miscutils/bc.c

   1 /* vi: set sw=4 ts=4: */
   2 /*
   3  * Licensed under GPLv2 or later, see file LICENSE in this source tree.
   4  * Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors.
   5  */
   6 //config:config BC
   7 //config:       bool "bc (45 kb; 49 kb when combined with dc)"
   8 //config:       default y
   9 //config:       help
  10 //config:       bc is a command-line, arbitrary-precision calculator with a
  11 //config:       Turing-complete language. See the GNU bc manual
  12 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html) and bc spec
  13 //config:       (http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/bc.html).
  14 //config:
  15 //config:       This bc has five differences to the GNU bc:
  16 //config:         1) The period (.) is a shortcut for "last", as in the BSD bc.
  17 //config:         2) Arrays are copied before being passed as arguments to
  18 //config:            functions. This behavior is required by the bc spec.
  19 //config:         3) Arrays can be passed to the builtin "length" function to get
  20 //config:            the number of elements in the array. This prints "1":
  21 //config:               a[0] = 0; length(a[])
  22 //config:         4) The precedence of the boolean "not" operator (!) is equal to
  23 //config:            that of the unary minus (-) negation operator. This still
  24 //config:            allows POSIX-compliant scripts to work while somewhat
  25 //config:            preserving expected behavior (versus C) and making parsing
  26 //config:            easier.
  27 //config:         5) "read()" accepts expressions, not only numeric literals.
  28 //config:
  29 //config:       Options:
  30 //config:         -i  --interactive  force interactive mode
  31 //config:         -q  --quiet        don't print version and copyright
  32 //config:         -s  --standard     error if any non-POSIX extensions are used
  33 //config:         -w  --warn         warn if any non-POSIX extensions are used
  34 //config:         -l  --mathlib      use predefined math routines:
  35 //config:               s(expr) sine in radians
  36 //config:               c(expr) cosine in radians
  37 //config:               a(expr) arctangent, returning radians
  38 //config:               l(expr) natural log
  39 //config:               e(expr) raises e to the power of expr
  40 //config:               j(n, x) Bessel function of integer order n of x
  41 //config:
  42 //config:config DC
  43 //config:       bool "dc (38 kb; 49 kb when combined with bc)"
  44 //config:       default y
  45 //config:       help
  46 //config:       dc is a reverse-polish notation command-line calculator which
  47 //config:       supports unlimited precision arithmetic. See the FreeBSD man page
  48 //config:       (https://www.unix.com/man-page/FreeBSD/1/dc/) and GNU dc manual
  49 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/dc-1.05/html_mono/dc.html).
  50 //config:
  51 //config:       This dc has a few differences from the two above:
  52 //config:         1) When printing a byte stream (command "P"), this dc follows what
  53 //config:            the FreeBSD dc does.
  54 //config:         2) Implements the GNU extensions for divmod ("~") and
  55 //config:            modular exponentiation ("|").
  56 //config:         3) Implements all FreeBSD extensions, except for "J" and "M".
  57 //config:         4) Like the FreeBSD dc, this dc supports extended registers.
  58 //config:            However, they are implemented differently. When it encounters
  59 //config:            whitespace where a register should be, it skips the whitespace.
  60 //config:            If the character following is not a lowercase letter, an error
  61 //config:            is issued. Otherwise, the register name is parsed by the
  62 //config:            following regex:
  63 //config:               [a-z][a-z0-9_]*
  64 //config:            This generally means that register names will be surrounded by
  65 //config:            whitespace. Examples:
  66 //config:               l idx s temp L index S temp2 < do_thing
  67 //config:            Also note that, like the FreeBSD dc, extended registers are not
  68 //config:            allowed unless the "-x" option is given.
  69 //config:
  70 //config:config FEATURE_DC_SMALL
  71 //config:       bool "Minimal dc implementation (4.2 kb), not using bc code base"
  72 //config:       depends on DC && !BC
  73 //config:       default n
  74 //config:
  75 //config:config FEATURE_DC_LIBM
  76 //config:       bool "Enable power and exp functions (requires libm)"
  77 //config:       default y
  78 //config:       depends on FEATURE_DC_SMALL
  79 //config:       help
  80 //config:       Enable power and exp functions.
  81 //config:       NOTE: This will require libm to be present for linking.
  82 //config:
  83 //config:config FEATURE_BC_SIGNALS
  84 //config:       bool "Interactive mode (+4kb)"
  85 //config:       default y
  86 //config:       depends on (BC || DC) && !FEATURE_DC_SMALL
  87 //config:       help
  88 //config:       Enable interactive mode: when started on a tty,
  89 //config:       ^C interrupts execution and returns to command line,
  90 //config:       errors also return to command line instead of exiting,
  91 //config:       line editing with history is available.
  92 //config:
  93 //config:       With this option off, input can still be taken from tty,
  94 //config:       but all errors are fatal, ^C is fatal,
  95 //config:       tty is treated exactly the same as any other
  96 //config:       standard input (IOW: no line editing).
  97 //config:
  98 //config:config FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
  99 //config:       bool "Enable bc/dc long options"
 100 //config:       default y
 101 //config:       depends on (BC || DC) && !FEATURE_DC_SMALL
 102 //config:       help
 103 //config:       Enable long options for bc and dc.
 104
 105 //applet:IF_BC(APPLET(bc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 106 //applet:IF_DC(APPLET(dc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 107
 108 //kbuild:lib-$(CONFIG_BC) += bc.o
 109 //kbuild:lib-$(CONFIG_DC) += bc.o
 110
 111 //See www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html
 112 //usage:#define bc_trivial_usage
 113 //usage:       "[-sqliw] FILE..."
 114 //usage:
 115 //usage:#define bc_full_usage "\n"
 116 //usage:     "\nArbitrary precision calculator"
 117 //usage:     "\n"
 118 ///////:     "\n        -i      Interactive" - has no effect for now
 119 //usage:     "\n        -q      Quiet"
 120 //usage:     "\n        -l      Load standard math library"
 121 //usage:     "\n        -s      Be POSIX compatible"
 122 //usage:     "\n        -w      Warn if extensions are used"
 123 ///////:     "\n        -v      Version"
 124 //usage:     "\n"
 125 //usage:     "\n$BC_LINE_LENGTH changes output width"
 126 //usage:
 127 //usage:#define bc_example_usage
 128 //usage:       "3 + 4.129\n"
 129 //usage:       "1903 - 2893\n"
 130 //usage:       "-129 * 213.28935\n"
 131 //usage:       "12 / -1932\n"
 132 //usage:       "12 % 12\n"
 133 //usage:       "34 ^ 189\n"
 134 //usage:       "scale = 13\n"
 135 //usage:       "ibase = 2\n"
 136 //usage:       "obase = A\n"
 137 //usage:
 138 //usage:#define dc_trivial_usage
 139 //usage:       IF_NOT_FEATURE_DC_SMALL("[-x] ")"[-eSCRIPT]... [-fFILE]... [FILE]..."
 140 //usage:
 141 //usage:#define dc_full_usage "\n"
 142 //usage:     "\nTiny RPN calculator. Operations:"
 143 //usage:     "\n+, -, *, /, %, ~, ^," IF_NOT_FEATURE_DC_SMALL(" |,")
 144 //usage:     "\np - print top of the stack (without popping)"
 145 //usage:     "\nf - print entire stack"
 146 //usage:     "\nk - pop the value and set the precision"
 147 //usage:     "\ni - pop the value and set input radix"
 148 //usage:     "\no - pop the value and set output radix"
 149 //usage:     "\nExamples: dc -e'2 2 + p' -> 4, dc -e'8 8 * 2 2 + / p' -> 16"
 150 //usage:
 151 //usage:#define dc_example_usage
 152 //usage:       "$ dc -e'2 2 + p'\n"
 153 //usage:       "4\n"
 154 //usage:       "$ dc -e'8 8 \\* 2 2 + / p'\n"
 155 //usage:       "16\n"
 156 //usage:       "$ dc -e'0 1 & p'\n"
 157 //usage:       "0\n"
 158 //usage:       "$ dc -e'0 1 | p'\n"
 159 //usage:       "1\n"
 160 //usage:       "$ echo '72 9 / 8 * p' | dc\n"
 161 //usage:       "64\n"
 162
 163 #include "libbb.h"
 164 #include "common_bufsiz.h"
 165
 166 #if ENABLE_FEATURE_DC_SMALL
 167 # include "dc.c"
 168 #else
 169
 170 #define DEBUG_LEXER 0
 171 #define DEBUG_EXEC  0
 172
 173 #if DEBUG_LEXER
 174 static uint8_t lex_indent;
 175 #define dbg_lex(...) \
 176         do { \
 177                 fprintf(stderr, "%*s", lex_indent, ""); \
 178                 bb_error_msg(__VA_ARGS__); \
 179         } while (0)
 180 #define dbg_lex_enter(...) \
 181         do { \
 182                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
 183                 lex_indent++; \
 184         } while (0)
 185 #define dbg_lex_done(...) \
 186         do { \
 187                 lex_indent--; \
 188                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
 189         } while (0)
 190 #else
 191 # define dbg_lex(...)       ((void)0)
 192 # define dbg_lex_enter(...) ((void)0)
 193 # define dbg_lex_done(...)  ((void)0)
 194 #endif
 195
 196 #if DEBUG_EXEC
 197 # define dbg_exec(...) bb_error_msg(__VA_ARGS__)
 198 #else
 199 # define dbg_exec(...) ((void)0)
 200 #endif
 201
 202 typedef enum BcStatus {
 203         BC_STATUS_SUCCESS = 0,
 204         BC_STATUS_FAILURE = 1,
 205         BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP = 2, // bc_parse_expr_empty_ok() uses this
 206 } BcStatus;
 207
 208 #define BC_VEC_INVALID_IDX ((size_t) -1)
 209 #define BC_VEC_START_CAP (1 << 5)
 210
 211 typedef void (*BcVecFree)(void *) FAST_FUNC;
 212
 213 typedef struct BcVec {
 214         char *v;
 215         size_t len;
 216         size_t cap;
 217         size_t size;
 218         BcVecFree dtor;
 219 } BcVec;
 220
 221 typedef signed char BcDig;
 222
 223 typedef struct BcNum {
 224         BcDig *restrict num;
 225         size_t rdx;
 226         size_t len;
 227         size_t cap;
 228         bool neg;
 229 } BcNum;
 230
 231 #define BC_NUM_MAX_IBASE        ((unsigned long) 16)
 232 // larger value might speed up BIGNUM calculations a bit:
 233 #define BC_NUM_DEF_SIZE         (16)
 234 #define BC_NUM_PRINT_WIDTH      (69)
 235
 236 #define BC_NUM_KARATSUBA_LEN    (32)
 237
 238 typedef enum BcInst {
 239
 240 #if ENABLE_BC
 241         BC_INST_INC_PRE,
 242         BC_INST_DEC_PRE,
 243         BC_INST_INC_POST,
 244         BC_INST_DEC_POST,
 245 #endif
 246
 247         BC_INST_NEG,
 248
 249         BC_INST_POWER,
 250         BC_INST_MULTIPLY,
 251         BC_INST_DIVIDE,
 252         BC_INST_MODULUS,
 253         BC_INST_PLUS,
 254         BC_INST_MINUS,
 255
 256         BC_INST_REL_EQ,
 257         BC_INST_REL_LE,
 258         BC_INST_REL_GE,
 259         BC_INST_REL_NE,
 260         BC_INST_REL_LT,
 261         BC_INST_REL_GT,
 262
 263         BC_INST_BOOL_NOT,
 264         BC_INST_BOOL_OR,
 265         BC_INST_BOOL_AND,
 266
 267 #if ENABLE_BC
 268         BC_INST_ASSIGN_POWER,
 269         BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY,
 270         BC_INST_ASSIGN_DIVIDE,
 271         BC_INST_ASSIGN_MODULUS,
 272         BC_INST_ASSIGN_PLUS,
 273         BC_INST_ASSIGN_MINUS,
 274 #endif
 275         BC_INST_ASSIGN,
 276
 277         BC_INST_NUM,
 278         BC_INST_VAR,
 279         BC_INST_ARRAY_ELEM,
 280         BC_INST_ARRAY,
 281
 282         BC_INST_SCALE_FUNC,
 283         BC_INST_IBASE,
 284         BC_INST_SCALE,
 285         BC_INST_LAST,
 286         BC_INST_LENGTH,
 287         BC_INST_READ,
 288         BC_INST_OBASE,
 289         BC_INST_SQRT,
 290
 291         BC_INST_PRINT,
 292         BC_INST_PRINT_POP,
 293         BC_INST_STR,
 294         BC_INST_PRINT_STR,
 295
 296 #if ENABLE_BC
 297         BC_INST_JUMP,
 298         BC_INST_JUMP_ZERO,
 299
 300         BC_INST_CALL,
 301
 302         BC_INST_RET,
 303         BC_INST_RET0,
 304
 305         BC_INST_HALT,
 306 #endif
 307
 308         BC_INST_POP,
 309         BC_INST_POP_EXEC,
 310
 311 #if ENABLE_DC
 312         BC_INST_MODEXP,
 313         BC_INST_DIVMOD,
 314
 315         BC_INST_EXECUTE,
 316         BC_INST_EXEC_COND,
 317
 318         BC_INST_ASCIIFY,
 319         BC_INST_PRINT_STREAM,
 320
 321         BC_INST_PRINT_STACK,
 322         BC_INST_CLEAR_STACK,
 323         BC_INST_STACK_LEN,
 324         BC_INST_DUPLICATE,
 325         BC_INST_SWAP,
 326
 327         BC_INST_LOAD,
 328         BC_INST_PUSH_VAR,
 329         BC_INST_PUSH_TO_VAR,
 330
 331         BC_INST_QUIT,
 332         BC_INST_NQUIT,
 333
 334         BC_INST_INVALID = -1,
 335 #endif
 336
 337 } BcInst;
 338
 339 typedef struct BcId {
 340         char *name;
 341         size_t idx;
 342 } BcId;
 343
 344 typedef struct BcFunc {
 345         BcVec code;
 346         BcVec labels;
 347         size_t nparams;
 348         BcVec autos;
 349 } BcFunc;
 350
 351 typedef enum BcResultType {
 352
 353         BC_RESULT_TEMP,
 354
 355         BC_RESULT_VAR,
 356         BC_RESULT_ARRAY_ELEM,
 357         BC_RESULT_ARRAY,
 358
 359         BC_RESULT_STR,
 360
 361         BC_RESULT_IBASE,
 362         BC_RESULT_SCALE,
 363         BC_RESULT_LAST,
 364
 365         // These are between to calculate ibase, obase, and last from instructions.
 366         BC_RESULT_CONSTANT,
 367         BC_RESULT_ONE,
 368
 369         BC_RESULT_OBASE,
 370
 371 } BcResultType;
 372
 373 typedef union BcResultData {
 374         BcNum n;
 375         BcVec v;
 376         BcId id;
 377 } BcResultData;
 378
 379 typedef struct BcResult {
 380         BcResultType t;
 381         BcResultData d;
 382 } BcResult;
 383
 384 typedef struct BcInstPtr {
 385         size_t func;
 386         size_t idx;
 387         size_t len;
 388 } BcInstPtr;
 389
 390 // BC_LEX_NEG is not used in lexing; it is only for parsing.
