miscutils/bc.c

   1 /* vi: set sw=4 ts=4: */
   2 /*
   3  * Licensed under GPLv2 or later, see file LICENSE in this source tree.
   4  * Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors.
   5  */
   6 //config:config BC
   7 //config:       bool "bc (45 kb; 49 kb when combined with dc)"
   8 //config:       default y
   9 //config:       help
  10 //config:       bc is a command-line, arbitrary-precision calculator with a
  11 //config:       Turing-complete language. See the GNU bc manual
  12 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html) and bc spec
  13 //config:       (http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/bc.html).
  14 //config:
  15 //config:       This bc has five differences to the GNU bc:
  16 //config:         1) The period (.) is a shortcut for "last", as in the BSD bc.
  17 //config:         2) Arrays are copied before being passed as arguments to
  18 //config:            functions. This behavior is required by the bc spec.
  19 //config:         3) Arrays can be passed to the builtin "length" function to get
  20 //config:            the number of elements in the array. This prints "1":
  21 //config:               a[0] = 0; length(a[])
  22 //config:         4) The precedence of the boolean "not" operator (!) is equal to
  23 //config:            that of the unary minus (-) negation operator. This still
  24 //config:            allows POSIX-compliant scripts to work while somewhat
  25 //config:            preserving expected behavior (versus C) and making parsing
  26 //config:            easier.
  27 //config:         5) "read()" accepts expressions, not only numeric literals.
  28 //config:
  29 //config:       Options:
  30 //config:         -i  --interactive  force interactive mode
  31 //config:         -q  --quiet        don't print version and copyright
  32 //config:         -s  --standard     error if any non-POSIX extensions are used
  33 //config:         -w  --warn         warn if any non-POSIX extensions are used
  34 //config:         -l  --mathlib      use predefined math routines:
  35 //config:               s(expr) sine in radians
  36 //config:               c(expr) cosine in radians
  37 //config:               a(expr) arctangent, returning radians
  38 //config:               l(expr) natural log
  39 //config:               e(expr) raises e to the power of expr
  40 //config:               j(n, x) Bessel function of integer order n of x
  41 //config:
  42 //config:config DC
  43 //config:       bool "dc (38 kb; 49 kb when combined with bc)"
  44 //config:       default y
  45 //config:       help
  46 //config:       dc is a reverse-polish notation command-line calculator which
  47 //config:       supports unlimited precision arithmetic. See the FreeBSD man page
  48 //config:       (https://www.unix.com/man-page/FreeBSD/1/dc/) and GNU dc manual
  49 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/dc-1.05/html_mono/dc.html).
  50 //config:
  51 //config:       This dc has a few differences from the two above:
  52 //config:         1) When printing a byte stream (command "P"), this dc follows what
  53 //config:            the FreeBSD dc does.
  54 //config:         2) Implements the GNU extensions for divmod ("~") and
  55 //config:            modular exponentiation ("|").
  56 //config:         3) Implements all FreeBSD extensions, except for "J" and "M".
  57 //config:         4) Like the FreeBSD dc, this dc supports extended registers.
  58 //config:            However, they are implemented differently. When it encounters
  59 //config:            whitespace where a register should be, it skips the whitespace.
  60 //config:            If the character following is not a lowercase letter, an error
  61 //config:            is issued. Otherwise, the register name is parsed by the
  62 //config:            following regex:
  63 //config:               [a-z][a-z0-9_]*
  64 //config:            This generally means that register names will be surrounded by
  65 //config:            whitespace. Examples:
  66 //config:               l idx s temp L index S temp2 < do_thing
  67 //config:            Also note that, like the FreeBSD dc, extended registers are not
  68 //config:            allowed unless the "-x" option is given.
  69 //config:
  70 //config:config FEATURE_DC_SMALL
  71 //config:       bool "Minimal dc implementation (4.2 kb), not using bc code base"
  72 //config:       depends on DC && !BC
  73 //config:       default n
  74 //config:
  75 //config:config FEATURE_DC_LIBM
  76 //config:       bool "Enable power and exp functions (requires libm)"
  77 //config:       default y
  78 //config:       depends on FEATURE_DC_SMALL
  79 //config:       help
  80 //config:       Enable power and exp functions.
  81 //config:       NOTE: This will require libm to be present for linking.
  82 //config:
  83 //config:config FEATURE_BC_SIGNALS
  84 //config:       bool "Interactive mode (+4kb)"
  85 //config:       default y
  86 //config:       depends on (BC || DC) && !FEATURE_DC_SMALL
  87 //config:       help
  88 //config:       Enable interactive mode: when started on a tty,
  89 //config:       ^C interrupts execution and returns to command line,
  90 //config:       errors also return to command line instead of exiting,
  91 //config:       line editing with history is available.
  92 //config:
  93 //config:       With this option off, input can still be taken from tty,
  94 //config:       but all errors are fatal, ^C is fatal,
  95 //config:       tty is treated exactly the same as any other
  96 //config:       standard input (IOW: no line editing).
  97 //config:
  98 //config:config FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
  99 //config:       bool "Enable bc/dc long options"
 100 //config:       default y
 101 //config:       depends on (BC || DC) && !FEATURE_DC_SMALL
 102 //config:       help
 103 //config:       Enable long options for bc and dc.
 104
 105 //applet:IF_BC(APPLET(bc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 106 //applet:IF_DC(APPLET(dc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 107
 108 //kbuild:lib-$(CONFIG_BC) += bc.o
 109 //kbuild:lib-$(CONFIG_DC) += bc.o
 110
 111 //See www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html
 112 //usage:#define bc_trivial_usage
 113 //usage:       "[-sqlw] FILE..."
 114 //usage:
 115 //usage:#define bc_full_usage "\n"
 116 //usage:     "\nArbitrary precision calculator"
 117 //usage:     "\n"
 118 ///////:     "\n        -i      Interactive" - has no effect for now
 119 //usage:     "\n        -q      Quiet"
 120 //usage:     "\n        -l      Load standard math library"
 121 //usage:     "\n        -s      Be POSIX compatible"
 122 //usage:     "\n        -w      Warn if extensions are used"
 123 ///////:     "\n        -v      Version"
 124 //usage:     "\n"
 125 //usage:     "\n$BC_LINE_LENGTH changes output width"
 126 //usage:
 127 //usage:#define bc_example_usage
 128 //usage:       "3 + 4.129\n"
 129 //usage:       "1903 - 2893\n"
 130 //usage:       "-129 * 213.28935\n"
 131 //usage:       "12 / -1932\n"
 132 //usage:       "12 % 12\n"
 133 //usage:       "34 ^ 189\n"
 134 //usage:       "scale = 13\n"
 135 //usage:       "ibase = 2\n"
 136 //usage:       "obase = A\n"
 137 //usage:
 138 //usage:#define dc_trivial_usage
 139 //usage:       IF_NOT_FEATURE_DC_SMALL("[-x] ")"[-eSCRIPT]... [-fFILE]... [FILE]..."
 140 //usage:
 141 //usage:#define dc_full_usage "\n"
 142 //usage:     "\nTiny RPN calculator. Operations:"
 143 //usage:     "\n+, -, *, /, %, ~, ^," IF_NOT_FEATURE_DC_SMALL(" |,")
 144 //usage:     "\np - print top of the stack (without popping)"
 145 //usage:     "\nf - print entire stack"
 146 //usage:     "\nk - pop the value and set the precision"
 147 //usage:     "\ni - pop the value and set input radix"
 148 //usage:     "\no - pop the value and set output radix"
 149 //usage:     "\nExamples: dc -e'2 2 + p' -> 4, dc -e'8 8 * 2 2 + / p' -> 16"
 150 //usage:
 151 //usage:#define dc_example_usage
 152 //usage:       "$ dc -e'2 2 + p'\n"
 153 //usage:       "4\n"
 154 //usage:       "$ dc -e'8 8 \\* 2 2 + / p'\n"
 155 //usage:       "16\n"
 156 //usage:       "$ dc -e'0 1 & p'\n"
 157 //usage:       "0\n"
 158 //usage:       "$ dc -e'0 1 | p'\n"
 159 //usage:       "1\n"
 160 //usage:       "$ echo '72 9 / 8 * p' | dc\n"
 161 //usage:       "64\n"
 162
 163 #include "libbb.h"
 164 #include "common_bufsiz.h"
 165
 166 #if ENABLE_FEATURE_DC_SMALL
 167 # include "dc.c"
 168 #else
 169
 170 #define DEBUG_LEXER   0
 171 #define DEBUG_COMPILE 0
 172 #define DEBUG_EXEC    0
 173
 174 #if DEBUG_LEXER
 175 static uint8_t lex_indent;
 176 #define dbg_lex(...) \
 177         do { \
 178                 fprintf(stderr, "%*s", lex_indent, ""); \
 179                 bb_error_msg(__VA_ARGS__); \
 180         } while (0)
 181 #define dbg_lex_enter(...) \
 182         do { \
 183                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
 184                 lex_indent++; \
 185         } while (0)
 186 #define dbg_lex_done(...) \
 187         do { \
 188                 lex_indent--; \
 189                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
 190         } while (0)
 191 #else
 192 # define dbg_lex(...)       ((void)0)
 193 # define dbg_lex_enter(...) ((void)0)
 194 # define dbg_lex_done(...)  ((void)0)
 195 #endif
 196
 197 #if DEBUG_COMPILE
 198 # define dbg_compile(...) bb_error_msg(__VA_ARGS__)
 199 #else
 200 # define dbg_compile(...) ((void)0)
 201 #endif
 202
 203 #if DEBUG_EXEC
 204 # define dbg_exec(...) bb_error_msg(__VA_ARGS__)
 205 #else
 206 # define dbg_exec(...) ((void)0)
 207 #endif
 208
 209 typedef enum BcStatus {
 210         BC_STATUS_SUCCESS = 0,
 211         BC_STATUS_FAILURE = 1,
 212         BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP = 2, // bc_parse_expr_empty_ok() uses this
 213 } BcStatus;
 214
 215 #define BC_VEC_INVALID_IDX ((size_t) -1)
 216 #define BC_VEC_START_CAP (1 << 5)
 217
 218 typedef void (*BcVecFree)(void *) FAST_FUNC;
 219
 220 typedef struct BcVec {
 221         char *v;
 222         size_t len;
 223         size_t cap;
 224         size_t size;
 225         BcVecFree dtor;
 226 } BcVec;
 227
 228 typedef signed char BcDig;
 229
 230 typedef struct BcNum {
 231         BcDig *restrict num;
 232         size_t rdx;
 233         size_t len;
 234         size_t cap;
 235         bool neg;
 236 } BcNum;
 237
 238 #define BC_NUM_MAX_IBASE        ((unsigned long) 16)
 239 // larger value might speed up BIGNUM calculations a bit:
 240 #define BC_NUM_DEF_SIZE         (16)
 241 #define BC_NUM_PRINT_WIDTH      (69)
 242
 243 #define BC_NUM_KARATSUBA_LEN    (32)
 244
 245 typedef enum BcInst {
 246 #if ENABLE_BC
 247         BC_INST_INC_PRE,
 248         BC_INST_DEC_PRE,
 249         BC_INST_INC_POST,
 250         BC_INST_DEC_POST,
 251 #endif
 252
 253         BC_INST_NEG,
 254
 255         BC_INST_POWER,
 256         BC_INST_MULTIPLY,
 257         BC_INST_DIVIDE,
 258         BC_INST_MODULUS,
 259         BC_INST_PLUS,
 260         BC_INST_MINUS,
 261
 262         BC_INST_REL_EQ,
 263         BC_INST_REL_LE,
 264         BC_INST_REL_GE,
 265         BC_INST_REL_NE,
 266         BC_INST_REL_LT,
 267         BC_INST_REL_GT,
 268
 269         BC_INST_BOOL_NOT,
 270         BC_INST_BOOL_OR,
 271         BC_INST_BOOL_AND,
 272
 273 #if ENABLE_BC
 274         BC_INST_ASSIGN_POWER,
 275         BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY,
 276         BC_INST_ASSIGN_DIVIDE,
 277         BC_INST_ASSIGN_MODULUS,
 278         BC_INST_ASSIGN_PLUS,
 279         BC_INST_ASSIGN_MINUS,
 280 #endif
 281         BC_INST_ASSIGN,
 282
 283         BC_INST_NUM,
 284         BC_INST_VAR,
 285         BC_INST_ARRAY_ELEM,
 286         BC_INST_ARRAY,
 287
 288         BC_INST_SCALE_FUNC,
 289         BC_INST_IBASE,
 290         BC_INST_SCALE,
 291         BC_INST_LAST,
 292         BC_INST_LENGTH,
 293         BC_INST_READ,
 294         BC_INST_OBASE,
 295         BC_INST_SQRT,
 296
 297         BC_INST_PRINT,
 298         BC_INST_PRINT_POP,
 299         BC_INST_STR,
 300         BC_INST_PRINT_STR,
 301
 302 #if ENABLE_BC
 303         BC_INST_JUMP,
 304         BC_INST_JUMP_ZERO,
 305
 306         BC_INST_CALL,
 307
 308         BC_INST_RET,
 309         BC_INST_RET0,
 310
 311         BC_INST_HALT,
 312 #endif
 313
 314         BC_INST_POP,
 315         BC_INST_POP_EXEC,
 316
 317 #if ENABLE_DC
 318         BC_INST_MODEXP,
 319         BC_INST_DIVMOD,
 320
 321         BC_INST_EXECUTE,
 322         BC_INST_EXEC_COND,
 323
 324         BC_INST_ASCIIFY,
 325         BC_INST_PRINT_STREAM,
 326
 327         BC_INST_PRINT_STACK,
 328         BC_INST_CLEAR_STACK,
 329         BC_INST_STACK_LEN,
 330         BC_INST_DUPLICATE,
 331         BC_INST_SWAP,
 332
 333         BC_INST_LOAD,
 334         BC_INST_PUSH_VAR,
 335         BC_INST_PUSH_TO_VAR,
 336
 337         BC_INST_QUIT,
 338         BC_INST_NQUIT,
 339
 340         BC_INST_INVALID = -1,
 341 #endif
 342 } BcInst;
 343
 344 typedef struct BcId {
 345         char *name;
 346         size_t idx;
 347 } BcId;
 348
 349 typedef struct BcFunc {
 350         BcVec code;
 351         BcVec labels;
 352         size_t nparams;
 353         BcVec autos;
 354 } BcFunc;
 355
 356 typedef enum BcResultType {
 357         BC_RESULT_TEMP,
 358
 359         BC_RESULT_VAR,
 360         BC_RESULT_ARRAY_ELEM,
 361         BC_RESULT_ARRAY,
 362
 363         BC_RESULT_STR,
 364
 365         BC_RESULT_IBASE,
 366         BC_RESULT_SCALE,
 367         BC_RESULT_LAST,
 368
 369         // These are between to calculate ibase, obase, and last from instructions.
 370         BC_RESULT_CONSTANT,
 371         BC_RESULT_ONE,
 372
 373         BC_RESULT_OBASE,
 374 } BcResultType;
 375
 376 typedef union BcResultData {
 377         BcNum n;
 378         BcVec v;
 379         BcId id;
 380 } BcResultData;
 381
 382 typedef struct BcResult {
 383         BcResultType t;
 384         BcResultData d;
 385 } BcResult;
 386
 387 typedef struct BcInstPtr {
 388         size_t func;
 389         size_t idx;
 390         size_t len;
 391 } BcInstPtr;
 392
 393 // BC_LEX_NEG is not used in lexing; it is only for parsing.
 394 typedef enum BcLexType {
 395         BC_LEX_EOF,
 396         BC_LEX_INVALID,
 397
 398         BC_LEX_OP_INC,
 399         BC_LEX_OP_DEC,
 400
 401         BC_LEX_NEG,
 402
 403         BC_LEX_OP_POWER,
 404         BC_LEX_OP_MULTIPLY,
 405         BC_LEX_OP_DIVIDE,
 406         BC_LEX_OP_MODULUS,
 407         BC_LEX_OP_PLUS,
 408         BC_LEX_OP_MINUS,
 409
 410         BC_LEX_OP_REL_EQ,
 411         BC_LEX_OP_REL_LE,
 412         BC_LEX_OP_REL_GE,
 413         BC_LEX_OP_REL_NE,
 414         BC_LEX_OP_REL_LT,
 415         BC_LEX_OP_REL_GT,
 416
 417         BC_LEX_OP_BOOL_NOT,
 418         BC_LEX_OP_BOOL_OR,
 419         BC_LEX_OP_BOOL_AND,
 420
 421         BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER,
 422         BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY,
 423         BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE,
 424         BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS,
 425         BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS,
 426         BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS,
 427         BC_LEX_OP_ASSIGN,
 428
 429         BC_LEX_NLINE,
 430         BC_LEX_WHITESPACE,
 431
 432         BC_LEX_LPAREN,
 433         BC_LEX_RPAREN,
 434
 435         BC_LEX_LBRACKET,
 436         BC_LEX_COMMA,
 437         BC_LEX_RBRACKET,
 438
 439         BC_LEX_LBRACE, // '{' is 0x7B, '}' is 0x7D,
 440         BC_LEX_SCOLON,
 441         BC_LEX_RBRACE, // should be LBRACE+2: code uses (c - '{' + BC_LEX_LBRACE)
 442
 443         BC_LEX_STR,
 444         BC_LEX_NAME,
 445         BC_LEX_NUMBER,
 446
 447         BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 448         BC_LEX_KEY_AUTO = BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 449         BC_LEX_KEY_BREAK,
 450         BC_LEX_KEY_CONTINUE,
 451         BC_LEX_KEY_DEFINE,
 452         BC_LEX_KEY_ELSE,
 453         BC_LEX_KEY_FOR,
 454         BC_LEX_KEY_HALT,
 455         // code uses "type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE" construct,
 456         BC_LEX_KEY_IBASE,  // relative order should match for: BC_INST_IBASE
 457         BC_LEX_KEY_IF,
 458         BC_LEX_KEY_LAST,   // relative order should match for: BC_INST_LAST
 459         BC_LEX_KEY_LENGTH,
 460         BC_LEX_KEY_LIMITS,
 461         BC_LEX_KEY_OBASE,  // relative order should match for: BC_INST_OBASE
 462         BC_LEX_KEY_PRINT,
 463         BC_LEX_KEY_QUIT,
 464         BC_LEX_KEY_READ,
 465         BC_LEX_KEY_RETURN,
 466         BC_LEX_KEY_SCALE,
 467         BC_LEX_KEY_SQRT,
 468         BC_LEX_KEY_WHILE,
 469
 470 #if ENABLE_DC
 471         BC_LEX_EQ_NO_REG,
 472         BC_LEX_OP_MODEXP,
 473         BC_LEX_OP_DIVMOD,
 474
 475         BC_LEX_COLON,
 476         BC_LEX_ELSE,
 477         BC_LEX_EXECUTE,
 478         BC_LEX_PRINT_STACK,
 479         BC_LEX_CLEAR_STACK,
 480         BC_LEX_STACK_LEVEL,
 481         BC_LEX_DUPLICATE,
 482         BC_LEX_SWAP,
 483         BC_LEX_POP,
 484
 485         BC_LEX_ASCIIFY,
 486         BC_LEX_PRINT_STREAM,
 487
 488         BC_LEX_STORE_IBASE,
 489         BC_LEX_STORE_SCALE,
 490         BC_LEX_LOAD,
 491         BC_LEX_LOAD_POP,
 492         BC_LEX_STORE_PUSH,
 493         BC_LEX_STORE_OBASE,
 494         BC_LEX_PRINT_POP,
 495         BC_LEX_NQUIT,
 496         BC_LEX_SCALE_FACTOR,
 497 #endif
 498 } BcLexType;
 499 // must match order of BC_LEX_KEY_foo etc above
 500 #if ENABLE_BC
 501 struct BcLexKeyword {
 502         char name8[8];
 503 };
 504 #define BC_LEX_KW_ENTRY(a, b) \
 505         { .name8 = a /*, .posix = b */ }
 506 static const struct BcLexKeyword bc_lex_kws[20] = {
 507         BC_LEX_KW_ENTRY("auto"    , 1), // 0
 508         BC_LEX_KW_ENTRY("break"   , 1), // 1
 509         BC_LEX_KW_ENTRY("continue", 0), // 2 note: this one has no terminating NUL
 510         BC_LEX_KW_ENTRY("define"  , 1), // 3
 511         BC_LEX_KW_ENTRY("else"    , 0), // 4
 512         BC_LEX_KW_ENTRY("for"     , 1), // 5
 513         BC_LEX_KW_ENTRY("halt"    , 0), // 6
 514         BC_LEX_KW_ENTRY("ibase"   , 1), // 7
 515         BC_LEX_KW_ENTRY("if"      , 1), // 8
 516         BC_LEX_KW_ENTRY("last"    , 0), // 9
 517         BC_LEX_KW_ENTRY("length"  , 1), // 10
 518         BC_LEX_KW_ENTRY("limits"  , 0), // 11
 519         BC_LEX_KW_ENTRY("obase"   , 1), // 12
 520         BC_LEX_KW_ENTRY("print"   , 0), // 13
 521         BC_LEX_KW_ENTRY("quit"    , 1), // 14
 522         BC_LEX_KW_ENTRY("read"    , 0), // 15
 523         BC_LEX_KW_ENTRY("return"  , 1), // 16
 524         BC_LEX_KW_ENTRY("scale"   , 1), // 17
 525         BC_LEX_KW_ENTRY("sqrt"    , 1), // 18
 526         BC_LEX_KW_ENTRY("while"   , 1), // 19
 527 };
 528 #undef BC_LEX_KW_ENTRY
 529 #define STRING_if    (bc_lex_kws[8].name8)
 530 #define STRING_else  (bc_lex_kws[4].name8)
 531 #define STRING_while (bc_lex_kws[19].name8)
 532 #define STRING_for   (bc_lex_kws[5].name8)
 533 enum {
 534         POSIX_KWORD_MASK = 0
 535                 | (1 << 0)  // 0
 536                 | (1 << 1)  // 1
 537                 | (0 << 2)  // 2
 538                 | (1 << 3)  // 3
 539                 | (0 << 4)  // 4
 540                 | (1 << 5)  // 5
 541                 | (0 << 6)  // 6
 542                 | (1 << 7)  // 7
 543                 | (1 << 8)  // 8
 544                 | (0 << 9)  // 9
 545                 | (1 << 10) // 10
 546                 | (0 << 11) // 11
 547                 | (1 << 12) // 12
 548                 | (0 << 13) // 13
 549                 | (1 << 14) // 14
 550                 | (0 << 15) // 15
 551                 | (1 << 16) // 16
 552                 | (1 << 17) // 17
 553                 | (1 << 18) // 18
 554                 | (1 << 19) // 19
 555 };
 556 #define bc_lex_kws_POSIX(i) ((1 << (i)) & POSIX_KWORD_MASK)
 557
 558 // This is a bit array that corresponds to token types. An entry is
 559 // true if the token is valid in an expression, false otherwise.
 560 // Used to figure out when expr parsing should stop *without error message*
 561 // - 0 element indicates this condition. 1 means "this token is to be eaten
 562 // as part of the expression", token can them still be determined to be invalid
 563 // by later processing.
 564 enum {
 565 #define EXBITS(a,b,c,d,e,f,g,h) \
 566         ((uint64_t)((a << 0)+(b << 1)+(c << 2)+(d << 3)+(e << 4)+(f << 5)+(g << 6)+(h << 7)))
 567         BC_PARSE_EXPRS_BITS = 0
 568         + (EXBITS(0,0,1,1,1,1,1,1) << (0*8)) //  0: eof    inval ++    --     -     ^     *    /
 569         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (1*8)) //  8: %      +     -     ==     <=    >=    !=   <
 570         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (2*8)) // 16: >      !     ||    &&     ^=    *=    /=   %=
 571         + (EXBITS(1,1,1,0,0,1,1,0) << (3*8)) // 24: +=     -=    =     NL     WS    (     )    [
 572         + (EXBITS(0,0,0,0,0,0,1,1) << (4*8)) // 32: ,      ]     {     ;      }     STR   NAME NUM
 573         + (EXBITS(0,0,0,0,0,0,0,1) << (5*8)) // 40: auto   break cont  define else  for   halt ibase
 574         + (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?
 575         + (EXBITS(0,1,1,0,0,0,0,0) << (7*8)) // 56: return scale sqrt  while
 576 #undef EXBITS
 577 };
 578 static ALWAYS_INLINE long bc_parse_exprs(unsigned i)
 579 {
 580 #if ULONG_MAX > 0xffffffff
 581         // 64-bit version (will not work correctly for 32-bit longs!)
 582         return BC_PARSE_EXPRS_BITS & (1UL << i);
 583 #else
 584         // 32-bit version
 585         unsigned long m = (uint32_t)BC_PARSE_EXPRS_BITS;
 586         if (i >= 32) {
 587                 m = (uint32_t)(BC_PARSE_EXPRS_BITS >> 32);
 588                 i &= 31;
 589         }
 590         return m & (1UL << i);
 591 #endif
 592 }
 593
 594 // This is an array of data for operators that correspond to
 595 // [BC_LEX_OP_INC...BC_LEX_OP_ASSIGN] token types.
 596 static const uint8_t bc_parse_ops[] = {
 597 #define OP(p,l) ((int)(l) * 0x10 + (p))
 598         OP(0, false), OP( 0, false ), // inc dec
 599         OP(1, false), // neg
 600         OP(2, false), // pow
 601         OP(3, true ), OP( 3, true  ), OP( 3, true  ), // mul div mod
 602         OP(4, true ), OP( 4, true  ), // + -
 603         OP(6, true ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true ), // == <= >= != < >
 604         OP(1, false), // not
 605         OP(7, true ), OP( 7, true  ), // or and
 606         OP(5, false), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), // ^= *= /= %= +=
 607         OP(5, false), OP( 5, false ), // -= =
 608 #undef OP
 609 };
 610 #define bc_parse_op_PREC(i) (bc_parse_ops[i] & 0x0f)
 611 #define bc_parse_op_LEFT(i) (bc_parse_ops[i] & 0x10)
 612 #endif // ENABLE_BC
 613
 614 #if ENABLE_DC
 615 static const //BcInst - should be this type. Using signed narrow type since BC_INST_INVALID is -1
 616 int8_t
 617 dc_parse_insts[] = {
 618         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 619         BC_INST_INVALID, BC_INST_POWER, BC_INST_MULTIPLY, BC_INST_DIVIDE,
 620         BC_INST_MODULUS, BC_INST_PLUS, BC_INST_MINUS,
 621         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 622         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 623         BC_INST_BOOL_NOT, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 624         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 625         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 626         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GT, BC_INST_INVALID,
 627         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 628         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 629         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 630         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 631         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_IBASE,
 632         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_LENGTH, BC_INST_INVALID,
 633         BC_INST_OBASE, BC_INST_PRINT, BC_INST_QUIT, BC_INST_INVALID,
 634         BC_INST_INVALID, BC_INST_SCALE, BC_INST_SQRT, BC_INST_INVALID,
 635         BC_INST_REL_EQ, BC_INST_MODEXP, BC_INST_DIVMOD, BC_INST_INVALID,
 636         BC_INST_INVALID, BC_INST_EXECUTE, BC_INST_PRINT_STACK, BC_INST_CLEAR_STACK,
 637         BC_INST_STACK_LEN, BC_INST_DUPLICATE, BC_INST_SWAP, BC_INST_POP,
 638         BC_INST_ASCIIFY, BC_INST_PRINT_STREAM, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 639         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 640         BC_INST_PRINT, BC_INST_NQUIT, BC_INST_SCALE_FUNC,
 641 };
 642 #endif // ENABLE_DC
 643
 644
 645 typedef struct BcLex {
 646         const char *buf;
 647         size_t i;
 648         size_t line;
 649         size_t len;
 650         bool newline;
 651         struct {
 652                 BcLexType t;
 653                 BcLexType last;
 654                 BcVec v;
 655         } t;
 656 } BcLex;
 657
 658 #define BC_PARSE_STREND              ((char) UCHAR_MAX)
 659
 660 #define BC_PARSE_REL                 (1 << 0)
 661 #define BC_PARSE_PRINT               (1 << 1)
 662 #define BC_PARSE_NOCALL              (1 << 2)
 663 #define BC_PARSE_NOREAD              (1 << 3)
 664 #define BC_PARSE_ARRAY               (1 << 4)
 665
 666 typedef struct BcParse {
 667         BcLex l;
 668
 669         BcVec exits;
 670         BcVec conds;
 671
 672         BcVec ops;
 673
 674         BcFunc *func;
 675         size_t fidx;
 676
 677         size_t in_funcdef;
 678 } BcParse;
 679
 680 typedef struct BcProgram {
 681         size_t len;
 682         size_t scale;
 683
 684         size_t ib_t;
 685         size_t ob_t;
 686         BcNum ob;
 687
 688 #if ENABLE_DC
 689         BcNum strmb;
 690 #endif
 691
 692         BcVec results;
 693         BcVec exestack;
 694
 695         BcVec fns;
 696         BcVec fn_map;
 697
 698         BcVec vars;
 699         BcVec var_map;
 700
 701         BcVec arrs;
 702         BcVec arr_map;
 703
 704         BcVec strs;
 705         BcVec consts;
 706
 707         const char *file;
 708
 709         BcNum last;
 710         BcNum zero;
 711         BcNum one;
 712
 713         size_t nchars;
 714 } BcProgram;
 715
 716 #define BC_PROG_STACK(s, n) ((s)->len >= ((size_t) n))
 717
 718 #define BC_PROG_MAIN (0)
 719 #define BC_PROG_READ (1)
 720 #if ENABLE_DC
 721 #define BC_PROG_REQ_FUNCS (2)
 722 #endif
 723
 724 #define BC_PROG_STR(n) (!(n)->num && !(n)->cap)
 725 #define BC_PROG_NUM(r, n) \
 726         ((r)->t != BC_RESULT_ARRAY && (r)->t != BC_RESULT_STR && !BC_PROG_STR(n))
 727
 728 #define BC_FLAG_W (1 << 0)
 729 #define BC_FLAG_V (1 << 1)
 730 #define BC_FLAG_S (1 << 2)
 731 #define BC_FLAG_Q (1 << 3)
 732 #define BC_FLAG_L (1 << 4)
 733 #define BC_FLAG_I (1 << 5)
 734 #define DC_FLAG_X (1 << 6)
 735
 736 #define BC_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
 737 #define BC_MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
 738
 739 #define BC_MAX_OBASE    ((unsigned) 999)
 740 #define BC_MAX_DIM      ((unsigned) INT_MAX)
 741 #define BC_MAX_SCALE    ((unsigned) UINT_MAX)
 742 #define BC_MAX_STRING   ((unsigned) UINT_MAX - 1)
 743 #define BC_MAX_NUM      BC_MAX_STRING
 744 // Unused apart from "limits" message. Just show a "biggish number" there.
