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