 391 typedef enum BcLexType {
 392         BC_LEX_EOF,
 393         BC_LEX_INVALID,
 394
 395         BC_LEX_OP_INC,
 396         BC_LEX_OP_DEC,
 397
 398         BC_LEX_NEG,
 399
 400         BC_LEX_OP_POWER,
 401         BC_LEX_OP_MULTIPLY,
 402         BC_LEX_OP_DIVIDE,
 403         BC_LEX_OP_MODULUS,
 404         BC_LEX_OP_PLUS,
 405         BC_LEX_OP_MINUS,
 406
 407         BC_LEX_OP_REL_EQ,
 408         BC_LEX_OP_REL_LE,
 409         BC_LEX_OP_REL_GE,
 410         BC_LEX_OP_REL_NE,
 411         BC_LEX_OP_REL_LT,
 412         BC_LEX_OP_REL_GT,
 413
 414         BC_LEX_OP_BOOL_NOT,
 415         BC_LEX_OP_BOOL_OR,
 416         BC_LEX_OP_BOOL_AND,
 417
 418         BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER,
 419         BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY,
 420         BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE,
 421         BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS,
 422         BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS,
 423         BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS,
 424         BC_LEX_OP_ASSIGN,
 425
 426         BC_LEX_NLINE,
 427         BC_LEX_WHITESPACE,
 428
 429         BC_LEX_LPAREN,
 430         BC_LEX_RPAREN,
 431
 432         BC_LEX_LBRACKET,
 433         BC_LEX_COMMA,
 434         BC_LEX_RBRACKET,
 435
 436         BC_LEX_LBRACE, // '{' is 0x7B, '}' is 0x7D,
 437         BC_LEX_SCOLON,
 438         BC_LEX_RBRACE, // should be LBRACE+2: code uses (c - '{' + BC_LEX_LBRACE)
 439
 440         BC_LEX_STR,
 441         BC_LEX_NAME,
 442         BC_LEX_NUMBER,
 443
 444         BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 445         BC_LEX_KEY_AUTO = BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 446         BC_LEX_KEY_BREAK,
 447         BC_LEX_KEY_CONTINUE,
 448         BC_LEX_KEY_DEFINE,
 449         BC_LEX_KEY_ELSE,
 450         BC_LEX_KEY_FOR,
 451         BC_LEX_KEY_HALT,
 452         // code uses "type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE" construct,
 453         BC_LEX_KEY_IBASE,  // relative order should match for: BC_INST_IBASE
 454         BC_LEX_KEY_IF,
 455         BC_LEX_KEY_LAST,   // relative order should match for: BC_INST_LAST
 456         BC_LEX_KEY_LENGTH,
 457         BC_LEX_KEY_LIMITS,
 458         BC_LEX_KEY_OBASE,  // relative order should match for: BC_INST_OBASE
 459         BC_LEX_KEY_PRINT,
 460         BC_LEX_KEY_QUIT,
 461         BC_LEX_KEY_READ,
 462         BC_LEX_KEY_RETURN,
 463         BC_LEX_KEY_SCALE,
 464         BC_LEX_KEY_SQRT,
 465         BC_LEX_KEY_WHILE,
 466
 467 #if ENABLE_DC
 468         BC_LEX_EQ_NO_REG,
 469         BC_LEX_OP_MODEXP,
 470         BC_LEX_OP_DIVMOD,
 471
 472         BC_LEX_COLON,
 473         BC_LEX_ELSE,
 474         BC_LEX_EXECUTE,
 475         BC_LEX_PRINT_STACK,
 476         BC_LEX_CLEAR_STACK,
 477         BC_LEX_STACK_LEVEL,
 478         BC_LEX_DUPLICATE,
 479         BC_LEX_SWAP,
 480         BC_LEX_POP,
 481
 482         BC_LEX_ASCIIFY,
 483         BC_LEX_PRINT_STREAM,
 484
 485         BC_LEX_STORE_IBASE,
 486         BC_LEX_STORE_SCALE,
 487         BC_LEX_LOAD,
 488         BC_LEX_LOAD_POP,
 489         BC_LEX_STORE_PUSH,
 490         BC_LEX_STORE_OBASE,
 491         BC_LEX_PRINT_POP,
 492         BC_LEX_NQUIT,
 493         BC_LEX_SCALE_FACTOR,
 494 #endif
 495 } BcLexType;
 496 // must match order of BC_LEX_KEY_foo etc above
 497 #if ENABLE_BC
 498 struct BcLexKeyword {
 499         char name8[8];
 500 };
 501 #define BC_LEX_KW_ENTRY(a, b) \
 502         { .name8 = a /*, .posix = b */ }
 503 static const struct BcLexKeyword bc_lex_kws[20] = {
 504         BC_LEX_KW_ENTRY("auto"    , 1), // 0
 505         BC_LEX_KW_ENTRY("break"   , 1), // 1
 506         BC_LEX_KW_ENTRY("continue", 0), // 2 note: this one has no terminating NUL
 507         BC_LEX_KW_ENTRY("define"  , 1), // 3
 508         BC_LEX_KW_ENTRY("else"    , 0), // 4
 509         BC_LEX_KW_ENTRY("for"     , 1), // 5
 510         BC_LEX_KW_ENTRY("halt"    , 0), // 6
 511         BC_LEX_KW_ENTRY("ibase"   , 1), // 7
 512         BC_LEX_KW_ENTRY("if"      , 1), // 8
 513         BC_LEX_KW_ENTRY("last"    , 0), // 9
 514         BC_LEX_KW_ENTRY("length"  , 1), // 10
 515         BC_LEX_KW_ENTRY("limits"  , 0), // 11
 516         BC_LEX_KW_ENTRY("obase"   , 1), // 12
 517         BC_LEX_KW_ENTRY("print"   , 0), // 13
 518         BC_LEX_KW_ENTRY("quit"    , 1), // 14
 519         BC_LEX_KW_ENTRY("read"    , 0), // 15
 520         BC_LEX_KW_ENTRY("return"  , 1), // 16
 521         BC_LEX_KW_ENTRY("scale"   , 1), // 17
 522         BC_LEX_KW_ENTRY("sqrt"    , 1), // 18
 523         BC_LEX_KW_ENTRY("while"   , 1), // 19
 524 };
 525 #undef BC_LEX_KW_ENTRY
 526 #define STRING_if    (bc_lex_kws[8].name8)
 527 #define STRING_else  (bc_lex_kws[4].name8)
 528 #define STRING_while (bc_lex_kws[19].name8)
 529 #define STRING_for   (bc_lex_kws[5].name8)
 530 enum {
 531         POSIX_KWORD_MASK = 0
 532                 | (1 << 0)  // 0
 533                 | (1 << 1)  // 1
 534                 | (0 << 2)  // 2
 535                 | (1 << 3)  // 3
 536                 | (0 << 4)  // 4
 537                 | (1 << 5)  // 5
 538                 | (0 << 6)  // 6
 539                 | (1 << 7)  // 7
 540                 | (1 << 8)  // 8
 541                 | (0 << 9)  // 9
 542                 | (1 << 10) // 10
 543                 | (0 << 11) // 11
 544                 | (1 << 12) // 12
 545                 | (0 << 13) // 13
 546                 | (1 << 14) // 14
 547                 | (0 << 15) // 15
 548                 | (1 << 16) // 16
 549                 | (1 << 17) // 17
 550                 | (1 << 18) // 18
 551                 | (1 << 19) // 19
 552 };
 553 #define bc_lex_kws_POSIX(i) ((1 << (i)) & POSIX_KWORD_MASK)
 554
 555 // This is a bit array that corresponds to token types. An entry is
 556 // true if the token is valid in an expression, false otherwise.
 557 // Used to figure out when expr parsing should stop *without error message*
 558 // - 0 element indicates this condition. 1 means "this token is to be eaten
 559 // as part of the expression", token can them still be determined to be invalid
 560 // by later processing.
 561 enum {
 562 #define EXBITS(a,b,c,d,e,f,g,h) \
 563         ((uint64_t)((a << 0)+(b << 1)+(c << 2)+(d << 3)+(e << 4)+(f << 5)+(g << 6)+(h << 7)))
 564         BC_PARSE_EXPRS_BITS = 0
 565         + (EXBITS(0,0,1,1,1,1,1,1) << (0*8)) //  0: eof    inval ++    --     -     ^     *    /
 566         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (1*8)) //  8: %      +     -     ==     <=    >=    !=   <
 567         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (2*8)) // 16: >      !     ||    &&     ^=    *=    /=   %=
 568         + (EXBITS(1,1,1,0,0,1,1,0) << (3*8)) // 24: +=     -=    =     NL     WS    (     )    [
 569         + (EXBITS(0,0,0,0,0,0,1,1) << (4*8)) // 32: ,      ]     {     ;      }     STR   NAME NUM
 570         + (EXBITS(0,0,0,0,0,0,0,1) << (5*8)) // 40: auto   break cont  define else  for   halt ibase
 571         + (EXBITS(0,1,1,1,1,0,0,1) << (6*8)) // 48: if     last  len   limits obase print quit read - bug, why "limits" is allowed?
 572         + (EXBITS(0,1,1,0,0,0,0,0) << (7*8)) // 56: return scale sqrt  while
 573 #undef EXBITS
 574 };
 575 static ALWAYS_INLINE long bc_parse_exprs(unsigned i)
 576 {
 577 #if ULONG_MAX > 0xffffffff
 578         // 64-bit version (will not work correctly for 32-bit longs!)
 579         return BC_PARSE_EXPRS_BITS & (1UL << i);
 580 #else
 581         // 32-bit version
 582         unsigned long m = (uint32_t)BC_PARSE_EXPRS_BITS;
 583         if (i >= 32) {
 584                 m = (uint32_t)(BC_PARSE_EXPRS_BITS >> 32);
 585                 i &= 31;
 586         }
 587         return m & (1UL << i);
 588 #endif
 589 }
 590
 591 // This is an array of data for operators that correspond to
 592 // [BC_LEX_OP_INC...BC_LEX_OP_ASSIGN] token types.
 593 static const uint8_t bc_parse_ops[] = {
 594 #define OP(p,l) ((int)(l) * 0x10 + (p))
 595         OP(0, false), OP( 0, false ), // inc dec
 596         OP(1, false), // neg
 597         OP(2, false), // pow
 598         OP(3, true ), OP( 3, true  ), OP( 3, true  ), // mul div mod
 599         OP(4, true ), OP( 4, true  ), // + -
 600         OP(6, true ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true ), // == <= >= != < >
 601         OP(1, false), // not
 602         OP(7, true ), OP( 7, true  ), // or and
 603         OP(5, false), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), // ^= *= /= %= +=
 604         OP(5, false), OP( 5, false ), // -= =
 605 #undef OP
 606 };
 607 #define bc_parse_op_PREC(i) (bc_parse_ops[i] & 0x0f)
 608 #define bc_parse_op_LEFT(i) (bc_parse_ops[i] & 0x10)
 609 #endif // ENABLE_BC
 610
 611 #if ENABLE_DC
 612 static const //BcInst - should be this type. Using signed narrow type since BC_INST_INVALID is -1
 613 int8_t
 614 dc_parse_insts[] = {
 615         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 616         BC_INST_INVALID, BC_INST_POWER, BC_INST_MULTIPLY, BC_INST_DIVIDE,
 617         BC_INST_MODULUS, BC_INST_PLUS, BC_INST_MINUS,
 618         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 619         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 620         BC_INST_BOOL_NOT, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 621         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 622         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 623         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GT, BC_INST_INVALID,
 624         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_REL_GE,
 625         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 626         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 627         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 628         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_IBASE,
 629         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_LENGTH, BC_INST_INVALID,
 630         BC_INST_OBASE, BC_INST_PRINT, BC_INST_QUIT, BC_INST_INVALID,
 631         BC_INST_INVALID, BC_INST_SCALE, BC_INST_SQRT, BC_INST_INVALID,
 632         BC_INST_REL_EQ, BC_INST_MODEXP, BC_INST_DIVMOD, BC_INST_INVALID,
 633         BC_INST_INVALID, BC_INST_EXECUTE, BC_INST_PRINT_STACK, BC_INST_CLEAR_STACK,
 634         BC_INST_STACK_LEN, BC_INST_DUPLICATE, BC_INST_SWAP, BC_INST_POP,
 635         BC_INST_ASCIIFY, BC_INST_PRINT_STREAM, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 636         BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID, BC_INST_INVALID,
 637         BC_INST_PRINT, BC_INST_NQUIT, BC_INST_SCALE_FUNC,
 638 };
 639 #endif // ENABLE_DC
 640
 641
 642 typedef struct BcLex {
 643         const char *buf;
 644         size_t i;
 645         size_t line;
 646         size_t len;
 647         bool newline;
 648         struct {
 649                 BcLexType t;
 650                 BcLexType last;
 651                 BcVec v;
 652         } t;
 653 } BcLex;
 654
 655 #define BC_PARSE_STREND              ((char) UCHAR_MAX)
 656
 657 #define BC_PARSE_REL                 (1 << 0)
 658 #define BC_PARSE_PRINT               (1 << 1)
 659 #define BC_PARSE_NOCALL              (1 << 2)
 660 #define BC_PARSE_NOREAD              (1 << 3)
 661 #define BC_PARSE_ARRAY               (1 << 4)
 662
 663 typedef struct BcParse {
 664         BcLex l;
 665
 666         BcVec exits;
 667         BcVec conds;
 668
 669         BcVec ops;
 670
 671         BcFunc *func;
 672         size_t fidx;
 673
 674         size_t in_funcdef;
 675 } BcParse;
 676
 677 typedef struct BcProgram {
 678
 679         size_t len;
 680         size_t scale;
 681
 682         size_t ib_t;
 683         size_t ob_t;
 684         BcNum ob;
 685
 686 #if ENABLE_DC
 687         BcNum strmb;
 688 #endif
 689
 690         BcVec results;
 691         BcVec stack;
 692
 693         BcVec fns;
 694         BcVec fn_map;
 695
 696         BcVec vars;
 697         BcVec var_map;
 698
 699         BcVec arrs;
 700         BcVec arr_map;
 701
 702         BcVec strs;
 703         BcVec consts;
 704
 705         const char *file;
 706
 707         BcNum last;
 708         BcNum zero;
 709         BcNum one;
 710
 711         size_t nchars;
 712
 713 } BcProgram;
 714
 715 #define BC_PROG_STACK(s, n) ((s)->len >= ((size_t) n))
 716
 717 #define BC_PROG_MAIN (0)
 718 #define BC_PROG_READ (1)
 719 #if ENABLE_DC
 720 #define BC_PROG_REQ_FUNCS (2)
 721 #endif
 722
 723 #define BC_PROG_STR(n) (!(n)->num && !(n)->cap)
 724 #define BC_PROG_NUM(r, n) \
 725         ((r)->t != BC_RESULT_ARRAY && (r)->t != BC_RESULT_STR && !BC_PROG_STR(n))
 726
 727 #define BC_FLAG_W (1 << 0)
 728 #define BC_FLAG_V (1 << 1)
 729 #define BC_FLAG_S (1 << 2)
 730 #define BC_FLAG_Q (1 << 3)
 731 #define BC_FLAG_L (1 << 4)
 732 #define BC_FLAG_I (1 << 5)
 733 #define DC_FLAG_X (1 << 6)
 734
 735 #define BC_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
 736 #define BC_MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
 737
 738 #define BC_MAX_OBASE    ((unsigned) 999)
 739 #define BC_MAX_DIM      ((unsigned) INT_MAX)
 740 #define BC_MAX_SCALE    ((unsigned) UINT_MAX)
 741 #define BC_MAX_STRING   ((unsigned) UINT_MAX - 1)
 742 #define BC_MAX_NUM      BC_MAX_STRING
 743 // Unused apart from "limits" message. Just show a "biggish number" there.