 745 //#define BC_MAX_NAME     BC_MAX_STRING
 746 //#define BC_MAX_EXP      ((unsigned long) LONG_MAX)
 747 //#define BC_MAX_VARS     ((unsigned long) SIZE_MAX - 1)
 748 #define BC_MAX_NAME_STR "999999999"
 749 #define BC_MAX_EXP_STR  "999999999"
 750 #define BC_MAX_VARS_STR "999999999"
 751
 752 #define BC_MAX_OBASE_STR "999"
 753
 754 #if INT_MAX == 2147483647
 755 # define BC_MAX_DIM_STR "2147483647"
 756 #elif INT_MAX == 9223372036854775807
 757 # define BC_MAX_DIM_STR "9223372036854775807"
 758 #else
 759 # error Strange INT_MAX
 760 #endif
 761
 762 #if UINT_MAX == 4294967295
 763 # define BC_MAX_SCALE_STR  "4294967295"
 764 # define BC_MAX_STRING_STR "4294967294"
 765 #elif UINT_MAX == 18446744073709551615
 766 # define BC_MAX_SCALE_STR  "18446744073709551615"
 767 # define BC_MAX_STRING_STR "18446744073709551614"
 768 #else
 769 # error Strange UINT_MAX
 770 #endif
 771 #define BC_MAX_NUM_STR BC_MAX_STRING_STR
 772
 773 struct globals {
 774         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(smallint ttyin;)
 775         IF_FEATURE_CLEAN_UP(smallint exiting;)
 776         smallint in_read;
 777
 778         BcParse prs;
 779         BcProgram prog;
 780
 781         // For error messages. Can be set to current parsed line,
 782         // or [TODO] to current executing line (can be before last parsed one)
 783         unsigned err_line;
 784
 785         BcVec files;
 786         BcVec input_buffer;
 787         FILE *input_fp;
 788
 789         char *env_args;
 790
 791 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
 792         line_input_t *line_input_state;
 793 #endif
 794 } FIX_ALIASING;
 795 #define G (*ptr_to_globals)
 796 #define INIT_G() do { \
 797         SET_PTR_TO_GLOBALS(xzalloc(sizeof(G))); \
 798 } while (0)
 799 #define FREE_G() do { \
 800         FREE_PTR_TO_GLOBALS(); \
 801 } while (0)
 802 #define G_posix (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_S))
 803 #define G_warn  (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_W))
 804 #define G_exreg (ENABLE_DC && (option_mask32 & DC_FLAG_X))
 805 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
 806 # define G_interrupt bb_got_signal
 807 # define G_ttyin     G.ttyin
 808 #else
 809 # define G_interrupt 0
 810 # define G_ttyin     0
 811 #endif
 812 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 813 # define G_exiting G.exiting
 814 #else
 815 # define G_exiting 0
 816 #endif
 817 #define IS_BC (ENABLE_BC && (!ENABLE_DC || applet_name[0] == 'b'))
 818 #define IS_DC (ENABLE_DC && (!ENABLE_BC || applet_name[0] != 'b'))
 819
 820 // In configurations where errors abort instead of propagating error
 821 // return code up the call chain, functions returning BC_STATUS
 822 // actually don't return anything, they always succeed and return "void".
 823 // A macro wrapper is provided, which makes this statement work:
 824 //  s = zbc_func(...)
 825 // and makes it visible to the compiler that s is always zero,
 826 // allowing compiler to optimize dead code after the statement.
 827 //
 828 // To make code more readable, each such function has a "z"
 829 // ("always returning zero") prefix, i.e. zbc_foo or zdc_foo.
 830 //
 831 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS || ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 832 # define ERRORS_ARE_FATAL 0
 833 # define ERRORFUNC        /*nothing*/
 834 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  a
 835 # define BC_STATUS        BcStatus
 836 # define RETURN_STATUS(v) return (v)
 837 # define COMMA_SUCCESS    /*nothing*/
 838 #else
 839 # define ERRORS_ARE_FATAL 1
 840 # define ERRORFUNC        NORETURN
 841 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  /*nothing*/
 842 # define BC_STATUS        void
 843 # define RETURN_STATUS(v) do { ((void)(v)); return; } while (0)
 844 # define COMMA_SUCCESS    ,BC_STATUS_SUCCESS
 845 #endif
 846
 847 #define BC_NUM_NEG(n, neg)      ((((ssize_t)(n)) ^ -((ssize_t)(neg))) + (neg))
 848 #define BC_NUM_ONE(n)           ((n)->len == 1 && (n)->rdx == 0 && (n)->num[0] == 1)
 849 #define BC_NUM_INT(n)           ((n)->len - (n)->rdx)
 850 //#define BC_NUM_AREQ(a, b)       (BC_MAX((a)->rdx, (b)->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1)
 851 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_AREQ(BcNum *a, BcNum *b)
 852 {
 853         return BC_MAX(a->rdx, b->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1;
 854 }
 855 //#define BC_NUM_MREQ(a, b, scale) (BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX((scale), (a)->rdx + (b)->rdx) + 1)
 856 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_MREQ(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
 857 {
 858         return BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX(scale, a->rdx + b->rdx) + 1;
 859 }
 860
 861 typedef void (*BcNumDigitOp)(size_t, size_t, bool) FAST_FUNC;
 862
 863 typedef BC_STATUS (*BcNumBinaryOp)(BcNum *, BcNum *, BcNum *, size_t) FAST_FUNC;
 864
 865 static BC_STATUS zbc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
 866                         BcNumBinaryOp op, size_t req);
 867 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 868 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 869 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 870 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 871 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 872 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 873
 874 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 875 {
 876         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_a : zbc_num_s;
 877         (void) scale;
 878         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, false, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
 879 }
 880
 881 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 882 {
 883         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_s : zbc_num_a;
 884         (void) scale;
 885         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, true, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
 886 }
 887
 888 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 889 {
 890         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 891         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_m, req));
 892 }
 893
 894 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 895 {
 896         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 897         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_d, req));
 898 }
 899
 900 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 901 {
 902         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 903         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_rem, req));
 904 }
 905
 906 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 907 {
 908         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_p, a->len * b->len + 1));
 909 }
 910
 911 static const BcNumBinaryOp zbc_program_ops[] = {
 912         zbc_num_pow, zbc_num_mul, zbc_num_div, zbc_num_mod, zbc_num_add, zbc_num_sub,
 913 };
 914 #define zbc_num_add(...) (zbc_num_add(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 915 #define zbc_num_sub(...) (zbc_num_sub(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 916 #define zbc_num_mul(...) (zbc_num_mul(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 917 #define zbc_num_div(...) (zbc_num_div(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 918 #define zbc_num_mod(...) (zbc_num_mod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 919 #define zbc_num_pow(...) (zbc_num_pow(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 920
 921 static void fflush_and_check(void)
 922 {
 923         fflush_all();
 924         if (ferror(stdout) || ferror(stderr))
 925                 bb_perror_msg_and_die("output error");
 926 }
 927
 928 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 929 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN \
 930 do { \
 931         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(G_ttyin = 0;) /* do not loop in main loop anymore */ \
 932         G_exiting = 1; \
 933         return BC_STATUS_FAILURE; \
 934 } while (0)
 935 #else
 936 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN quit()
 937 #endif
 938
 939 static void quit(void) NORETURN;
 940 static void quit(void)
 941 {
 942         if (ferror(stdin))
 943                 bb_perror_msg_and_die("input error");
 944         fflush_and_check();
 945         dbg_exec("quit(): exiting with exitcode SUCCESS");
 946         exit(0);
 947 }
 948
 949 static void bc_verror_msg(const char *fmt, va_list p)
 950 {
 951         const char *sv = sv; // for compiler
 952         if (G.prog.file) {
 953                 sv = applet_name;
 954                 applet_name = xasprintf("%s: %s:%u", applet_name, G.prog.file, G.err_line);
 955         }
 956         bb_verror_msg(fmt, p, NULL);
 957         if (G.prog.file) {
 958                 free((char*)applet_name);
 959                 applet_name = sv;
 960         }
 961 }
 962
 963 static NOINLINE ERRORFUNC int bc_error_fmt(const char *fmt, ...)
 964 {
 965         va_list p;
 966
 967         va_start(p, fmt);
 968         bc_verror_msg(fmt, p);
 969         va_end(p);
 970
 971         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 972                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return BC_STATUS_FAILURE);
 973         exit(1);
 974 }
 975
 976 #if ENABLE_BC
 977 static NOINLINE int bc_posix_error_fmt(const char *fmt, ...)
 978 {
 979         va_list p;
 980
 981         // Are non-POSIX constructs totally ok?
 982         if (!(option_mask32 & (BC_FLAG_S|BC_FLAG_W)))
 983                 return BC_STATUS_SUCCESS; // yes
 984
 985         va_start(p, fmt);
 986         bc_verror_msg(fmt, p);
 987         va_end(p);
 988
 989         // Do we treat non-POSIX constructs as errors?
 990         if (!(option_mask32 & BC_FLAG_S))
 991                 return BC_STATUS_SUCCESS; // no, it's a warning
 992         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 993                 return BC_STATUS_FAILURE;
 994         exit(1);
 995 }
 996 #endif
 997
 998 // We use error functions with "return bc_error(FMT[, PARAMS])" idiom.
 999 // This idiom begs for tail-call optimization, but for it to work,
1000 // function must not have caller-cleaned parameters on stack.
1001 // Unfortunately, vararg function API does exactly that on most arches.
1002 // Thus, use these shims for the cases when we have no vararg PARAMS:
1003 static ERRORFUNC int bc_error(const char *msg)
1004 {
1005         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("%s", msg);
1006 }
1007 static ERRORFUNC int bc_error_bad_character(char c)
1008 {
1009         if (!c)
1010                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("NUL character");
1011         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("bad character '%c'", c);
1012 }
1013 static ERRORFUNC int bc_error_bad_expression(void)
1014 {
1015         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("bad expression");
1016 }
1017 static ERRORFUNC int bc_error_bad_token(void)
1018 {
1019         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("bad token");
1020 }
1021 static ERRORFUNC int bc_error_stack_has_too_few_elements(void)
1022 {
1023         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("stack has too few elements");
1024 }
1025 static ERRORFUNC int bc_error_variable_is_wrong_type(void)
1026 {
1027         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("variable is wrong type");
1028 }
1029 static ERRORFUNC int bc_error_nested_read_call(void)
1030 {
1031         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("read() call inside of a read() call");
1032 }
1033 #if ENABLE_BC
1034 static int bc_POSIX_requires(const char *msg)
1035 {
1036         return bc_posix_error_fmt("POSIX requires %s", msg);
1037 }
1038 static int bc_POSIX_does_not_allow(const char *msg)
1039 {
1040         return bc_posix_error_fmt("%s%s", "POSIX does not allow ", msg);
1041 }
1042 static int bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(const char *msg)
1043 {
1044         return bc_posix_error_fmt("%s%s %s", "POSIX does not allow ", "boolean operators; the following is bad:", msg);
1045 }
1046 static int bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(const char *msg)
1047 {
1048         return bc_posix_error_fmt("%san empty %s expression in a for loop", "POSIX does not allow ", msg);
1049 }
1050 #endif
1051
1052 static void bc_vec_grow(BcVec *v, size_t n)
1053 {
1054         size_t cap = v->cap * 2;
1055         while (cap < v->len + n) cap *= 2;
1056         v->v = xrealloc(v->v, v->size * cap);
1057         v->cap = cap;
1058 }
1059
1060 static void bc_vec_init(BcVec *v, size_t esize, BcVecFree dtor)
1061 {
1062         v->size = esize;
1063         v->cap = BC_VEC_START_CAP;
1064         v->len = 0;
1065         v->dtor = dtor;
1066         v->v = xmalloc(esize * BC_VEC_START_CAP);
1067 }
1068
1069 static void bc_char_vec_init(BcVec *v)
1070 {
1071         bc_vec_init(v, sizeof(char), NULL);
1072 }
1073
1074 static void bc_vec_expand(BcVec *v, size_t req)
1075 {
1076         if (v->cap < req) {
1077                 v->v = xrealloc(v->v, v->size * req);
1078                 v->cap = req;
1079         }
1080 }
1081
1082 static void bc_vec_pop(BcVec *v)
1083 {
1084         v->len--;
1085         if (v->dtor)
1086                 v->dtor(v->v + (v->size * v->len));
1087 }
1088
1089 static void bc_vec_npop(BcVec *v, size_t n)
1090 {
1091         if (!v->dtor)
1092                 v->len -= n;
1093         else {
1094                 size_t len = v->len - n;
1095                 while (v->len > len) v->dtor(v->v + (v->size * --v->len));
1096         }
1097 }
1098
1099 static void bc_vec_pop_all(BcVec *v)
1100 {
1101         bc_vec_npop(v, v->len);
1102 }
1103
1104 static void bc_vec_push(BcVec *v, const void *data)
1105 {
1106         if (v->len + 1 > v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1107         memmove(v->v + (v->size * v->len), data, v->size);
1108         v->len += 1;
1109 }
1110
1111 static void bc_vec_pushByte(BcVec *v, char data)
1112 {
1113         bc_vec_push(v, &data);
1114 }
1115
1116 static void bc_vec_pushZeroByte(BcVec *v)
1117 {
1118         //bc_vec_pushByte(v, '\0');
1119         // better:
1120         bc_vec_push(v, &const_int_0);
1121 }
1122
1123 static void bc_vec_pushAt(BcVec *v, const void *data, size_t idx)
1124 {
1125         if (idx == v->len)
1126                 bc_vec_push(v, data);
1127         else {
1128                 char *ptr;
1129
1130                 if (v->len == v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1131
1132                 ptr = v->v + v->size * idx;
1133
1134                 memmove(ptr + v->size, ptr, v->size * (v->len++ - idx));
1135                 memmove(ptr, data, v->size);
1136         }
1137 }
1138
1139 static void bc_vec_string(BcVec *v, size_t len, const char *str)
1140 {
1141         bc_vec_pop_all(v);
1142         bc_vec_expand(v, len + 1);
1143         memcpy(v->v, str, len);
1144         v->len = len;
1145
1146         bc_vec_pushZeroByte(v);
1147 }
1148
1149 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS && ENABLE_FEATURE_EDITING
1150 static void bc_vec_concat(BcVec *v, const char *str)
1151 {
1152         size_t len, slen;
1153
1154         if (v->len == 0) bc_vec_pushZeroByte(v);
1155
1156         slen = strlen(str);
1157         len = v->len + slen;
1158
1159         if (v->cap < len) bc_vec_grow(v, slen);
1160         strcpy(v->v + v->len - 1, str);
1161
1162         v->len = len;
1163 }
1164 #endif
1165
1166 static void *bc_vec_item(const BcVec *v, size_t idx)
1167 {
1168         return v->v + v->size * idx;
1169 }
1170
1171 static char** bc_program_str(size_t idx)
1172 {
1173         return bc_vec_item(&G.prog.strs, idx);
1174 }
1175
1176 static BcFunc* bc_program_func(size_t idx)
1177 {
1178         return bc_vec_item(&G.prog.fns, idx);
1179 }
1180
1181 static void *bc_vec_item_rev(const BcVec *v, size_t idx)
1182 {
1183         return v->v + v->size * (v->len - idx - 1);
1184 }
1185
1186 static void *bc_vec_top(const BcVec *v)
1187 {
1188         return v->v + v->size * (v->len - 1);
1189 }
1190
1191 static FAST_FUNC void bc_vec_free(void *vec)
1192 {
1193         BcVec *v = (BcVec *) vec;
1194         bc_vec_pop_all(v);
1195         free(v->v);
1196 }
1197
1198 static int bc_id_cmp(const void *e1, const void *e2)
1199 {
1200         return strcmp(((const BcId *) e1)->name, ((const BcId *) e2)->name);
1201 }
1202
1203 static FAST_FUNC void bc_id_free(void *id)
1204 {
1205         free(((BcId *) id)->name);
1206 }
1207
1208 static size_t bc_map_find(const BcVec *v, const void *ptr)
1209 {
1210         size_t low = 0, high = v->len;
1211
1212         while (low < high) {
1213                 size_t mid = (low + high) / 2;
1214                 BcId *id = bc_vec_item(v, mid);
1215                 int result = bc_id_cmp(ptr, id);
1216
1217                 if (result == 0)
1218                         return mid;
1219                 else if (result < 0)
1220                         high = mid;
1221                 else
1222                         low = mid + 1;
1223         }
1224
1225         return low;
1226 }
1227
1228 static int bc_map_insert(BcVec *v, const void *ptr, size_t *i)
1229 {
1230         size_t n = *i = bc_map_find(v, ptr);
1231
1232         if (n == v->len)
1233                 bc_vec_push(v, ptr);
1234         else if (!bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, n)))
1235                 return 0; // "was not inserted"
1236         else
1237                 bc_vec_pushAt(v, ptr, n);
1238         return 1; // "was inserted"
1239 }
1240
1241 #if ENABLE_BC
1242 static size_t bc_map_index(const BcVec *v, const void *ptr)
1243 {
1244         size_t i = bc_map_find(v, ptr);
1245         if (i >= v->len) return BC_VEC_INVALID_IDX;
1246         return bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, i)) ? BC_VEC_INVALID_IDX : i;
1247 }
1248 #endif
1249
1250 static int bad_input_byte(char c)
1251 {
1252         if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1253          || c > 0x7e
1254         ) {
1255                 bc_error_fmt("illegal character 0x%02x", c);
1256                 return 1;
1257         }
1258         return 0;
1259 }
1260
1261 // Note: it _appends_ data from fp to vec.
1262 static void bc_read_line(BcVec *vec, FILE *fp)
1263 {
1264  again:
1265         fflush_and_check();
1266
1267 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1268         if (G_interrupt) { // ^C was pressed
1269  intr:
1270                 if (fp != stdin) {
1271                         // ^C while running a script (bc SCRIPT): die.
1272                         // We do not return to interactive prompt:
1273                         // user might be running us from a shell,
1274                         // and SCRIPT might be intended to terminate
1275                         // (e.g. contain a "halt" stmt).
1276                         // ^C dropping user into a bc prompt instead of
1277                         // the shell would be unexpected.
1278                         xfunc_die();
1279                 }
1280                 // ^C while interactive input
1281                 G_interrupt = 0;
1282                 // GNU bc says "interrupted execution."
1283                 // GNU dc says "Interrupt!"
1284                 fputs("\ninterrupted execution\n", stderr);
1285         }
1286
1287 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
1288         if (G_ttyin && fp == stdin) {
1289                 int n, i;
1290 #  define line_buf bb_common_bufsiz1
1291                 n = read_line_input(G.line_input_state, "", line_buf, COMMON_BUFSIZE);
1292                 if (n <= 0) { // read errors or EOF, or ^D, or ^C
1293                         if (n == 0) // ^C
1294                                 goto intr;
1295                         bc_vec_pushZeroByte(vec); // ^D or EOF (or error)
1296                         return;
1297                 }
1298                 i = 0;
1299                 for (;;) {
1300                         char c = line_buf[i++];
1301                         if (!c) break;
1302                         if (bad_input_byte(c)) goto again;
1303                 }
1304                 bc_vec_concat(vec, line_buf);
1305 #  undef line_buf
1306         } else
1307 # endif
1308 #endif
1309         {
1310                 int c;
1311                 bool bad_chars = 0;
1312                 size_t len = vec->len;
1313
1314                 do {
1315 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1316                         if (G_interrupt) {
1317                                 // ^C was pressed: ignore entire line, get another one
1318                                 vec->len = len;
1319                                 goto intr;
1320                         }
1321 #endif
1322                         do c = fgetc(fp); while (c == '\0');
1323                         if (c == EOF) {
1324                                 if (ferror(fp))
1325                                         bb_perror_msg_and_die("input error");
1326                                 // Note: EOF does not append '\n'
1327                                 break;
1328                         }
1329                         bad_chars |= bad_input_byte(c);
1330                         bc_vec_pushByte(vec, (char)c);
1331                 } while (c != '\n');
1332
1333                 if (bad_chars) {
1334                         // Bad chars on this line
1335                         if (!G.prog.file) { // stdin
1336                                 // ignore entire line, get another one
1337                                 vec->len = len;
1338                                 goto again;
1339                         }
1340                         bb_perror_msg_and_die("file '%s' is not text", G.prog.file);
1341                 }
1342                 bc_vec_pushZeroByte(vec);
1343         }
1344 }
1345
1346 static void bc_num_setToZero(BcNum *n, size_t scale)
1347 {
1348         n->len = 0;
1349         n->neg = false;
1350         n->rdx = scale;
1351 }
1352
1353 static void bc_num_zero(BcNum *n)
1354 {
1355         bc_num_setToZero(n, 0);
1356 }
1357
1358 static void bc_num_one(BcNum *n)
1359 {
1360         bc_num_setToZero(n, 0);
1361         n->len = 1;
1362         n->num[0] = 1;
1363 }
1364
1365 // Note: this also sets BcNum to zero
1366 static void bc_num_init(BcNum *n, size_t req)
1367 {
1368         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1369         //memset(n, 0, sizeof(BcNum)); - cleared by assignments below
1370         n->num = xmalloc(req);
1371         n->cap = req;
1372         n->rdx = 0;
1373         n->len = 0;
1374         n->neg = false;
1375 }
1376
1377 static void bc_num_init_DEF_SIZE(BcNum *n)
1378 {
1379         bc_num_init(n, BC_NUM_DEF_SIZE);
1380 }
1381
1382 static void bc_num_expand(BcNum *n, size_t req)
1383 {
1384         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1385         if (req > n->cap) {
1386                 n->num = xrealloc(n->num, req);
1387                 n->cap = req;
1388         }
1389 }
1390
1391 static FAST_FUNC void bc_num_free(void *num)
1392 {
1393         free(((BcNum *) num)->num);
1394 }
1395
1396 static void bc_num_copy(BcNum *d, BcNum *s)
1397 {
1398         if (d != s) {
1399                 bc_num_expand(d, s->cap);
1400                 d->len = s->len;
1401                 d->neg = s->neg;
1402                 d->rdx = s->rdx;
1403                 memcpy(d->num, s->num, sizeof(BcDig) * d->len);
1404         }
1405 }
1406
1407 static BC_STATUS zbc_num_ulong(BcNum *n, unsigned long *result_p)
1408 {
1409         size_t i;
1410         unsigned long pow, result;
1411
1412         if (n->neg) RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
1413
1414         for (result = 0, pow = 1, i = n->rdx; i < n->len; ++i) {
1415                 unsigned long prev = result, powprev = pow;
1416
1417                 result += ((unsigned long) n->num[i]) * pow;
1418                 pow *= 10;
1419
1420                 if (result < prev || pow < powprev)
1421                         RETURN_STATUS(bc_error("overflow"));
1422                 prev = result;
1423                 powprev = pow;
1424         }
1425         *result_p = result;
1426
1427         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1428 }
1429 #define zbc_num_ulong(...) (zbc_num_ulong(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1430
1431 static void bc_num_ulong2num(BcNum *n, unsigned long val)
1432 {
1433         BcDig *ptr;
1434
1435         bc_num_zero(n);
1436
1437         if (val == 0) return;
1438
1439         if (ULONG_MAX == 0xffffffffUL)
1440                 bc_num_expand(n, 10); // 10 digits: 4294967295
1441         if (ULONG_MAX == 0xffffffffffffffffULL)
1442                 bc_num_expand(n, 20); // 20 digits: 18446744073709551615
1443         BUILD_BUG_ON(ULONG_MAX > 0xffffffffffffffffULL);
1444
1445         ptr = n->num;
1446         for (;;) {
1447                 n->len++;
1448                 *ptr++ = val % 10;
1449                 val /= 10;
1450                 if (val == 0) break;
1451         }
1452 }
1453
1454 static void bc_num_subArrays(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1455 {
1456         size_t i, j;
1457         for (i = 0; i < len; ++i) {
1458                 a[i] -= b[i];
1459                 for (j = i; a[j] < 0;) {
1460                         a[j++] += 10;
1461                         a[j] -= 1;
1462                 }
1463         }
1464 }
1465
1466 static ssize_t bc_num_compare(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1467 {
1468         size_t i = len;
1469         for (;;) {
1470                 int c;
1471                 if (i == 0)
1472                         return 0;
1473                 i--;
1474                 c = a[i] - b[i];
1475                 if (c != 0) {
1476                         i++;
1477                         if (c < 0)
1478                                 return -i;
1479                         return i;
1480                 }
1481         }
1482 }
1483
1484 static ssize_t bc_num_cmp(BcNum *a, BcNum *b)
1485 {
1486         size_t i, min, a_int, b_int, diff;
1487         BcDig *max_num, *min_num;
1488         bool a_max, neg;
1489         ssize_t cmp;
1490
1491         if (a == b) return 0;
1492         if (a->len == 0) return BC_NUM_NEG(!!b->len, !b->neg);
1493         if (b->len == 0) return BC_NUM_NEG(1, a->neg);
1494
1495         if (a->neg != b->neg) // signs of a and b differ
1496                 // +a,-b = a>b = 1 or -a,+b = a<b = -1
1497                 return (int)b->neg - (int)a->neg;
1498         neg = a->neg; // 1 if both negative, 0 if both positive
1499
1500         a_int = BC_NUM_INT(a);
1501         b_int = BC_NUM_INT(b);
1502         a_int -= b_int;
1503
1504         if (a_int != 0) return (ssize_t) a_int;
1505
1506         a_max = (a->rdx > b->rdx);
1507         if (a_max) {
1508                 min = b->rdx;
1509                 diff = a->rdx - b->rdx;
1510                 max_num = a->num + diff;
1511                 min_num = b->num;
1512                 // neg = (a_max == neg); - NOP (maps 1->1 and 0->0)
1513         } else {
1514                 min = a->rdx;
1515                 diff = b->rdx - a->rdx;
1516                 max_num = b->num + diff;
1517                 min_num = a->num;
1518                 neg = !neg; // same as "neg = (a_max == neg)"
1519         }
1520
1521         cmp = bc_num_compare(max_num, min_num, b_int + min);
1522         if (cmp != 0) return BC_NUM_NEG(cmp, neg);
1523
1524         for (max_num -= diff, i = diff - 1; i < diff; --i) {
1525                 if (max_num[i]) return BC_NUM_NEG(1, neg);
1526         }
1527
1528         return 0;
1529 }
1530
1531 static void bc_num_truncate(BcNum *n, size_t places)
1532 {
1533         if (places == 0) return;
1534
1535         n->rdx -= places;
1536
1537         if (n->len != 0) {
1538                 n->len -= places;
1539                 memmove(n->num, n->num + places, n->len * sizeof(BcDig));
1540         }
1541 }
1542
1543 static void bc_num_extend(BcNum *n, size_t places)
1544 {
1545         size_t len = n->len + places;
1546
1547         if (places != 0) {
1548                 if (n->cap < len) bc_num_expand(n, len);
1549
1550                 memmove(n->num + places, n->num, sizeof(BcDig) * n->len);
1551                 memset(n->num, 0, sizeof(BcDig) * places);
1552
1553                 n->len += places;
1554                 n->rdx += places;
1555         }
1556 }
1557
1558 static void bc_num_clean(BcNum *n)
1559 {
1560         while (n->len > 0 && n->num[n->len - 1] == 0) --n->len;
1561         if (n->len == 0)
1562                 n->neg = false;
1563         else if (n->len < n->rdx)
1564                 n->len = n->rdx;
1565 }
1566
1567 static void bc_num_retireMul(BcNum *n, size_t scale, bool neg1, bool neg2)
1568 {
1569         if (n->rdx < scale)
1570                 bc_num_extend(n, scale - n->rdx);
1571         else
1572                 bc_num_truncate(n, n->rdx - scale);
1573
1574         bc_num_clean(n);
1575         if (n->len != 0) n->neg = !neg1 != !neg2;
1576 }
1577
1578 static void bc_num_split(BcNum *restrict n, size_t idx, BcNum *restrict a,
1579                          BcNum *restrict b)
1580 {
1581         if (idx < n->len) {
1582                 b->len = n->len - idx;
1583                 a->len = idx;
1584                 a->rdx = b->rdx = 0;
1585
1586                 memcpy(b->num, n->num + idx, b->len * sizeof(BcDig));
1587                 memcpy(a->num, n->num, idx * sizeof(BcDig));
1588         } else {
1589                 bc_num_zero(b);
1590                 bc_num_copy(a, n);
1591         }
1592
1593         bc_num_clean(a);
1594         bc_num_clean(b);
1595 }
1596
1597 static BC_STATUS zbc_num_shift(BcNum *n, size_t places)
1598 {
1599         if (places == 0 || n->len == 0) RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1600
1601         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
1602         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
1603                 if (places + n->len > BC_MAX_NUM)
1604                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
1605         }
1606
1607         if (n->rdx >= places)
1608                 n->rdx -= places;
1609         else {
1610                 bc_num_extend(n, places - n->rdx);
1611                 n->rdx = 0;
1612         }
1613
1614         bc_num_clean(n);
1615
1616         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1617 }
1618 #define zbc_num_shift(...) (zbc_num_shift(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1619
1620 static BC_STATUS zbc_num_inv(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1621 {
1622         BcNum one;
1623         BcDig num[2];
1624
1625         one.cap = 2;
1626         one.num = num;
1627         bc_num_one(&one);
1628
1629         RETURN_STATUS(zbc_num_div(&one, a, b, scale));
1630 }
1631 #define zbc_num_inv(...) (zbc_num_inv(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1632
1633 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1634 {
1635         BcDig *ptr, *ptr_a, *ptr_b, *ptr_c;
1636         size_t i, max, min_rdx, min_int, diff, a_int, b_int;
1637         unsigned carry;
1638
1639         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1640         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1641
1642         if (a->len == 0) {
1643                 bc_num_copy(c, b);
1644                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1645                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1646         }
1647         if (b->len == 0) {
1648                 bc_num_copy(c, a);
1649                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1650         }
1651
1652         c->neg = a->neg;
1653         c->rdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1654         min_rdx = BC_MIN(a->rdx, b->rdx);
1655         c->len = 0;
1656
1657         if (a->rdx > b->rdx) {
1658                 diff = a->rdx - b->rdx;
1659                 ptr = a->num;
1660                 ptr_a = a->num + diff;
1661                 ptr_b = b->num;
1662         } else {
1663                 diff = b->rdx - a->rdx;
1664                 ptr = b->num;
1665                 ptr_a = a->num;
1666                 ptr_b = b->num + diff;
1667         }
1668
1669         ptr_c = c->num;
1670         for (i = 0; i < diff; ++i, ++c->len)
1671                 ptr_c[i] = ptr[i];
1672
1673         ptr_c += diff;
1674         a_int = BC_NUM_INT(a);
1675         b_int = BC_NUM_INT(b);
1676
1677         if (a_int > b_int) {
1678                 min_int = b_int;
1679                 max = a_int;
1680                 ptr = ptr_a;
1681         } else {
1682                 min_int = a_int;
1683                 max = b_int;
1684                 ptr = ptr_b;
1685         }
