=s"
6988 "\n"            "ibase=b"
6989 "\n"            "return((m*a+r)/n)"
6990 "\n"    "}"
6991 "\n"    "define j(n,x){"
6992 "\n"            "auto b,s,o,a,i,v,f"
6993 "\n"            "b=ibase"
6994 "\n"            "ibase=A"
6995 "\n"            "s=scale"
6996 "\n"            "scale=0"
6997 "\n"            "n/=1"
6998 "\n"            "if(n<0){"
6999 "\n"                    "n=-n"
7000 "\n"                    "o=n%2"
7001 "\n"            "}"
7002 "\n"            "a=1"
7003 "\n"            "for(i=2;i<=n;++i)a*=i"
7004 "\n"            "scale=1.5*s"
7005 "\n"            "a=(x^n)/2^n/a"
7006 "\n"            "r=v=1"
7007 "\n"            "f=-x*x/4"
7008 "\n"            "scale+=length(a)-scale(a)"
7009 "\n"            "for(i=1;v;++i){"
7010 "\n"                    "v=v*f/i/(n+i)"
7011 "\n"                    "r+=v"
7012 "\n"            "}"
7013 "\n"            "scale=s"
7014 "\n"            "ibase=b"
7015 "\n"            "if(o)a=-a"
7016 "\n"            "return(a*r/1)"
7017 "\n"    "}"
7018 };
7019 #endif // ENABLE_BC
7020
7021 static BC_STATUS zbc_vm_exec(void)
7022 {
7023         char **fname;
7024         BcStatus s;
7025         size_t i;
7026
7027 #if ENABLE_BC
7028         if (option_mask32 & BC_FLAG_L) {
7029                 // We know that internal library is not buggy,
7030                 // thus error checking is normally disabled.
7031 # define DEBUG_LIB 0
7032                 bc_lex_file(&G.prs.l);
7033                 s = zbc_vm_process(bc_lib);
7034                 if (DEBUG_LIB && s) RETURN_STATUS(s);
7035         }
7036 #endif
7037
7038         s = BC_STATUS_SUCCESS;
7039         fname = (void*)G.files.v;
7040         for (i = 0; i < G.files.len; i++) {
7041                 s = zbc_vm_file(*fname++);
7042                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin && s) {
7043                         // Debug config, non-interactive mode:
7044                         // return all the way back to main.
7045                         // Non-debug builds do not come here
7046                         // in non-interactive mode, they exit.
7047                         RETURN_STATUS(s);
7048                 }
7049         }
7050
7051         if (IS_BC || (option_mask32 & BC_FLAG_I))
7052                 s = zbc_vm_execute_FILE(stdin, /*filename:*/ NULL);
7053
7054         RETURN_STATUS(s);
7055 }
7056 #define zbc_vm_exec(...) (zbc_vm_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
7057
7058 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7059 static void bc_program_free(void)
7060 {
7061         bc_vec_free(&G.prog.fns);
7062         IF_BC(bc_vec_free(&G.prog.fn_map);)
7063         bc_vec_free(&G.prog.vars);
7064         bc_vec_free(&G.prog.var_map);
7065         bc_vec_free(&G.prog.arrs);
7066         bc_vec_free(&G.prog.arr_map);
7067         IF_DC(bc_vec_free(&G.prog.strs);)
7068         IF_DC(bc_vec_free(&G.prog.consts);)
7069         bc_vec_free(&G.prog.results);
7070         bc_vec_free(&G.prog.exestack);
7071         IF_BC(bc_num_free(&G.prog.last);)
7072         IF_BC(bc_num_free(&G.prog.zero);)
7073         IF_BC(bc_num_free(&G.prog.one);)
7074         bc_vec_free(&G.input_buffer);
7075 }
7076
7077 static void bc_vm_free(void)
7078 {
7079         bc_vec_free(&G.files);
7080         bc_program_free();
7081         bc_parse_free(&G.prs);
7082         free(G.env_args);
7083 }
7084 #endif
7085
7086 static void bc_program_init(void)
7087 {
7088         BcInstPtr ip;
7089
7090         // memset(&G.prog, 0, sizeof(G.prog)); - already is
7091         memset(&ip, 0, sizeof(BcInstPtr));
7092
7093         // G.prog.nchars = G.prog.scale = 0; - already is
7094         G.prog.ib_t = 10;
7095         G.prog.ob_t = 10;
7096
7097         IF_BC(bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.last);)
7098         //IF_BC(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         IF_BC(bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.one);)
7104         IF_BC(bc_num_one(&G.prog.one);)
7105
7106         bc_vec_init(&G.prog.fns, sizeof(BcFunc), bc_func_free);
7107         IF_BC(bc_vec_init(&G.prog.fn_map, sizeof(BcId), bc_id_free);)
7108
7109         if (IS_BC) {
7110                 // Names are chosen simply to be distinct and never match
7111                 // a valid function name (and be short)
7112                 IF_BC(bc_program_addFunc(xstrdup(""))); // func #0: main
7113                 IF_BC(bc_program_addFunc(xstrdup("1"))); // func #1: for read()
7114         } else {
7115                 // in dc, functions have no names
7116                 bc_program_add_fn();
7117                 bc_program_add_fn();
7118         }
7119
7120         bc_vec_init(&G.prog.vars, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7121         bc_vec_init(&G.prog.var_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7122
7123         bc_vec_init(&G.prog.arrs, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7124         bc_vec_init(&G.prog.arr_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7125
7126         IF_DC(bc_vec_init(&G.prog.strs, sizeof(char *), bc_string_free);)
7127         IF_DC(bc_vec_init(&G.prog.consts, sizeof(char *), bc_string_free);)
7128         bc_vec_init(&G.prog.results, sizeof(BcResult), bc_result_free);
7129         bc_vec_init(&G.prog.exestack, sizeof(BcInstPtr), NULL);
7130         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
7131
7132         bc_char_vec_init(&G.input_buffer);
7133 }
7134
7135 static int bc_vm_init(const char *env_len)
7136 {
7137 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
7138         G.line_input_state = new_line_input_t(DO_HISTORY);
7139 #endif
7140         G.prog.len = bc_vm_envLen(env_len);
7141
7142         bc_vec_init(&G.files, sizeof(char *), NULL);
7143         IF_BC(if (IS_BC) bc_vm_envArgs();)
7144         bc_program_init();
7145         bc_parse_create(&G.prs, BC_PROG_MAIN);
7146
7147 //TODO: in GNU bc, the check is (isatty(0) && isatty(1)),
7148 //-i option unconditionally enables this regardless of isatty():
7149         if (isatty(0)) {
7150 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
7151                 G_ttyin = 1;
7152                 // With SA_RESTART, most system calls will restart
7153                 // (IOW: they won't fail with EINTR).