 744 //#define BC_MAX_NAME     BC_MAX_STRING
 745 //#define BC_MAX_EXP      ((unsigned long) LONG_MAX)
 746 //#define BC_MAX_VARS     ((unsigned long) SIZE_MAX - 1)
 747 #define BC_MAX_NAME_STR "999999999"
 748 #define BC_MAX_EXP_STR  "999999999"
 749 #define BC_MAX_VARS_STR "999999999"
 750
 751 #define BC_MAX_OBASE_STR "999"
 752
 753 #if INT_MAX == 2147483647
 754 # define BC_MAX_DIM_STR "2147483647"
 755 #elif INT_MAX == 9223372036854775807
 756 # define BC_MAX_DIM_STR "9223372036854775807"
 757 #else
 758 # error Strange INT_MAX
 759 #endif
 760
 761 #if UINT_MAX == 4294967295
 762 # define BC_MAX_SCALE_STR  "4294967295"
 763 # define BC_MAX_STRING_STR "4294967294"
 764 #elif UINT_MAX == 18446744073709551615
 765 # define BC_MAX_SCALE_STR  "18446744073709551615"
 766 # define BC_MAX_STRING_STR "18446744073709551614"
 767 #else
 768 # error Strange UINT_MAX
 769 #endif
 770 #define BC_MAX_NUM_STR BC_MAX_STRING_STR
 771
 772 struct globals {
 773         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(smallint ttyin;)
 774         IF_FEATURE_CLEAN_UP(smallint exiting;)
 775         smallint in_read;
 776
 777         BcParse prs;
 778         BcProgram prog;
 779
 780         // For error messages. Can be set to current parsed line,
 781         // or [TODO] to current executing line (can be before last parsed one)
 782         unsigned err_line;
 783
 784         BcVec files;
 785         BcVec input_buffer;
 786         FILE *input_fp;
 787
 788         char *env_args;
 789
 790 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
 791         line_input_t *line_input_state;
 792 #endif
 793 } FIX_ALIASING;
 794 #define G (*ptr_to_globals)
 795 #define INIT_G() do { \
 796         SET_PTR_TO_GLOBALS(xzalloc(sizeof(G))); \
 797 } while (0)
 798 #define FREE_G() do { \
 799         FREE_PTR_TO_GLOBALS(); \
 800 } while (0)
 801 #define G_posix (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_S))
 802 #define G_warn  (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_W))
 803 #define G_exreg (ENABLE_DC && (option_mask32 & DC_FLAG_X))
 804 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
 805 # define G_interrupt bb_got_signal
 806 # define G_ttyin     G.ttyin
 807 #else
 808 # define G_interrupt 0
 809 # define G_ttyin     0
 810 #endif
 811 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 812 # define G_exiting G.exiting
 813 #else
 814 # define G_exiting 0
 815 #endif
 816 #define IS_BC (ENABLE_BC && (!ENABLE_DC || applet_name[0] == 'b'))
 817 #define IS_DC (ENABLE_DC && (!ENABLE_BC || applet_name[0] != 'b'))
 818
 819 // In configurations where errors abort instead of propagating error
 820 // return code up the call chain, functions returning BC_STATUS
 821 // actually don't return anything, they always succeed and return "void".
 822 // A macro wrapper is provided, which makes this statement work:
 823 //  s = zbc_func(...)
 824 // and makes it visible to the compiler that s is always zero,
 825 // allowing compiler to optimize dead code after the statement.
 826 //
 827 // To make code more readable, each such function has a "z"
 828 // ("always returning zero") prefix, i.e. zbc_foo or zdc_foo.
 829 //
 830 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS || ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 831 # define ERRORS_ARE_FATAL 0
 832 # define ERRORFUNC        /*nothing*/
 833 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  a
 834 # define BC_STATUS        BcStatus
 835 # define RETURN_STATUS(v) return (v)
 836 # define COMMA_SUCCESS    /*nothing*/
 837 #else
 838 # define ERRORS_ARE_FATAL 1
 839 # define ERRORFUNC        NORETURN
 840 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  /*nothing*/
 841 # define BC_STATUS        void
 842 # define RETURN_STATUS(v) do { ((void)(v)); return; } while (0)
 843 # define COMMA_SUCCESS    ,BC_STATUS_SUCCESS
 844 #endif
 845
 846 #define BC_NUM_NEG(n, neg)      ((((ssize_t)(n)) ^ -((ssize_t)(neg))) + (neg))
 847 #define BC_NUM_ONE(n)           ((n)->len == 1 && (n)->rdx == 0 && (n)->num[0] == 1)
 848 #define BC_NUM_INT(n)           ((n)->len - (n)->rdx)
 849 //#define BC_NUM_AREQ(a, b)       (BC_MAX((a)->rdx, (b)->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1)
 850 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_AREQ(BcNum *a, BcNum *b)
 851 {
 852         return BC_MAX(a->rdx, b->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1;
 853 }
 854 //#define BC_NUM_MREQ(a, b, scale) (BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX((scale), (a)->rdx + (b)->rdx) + 1)
 855 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_MREQ(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
 856 {
 857         return BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX(scale, a->rdx + b->rdx) + 1;
 858 }
 859
 860 typedef void (*BcNumDigitOp)(size_t, size_t, bool) FAST_FUNC;
 861
 862 typedef BC_STATUS (*BcNumBinaryOp)(BcNum *, BcNum *, BcNum *, size_t) FAST_FUNC;
 863
 864 static BC_STATUS zbc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
 865                         BcNumBinaryOp op, size_t req);
 866 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 867 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 868 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 869 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 870 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 871 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
 872
 873 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 874 {
 875         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_a : zbc_num_s;
 876         (void) scale;
 877         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, false, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
 878 }
 879
 880 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 881 {
 882         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_s : zbc_num_a;
 883         (void) scale;
 884         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, true, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
 885 }
 886
 887 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 888 {
 889         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 890         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_m, req));
 891 }
 892
 893 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 894 {
 895         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 896         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_d, req));
 897 }
 898
 899 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 900 {
 901         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
 902         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_rem, req));
 903 }
 904
 905 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
 906 {
 907         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_p, a->len * b->len + 1));
 908 }
 909
 910 static const BcNumBinaryOp zbc_program_ops[] = {
 911         zbc_num_pow, zbc_num_mul, zbc_num_div, zbc_num_mod, zbc_num_add, zbc_num_sub,
 912 };
 913 #define zbc_num_add(...) (zbc_num_add(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 914 #define zbc_num_sub(...) (zbc_num_sub(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 915 #define zbc_num_mul(...) (zbc_num_mul(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 916 #define zbc_num_div(...) (zbc_num_div(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 917 #define zbc_num_mod(...) (zbc_num_mod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 918 #define zbc_num_pow(...) (zbc_num_pow(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 919
 920 static void fflush_and_check(void)
 921 {
 922         fflush_all();
 923         if (ferror(stdout) || ferror(stderr))
 924                 bb_perror_msg_and_die("output error");
 925 }
 926
 927 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 928 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN \
 929 do { \
 930         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(G_ttyin = 0;) /* do not loop in main loop anymore */ \
 931         G_exiting = 1; \
 932         return BC_STATUS_FAILURE; \
 933 } while (0)
 934 #else
 935 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN quit()
 936 #endif
 937
 938 static void quit(void) NORETURN;
 939 static void quit(void)
 940 {
 941         if (ferror(stdin))
 942                 bb_perror_msg_and_die("input error");
 943         fflush_and_check();
 944         dbg_exec("quit(): exiting with exitcode SUCCESS");
 945         exit(0);
 946 }
 947
 948 static void bc_verror_msg(const char *fmt, va_list p)
 949 {
 950         const char *sv = sv; // for compiler
 951         if (G.prog.file) {
 952                 sv = applet_name;
 953                 applet_name = xasprintf("%s: %s:%u", applet_name, G.prog.file, G.err_line);
 954         }
 955         bb_verror_msg(fmt, p, NULL);
 956         if (G.prog.file) {
 957                 free((char*)applet_name);
 958                 applet_name = sv;
 959         }
 960 }
 961
 962 static NOINLINE ERRORFUNC int bc_error_fmt(const char *fmt, ...)
 963 {
 964         va_list p;
 965
 966         va_start(p, fmt);
 967         bc_verror_msg(fmt, p);
 968         va_end(p);
 969
 970         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 971                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return BC_STATUS_FAILURE);
 972         exit(1);
 973 }
 974
 975 #if ENABLE_BC
 976 static NOINLINE int bc_posix_error_fmt(const char *fmt, ...)
 977 {
 978         va_list p;
 979
 980         // Are non-POSIX constructs totally ok?
 981         if (!(option_mask32 & (BC_FLAG_S|BC_FLAG_W)))
 982                 return BC_STATUS_SUCCESS; // yes
 983
 984         va_start(p, fmt);
 985         bc_verror_msg(fmt, p);
 986         va_end(p);
 987
 988         // Do we treat non-POSIX constructs as errors?
 989         if (!(option_mask32 & BC_FLAG_S))
 990                 return BC_STATUS_SUCCESS; // no, it's a warning
 991         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 992                 return BC_STATUS_FAILURE;
 993         exit(1);
 994 }
 995 #endif
 996
 997 // We use error functions with "return bc_error(FMT[, PARAMS])" idiom.
 998 // This idiom begs for tail-call optimization, but for it to work,
 999 // function must not have caller-cleaned parameters on stack.
1000 // Unfortunately, vararg function API does exactly that on most arches.
1001 // Thus, use these shims for the cases when we have no vararg PARAMS:
1002 static ERRORFUNC int bc_error(const char *msg)
1003 {
1004         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("%s", msg);
1005 }
1006 static ERRORFUNC int bc_error_bad_character(char c)
1007 {
1008         if (!c)
1009                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("NUL character");
1010         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("bad character '%c'", c);
1011 }
1012 static ERRORFUNC int bc_error_bad_expression(void)
1013 {
1014         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("bad expression");
1015 }
1016 static ERRORFUNC int bc_error_bad_token(void)
1017 {
1018         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("bad token");
1019 }
1020 static ERRORFUNC int bc_error_stack_has_too_few_elements(void)
1021 {
1022         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("stack has too few elements");
1023 }
1024 static ERRORFUNC int bc_error_variable_is_wrong_type(void)
1025 {
1026         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("variable is wrong type");
1027 }
1028 static ERRORFUNC int bc_error_nested_read_call(void)
1029 {
1030         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("read() call inside of a read() call");
1031 }
1032 #if ENABLE_BC
1033 static int bc_POSIX_requires(const char *msg)
1034 {
1035         return bc_posix_error_fmt("POSIX requires %s", msg);
1036 }
1037 static int bc_POSIX_does_not_allow(const char *msg)
1038 {
1039         return bc_posix_error_fmt("%s%s", "POSIX does not allow ", msg);
1040 }
1041 static int bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(const char *msg)
1042 {
1043         return bc_posix_error_fmt("%s%s %s", "POSIX does not allow ", "boolean operators; the following is bad:", msg);
1044 }
1045 static int bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(const char *msg)
1046 {
1047         return bc_posix_error_fmt("%san empty %s expression in a for loop", "POSIX does not allow ", msg);
1048 }
1049 #endif
1050
1051 static void bc_vec_grow(BcVec *v, size_t n)
1052 {
1053         size_t cap = v->cap * 2;
1054         while (cap < v->len + n) cap *= 2;
1055         v->v = xrealloc(v->v, v->size * cap);
1056         v->cap = cap;
1057 }
1058
1059 static void bc_vec_init(BcVec *v, size_t esize, BcVecFree dtor)
1060 {
1061         v->size = esize;
1062         v->cap = BC_VEC_START_CAP;
1063         v->len = 0;
1064         v->dtor = dtor;
1065         v->v = xmalloc(esize * BC_VEC_START_CAP);
1066 }
1067
1068 static void bc_char_vec_init(BcVec *v)
1069 {
1070         bc_vec_init(v, sizeof(char), NULL);
1071 }
1072
1073 static void bc_vec_expand(BcVec *v, size_t req)
1074 {
1075         if (v->cap < req) {
1076                 v->v = xrealloc(v->v, v->size * req);
1077                 v->cap = req;
1078         }
1079 }
1080
1081 static void bc_vec_pop(BcVec *v)
1082 {
1083         v->len--;
1084         if (v->dtor)
1085                 v->dtor(v->v + (v->size * v->len));
1086 }
1087
1088 static void bc_vec_npop(BcVec *v, size_t n)
1089 {
1090         if (!v->dtor)
1091                 v->len -= n;
1092         else {
1093                 size_t len = v->len - n;
1094                 while (v->len > len) v->dtor(v->v + (v->size * --v->len));
1095         }
1096 }
1097
1098 static void bc_vec_pop_all(BcVec *v)
1099 {
1100         bc_vec_npop(v, v->len);
1101 }
1102
1103 static void bc_vec_push(BcVec *v, const void *data)
1104 {
1105         if (v->len + 1 > v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1106         memmove(v->v + (v->size * v->len), data, v->size);
1107         v->len += 1;
1108 }
1109
1110 static void bc_vec_pushByte(BcVec *v, char data)
1111 {
1112         bc_vec_push(v, &data);
1113 }
1114
1115 static void bc_vec_pushZeroByte(BcVec *v)
1116 {
1117         //bc_vec_pushByte(v, '\0');
1118         // better:
1119         bc_vec_push(v, &const_int_0);
1120 }
1121
1122 static void bc_vec_pushAt(BcVec *v, const void *data, size_t idx)
1123 {
1124         if (idx == v->len)
1125                 bc_vec_push(v, data);
1126         else {
1127
1128                 char *ptr;
1129
1130                 if (v->len == v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1131
1132                 ptr = v->v + v->size * idx;
1133
1134                 memmove(ptr + v->size, ptr, v->size * (v->len++ - idx));
1135                 memmove(ptr, data, v->size);
1136         }
1137 }
1138
1139 static void bc_vec_string(BcVec *v, size_t len, const char *str)
1140 {
1141         bc_vec_pop_all(v);
1142         bc_vec_expand(v, len + 1);
1143         memcpy(v->v, str, len);
1144         v->len = len;
1145
1146         bc_vec_pushZeroByte(v);
1147 }
1148
1149 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS && ENABLE_FEATURE_EDITING
1150 static void bc_vec_concat(BcVec *v, const char *str)
1151 {
1152         size_t len, slen;
1153
1154         if (v->len == 0) bc_vec_pushZeroByte(v);
1155
1156         slen = strlen(str);
1157         len = v->len + slen;
1158
1159         if (v->cap < len) bc_vec_grow(v, slen);
1160         strcpy(v->v + v->len - 1, str);
1161
1162         v->len = len;
1163 }
1164 #endif
1165
1166 static void *bc_vec_item(const BcVec *v, size_t idx)
1167 {
1168         return v->v + v->size * idx;
1169 }
1170
1171 static char** bc_program_str(size_t idx)
1172 {
1173         return bc_vec_item(&G.prog.strs, idx);
1174 }
1175
1176 static BcFunc* bc_program_func(size_t idx)
1177 {
1178         return bc_vec_item(&G.prog.fns, idx);
1179 }
1180
1181 static void *bc_vec_item_rev(const BcVec *v, size_t idx)
1182 {
1183         return v->v + v->size * (v->len - idx - 1);
1184 }
1185
1186 static void *bc_vec_top(const BcVec *v)
1187 {
1188         return v->v + v->size * (v->len - 1);
1189 }
1190
1191 static FAST_FUNC void bc_vec_free(void *vec)
1192 {
1193         BcVec *v = (BcVec *) vec;
1194         bc_vec_pop_all(v);
1195         free(v->v);
1196 }
1197
1198 static int bc_id_cmp(const void *e1, const void *e2)
1199 {
1200         return strcmp(((const BcId *) e1)->name, ((const BcId *) e2)->name);
1201 }
1202
1203 static FAST_FUNC void bc_id_free(void *id)
1204 {
1205         free(((BcId *) id)->name);
1206 }
1207
1208 static size_t bc_map_find(const BcVec *v, const void *ptr)
1209 {
1210         size_t low = 0, high = v->len;
1211
1212         while (low < high) {
1213
1214                 size_t mid = (low + high) / 2;
1215                 BcId *id = bc_vec_item(v, mid);
1216                 int result = bc_id_cmp(ptr, id);
1217
1218                 if (result == 0)
1219                         return mid;
1220                 else if (result < 0)
1221                         high = mid;
1222                 else
1223                         low = mid + 1;
1224         }
1225
1226         return low;
1227 }
1228
1229 static int bc_map_insert(BcVec *v, const void *ptr, size_t *i)
1230 {
1231         size_t n = *i = bc_map_find(v, ptr);
1232
1233         if (n == v->len)
1234                 bc_vec_push(v, ptr);
1235         else if (!bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, n)))
1236                 return 0; // "was not inserted"
1237         else
1238                 bc_vec_pushAt(v, ptr, n);
1239         return 1; // "was inserted"
1240 }
1241
1242 #if ENABLE_BC
1243 static size_t bc_map_index(const BcVec *v, const void *ptr)
1244 {
1245         size_t i = bc_map_find(v, ptr);
1246         if (i >= v->len) return BC_VEC_INVALID_IDX;
1247         return bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, i)) ? BC_VEC_INVALID_IDX : i;
1248 }
1249 #endif
1250
1251 static int bad_input_byte(char c)
1252 {
1253         if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
1254          || c > 0x7e
1255         ) {
1256                 bc_error_fmt("illegal character 0x%02x", c);
1257                 return 1;
1258         }
1259         return 0;
1260 }
1261
1262 // Note: it _appends_ data from fp to vec.