1686
1687         carry = 0;
1688         for (i = 0; i < min_rdx + min_int; ++i) {
1689                 unsigned in = (unsigned)ptr_a[i] + (unsigned)ptr_b[i] + carry;
1690                 carry = in / 10;
1691                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1692         }
1693         for (; i < max + min_rdx; ++i) {
1694                 unsigned in = (unsigned)ptr[i] + carry;
1695                 carry = in / 10;
1696                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1697         }
1698         c->len += i;
1699
1700         if (carry != 0) c->num[c->len++] = (BcDig) carry;
1701
1702         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1703 }
1704
1705 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1706 {
1707         ssize_t cmp;
1708         BcNum *minuend, *subtrahend;
1709         size_t start;
1710         bool aneg, bneg, neg;
1711
1712         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1713         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1714
1715         if (a->len == 0) {
1716                 bc_num_copy(c, b);
1717                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1718                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1719         }
1720         if (b->len == 0) {
1721                 bc_num_copy(c, a);
1722                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1723         }
1724
1725         aneg = a->neg;
1726         bneg = b->neg;
1727         a->neg = b->neg = false;
1728
1729         cmp = bc_num_cmp(a, b);
1730
1731         a->neg = aneg;
1732         b->neg = bneg;
1733
1734         if (cmp == 0) {
1735                 bc_num_setToZero(c, BC_MAX(a->rdx, b->rdx));
1736                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1737         }
1738         if (cmp > 0) {
1739                 neg = a->neg;
1740                 minuend = a;
1741                 subtrahend = b;
1742         } else {
1743                 neg = b->neg;
1744                 if (sub) neg = !neg;
1745                 minuend = b;
1746                 subtrahend = a;
1747         }
1748
1749         bc_num_copy(c, minuend);
1750         c->neg = neg;
1751
1752         if (c->rdx < subtrahend->rdx) {
1753                 bc_num_extend(c, subtrahend->rdx - c->rdx);
1754                 start = 0;
1755         } else
1756                 start = c->rdx - subtrahend->rdx;
1757
1758         bc_num_subArrays(c->num + start, subtrahend->num, subtrahend->len);
1759
1760         bc_num_clean(c);
1761
1762         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1763 }
1764
1765 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_k(BcNum *restrict a, BcNum *restrict b,
1766                          BcNum *restrict c)
1767 #define zbc_num_k(...) (zbc_num_k(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1768 {
1769         BcStatus s;
1770         size_t max = BC_MAX(a->len, b->len), max2 = (max + 1) / 2;
1771         BcNum l1, h1, l2, h2, m2, m1, z0, z1, z2, temp;
1772         bool aone;
1773
1774         if (a->len == 0 || b->len == 0) {
1775                 bc_num_zero(c);
1776                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1777         }
1778         aone = BC_NUM_ONE(a);
1779         if (aone || BC_NUM_ONE(b)) {
1780                 bc_num_copy(c, aone ? b : a);
1781                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1782         }
1783
1784         if (a->len + b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1785          || a->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1786          || b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1787         ) {
1788                 size_t i, j, len;
1789
1790                 bc_num_expand(c, a->len + b->len + 1);
1791
1792                 memset(c->num, 0, sizeof(BcDig) * c->cap);
1793                 c->len = len = 0;
1794
1795                 for (i = 0; i < b->len; ++i) {
1796                         unsigned carry = 0;
1797                         for (j = 0; j < a->len; ++j) {
1798                                 unsigned in = c->num[i + j];
1799                                 in += (unsigned)a->num[j] * (unsigned)b->num[i] + carry;
1800                                 // note: compilers prefer _unsigned_ div/const
1801                                 carry = in / 10;
1802                                 c->num[i + j] = (BcDig)(in % 10);
1803                         }
1804
1805                         c->num[i + j] += (BcDig) carry;
1806                         len = BC_MAX(len, i + j + !!carry);
1807
1808 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1809                         // a=2^1000000
1810                         // a*a <- without check below, this will not be interruptible
1811                         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE;
1812 #endif
1813                 }
1814
1815                 c->len = len;
1816
1817                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1818         }
1819
1820         bc_num_init(&l1, max);
1821         bc_num_init(&h1, max);
1822         bc_num_init(&l2, max);
1823         bc_num_init(&h2, max);
1824         bc_num_init(&m1, max);
1825         bc_num_init(&m2, max);
1826         bc_num_init(&z0, max);
1827         bc_num_init(&z1, max);
1828         bc_num_init(&z2, max);
1829         bc_num_init(&temp, max + max);
1830
1831         bc_num_split(a, max2, &l1, &h1);
1832         bc_num_split(b, max2, &l2, &h2);
1833
1834         s = zbc_num_add(&h1, &l1, &m1, 0);
1835         if (s) goto err;
1836         s = zbc_num_add(&h2, &l2, &m2, 0);
1837         if (s) goto err;
1838
1839         s = zbc_num_k(&h1, &h2, &z0);
1840         if (s) goto err;
1841         s = zbc_num_k(&m1, &m2, &z1);
1842         if (s) goto err;
1843         s = zbc_num_k(&l1, &l2, &z2);
1844         if (s) goto err;
1845
1846         s = zbc_num_sub(&z1, &z0, &temp, 0);
1847         if (s) goto err;
1848         s = zbc_num_sub(&temp, &z2, &z1, 0);
1849         if (s) goto err;
1850
1851         s = zbc_num_shift(&z0, max2 * 2);
1852         if (s) goto err;
1853         s = zbc_num_shift(&z1, max2);
1854         if (s) goto err;
1855         s = zbc_num_add(&z0, &z1, &temp, 0);
1856         if (s) goto err;
1857         s = zbc_num_add(&temp, &z2, c, 0);
1858  err:
1859         bc_num_free(&temp);
1860         bc_num_free(&z2);
1861         bc_num_free(&z1);
1862         bc_num_free(&z0);
1863         bc_num_free(&m2);
1864         bc_num_free(&m1);
1865         bc_num_free(&h2);
1866         bc_num_free(&l2);
1867         bc_num_free(&h1);
1868         bc_num_free(&l1);
1869         RETURN_STATUS(s);
1870 }
1871
1872 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1873 {
1874         BcStatus s;
1875         BcNum cpa, cpb;
1876         size_t maxrdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1877
1878         scale = BC_MAX(scale, a->rdx);
1879         scale = BC_MAX(scale, b->rdx);
1880         scale = BC_MIN(a->rdx + b->rdx, scale);
1881         maxrdx = BC_MAX(maxrdx, scale);
1882
1883         bc_num_init(&cpa, a->len);
1884         bc_num_init(&cpb, b->len);
1885
1886         bc_num_copy(&cpa, a);
1887         bc_num_copy(&cpb, b);
1888         cpa.neg = cpb.neg = false;
1889
1890         s = zbc_num_shift(&cpa, maxrdx);
1891         if (s) goto err;
1892         s = zbc_num_shift(&cpb, maxrdx);
1893         if (s) goto err;
1894         s = zbc_num_k(&cpa, &cpb, c);
1895         if (s) goto err;
1896
1897         maxrdx += scale;
1898         bc_num_expand(c, c->len + maxrdx);
1899
1900         if (c->len < maxrdx) {
1901                 memset(c->num + c->len, 0, (c->cap - c->len) * sizeof(BcDig));
1902                 c->len += maxrdx;
1903         }
1904
1905         c->rdx = maxrdx;
1906         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1907  err:
1908         bc_num_free(&cpb);
1909         bc_num_free(&cpa);
1910         RETURN_STATUS(s);
1911 }
1912 #define zbc_num_m(...) (zbc_num_m(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1913
1914 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1915 {
1916         BcStatus s;
1917         size_t len, end, i;
1918         BcNum cp;
1919
1920         if (b->len == 0)
1921                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
1922         if (a->len == 0) {
1923                 bc_num_setToZero(c, scale);
1924                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1925         }
1926         if (BC_NUM_ONE(b)) {
1927                 bc_num_copy(c, a);
1928                 bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1929                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1930         }
1931
1932         bc_num_init(&cp, BC_NUM_MREQ(a, b, scale));
1933         bc_num_copy(&cp, a);
1934         len = b->len;
1935
1936         if (len > cp.len) {
1937                 bc_num_expand(&cp, len + 2);
1938                 bc_num_extend(&cp, len - cp.len);
1939         }
1940
1941         if (b->rdx > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, b->rdx - cp.rdx);
1942         cp.rdx -= b->rdx;
1943         if (scale > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, scale - cp.rdx);
1944
1945         if (b->rdx == b->len) {
1946                 for (;;) {
1947                         if (len == 0) break;
1948                         len--;
1949                         if (b->num[len] != 0)
1950                                 break;
1951                 }
1952                 len++;
1953         }
1954
1955         if (cp.cap == cp.len) bc_num_expand(&cp, cp.len + 1);
1956
1957         // We want an extra zero in front to make things simpler.
1958         cp.num[cp.len++] = 0;
1959         end = cp.len - len;
1960
1961         bc_num_expand(c, cp.len);
1962
1963         bc_num_zero(c);
1964         memset(c->num + end, 0, (c->cap - end) * sizeof(BcDig));
1965         c->rdx = cp.rdx;
1966         c->len = cp.len;
1967
1968         s = BC_STATUS_SUCCESS;
1969         for (i = end - 1; i < end; --i) {
1970                 BcDig *n, q;
1971                 n = cp.num + i;
1972                 for (q = 0; n[len] != 0 || bc_num_compare(n, b->num, len) >= 0; ++q)
1973                         bc_num_subArrays(n, b->num, len);
1974                 c->num[i] = q;
1975 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1976                 // a=2^100000
1977                 // scale=40000
1978                 // 1/a <- without check below, this will not be interruptible
1979                 if (G_interrupt) {
1980                         s = BC_STATUS_FAILURE;
1981                         break;
1982                 }
1983 #endif
1984         }
1985
1986         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1987         bc_num_free(&cp);
1988
1989         RETURN_STATUS(s);
1990 }
1991 #define zbc_num_d(...) (zbc_num_d(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1992
1993 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_r(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c,
1994                          BcNum *restrict d, size_t scale, size_t ts)
1995 {
1996         BcStatus s;
1997         BcNum temp;
1998         bool neg;
1999
2000         if (b->len == 0)
2001                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2002
2003         if (a->len == 0) {
2004                 bc_num_setToZero(d, ts);
2005                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2006         }
2007
2008         bc_num_init(&temp, d->cap);
2009         s = zbc_num_d(a, b, c, scale);
2010         if (s) goto err;
2011
2012         if (scale != 0) scale = ts;
2013
2014         s = zbc_num_m(c, b, &temp, scale);
2015         if (s) goto err;
2016         s = zbc_num_sub(a, &temp, d, scale);
2017         if (s) goto err;
2018
2019         if (ts > d->rdx && d->len) bc_num_extend(d, ts - d->rdx);
2020
2021         neg = d->neg;
2022         bc_num_retireMul(d, ts, a->neg, b->neg);
2023         d->neg = neg;
2024  err:
2025         bc_num_free(&temp);
2026         RETURN_STATUS(s);
2027 }
2028 #define zbc_num_r(...) (zbc_num_r(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2029
2030 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2031 {
2032         BcStatus s;
2033         BcNum c1;
2034         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2035
2036         bc_num_init(&c1, len);
2037         s = zbc_num_r(a, b, &c1, c, scale, ts);
2038         bc_num_free(&c1);
2039
2040         RETURN_STATUS(s);
2041 }
2042 #define zbc_num_rem(...) (zbc_num_rem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2043
2044 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2045 {
2046         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2047         BcNum copy;
2048         unsigned long pow;
2049         size_t i, powrdx, resrdx;
2050         bool neg;
2051
2052         if (b->rdx) RETURN_STATUS(bc_error("non integer number"));
2053
2054         if (b->len == 0) {
2055                 bc_num_one(c);
2056                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2057         }
2058         if (a->len == 0) {
2059                 bc_num_setToZero(c, scale);
2060                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2061         }
2062         if (BC_NUM_ONE(b)) {
2063                 if (!b->neg)
2064                         bc_num_copy(c, a);
2065                 else
2066                         s = zbc_num_inv(a, c, scale);
2067                 RETURN_STATUS(s);
2068         }
2069
2070         neg = b->neg;
2071         b->neg = false;
2072
2073         s = zbc_num_ulong(b, &pow);
2074         if (s) RETURN_STATUS(s);
2075
2076         bc_num_init(&copy, a->len);
2077         bc_num_copy(&copy, a);
2078
2079         if (!neg) {
2080                 if (a->rdx > scale)
2081                         scale = a->rdx;
2082                 if (a->rdx * pow < scale)
2083                         scale = a->rdx * pow;
2084         }
2085
2086         b->neg = neg;
2087
2088         for (powrdx = a->rdx; !(pow & 1); pow >>= 1) {
2089                 powrdx <<= 1;
2090                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2091                 if (s) goto err;
2092                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2093                 //if (G_interrupt) {
2094                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2095                 //      goto err;
2096                 //}
2097         }
2098
2099         bc_num_copy(c, &copy);
2100
2101         for (resrdx = powrdx, pow >>= 1; pow != 0; pow >>= 1) {
2102                 powrdx <<= 1;
2103                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2104                 if (s) goto err;
2105
2106                 if (pow & 1) {
2107                         resrdx += powrdx;
2108                         s = zbc_num_mul(c, &copy, c, resrdx);
2109                         if (s) goto err;
2110                 }
2111                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2112                 //if (G_interrupt) {
2113                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2114                 //      goto err;
2115                 //}
2116         }
2117
2118         if (neg) {
2119                 s = zbc_num_inv(c, c, scale);
2120                 if (s) goto err;
2121         }
2122
2123         if (c->rdx > scale) bc_num_truncate(c, c->rdx - scale);
2124
2125         // We can't use bc_num_clean() here.
2126         for (i = 0; i < c->len; ++i)
2127                 if (c->num[i] != 0)
2128                         goto skip;
2129         bc_num_setToZero(c, scale);
2130  skip:
2131
2132  err:
2133         bc_num_free(&copy);
2134         RETURN_STATUS(s);
2135 }
2136 #define zbc_num_p(...) (zbc_num_p(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2137
2138 static BC_STATUS zbc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
2139                               BcNumBinaryOp op, size_t req)
2140 {
2141         BcStatus s;
2142         BcNum num2, *ptr_a, *ptr_b;
2143         bool init = false;
2144
2145         if (c == a) {
2146                 ptr_a = &num2;
2147                 memcpy(ptr_a, c, sizeof(BcNum));
2148                 init = true;
2149         } else
2150                 ptr_a = a;
2151
2152         if (c == b) {
2153                 ptr_b = &num2;
2154                 if (c != a) {
2155                         memcpy(ptr_b, c, sizeof(BcNum));
2156                         init = true;
2157                 }
2158         } else
2159                 ptr_b = b;
2160
2161         if (init)
2162                 bc_num_init(c, req);
2163         else
2164                 bc_num_expand(c, req);
2165
2166         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2167         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) op(ptr_a, ptr_b, c, scale);
2168
2169         if (init) bc_num_free(&num2);
2170
2171         RETURN_STATUS(s);
2172 }
2173 #define zbc_num_binary(...) (zbc_num_binary(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2174
2175 static bool bc_num_strValid(const char *val, size_t base)
2176 {
2177         BcDig b;
2178         bool radix;
2179
2180         b = (BcDig)(base <= 10 ? base + '0' : base - 10 + 'A');
2181         radix = false;
2182         for (;;) {
2183                 BcDig c = *val++;
2184                 if (c == '\0')
2185                         break;
2186                 if (c == '.') {
2187                         if (radix) return false;
2188                         radix = true;
2189                         continue;
2190                 }
2191                 if (c < '0' || c >= b || (c > '9' && c < 'A'))
2192                         return false;
2193         }
2194         return true;
2195 }
2196
2197 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2198 // leading zeroes in "val" are removed
2199 static void bc_num_parseDecimal(BcNum *n, const char *val)
2200 {
2201         size_t len, i;
2202         const char *ptr;
2203
2204         len = strlen(val);
2205         if (len == 0)
2206                 return;
2207
2208         bc_num_expand(n, len);
2209
2210         ptr = strchr(val, '.');
2211
2212         n->rdx = 0;
2213         if (ptr != NULL)
2214                 n->rdx = (size_t)((val + len) - (ptr + 1));
2215
2216         for (i = 0; val[i]; ++i) {
2217                 if (val[i] != '0' && val[i] != '.') {
2218                         // Not entirely zero value - convert it, and exit
2219                         i = len - 1;
2220                         for (;;) {
2221                                 n->num[n->len] = val[i] - '0';
2222                                 ++n->len;
2223  skip_dot:
2224                                 if (i == 0) break;
2225                                 if (val[--i] == '.') goto skip_dot;
2226                         }
2227                         break;
2228                 }
2229         }
2230         // if for() exits without hitting if(), the value is entirely zero
2231 }
2232
2233 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2234 // leading zeroes in "val" are removed
2235 static void bc_num_parseBase(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2236 {
2237         BcStatus s;
2238         BcNum temp, mult, result;
2239         BcNum base;
2240         BcDig c = '\0';
2241         unsigned long v;
2242         size_t i, digits;
2243
2244         for (i = 0; ; ++i) {
2245                 if (val[i] == '\0')
2246                         return;
2247                 if (val[i] != '.' && val[i] != '0')
2248                         break;
2249         }
2250
2251         bc_num_init_DEF_SIZE(&temp);
2252         bc_num_init_DEF_SIZE(&mult);
2253 //TODO: have BcNumSmall type, with static buffer
2254         bc_num_init_DEF_SIZE(&base);
2255         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
2256
2257         for (;;) {
2258                 c = *val++;
2259                 if (c == '\0') goto int_err;
2260                 if (c == '.') break;
2261
2262                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2263
2264                 s = zbc_num_mul(n, &base, &mult, 0);
2265                 if (s) goto int_err;
2266                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2267                 s = zbc_num_add(&mult, &temp, n, 0);
2268                 if (s) goto int_err;
2269         }
2270
2271         bc_num_init(&result, base.len);
2272         //bc_num_zero(&result); - already is
2273         bc_num_one(&mult);
2274
2275         digits = 0;
2276         for (;;) {
2277                 c = *val++;
2278                 if (c == '\0') break;
2279                 digits++;
2280
2281                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2282
2283                 s = zbc_num_mul(&result, &base, &result, 0);
2284                 if (s) goto err;
2285                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2286                 s = zbc_num_add(&result, &temp, &result, 0);
2287                 if (s) goto err;
2288                 s = zbc_num_mul(&mult, &base, &mult, 0);
2289                 if (s) goto err;
2290         }
2291
2292         s = zbc_num_div(&result, &mult, &result, digits);
2293         if (s) goto err;
2294         s = zbc_num_add(n, &result, n, digits);
2295         if (s) goto err;
2296
2297         if (n->len != 0) {
2298                 if (n->rdx < digits)
2299                         bc_num_extend(n, digits - n->rdx);
2300         } else
2301                 bc_num_zero(n);
2302  err:
2303         bc_num_free(&result);
2304  int_err:
2305         bc_num_free(&base);
2306         bc_num_free(&mult);
2307         bc_num_free(&temp);
2308 }
2309
2310 static BC_STATUS zbc_num_parse(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2311 {
2312         if (!bc_num_strValid(val, base_t))
2313                 RETURN_STATUS(bc_error("bad number string"));
2314
2315         bc_num_zero(n);
2316         while (*val == '0') val++;
2317
2318         if (base_t == 10)
2319                 bc_num_parseDecimal(n, val);
2320         else
2321                 bc_num_parseBase(n, val, base_t);
2322
2323         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2324 }
2325 #define zbc_num_parse(...) (zbc_num_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2326
2327 static BC_STATUS zbc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *restrict b, size_t scale)
2328 {
2329         BcStatus s;
2330         BcNum num1, num2, half, f, fprime, *x0, *x1, *temp;
2331         size_t pow, len, digs, digs1, resrdx, req, times = 0;
2332         ssize_t cmp = 1, cmp1 = SSIZE_MAX, cmp2 = SSIZE_MAX;
2333
2334         req = BC_MAX(scale, a->rdx) + ((BC_NUM_INT(a) + 1) >> 1) + 1;
2335         bc_num_expand(b, req);
2336
2337         if (a->len == 0) {
2338                 bc_num_setToZero(b, scale);
2339                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2340         }
2341         if (a->neg) {
2342                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2343         }
2344         if (BC_NUM_ONE(a)) {
2345                 bc_num_one(b);
2346                 bc_num_extend(b, scale);
2347                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2348         }
2349
2350         scale = BC_MAX(scale, a->rdx) + 1;
2351         len = a->len + scale;
2352
2353         bc_num_init(&num1, len);
2354         bc_num_init(&num2, len);
2355         bc_num_init_DEF_SIZE(&half);
2356
2357         bc_num_one(&half);
2358         half.num[0] = 5;
2359         half.rdx = 1;
2360
2361         bc_num_init(&f, len);
2362         bc_num_init(&fprime, len);
2363
2364         x0 = &num1;
2365         x1 = &num2;
2366
2367         bc_num_one(x0);
2368         pow = BC_NUM_INT(a);
2369
2370         if (pow) {
2371                 if (pow & 1)
2372                         x0->num[0] = 2;
2373                 else
2374                         x0->num[0] = 6;
2375
2376                 pow -= 2 - (pow & 1);
2377
2378                 bc_num_extend(x0, pow);
2379
2380                 // Make sure to move the radix back.
2381                 x0->rdx -= pow;
2382         }
2383
2384         x0->rdx = digs = digs1 = 0;
2385         resrdx = scale + 2;
2386         len = BC_NUM_INT(x0) + resrdx - 1;
2387
2388         while (cmp != 0 || digs < len) {
2389                 s = zbc_num_div(a, x0, &f, resrdx);
2390                 if (s) goto err;
2391                 s = zbc_num_add(x0, &f, &fprime, resrdx);
2392                 if (s) goto err;
2393                 s = zbc_num_mul(&fprime, &half, x1, resrdx);
2394                 if (s) goto err;
2395
2396                 cmp = bc_num_cmp(x1, x0);
2397                 digs = x1->len - (unsigned long long) llabs(cmp);
2398
2399                 if (cmp == cmp2 && digs == digs1)
2400                         times += 1;
2401                 else
2402                         times = 0;
2403
2404                 resrdx += times > 4;
2405
2406                 cmp2 = cmp1;
2407                 cmp1 = cmp;
2408                 digs1 = digs;
2409
2410                 temp = x0;
2411                 x0 = x1;
2412                 x1 = temp;
2413         }
2414
2415         bc_num_copy(b, x0);
2416         scale -= 1;
2417         if (b->rdx > scale) bc_num_truncate(b, b->rdx - scale);
2418  err:
2419         bc_num_free(&fprime);
2420         bc_num_free(&f);
2421         bc_num_free(&half);
2422         bc_num_free(&num2);
2423         bc_num_free(&num1);
2424         RETURN_STATUS(s);
2425 }
2426 #define zbc_num_sqrt(...) (zbc_num_sqrt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2427
2428 static BC_STATUS zbc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
2429                               size_t scale)
2430 {
2431         BcStatus s;
2432         BcNum num2, *ptr_a;
2433         bool init = false;
2434         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2435
2436         if (c == a) {
2437                 memcpy(&num2, c, sizeof(BcNum));
2438                 ptr_a = &num2;
2439                 bc_num_init(c, len);
2440                 init = true;
2441         } else {
2442                 ptr_a = a;
2443                 bc_num_expand(c, len);
2444         }
2445
2446         s = zbc_num_r(ptr_a, b, c, d, scale, ts);
2447
2448         if (init) bc_num_free(&num2);
2449
2450         RETURN_STATUS(s);
2451 }
2452 #define zbc_num_divmod(...) (zbc_num_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2453
2454 #if ENABLE_DC
2455 static BC_STATUS zbc_num_modexp(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *restrict d)
2456 {
2457         BcStatus s;
2458         BcNum base, exp, two, temp;
2459
2460         if (c->len == 0)
2461                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2462         if (a->rdx || b->rdx || c->rdx)
2463                 RETURN_STATUS(bc_error("non integer number"));
2464         if (b->neg)
2465                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2466
2467         bc_num_expand(d, c->len);
2468         bc_num_init(&base, c->len);
2469         bc_num_init(&exp, b->len);
2470         bc_num_init_DEF_SIZE(&two);
2471         bc_num_init(&temp, b->len);
2472
2473         bc_num_one(&two);
2474         two.num[0] = 2;
2475         bc_num_one(d);
2476
2477         s = zbc_num_rem(a, c, &base, 0);
2478         if (s) goto err;
2479         bc_num_copy(&exp, b);
2480
2481         while (exp.len != 0) {
2482                 s = zbc_num_divmod(&exp, &two, &exp, &temp, 0);
2483                 if (s) goto err;
2484
2485                 if (BC_NUM_ONE(&temp)) {
2486                         s = zbc_num_mul(d, &base, &temp, 0);
2487                         if (s) goto err;
2488                         s = zbc_num_rem(&temp, c, d, 0);
2489                         if (s) goto err;
2490                 }
2491
2492                 s = zbc_num_mul(&base, &base, &temp, 0);
2493                 if (s) goto err;
2494                 s = zbc_num_rem(&temp, c, &base, 0);
2495                 if (s) goto err;
2496         }
2497  err:
2498         bc_num_free(&temp);
2499         bc_num_free(&two);
2500         bc_num_free(&exp);
2501         bc_num_free(&base);
2502         RETURN_STATUS(s);
2503 }
2504 #define zbc_num_modexp(...) (zbc_num_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2505 #endif // ENABLE_DC
2506
2507 #if ENABLE_BC
2508 static BC_STATUS zbc_func_insert(BcFunc *f, char *name, bool var)
2509 {
2510         BcId a;
2511         size_t i;
2512
2513         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
2514                 if (strcmp(name, ((BcId *) bc_vec_item(&f->autos, i))->name) == 0)
2515                         RETURN_STATUS(bc_error("function parameter or auto var has the same name as another"));
2516         }
2517
2518         a.idx = var;
2519         a.name = name;
2520
2521         bc_vec_push(&f->autos, &a);
2522
2523         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2524 }
2525 #define zbc_func_insert(...) (zbc_func_insert(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2526 #endif
2527
2528 static void bc_func_init(BcFunc *f)
2529 {
2530         bc_char_vec_init(&f->code);
2531         bc_vec_init(&f->autos, sizeof(BcId), bc_id_free);
2532         bc_vec_init(&f->labels, sizeof(size_t), NULL);
2533         f->nparams = 0;
2534 }
2535
2536 static FAST_FUNC void bc_func_free(void *func)
2537 {
2538         BcFunc *f = (BcFunc *) func;
2539         bc_vec_free(&f->code);
2540         bc_vec_free(&f->autos);
2541         bc_vec_free(&f->labels);
2542 }
2543
2544 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len);
2545
2546 static void bc_array_init(BcVec *a, bool nums)
2547 {
2548         if (nums)
2549                 bc_vec_init(a, sizeof(BcNum), bc_num_free);
2550         else
2551                 bc_vec_init(a, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
2552         bc_array_expand(a, 1);
2553 }
2554
2555 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len)
2556 {
2557         if (a->dtor == bc_num_free
2558          // && a->size == sizeof(BcNum) - always true
2559         ) {
2560                 BcNum n;
2561                 while (len > a->len) {
2562                         bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
2563                         bc_vec_push(a, &n);
2564                 }
2565         } else {
2566                 BcVec v;
2567                 while (len > a->len) {
2568                         bc_array_init(&v, true);
2569                         bc_vec_push(a, &v);
2570                 }
2571         }
2572 }
2573
2574 static void bc_array_copy(BcVec *d, const BcVec *s)
2575 {
2576         size_t i;
2577
2578         bc_vec_pop_all(d);
2579         bc_vec_expand(d, s->cap);
2580         d->len = s->len;
2581
2582         for (i = 0; i < s->len; ++i) {
2583                 BcNum *dnum = bc_vec_item(d, i), *snum = bc_vec_item(s, i);
2584                 bc_num_init(dnum, snum->len);
2585                 bc_num_copy(dnum, snum);
2586         }
2587 }
2588
2589 static FAST_FUNC void bc_string_free(void *string)
2590 {
2591         free(*((char **) string));
2592 }
2593
2594 #if ENABLE_DC
2595 static void bc_result_copy(BcResult *d, BcResult *src)
2596 {
2597         d->t = src->t;
2598
2599         switch (d->t) {
2600                 case BC_RESULT_TEMP:
2601                 case BC_RESULT_IBASE:
2602                 case BC_RESULT_SCALE:
2603                 case BC_RESULT_OBASE:
2604                         bc_num_init(&d->d.n, src->d.n.len);
2605                         bc_num_copy(&d->d.n, &src->d.n);
2606                         break;
2607                 case BC_RESULT_VAR:
2608                 case BC_RESULT_ARRAY:
2609                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2610                         d->d.id.name = xstrdup(src->d.id.name);
2611                         break;
2612                 case BC_RESULT_CONSTANT:
2613                 case BC_RESULT_LAST:
2614                 case BC_RESULT_ONE:
2615                 case BC_RESULT_STR:
2616                         memcpy(&d->d.n, &src->d.n, sizeof(BcNum));
2617                         break;
2618         }
2619 }
2620 #endif // ENABLE_DC
2621
2622 static FAST_FUNC void bc_result_free(void *result)
2623 {
2624         BcResult *r = (BcResult *) result;
2625
2626         switch (r->t) {
2627                 case BC_RESULT_TEMP:
2628                 case BC_RESULT_IBASE:
2629                 case BC_RESULT_SCALE:
2630                 case BC_RESULT_OBASE:
2631                         bc_num_free(&r->d.n);
2632                         break;
2633                 case BC_RESULT_VAR:
2634                 case BC_RESULT_ARRAY:
2635                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2636                         free(r->d.id.name);
2637                         break;
2638                 default:
2639                         // Do nothing.