7154                 // In particular, this means ^C won't cause
7155                 // stdout to get into "error state" if SIGINT hits
7156                 // within write() syscall.
7157                 //
7158                 // The downside is that ^C while tty input is taken
7159                 // will only be handled after [Enter] since read()
7160                 // from stdin is not interrupted by ^C either,
7161                 // it restarts, thus fgetc() does not return on ^C.
7162                 // (This problem manifests only if line editing is disabled)
7163                 signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7164
7165                 // Without SA_RESTART, this exhibits a bug:
7166                 // "while (1) print 1" and try ^C-ing it.
7167                 // Intermittently, instead of returning to input line,
7168                 // you'll get "output error: Interrupted system call"
7169                 // and exit.
7170                 //signal_no_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7171 #endif
7172                 return 1; // "tty"
7173         }
7174         return 0; // "not a tty"
7175 }
7176
7177 static BcStatus bc_vm_run(void)
7178 {
7179         BcStatus st = zbc_vm_exec();
7180 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7181         if (G_exiting) // it was actually "halt" or "quit"
7182                 st = EXIT_SUCCESS;
7183         bc_vm_free();
7184 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
7185         free_line_input_t(G.line_input_state);
7186 # endif
7187         FREE_G();
7188 #endif
7189         dbg_exec("exiting with exitcode %d", st);
7190         return st;
7191 }
7192
7193 #if ENABLE_BC
7194 int bc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7195 int bc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7196 {
7197         int is_tty;
7198
7199         INIT_G();
7200
7201         is_tty = bc_vm_init("BC_LINE_LENGTH");
7202
7203         bc_args(argv);
7204
7205         if (is_tty && !(option_mask32 & BC_FLAG_Q))
7206                 bc_vm_info();
7207
7208         return bc_vm_run();
7209 }
7210 #endif
7211
7212 #if ENABLE_DC
7213 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7214 int dc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7215 {
7216         int noscript;
7217
7218         INIT_G();
7219
7220         // TODO: dc (GNU bc 1.07.1) 1.4.1 seems to use width
7221         // 1 char wider than bc from the same package.
7222         // Both default width, and xC_LINE_LENGTH=N are wider:
7223         // "DC_LINE_LENGTH=5 dc -e'123456 p'" prints:
7224         //      |1234\   |
7225         //      |56      |
7226         // "echo '123456' | BC_LINE_LENGTH=5 bc" prints:
7227         //      |123\    |
7228         //      |456     |
7229         // Do the same, or it's a bug?
7230         bc_vm_init("DC_LINE_LENGTH");
7231
7232         // Run -e'SCRIPT' and -fFILE in order of appearance, then handle FILEs
7233         noscript = BC_FLAG_I;
7234         for (;;) {
7235                 int n = getopt(argc, argv, "e:f:x");
7236                 if (n <= 0)
7237                         break;
7238                 switch (n) {
7239                 case 'e':
7240                         noscript = 0;
7241                         n = zbc_vm_process(optarg);
7242                         if (n) return n;
7243                         break;
7244                 case 'f':
7245                         noscript = 0;
7246                         n = zbc_vm_file(optarg);
7247                         if (n) return n;
7248                         break;
7249                 case 'x':
7250                         option_mask32 |= DC_FLAG_X;
7251                         break;
7252                 default:
7253                         bb_show_usage();
7254                 }
7255         }
7256         argv += optind;
7257
7258         while (*argv) {
7259                 noscript = 0;
7260                 bc_vec_push(&G.files, argv++);
7261         }
7262
7263         option_mask32 |= noscript; // set BC_FLAG_I if we need to interpret stdin
7264
7265         return bc_vm_run();
7266 }
7267 #endif
7268
7269 #endif // not DC_SMALL