1263 static void bc_read_line(BcVec *vec, FILE *fp)
1264 {
1265  again:
1266         fflush_and_check();
1267
1268 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1269         if (G_interrupt) { // ^C was pressed
1270  intr:
1271                 if (fp != stdin) {
1272                         // ^C while running a script (bc SCRIPT): die.
1273                         // We do not return to interactive prompt:
1274                         // user might be running us from a shell,
1275                         // and SCRIPT might be intended to terminate
1276                         // (e.g. contain a "halt" stmt).
1277                         // ^C dropping user into a bc prompt instead of
1278                         // the shell would be unexpected.
1279                         xfunc_die();
1280                 }
1281                 // ^C while interactive input
1282                 G_interrupt = 0;
1283                 // GNU bc says "interrupted execution."
1284                 // GNU dc says "Interrupt!"
1285                 fputs("\ninterrupted execution\n", stderr);
1286         }
1287
1288 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
1289         if (G_ttyin && fp == stdin) {
1290                 int n, i;
1291 #  define line_buf bb_common_bufsiz1
1292                 n = read_line_input(G.line_input_state, "", line_buf, COMMON_BUFSIZE);
1293                 if (n <= 0) { // read errors or EOF, or ^D, or ^C
1294                         if (n == 0) // ^C
1295                                 goto intr;
1296                         bc_vec_pushZeroByte(vec); // ^D or EOF (or error)
1297                         return;
1298                 }
1299                 i = 0;
1300                 for (;;) {
1301                         char c = line_buf[i++];
1302                         if (!c) break;
1303                         if (bad_input_byte(c)) goto again;
1304                 }
1305                 bc_vec_concat(vec, line_buf);
1306 #  undef line_buf
1307         } else
1308 # endif
1309 #endif
1310         {
1311                 int c;
1312                 bool bad_chars = 0;
1313                 size_t len = vec->len;
1314
1315                 do {
1316 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1317                         if (G_interrupt) {
1318                                 // ^C was pressed: ignore entire line, get another one
1319                                 vec->len = len;
1320                                 goto intr;
1321                         }
1322 #endif
1323                         do c = fgetc(fp); while (c == '\0');
1324                         if (c == EOF) {
1325                                 if (ferror(fp))
1326                                         bb_perror_msg_and_die("input error");
1327                                 // Note: EOF does not append '\n'
1328                                 break;
1329                         }
1330                         bad_chars |= bad_input_byte(c);
1331                         bc_vec_pushByte(vec, (char)c);
1332                 } while (c != '\n');
1333
1334                 if (bad_chars) {
1335                         // Bad chars on this line
1336                         if (!G.prog.file) { // stdin
1337                                 // ignore entire line, get another one
1338                                 vec->len = len;
1339                                 goto again;
1340                         }
1341                         bb_perror_msg_and_die("file '%s' is not text", G.prog.file);
1342                 }
1343                 bc_vec_pushZeroByte(vec);
1344         }
1345 }
1346
1347 static void bc_num_setToZero(BcNum *n, size_t scale)
1348 {
1349         n->len = 0;
1350         n->neg = false;
1351         n->rdx = scale;
1352 }
1353
1354 static void bc_num_zero(BcNum *n)
1355 {
1356         bc_num_setToZero(n, 0);
1357 }
1358
1359 static void bc_num_one(BcNum *n)
1360 {
1361         bc_num_setToZero(n, 0);
1362         n->len = 1;
1363         n->num[0] = 1;
1364 }
1365
1366 static void bc_num_ten(BcNum *n)
1367 {
1368         bc_num_setToZero(n, 0);
1369         n->len = 2;
1370         n->num[0] = 0;
1371         n->num[1] = 1;
1372 }
1373
1374 // Note: this also sets BcNum to zero
1375 static void bc_num_init(BcNum *n, size_t req)
1376 {
1377         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1378         //memset(n, 0, sizeof(BcNum)); - cleared by assignments below
1379         n->num = xmalloc(req);
1380         n->cap = req;
1381         n->rdx = 0;
1382         n->len = 0;
1383         n->neg = false;
1384 }
1385
1386 static void bc_num_init_DEF_SIZE(BcNum *n)
1387 {
1388         bc_num_init(n, BC_NUM_DEF_SIZE);
1389 }
1390
1391 static void bc_num_expand(BcNum *n, size_t req)
1392 {
1393         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1394         if (req > n->cap) {
1395                 n->num = xrealloc(n->num, req);
1396                 n->cap = req;
1397         }
1398 }
1399
1400 static FAST_FUNC void bc_num_free(void *num)
1401 {
1402         free(((BcNum *) num)->num);
1403 }
1404
1405 static void bc_num_copy(BcNum *d, BcNum *s)
1406 {
1407         if (d != s) {
1408                 bc_num_expand(d, s->cap);
1409                 d->len = s->len;
1410                 d->neg = s->neg;
1411                 d->rdx = s->rdx;
1412                 memcpy(d->num, s->num, sizeof(BcDig) * d->len);
1413         }
1414 }
1415
1416 static BC_STATUS zbc_num_ulong(BcNum *n, unsigned long *result_p)
1417 {
1418         size_t i;
1419         unsigned long pow, result;
1420
1421         if (n->neg) RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
1422
1423         for (result = 0, pow = 1, i = n->rdx; i < n->len; ++i) {
1424
1425                 unsigned long prev = result, powprev = pow;
1426
1427                 result += ((unsigned long) n->num[i]) * pow;
1428                 pow *= 10;
1429
1430                 if (result < prev || pow < powprev)
1431                         RETURN_STATUS(bc_error("overflow"));
1432                 prev = result;
1433                 powprev = pow;
1434         }
1435         *result_p = result;
1436
1437         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1438 }
1439 #define zbc_num_ulong(...) (zbc_num_ulong(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1440
1441 static void bc_num_ulong2num(BcNum *n, unsigned long val)
1442 {
1443         BcDig *ptr;
1444
1445         bc_num_zero(n);
1446
1447         if (val == 0) return;
1448
1449         if (ULONG_MAX == 0xffffffffUL)
1450                 bc_num_expand(n, 10); // 10 digits: 4294967295
1451         if (ULONG_MAX == 0xffffffffffffffffULL)
1452                 bc_num_expand(n, 20); // 20 digits: 18446744073709551615
1453         BUILD_BUG_ON(ULONG_MAX > 0xffffffffffffffffULL);
1454
1455         ptr = n->num;
1456         for (;;) {
1457                 n->len++;
1458                 *ptr++ = val % 10;
1459                 val /= 10;
1460                 if (val == 0) break;
1461         }
1462 }
1463
1464 static void bc_num_subArrays(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b,
1465                                  size_t len)
1466 {
1467         size_t i, j;
1468         for (i = 0; i < len; ++i) {
1469                 a[i] -= b[i];
1470                 for (j = i; a[j] < 0;) {
1471                         a[j++] += 10;
1472                         a[j] -= 1;
1473                 }
1474         }
1475 }
1476
1477 static ssize_t bc_num_compare(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1478 {
1479         size_t i = len;
1480         for (;;) {
1481                 int c;
1482                 if (i == 0)
1483                         return 0;
1484                 i--;
1485                 c = a[i] - b[i];
1486                 if (c != 0) {
1487                         i++;
1488                         if (c < 0)
1489                                 return -i;
1490                         return i;
1491                 }
1492         }
1493 }
1494
1495 static ssize_t bc_num_cmp(BcNum *a, BcNum *b)
1496 {
1497         size_t i, min, a_int, b_int, diff;
1498         BcDig *max_num, *min_num;
1499         bool a_max, neg;
1500         ssize_t cmp;
1501
1502         if (a == b) return 0;
1503         if (a->len == 0) return BC_NUM_NEG(!!b->len, !b->neg);
1504         if (b->len == 0) return BC_NUM_NEG(1, a->neg);
1505
1506         if (a->neg != b->neg) // signs of a and b differ
1507                 // +a,-b = a>b = 1 or -a,+b = a<b = -1
1508                 return (int)b->neg - (int)a->neg;
1509         neg = a->neg; // 1 if both negative, 0 if both positive
1510
1511         a_int = BC_NUM_INT(a);
1512         b_int = BC_NUM_INT(b);
1513         a_int -= b_int;
1514
1515         if (a_int != 0) return (ssize_t) a_int;
1516
1517         a_max = (a->rdx > b->rdx);
1518         if (a_max) {
1519                 min = b->rdx;
1520                 diff = a->rdx - b->rdx;
1521                 max_num = a->num + diff;
1522                 min_num = b->num;
1523                 // neg = (a_max == neg); - NOP (maps 1->1 and 0->0)
1524         } else {
1525                 min = a->rdx;
1526                 diff = b->rdx - a->rdx;
1527                 max_num = b->num + diff;
1528                 min_num = a->num;
1529                 neg = !neg; // same as "neg = (a_max == neg)"
1530         }
1531
1532         cmp = bc_num_compare(max_num, min_num, b_int + min);
1533         if (cmp != 0) return BC_NUM_NEG(cmp, neg);
1534
1535         for (max_num -= diff, i = diff - 1; i < diff; --i) {
1536                 if (max_num[i]) return BC_NUM_NEG(1, neg);
1537         }
1538
1539         return 0;
1540 }
1541
1542 static void bc_num_truncate(BcNum *n, size_t places)
1543 {
1544         if (places == 0) return;
1545
1546         n->rdx -= places;
1547
1548         if (n->len != 0) {
1549                 n->len -= places;
1550                 memmove(n->num, n->num + places, n->len * sizeof(BcDig));
1551         }
1552 }
1553
1554 static void bc_num_extend(BcNum *n, size_t places)
1555 {
1556         size_t len = n->len + places;
1557
1558         if (places != 0) {
1559
1560                 if (n->cap < len) bc_num_expand(n, len);
1561
1562                 memmove(n->num + places, n->num, sizeof(BcDig) * n->len);
1563                 memset(n->num, 0, sizeof(BcDig) * places);
1564
1565                 n->len += places;
1566                 n->rdx += places;
1567         }
1568 }
1569
1570 static void bc_num_clean(BcNum *n)
1571 {
1572         while (n->len > 0 && n->num[n->len - 1] == 0) --n->len;
1573         if (n->len == 0)
1574                 n->neg = false;
1575         else if (n->len < n->rdx)
1576                 n->len = n->rdx;
1577 }
1578
1579 static void bc_num_retireMul(BcNum *n, size_t scale, bool neg1, bool neg2)
1580 {
1581         if (n->rdx < scale)
1582                 bc_num_extend(n, scale - n->rdx);
1583         else
1584                 bc_num_truncate(n, n->rdx - scale);
1585
1586         bc_num_clean(n);
1587         if (n->len != 0) n->neg = !neg1 != !neg2;
1588 }
1589
1590 static void bc_num_split(BcNum *restrict n, size_t idx, BcNum *restrict a,
1591                          BcNum *restrict b)
1592 {
1593         if (idx < n->len) {
1594
1595                 b->len = n->len - idx;
1596                 a->len = idx;
1597                 a->rdx = b->rdx = 0;
1598
1599                 memcpy(b->num, n->num + idx, b->len * sizeof(BcDig));
1600                 memcpy(a->num, n->num, idx * sizeof(BcDig));
1601         }
1602         else {
1603                 bc_num_zero(b);
1604                 bc_num_copy(a, n);
1605         }
1606
1607         bc_num_clean(a);
1608         bc_num_clean(b);
1609 }
1610
1611 static BC_STATUS zbc_num_shift(BcNum *n, size_t places)
1612 {
1613         if (places == 0 || n->len == 0) RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1614
1615         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
1616         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
1617                 if (places + n->len > BC_MAX_NUM)
1618                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
1619         }
1620
1621         if (n->rdx >= places)
1622                 n->rdx -= places;
1623         else {
1624                 bc_num_extend(n, places - n->rdx);
1625                 n->rdx = 0;
1626         }
1627
1628         bc_num_clean(n);
1629
1630         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1631 }
1632 #define zbc_num_shift(...) (zbc_num_shift(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1633
1634 static BC_STATUS zbc_num_inv(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1635 {
1636         BcNum one;
1637         BcDig num[2];
1638
1639         one.cap = 2;
1640         one.num = num;
1641         bc_num_one(&one);
1642
1643         RETURN_STATUS(zbc_num_div(&one, a, b, scale));
1644 }
1645 #define zbc_num_inv(...) (zbc_num_inv(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1646
1647 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1648 {
1649         BcDig *ptr, *ptr_a, *ptr_b, *ptr_c;
1650         size_t i, max, min_rdx, min_int, diff, a_int, b_int;
1651         unsigned carry;
1652
1653         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1654         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1655
1656         if (a->len == 0) {
1657                 bc_num_copy(c, b);
1658                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1659                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1660         }
1661         if (b->len == 0) {
1662                 bc_num_copy(c, a);
1663                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1664         }
1665
1666         c->neg = a->neg;
1667         c->rdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1668         min_rdx = BC_MIN(a->rdx, b->rdx);
1669         c->len = 0;
1670
1671         if (a->rdx > b->rdx) {
1672                 diff = a->rdx - b->rdx;
1673                 ptr = a->num;
1674                 ptr_a = a->num + diff;
1675                 ptr_b = b->num;
1676         } else {
1677                 diff = b->rdx - a->rdx;
1678                 ptr = b->num;
1679                 ptr_a = a->num;
1680                 ptr_b = b->num + diff;
1681         }
1682
1683         ptr_c = c->num;
1684         for (i = 0; i < diff; ++i, ++c->len)
1685                 ptr_c[i] = ptr[i];
1686
1687         ptr_c += diff;
1688         a_int = BC_NUM_INT(a);
1689         b_int = BC_NUM_INT(b);
1690
1691         if (a_int > b_int) {
1692                 min_int = b_int;
1693                 max = a_int;
1694                 ptr = ptr_a;
1695         } else {
1696                 min_int = a_int;
1697                 max = b_int;
1698                 ptr = ptr_b;
1699         }
1700
1701         carry = 0;
1702         for (i = 0; i < min_rdx + min_int; ++i) {
1703                 unsigned in = (unsigned)ptr_a[i] + (unsigned)ptr_b[i] + carry;
1704                 carry = in / 10;
1705                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1706         }
1707         for (; i < max + min_rdx; ++i) {