2640                         break;
2641         }
2642 }
2643
2644 static void bc_lex_lineComment(BcLex *l)
2645 {
2646         // Try: echo -n '#foo' | bc
2647         size_t i;
2648         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2649         i = l->i;
2650         while (i < l->len && l->buf[i] != '\n')
2651                 i++;
2652         l->i = i;
2653 }
2654
2655 static void bc_lex_whitespace(BcLex *l)
2656 {
2657         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2658         for (;;) {
2659                 char c = l->buf[l->i];
2660                 if (c == '\n') // this is BC_LEX_NLINE, not BC_LEX_WHITESPACE
2661                         break;
2662                 if (!isspace(c))
2663                         break;
2664                 l->i++;
2665         }
2666 }
2667
2668 static BC_STATUS zbc_lex_number(BcLex *l, char start)
2669 {
2670         const char *buf = l->buf + l->i;
2671         size_t len, i, ccnt;
2672         bool pt;
2673
2674         pt = (start == '.');
2675         l->t.t = BC_LEX_NUMBER;
2676         ccnt = i = 0;
2677         for (;;) {
2678                 char c = buf[i];
2679                 if (c == '\0')
2680                         break;
2681                 if (c == '\\' && buf[i + 1] == '\n') {
2682                         i += 2;
2683                         //number_of_backslashes++ - see comment below
2684                         continue;
2685                 }
2686                 if (!isdigit(c) && (c < 'A' || c > 'F')) {
2687                         if (c != '.') break;
2688                         // if '.' was already seen, stop on second one:
2689                         if (pt) break;
2690                         pt = true;
2691                 }
2692                 // buf[i] is one of "0-9A-F."
2693                 i++;
2694                 if (c != '.')
2695                         ccnt = i;
2696         }
2697         //ccnt is the number of chars in the number string, excluding possible
2698         //trailing "[\<newline>].[\<newline>]" (with any number of \<NL> repetitions).
2699         //i is buf[i] index of the first not-yet-parsed char after that.
2700         l->i += i;
2701
2702         // This might overestimate the size, if there are "\<NL>"'s
2703         // in the number. Subtracting number_of_backslashes*2 correctly
2704         // is not that easy: consider that in the case of "NNN.\<NL>"
2705         // loop above will count "\<NL>" before it realizes it is not
2706         // in fact *inside* the number:
2707         len = ccnt + 1; // +1 byte for NUL termination
2708
2709         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
2710         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
2711                 if (len > BC_MAX_NUM)
2712                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
2713         }
2714
2715         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
2716         bc_vec_expand(&l->t.v, 1 + len);
2717         bc_vec_push(&l->t.v, &start);
2718
2719         while (ccnt != 0) {
2720                 // If we have hit a backslash, skip it. We don't have
2721                 // to check for a newline because it's guaranteed.
2722                 if (*buf == '\\') {
2723                         buf += 2;
2724                         ccnt -= 2;
2725                         continue;
2726                 }
2727                 bc_vec_push(&l->t.v, buf);
2728                 buf++;
2729                 ccnt--;
2730         }
2731
2732         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
2733
2734         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2735 }
2736 #define zbc_lex_number(...) (zbc_lex_number(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2737
2738 static void bc_lex_name(BcLex *l)
2739 {
2740         size_t i;
2741         const char *buf;
2742
2743         l->t.t = BC_LEX_NAME;
2744
2745         i = 0;
2746         buf = l->buf + l->i - 1;
2747         for (;;) {
2748                 char c = buf[i];
2749                 if ((c < 'a' || c > 'z') && !isdigit(c) && c != '_') break;
2750                 i++;
2751         }
2752
2753 #if 0 // We do not protect against people with gigabyte-long names
2754         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
2755         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
2756                 if (i > BC_MAX_STRING)
2757                         return bc_error("name too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]");
2758         }
2759 #endif
2760         bc_vec_string(&l->t.v, i, buf);
2761
2762         // Increment the index. We minus 1 because it has already been incremented.
2763         l->i += i - 1;
2764
2765         //return BC_STATUS_SUCCESS;
2766 }
2767
2768 static void bc_lex_init(BcLex *l)
2769 {
2770         bc_char_vec_init(&l->t.v);
2771 }
2772
2773 static void bc_lex_free(BcLex *l)
2774 {
2775         bc_vec_free(&l->t.v);
2776 }
2777
2778 static void bc_lex_file(BcLex *l)
2779 {
2780         G.err_line = l->line = 1;
2781         l->newline = false;
2782 }
2783
2784 IF_BC(static BC_STATUS zbc_lex_token(BcLex *l);)
2785 IF_DC(static BC_STATUS zdc_lex_token(BcLex *l);)
2786
2787 static BC_STATUS zcommon_lex_token(BcLex *l)
2788 {
2789         if (IS_BC) {
2790                 IF_BC(RETURN_STATUS(zbc_lex_token(l));)
2791         }
2792         IF_DC(RETURN_STATUS(zdc_lex_token(l));)
2793 }
2794 #define zcommon_lex_token(...) (zcommon_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2795
2796 static bool bc_lex_more_input(BcLex *l)
2797 {
2798         size_t str;
2799         bool comment;
2800
2801         bc_vec_pop_all(&G.input_buffer);
2802
2803         // This loop is complex because the vm tries not to send any lines that end
2804         // with a backslash to the parser. The reason for that is because the parser
2805         // treats a backslash+newline combo as whitespace, per the bc spec. In that
2806         // case, and for strings and comments, the parser will expect more stuff.
2807         comment = false;
2808         str = 0;
2809         for (;;) {
2810                 size_t prevlen = G.input_buffer.len;
2811                 char *string;
2812
2813                 bc_read_line(&G.input_buffer, G.input_fp);
2814                 // No more input means EOF
2815                 if (G.input_buffer.len <= prevlen + 1) // (we expect +1 for NUL byte)
2816                         break;
2817
2818                 string = G.input_buffer.v + prevlen;
2819                 while (*string) {
2820                         char c = *string;
2821                         if (string == G.input_buffer.v || string[-1] != '\\') {
2822                                 if (IS_BC)
2823                                         str ^= (c == '"');
2824                                 else {
2825                                         if (c == ']')
2826                                                 str -= 1;
2827                                         else if (c == '[')
2828                                                 str += 1;
2829                                 }
2830                         }
2831                         string++;
2832                         if (c == '/' && *string == '*') {
2833                                 comment = true;
2834                                 string++;
2835                                 continue;
2836                         }
2837                         if (c == '*' && *string == '/') {
2838                                 comment = false;
2839                                 string++;
2840                         }
2841                 }
2842                 if (str != 0 || comment) {
2843                         G.input_buffer.len--; // backstep over the trailing NUL byte
2844                         continue;
2845                 }
2846
2847                 // Check for backslash+newline.
2848                 // we do not check that last char is '\n' -
2849                 // if it is not, then it's EOF, and looping back
2850                 // to bc_read_line() will detect it:
2851                 string -= 2;
2852                 if (string >= G.input_buffer.v && *string == '\\') {
2853                         G.input_buffer.len--;
2854                         continue;
2855                 }
2856
2857                 break;
2858         }
2859
2860         l->buf = G.input_buffer.v;
2861         l->i = 0;
2862 //      bb_error_msg("G.input_buffer.len:%d '%s'", G.input_buffer.len, G.input_buffer.v);
2863         l->len = G.input_buffer.len - 1; // do not include NUL
2864
2865         return l->len != 0;
2866 }
2867
2868 static BC_STATUS zbc_lex_next(BcLex *l)
2869 {
2870         BcStatus s;
2871
2872         l->t.last = l->t.t;
2873         if (l->t.last == BC_LEX_EOF) RETURN_STATUS(bc_error("end of file"));
2874
2875         l->line += l->newline;
2876         G.err_line = l->line;
2877         l->newline = false;
2878
2879         // Loop until failure or we don't have whitespace. This
2880         // is so the parser doesn't get inundated with whitespace.
2881         // Comments are also BC_LEX_WHITESPACE tokens and eaten here.
2882         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2883         do {
2884                 if (l->i == l->len) {
2885                         l->t.t = BC_LEX_EOF;
2886                         if (!G.input_fp)
2887                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2888                         if (!bc_lex_more_input(l)) {
2889                                 G.input_fp = NULL;
2890                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2891                         }
2892                         // here it's guaranteed that l->i is below l->len
2893                 }
2894                 dbg_lex("next string to parse:'%.*s'",
2895                         (int)(strchrnul(l->buf + l->i, '\n') - (l->buf + l->i)),
2896                         l->buf + l->i);
2897                 s = zcommon_lex_token(l);
2898         } while (!s && l->t.t == BC_LEX_WHITESPACE);
2899         dbg_lex("l->t.t from string:%d", l->t.t);
2900
2901         RETURN_STATUS(s);
2902 }
2903 #define zbc_lex_next(...) (zbc_lex_next(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2904
2905 static BC_STATUS zbc_lex_skip_if_at_NLINE(BcLex *l)
2906 {
2907         if (l->t.t == BC_LEX_NLINE)
2908                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(l));
2909         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2910 }
2911 #define zbc_lex_skip_if_at_NLINE(...) (zbc_lex_skip_if_at_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2912
2913 static BC_STATUS zbc_lex_next_and_skip_NLINE(BcLex *l)
2914 {
2915         BcStatus s;
2916         s = zbc_lex_next(l);
2917         if (s) RETURN_STATUS(s);
2918         // if(cond)<newline>stmt is accepted too (but not 2+ newlines)
2919         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE(l);
2920         RETURN_STATUS(s);
2921 }
2922 #define zbc_lex_next_and_skip_NLINE(...) (zbc_lex_next_and_skip_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2923
2924 static BC_STATUS zbc_lex_text_init(BcLex *l, const char *text)
2925 {
2926         l->buf = text;
2927         l->i = 0;
2928         l->len = strlen(text);
2929         l->t.t = l->t.last = BC_LEX_INVALID;
2930         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(l));
2931 }
2932 #define zbc_lex_text_init(...) (zbc_lex_text_init(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2933
2934 #if ENABLE_BC
2935 static BC_STATUS zbc_lex_identifier(BcLex *l)
2936 {
2937         BcStatus s;
2938         unsigned i;
2939         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
2940
2941         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bc_lex_kws); ++i) {
2942                 const char *keyword8 = bc_lex_kws[i].name8;
2943                 unsigned j = 0;
2944                 while (buf[j] != '\0' && buf[j] == keyword8[j]) {
2945                         j++;
2946                         if (j == 8) goto match;
2947                 }
2948                 if (keyword8[j] != '\0')
2949                         continue;
2950  match:
2951                 // buf starts with keyword bc_lex_kws[i]
2952                 l->t.t = BC_LEX_KEY_1st_keyword + i;
2953                 if (!bc_lex_kws_POSIX(i)) {
2954                         s = bc_posix_error_fmt("%sthe '%.8s' keyword", "POSIX does not allow ", bc_lex_kws[i].name8);
2955                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
2956                 }
2957
2958                 // We minus 1 because the index has already been incremented.
2959                 l->i += j - 1;
2960                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2961         }
2962
2963         bc_lex_name(l);
2964         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2965
2966         if (l->t.v.len > 2) {
2967                 // Prevent this:
2968                 // >>> qwe=1
2969                 // bc: POSIX only allows one character names; the following is bad: 'qwe=1
2970                 // '
2971                 unsigned len = strchrnul(buf, '\n') - buf;
2972                 s = bc_posix_error_fmt("POSIX only allows one character names; the following is bad: '%.*s'", len, buf);
2973         }
2974
2975         RETURN_STATUS(s);
2976 }
2977 #define zbc_lex_identifier(...) (zbc_lex_identifier(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2978
2979 static BC_STATUS zbc_lex_string(BcLex *l)
2980 {
2981         size_t len, nls, i;
2982
2983         l->t.t = BC_LEX_STR;
2984
2985         nls = 0;
2986         i = l->i;
2987         for (;;) {
2988                 char c = l->buf[i];
2989                 if (c == '\0') {
2990                         l->i = i;
2991                         RETURN_STATUS(bc_error("string end could not be found"));
2992                 }
2993                 if (c == '"')
2994                         break;
2995                 nls += (c == '\n');
2996                 i++;
2997         }
2998
2999         len = i - l->i;
3000         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
3001         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
3002                 if (len > BC_MAX_STRING)
3003                         RETURN_STATUS(bc_error("string too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]"));
3004         }
3005         bc_vec_string(&l->t.v, len, l->buf + l->i);
3006
3007         l->i = i + 1;
3008         l->line += nls;
3009         G.err_line = l->line;
3010
3011         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3012 }
3013 #define zbc_lex_string(...) (zbc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3014
3015 static void bc_lex_assign(BcLex *l, unsigned with_and_without)
3016 {
3017         if (l->buf[l->i] == '=') {
3018                 ++l->i;
3019                 with_and_without >>= 8; // store "with" value
3020         } // else store "without" value
3021         l->t.t = (with_and_without & 0xff);
3022 }
3023 #define bc_lex_assign(l, with, without) \
3024         bc_lex_assign(l, ((with)<<8)|(without))
3025
3026 static BC_STATUS zbc_lex_comment(BcLex *l)
3027 {
3028         size_t i, nls = 0;
3029         const char *buf = l->buf;
3030
3031         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3032         i = l->i; /* here buf[l->i] is the '*' of opening comment delimiter */
3033         for (;;) {
3034                 char c = buf[++i];
3035  check_star:
3036                 if (c == '*') {
3037                         c = buf[++i];
3038                         if (c == '/')
3039                                 break;
3040                         goto check_star;
3041                 }
3042                 if (c == '\0') {
3043                         l->i = i;
3044                         RETURN_STATUS(bc_error("comment end could not be found"));
3045                 }
3046                 nls += (c == '\n');
3047         }
3048
3049         l->i = i + 1;
3050         l->line += nls;
3051         G.err_line = l->line;
3052
3053         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3054 }
3055 #define zbc_lex_comment(...) (zbc_lex_comment(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3056
3057 static BC_STATUS zbc_lex_token(BcLex *l)
3058 {
3059         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3060         char c = l->buf[l->i++], c2;
3061
3062         // This is the workhorse of the lexer.
3063         switch (c) {
3064 //              case '\0': // probably never reached
3065 //                      l->i--;
3066 //                      l->t.t = BC_LEX_EOF;
3067 //                      l->newline = true;
3068 //                      break;
3069                 case '\n':
3070                         l->t.t = BC_LEX_NLINE;
3071                         l->newline = true;
3072                         break;
3073                 case '\t':
3074                 case '\v':
3075                 case '\f':
3076                 case '\r':
3077                 case ' ':
3078                         bc_lex_whitespace(l);
3079                         break;
3080                 case '!':
3081                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_NE, BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
3082                         if (l->t.t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
3083                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("!");
3084                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3085                         }
3086                         break;
3087                 case '"':
3088                         s = zbc_lex_string(l);
3089                         break;
3090                 case '#':
3091                         s = bc_POSIX_does_not_allow("'#' script comments");
3092                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3093                         bc_lex_lineComment(l);
3094                         break;
3095                 case '%':
3096                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS, BC_LEX_OP_MODULUS);
3097                         break;
3098                 case '&':
3099                         c2 = l->buf[l->i];
3100                         if (c2 == '&') {
3101                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("&&");
3102                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3103                                 ++l->i;
3104                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_AND;
3105                         } else {
3106                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3107                                 s = bc_error_bad_character('&');
3108                         }
3109                         break;
3110                 case '(':
3111                 case ')':
3112                         l->t.t = (BcLexType)(c - '(' + BC_LEX_LPAREN);
3113                         break;
3114                 case '*':
3115                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY, BC_LEX_OP_MULTIPLY);
3116                         break;
3117                 case '+':
3118                         c2 = l->buf[l->i];
3119                         if (c2 == '+') {
3120                                 ++l->i;
3121                                 l->t.t = BC_LEX_OP_INC;
3122                         } else
3123                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS, BC_LEX_OP_PLUS);
3124                         break;
3125                 case ',':
3126                         l->t.t = BC_LEX_COMMA;
3127                         break;
3128                 case '-':
3129                         c2 = l->buf[l->i];
3130                         if (c2 == '-') {
3131                                 ++l->i;
3132                                 l->t.t = BC_LEX_OP_DEC;
3133                         } else
3134                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS, BC_LEX_OP_MINUS);
3135                         break;
3136                 case '.':
3137                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3138                                 s = zbc_lex_number(l, c);
3139                         else {
3140                                 l->t.t = BC_LEX_KEY_LAST;
3141                                 s = bc_POSIX_does_not_allow("a period ('.') as a shortcut for the last result");
3142                         }
3143                         break;
3144                 case '/':
3145                         c2 = l->buf[l->i];
3146                         if (c2 == '*')
3147                                 s = zbc_lex_comment(l);
3148                         else
3149                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE, BC_LEX_OP_DIVIDE);
3150                         break;
3151                 case '0':
3152                 case '1':
3153                 case '2':
3154                 case '3':
3155                 case '4':
3156                 case '5':
3157                 case '6':
3158                 case '7':
3159                 case '8':
3160                 case '9':
3161                 case 'A':
3162                 case 'B':
3163                 case 'C':
3164                 case 'D':
3165                 case 'E':
3166                 case 'F':
3167                         s = zbc_lex_number(l, c);
3168                         break;
3169                 case ';':
3170                         l->t.t = BC_LEX_SCOLON;
3171                         break;
3172                 case '<':
3173                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_LT);
3174                         break;
3175                 case '=':
3176                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_ASSIGN);
3177                         break;
3178                 case '>':
3179                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_GT);
3180                         break;
3181                 case '[':
3182                 case ']':
3183                         l->t.t = (BcLexType)(c - '[' + BC_LEX_LBRACKET);
3184                         break;
3185                 case '\\':
3186                         if (l->buf[l->i] == '\n') {
3187                                 l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3188                                 ++l->i;
3189                         } else
3190                                 s = bc_error_bad_character(c);
3191                         break;
3192                 case '^':
3193                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER, BC_LEX_OP_POWER);
3194                         break;
3195                 case 'a':
3196                 case 'b':
3197                 case 'c':
3198                 case 'd':
3199                 case 'e':
3200                 case 'f':
3201                 case 'g':
3202                 case 'h':
3203                 case 'i':
3204                 case 'j':
3205                 case 'k':
3206                 case 'l':
3207                 case 'm':
3208                 case 'n':
3209                 case 'o':
3210                 case 'p':
3211                 case 'q':
3212                 case 'r':
3213                 case 's':
3214                 case 't':
3215                 case 'u':
3216                 case 'v':
3217                 case 'w':
3218                 case 'x':
3219                 case 'y':
3220                 case 'z':
3221                         s = zbc_lex_identifier(l);
3222                         break;
3223                 case '{':
3224                 case '}':
3225                         l->t.t = (BcLexType)(c - '{' + BC_LEX_LBRACE);
3226                         break;
3227                 case '|':
3228                         c2 = l->buf[l->i];
3229                         if (c2 == '|') {
3230                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("||");
3231                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3232                                 ++l->i;
3233                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_OR;
3234                         } else {
3235                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3236                                 s = bc_error_bad_character(c);
3237                         }
3238                         break;
3239                 default:
3240                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3241                         s = bc_error_bad_character(c);
3242                         break;
3243         }
3244
3245         RETURN_STATUS(s);
3246 }
3247 #endif // ENABLE_BC
3248
3249 #if ENABLE_DC
3250 static BC_STATUS zdc_lex_register(BcLex *l)
3251 {
3252         if (isspace(l->buf[l->i - 1])) {
3253                 bc_lex_whitespace(l);
3254                 ++l->i;
3255                 if (!G_exreg)
3256                         RETURN_STATUS(bc_error("extended register"));
3257                 bc_lex_name(l);
3258         }
3259         else {
3260                 bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3261                 bc_vec_push(&l->t.v, &l->buf[l->i - 1]);
3262                 bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3263                 l->t.t = BC_LEX_NAME;
3264         }
3265
3266         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3267 }
3268 #define zdc_lex_register(...) (zdc_lex_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3269
3270 static BC_STATUS zdc_lex_string(BcLex *l)
3271 {
3272         size_t depth, nls, i;
3273
3274         l->t.t = BC_LEX_STR;
3275         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3276
3277         nls = 0;
3278         depth = 1;
3279         i = l->i;
3280         for (;;) {
3281                 char c = l->buf[i];
3282                 if (c == '\0') {
3283                         l->i = i;
3284                         RETURN_STATUS(bc_error("string end could not be found"));
3285                 }
3286                 nls += (c == '\n');
3287                 if (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\') {
3288                         if (c == '[') depth++;
3289                         if (c == ']')
3290                                 if (--depth == 0)
3291                                         break;
3292                 }
3293                 bc_vec_push(&l->t.v, &l->buf[i]);
3294                 i++;
3295         }
3296         i++;
3297
3298         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3299         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
3300         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
3301                 if (i - l->i > BC_MAX_STRING)
3302                         RETURN_STATUS(bc_error("string too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]"));
3303         }
3304
3305         l->i = i;
3306         l->line += nls;
3307         G.err_line = l->line;
3308
3309         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3310 }
3311 #define zdc_lex_string(...) (zdc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3312
3313 static BC_STATUS zdc_lex_token(BcLex *l)
3314 {
3315         static const //BcLexType - should be this type, but narrower type saves size:
3316         uint8_t
3317         dc_lex_regs[] = {
3318                 BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_NE,
3319                 BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_COLON,
3320                 BC_LEX_ELSE, BC_LEX_LOAD, BC_LEX_LOAD_POP, BC_LEX_OP_ASSIGN,
3321                 BC_LEX_STORE_PUSH,
3322         };
3323         static const //BcLexType - should be this type
3324         uint8_t
3325         dc_lex_tokens[] = {
3326                 /* %&'( */
3327                 BC_LEX_OP_MODULUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_LPAREN,
3328                 /* )*+, */
3329                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_MULTIPLY, BC_LEX_OP_PLUS, BC_LEX_INVALID,
3330                 /* -./ */
3331                 BC_LEX_OP_MINUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVIDE,
3332                 /* 0123456789 */
3333                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3334                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3335                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3336                 /* :;<=>?@ */
3337                 BC_LEX_COLON, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_OP_REL_EQ,
3338                 BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_KEY_READ, BC_LEX_INVALID,
3339                 /* ABCDEFGH */
3340                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3341                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EQ_NO_REG, BC_LEX_INVALID,
3342                 /* IJKLMNOP */
3343                 BC_LEX_KEY_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SCALE, BC_LEX_LOAD_POP,
3344                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_BOOL_NOT, BC_LEX_KEY_OBASE, BC_LEX_PRINT_STREAM,
3345                 /* QRSTUVWXY */
3346                 BC_LEX_NQUIT, BC_LEX_POP, BC_LEX_STORE_PUSH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3347                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_SCALE_FACTOR, BC_LEX_INVALID,
3348                 /* Z[\] */
3349                 BC_LEX_KEY_LENGTH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3350                 /* ^_` */
3351                 BC_LEX_OP_POWER, BC_LEX_NEG, BC_LEX_INVALID,
3352                 /* abcdefgh */
3353                 BC_LEX_ASCIIFY, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_CLEAR_STACK, BC_LEX_DUPLICATE,
3354                 BC_LEX_ELSE, BC_LEX_PRINT_STACK, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3355                 /* ijklmnop */
3356                 BC_LEX_STORE_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STORE_SCALE, BC_LEX_LOAD,
3357                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_PRINT_POP, BC_LEX_STORE_OBASE, BC_LEX_KEY_PRINT,
3358                 /* qrstuvwx */
3359                 BC_LEX_KEY_QUIT, BC_LEX_SWAP, BC_LEX_OP_ASSIGN, BC_LEX_INVALID,
3360                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SQRT, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EXECUTE,
3361                 /* yz */
3362                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STACK_LEVEL,
3363                 /* {|}~ */
3364                 BC_LEX_LBRACE, BC_LEX_OP_MODEXP, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVMOD,
3365         };
3366
3367         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3368         char c = l->buf[l->i++], c2;
3369         size_t i;
3370
3371         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(dc_lex_regs); ++i) {
3372                 if (l->t.last == dc_lex_regs[i])
3373                         RETURN_STATUS(zdc_lex_register(l));
3374         }
3375
3376         if (c >= '%' && c <= '~'
3377          && (l->t.t = dc_lex_tokens[c - '%']) != BC_LEX_INVALID
3378         ) {
3379                 RETURN_STATUS(s);
3380         }
3381
3382         // This is the workhorse of the lexer.
3383         switch (c) {
3384 //              case '\0': // probably never reached
3385 //                      l->t.t = BC_LEX_EOF;
3386 //                      break;
3387                 case '\n':
3388                 case '\t':
3389                 case '\v':
3390                 case '\f':
3391                 case '\r':
3392                 case ' ':
3393                         l->newline = (c == '\n');
3394                         bc_lex_whitespace(l);
3395                         break;
3396                 case '!':
3397                         c2 = l->buf[l->i];
3398                         if (c2 == '=')
3399                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_NE;
3400                         else if (c2 == '<')
3401                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_LE;
3402                         else if (c2 == '>')
3403                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_GE;
3404                         else
3405                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_character(c));
3406                         ++l->i;
3407                         break;
3408                 case '#':
3409                         bc_lex_lineComment(l);
3410                         break;
3411                 case '.':
3412                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3413                                 s = zbc_lex_number(l, c);
3414                         else
3415                                 s = bc_error_bad_character(c);
3416                         break;
3417                 case '0':
3418                 case '1':
3419                 case '2':
3420                 case '3':
3421                 case '4':
3422                 case '5':
3423                 case '6':
3424                 case '7':
3425                 case '8':
3426                 case '9':
3427                 case 'A':
3428                 case 'B':
3429                 case 'C':
3430                 case 'D':
3431                 case 'E':
3432                 case 'F':
3433                         s = zbc_lex_number(l, c);
3434                         break;
3435                 case '[':
3436                         s = zdc_lex_string(l);
3437                         break;
3438                 default:
3439                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3440                         s = bc_error_bad_character(c);
3441                         break;
3442         }
3443
3444         RETURN_STATUS(s);
3445 }
3446 #endif // ENABLE_DC
3447
3448 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx);
3449
3450 static void bc_parse_addFunc(BcParse *p, char *name, size_t *idx)
3451 {
3452         bc_program_addFunc(name, idx);
3453         p->func = bc_program_func(p->fidx);
3454 }
3455
3456 static void bc_parse_push(BcParse *p, char i)
3457 {
3458         dbg_compile("%s:%d pushing bytecode %zd:%d", __func__, __LINE__, p->func->code.len, i);
3459         bc_vec_pushByte(&p->func->code, i);
3460 }
3461
3462 static void bc_parse_pushName(BcParse *p, char *name)
3463 {
3464         while (*name)
3465                 bc_parse_push(p, *name++);
3466         bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
3467 }
3468
3469 static void bc_parse_pushIndex(BcParse *p, size_t idx)
3470 {
3471         size_t mask;
3472         unsigned amt;
3473
3474         dbg_lex("%s:%d pushing index %zd", __func__, __LINE__, idx);
3475         mask = ((size_t)0xff) << (sizeof(idx) * 8 - 8);
3476         amt = sizeof(idx);
3477         do {
3478                 if (idx & mask) break;
3479                 mask >>= 8;
3480                 amt--;
3481         } while (amt != 0);
3482
3483         bc_parse_push(p, amt);
3484
3485         while (idx != 0) {
3486                 bc_parse_push(p, (unsigned char)idx);
3487                 idx >>= 8;
3488         }
3489 }
3490
3491 static void bc_parse_pushJUMP(BcParse *p, size_t idx)
3492 {
3493         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
3494         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3495 }
3496
3497 static void bc_parse_pushJUMP_ZERO(BcParse *p, size_t idx)
3498 {
3499         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
3500         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3501 }
3502
3503 static void bc_parse_number(BcParse *p)
3504 {
3505         char *num = xstrdup(p->l.t.v.v);
3506         size_t idx = G.prog.consts.len;
3507
3508         bc_vec_push(&G.prog.consts, &num);
3509
3510         bc_parse_push(p, BC_INST_NUM);
3511         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3512 }
3513
3514 IF_BC(static BC_STATUS zbc_parse_stmt_or_funcdef(BcParse *p);)
3515 IF_DC(static BC_STATUS zdc_parse_parse(BcParse *p);)
3516
3517 // "Parse" half of "parse,execute,repeat" main loop
3518 static BC_STATUS zcommon_parse(BcParse *p)
3519 {
3520         if (IS_BC) {
3521 // FIXME: "eating" of stmt delemiters is coded inconsistently
3522 // (sometimes zbc_parse_stmt() eats the delimiter, sometimes don't),
3523 // which causes bugs such as "print 1 print 2" erroneously accepted,
3524 // or "print 1 else 2" detecting parse error only after executing
3525 // "print 1" part.
3526                 IF_BC(RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt_or_funcdef(p));)
3527         }
3528         IF_DC(RETURN_STATUS(zdc_parse_parse(p));)
3529 }
3530 #define zcommon_parse(...) (zcommon_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3531
3532 static BC_STATUS zbc_parse_text_init(BcParse *p, const char *text)
3533 {
3534         p->func = bc_program_func(p->fidx);
3535
3536         RETURN_STATUS(zbc_lex_text_init(&p->l, text));
3537 }
3538 #define zbc_parse_text_init(...) (zbc_parse_text_init(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3539
3540 // Called when parsing or execution detects a failure,
3541 // resets execution structures.
3542 static void bc_program_reset(void)
3543 {
3544         BcFunc *f;
3545         BcInstPtr *ip;
3546
3547         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, G.prog.exestack.len - 1);
3548         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
3549
3550         f = bc_program_func(0);
3551         ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
3552         ip->idx = f->code.len;
3553 }
3554
3555 #define bc_parse_updateFunc(p, f) \
3556         ((p)->func = bc_program_func((p)->fidx = (f)))
3557
3558 // Called when zbc/zdc_parse_parse() detects a failure,
3559 // resets parsing structures.
3560 static void bc_parse_reset(BcParse *p)
3561 {
3562         if (p->fidx != BC_PROG_MAIN) {
3563                 p->func->nparams = 0;
3564                 bc_vec_pop_all(&p->func->code);
3565                 bc_vec_pop_all(&p->func->autos);
3566                 bc_vec_pop_all(&p->func->labels);
3567
3568                 bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
3569         }
3570
3571         p->l.i = p->l.len;
3572         p->l.t.t = BC_LEX_EOF;
3573
3574         bc_vec_pop_all(&p->exits);
3575         bc_vec_pop_all(&p->conds);
3576         bc_vec_pop_all(&p->ops);
3577
3578         bc_program_reset();
3579 }
3580
3581 static void bc_parse_free(BcParse *p)
3582 {
3583         bc_vec_free(&p->exits);
3584         bc_vec_free(&p->conds);
3585         bc_vec_free(&p->ops);
3586         bc_lex_free(&p->l);
3587 }
3588
3589 static void bc_parse_create(BcParse *p, size_t func)
3590 {
3591         memset(p, 0, sizeof(BcParse));
3592
3593         bc_lex_init(&p->l);
3594         bc_vec_init(&p->exits, sizeof(size_t), NULL);
3595         bc_vec_init(&p->conds, sizeof(size_t), NULL);
3596         bc_vec_init(&p->ops, sizeof(BcLexType), NULL);
3597
3598         bc_parse_updateFunc(p, func);
3599 }
3600
3601 #if ENABLE_BC
3602
3603 #define BC_PARSE_TOP_OP(p) (*((BcLexType *) bc_vec_top(&(p)->ops)))
3604 #define BC_PARSE_LEAF(p, rparen)                                \
3605         (((p) >= BC_INST_NUM && (p) <= BC_INST_SQRT) || (rparen) || \
3606          (p) == BC_INST_INC_POST || (p) == BC_INST_DEC_POST)
3607
3608 // We can calculate the conversion between tokens and exprs by subtracting the
3609 // position of the first operator in the lex enum and adding the position of the
3610 // first in the expr enum. Note: This only works for binary operators.
3611 #define BC_TOKEN_2_INST(t) ((char) ((t) - BC_LEX_NEG + BC_INST_NEG))
3612
3613 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags);
3614
3615 static BC_STATUS zbc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
3616 {
3617         BcStatus s;
3618
3619         s = bc_parse_expr_empty_ok(p, flags);
3620         if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP)
3621                 RETURN_STATUS(bc_error("empty expression"));
3622         RETURN_STATUS(s);
3623 }
3624 #define zbc_parse_expr(...) (zbc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3625
3626 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(BcParse *p, bool auto_allowed);
3627 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3628
3629 static BC_STATUS zbc_parse_stmt(BcParse *p)
3630 {
3631         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt_possibly_auto(p, false));
3632 }
3633 #define zbc_parse_stmt(...) (zbc_parse_stmt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3634
3635 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(BcParse *p, const char *after_X)
3636 {
3637         // "if(cond)<newline>stmt" is accepted too, but not 2+ newlines.
3638         // Same for "else", "while()", "for()".
3639         BcStatus s = zbc_lex_next_and_skip_NLINE(&p->l);
3640         if (s) RETURN_STATUS(s);
3641         if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE)
3642                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("no statement after '%s'", after_X));
3643
3644         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt(p));
3645 }
3646 #define zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(...) (zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3647
3648 static void bc_parse_operator(BcParse *p, BcLexType type, size_t start,
3649                                   size_t *nexprs)
3650 {
3651         char l, r = bc_parse_op_PREC(type - BC_LEX_OP_INC);
3652         bool left = bc_parse_op_LEFT(type - BC_LEX_OP_INC);
3653
3654         while (p->ops.len > start) {
3655                 BcLexType t = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3656                 if (t == BC_LEX_LPAREN) break;
3657
3658                 l = bc_parse_op_PREC(t - BC_LEX_OP_INC);
3659                 if (l >= r && (l != r || !left)) break;
3660
3661                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(t));
3662                 bc_vec_pop(&p->ops);
3663                 *nexprs -= (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && t != BC_LEX_NEG);
3664         }
3665
3666         bc_vec_push(&p->ops, &type);
3667 }
3668
3669 static BC_STATUS zbc_parse_rightParen(BcParse *p, size_t ops_bgn, size_t *nexs)
3670 {
3671         BcLexType top;
3672
3673         if (p->ops.len <= ops_bgn)
3674                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3675         top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3676
3677         while (top != BC_LEX_LPAREN) {
3678                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(top));
3679
3680                 bc_vec_pop(&p->ops);
3681                 *nexs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
3682
3683                 if (p->ops.len <= ops_bgn)
3684                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3685                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3686         }
3687
3688         bc_vec_pop(&p->ops);
3689
3690         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3691 }
3692 #define zbc_parse_rightParen(...) (zbc_parse_rightParen(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3693
3694 static BC_STATUS zbc_parse_params(BcParse *p, uint8_t flags)
3695 {
3696         BcStatus s;
3697         size_t nparams;
3698
3699         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
3700         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3701
3702         s = zbc_lex_next(&p->l);
3703         if (s) RETURN_STATUS(s);
3704
3705         nparams = 0;
3706         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3707                 for (;;) {
3708                         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3709                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3710                         nparams++;
3711                         if (p->l.t.t != BC_LEX_COMMA) {
3712                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RPAREN)
3713                                         break;
3714                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3715                         }
3716                         s = zbc_lex_next(&p->l);
3717                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3718                 }
3719         }
3720
3721         bc_parse_push(p, BC_INST_CALL);
3722         bc_parse_pushIndex(p, nparams);
3723
3724         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3725 }
3726 #define zbc_parse_params(...) (zbc_parse_params(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3727
3728 static BC_STATUS zbc_parse_call(BcParse *p, char *name, uint8_t flags)
3729 {
3730         BcStatus s;
3731         BcId entry, *entry_ptr;
3732         size_t idx;
3733
3734         entry.name = name;
3735
3736         s = zbc_parse_params(p, flags);
3737         if (s) goto err;
3738
3739         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3740                 s = bc_error_bad_token();
3741                 goto err;
3742         }
3743
3744         idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3745
3746         if (idx == BC_VEC_INVALID_IDX) {
3747                 name = xstrdup(entry.name);
3748                 bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
3749                 idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3750                 free(entry.name);
3751         } else
3752                 free(name);
3753
3754         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3755         bc_parse_pushIndex(p, entry_ptr->idx);
3756
3757         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3758  err:
3759         free(name);
3760         RETURN_STATUS(s);
3761 }
3762 #define zbc_parse_call(...) (zbc_parse_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3763
3764 static BC_STATUS zbc_parse_name(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3765 {
3766         BcStatus s;
3767         char *name;
3768
3769         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
3770         s = zbc_lex_next(&p->l);
3771         if (s) goto err;
3772
3773         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACKET) {
3774                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3775                 if (s) goto err;
3776
3777                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACKET) {
3778                         if (!(flags & BC_PARSE_ARRAY)) {
3779                                 s = bc_error_bad_expression();
3780                                 goto err;
3781                         }
3782                         *type = BC_INST_ARRAY;
3783                 } else {
3784                         *type = BC_INST_ARRAY_ELEM;
3785                         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3786                         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3787                         if (s) goto err;
3788                 }
3789                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3790                 if (s) goto err;
3791                 bc_parse_push(p, *type);
3792                 bc_parse_pushName(p, name);
3793                 free(name);
3794         } else if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN) {
3795                 if (flags & BC_PARSE_NOCALL) {
3796                         s = bc_error_bad_token();
3797                         goto err;
3798                 }
3799                 *type = BC_INST_CALL;
3800                 s = zbc_parse_call(p, name, flags);
3801         } else {
3802                 *type = BC_INST_VAR;
3803                 bc_parse_push(p, BC_INST_VAR);
3804                 bc_parse_pushName(p, name);
3805                 free(name);
3806         }
3807
3808         RETURN_STATUS(s);
3809  err:
3810         free(name);
3811         RETURN_STATUS(s);
3812 }
3813 #define zbc_parse_name(...) (zbc_parse_name(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3814
3815 static BC_STATUS zbc_parse_read(BcParse *p)
3816 {
3817         BcStatus s;
3818
3819         s = zbc_lex_next(&p->l);
3820         if (s) RETURN_STATUS(s);
3821         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3822
3823         s = zbc_lex_next(&p->l);
3824         if (s) RETURN_STATUS(s);
3825         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3826
3827         bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
3828
3829         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3830 }
3831 #define zbc_parse_read(...) (zbc_parse_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3832
3833 static BC_STATUS zbc_parse_builtin(BcParse *p, BcLexType type, uint8_t flags,
3834                                  BcInst *prev)
3835 {
3836         BcStatus s;
3837
3838         s = zbc_lex_next(&p->l);
3839         if (s) RETURN_STATUS(s);
3840         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3841
3842         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3843
3844         s = zbc_lex_next(&p->l);
3845         if (s) RETURN_STATUS(s);
3846
3847         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3848         if (s) RETURN_STATUS(s);
3849
3850         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3851
3852         *prev = (type == BC_LEX_KEY_LENGTH) ? BC_INST_LENGTH : BC_INST_SQRT;
3853         bc_parse_push(p, *prev);
3854
3855         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3856 }
3857 #define zbc_parse_builtin(...) (zbc_parse_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3858
3859 static BC_STATUS zbc_parse_scale(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3860 {
3861         BcStatus s;
3862
3863         s = zbc_lex_next(&p->l);
3864         if (s) RETURN_STATUS(s);
3865
3866         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) {
3867                 *type = BC_INST_SCALE;
3868                 bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3869                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3870         }
3871
3872         *type = BC_INST_SCALE_FUNC;
3873         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3874
3875         s = zbc_lex_next(&p->l);
3876         if (s) RETURN_STATUS(s);
3877
3878         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3879         if (s) RETURN_STATUS(s);
3880         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN)
3881                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3882         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE_FUNC);
3883
3884         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3885 }
3886 #define zbc_parse_scale(...) (zbc_parse_scale(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3887
3888 static BC_STATUS zbc_parse_incdec(BcParse *p, BcInst *prev, bool *paren_expr,
3889                                 size_t *nexprs, uint8_t flags)
3890 {
3891         BcStatus s;
3892         BcLexType type;
3893         char inst;
3894         BcInst etype = *prev;
3895
3896         if (etype == BC_INST_VAR || etype == BC_INST_ARRAY_ELEM
3897          || etype == BC_INST_SCALE || etype == BC_INST_LAST
3898          || etype == BC_INST_IBASE || etype == BC_INST_OBASE
3899         ) {
3900                 *prev = inst = BC_INST_INC_POST + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3901                 bc_parse_push(p, inst);
3902                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3903         } else {
3904                 *prev = inst = BC_INST_INC_PRE + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3905                 *paren_expr = true;
3906
3907                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3908                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3909                 type = p->l.t.t;
3910
3911                 // Because we parse the next part of the expression
3912                 // right here, we need to increment this.
3913                 *nexprs = *nexprs + 1;
3914
3915                 switch (type) {
3916                         case BC_LEX_NAME:
3917                                 s = zbc_parse_name(p, prev, flags | BC_PARSE_NOCALL);
3918                                 break;
3919                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
3920                         case BC_LEX_KEY_LAST:
3921                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
3922                                 bc_parse_push(p, type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
3923                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3924                                 break;
3925                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
3926                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3927                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3928                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN)
3929                                         s = bc_error_bad_token();
3930                                 else
3931                                         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3932                                 break;
3933                         default:
3934                                 s = bc_error_bad_token();
3935                                 break;
3936                 }
3937
3938                 if (!s) bc_parse_push(p, inst);
3939         }
3940
3941         RETURN_STATUS(s);
3942 }
3943 #define zbc_parse_incdec(...) (zbc_parse_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3944
3945 static BC_STATUS zbc_parse_minus(BcParse *p, BcInst *prev, size_t ops_bgn,
3946                                bool rparen, size_t *nexprs)
3947 {
3948         BcStatus s;
3949         BcLexType type;
3950         BcInst etype = *prev;
3951
3952         s = zbc_lex_next(&p->l);
3953         if (s) RETURN_STATUS(s);
3954
3955         type = rparen || etype == BC_INST_INC_POST || etype == BC_INST_DEC_POST ||
3956                        (etype >= BC_INST_NUM && etype <= BC_INST_SQRT) ?
3957                    BC_LEX_OP_MINUS :
3958                    BC_LEX_NEG;
3959         *prev = BC_TOKEN_2_INST(type);
3960
3961         // We can just push onto the op stack because this is the largest
3962         // precedence operator that gets pushed. Inc/dec does not.
3963         if (type != BC_LEX_OP_MINUS)
3964                 bc_vec_push(&p->ops, &type);
3965         else
3966                 bc_parse_operator(p, type, ops_bgn, nexprs);
3967
3968         RETURN_STATUS(s);
3969 }
3970 #define zbc_parse_minus(...) (zbc_parse_minus(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3971
3972 static BC_STATUS zbc_parse_string(BcParse *p, char inst)
3973 {
3974         char *str = xstrdup(p->l.t.v.v);
3975
3976         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
3977         bc_parse_pushIndex(p, G.prog.strs.len);
3978         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
3979         bc_parse_push(p, inst);
3980
3981         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3982 }
3983 #define zbc_parse_string(...) (zbc_parse_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3984
3985 static BC_STATUS zbc_parse_print(BcParse *p)
3986 {
3987         BcStatus s;
3988         BcLexType type;
3989
3990         for (;;) {
3991                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3992                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3993                 type = p->l.t.t;
3994                 if (type == BC_LEX_STR) {
3995                         s = zbc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_POP);
3996                 } else {
3997                         s = zbc_parse_expr(p, 0);
3998                         bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT_POP);
3999                 }
4000                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4001                 if (p->l.t.t != BC_LEX_COMMA)
4002                         break;
4003         }
4004
4005         RETURN_STATUS(s);
4006 }
4007 #define zbc_parse_print(...) (zbc_parse_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4008
4009 static BC_STATUS zbc_parse_return(BcParse *p)
4010 {
4011         BcStatus s;
4012         BcLexType t;
4013
4014         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4015         s = zbc_lex_next(&p->l);
4016         if (s) RETURN_STATUS(s);
4017
4018         t = p->l.t.t;
4019         if (t == BC_LEX_NLINE || t == BC_LEX_SCOLON)
4020                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4021         else {
4022                 bool paren = (t == BC_LEX_LPAREN);
4023                 s = bc_parse_expr_empty_ok(p, 0);
4024                 if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP) {
4025                         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4026                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4027                 }
4028                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4029
4030                 if (!paren || p->l.t.last != BC_LEX_RPAREN) {
4031                         s = bc_POSIX_requires("parentheses around return expressions");
4032                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
4033                 }
4034
4035                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET);
4036         }
4037
4038         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4039         RETURN_STATUS(s);
4040 }
4041 #define zbc_parse_return(...) (zbc_parse_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4042
4043 static void rewrite_label_to_current(BcParse *p, size_t idx)
4044 {
4045         size_t *label = bc_vec_item(&p->func->labels, idx);
4046         *label = p->func->code.len;
4047 }
4048
4049 static BC_STATUS zbc_parse_if(BcParse *p)
4050 {
4051         BcStatus s;
4052         size_t ip_idx;
4053
4054         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4055         s = zbc_lex_next(&p->l);
4056         if (s) RETURN_STATUS(s);
4057         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4058
4059         s = zbc_lex_next(&p->l);
4060         if (s) RETURN_STATUS(s);
4061         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4062         if (s) RETURN_STATUS(s);
4063
4064         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4065
4066         ip_idx = p->func->labels.len;
4067         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, ip_idx);
4068         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4069
4070         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_if);
4071         if (s) RETURN_STATUS(s);
4072
4073         dbg_lex("%s:%d in if after stmt: p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4074         if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_ELSE) {
4075                 size_t ip2_idx;
4076
4077                 ip2_idx = p->func->labels.len;
4078
4079                 dbg_lex("%s:%d after if() body: BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, ip2_idx);
4080                 bc_parse_pushJUMP(p, ip2_idx);
4081
4082                 dbg_lex("%s:%d rewriting 'if_zero' label to jump to 'else'-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4083                 rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4084
4085                 bc_vec_push(&p->func->labels, &ip2_idx);
4086                 ip_idx = ip2_idx;
4087
4088                 s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_else);
4089                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4090         }
4091
4092         dbg_lex("%s:%d rewriting label to jump after 'if' body-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4093         rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4094
4095         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4096         RETURN_STATUS(s);
4097 }
4098 #define zbc_parse_if(...) (zbc_parse_if(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4099
4100 static BC_STATUS zbc_parse_while(BcParse *p)
4101 {
4102         BcStatus s;
4103         size_t cond_idx;
4104         size_t ip_idx;
4105
4106         s = zbc_lex_next(&p->l);
4107         if (s) RETURN_STATUS(s);
4108         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4109         s = zbc_lex_next(&p->l);
4110         if (s) RETURN_STATUS(s);
4111
4112         cond_idx = p->func->labels.len;
4113         ip_idx = cond_idx + 1;
4114
4115         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4116         bc_vec_push(&p->conds, &cond_idx);
4117
4118         bc_vec_push(&p->exits, &ip_idx);
4119         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4120
4121         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4122         if (s) RETURN_STATUS(s);
4123         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4124
4125         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, ip_idx);
4126
4127         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_while);
4128         if (s) RETURN_STATUS(s);
4129
4130         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, cond_idx);
4131         bc_parse_pushJUMP(p, cond_idx);
4132
4133         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4134         rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4135
4136         bc_vec_pop(&p->exits);
4137         bc_vec_pop(&p->conds);
4138
4139         RETURN_STATUS(s);
4140 }
4141 #define zbc_parse_while(...) (zbc_parse_while(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4142
4143 static BC_STATUS zbc_parse_for(BcParse *p)
4144 {
4145         BcStatus s;
4146         size_t cond_idx, exit_idx, body_idx, update_idx;
4147
4148         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4149         s = zbc_lex_next(&p->l);
4150         if (s) RETURN_STATUS(s);
4151         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4152         s = zbc_lex_next(&p->l);
4153         if (s) RETURN_STATUS(s);
4154
4155         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4156                 s = zbc_parse_expr(p, 0);
4157         else
4158                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("init");
4159
4160         if (s) RETURN_STATUS(s);
4161         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4162         s = zbc_lex_next(&p->l);
4163         if (s) RETURN_STATUS(s);
4164
4165         cond_idx = p->func->labels.len;
4166         update_idx = cond_idx + 1;
4167         body_idx = update_idx + 1;
4168         exit_idx = body_idx + 1;
4169
4170         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4171
4172         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4173                 s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4174         else
4175                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("condition");
4176
4177         if (s) RETURN_STATUS(s);
4178         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4179
4180         s = zbc_lex_next(&p->l);
4181         if (s) RETURN_STATUS(s);
4182
4183         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, exit_idx);
4184         bc_parse_pushJUMP(p, body_idx);
4185
4186         bc_vec_push(&p->conds, &update_idx);
4187         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4188
4189         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN)
4190                 s = zbc_parse_expr(p, 0);
4191         else
4192                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("update");
4193
4194         if (s) RETURN_STATUS(s);
4195
4196         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4197         bc_parse_pushJUMP(p, cond_idx);
4198         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4199
4200         bc_vec_push(&p->exits, &exit_idx);
4201         bc_vec_push(&p->func->labels, &exit_idx);
4202
4203         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_for);
4204         if (s) RETURN_STATUS(s);
4205
4206         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, update_idx);
4207         bc_parse_pushJUMP(p, update_idx);
4208
4209         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4210         rewrite_label_to_current(p, exit_idx);
4211
4212         bc_vec_pop(&p->exits);
4213         bc_vec_pop(&p->conds);
4214
4215         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4216 }
4217 #define zbc_parse_for(...) (zbc_parse_for(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4218
4219 static BC_STATUS zbc_parse_break_or_continue(BcParse *p, BcLexType type)
4220 {
4221         BcStatus s;
4222         size_t i;
4223
4224         if (type == BC_LEX_KEY_BREAK) {
4225                 if (p->exits.len == 0) // none of the enclosing blocks is a loop
4226                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4227                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->exits);
4228         } else {
4229                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->conds);
4230         }
4231
4232         bc_parse_pushJUMP(p, i);
4233
4234         s = zbc_lex_next(&p->l);
4235         if (s) RETURN_STATUS(s);
4236
4237         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON && p->l.t.t != BC_LEX_NLINE)
4238                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4239
4240         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4241 }
4242 #define zbc_parse_break_or_continue(...) (zbc_parse_break_or_continue(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4243
4244 static BC_STATUS zbc_parse_funcdef(BcParse *p)
4245 {
4246         BcStatus s;
4247         bool var, comma = false;
4248         char *name;
4249
4250         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4251         s = zbc_lex_next(&p->l);
4252         if (s) RETURN_STATUS(s);
4253         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4254                 RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4255
4256         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4257         bc_parse_addFunc(p, name, &p->fidx);
4258
4259         s = zbc_lex_next(&p->l);
4260         if (s) RETURN_STATUS(s);
4261         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN)
4262                 RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4263         s = zbc_lex_next(&p->l);
4264         if (s) RETURN_STATUS(s);
4265
4266         while (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
4267                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4268                         RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4269
4270                 ++p->func->nparams;
4271
4272                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4273                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4274                 if (s) goto err;
4275
4276                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4277
4278                 if (!var) {
4279                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4280                         if (s) goto err;
4281
4282                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4283                                 s = bc_error("bad function definition");
4284                                 goto err;
4285                         }
4286
4287                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4288                         if (s) goto err;
4289                 }
4290
4291                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4292                 if (comma) {
4293                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4294                         if (s) goto err;
4295                 }
4296
4297                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4298                 if (s) goto err;
4299         }
4300
4301         if (comma) RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4302
4303         s = zbc_lex_next(&p->l);
4304         if (s) RETURN_STATUS(s);
4305
4306         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4307                 s = bc_POSIX_requires("the left brace be on the same line as the function header");
4308
4309         // Prevent "define z()<newline>" from being interpreted as function with empty stmt as body
4310         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE(&p->l);
4311         if (s) RETURN_STATUS(s);
4312         //GNU bc requires a {} block even if function body has single stmt, enforce this?
4313         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4314                 RETURN_STATUS(bc_error("function { body } expected"));
4315
4316         p->in_funcdef++; // to determine whether "return" stmt is allowed, and such
4317         s = zbc_parse_stmt_possibly_auto(p, true);
4318         p->in_funcdef--;
4319         if (s) RETURN_STATUS(s);
4320
4321         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4322         bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
4323
4324         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4325         RETURN_STATUS(s);
4326  err:
4327         dbg_lex_done("%s:%d done (error)", __func__, __LINE__);
4328         free(name);
4329         RETURN_STATUS(s);
4330 }
4331 #define zbc_parse_funcdef(...) (zbc_parse_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4332
4333 static BC_STATUS zbc_parse_auto(BcParse *p)
4334 {
4335         BcStatus s;
4336         bool comma, var, one;
4337         char *name;
4338
4339         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4340         s = zbc_lex_next(&p->l);
4341         if (s) RETURN_STATUS(s);
4342
4343         comma = false;
4344         one = p->l.t.t == BC_LEX_NAME;
4345
4346         while (p->l.t.t == BC_LEX_NAME) {
4347                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4348                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4349                 if (s) goto err;
4350
4351                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4352                 if (!var) {
4353                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4354                         if (s) goto err;
4355
4356                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4357                                 s = bc_error("bad function definition");
4358                                 goto err;
4359                         }
4360
4361                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4362                         if (s) goto err;
4363                 }
4364
4365                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4366                 if (comma) {
4367                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4368                         if (s) goto err;
4369                 }
4370
4371                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4372                 if (s) goto err;
4373         }
4374
4375         if (comma) RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4376         if (!one) RETURN_STATUS(bc_error("no auto variable found"));
4377
4378         if (p->l.t.t != BC_LEX_NLINE && p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4379                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4380
4381         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4382         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4383  err:
4384         free(name);
4385         dbg_lex_done("%s:%d done (ERROR)", __func__, __LINE__);
4386         RETURN_STATUS(s);
4387 }
4388 #define zbc_parse_auto(...) (zbc_parse_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4389
4390 #undef zbc_parse_stmt_possibly_auto
4391 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(BcParse *p, bool auto_allowed)
4392 {
4393         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4394
4395         dbg_lex_enter("%s:%d entered, p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4396
4397         if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) {
4398                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_NLINE)", __func__, __LINE__);
4399                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4400         }
4401         if (p->l.t.t == BC_LEX_SCOLON) {
4402                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_SCOLON)", __func__, __LINE__);
4403                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4404         }
4405
4406         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACE) {
4407                 dbg_lex("%s:%d BC_LEX_LBRACE: (auto_allowed:%d)", __func__, __LINE__, auto_allowed);
4408                 do {
4409                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4410                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4411                 } while (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE);
4412                 if (auto_allowed && p->l.t.t == BC_LEX_KEY_AUTO) {
4413                         dbg_lex("%s:%d calling zbc_parse_auto()", __func__, __LINE__);
4414                         s = zbc_parse_auto(p);
4415                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4416                 }
4417                 while (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACE) {
4418                         dbg_lex("%s:%d block parsing loop", __func__, __LINE__);
4419                         s = zbc_parse_stmt(p);
4420                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4421                 }
4422                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4423                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_RBRACE)", __func__, __LINE__);
4424                 RETURN_STATUS(s);
4425         }
4426
4427         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4428         switch (p->l.t.t) {
4429                 case BC_LEX_OP_INC:
4430                 case BC_LEX_OP_DEC:
4431                 case BC_LEX_OP_MINUS:
4432                 case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4433                 case BC_LEX_LPAREN:
4434                 case BC_LEX_NAME:
4435                 case BC_LEX_NUMBER:
4436                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4437                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4438                 case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4439                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4440                 case BC_LEX_KEY_READ:
4441                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4442                 case BC_LEX_KEY_SQRT:
4443                         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_PRINT);
4444                         break;
4445                 case BC_LEX_STR:
4446                         s = zbc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_STR);
4447                         break;
4448                 case BC_LEX_KEY_BREAK:
4449                 case BC_LEX_KEY_CONTINUE:
4450                         s = zbc_parse_break_or_continue(p, p->l.t.t);
4451                         break;
4452                 case BC_LEX_KEY_FOR:
4453                         s = zbc_parse_for(p);
4454                         break;
4455                 case BC_LEX_KEY_HALT:
4456                         bc_parse_push(p, BC_INST_HALT);
4457                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4458                         break;
4459                 case BC_LEX_KEY_IF:
4460                         s = zbc_parse_if(p);
4461                         break;
4462                 case BC_LEX_KEY_LIMITS:
4463                         // "limits" is a compile-time command,
4464                         // the output is produced at _parse time_.