1708                 unsigned in = (unsigned)ptr[i] + carry;
1709                 carry = in / 10;
1710                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1711         }
1712         c->len += i;
1713
1714         if (carry != 0) c->num[c->len++] = (BcDig) carry;
1715
1716         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1717 }
1718
1719 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1720 {
1721         ssize_t cmp;
1722         BcNum *minuend, *subtrahend;
1723         size_t start;
1724         bool aneg, bneg, neg;
1725
1726         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1727         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1728
1729         if (a->len == 0) {
1730                 bc_num_copy(c, b);
1731                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1732                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1733         }
1734         if (b->len == 0) {
1735                 bc_num_copy(c, a);
1736                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1737         }
1738
1739         aneg = a->neg;
1740         bneg = b->neg;
1741         a->neg = b->neg = false;
1742
1743         cmp = bc_num_cmp(a, b);
1744
1745         a->neg = aneg;
1746         b->neg = bneg;
1747
1748         if (cmp == 0) {
1749                 bc_num_setToZero(c, BC_MAX(a->rdx, b->rdx));
1750                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1751         }
1752         if (cmp > 0) {
1753                 neg = a->neg;
1754                 minuend = a;
1755                 subtrahend = b;
1756         } else {
1757                 neg = b->neg;
1758                 if (sub) neg = !neg;
1759                 minuend = b;
1760                 subtrahend = a;
1761         }
1762
1763         bc_num_copy(c, minuend);
1764         c->neg = neg;
1765
1766         if (c->rdx < subtrahend->rdx) {
1767                 bc_num_extend(c, subtrahend->rdx - c->rdx);
1768                 start = 0;
1769         } else
1770                 start = c->rdx - subtrahend->rdx;
1771
1772         bc_num_subArrays(c->num + start, subtrahend->num, subtrahend->len);
1773
1774         bc_num_clean(c);
1775
1776         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1777 }
1778
1779 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_k(BcNum *restrict a, BcNum *restrict b,
1780                          BcNum *restrict c)
1781 #define zbc_num_k(...) (zbc_num_k(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1782 {
1783         BcStatus s;
1784         size_t max = BC_MAX(a->len, b->len), max2 = (max + 1) / 2;
1785         BcNum l1, h1, l2, h2, m2, m1, z0, z1, z2, temp;
1786         bool aone;
1787
1788         if (a->len == 0 || b->len == 0) {
1789                 bc_num_zero(c);
1790                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1791         }
1792         aone = BC_NUM_ONE(a);
1793         if (aone || BC_NUM_ONE(b)) {
1794                 bc_num_copy(c, aone ? b : a);
1795                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1796         }
1797
1798         if (a->len + b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1799          || a->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1800          || b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1801         ) {
1802                 size_t i, j, len;
1803
1804                 bc_num_expand(c, a->len + b->len + 1);
1805
1806                 memset(c->num, 0, sizeof(BcDig) * c->cap);
1807                 c->len = len = 0;
1808
1809                 for (i = 0; i < b->len; ++i) {
1810                         unsigned carry = 0;
1811                         for (j = 0; j < a->len; ++j) {
1812                                 unsigned in = c->num[i + j];
1813                                 in += (unsigned)a->num[j] * (unsigned)b->num[i] + carry;
1814                                 // note: compilers prefer _unsigned_ div/const
1815                                 carry = in / 10;
1816                                 c->num[i + j] = (BcDig)(in % 10);
1817                         }
1818
1819                         c->num[i + j] += (BcDig) carry;
1820                         len = BC_MAX(len, i + j + !!carry);
1821
1822 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1823                         // a=2^1000000
1824                         // a*a <- without check below, this will not be interruptible
1825                         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE;
1826 #endif
1827                 }
1828
1829                 c->len = len;
1830
1831                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1832         }
1833
1834         bc_num_init(&l1, max);
1835         bc_num_init(&h1, max);
1836         bc_num_init(&l2, max);
1837         bc_num_init(&h2, max);
1838         bc_num_init(&m1, max);
1839         bc_num_init(&m2, max);
1840         bc_num_init(&z0, max);
1841         bc_num_init(&z1, max);
1842         bc_num_init(&z2, max);
1843         bc_num_init(&temp, max + max);
1844
1845         bc_num_split(a, max2, &l1, &h1);
1846         bc_num_split(b, max2, &l2, &h2);
1847
1848         s = zbc_num_add(&h1, &l1, &m1, 0);
1849         if (s) goto err;
1850         s = zbc_num_add(&h2, &l2, &m2, 0);
1851         if (s) goto err;
1852
1853         s = zbc_num_k(&h1, &h2, &z0);
1854         if (s) goto err;
1855         s = zbc_num_k(&m1, &m2, &z1);
1856         if (s) goto err;
1857         s = zbc_num_k(&l1, &l2, &z2);
1858         if (s) goto err;
1859
1860         s = zbc_num_sub(&z1, &z0, &temp, 0);
1861         if (s) goto err;
1862         s = zbc_num_sub(&temp, &z2, &z1, 0);
1863         if (s) goto err;
1864
1865         s = zbc_num_shift(&z0, max2 * 2);
1866         if (s) goto err;
1867         s = zbc_num_shift(&z1, max2);
1868         if (s) goto err;
1869         s = zbc_num_add(&z0, &z1, &temp, 0);
1870         if (s) goto err;
1871         s = zbc_num_add(&temp, &z2, c, 0);
1872
1873 err:
1874         bc_num_free(&temp);
1875         bc_num_free(&z2);
1876         bc_num_free(&z1);
1877         bc_num_free(&z0);
1878         bc_num_free(&m2);
1879         bc_num_free(&m1);
1880         bc_num_free(&h2);
1881         bc_num_free(&l2);
1882         bc_num_free(&h1);
1883         bc_num_free(&l1);
1884         RETURN_STATUS(s);
1885 }
1886
1887 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1888 {
1889         BcStatus s;
1890         BcNum cpa, cpb;
1891         size_t maxrdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1892
1893         scale = BC_MAX(scale, a->rdx);
1894         scale = BC_MAX(scale, b->rdx);
1895         scale = BC_MIN(a->rdx + b->rdx, scale);
1896         maxrdx = BC_MAX(maxrdx, scale);
1897
1898         bc_num_init(&cpa, a->len);
1899         bc_num_init(&cpb, b->len);
1900
1901         bc_num_copy(&cpa, a);
1902         bc_num_copy(&cpb, b);
1903         cpa.neg = cpb.neg = false;
1904
1905         s = zbc_num_shift(&cpa, maxrdx);
1906         if (s) goto err;
1907         s = zbc_num_shift(&cpb, maxrdx);
1908         if (s) goto err;
1909         s = zbc_num_k(&cpa, &cpb, c);
1910         if (s) goto err;
1911
1912         maxrdx += scale;
1913         bc_num_expand(c, c->len + maxrdx);
1914
1915         if (c->len < maxrdx) {
1916                 memset(c->num + c->len, 0, (c->cap - c->len) * sizeof(BcDig));
1917                 c->len += maxrdx;
1918         }
1919
1920         c->rdx = maxrdx;
1921         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1922
1923 err:
1924         bc_num_free(&cpb);
1925         bc_num_free(&cpa);
1926         RETURN_STATUS(s);
1927 }
1928 #define zbc_num_m(...) (zbc_num_m(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1929
1930 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1931 {
1932         BcStatus s;
1933         size_t len, end, i;
1934         BcNum cp;
1935
1936         if (b->len == 0)
1937                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
1938         if (a->len == 0) {
1939                 bc_num_setToZero(c, scale);
1940                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1941         }
1942         if (BC_NUM_ONE(b)) {
1943                 bc_num_copy(c, a);
1944                 bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1945                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1946         }
1947
1948         bc_num_init(&cp, BC_NUM_MREQ(a, b, scale));
1949         bc_num_copy(&cp, a);
1950         len = b->len;
1951
1952         if (len > cp.len) {
1953                 bc_num_expand(&cp, len + 2);
1954                 bc_num_extend(&cp, len - cp.len);
1955         }
1956
1957         if (b->rdx > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, b->rdx - cp.rdx);
1958         cp.rdx -= b->rdx;
1959         if (scale > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, scale - cp.rdx);
1960
1961         if (b->rdx == b->len) {
1962                 for (;;) {
1963                         if (len == 0) break;
1964                         len--;
1965                         if (b->num[len] != 0)
1966                                 break;
1967                 }
1968                 len++;
1969         }
1970
1971         if (cp.cap == cp.len) bc_num_expand(&cp, cp.len + 1);
1972
1973         // We want an extra zero in front to make things simpler.
1974         cp.num[cp.len++] = 0;
1975         end = cp.len - len;
1976
1977         bc_num_expand(c, cp.len);
1978
1979         bc_num_zero(c);
1980         memset(c->num + end, 0, (c->cap - end) * sizeof(BcDig));
1981         c->rdx = cp.rdx;
1982         c->len = cp.len;
1983
1984         s = BC_STATUS_SUCCESS;
1985         for (i = end - 1; i < end; --i) {
1986                 BcDig *n, q;
1987                 n = cp.num + i;
1988                 for (q = 0; n[len] != 0 || bc_num_compare(n, b->num, len) >= 0; ++q)
1989                         bc_num_subArrays(n, b->num, len);
1990                 c->num[i] = q;
1991 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1992                 // a=2^100000
1993                 // scale=40000
1994                 // 1/a <- without check below, this will not be interruptible
1995                 if (G_interrupt) {
1996                         s = BC_STATUS_FAILURE;
1997                         break;
1998                 }
1999 #endif
2000         }
2001
2002         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
2003         bc_num_free(&cp);
2004
2005         RETURN_STATUS(s);
2006 }
2007 #define zbc_num_d(...) (zbc_num_d(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2008
2009 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_r(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c,
2010                          BcNum *restrict d, size_t scale, size_t ts)
2011 {
2012         BcStatus s;
2013         BcNum temp;
2014         bool neg;
2015
2016         if (b->len == 0)
2017                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2018
2019         if (a->len == 0) {
2020                 bc_num_setToZero(d, ts);
2021                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2022         }
2023
2024         bc_num_init(&temp, d->cap);
2025         s = zbc_num_d(a, b, c, scale);
2026         if (s) goto err;
2027
2028         if (scale != 0) scale = ts;
2029
2030         s = zbc_num_m(c, b, &temp, scale);
2031         if (s) goto err;
2032         s = zbc_num_sub(a, &temp, d, scale);
2033         if (s) goto err;
2034
2035         if (ts > d->rdx && d->len) bc_num_extend(d, ts - d->rdx);
2036
2037         neg = d->neg;
2038         bc_num_retireMul(d, ts, a->neg, b->neg);
2039         d->neg = neg;
2040
2041 err:
2042         bc_num_free(&temp);
2043         RETURN_STATUS(s);
2044 }
2045 #define zbc_num_r(...) (zbc_num_r(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2046
2047 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2048 {
2049         BcStatus s;
2050         BcNum c1;
2051         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2052
2053         bc_num_init(&c1, len);
2054         s = zbc_num_r(a, b, &c1, c, scale, ts);
2055         bc_num_free(&c1);
2056
2057         RETURN_STATUS(s);
2058 }
2059 #define zbc_num_rem(...) (zbc_num_rem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2060
2061 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2062 {
2063         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2064         BcNum copy;
2065         unsigned long pow;
2066         size_t i, powrdx, resrdx;
2067         bool neg;
2068
2069         if (b->rdx) RETURN_STATUS(bc_error("non integer number"));
2070
2071         if (b->len == 0) {
2072                 bc_num_one(c);
2073                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2074         }
2075         if (a->len == 0) {
2076                 bc_num_setToZero(c, scale);
2077                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2078         }
2079         if (BC_NUM_ONE(b)) {
2080                 if (!b->neg)
2081                         bc_num_copy(c, a);
2082                 else
2083                         s = zbc_num_inv(a, c, scale);
2084                 RETURN_STATUS(s);
2085         }
2086
2087         neg = b->neg;
2088         b->neg = false;
2089
2090         s = zbc_num_ulong(b, &pow);
2091         if (s) RETURN_STATUS(s);
2092
2093         bc_num_init(&copy, a->len);
2094         bc_num_copy(&copy, a);
2095
2096         if (!neg) {
2097                 if (a->rdx > scale)
2098                         scale = a->rdx;
2099                 if (a->rdx * pow < scale)
2100                         scale = a->rdx * pow;
2101         }
2102
2103         b->neg = neg;
2104
2105         for (powrdx = a->rdx; !(pow & 1); pow >>= 1) {
2106                 powrdx <<= 1;
2107                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2108                 if (s) goto err;
2109                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2110                 //if (G_interrupt) {
2111                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2112                 //      goto err;
2113                 //}
2114         }
2115
2116         bc_num_copy(c, &copy);
2117
2118         for (resrdx = powrdx, pow >>= 1; pow != 0; pow >>= 1) {
2119                 powrdx <<= 1;
2120                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2121                 if (s) goto err;
2122
2123                 if (pow & 1) {
2124                         resrdx += powrdx;
2125                         s = zbc_num_mul(c, &copy, c, resrdx);
2126                         if (s) goto err;
2127                 }
2128                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2129                 //if (G_interrupt) {
2130                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2131                 //      goto err;
2132                 //}
2133         }
2134
2135         if (neg) {
2136                 s = zbc_num_inv(c, c, scale);
2137                 if (s) goto err;
2138         }
2139
2140         if (c->rdx > scale) bc_num_truncate(c, c->rdx - scale);
2141
2142         // We can't use bc_num_clean() here.