4465                         printf(
4466                                 "BC_BASE_MAX     = "BC_MAX_OBASE_STR "\n"
4467                                 "BC_DIM_MAX      = "BC_MAX_DIM_STR   "\n"
4468                                 "BC_SCALE_MAX    = "BC_MAX_SCALE_STR "\n"
4469                                 "BC_STRING_MAX   = "BC_MAX_STRING_STR"\n"
4470                                 "BC_NAME_MAX     = "BC_MAX_NAME_STR  "\n"
4471                                 "BC_NUM_MAX      = "BC_MAX_NUM_STR   "\n"
4472                                 "MAX Exponent    = "BC_MAX_EXP_STR   "\n"
4473                                 "Number of vars  = "BC_MAX_VARS_STR  "\n"
4474                         );
4475                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4476                         break;
4477                 case BC_LEX_KEY_PRINT:
4478                         s = zbc_parse_print(p);
4479                         break;
4480                 case BC_LEX_KEY_QUIT:
4481                         // "quit" is a compile-time command. For example,
4482                         // "if (0 == 1) quit" terminates when parsing the statement,
4483                         // not when it is executed
4484                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
4485                 case BC_LEX_KEY_RETURN:
4486                         if (!p->in_funcdef)
4487                                 RETURN_STATUS(bc_error("'return' not in a function"));
4488                         s = zbc_parse_return(p);
4489                         break;
4490                 case BC_LEX_KEY_WHILE:
4491                         s = zbc_parse_while(p);
4492                         break;
4493                 default:
4494                         s = bc_error_bad_token();
4495                         break;
4496         }
4497
4498         if (s || G_interrupt) {
4499                 bc_parse_reset(p);
4500                 s = BC_STATUS_FAILURE;
4501         }
4502
4503         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4504         RETURN_STATUS(s);
4505 }
4506 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4507
4508 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_or_funcdef(BcParse *p)
4509 {
4510         BcStatus s;
4511
4512         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4513         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4514                 s = bc_error("end of file");
4515         else if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_DEFINE) {
4516                 dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:BC_LEX_KEY_DEFINE", __func__, __LINE__);
4517                 s = zbc_parse_funcdef(p);
4518         } else {
4519                 dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d (not BC_LEX_KEY_DEFINE)", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4520                 s = zbc_parse_stmt(p);
4521         }
4522
4523         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4524         RETURN_STATUS(s);
4525 }
4526 #define zbc_parse_stmt_or_funcdef(...) (zbc_parse_stmt_or_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4527
4528 // This is not a "z" function: can also return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP
4529 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags)
4530 {
4531         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4532         BcInst prev = BC_INST_PRINT;
4533         BcLexType top, t = p->l.t.t;
4534         size_t nexprs = 0, ops_bgn = p->ops.len;
4535         unsigned nparens, nrelops;
4536         bool paren_first, paren_expr, rprn, done, get_token, assign, bin_last;
4537
4538         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4539         paren_first = p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN;
4540         nparens = nrelops = 0;
4541         paren_expr = rprn = done = get_token = assign = false;
4542         bin_last = true;
4543
4544         for (; !G_interrupt && !s && !done && bc_parse_exprs(t); t = p->l.t.t) {
4545                 switch (t) {
4546                         case BC_LEX_OP_INC:
4547                         case BC_LEX_OP_DEC:
4548                                 s = zbc_parse_incdec(p, &prev, &paren_expr, &nexprs, flags);
4549                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4550                                 break;
4551                         case BC_LEX_OP_MINUS:
4552                                 s = zbc_parse_minus(p, &prev, ops_bgn, rprn, &nexprs);
4553                                 rprn = get_token = false;
4554                                 bin_last = prev == BC_INST_MINUS;
4555                                 break;
4556                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER:
4557                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY:
4558                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE:
4559                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS:
4560                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS:
4561                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS:
4562                         case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4563                                 if (prev != BC_INST_VAR && prev != BC_INST_ARRAY_ELEM
4564                                  && prev != BC_INST_SCALE && prev != BC_INST_IBASE
4565                                  && prev != BC_INST_OBASE && prev != BC_INST_LAST
4566                                 ) {
4567                                         s = bc_error("bad assignment:"
4568                                                 " left side must be variable"
4569                                                 " or array element"
4570                                         ); // note: shared string
4571                                         break;
4572                                 }
4573                         // Fallthrough.
4574                         case BC_LEX_OP_POWER:
4575                         case BC_LEX_OP_MULTIPLY:
4576                         case BC_LEX_OP_DIVIDE:
4577                         case BC_LEX_OP_MODULUS:
4578                         case BC_LEX_OP_PLUS:
4579                         case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4580                         case BC_LEX_OP_REL_LE:
4581                         case BC_LEX_OP_REL_GE:
4582                         case BC_LEX_OP_REL_NE:
4583                         case BC_LEX_OP_REL_LT:
4584                         case BC_LEX_OP_REL_GT:
4585                         case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4586                         case BC_LEX_OP_BOOL_OR:
4587                         case BC_LEX_OP_BOOL_AND:
4588                                 if (((t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) != bin_last)
4589                                  || (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4590                                 ) {
4591                                         return bc_error_bad_expression();
4592                                 }
4593                                 nrelops += t >= BC_LEX_OP_REL_EQ && t <= BC_LEX_OP_REL_GT;
4594                                 prev = BC_TOKEN_2_INST(t);
4595                                 bc_parse_operator(p, t, ops_bgn, &nexprs);
4596                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4597                                 rprn = get_token = false;
4598                                 bin_last = t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT;
4599                                 break;
4600                         case BC_LEX_LPAREN:
4601                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4602                                         return bc_error_bad_expression();
4603                                 ++nparens;
4604                                 paren_expr = rprn = bin_last = false;
4605                                 get_token = true;
4606                                 bc_vec_push(&p->ops, &t);
4607                                 break;
4608                         case BC_LEX_RPAREN:
4609                                 if (bin_last || prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4610                                         return bc_error_bad_expression();
4611                                 if (nparens == 0) {
4612                                         s = BC_STATUS_SUCCESS;
4613                                         done = true;
4614                                         get_token = false;
4615                                         break;
4616                                 }
4617                                 if (!paren_expr) {
4618                                         dbg_lex_done("%s:%d done (returning EMPTY_EXP)", __func__, __LINE__);
4619                                         return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP;
4620                                 }
4621                                 --nparens;
4622                                 paren_expr = rprn = true;
4623                                 get_token = bin_last = false;
4624                                 s = zbc_parse_rightParen(p, ops_bgn, &nexprs);
4625                                 break;
4626                         case BC_LEX_NAME:
4627                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4628                                         return bc_error_bad_expression();
4629                                 paren_expr = true;
4630                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4631                                 s = zbc_parse_name(p, &prev, flags & ~BC_PARSE_NOCALL);
4632                                 ++nexprs;
4633                                 break;
4634                         case BC_LEX_NUMBER:
4635                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4636                                         return bc_error_bad_expression();
4637                                 bc_parse_number(p);
4638                                 nexprs++;
4639                                 prev = BC_INST_NUM;
4640                                 paren_expr = get_token = true;
4641                                 rprn = bin_last = false;
4642                                 break;
4643                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4644                         case BC_LEX_KEY_LAST:
4645                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4646                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4647                                         return bc_error_bad_expression();
4648                                 prev = (char) (t - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
4649                                 bc_parse_push(p, (char) prev);
4650                                 paren_expr = get_token = true;
4651                                 rprn = bin_last = false;
4652                                 ++nexprs;
4653                                 break;
4654                         case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4655                         case BC_LEX_KEY_SQRT:
4656                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4657                                         return bc_error_bad_expression();
4658                                 s = zbc_parse_builtin(p, t, flags, &prev);
4659                                 paren_expr = true;
4660                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4661                                 ++nexprs;
4662                                 break;
4663                         case BC_LEX_KEY_READ:
4664                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4665                                         return bc_error_bad_expression();
4666                                 else if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
4667                                         s = bc_error_nested_read_call();
4668                                 else
4669                                         s = zbc_parse_read(p);
4670                                 paren_expr = true;
4671                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4672                                 ++nexprs;
4673                                 prev = BC_INST_READ;
4674                                 break;
4675                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4676                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4677                                         return bc_error_bad_expression();
4678                                 s = zbc_parse_scale(p, &prev, flags);
4679                                 paren_expr = true;
4680                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4681                                 ++nexprs;
4682                                 prev = BC_INST_SCALE;
4683                                 break;
4684                         default:
4685                                 s = bc_error_bad_token();
4686                                 break;
4687                 }
4688
4689                 if (!s && get_token) s = zbc_lex_next(&p->l);
4690         }
4691
4692         if (s) return s;
4693         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE; // ^C: stop parsing
4694
4695         while (p->ops.len > ops_bgn) {
4696                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
4697                 assign = top >= BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER && top <= BC_LEX_OP_ASSIGN;
4698
4699                 if (top == BC_LEX_LPAREN || top == BC_LEX_RPAREN)
4700                         return bc_error_bad_expression();
4701
4702                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(top));
4703
4704                 nexprs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
4705                 bc_vec_pop(&p->ops);
4706         }
4707
4708         if (prev == BC_INST_BOOL_NOT || nexprs != 1)
4709                 return bc_error_bad_expression();
4710
4711         if (!(flags & BC_PARSE_REL) && nrelops) {
4712                 s = bc_POSIX_does_not_allow("comparison operators outside if or loops");
4713                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) return s);
4714         } else if ((flags & BC_PARSE_REL) && nrelops > 1) {
4715                 s = bc_POSIX_requires("exactly one comparison operator per condition");
4716                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) return s);
4717         }
4718
4719         if (flags & BC_PARSE_PRINT) {
4720                 if (paren_first || !assign) bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT);
4721                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4722         }
4723
4724         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4725         return s;
4726 }
4727
4728 #endif // ENABLE_BC
4729
4730 #if ENABLE_DC
4731
4732 static BC_STATUS zdc_parse_register(BcParse *p)
4733 {
4734         BcStatus s;
4735
4736         s = zbc_lex_next(&p->l);
4737         if (s) RETURN_STATUS(s);
4738         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4739
4740         bc_parse_pushName(p, p->l.t.v.v);
4741
4742         RETURN_STATUS(s);
4743 }
4744 #define zdc_parse_register(...) (zdc_parse_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4745
4746 static BC_STATUS zdc_parse_string(BcParse *p)
4747 {
4748         char *str, *name;
4749         size_t idx, len = G.prog.strs.len;
4750
4751 //why pad to 32 zeros??
4752         name = xasprintf("%032lu", (unsigned long)len);
4753
4754         str = xstrdup(p->l.t.v.v);
4755         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
4756         bc_parse_pushIndex(p, len);
4757         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
4758         bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
4759
4760         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4761 }
4762 #define zdc_parse_string(...) (zdc_parse_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4763
4764 static BC_STATUS zdc_parse_mem(BcParse *p, uint8_t inst, bool name, bool store)
4765 {
4766         BcStatus s;
4767
4768         bc_parse_push(p, inst);
4769         if (name) {
4770                 s = zdc_parse_register(p);
4771                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4772         }
4773
4774         if (store) {
4775                 bc_parse_push(p, BC_INST_SWAP);
4776                 bc_parse_push(p, BC_INST_ASSIGN);
4777                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4778         }
4779
4780         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4781 }
4782 #define zdc_parse_mem(...) (zdc_parse_mem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4783
4784 static BC_STATUS zdc_parse_cond(BcParse *p, uint8_t inst)
4785 {
4786         BcStatus s;
4787
4788         bc_parse_push(p, inst);
4789         bc_parse_push(p, BC_INST_EXEC_COND);
4790
4791         s = zdc_parse_register(p);
4792         if (s) RETURN_STATUS(s);
4793
4794         s = zbc_lex_next(&p->l);
4795         if (s) RETURN_STATUS(s);
4796
4797         if (p->l.t.t == BC_LEX_ELSE) {
4798                 s = zdc_parse_register(p);
4799                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4800                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4801         } else
4802                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
4803
4804         RETURN_STATUS(s);
4805 }
4806 #define zdc_parse_cond(...) (zdc_parse_cond(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4807
4808 static BC_STATUS zdc_parse_token(BcParse *p, BcLexType t, uint8_t flags)
4809 {
4810         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4811         uint8_t inst;
4812         bool assign, get_token = false;
4813
4814         switch (t) {
4815                 case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4816                 case BC_LEX_OP_REL_LE:
4817                 case BC_LEX_OP_REL_GE:
4818                 case BC_LEX_OP_REL_NE:
4819                 case BC_LEX_OP_REL_LT:
4820                 case BC_LEX_OP_REL_GT:
4821                         s = zdc_parse_cond(p, t - BC_LEX_OP_REL_EQ + BC_INST_REL_EQ);
4822                         break;
4823                 case BC_LEX_SCOLON:
4824                 case BC_LEX_COLON:
4825                         s = zdc_parse_mem(p, BC_INST_ARRAY_ELEM, true, t == BC_LEX_COLON);
4826                         break;
4827                 case BC_LEX_STR:
4828                         s = zdc_parse_string(p);
4829                         break;
4830                 case BC_LEX_NEG:
4831                 case BC_LEX_NUMBER:
4832                         if (t == BC_LEX_NEG) {
4833                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4834                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4835                                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NUMBER)
4836                                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4837                         }
4838                         bc_parse_number(p);
4839                         if (t == BC_LEX_NEG) bc_parse_push(p, BC_INST_NEG);
4840                         get_token = true;
4841                         break;
4842                 case BC_LEX_KEY_READ:
4843                         if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
4844                                 s = bc_error_nested_read_call();
4845                         else
4846                                 bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
4847                         get_token = true;
4848                         break;
4849                 case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4850                 case BC_LEX_STORE_PUSH:
4851                         assign = t == BC_LEX_OP_ASSIGN;
4852                         inst = assign ? BC_INST_VAR : BC_INST_PUSH_TO_VAR;
4853                         s = zdc_parse_mem(p, inst, true, assign);
4854                         break;
4855                 case BC_LEX_LOAD:
4856                 case BC_LEX_LOAD_POP:
4857                         inst = t == BC_LEX_LOAD_POP ? BC_INST_PUSH_VAR : BC_INST_LOAD;
4858                         s = zdc_parse_mem(p, inst, true, false);
4859                         break;
4860                 case BC_LEX_STORE_IBASE:
4861                 case BC_LEX_STORE_SCALE:
4862                 case BC_LEX_STORE_OBASE:
4863                         inst = t - BC_LEX_STORE_IBASE + BC_INST_IBASE;
4864                         s = zdc_parse_mem(p, inst, false, true);
4865                         break;
4866                 default:
4867                         s = bc_error_bad_token();
4868                         get_token = true;
4869                         break;
4870         }
4871
4872         if (!s && get_token) s = zbc_lex_next(&p->l);
4873
4874         RETURN_STATUS(s);
4875 }
4876 #define zdc_parse_token(...) (zdc_parse_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4877
4878 static BC_STATUS zdc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
4879 {
4880         BcLexType t;
4881
4882         for (;;) {
4883                 BcInst inst;
4884                 BcStatus s;
4885
4886                 t = p->l.t.t;
4887                 if (t == BC_LEX_EOF) break;
4888
4889                 inst = dc_parse_insts[t];
4890                 if (inst != BC_INST_INVALID) {
4891                         bc_parse_push(p, inst);
4892                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4893                 } else {
4894                         s = zdc_parse_token(p, t, flags);
4895                 }
4896                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4897         }
4898
4899         if (flags & BC_PARSE_NOCALL)
4900                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP_EXEC);
4901
4902         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4903 }
4904 #define zdc_parse_expr(...) (zdc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4905
4906 static BC_STATUS zdc_parse_parse(BcParse *p)
4907 {
4908         BcStatus s;
4909
4910         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4911                 s = bc_error("end of file");
4912         else
4913                 s = zdc_parse_expr(p, 0);
4914
4915         if (s || G_interrupt) {
4916                 bc_parse_reset(p);
4917                 s = BC_STATUS_FAILURE;
4918         }
4919
4920         RETURN_STATUS(s);
4921 }
4922 #define zdc_parse_parse(...) (zdc_parse_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4923
4924 #endif // ENABLE_DC
4925
4926 static BC_STATUS zcommon_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
4927 {
4928         if (IS_BC) {
4929                 IF_BC(RETURN_STATUS(zbc_parse_expr(p, flags)));
4930         } else {
4931                 IF_DC(RETURN_STATUS(zdc_parse_expr(p, flags)));
4932         }
4933 }
4934 #define zcommon_parse_expr(...) (zcommon_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4935
4936 static BcVec* bc_program_search(char *id, bool var)
4937 {
4938         BcId e, *ptr;
4939         BcVec *v, *map;
4940         size_t i;
4941         BcResultData data;
4942         int new;
4943
4944         v = var ? &G.prog.vars : &G.prog.arrs;
4945         map = var ? &G.prog.var_map : &G.prog.arr_map;
4946
4947         e.name = id;
4948         e.idx = v->len;
4949         new = bc_map_insert(map, &e, &i); // 1 if insertion was successful
4950
4951         if (new) {
4952                 bc_array_init(&data.v, var);
4953                 bc_vec_push(v, &data.v);
4954         }
4955
4956         ptr = bc_vec_item(map, i);
4957         if (new) ptr->name = xstrdup(e.name);
4958         return bc_vec_item(v, ptr->idx);
4959 }
4960
4961 static BC_STATUS zbc_program_num(BcResult *r, BcNum **num, bool hex)
4962 {
4963         switch (r->t) {
4964                 case BC_RESULT_STR:
4965                 case BC_RESULT_TEMP:
4966                 case BC_RESULT_IBASE:
4967                 case BC_RESULT_SCALE:
4968                 case BC_RESULT_OBASE:
4969                         *num = &r->d.n;
4970                         break;
4971                 case BC_RESULT_CONSTANT: {
4972                         BcStatus s;
4973                         char **str = bc_vec_item(&G.prog.consts, r->d.id.idx);
4974                         unsigned base_t;
4975                         size_t len = strlen(*str);
4976
4977                         bc_num_init(&r->d.n, len);
4978
4979                         hex = hex && len == 1;
4980                         base_t = hex ? 16 : G.prog.ib_t;
4981                         s = zbc_num_parse(&r->d.n, *str, base_t);
4982
4983                         if (s) {
4984                                 bc_num_free(&r->d.n);
4985                                 RETURN_STATUS(s);
4986                         }
4987
4988                         *num = &r->d.n;
4989                         r->t = BC_RESULT_TEMP;
4990                         break;
4991                 }
4992                 case BC_RESULT_VAR:
4993                 case BC_RESULT_ARRAY:
4994                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM: {
4995                         BcVec *v;
4996
4997                         v = bc_program_search(r->d.id.name, r->t == BC_RESULT_VAR);
4998
4999                         if (r->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
5000                                 v = bc_vec_top(v);
5001                                 if (v->len <= r->d.id.idx) bc_array_expand(v, r->d.id.idx + 1);
5002                                 *num = bc_vec_item(v, r->d.id.idx);
5003                         } else
5004                                 *num = bc_vec_top(v);
5005                         break;
5006                 }
5007                 case BC_RESULT_LAST:
5008                         *num = &G.prog.last;
5009                         break;
5010                 case BC_RESULT_ONE:
5011                         *num = &G.prog.one;
5012                         break;
5013         }
5014
5015         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5016 }
5017 #define zbc_program_num(...) (zbc_program_num(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5018
5019 static BC_STATUS zbc_program_binOpPrep(BcResult **l, BcNum **ln,
5020                                      BcResult **r, BcNum **rn, bool assign)
5021 {
5022         BcStatus s;
5023         bool hex;
5024         BcResultType lt, rt;
5025
5026         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5027                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5028
5029         *r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
5030         *l = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
5031
5032         lt = (*l)->t;
5033         rt = (*r)->t;
5034         hex = assign && (lt == BC_RESULT_IBASE || lt == BC_RESULT_OBASE);
5035
5036         s = zbc_program_num(*l, ln, false);
5037         if (s) RETURN_STATUS(s);
5038         s = zbc_program_num(*r, rn, hex);
5039         if (s) RETURN_STATUS(s);
5040
5041         // We run this again under these conditions in case any vector has been
5042         // reallocated out from under the BcNums or arrays we had.
5043         if (lt == rt && (lt == BC_RESULT_VAR || lt == BC_RESULT_ARRAY_ELEM)) {
5044                 s = zbc_program_num(*l, ln, false);
5045                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5046         }
5047
5048         if (!BC_PROG_NUM((*l), (*ln)) && (!assign || (*l)->t != BC_RESULT_VAR))
5049                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5050         if (!assign && !BC_PROG_NUM((*r), (*ln)))
5051                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5052
5053         RETURN_STATUS(s);
5054 }
5055 #define zbc_program_binOpPrep(...) (zbc_program_binOpPrep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5056
5057 static void bc_program_binOpRetire(BcResult *r)
5058 {
5059         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5060         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5061         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5062         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5063 }
5064
5065 static BC_STATUS zbc_program_prep(BcResult **r, BcNum **n)
5066 {
5067         BcStatus s;
5068
5069         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5070                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5071         *r = bc_vec_top(&G.prog.results);
5072
5073         s = zbc_program_num(*r, n, false);
5074         if (s) RETURN_STATUS(s);
5075
5076         if (!BC_PROG_NUM((*r), (*n)))
5077                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5078
5079         RETURN_STATUS(s);
5080 }
5081 #define zbc_program_prep(...) (zbc_program_prep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5082
5083 static void bc_program_retire(BcResult *r, BcResultType t)
5084 {
5085         r->t = t;
5086         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5087         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5088 }
5089
5090 static BC_STATUS zbc_program_op(char inst)
5091 {
5092         BcStatus s;
5093         BcResult *opd1, *opd2, res;
5094         BcNum *n1, *n2 = NULL;
5095
5096         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5097         if (s) RETURN_STATUS(s);
5098         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5099
5100         s = BC_STATUS_SUCCESS;
5101         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zbc_program_ops[inst - BC_INST_POWER](n1, n2, &res.d.n, G.prog.scale);
5102         if (s) goto err;
5103         bc_program_binOpRetire(&res);
5104
5105         RETURN_STATUS(s);
5106  err:
5107         bc_num_free(&res.d.n);
5108         RETURN_STATUS(s);
5109 }
5110 #define zbc_program_op(...) (zbc_program_op(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5111
5112 static BC_STATUS zbc_program_read(void)
5113 {
5114         const char *sv_file;
5115         BcStatus s;
5116         BcParse parse;
5117         BcVec buf;
5118         BcInstPtr ip;
5119         BcFunc *f;
5120
5121         if (G.in_read)
5122                 RETURN_STATUS(bc_error_nested_read_call());
5123
5124         f = bc_program_func(BC_PROG_READ);
5125         bc_vec_pop_all(&f->code);
5126
5127         sv_file = G.prog.file;
5128         G.prog.file = NULL;
5129         G.in_read = 1;
5130
5131         bc_char_vec_init(&buf);
5132         bc_read_line(&buf, stdin);
5133
5134         bc_parse_create(&parse, BC_PROG_READ);
5135         bc_lex_file(&parse.l);
5136
5137         s = zbc_parse_text_init(&parse, buf.v);
5138         if (s) goto exec_err;
5139         s = zcommon_parse_expr(&parse, BC_PARSE_NOREAD);
5140         if (s) goto exec_err;
5141
5142         if (parse.l.t.t != BC_LEX_NLINE && parse.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
5143                 s = bc_error("bad read() expression");
5144                 goto exec_err;
5145         }
5146
5147         ip.func = BC_PROG_READ;
5148         ip.idx = 0;
5149         ip.len = G.prog.results.len;
5150
5151         // Update this pointer, just in case.
5152         f = bc_program_func(BC_PROG_READ);
5153
5154         bc_vec_pushByte(&f->code, BC_INST_POP_EXEC);
5155         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
5156  exec_err:
5157         bc_parse_free(&parse);
5158         G.in_read = 0;
5159         G.prog.file = sv_file;
5160         bc_vec_free(&buf);
5161         RETURN_STATUS(s);
5162 }
5163 #define zbc_program_read(...) (zbc_program_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5164
5165 static size_t bc_program_index(char *code, size_t *bgn)
5166 {
5167         unsigned char *bytes = (void*)(code + *bgn);
5168         unsigned amt;
5169         unsigned i;
5170         size_t res;
5171
5172         amt = *bytes++;
5173         *bgn += amt + 1;
5174
5175         amt *= 8;
5176         res = 0;
5177         for (i = 0; i < amt; i += 8)
5178                 res |= (size_t)(*bytes++) << i;
5179
5180         return res;
5181 }
5182
5183 static char *bc_program_name(char *code, size_t *bgn)
5184 {
5185         size_t i;
5186         char *s;
5187
5188         code += *bgn;
5189         s = xmalloc(strchr(code, BC_PARSE_STREND) - code + 1);
5190         i = 0;
5191         for (;;) {
5192                 char c = *code++;
5193                 if (c == BC_PARSE_STREND)
5194                         break;
5195                 s[i++] = c;
5196         }
5197         s[i] = '\0';
5198         *bgn += i + 1;
5199
5200         return s;
5201 }
5202
5203 static void bc_program_printString(const char *str)
5204 {
5205 #if ENABLE_DC
5206         if (!str[0]) {
5207                 // Example: echo '[]ap' | dc
5208                 // should print two bytes: 0x00, 0x0A
5209                 bb_putchar('\0');
5210                 return;
5211         }
5212 #endif
5213         while (*str) {
5214                 int c = *str++;
5215                 if (c != '\\' || !*str)
5216                         bb_putchar(c);
5217                 else {
5218                         c = *str++;
5219                         switch (c) {
5220                         case 'a':
5221                                 bb_putchar('\a');
5222                                 break;
5223                         case 'b':
5224                                 bb_putchar('\b');
5225                                 break;
5226                         case '\\':
5227                         case 'e':
5228                                 bb_putchar('\\');
5229                                 break;
5230                         case 'f':
5231                                 bb_putchar('\f');
5232                                 break;
5233                         case 'n':
5234                                 bb_putchar('\n');
5235                                 G.prog.nchars = SIZE_MAX;
5236                                 break;
5237                         case 'r':
5238                                 bb_putchar('\r');
5239                                 break;
5240                         case 'q':
5241                                 bb_putchar('"');
5242                                 break;
5243                         case 't':
5244                                 bb_putchar('\t');
5245                                 break;
5246                         default:
5247                                 // Just print the backslash and following character.
5248                                 bb_putchar('\\');
5249                                 ++G.prog.nchars;
5250                                 bb_putchar(c);
5251                                 break;
5252                         }
5253                 }
5254                 ++G.prog.nchars;
5255         }
5256 }
5257
5258 static void bc_num_printNewline(void)
5259 {
5260         if (G.prog.nchars == G.prog.len - 1) {
5261                 bb_putchar('\\');
5262                 bb_putchar('\n');
5263                 G.prog.nchars = 0;
5264         }
5265 }
5266
5267 #if ENABLE_DC
5268 static FAST_FUNC void bc_num_printChar(size_t num, size_t width, bool radix)
5269 {
5270         (void) radix;
5271         bb_putchar((char) num);
5272         G.prog.nchars += width;
5273 }
5274 #endif
5275
5276 static FAST_FUNC void bc_num_printDigits(size_t num, size_t width, bool radix)
5277 {
5278         size_t exp, pow;
5279
5280         bc_num_printNewline();
5281         bb_putchar(radix ? '.' : ' ');
5282         ++G.prog.nchars;
5283
5284         bc_num_printNewline();
5285         for (exp = 0, pow = 1; exp < width - 1; ++exp, pow *= 10)
5286                 continue;
5287
5288         for (exp = 0; exp < width; pow /= 10, ++G.prog.nchars, ++exp) {
5289                 size_t dig;
5290                 bc_num_printNewline();
5291                 dig = num / pow;
5292                 num -= dig * pow;
5293                 bb_putchar(((char) dig) + '0');
5294         }
5295 }
5296
5297 static FAST_FUNC void bc_num_printHex(size_t num, size_t width, bool radix)
5298 {
5299         if (radix) {
5300                 bc_num_printNewline();
5301                 bb_putchar('.');
5302                 G.prog.nchars++;
5303         }
5304
5305         bc_num_printNewline();
5306         bb_putchar(bb_hexdigits_upcase[num]);
5307         G.prog.nchars += width;
5308 }
5309
5310 static void bc_num_printDecimal(BcNum *n)
5311 {
5312         size_t i, rdx = n->rdx - 1;
5313
5314         if (n->neg) {
5315                 bb_putchar('-');
5316                 G.prog.nchars++;
5317         }
5318
5319         for (i = n->len - 1; i < n->len; --i)
5320                 bc_num_printHex((size_t) n->num[i], 1, i == rdx);
5321 }
5322
5323 static BC_STATUS zbc_num_printNum(BcNum *n, unsigned base_t, size_t width, BcNumDigitOp print)
5324 {
5325         BcStatus s;
5326         BcVec stack;
5327         BcNum base;
5328         BcNum intp, fracp, digit, frac_len;
5329         unsigned long dig, *ptr;
5330         size_t i;
5331         bool radix;
5332
5333         if (n->len == 0) {
5334                 print(0, width, false);
5335                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5336         }
5337
5338         bc_vec_init(&stack, sizeof(long), NULL);
5339         bc_num_init(&intp, n->len);
5340         bc_num_init(&fracp, n->rdx);
5341         bc_num_init(&digit, width);
5342         bc_num_init(&frac_len, BC_NUM_INT(n));
5343         bc_num_copy(&intp, n);
5344         bc_num_one(&frac_len);
5345 //TODO: have BcNumSmall type, with static buffer
5346         bc_num_init_DEF_SIZE(&base);
5347         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
5348
5349         bc_num_truncate(&intp, intp.rdx);
5350         s = zbc_num_sub(n, &intp, &fracp, 0);
5351         if (s) goto err;
5352
5353         while (intp.len != 0) {
5354                 s = zbc_num_divmod(&intp, &base, &intp, &digit, 0);
5355                 if (s) goto err;
5356                 s = zbc_num_ulong(&digit, &dig);
5357                 if (s) goto err;
5358                 bc_vec_push(&stack, &dig);
5359         }
5360
5361         for (i = 0; i < stack.len; ++i) {
5362                 ptr = bc_vec_item_rev(&stack, i);
5363                 print(*ptr, width, false);
5364         }
5365
5366         if (!n->rdx) goto err;
5367
5368         for (radix = true; frac_len.len <= n->rdx; radix = false) {
5369                 s = zbc_num_mul(&fracp, &base, &fracp, n->rdx);
5370                 if (s) goto err;
5371                 s = zbc_num_ulong(&fracp, &dig);
5372                 if (s) goto err;
5373                 bc_num_ulong2num(&intp, dig);
5374                 s = zbc_num_sub(&fracp, &intp, &fracp, 0);
5375                 if (s) goto err;
5376                 print(dig, width, radix);
5377                 s = zbc_num_mul(&frac_len, &base, &frac_len, 0);
5378                 if (s) goto err;
5379         }
5380  err:
5381         bc_num_free(&base);
5382         bc_num_free(&frac_len);
5383         bc_num_free(&digit);
5384         bc_num_free(&fracp);
5385         bc_num_free(&intp);
5386         bc_vec_free(&stack);
5387         RETURN_STATUS(s);
5388 }
5389 #define zbc_num_printNum(...) (zbc_num_printNum(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5390
5391 static BC_STATUS zbc_num_printBase(BcNum *n)
5392 {
5393         BcStatus s;
5394         size_t width;
5395         BcNumDigitOp print;
5396         bool neg = n->neg;
5397
5398         if (neg) {
5399                 bb_putchar('-');
5400                 G.prog.nchars++;
5401         }
5402
5403         n->neg = false;
5404
5405         if (G.prog.ob_t <= BC_NUM_MAX_IBASE) {
5406                 width = 1;
5407                 print = bc_num_printHex;
5408         } else {
5409                 unsigned i = G.prog.ob_t - 1;
5410                 width = 0;
5411                 for (;;) {
5412                         width++;
5413                         i /= 10;
5414                         if (i == 0)
5415                                 break;
5416                 }
5417                 print = bc_num_printDigits;
5418         }
5419
5420         s = zbc_num_printNum(n, G.prog.ob_t, width, print);
5421         n->neg = neg;
5422
5423         RETURN_STATUS(s);
5424 }
5425 #define zbc_num_printBase(...) (zbc_num_printBase(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5426
5427 static BC_STATUS zbc_num_print(BcNum *n, bool newline)
5428 {
5429         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5430
5431         bc_num_printNewline();
5432
5433         if (n->len == 0) {
5434                 bb_putchar('0');
5435                 ++G.prog.nchars;
5436         } else if (G.prog.ob_t == 10)
5437                 bc_num_printDecimal(n);
5438         else
5439                 s = zbc_num_printBase(n);
5440
5441         if (newline) {
5442                 bb_putchar('\n');
5443                 G.prog.nchars = 0;
5444         }
5445
5446         RETURN_STATUS(s);
5447 }
5448 #define zbc_num_print(...) (zbc_num_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5449
5450 static BC_STATUS zbc_program_print(char inst, size_t idx)
5451 {
5452         BcStatus s;
5453         BcResult *r;
5454         BcNum *num;
5455         bool pop = inst != BC_INST_PRINT;
5456
5457         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, idx + 1))
5458                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5459
5460         r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, idx);
5461         num = NULL; // is this NULL necessary?
5462         s = zbc_program_num(r, &num, false);
5463         if (s) RETURN_STATUS(s);
5464
5465         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
5466                 s = zbc_num_print(num, !pop);
5467                 if (!s) bc_num_copy(&G.prog.last, num);
5468         } else {
5469                 char *str;
5470
5471                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
5472                 str = *bc_program_str(idx);
5473
5474                 if (inst == BC_INST_PRINT_STR) {
5475                         for (;;) {
5476                                 char c = *str++;
5477                                 if (c == '\0') break;
5478                                 bb_putchar(c);
5479                                 ++G.prog.nchars;
5480                                 if (c == '\n') G.prog.nchars = 0;
5481                         }
5482                 } else {
5483                         bc_program_printString(str);
5484                         if (inst == BC_INST_PRINT) bb_putchar('\n');
5485                 }
5486         }
5487
5488         if (!s && pop) bc_vec_pop(&G.prog.results);
5489
5490         RETURN_STATUS(s);
5491 }
5492 #define zbc_program_print(...) (zbc_program_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5493
5494 static BC_STATUS zbc_program_negate(void)
5495 {
5496         BcStatus s;
5497         BcResult res, *ptr;
5498         BcNum *num = NULL;
5499
5500         s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
5501         if (s) RETURN_STATUS(s);
5502
5503         bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5504         bc_num_copy(&res.d.n, num);
5505         if (res.d.n.len) res.d.n.neg = !res.d.n.neg;
5506
5507         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
5508
5509         RETURN_STATUS(s);
5510 }
5511 #define zbc_program_negate(...) (zbc_program_negate(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5512
5513 static BC_STATUS zbc_program_logical(char inst)
5514 {
5515         BcStatus s;
5516         BcResult *opd1, *opd2, res;
5517         BcNum *n1, *n2;
5518         ssize_t cond;
5519
5520         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5521         if (s) RETURN_STATUS(s);
5522
5523         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5524
5525         if (inst == BC_INST_BOOL_AND)
5526                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) && bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5527         else if (inst == BC_INST_BOOL_OR)
5528                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) || bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5529         else {
5530                 cond = bc_num_cmp(n1, n2);
5531                 switch (inst) {
5532                 case BC_INST_REL_EQ:
5533                         cond = (cond == 0);
5534                         break;
5535                 case BC_INST_REL_LE:
5536                         cond = (cond <= 0);
5537                         break;
5538                 case BC_INST_REL_GE:
5539                         cond = (cond >= 0);
5540                         break;
5541                 case BC_INST_REL_LT:
5542                         cond = (cond < 0);
5543                         break;
5544                 case BC_INST_REL_GT:
5545                         cond = (cond > 0);
5546                         break;
5547                 default: // = case BC_INST_REL_NE:
5548                         //cond = (cond != 0); - not needed
5549                         break;
5550                 }
5551         }
5552
5553         if (cond) bc_num_one(&res.d.n);
5554         //else bc_num_zero(&res.d.n); - already is
5555
5556         bc_program_binOpRetire(&res);
5557
5558         RETURN_STATUS(s);
5559 }
5560 #define zbc_program_logical(...) (zbc_program_logical(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5561
5562 #if ENABLE_DC
5563 static BC_STATUS zbc_program_assignStr(BcResult *r, BcVec *v, bool push)
5564 {
5565         BcNum n2;
5566         BcResult res;
5567
5568         memset(&n2, 0, sizeof(BcNum));
5569         n2.rdx = res.d.id.idx = r->d.id.idx;
5570         res.t = BC_RESULT_STR;
5571
5572         if (!push) {
5573                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5574                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5575                 bc_vec_pop(v);
5576                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5577         }
5578
5579         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5580
5581         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5582         bc_vec_push(v, &n2);
5583
5584         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5585 }
5586 #define zbc_program_assignStr(...) (zbc_program_assignStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5587 #endif // ENABLE_DC
5588
5589 static BC_STATUS zbc_program_copyToVar(char *name, bool var)
5590 {
5591         BcStatus s;
5592         BcResult *ptr, r;
5593         BcVec *v;
5594         BcNum *n;
5595
5596         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5597                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5598
5599         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
5600         if ((ptr->t == BC_RESULT_ARRAY) != !var)
5601                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5602         v = bc_program_search(name, var);
5603
5604 #if ENABLE_DC
5605         if (ptr->t == BC_RESULT_STR && !var)
5606                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5607         if (ptr->t == BC_RESULT_STR)
5608                 RETURN_STATUS(zbc_program_assignStr(ptr, v, true));
5609 #endif
5610
5611         s = zbc_program_num(ptr, &n, false);
5612         if (s) RETURN_STATUS(s);
5613
5614         // Do this once more to make sure that pointers were not invalidated.
5615         v = bc_program_search(name, var);
5616
5617         if (var) {
5618                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5619                 bc_num_copy(&r.d.n, n);
5620         } else {
5621                 bc_array_init(&r.d.v, true);
5622                 bc_array_copy(&r.d.v, (BcVec *) n);
5623         }
5624
5625         bc_vec_push(v, &r.d);
5626         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5627
5628         RETURN_STATUS(s);
5629 }
5630 #define zbc_program_copyToVar(...) (zbc_program_copyToVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5631
5632 static BC_STATUS zbc_program_assign(char inst)
5633 {
5634         BcStatus s;
5635         BcResult *left, *right, res;
5636         BcNum *l = NULL, *r = NULL;
5637         bool assign = inst == BC_INST_ASSIGN, ib, sc;
5638
5639         s = zbc_program_binOpPrep(&left, &l, &right, &r, assign);
5640         if (s) RETURN_STATUS(s);
5641
5642         ib = left->t == BC_RESULT_IBASE;
5643         sc = left->t == BC_RESULT_SCALE;
5644
5645 #if ENABLE_DC
5646         if (right->t == BC_RESULT_STR) {
5647                 BcVec *v;
5648
5649                 if (left->t != BC_RESULT_VAR)
5650                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5651                 v = bc_program_search(left->d.id.name, true);
5652
5653                 RETURN_STATUS(zbc_program_assignStr(right, v, false));
5654         }
5655 #endif
5656
5657         if (left->t == BC_RESULT_CONSTANT || left->t == BC_RESULT_TEMP)
5658                 RETURN_STATUS(bc_error("bad assignment:"
5659                                 " left side must be variable"
5660                                 " or array element"
5661                 )); // note: shared string
5662
5663 #if ENABLE_BC
5664         if (inst == BC_INST_ASSIGN_DIVIDE && !bc_num_cmp(r, &G.prog.zero))
5665                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
5666
5667         if (assign)
5668                 bc_num_copy(l, r);
5669         else {
5670                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5671                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zbc_program_ops[inst - BC_INST_ASSIGN_POWER](l, r, l, G.prog.scale);
5672         }
5673         if (s) RETURN_STATUS(s);
5674 #else
5675         bc_num_copy(l, r);
5676 #endif
5677
5678         if (ib || sc || left->t == BC_RESULT_OBASE) {
5679                 static const char *const msg[] = {
5680                         "bad ibase; must be [2,16]",                 //BC_RESULT_IBASE
5681                         "bad scale; must be [0,"BC_MAX_SCALE_STR"]", //BC_RESULT_SCALE
5682                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_LAST
5683                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_CONSTANT
5684                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_ONE
5685                         "bad obase; must be [2,"BC_MAX_OBASE_STR"]", //BC_RESULT_OBASE
5686                 };
5687                 size_t *ptr;
5688                 size_t max;
5689                 unsigned long val;
5690
5691                 s = zbc_num_ulong(l, &val);
5692                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5693                 s = left->t - BC_RESULT_IBASE;
5694                 if (sc) {
5695                         max = BC_MAX_SCALE;
5696                         ptr = &G.prog.scale;
5697                 } else {
5698                         if (val < 2)
5699                                 RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5700                         max = ib ? BC_NUM_MAX_IBASE : BC_MAX_OBASE;
5701                         ptr = ib ? &G.prog.ib_t : &G.prog.ob_t;
5702                 }
5703
5704                 if (val > max)
5705                         RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5706
5707                 *ptr = (size_t) val;
5708                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5709         }
5710
5711         bc_num_init(&res.d.n, l->len);
5712         bc_num_copy(&res.d.n, l);
5713         bc_program_binOpRetire(&res);
5714
5715         RETURN_STATUS(s);
5716 }
5717 #define zbc_program_assign(...) (zbc_program_assign(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5718
5719 #if !ENABLE_DC
5720 #define bc_program_pushVar(code, bgn, pop, copy) \
5721         bc_program_pushVar(code, bgn)
5722 // for bc, 'pop' and 'copy' are always false
5723 #endif
5724 static BC_STATUS bc_program_pushVar(char *code, size_t *bgn,
5725                                    bool pop, bool copy)
5726 {
5727         BcResult r;
5728         char *name = bc_program_name(code, bgn);
5729
5730         r.t = BC_RESULT_VAR;
5731         r.d.id.name = name;
5732
5733 #if ENABLE_DC
5734         if (pop || copy) {
5735                 BcVec *v = bc_program_search(name, true);
5736                 BcNum *num = bc_vec_top(v);
5737
5738                 free(name);
5739                 if (!BC_PROG_STACK(v, 2 - copy)) {
5740                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5741                 }
5742
5743                 if (!BC_PROG_STR(num)) {
5744                         r.t = BC_RESULT_TEMP;
5745                         bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5746                         bc_num_copy(&r.d.n, num);
5747                 } else {
5748                         r.t = BC_RESULT_STR;
5749                         r.d.id.idx = num->rdx;
5750                 }
5751
5752                 if (!copy) bc_vec_pop(v);
5753         }
5754 #endif // ENABLE_DC
5755
5756         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5757
5758         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5759 }
5760 #define zbc_program_pushVar(...) (bc_program_pushVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5761
5762 static BC_STATUS zbc_program_pushArray(char *code, size_t *bgn, char inst)
5763 {
5764         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5765         BcResult r;
5766         BcNum *num;
5767
5768         r.d.id.name = bc_program_name(code, bgn);
5769
5770         if (inst == BC_INST_ARRAY) {
5771                 r.t = BC_RESULT_ARRAY;
5772                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5773         } else {
5774                 BcResult *operand;
5775                 unsigned long temp;
5776
5777                 s = zbc_program_prep(&operand, &num);
5778                 if (s) goto err;
5779                 s = zbc_num_ulong(num, &temp);
5780                 if (s) goto err;
5781
5782                 if (temp > BC_MAX_DIM) {
5783                         s = bc_error("array too long; must be [1,"BC_MAX_DIM_STR"]");
5784                         goto err;
5785                 }
5786
5787                 r.d.id.idx = (size_t) temp;
5788                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_ARRAY_ELEM);
5789         }
5790  err:
5791         if (s) free(r.d.id.name);
5792         RETURN_STATUS(s);
5793 }
5794 #define zbc_program_pushArray(...) (zbc_program_pushArray(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5795
5796 #if ENABLE_BC
5797 static BC_STATUS zbc_program_incdec(char inst)
5798 {
5799         BcStatus s;
5800         BcResult *ptr, res, copy;
5801         BcNum *num = NULL;
5802         char inst2 = inst;
5803
5804         s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
5805         if (s) RETURN_STATUS(s);
5806
5807         if (inst == BC_INST_INC_POST || inst == BC_INST_DEC_POST) {
5808                 copy.t = BC_RESULT_TEMP;
5809                 bc_num_init(&copy.d.n, num->len);
5810                 bc_num_copy(&copy.d.n, num);
5811         }
5812
5813         res.t = BC_RESULT_ONE;
5814         inst = inst == BC_INST_INC_PRE || inst == BC_INST_INC_POST ?
5815                    BC_INST_ASSIGN_PLUS :
5816                    BC_INST_ASSIGN_MINUS;
5817
5818         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5819         s = zbc_program_assign(inst);
5820         if (s) RETURN_STATUS(s);
5821
5822         if (inst2 == BC_INST_INC_POST || inst2 == BC_INST_DEC_POST) {
5823                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5824                 bc_vec_push(&G.prog.results, &copy);
5825         }
5826
5827         RETURN_STATUS(s);
5828 }
5829 #define zbc_program_incdec(...) (zbc_program_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5830
5831 static BC_STATUS zbc_program_call(char *code, size_t *idx)
5832 {
5833         BcInstPtr ip;
5834         size_t i, nparams;
5835         BcFunc *func;
5836         BcId *a;
5837         BcResultData param;
5838         BcResult *arg;
5839
5840         nparams = bc_program_index(code, idx);
5841         ip.idx = 0;
5842         ip.func = bc_program_index(code, idx);
5843         func = bc_program_func(ip.func);
5844
5845         if (func->code.len == 0) {
5846                 RETURN_STATUS(bc_error("undefined function"));
5847         }
5848         if (nparams != func->nparams) {
5849                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("function has %u parameters, but called with %u", func->nparams, nparams));
5850         }
5851         ip.len = G.prog.results.len - nparams;
5852
5853         for (i = 0; i < nparams; ++i) {
5854                 BcStatus s;
5855
5856                 a = bc_vec_item(&func->autos, nparams - 1 - i);
5857                 arg = bc_vec_top(&G.prog.results);
5858
5859                 if ((!a->idx) != (arg->t == BC_RESULT_ARRAY) || arg->t == BC_RESULT_STR)
5860                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5861
5862                 s = zbc_program_copyToVar(a->name, a->idx);
5863                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5864         }
5865
5866         for (; i < func->autos.len; ++i) {
5867                 BcVec *v;
5868
5869                 a = bc_vec_item(&func->autos, i);
5870                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
5871
5872                 if (a->idx) {
5873                         bc_num_init_DEF_SIZE(&param.n);
5874                         bc_vec_push(v, &param.n);
5875                 } else {
5876                         bc_array_init(&param.v, true);
5877                         bc_vec_push(v, &param.v);
5878                 }
5879         }
5880
5881         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
5882
5883         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5884 }
5885 #define zbc_program_call(...) (zbc_program_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5886
5887 static BC_STATUS zbc_program_return(char inst)
5888 {
5889         BcResult res;
5890         BcFunc *f;
5891         size_t i;
5892         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
5893
5894         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, ip->len + inst == BC_INST_RET))
5895                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5896
5897         f = bc_program_func(ip->func);
5898         res.t = BC_RESULT_TEMP;
5899
5900         if (inst == BC_INST_RET) {
5901                 BcStatus s;
5902                 BcNum *num;
5903                 BcResult *operand = bc_vec_top(&G.prog.results);
5904
5905                 s = zbc_program_num(operand, &num, false);
5906                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5907                 bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5908                 bc_num_copy(&res.d.n, num);
5909         } else {
5910                 bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5911                 //bc_num_zero(&res.d.n); - already is
5912         }
5913
5914         // We need to pop arguments as well, so this takes that into account.
5915         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
5916                 BcVec *v;
5917                 BcId *a = bc_vec_item(&f->autos, i);
5918
5919                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
5920                 bc_vec_pop(v);
5921         }
5922
5923         bc_vec_npop(&G.prog.results, G.prog.results.len - ip->len);
5924         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5925         bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
5926
5927         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5928 }
5929 #define zbc_program_return(...) (zbc_program_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5930 #endif // ENABLE_BC
5931
5932 static unsigned long bc_program_scale(BcNum *n)
5933 {
5934         return (unsigned long) n->rdx;
5935 }
5936
5937 static unsigned long bc_program_len(BcNum *n)
5938 {
5939         size_t len = n->len;
5940
5941         if (n->rdx != len) return len;
5942         for (;;) {
5943                 if (len == 0) break;
5944                 len--;
5945                 if (n->num[len] != 0) break;
5946         }
5947         return len;
5948 }
5949
5950 static BC_STATUS zbc_program_builtin(char inst)
5951 {
5952         BcStatus s;
5953         BcResult *opnd;
5954         BcNum *num = NULL;
5955         BcResult res;
5956         bool len = inst == BC_INST_LENGTH;
5957
5958         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5959                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5960         opnd = bc_vec_top(&G.prog.results);
5961
5962         s = zbc_program_num(opnd, &num, false);
5963         if (s) RETURN_STATUS(s);
5964
5965 #if ENABLE_DC
5966         if (!BC_PROG_NUM(opnd, num) && !len)
5967                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5968 #endif
5969
5970         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5971
5972         if (inst == BC_INST_SQRT)
5973                 s = zbc_num_sqrt(num, &res.d.n, G.prog.scale);
5974 #if ENABLE_BC
5975         else if (len != 0 && opnd->t == BC_RESULT_ARRAY) {
5976                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, (unsigned long) ((BcVec *) num)->len);
5977         }
5978 #endif
5979 #if ENABLE_DC
5980         else if (len != 0 && !BC_PROG_NUM(opnd, num)) {
5981                 char **str;
5982                 size_t idx = opnd->t == BC_RESULT_STR ? opnd->d.id.idx : num->rdx;
5983
5984                 str = bc_program_str(idx);
5985                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, strlen(*str));
5986         }
5987 #endif
5988         else {
5989                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, len ? bc_program_len(num) : bc_program_scale(num));
5990         }
5991
5992         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
5993
5994         RETURN_STATUS(s);
5995 }
5996 #define zbc_program_builtin(...) (zbc_program_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5997
5998 #if ENABLE_DC
5999 static BC_STATUS zbc_program_divmod(void)
6000 {
6001         BcStatus s;
6002         BcResult *opd1, *opd2, res, res2;
6003         BcNum *n1, *n2 = NULL;
6004
6005         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
6006         if (s) RETURN_STATUS(s);
6007
6008         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6009         bc_num_init(&res2.d.n, n2->len);
6010
6011         s = zbc_num_divmod(n1, n2, &res2.d.n, &res.d.n, G.prog.scale);
6012         if (s) goto err;
6013
6014         bc_program_binOpRetire(&res2);
6015         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6016         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6017
6018         RETURN_STATUS(s);
6019  err:
6020         bc_num_free(&res2.d.n);
6021         bc_num_free(&res.d.n);
6022         RETURN_STATUS(s);
6023 }
6024 #define zbc_program_divmod(...) (zbc_program_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6025
6026 static BC_STATUS zbc_program_modexp(void)
6027 {
6028         BcStatus s;
6029         BcResult *r1, *r2, *r3, res;
6030         BcNum *n1, *n2, *n3;
6031
6032         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 3))
6033                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6034         s = zbc_program_binOpPrep(&r2, &n2, &r3, &n3, false);
6035         if (s) RETURN_STATUS(s);
6036
6037         r1 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 2);
6038         s = zbc_program_num(r1, &n1, false);
6039         if (s) RETURN_STATUS(s);
6040         if (!BC_PROG_NUM(r1, n1))
6041                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6042
6043         // Make sure that the values have their pointers updated, if necessary.
6044         if (r1->t == BC_RESULT_VAR || r1->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
6045                 if (r1->t == r2->t) {
6046                         s = zbc_program_num(r2, &n2, false);
6047                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6048                 }
6049                 if (r1->t == r3->t) {
6050                         s = zbc_program_num(r3, &n3, false);
6051                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6052                 }
6053         }
6054
6055         bc_num_init(&res.d.n, n3->len);
6056         s = zbc_num_modexp(n1, n2, n3, &res.d.n);
6057         if (s) goto err;
6058
6059         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6060         bc_program_binOpRetire(&res);
6061
6062         RETURN_STATUS(s);
6063  err:
6064         bc_num_free(&res.d.n);
6065         RETURN_STATUS(s);
6066 }
6067 #define zbc_program_modexp(...) (zbc_program_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6068
6069 static void bc_program_stackLen(void)
6070 {
6071         BcResult res;
6072         size_t len = G.prog.results.len;
6073
6074         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6075
6076         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6077         bc_num_ulong2num(&res.d.n, len);
6078         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6079 }
6080
6081 static BC_STATUS zbc_program_asciify(void)
6082 {
6083         BcStatus s;
6084         BcResult *r, res;
6085         BcNum *num, n;
6086         char *str, *str2, c;
6087         size_t len = G.prog.strs.len, idx;
6088         unsigned long val;
6089
6090         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6091                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6092         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6093
6094         num = NULL; // TODO: is this NULL needed?
6095         s = zbc_program_num(r, &num, false);
6096         if (s) RETURN_STATUS(s);
6097
6098         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
6099                 BcNum strmb;
6100
6101                 bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
6102                 bc_num_copy(&n, num);
6103                 bc_num_truncate(&n, n.rdx);
6104
6105 //TODO: have BcNumSmall type, with static buffer
6106                 bc_num_init_DEF_SIZE(&strmb);
6107                 bc_num_ulong2num(&strmb, 0x100);
6108                 s = zbc_num_mod(&n, &strmb, &n, 0);
6109                 bc_num_free(&strmb);
6110
6111                 if (s) goto num_err;
6112                 s = zbc_num_ulong(&n, &val);
6113                 if (s) goto num_err;
6114
6115                 c = (char) val;
6116
6117                 bc_num_free(&n);
6118         } else {
6119                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
6120                 str2 = *bc_program_str(idx);
6121                 c = str2[0];
6122         }
6123
6124         str = xzalloc(2);
6125         str[0] = c;
6126         //str[1] = '\0'; - already is
6127
6128         str2 = xstrdup(str);
6129         bc_program_addFunc(str2, &idx);
6130
6131         if (idx != len + BC_PROG_REQ_FUNCS) {
6132                 for (idx = 0; idx < G.prog.strs.len; ++idx) {
6133                         if (strcmp(*bc_program_str(idx), str) == 0) {
6134                                 len = idx;
6135                                 break;
6136                         }
6137                 }
6138                 free(str);
6139         } else
6140                 bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
6141
6142         res.t = BC_RESULT_STR;
6143         res.d.id.idx = len;
6144         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6145         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6146
6147         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6148  num_err:
6149         bc_num_free(&n);
6150         RETURN_STATUS(s);
6151 }
6152 #define zbc_program_asciify(...) (zbc_program_asciify(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6153
6154 static BC_STATUS zbc_program_printStream(void)
6155 {
6156         BcStatus s;
6157         BcResult *r;
6158         BcNum *n = NULL;
6159         size_t idx;
6160         char *str;
6161
6162         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6163                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6164         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6165
6166         s = zbc_program_num(r, &n, false);
6167         if (s) RETURN_STATUS(s);
6168
6169         if (BC_PROG_NUM(r, n)) {
6170                 s = zbc_num_printNum(n, 0x100, 1, bc_num_printChar);
6171         } else {
6172                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : n->rdx;
6173                 str = *bc_program_str(idx);
6174                 printf("%s", str);
6175         }
6176
6177         RETURN_STATUS(s);
6178 }
6179 #define zbc_program_printStream(...) (zbc_program_printStream(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6180
6181 static BC_STATUS zbc_program_nquit(void)
6182 {
6183         BcStatus s;
6184         BcResult *opnd;
6185         BcNum *num = NULL;
6186         unsigned long val;
6187
6188         s = zbc_program_prep(&opnd, &num);
6189         if (s) RETURN_STATUS(s);
6190         s = zbc_num_ulong(num, &val);
6191         if (s) RETURN_STATUS(s);
6192
6193         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6194
6195         if (G.prog.exestack.len < val)
6196                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6197         if (G.prog.exestack.len == val) {
6198                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6199         }
6200
6201         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, val);
6202
6203         RETURN_STATUS(s);
6204 }
6205 #define zbc_program_nquit(...) (zbc_program_nquit(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6206
6207 static BC_STATUS zbc_program_execStr(char *code, size_t *bgn, bool cond)
6208 {
6209         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6210         BcResult *r;
6211         char **str;
6212         BcFunc *f;
6213         BcParse prs;
6214         BcInstPtr ip;
6215         size_t fidx, sidx;
6216
6217         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6218                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6219
6220         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6221
6222         if (cond) {
6223                 BcNum *n = n; // for compiler
6224                 bool exec;
6225                 char *name;
6226                 char *then_name = bc_program_name(code, bgn);
6227                 char *else_name = NULL;
6228
6229                 if (code[*bgn] == BC_PARSE_STREND)
6230                         (*bgn) += 1;
6231                 else
6232                         else_name = bc_program_name(code, bgn);
6233
6234                 exec = r->d.n.len != 0;
6235                 name = then_name;
6236                 if (!exec && else_name != NULL) {
6237                         exec = true;
6238                         name = else_name;
6239                 }
6240
6241                 if (exec) {
6242                         BcVec *v;
6243                         v = bc_program_search(name, true);
6244                         n = bc_vec_top(v);
6245                 }
6246
6247                 free(then_name);
6248                 free(else_name);
6249
6250                 if (!exec) goto exit;
6251                 if (!BC_PROG_STR(n)) {
6252                         s = bc_error_variable_is_wrong_type();
6253                         goto exit;
6254                 }
6255
6256                 sidx = n->rdx;
6257         } else {
6258                 if (r->t == BC_RESULT_STR) {
6259                         sidx = r->d.id.idx;
6260                 } else if (r->t == BC_RESULT_VAR) {
6261                         BcNum *n;
6262                         s = zbc_program_num(r, &n, false);
6263                         if (s || !BC_PROG_STR(n)) goto exit;
6264                         sidx = n->rdx;
6265                 } else
6266                         goto exit;
6267         }
6268
6269         fidx = sidx + BC_PROG_REQ_FUNCS;
6270
6271         str = bc_program_str(sidx);
6272         f = bc_program_func(fidx);
6273
6274         if (f->code.len == 0) {
6275                 bc_parse_create(&prs, fidx);
6276                 s = zbc_parse_text_init(&prs, *str);
6277                 if (s) goto err;
6278                 s = zcommon_parse_expr(&prs, BC_PARSE_NOCALL);
6279                 if (s) goto err;
6280
6281                 if (prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6282                         s = bc_error_bad_expression();
6283                         goto err;
6284                 }
6285
6286                 bc_parse_free(&prs);
6287         }
6288
6289         ip.idx = 0;
6290         ip.len = G.prog.results.len;
6291         ip.func = fidx;
6292
6293         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6294         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
6295
6296         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6297  err:
6298         bc_parse_free(&prs);
6299         f = bc_program_func(fidx);
6300         bc_vec_pop_all(&f->code);
6301  exit:
6302         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6303         RETURN_STATUS(s);
6304 }
6305 #define zbc_program_execStr(...) (zbc_program_execStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6306 #endif // ENABLE_DC
6307
6308 static void bc_program_pushGlobal(char inst)
6309 {
6310         BcResult res;
6311         unsigned long val;
6312
6313         res.t = inst - BC_INST_IBASE + BC_RESULT_IBASE;
6314         if (inst == BC_INST_IBASE)
6315                 val = (unsigned long) G.prog.ib_t;
6316         else if (inst == BC_INST_SCALE)
6317                 val = (unsigned long) G.prog.scale;
6318         else
6319                 val = (unsigned long) G.prog.ob_t;
6320
6321         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6322         bc_num_ulong2num(&res.d.n, val);
6323         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6324 }
6325
6326 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx)
6327 {
6328         BcId entry, *entry_ptr;
6329         BcFunc f;
6330         int inserted;
6331
6332         entry.name = name;
6333         entry.idx = G.prog.fns.len;
6334
6335         inserted = bc_map_insert(&G.prog.fn_map, &entry, idx);
6336         if (!inserted) free(name);
6337
6338         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, *idx);
6339         *idx = entry_ptr->idx;
6340
6341         if (!inserted) {
6342                 BcFunc *func = bc_program_func(entry_ptr->idx);
6343
6344                 // We need to reset these, so the function can be repopulated.