2143         for (i = 0; i < c->len; ++i)
2144                 if (c->num[i] != 0)
2145                         goto skip;
2146         bc_num_setToZero(c, scale);
2147  skip:
2148
2149  err:
2150         bc_num_free(&copy);
2151         RETURN_STATUS(s);
2152 }
2153 #define zbc_num_p(...) (zbc_num_p(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2154
2155 static BC_STATUS zbc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
2156                               BcNumBinaryOp op, size_t req)
2157 {
2158         BcStatus s;
2159         BcNum num2, *ptr_a, *ptr_b;
2160         bool init = false;
2161
2162         if (c == a) {
2163                 ptr_a = &num2;
2164                 memcpy(ptr_a, c, sizeof(BcNum));
2165                 init = true;
2166         } else
2167                 ptr_a = a;
2168
2169         if (c == b) {
2170                 ptr_b = &num2;
2171                 if (c != a) {
2172                         memcpy(ptr_b, c, sizeof(BcNum));
2173                         init = true;
2174                 }
2175         } else
2176                 ptr_b = b;
2177
2178         if (init)
2179                 bc_num_init(c, req);
2180         else
2181                 bc_num_expand(c, req);
2182
2183         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2184         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) op(ptr_a, ptr_b, c, scale);
2185
2186         if (init) bc_num_free(&num2);
2187
2188         RETURN_STATUS(s);
2189 }
2190 #define zbc_num_binary(...) (zbc_num_binary(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2191
2192 static bool bc_num_strValid(const char *val, size_t base)
2193 {
2194         BcDig b;
2195         bool radix;
2196
2197         b = (BcDig)(base <= 10 ? base + '0' : base - 10 + 'A');
2198         radix = false;
2199         for (;;) {
2200                 BcDig c = *val++;
2201                 if (c == '\0')
2202                         break;
2203                 if (c == '.') {
2204                         if (radix) return false;
2205                         radix = true;
2206                         continue;
2207                 }
2208                 if (c < '0' || c >= b || (c > '9' && c < 'A'))
2209                         return false;
2210         }
2211         return true;
2212 }
2213
2214 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2215 // leading zeroes in "val" are removed
2216 static void bc_num_parseDecimal(BcNum *n, const char *val)
2217 {
2218         size_t len, i;
2219         const char *ptr;
2220
2221         len = strlen(val);
2222         if (len == 0)
2223                 return;
2224
2225         bc_num_expand(n, len);
2226
2227         ptr = strchr(val, '.');
2228
2229         n->rdx = 0;
2230         if (ptr != NULL)
2231                 n->rdx = (size_t)((val + len) - (ptr + 1));
2232
2233         for (i = 0; val[i]; ++i) {
2234                 if (val[i] != '0' && val[i] != '.') {
2235                         // Not entirely zero value - convert it, and exit
2236                         i = len - 1;
2237                         for (;;) {
2238                                 n->num[n->len] = val[i] - '0';
2239                                 ++n->len;
2240  skip_dot:
2241                                 if (i == 0) break;
2242                                 if (val[--i] == '.') goto skip_dot;
2243                         }
2244                         break;
2245                 }
2246         }
2247         // if for() exits without hitting if(), the value is entirely zero
2248 }
2249
2250 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2251 // leading zeroes in "val" are removed
2252 static void bc_num_parseBase(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2253 {
2254         BcStatus s;
2255         BcNum temp, mult, result;
2256         BcNum base;
2257         BcDig c = '\0';
2258         unsigned long v;
2259         size_t i, digits;
2260
2261         for (i = 0; ; ++i) {
2262                 if (val[i] == '\0')
2263                         return;
2264                 if (val[i] != '.' && val[i] != '0')
2265                         break;
2266         }
2267
2268         bc_num_init_DEF_SIZE(&temp);
2269         bc_num_init_DEF_SIZE(&mult);
2270         bc_num_init_DEF_SIZE(&base);
2271         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
2272
2273         for (;;) {
2274                 c = *val++;
2275                 if (c == '\0') goto int_err;
2276                 if (c == '.') break;
2277
2278                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2279
2280                 s = zbc_num_mul(n, &base, &mult, 0);
2281                 if (s) goto int_err;
2282                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2283                 s = zbc_num_add(&mult, &temp, n, 0);
2284                 if (s) goto int_err;
2285         }
2286
2287         bc_num_init(&result, base.len);
2288         //bc_num_zero(&result); - already is
2289         bc_num_one(&mult);
2290
2291         digits = 0;
2292         for (;;) {
2293                 c = *val++;
2294                 if (c == '\0') break;
2295                 digits++;
2296
2297                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2298
2299                 s = zbc_num_mul(&result, &base, &result, 0);
2300                 if (s) goto err;
2301                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2302                 s = zbc_num_add(&result, &temp, &result, 0);
2303                 if (s) goto err;
2304                 s = zbc_num_mul(&mult, &base, &mult, 0);
2305                 if (s) goto err;
2306         }
2307
2308         s = zbc_num_div(&result, &mult, &result, digits);
2309         if (s) goto err;
2310         s = zbc_num_add(n, &result, n, digits);
2311         if (s) goto err;
2312
2313         if (n->len != 0) {
2314                 if (n->rdx < digits) bc_num_extend(n, digits - n->rdx);
2315         } else
2316                 bc_num_zero(n);
2317
2318 err:
2319         bc_num_free(&result);
2320 int_err:
2321         bc_num_free(&base);
2322         bc_num_free(&mult);
2323         bc_num_free(&temp);
2324 }
2325
2326 static BC_STATUS zbc_num_parse(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2327 {
2328         if (!bc_num_strValid(val, base_t))
2329                 RETURN_STATUS(bc_error("bad number string"));
2330
2331         bc_num_zero(n);
2332         while (*val == '0') val++;
2333
2334         if (base_t == 10)
2335                 bc_num_parseDecimal(n, val);
2336         else
2337                 bc_num_parseBase(n, val, base_t);
2338
2339         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2340 }
2341 #define zbc_num_parse(...) (zbc_num_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2342
2343 static BC_STATUS zbc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *restrict b, size_t scale)
2344 {
2345         BcStatus s;
2346         BcNum num1, num2, half, f, fprime, *x0, *x1, *temp;
2347         size_t pow, len, digs, digs1, resrdx, req, times = 0;
2348         ssize_t cmp = 1, cmp1 = SSIZE_MAX, cmp2 = SSIZE_MAX;
2349
2350         req = BC_MAX(scale, a->rdx) + ((BC_NUM_INT(a) + 1) >> 1) + 1;
2351         bc_num_expand(b, req);
2352
2353         if (a->len == 0) {
2354                 bc_num_setToZero(b, scale);
2355                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2356         } else if (a->neg) {
2357                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2358         } else if (BC_NUM_ONE(a)) {
2359                 bc_num_one(b);
2360                 bc_num_extend(b, scale);
2361                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2362         }
2363
2364         scale = BC_MAX(scale, a->rdx) + 1;
2365         len = a->len + scale;
2366
2367         bc_num_init(&num1, len);
2368         bc_num_init(&num2, len);
2369         bc_num_init_DEF_SIZE(&half);
2370
2371         bc_num_one(&half);
2372         half.num[0] = 5;
2373         half.rdx = 1;
2374
2375         bc_num_init(&f, len);
2376         bc_num_init(&fprime, len);
2377
2378         x0 = &num1;
2379         x1 = &num2;
2380
2381         bc_num_one(x0);
2382         pow = BC_NUM_INT(a);
2383
2384         if (pow) {
2385                 if (pow & 1)
2386                         x0->num[0] = 2;
2387                 else
2388                         x0->num[0] = 6;
2389
2390                 pow -= 2 - (pow & 1);
2391
2392                 bc_num_extend(x0, pow);
2393
2394                 // Make sure to move the radix back.
2395                 x0->rdx -= pow;
2396         }
2397
2398         x0->rdx = digs = digs1 = 0;
2399         resrdx = scale + 2;
2400         len = BC_NUM_INT(x0) + resrdx - 1;
2401
2402         while (cmp != 0 || digs < len) {
2403                 s = zbc_num_div(a, x0, &f, resrdx);
2404                 if (s) goto err;
2405                 s = zbc_num_add(x0, &f, &fprime, resrdx);
2406                 if (s) goto err;
2407                 s = zbc_num_mul(&fprime, &half, x1, resrdx);
2408                 if (s) goto err;
2409
2410                 cmp = bc_num_cmp(x1, x0);
2411                 digs = x1->len - (unsigned long long) llabs(cmp);
2412
2413                 if (cmp == cmp2 && digs == digs1)
2414                         times += 1;
2415                 else
2416                         times = 0;
2417
2418                 resrdx += times > 4;
2419
2420                 cmp2 = cmp1;
2421                 cmp1 = cmp;
2422                 digs1 = digs;
2423
2424                 temp = x0;
2425                 x0 = x1;
2426                 x1 = temp;
2427         }
2428
2429         bc_num_copy(b, x0);
2430         scale -= 1;
2431         if (b->rdx > scale) bc_num_truncate(b, b->rdx - scale);
2432  err:
2433         bc_num_free(&fprime);
2434         bc_num_free(&f);
2435         bc_num_free(&half);
2436         bc_num_free(&num2);
2437         bc_num_free(&num1);
2438         RETURN_STATUS(s);
2439 }
2440 #define zbc_num_sqrt(...) (zbc_num_sqrt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2441
2442 static BC_STATUS zbc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
2443                               size_t scale)
2444 {
2445         BcStatus s;
2446         BcNum num2, *ptr_a;
2447         bool init = false;
2448         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2449
2450         if (c == a) {
2451                 memcpy(&num2, c, sizeof(BcNum));
2452                 ptr_a = &num2;
2453                 bc_num_init(c, len);
2454                 init = true;
2455         } else {
2456                 ptr_a = a;
2457                 bc_num_expand(c, len);
2458         }
2459
2460         s = zbc_num_r(ptr_a, b, c, d, scale, ts);
2461
2462         if (init) bc_num_free(&num2);
2463
2464         RETURN_STATUS(s);
2465 }
2466 #define zbc_num_divmod(...) (zbc_num_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2467
2468 #if ENABLE_DC
2469 static BC_STATUS zbc_num_modexp(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *restrict d)
2470 {
2471         BcStatus s;
2472         BcNum base, exp, two, temp;
2473
2474         if (c->len == 0)
2475                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2476         if (a->rdx || b->rdx || c->rdx)
2477                 RETURN_STATUS(bc_error("non integer number"));
2478         if (b->neg)
2479                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2480
2481         bc_num_expand(d, c->len);
2482         bc_num_init(&base, c->len);
2483         bc_num_init(&exp, b->len);
2484         bc_num_init_DEF_SIZE(&two);
2485         bc_num_init(&temp, b->len);
2486
2487         bc_num_one(&two);
2488         two.num[0] = 2;
2489         bc_num_one(d);
2490
2491         s = zbc_num_rem(a, c, &base, 0);
2492         if (s) goto err;
2493         bc_num_copy(&exp, b);
2494
2495         while (exp.len != 0) {
2496                 s = zbc_num_divmod(&exp, &two, &exp, &temp, 0);
2497                 if (s) goto err;
2498
2499                 if (BC_NUM_ONE(&temp)) {
2500                         s = zbc_num_mul(d, &base, &temp, 0);
2501                         if (s) goto err;
2502                         s = zbc_num_rem(&temp, c, d, 0);
2503                         if (s) goto err;
2504                 }
2505
2506                 s = zbc_num_mul(&base, &base, &temp, 0);
2507                 if (s) goto err;
2508                 s = zbc_num_rem(&temp, c, &base, 0);
2509                 if (s) goto err;
2510         }
2511  err:
2512         bc_num_free(&temp);
2513         bc_num_free(&two);
2514         bc_num_free(&exp);
2515         bc_num_free(&base);
2516         RETURN_STATUS(s);
2517 }
2518 #define zbc_num_modexp(...) (zbc_num_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2519 #endif // ENABLE_DC
2520
2521 #if ENABLE_BC
2522 static BC_STATUS zbc_func_insert(BcFunc *f, char *name, bool var)
2523 {
2524         BcId a;
2525         size_t i;
2526
2527         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
2528                 if (strcmp(name, ((BcId *) bc_vec_item(&f->autos, i))->name) == 0)
2529                         RETURN_STATUS(bc_error("function parameter or auto var has the same name as another"));
2530         }
2531
2532         a.idx = var;
2533         a.name = name;
2534
2535         bc_vec_push(&f->autos, &a);
2536
2537         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2538 }
2539 #define zbc_func_insert(...) (zbc_func_insert(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2540 #endif
2541
2542 static void bc_func_init(BcFunc *f)
2543 {
2544         bc_char_vec_init(&f->code);
2545         bc_vec_init(&f->autos, sizeof(BcId), bc_id_free);
2546         bc_vec_init(&f->labels, sizeof(size_t), NULL);
2547         f->nparams = 0;
2548 }
2549
2550 static FAST_FUNC void bc_func_free(void *func)
2551 {
2552         BcFunc *f = (BcFunc *) func;
2553         bc_vec_free(&f->code);
2554         bc_vec_free(&f->autos);
2555         bc_vec_free(&f->labels);
2556 }
2557
2558 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len);
2559
2560 static void bc_array_init(BcVec *a, bool nums)
2561 {
2562         if (nums)
2563                 bc_vec_init(a, sizeof(BcNum), bc_num_free);
2564         else
2565                 bc_vec_init(a, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
2566         bc_array_expand(a, 1);
2567 }
2568
2569 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len)
2570 {
2571         BcResultData data;
2572
2573         if (a->size == sizeof(BcNum) && a->dtor == bc_num_free) {
2574                 while (len > a->len) {
2575                         bc_num_init_DEF_SIZE(&data.n);
2576                         bc_vec_push(a, &data.n);
2577                 }
2578         } else {
2579                 while (len > a->len) {
2580                         bc_array_init(&data.v, true);
2581                         bc_vec_push(a, &data.v);
2582                 }
2583         }
2584 }
2585
2586 static void bc_array_copy(BcVec *d, const BcVec *s)
2587 {
2588         size_t i;
2589
2590         bc_vec_pop_all(d);
2591         bc_vec_expand(d, s->cap);
2592         d->len = s->len;
2593
2594         for (i = 0; i < s->len; ++i) {
2595                 BcNum *dnum = bc_vec_item(d, i), *snum = bc_vec_item(s, i);
2596                 bc_num_init(dnum, snum->len);
2597                 bc_num_copy(dnum, snum);
2598         }
2599 }
2600
2601 static FAST_FUNC void bc_string_free(void *string)
2602 {
2603         free(*((char **) string));
2604 }
2605
2606 #if ENABLE_DC
2607 static void bc_result_copy(BcResult *d, BcResult *src)
2608 {
2609         d->t = src->t;
2610
2611         switch (d->t) {
2612                 case BC_RESULT_TEMP:
2613                 case BC_RESULT_IBASE:
2614                 case BC_RESULT_SCALE:
2615                 case BC_RESULT_OBASE:
2616                         bc_num_init(&d->d.n, src->d.n.len);
2617                         bc_num_copy(&d->d.n, &src->d.n);
2618                         break;
2619                 case BC_RESULT_VAR:
2620                 case BC_RESULT_ARRAY:
2621                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2622                         d->d.id.name = xstrdup(src->d.id.name);
2623                         break;
2624                 case BC_RESULT_CONSTANT:
2625                 case BC_RESULT_LAST:
2626                 case BC_RESULT_ONE:
2627                 case BC_RESULT_STR:
2628                         memcpy(&d->d.n, &src->d.n, sizeof(BcNum));
2629                         break;
2630         }
2631 }
2632 #endif // ENABLE_DC
2633
2634 static FAST_FUNC void bc_result_free(void *result)
2635 {
2636         BcResult *r = (BcResult *) result;
2637
2638         switch (r->t) {
2639                 case BC_RESULT_TEMP:
2640                 case BC_RESULT_IBASE:
2641                 case BC_RESULT_SCALE:
2642                 case BC_RESULT_OBASE:
2643                         bc_num_free(&r->d.n);
2644                         break;
2645                 case BC_RESULT_VAR:
2646                 case BC_RESULT_ARRAY:
2647                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2648                         free(r->d.id.name);
2649                         break;
2650                 default:
2651                         // Do nothing.