6345                 func->nparams = 0;
6346                 bc_vec_pop_all(&func->autos);
6347                 bc_vec_pop_all(&func->code);
6348                 bc_vec_pop_all(&func->labels);
6349         } else {
6350                 bc_func_init(&f);
6351                 bc_vec_push(&G.prog.fns, &f);
6352         }
6353 }
6354
6355 static BC_STATUS zbc_program_exec(void)
6356 {
6357         BcResult r, *ptr;
6358         BcNum *num;
6359         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6360         BcFunc *func = bc_program_func(ip->func);
6361         char *code = func->code.v;
6362
6363         dbg_exec("func:%zd bytes:%zd ip:%zd", ip->func, func->code.len, ip->idx);
6364         while (ip->idx < func->code.len) {
6365                 BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6366                 char inst = code[ip->idx++];
6367
6368                 dbg_exec("inst at %zd:%d", ip->idx - 1, inst);
6369                 switch (inst) {
6370 #if ENABLE_BC
6371                         case BC_INST_JUMP_ZERO: {
6372                                 bool zero;
6373                                 dbg_exec("BC_INST_JUMP_ZERO:");
6374                                 s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
6375                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6376                                 zero = (bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) == 0);
6377                                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6378                                 if (!zero) {
6379                                         bc_program_index(code, &ip->idx);
6380                                         break;
6381                                 }
6382                                 // else: fall through
6383                         }
6384                         case BC_INST_JUMP: {
6385                                 size_t idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6386                                 size_t *addr = bc_vec_item(&func->labels, idx);
6387                                 dbg_exec("BC_INST_JUMP: to %ld", (long)*addr);
6388                                 ip->idx = *addr;
6389                                 break;
6390                         }
6391                         case BC_INST_CALL:
6392                                 dbg_exec("BC_INST_CALL:");
6393                                 s = zbc_program_call(code, &ip->idx);
6394                                 goto read_updated_ip;
6395                         case BC_INST_INC_PRE:
6396                         case BC_INST_DEC_PRE:
6397                         case BC_INST_INC_POST:
6398                         case BC_INST_DEC_POST:
6399                                 dbg_exec("BC_INST_INCDEC:");
6400                                 s = zbc_program_incdec(inst);
6401                                 break;
6402                         case BC_INST_HALT:
6403                                 dbg_exec("BC_INST_HALT:");
6404                                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6405                                 break;
6406                         case BC_INST_RET:
6407                         case BC_INST_RET0:
6408                                 dbg_exec("BC_INST_RET[0]:");
6409                                 s = zbc_program_return(inst);
6410                                 goto read_updated_ip;
6411                         case BC_INST_BOOL_OR:
6412                         case BC_INST_BOOL_AND:
6413 #endif // ENABLE_BC
6414                         case BC_INST_REL_EQ:
6415                         case BC_INST_REL_LE:
6416                         case BC_INST_REL_GE:
6417                         case BC_INST_REL_NE:
6418                         case BC_INST_REL_LT:
6419                         case BC_INST_REL_GT:
6420                                 dbg_exec("BC_INST_BOOL:");
6421                                 s = zbc_program_logical(inst);
6422                                 break;
6423                         case BC_INST_READ:
6424                                 dbg_exec("BC_INST_READ:");
6425                                 s = zbc_program_read();
6426                                 goto read_updated_ip;
6427                         case BC_INST_VAR:
6428                                 dbg_exec("BC_INST_VAR:");
6429                                 s = zbc_program_pushVar(code, &ip->idx, false, false);
6430                                 break;
6431                         case BC_INST_ARRAY_ELEM:
6432                         case BC_INST_ARRAY:
6433                                 dbg_exec("BC_INST_ARRAY[_ELEM]:");
6434                                 s = zbc_program_pushArray(code, &ip->idx, inst);
6435                                 break;
6436                         case BC_INST_LAST:
6437                                 r.t = BC_RESULT_LAST;
6438                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6439                                 break;
6440                         case BC_INST_IBASE:
6441                         case BC_INST_SCALE:
6442                         case BC_INST_OBASE:
6443                                 bc_program_pushGlobal(inst);
6444                                 break;
6445                         case BC_INST_SCALE_FUNC:
6446                         case BC_INST_LENGTH:
6447                         case BC_INST_SQRT:
6448                                 dbg_exec("BC_INST_builtin:");
6449                                 s = zbc_program_builtin(inst);
6450                                 break;
6451                         case BC_INST_NUM:
6452                                 dbg_exec("BC_INST_NUM:");
6453                                 r.t = BC_RESULT_CONSTANT;
6454                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6455                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6456                                 break;
6457                         case BC_INST_POP:
6458                                 dbg_exec("BC_INST_POP:");
6459                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6460                                         s = bc_error_stack_has_too_few_elements();
6461                                 else
6462                                         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6463                                 break;
6464                         case BC_INST_POP_EXEC:
6465                                 dbg_exec("BC_INST_POP_EXEC:");
6466                                 bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
6467                                 break;
6468                         case BC_INST_PRINT:
6469                         case BC_INST_PRINT_POP:
6470                         case BC_INST_PRINT_STR:
6471                                 dbg_exec("BC_INST_PRINTxyz:");
6472                                 s = zbc_program_print(inst, 0);
6473                                 break;
6474                         case BC_INST_STR:
6475                                 dbg_exec("BC_INST_STR:");
6476                                 r.t = BC_RESULT_STR;
6477                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6478                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6479                                 break;
6480                         case BC_INST_POWER:
6481                         case BC_INST_MULTIPLY:
6482                         case BC_INST_DIVIDE:
6483                         case BC_INST_MODULUS:
6484                         case BC_INST_PLUS:
6485                         case BC_INST_MINUS:
6486                                 dbg_exec("BC_INST_binaryop:");
6487                                 s = zbc_program_op(inst);
6488                                 break;
6489                         case BC_INST_BOOL_NOT:
6490                                 dbg_exec("BC_INST_BOOL_NOT:");
6491                                 s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
6492                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6493                                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
6494                                 if (!bc_num_cmp(num, &G.prog.zero))
6495                                         bc_num_one(&r.d.n);
6496                                 //else bc_num_zero(&r.d.n); - already is
6497                                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_TEMP);
6498                                 break;
6499                         case BC_INST_NEG:
6500                                 dbg_exec("BC_INST_NEG:");
6501                                 s = zbc_program_negate();
6502                                 break;
6503 #if ENABLE_BC
6504                         case BC_INST_ASSIGN_POWER:
6505                         case BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY:
6506                         case BC_INST_ASSIGN_DIVIDE:
6507                         case BC_INST_ASSIGN_MODULUS:
6508                         case BC_INST_ASSIGN_PLUS:
6509                         case BC_INST_ASSIGN_MINUS:
6510 #endif
6511                         case BC_INST_ASSIGN:
6512                                 dbg_exec("BC_INST_ASSIGNxyz:");
6513                                 s = zbc_program_assign(inst);
6514                                 break;
6515 #if ENABLE_DC
6516                         case BC_INST_MODEXP:
6517                                 s = zbc_program_modexp();
6518                                 break;
6519                         case BC_INST_DIVMOD:
6520                                 s = zbc_program_divmod();
6521                                 break;
6522                         case BC_INST_EXECUTE:
6523                         case BC_INST_EXEC_COND:
6524                                 s = zbc_program_execStr(code, &ip->idx, inst == BC_INST_EXEC_COND);
6525                                 goto read_updated_ip;
6526                         case BC_INST_PRINT_STACK: {
6527                                 size_t idx;
6528                                 for (idx = 0; idx < G.prog.results.len; ++idx) {
6529                                         s = zbc_program_print(BC_INST_PRINT, idx);
6530                                         if (s) break;
6531                                 }
6532                                 break;
6533                         }
6534                         case BC_INST_CLEAR_STACK:
6535                                 bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6536                                 break;
6537                         case BC_INST_STACK_LEN:
6538                                 bc_program_stackLen();
6539                                 break;
6540                         case BC_INST_DUPLICATE:
6541                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6542                                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6543                                 ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
6544                                 bc_result_copy(&r, ptr);
6545                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6546                                 break;
6547                         case BC_INST_SWAP: {
6548                                 BcResult *ptr2;
6549                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
6550                                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6551                                 ptr = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
6552                                 ptr2 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
6553                                 memcpy(&r, ptr, sizeof(BcResult));
6554                                 memcpy(ptr, ptr2, sizeof(BcResult));
6555                                 memcpy(ptr2, &r, sizeof(BcResult));
6556                                 break;
6557                         }
6558                         case BC_INST_ASCIIFY:
6559                                 s = zbc_program_asciify();
6560                                 break;
6561                         case BC_INST_PRINT_STREAM:
6562                                 s = zbc_program_printStream();
6563                                 break;
6564                         case BC_INST_LOAD:
6565                         case BC_INST_PUSH_VAR: {
6566                                 bool copy = inst == BC_INST_LOAD;
6567                                 s = zbc_program_pushVar(code, &ip->idx, true, copy);
6568                                 break;
6569                         }
6570                         case BC_INST_PUSH_TO_VAR: {
6571                                 char *name = bc_program_name(code, &ip->idx);
6572                                 s = zbc_program_copyToVar(name, true);
6573                                 free(name);
6574                                 break;
6575                         }
6576                         case BC_INST_QUIT:
6577                                 dbg_exec("BC_INST_NEG:");
6578                                 if (G.prog.exestack.len <= 2)
6579                                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6580                                 bc_vec_npop(&G.prog.exestack, 2);
6581                                 break;
6582                         case BC_INST_NQUIT:
6583                                 s = zbc_program_nquit();
6584                                 //goto read_updated_ip; - just fall through to it
6585 #endif // ENABLE_DC
6586  read_updated_ip:
6587                                 // Instruction stack has changed, read new pointers
6588                                 ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6589                                 func = bc_program_func(ip->func);
6590                                 code = func->code.v;
6591                                 dbg_exec("func:%zd bytes:%zd ip:%zd", ip->func, func->code.len, ip->idx);
6592                 }
6593
6594                 if (s || G_interrupt) {
6595                         bc_program_reset();
6596                         RETURN_STATUS(s);
6597                 }
6598
6599                 fflush_and_check();
6600
6601         }
6602
6603         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6604 }
6605 #define zbc_program_exec(...) (zbc_program_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6606
6607 static unsigned bc_vm_envLen(const char *var)
6608 {
6609         char *lenv;
6610         unsigned len;
6611
6612         lenv = getenv(var);
6613         len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6614         if (!lenv) return len;
6615
6616         len = bb_strtou(lenv, NULL, 10) - 1;
6617         if (errno || len < 2 || len >= INT_MAX)
6618                 len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6619
6620         return len;
6621 }
6622
6623 static BC_STATUS zbc_vm_process(const char *text)
6624 {
6625         BcStatus s;
6626
6627         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
6628         s = zbc_parse_text_init(&G.prs, text);
6629         if (s) RETURN_STATUS(s);
6630
6631         while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6632                 dbg_lex("%s:%d G.prs.l.t.t:%d", __func__, __LINE__, G.prs.l.t.t);
6633                 s = zcommon_parse(&G.prs);
6634                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6635                 s = zbc_program_exec();
6636                 if (s) {
6637                         bc_program_reset();
6638                         break;
6639                 }
6640         }
6641
6642         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
6643         RETURN_STATUS(s);
6644 }
6645 #define zbc_vm_process(...) (zbc_vm_process(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6646
6647 static BC_STATUS zbc_vm_execute_FILE(FILE *fp, const char *filename)
6648 {
6649         // So far bc/dc have no way to include a file from another file,
6650         // therefore we know G.prog.file == NULL on entry
6651         //const char *sv_file;
6652         BcStatus s;
6653
6654         G.prog.file = filename;
6655         G.input_fp = fp;
6656         bc_lex_file(&G.prs.l);
6657
6658         do {
6659                 s = zbc_vm_process("");
6660                 // We do not stop looping on errors here if reading stdin.
6661                 // Example: start interactive bc and enter "return".
6662                 // It should say "'return' not in a function"
6663                 // but should not exit.
6664         } while (G.input_fp == stdin);
6665         G.prog.file = NULL;
6666         RETURN_STATUS(s);
6667 }
6668 #define zbc_vm_execute_FILE(...) (zbc_vm_execute_FILE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6669
6670 static BC_STATUS zbc_vm_file(const char *file)
6671 {
6672         BcStatus s;
6673         FILE *fp;
6674
6675         fp = xfopen_for_read(file);
6676         s = zbc_vm_execute_FILE(fp, file);
6677         fclose(fp);
6678
6679         RETURN_STATUS(s);
6680 }
6681 #define zbc_vm_file(...) (zbc_vm_file(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6682
6683 #if ENABLE_BC
6684 static void bc_vm_info(void)
6685 {
6686         printf("%s "BB_VER"\n"
6687                 "Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors\n"
6688         , applet_name);
6689 }
6690
6691 static void bc_args(char **argv)
6692 {
6693         unsigned opts;
6694         int i;
6695
6696         GETOPT_RESET();
6697 #if ENABLE_FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
6698         opts = option_mask32 |= getopt32long(argv, "wvsqli",
6699                 "warn\0"              No_argument "w"
6700                 "version\0"           No_argument "v"
6701                 "standard\0"          No_argument "s"
6702                 "quiet\0"             No_argument "q"
6703                 "mathlib\0"           No_argument "l"
6704                 "interactive\0"       No_argument "i"
6705         );
6706 #else
6707         opts = option_mask32 |= getopt32(argv, "wvsqli");
6708 #endif
6709         if (getenv("POSIXLY_CORRECT"))
6710                 option_mask32 |= BC_FLAG_S;
6711
6712         if (opts & BC_FLAG_V) {
6713                 bc_vm_info();
6714                 exit(0);
6715         }
6716
6717         for (i = optind; argv[i]; ++i)
6718                 bc_vec_push(&G.files, argv + i);
6719 }
6720
6721 static void bc_vm_envArgs(void)
6722 {
6723         BcVec v;
6724         char *buf;
6725         char *env_args = getenv("BC_ENV_ARGS");
6726
6727         if (!env_args) return;
6728
6729         G.env_args = xstrdup(env_args);
6730         buf = G.env_args;
6731
6732         bc_vec_init(&v, sizeof(char *), NULL);
6733
6734         while (*(buf = skip_whitespace(buf)) != '\0') {
6735                 bc_vec_push(&v, &buf);
6736                 buf = skip_non_whitespace(buf);
6737                 if (!*buf)
6738                         break;
6739                 *buf++ = '\0';
6740         }
6741
6742         // NULL terminate, and pass argv[] so that first arg is argv[1]
6743         if (sizeof(int) == sizeof(char*)) {
6744                 bc_vec_push(&v, &const_int_0);
6745         } else {
6746                 static char *const nullptr = NULL;
6747                 bc_vec_push(&v, &nullptr);
6748         }
6749         bc_args(((char **)v.v) - 1);
6750
6751         bc_vec_free(&v);
6752 }
6753
6754 static const char bc_lib[] ALIGN1 = {
6755         "scale=20"
6756 "\n"    "define e(x){"
6757 "\n"            "auto b,s,n,r,d,i,p,f,v"
6758 ////////////////"if(x<0)return(1/e(-x))" // and drop 'n' and x<0 logic below
6759 //^^^^^^^^^^^^^^^^ this would work, and is even more precise than GNU bc:
6760 //e(-.998896): GNU:.36828580434569428695
6761 //      above code:.36828580434569428696
6762 //    actual value:.3682858043456942869594...
6763 // but for now let's be "GNU compatible"
6764 "\n"            "b=ibase"
6765 "\n"            "ibase=A"
6766 "\n"            "if(x<0){"
6767 "\n"                    "n=1"
6768 "\n"                    "x=-x"
6769 "\n"            "}"
6770 "\n"            "s=scale"
6771 "\n"            "r=6+s+.44*x"
6772 "\n"            "scale=scale(x)+1"
6773 "\n"            "while(x>1){"
6774 "\n"                    "d+=1"
6775 "\n"                    "x/=2"
6776 "\n"                    "scale+=1"
6777 "\n"            "}"
6778 "\n"            "scale=r"
6779 "\n"            "r=x+1"
6780 "\n"            "p=x"
6781 "\n"            "f=v=1"
6782 "\n"            "for(i=2;v;++i){"
6783 "\n"                    "p*=x"
6784 "\n"                    "f*=i"
6785 "\n"                    "v=p/f"
6786 "\n"                    "r+=v"
6787 "\n"            "}"
6788 "\n"            "while(d--)r*=r"
6789 "\n"            "scale=s"
6790 "\n"            "ibase=b"
6791 "\n"            "if(n)return(1/r)"
6792 "\n"            "return(r/1)"
6793 "\n"    "}"
6794 "\n"    "define l(x){"
6795 "\n"            "auto b,s,r,p,a,q,i,v"
6796 "\n"            "b=ibase"
6797 "\n"            "ibase=A"
6798 "\n"            "if(x<=0){"
6799 "\n"                    "r=(1-10^scale)/1"
6800 "\n"                    "ibase=b"
6801 "\n"                    "return(r)"
6802 "\n"            "}"
6803 "\n"            "s=scale"
6804 "\n"            "scale+=6"
6805 "\n"            "p=2"
6806 "\n"            "while(x>=2){"
6807 "\n"                    "p*=2"
6808 "\n"                    "x=sqrt(x)"
6809 "\n"            "}"
6810 "\n"            "while(x<=.5){"
6811 "\n"                    "p*=2"
6812 "\n"                    "x=sqrt(x)"
6813 "\n"            "}"
6814 "\n"            "r=a=(x-1)/(x+1)"
6815 "\n"            "q=a*a"
6816 "\n"            "v=1"
6817 "\n"            "for(i=3;v;i+=2){"
6818 "\n"                    "a*=q"
6819 "\n"                    "v=a/i"
6820 "\n"                    "r+=v"
6821 "\n"            "}"
6822 "\n"            "r*=p"
6823 "\n"            "scale=s"
6824 "\n"            "ibase=b"
6825 "\n"            "return(r/1)"
6826 "\n"    "}"
6827 "\n"    "define s(x){"
6828 "\n"            "auto b,s,r,a,q,i"
6829 "\n"            "if(x<0)return(-s(-x))"
6830 "\n"            "b=ibase"
6831 "\n"            "ibase=A"
6832 "\n"            "s=scale"
6833 "\n"            "scale=1.1*s+2"
6834 "\n"            "a=a(1)"
6835 "\n"            "scale=0"
6836 "\n"            "q=(x/a+2)/4"
6837 "\n"            "x-=4*q*a"
6838 "\n"            "if(q%2)x=-x"
6839 "\n"            "scale=s+2"
6840 "\n"            "r=a=x"
6841 "\n"            "q=-x*x"
6842 "\n"            "for(i=3;a;i+=2){"
6843 "\n"                    "a*=q/(i*(i-1))"
6844 "\n"                    "r+=a"
6845 "\n"            "}"
6846 "\n"            "scale=s"
6847 "\n"            "ibase=b"
6848 "\n"            "return(r/1)"
6849 "\n"    "}"
6850 "\n"    "define c(x){"
6851 "\n"            "auto b,s"
6852 "\n"            "b=ibase"
6853 "\n"            "ibase=A"
6854 "\n"            "s=scale"
6855 "\n"            "scale*=1.2"
6856 "\n"            "x=s(2*a(1)+x)"
6857 "\n"            "scale=s"
6858 "\n"            "ibase=b"
6859 "\n"            "return(x/1)"
6860 "\n"    "}"
6861 "\n"    "define a(x){"
6862 "\n"            "auto b,s,r,n,a,m,t,f,i,u"
6863 "\n"            "b=ibase"
6864 "\n"            "ibase=A"
6865 "\n"            "n=1"
6866 "\n"            "if(x<0){"
6867 "\n"                    "n=-1"
6868 "\n"                    "x=-x"
6869 "\n"            "}"
6870 "\n"            "if(scale<65){"
6871 "\n"                    "if(x==1)return(.7853981633974483096156608458198757210492923498437764552437361480/n)"
6872 "\n"                    "if(x==.2)return(.1973955598498807583700497651947902934475851037878521015176889402/n)"
6873 "\n"            "}"
6874 "\n"            "s=scale"
6875 "\n"            "if(x>.2){"
6876 "\n"                    "scale+=5"
6877 "\n"                    "a=a(.2)"
6878 "\n"            "}"
6879 "\n"            "scale=s+3"
6880 "\n"            "while(x>.2){"
6881 "\n"                    "m+=1"
6882 "\n"                    "x=(x-.2)/(1+.2*x)"
6883 "\n"            "}"
6884 "\n"            "r=u=x"
6885 "\n"            "f=-x*x"
6886 "\n"            "t=1"
6887 "\n"            "for(i=3;t;i+=2){"
6888 "\n"                    "u*=f"
6889 "\n"                    "t=u/i"
6890 "\n"                    "r+=t"
6891 "\n"            "}"
6892 "\n"            "scale=s"
6893 "\n"            "ibase=b"
6894 "\n"            "return((m*a+r)/n)"
6895 "\n"    "}"
6896 "\n"    "define j(n,x){"
6897 "\n"            "auto b,s,o,a,i,v,f"
6898 "\n"            "b=ibase"
6899 "\n"            "ibase=A"
6900 "\n"            "s=scale"
6901 "\n"            "scale=0"
6902 "\n"            "n/=1"
6903 "\n"            "if(n<0){"
6904 "\n"                    "n=-n"
6905 "\n"                    "o=n%2"
6906 "\n"            "}"
6907 "\n"            "a=1"
6908 "\n"            "for(i=2;i<=n;++i)a*=i"
6909 "\n"            "scale=1.5*s"
6910 "\n"            "a=(x^n)/2^n/a"
6911 "\n"            "r=v=1"
6912 "\n"            "f=-x*x/4"
6913 "\n"            "scale+=length(a)-scale(a)"
6914 "\n"            "for(i=1;v;++i){"
6915 "\n"                    "v=v*f/i/(n+i)"
6916 "\n"                    "r+=v"
6917 "\n"            "}"
6918 "\n"            "scale=s"
6919 "\n"            "ibase=b"
6920 "\n"            "if(o)a=-a"
6921 "\n"            "return(a*r/1)"
6922 "\n"    "}"
6923 };
6924 #endif // ENABLE_BC
6925
6926 static BC_STATUS zbc_vm_exec(void)
6927 {
6928         BcStatus s;
6929         size_t i;
6930
6931 #if ENABLE_BC
6932         if (option_mask32 & BC_FLAG_L) {
6933                 // We know that internal library is not buggy,
6934                 // thus error checking is normally disabled.
6935 # define DEBUG_LIB 0
6936                 bc_lex_file(&G.prs.l);
6937                 s = zbc_vm_process(bc_lib);
6938                 if (DEBUG_LIB && s) RETURN_STATUS(s);
6939         }
6940 #endif
6941
6942         s = BC_STATUS_SUCCESS;
6943         for (i = 0; !s && i < G.files.len; ++i)
6944                 s = zbc_vm_file(*((char **) bc_vec_item(&G.files, i)));
6945         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && s && !G_ttyin) {
6946                 // Debug config, non-interactive mode:
6947                 // return all the way back to main.
6948                 // Non-debug builds do not come here, they exit.
6949                 RETURN_STATUS(s);
6950         }
6951
6952         if (IS_BC || (option_mask32 & BC_FLAG_I))
6953                 s = zbc_vm_execute_FILE(stdin, /*filename:*/ NULL);
6954
6955         RETURN_STATUS(s);
6956 }
6957 #define zbc_vm_exec(...) (zbc_vm_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6958
6959 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
6960 static void bc_program_free(void)
6961 {
6962         bc_vec_free(&G.prog.fns);
6963         bc_vec_free(&G.prog.fn_map);
6964         bc_vec_free(&G.prog.vars);
6965         bc_vec_free(&G.prog.var_map);
6966         bc_vec_free(&G.prog.arrs);
6967         bc_vec_free(&G.prog.arr_map);
6968         bc_vec_free(&G.prog.strs);
6969         bc_vec_free(&G.prog.consts);
6970         bc_vec_free(&G.prog.results);
6971         bc_vec_free(&G.prog.exestack);
6972         bc_num_free(&G.prog.last);
6973         bc_num_free(&G.prog.zero);
6974         bc_num_free(&G.prog.one);
6975         bc_vec_free(&G.input_buffer);
6976 }
6977
6978 static void bc_vm_free(void)
6979 {
6980         bc_vec_free(&G.files);
6981         bc_program_free();
6982         bc_parse_free(&G.prs);
6983         free(G.env_args);
6984 }
6985 #endif
6986
6987 static void bc_program_init(void)
6988 {
6989         size_t idx;
6990         BcInstPtr ip;
6991
6992         // memset(&G.prog, 0, sizeof(G.prog)); - already is
6993         memset(&ip, 0, sizeof(BcInstPtr));
6994
6995         // G.prog.nchars = G.prog.scale = 0; - already is
6996         G.prog.ib_t = 10;
6997         G.prog.ob_t = 10;
6998
6999         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.last);
7000         //bc_num_zero(&G.prog.last); - already is
7001
7002         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.zero);
7003         //bc_num_zero(&G.prog.zero); - already is
7004
7005         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.one);
7006         bc_num_one(&G.prog.one);
7007
7008         bc_vec_init(&G.prog.fns, sizeof(BcFunc), bc_func_free);
7009         bc_vec_init(&G.prog.fn_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7010
7011         bc_program_addFunc(xstrdup("(main)"), &idx);
7012         bc_program_addFunc(xstrdup("(read)"), &idx);
7013
7014         bc_vec_init(&G.prog.vars, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7015         bc_vec_init(&G.prog.var_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7016
7017         bc_vec_init(&G.prog.arrs, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7018         bc_vec_init(&G.prog.arr_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7019
7020         bc_vec_init(&G.prog.strs, sizeof(char *), bc_string_free);
7021         bc_vec_init(&G.prog.consts, sizeof(char *), bc_string_free);
7022         bc_vec_init(&G.prog.results, sizeof(BcResult), bc_result_free);
7023         bc_vec_init(&G.prog.exestack, sizeof(BcInstPtr), NULL);
7024         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
7025
7026         bc_char_vec_init(&G.input_buffer);
7027 }
7028
7029 static int bc_vm_init(const char *env_len)
7030 {
7031 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
7032         G.line_input_state = new_line_input_t(DO_HISTORY);
7033 #endif
7034         G.prog.len = bc_vm_envLen(env_len);
7035
7036         bc_vec_init(&G.files, sizeof(char *), NULL);
7037         IF_BC(if (IS_BC) bc_vm_envArgs();)
7038         bc_program_init();
7039         bc_parse_create(&G.prs, BC_PROG_MAIN);
7040
7041 //TODO: in GNU bc, the check is (isatty(0) && isatty(1)),
7042 //-i option unconditionally enables this regardless of isatty():
7043         if (isatty(0)) {
7044 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
7045                 G_ttyin = 1;
7046                 // With SA_RESTART, most system calls will restart
7047                 // (IOW: they won't fail with EINTR).
7048                 // In particular, this means ^C won't cause
7049                 // stdout to get into "error state" if SIGINT hits
7050                 // within write() syscall.
7051                 //
7052                 // The downside is that ^C while tty input is taken
7053                 // will only be handled after [Enter] since read()
7054                 // from stdin is not interrupted by ^C either,
7055                 // it restarts, thus fgetc() does not return on ^C.
7056                 // (This problem manifests only if line editing is disabled)
7057                 signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7058
7059                 // Without SA_RESTART, this exhibits a bug:
7060                 // "while (1) print 1" and try ^C-ing it.
7061                 // Intermittently, instead of returning to input line,
7062                 // you'll get "output error: Interrupted system call"
7063                 // and exit.
7064                 //signal_no_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7065 #endif
7066                 return 1; // "tty"
7067         }
7068         return 0; // "not a tty"
7069 }
7070
7071 static BcStatus bc_vm_run(void)
7072 {
7073         BcStatus st = zbc_vm_exec();
7074 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7075         if (G_exiting) // it was actually "halt" or "quit"
7076                 st = EXIT_SUCCESS;
7077         bc_vm_free();
7078 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
7079         free_line_input_t(G.line_input_state);
7080 # endif
7081         FREE_G();
7082 #endif
7083         dbg_exec("exiting with exitcode %d", st);
7084         return st;
7085 }
7086
7087 #if ENABLE_BC
7088 int bc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7089 int bc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7090 {
7091         int is_tty;
7092
7093         INIT_G();
7094
7095         is_tty = bc_vm_init("BC_LINE_LENGTH");
7096
7097         bc_args(argv);
7098
7099         if (is_tty && !(option_mask32 & BC_FLAG_Q))
7100                 bc_vm_info();
7101
7102         return bc_vm_run();
7103 }
7104 #endif
7105
7106 #if ENABLE_DC
7107 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7108 int dc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7109 {
7110         int noscript;
7111
7112         INIT_G();
7113
7114         // TODO: dc (GNU bc 1.07.1) 1.4.1 seems to use width
7115         // 1 char wider than bc from the same package.
7116         // Both default width, and xC_LINE_LENGTH=N are wider:
7117         // "DC_LINE_LENGTH=5 dc -e'123456 p'" prints:
7118         //      |1234\   |
7119         //      |56      |
7120         // "echo '123456' | BC_LINE_LENGTH=5 bc" prints:
7121         //      |123\    |
7122         //      |456     |
7123         // Do the same, or it's a bug?
7124         bc_vm_init("DC_LINE_LENGTH");
7125
7126         // Run -e'SCRIPT' and -fFILE in order of appearance, then handle FILEs
7127         noscript = BC_FLAG_I;
7128         for (;;) {
7129                 int n = getopt(argc, argv, "e:f:x");
7130                 if (n <= 0)
7131                         break;
7132                 switch (n) {
7133                 case 'e':
7134                         noscript = 0;
7135                         n = zbc_vm_process(optarg);
7136                         if (n) return n;
7137                         break;
7138                 case 'f':
7139                         noscript = 0;
7140                         n = zbc_vm_file(optarg);
7141                         if (n) return n;
7142                         break;
7143                 case 'x':
7144                         option_mask32 |= DC_FLAG_X;
7145                         break;
7146                 default:
7147                         bb_show_usage();
7148                 }
7149         }
7150         argv += optind;
7151
7152         while (*argv) {
7153                 noscript = 0;
7154                 bc_vec_push(&G.files, argv++);
7155         }
7156
7157         option_mask32 |= noscript; // set BC_FLAG_I if we need to interpret stdin
7158
7159         return bc_vm_run();
7160 }
7161 #endif
7162
7163 #endif // not DC_SMALL