2652                         break;
2653         }
2654 }
2655
2656 static void bc_lex_lineComment(BcLex *l)
2657 {
2658         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2659         while (l->i < l->len && l->buf[l->i++] != '\n');
2660         --l->i;
2661 }
2662
2663 static void bc_lex_whitespace(BcLex *l)
2664 {
2665         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
2666         for (;;) {
2667                 char c = l->buf[l->i];
2668                 if (c == '\n') // this is BC_LEX_NLINE, not BC_LEX_WHITESPACE
2669                         break;
2670                 if (!isspace(c))
2671                         break;
2672                 l->i++;
2673         }
2674 }
2675
2676 static BC_STATUS zbc_lex_number(BcLex *l, char start)
2677 {
2678         const char *buf = l->buf + l->i;
2679         size_t len, i, ccnt;
2680         bool pt;
2681
2682         pt = (start == '.');
2683         l->t.t = BC_LEX_NUMBER;
2684         ccnt = i = 0;
2685         for (;;) {
2686                 char c = buf[i];
2687                 if (c == '\0')
2688                         break;
2689                 if (c == '\\' && buf[i + 1] == '\n') {
2690                         i += 2;
2691                         //number_of_backslashes++ - see comment below
2692                         continue;
2693                 }
2694                 if (!isdigit(c) && (c < 'A' || c > 'F')) {
2695                         if (c != '.') break;
2696                         // if '.' was already seen, stop on second one:
2697                         if (pt) break;
2698                         pt = true;
2699                 }
2700                 // buf[i] is one of "0-9A-F."
2701                 i++;
2702                 if (c != '.')
2703                         ccnt = i;
2704         }
2705         //ccnt is the number of chars in the number string, excluding possible
2706         //trailing "[\<newline>].[\<newline>]" (with any number of \<NL> repetitions).
2707         //i is buf[i] index of the first not-yet-parsed char after that.
2708         l->i += i;
2709
2710         // This might overestimate the size, if there are "\<NL>"'s
2711         // in the number. Subtracting number_of_backslashes*2 correctly
2712         // is not that easy: consider that in the case of "NNN.\<NL>"
2713         // loop above will count "\<NL>" before it realizes it is not
2714         // in fact *inside* the number:
2715         len = ccnt + 1; // +1 byte for NUL termination
2716
2717         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
2718         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
2719                 if (len > BC_MAX_NUM)
2720                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
2721         }
2722
2723         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
2724         bc_vec_expand(&l->t.v, 1 + len);
2725         bc_vec_push(&l->t.v, &start);
2726
2727         while (ccnt != 0) {
2728                 // If we have hit a backslash, skip it. We don't have
2729                 // to check for a newline because it's guaranteed.
2730                 if (*buf == '\\') {
2731                         buf += 2;
2732                         ccnt -= 2;
2733                         continue;
2734                 }
2735                 bc_vec_push(&l->t.v, buf);
2736                 buf++;
2737                 ccnt--;
2738         }
2739
2740         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
2741
2742         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2743 }
2744 #define zbc_lex_number(...) (zbc_lex_number(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2745
2746 static void bc_lex_name(BcLex *l)
2747 {
2748         size_t i;
2749         const char *buf;
2750
2751         l->t.t = BC_LEX_NAME;
2752
2753         i = 0;
2754         buf = l->buf + l->i - 1;
2755         for (;;) {
2756                 char c = buf[i];
2757                 if ((c < 'a' || c > 'z') && !isdigit(c) && c != '_') break;
2758                 i++;
2759         }
2760
2761 #if 0 // We do not protect against people with gigabyte-long names
2762         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
2763         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
2764                 if (i > BC_MAX_STRING)
2765                         return bc_error("name too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]");
2766         }
2767 #endif
2768         bc_vec_string(&l->t.v, i, buf);
2769
2770         // Increment the index. We minus 1 because it has already been incremented.
2771         l->i += i - 1;
2772
2773         //return BC_STATUS_SUCCESS;
2774 }
2775
2776 static void bc_lex_init(BcLex *l)
2777 {
2778         bc_char_vec_init(&l->t.v);
2779 }
2780
2781 static void bc_lex_free(BcLex *l)
2782 {
2783         bc_vec_free(&l->t.v);
2784 }
2785
2786 static void bc_lex_file(BcLex *l)
2787 {
2788         G.err_line = l->line = 1;
2789         l->newline = false;
2790 }
2791
2792 IF_BC(static BC_STATUS zbc_lex_token(BcLex *l);)
2793 IF_DC(static BC_STATUS zdc_lex_token(BcLex *l);)
2794
2795 static BC_STATUS zcommon_lex_token(BcLex *l)
2796 {
2797         if (IS_BC) {
2798                 IF_BC(RETURN_STATUS(zbc_lex_token(l));)
2799         }
2800         IF_DC(RETURN_STATUS(zdc_lex_token(l));)
2801 }
2802 #define zcommon_lex_token(...) (zcommon_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2803
2804 static bool bc_lex_more_input(BcLex *l)
2805 {
2806         size_t str;
2807         bool comment;
2808
2809         bc_vec_pop_all(&G.input_buffer);
2810
2811         // This loop is complex because the vm tries not to send any lines that end
2812         // with a backslash to the parser. The reason for that is because the parser
2813         // treats a backslash+newline combo as whitespace, per the bc spec. In that
2814         // case, and for strings and comments, the parser will expect more stuff.
2815         comment = false;
2816         str = 0;
2817         for (;;) {
2818                 size_t prevlen = G.input_buffer.len;
2819                 char *string;
2820
2821                 bc_read_line(&G.input_buffer, G.input_fp);
2822                 // No more input means EOF
2823                 if (G.input_buffer.len <= prevlen + 1) // (we expect +1 for NUL byte)
2824                         break;
2825
2826                 string = G.input_buffer.v + prevlen;
2827                 while (*string) {
2828                         char c = *string;
2829                         if (string == G.input_buffer.v || string[-1] != '\\') {
2830                                 if (IS_BC)
2831                                         str ^= (c == '"');
2832                                 else {
2833                                         if (c == ']')
2834                                                 str -= 1;
2835                                         else if (c == '[')
2836                                                 str += 1;
2837                                 }
2838                         }
2839                         string++;
2840                         if (c == '/' && *string == '*') {
2841                                 comment = true;
2842                                 string++;
2843                                 continue;
2844                         }
2845                         if (c == '*' && *string == '/') {
2846                                 comment = false;
2847                                 string++;
2848                         }
2849                 }
2850                 if (str != 0 || comment) {
2851                         G.input_buffer.len--; // backstep over the trailing NUL byte
2852                         continue;
2853                 }
2854
2855                 // Check for backslash+newline.
2856                 // we do not check that last char is '\n' -
2857                 // if it is not, then it's EOF, and looping back
2858                 // to bc_read_line() will detect it:
2859                 string -= 2;
2860                 if (string >= G.input_buffer.v && *string == '\\') {
2861                         G.input_buffer.len--;
2862                         continue;
2863                 }
2864
2865                 break;
2866         }
2867
2868         l->buf = G.input_buffer.v;
2869         l->i = 0;
2870 //      bb_error_msg("G.input_buffer.len:%d '%s'", G.input_buffer.len, G.input_buffer.v);
2871         l->len = G.input_buffer.len - 1; // do not include NUL
2872
2873         return l->len != 0;
2874 }
2875
2876 static BC_STATUS zbc_lex_next(BcLex *l)
2877 {
2878         BcStatus s;
2879
2880         l->t.last = l->t.t;
2881         if (l->t.last == BC_LEX_EOF) RETURN_STATUS(bc_error("end of file"));
2882
2883         l->line += l->newline;
2884         G.err_line = l->line;
2885         l->newline = false;
2886
2887         // Loop until failure or we don't have whitespace. This
2888         // is so the parser doesn't get inundated with whitespace.
2889         // Comments are also BC_LEX_WHITESPACE tokens and eaten here.
2890         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2891         do {
2892                 l->t.t = BC_LEX_EOF;
2893                 if (l->i == l->len) {
2894                         if (!G.input_fp)
2895                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2896                         if (!bc_lex_more_input(l)) {
2897                                 G.input_fp = NULL;
2898                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2899                         }
2900                         // here it's guaranteed that l->i is below l->len
2901                 }
2902                 dbg_lex("next string to parse:'%.*s'",
2903                         (int)(strchrnul(l->buf + l->i, '\n') - (l->buf + l->i)),
2904                         l->buf + l->i);
2905                 s = zcommon_lex_token(l);
2906         } while (!s && l->t.t == BC_LEX_WHITESPACE);
2907         dbg_lex("l->t.t from string:%d", l->t.t);
2908
2909         RETURN_STATUS(s);
2910 }
2911 #define zbc_lex_next(...) (zbc_lex_next(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2912
2913 static BC_STATUS zbc_lex_skip_if_at_NLINE(BcLex *l)
2914 {
2915         if (l->t.t == BC_LEX_NLINE)
2916                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(l));
2917         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2918 }
2919 #define zbc_lex_skip_if_at_NLINE(...) (zbc_lex_skip_if_at_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2920
2921 static BC_STATUS zbc_lex_next_and_skip_NLINE(BcLex *l)
2922 {
2923         BcStatus s;
2924         s = zbc_lex_next(l);
2925         if (s) RETURN_STATUS(s);
2926         // if(cond)<newline>stmt is accepted too (but not 2+ newlines)
2927         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE(l);
2928         RETURN_STATUS(s);
2929 }
2930 #define zbc_lex_next_and_skip_NLINE(...) (zbc_lex_next_and_skip_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2931
2932 static BC_STATUS zbc_lex_text_init(BcLex *l, const char *text)
2933 {
2934         l->buf = text;
2935         l->i = 0;
2936         l->len = strlen(text);
2937         l->t.t = l->t.last = BC_LEX_INVALID;
2938         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(l));
2939 }
2940 #define zbc_lex_text_init(...) (zbc_lex_text_init(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2941
2942 #if ENABLE_BC
2943 static BC_STATUS zbc_lex_identifier(BcLex *l)
2944 {
2945         BcStatus s;
2946         unsigned i;
2947         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
2948
2949         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bc_lex_kws); ++i) {
2950                 const char *keyword8 = bc_lex_kws[i].name8;
2951                 unsigned j = 0;
2952                 while (buf[j] != '\0' && buf[j] == keyword8[j]) {
2953                         j++;
2954                         if (j == 8) goto match;
2955                 }
2956                 if (keyword8[j] != '\0')
2957                         continue;
2958  match:
2959                 // buf starts with keyword bc_lex_kws[i]
2960                 l->t.t = BC_LEX_KEY_1st_keyword + i;
2961                 if (!bc_lex_kws_POSIX(i)) {
2962                         s = bc_posix_error_fmt("%sthe '%.8s' keyword", "POSIX does not allow ", bc_lex_kws[i].name8);
2963                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
2964                 }
2965
2966                 // We minus 1 because the index has already been incremented.
2967                 l->i += j - 1;
2968                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2969         }
2970
2971         bc_lex_name(l);
2972         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2973
2974         if (l->t.v.len > 2) {
2975                 // Prevent this:
2976                 // >>> qwe=1
2977                 // bc: POSIX only allows one character names; the following is bad: 'qwe=1
2978                 // '
2979                 unsigned len = strchrnul(buf, '\n') - buf;
2980                 s = bc_posix_error_fmt("POSIX only allows one character names; the following is bad: '%.*s'", len, buf);
2981         }
2982
2983         RETURN_STATUS(s);
2984 }
2985 #define zbc_lex_identifier(...) (zbc_lex_identifier(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2986
2987 static BC_STATUS zbc_lex_string(BcLex *l)
2988 {
2989         size_t len, nls = 0, i = l->i;
2990         char c;
2991
2992         l->t.t = BC_LEX_STR;
2993
2994         for (c = l->buf[i]; c != '\0' && c != '"'; c = l->buf[++i])
2995                 nls += (c == '\n');
2996
2997         if (c == '\0') {
2998                 l->i = i;
2999                 RETURN_STATUS(bc_error("string end could not be found"));
3000         }
3001
3002         len = i - l->i;
3003         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
3004         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
3005                 if (len > BC_MAX_STRING)
3006                         RETURN_STATUS(bc_error("string too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]"));
3007         }
3008         bc_vec_string(&l->t.v, len, l->buf + l->i);
3009
3010         l->i = i + 1;
3011         l->line += nls;
3012         G.err_line = l->line;
3013
3014         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3015 }
3016 #define zbc_lex_string(...) (zbc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3017
3018 static void bc_lex_assign(BcLex *l, unsigned with_and_without)
3019 {
3020         if (l->buf[l->i] == '=') {
3021                 ++l->i;
3022                 with_and_without >>= 8; // store "with" value
3023         } // else store "without" value
3024         l->t.t = (with_and_without & 0xff);
3025 }
3026 #define bc_lex_assign(l, with, without) \
3027         bc_lex_assign(l, ((with)<<8)|(without))
3028
3029 static BC_STATUS zbc_lex_comment(BcLex *l)
3030 {
3031         size_t i, nls = 0;
3032         const char *buf = l->buf;
3033
3034         l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3035         i = l->i; /* here buf[l->i] is the '*' of opening comment delimiter */
3036         for (;;) {
3037                 char c = buf[++i];
3038  check_star:
3039                 if (c == '*') {
3040                         c = buf[++i];
3041                         if (c == '/')
3042                                 break;
3043                         goto check_star;
3044                 }
3045                 if (c == '\0') {
3046                         l->i = i;
3047                         RETURN_STATUS(bc_error("comment end could not be found"));
3048                 }
3049                 nls += (c == '\n');
3050         }
3051
3052         l->i = i + 1;
3053         l->line += nls;
3054         G.err_line = l->line;
3055
3056         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3057 }
3058 #define zbc_lex_comment(...) (zbc_lex_comment(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3059
3060 static BC_STATUS zbc_lex_token(BcLex *l)
3061 {
3062         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3063         char c = l->buf[l->i++], c2;
3064
3065         // This is the workhorse of the lexer.
3066         switch (c) {
3067 //              case '\0': // probably never reached
3068 //                      l->i--;
3069 //                      l->t.t = BC_LEX_EOF;
3070 //                      l->newline = true;
3071 //                      break;
3072                 case '\n':
3073                         l->t.t = BC_LEX_NLINE;
3074                         l->newline = true;
3075                         break;
3076                 case '\t':
3077                 case '\v':
3078                 case '\f':
3079                 case '\r':
3080                 case ' ':
3081                         bc_lex_whitespace(l);
3082                         break;
3083                 case '!':
3084                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_NE, BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
3085                         if (l->t.t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
3086                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("!");
3087                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3088                         }
3089                         break;
3090                 case '"':
3091                         s = zbc_lex_string(l);
3092                         break;
3093                 case '#':
3094                         s = bc_POSIX_does_not_allow("'#' script comments");
3095                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3096                         bc_lex_lineComment(l);
3097                         break;
3098                 case '%':
3099                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS, BC_LEX_OP_MODULUS);
3100                         break;
3101                 case '&':
3102                         c2 = l->buf[l->i];
3103                         if (c2 == '&') {
3104                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("&&");
3105                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3106                                 ++l->i;
3107                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_AND;
3108                         } else {
3109                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3110                                 s = bc_error_bad_character('&');
3111                         }
3112                         break;
3113                 case '(':
3114                 case ')':
3115                         l->t.t = (BcLexType)(c - '(' + BC_LEX_LPAREN);
3116                         break;
3117                 case '*':
3118                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY, BC_LEX_OP_MULTIPLY);
3119                         break;
3120                 case '+':
3121                         c2 = l->buf[l->i];
3122                         if (c2 == '+') {
3123                                 ++l->i;
3124                                 l->t.t = BC_LEX_OP_INC;
3125                         } else
3126                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS, BC_LEX_OP_PLUS);
3127                         break;
3128                 case ',':
3129                         l->t.t = BC_LEX_COMMA;
3130                         break;
3131                 case '-':
3132                         c2 = l->buf[l->i];
3133                         if (c2 == '-') {
3134                                 ++l->i;
3135                                 l->t.t = BC_LEX_OP_DEC;
3136                         } else
3137                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS, BC_LEX_OP_MINUS);
3138                         break;
3139                 case '.':
3140                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3141                                 s = zbc_lex_number(l, c);
3142                         else {
3143                                 l->t.t = BC_LEX_KEY_LAST;
3144                                 s = bc_POSIX_does_not_allow("a period ('.') as a shortcut for the last result");
3145                         }
3146                         break;
3147                 case '/':
3148                         c2 = l->buf[l->i];
3149                         if (c2 == '*')
3150                                 s = zbc_lex_comment(l);
3151                         else
3152                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE, BC_LEX_OP_DIVIDE);
3153                         break;
3154                 case '0':
3155                 case '1':
3156                 case '2':
3157                 case '3':
3158                 case '4':
3159                 case '5':
3160                 case '6':
3161                 case '7':
3162                 case '8':
3163                 case '9':
3164                 case 'A':
3165                 case 'B':
3166                 case 'C':
3167                 case 'D':
3168                 case 'E':
3169                 case 'F':
3170                         s = zbc_lex_number(l, c);
3171                         break;
3172                 case ';':
3173                         l->t.t = BC_LEX_SCOLON;
3174                         break;
3175                 case '<':
3176                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_LT);
3177                         break;
3178                 case '=':
3179                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_ASSIGN);
3180                         break;
3181                 case '>':
3182                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_GT);
3183                         break;
3184                 case '[':
3185                 case ']':
3186                         l->t.t = (BcLexType)(c - '[' + BC_LEX_LBRACKET);
3187                         break;
3188                 case '\\':
3189                         if (l->buf[l->i] == '\n') {
3190                                 l->t.t = BC_LEX_WHITESPACE;
3191                                 ++l->i;
3192                         } else
3193                                 s = bc_error_bad_character(c);
3194                         break;
3195                 case '^':
3196                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER, BC_LEX_OP_POWER);
3197                         break;
3198                 case 'a':
3199                 case 'b':
3200                 case 'c':
3201                 case 'd':
3202                 case 'e':
3203                 case 'f':
3204                 case 'g':
3205                 case 'h':
3206                 case 'i':
3207                 case 'j':
3208                 case 'k':
3209                 case 'l':
3210                 case 'm':
3211                 case 'n':
3212                 case 'o':
3213                 case 'p':
3214                 case 'q':
3215                 case 'r':
3216                 case 's':
3217                 case 't':
3218                 case 'u':
3219                 case 'v':
3220                 case 'w':
3221                 case 'x':
3222                 case 'y':
3223                 case 'z':
3224                         s = zbc_lex_identifier(l);
3225                         break;
3226                 case '{':
3227                 case '}':
3228                         l->t.t = (BcLexType)(c - '{' + BC_LEX_LBRACE);
3229                         break;
3230                 case '|':
3231                         c2 = l->buf[l->i];
3232                         if (c2 == '|') {
3233                                 s = bc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("||");
3234                                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
3235                                 ++l->i;
3236                                 l->t.t = BC_LEX_OP_BOOL_OR;
3237                         } else {
3238                                 l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3239                                 s = bc_error_bad_character(c);
3240                         }
3241                         break;
3242                 default:
3243                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3244                         s = bc_error_bad_character(c);
3245                         break;
3246         }
3247
3248         RETURN_STATUS(s);
3249 }
3250 #endif // ENABLE_BC
3251
3252 #if ENABLE_DC
3253 static BC_STATUS zdc_lex_register(BcLex *l)
3254 {
3255         if (isspace(l->buf[l->i - 1])) {
3256                 bc_lex_whitespace(l);
3257                 ++l->i;
3258                 if (!G_exreg)
3259                         RETURN_STATUS(bc_error("extended register"));
3260                 bc_lex_name(l);
3261         }
3262         else {
3263                 bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3264                 bc_vec_push(&l->t.v, &l->buf[l->i - 1]);
3265                 bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3266                 l->t.t = BC_LEX_NAME;
3267         }
3268
3269         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3270 }
3271 #define zdc_lex_register(...) (zdc_lex_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3272
3273 static BC_STATUS zdc_lex_string(BcLex *l)
3274 {
3275         size_t depth = 1, nls = 0, i = l->i;
3276         char c;
3277
3278         l->t.t = BC_LEX_STR;
3279         bc_vec_pop_all(&l->t.v);
3280
3281         for (c = l->buf[i]; c != 0 && depth; c = l->buf[++i]) {
3282
3283                 depth += (c == '[' && (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\'));
3284                 depth -= (c == ']' && (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\'));
3285                 nls += (c == '\n');
3286
3287                 if (depth) bc_vec_push(&l->t.v, &c);
3288         }
3289
3290         if (c == '\0') {
3291                 l->i = i;
3292                 RETURN_STATUS(bc_error("string end could not be found"));
3293         }
3294
3295         bc_vec_pushZeroByte(&l->t.v);
3296         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
3297         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
3298                 if (i - l->i > BC_MAX_STRING)
3299                         RETURN_STATUS(bc_error("string too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]"));
3300         }
3301
3302         l->i = i;
3303         l->line += nls;
3304         G.err_line = l->line;
3305
3306         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3307 }
3308 #define zdc_lex_string(...) (zdc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3309
3310 static BC_STATUS zdc_lex_token(BcLex *l)
3311 {
3312         static const //BcLexType - should be this type, but narrower type saves size:
3313         uint8_t
3314         dc_lex_regs[] = {
3315                 BC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_REL_LE, BC_LEX_OP_REL_GE, BC_LEX_OP_REL_NE,
3316                 BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_COLON,
3317                 BC_LEX_ELSE, BC_LEX_LOAD, BC_LEX_LOAD_POP, BC_LEX_OP_ASSIGN,
3318                 BC_LEX_STORE_PUSH,
3319         };
3320         static const //BcLexType - should be this type
3321         uint8_t
3322         dc_lex_tokens[] = {
3323                 /* %&'( */
3324                 BC_LEX_OP_MODULUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_LPAREN,
3325                 /* )*+, */
3326                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_MULTIPLY, BC_LEX_OP_PLUS, BC_LEX_INVALID,
3327                 /* -./ */
3328                 BC_LEX_OP_MINUS, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVIDE,
3329                 /* 0123456789 */
3330                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3331                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3332                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3333                 /* :;<=>?@ */
3334                 BC_LEX_COLON, BC_LEX_SCOLON, BC_LEX_OP_REL_GT, BC_LEX_OP_REL_EQ,
3335                 BC_LEX_OP_REL_LT, BC_LEX_KEY_READ, BC_LEX_INVALID,
3336                 /* ABCDEFGH */
3337                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3338                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EQ_NO_REG, BC_LEX_INVALID,
3339                 /* IJKLMNOP */
3340                 BC_LEX_KEY_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SCALE, BC_LEX_LOAD_POP,
3341                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_BOOL_NOT, BC_LEX_KEY_OBASE, BC_LEX_PRINT_STREAM,
3342                 /* QRSTUVWXY */
3343                 BC_LEX_NQUIT, BC_LEX_POP, BC_LEX_STORE_PUSH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3344                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_SCALE_FACTOR, BC_LEX_INVALID,
3345                 /* Z[\] */
3346                 BC_LEX_KEY_LENGTH, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3347                 /* ^_` */
3348                 BC_LEX_OP_POWER, BC_LEX_NEG, BC_LEX_INVALID,
3349                 /* abcdefgh */
3350                 BC_LEX_ASCIIFY, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_CLEAR_STACK, BC_LEX_DUPLICATE,
3351                 BC_LEX_ELSE, BC_LEX_PRINT_STACK, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_INVALID,
3352                 /* ijklmnop */
3353                 BC_LEX_STORE_IBASE, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STORE_SCALE, BC_LEX_LOAD,
3354                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_PRINT_POP, BC_LEX_STORE_OBASE, BC_LEX_KEY_PRINT,
3355                 /* qrstuvwx */
3356                 BC_LEX_KEY_QUIT, BC_LEX_SWAP, BC_LEX_OP_ASSIGN, BC_LEX_INVALID,
3357                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_KEY_SQRT, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_EXECUTE,
3358                 /* yz */
3359                 BC_LEX_INVALID, BC_LEX_STACK_LEVEL,
3360                 /* {|}~ */
3361                 BC_LEX_LBRACE, BC_LEX_OP_MODEXP, BC_LEX_INVALID, BC_LEX_OP_DIVMOD,
3362         };
3363
3364         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3365         char c = l->buf[l->i++], c2;
3366         size_t i;
3367
3368         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(dc_lex_regs); ++i) {
3369                 if (l->t.last == dc_lex_regs[i])
3370                         RETURN_STATUS(zdc_lex_register(l));
3371         }
3372
3373         if (c >= '%' && c <= '~'
3374          && (l->t.t = dc_lex_tokens[c - '%']) != BC_LEX_INVALID
3375         ) {
3376                 RETURN_STATUS(s);
3377         }
3378
3379         // This is the workhorse of the lexer.
3380         switch (c) {
3381 //              case '\0': // probably never reached
3382 //                      l->t.t = BC_LEX_EOF;
3383 //                      break;
3384                 case '\n':
3385                 case '\t':
3386                 case '\v':
3387                 case '\f':
3388                 case '\r':
3389                 case ' ':
3390                         l->newline = (c == '\n');
3391                         bc_lex_whitespace(l);
3392                         break;
3393                 case '!':
3394                         c2 = l->buf[l->i];
3395                         if (c2 == '=')
3396                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_NE;
3397                         else if (c2 == '<')
3398                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_LE;
3399                         else if (c2 == '>')
3400                                 l->t.t = BC_LEX_OP_REL_GE;
3401                         else
3402                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_character(c));
3403                         ++l->i;
3404                         break;
3405                 case '#':
3406                         bc_lex_lineComment(l);
3407                         break;
3408                 case '.':
3409                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3410                                 s = zbc_lex_number(l, c);
3411                         else
3412                                 s = bc_error_bad_character(c);
3413                         break;
3414                 case '0':
3415                 case '1':
3416                 case '2':
3417                 case '3':
3418                 case '4':
3419                 case '5':
3420                 case '6':
3421                 case '7':
3422                 case '8':
3423                 case '9':
3424                 case 'A':
3425                 case 'B':
3426                 case 'C':
3427                 case 'D':
3428                 case 'E':
3429                 case 'F':
3430                         s = zbc_lex_number(l, c);
3431                         break;
3432                 case '[':
3433                         s = zdc_lex_string(l);
3434                         break;
3435                 default:
3436                         l->t.t = BC_LEX_INVALID;
3437                         s = bc_error_bad_character(c);
3438                         break;
3439         }
3440
3441         RETURN_STATUS(s);
3442 }
3443 #endif // ENABLE_DC
3444
3445 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx);
3446
3447 static void bc_parse_addFunc(BcParse *p, char *name, size_t *idx)
3448 {
3449         bc_program_addFunc(name, idx);
3450         p->func = bc_program_func(p->fidx);
3451 }
3452
3453 static void bc_parse_push(BcParse *p, char i)
3454 {
3455         dbg_lex("%s:%d pushing opcode %d", __func__, __LINE__, i);
3456         bc_vec_pushByte(&p->func->code, i);
3457 }
3458
3459 static void bc_parse_pushName(BcParse *p, char *name)
3460 {
3461         while (*name)
3462                 bc_parse_push(p, *name++);
3463         bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
3464 }
3465
3466 static void bc_parse_pushIndex(BcParse *p, size_t idx)
3467 {
3468         size_t mask;
3469         unsigned amt;
3470
3471         dbg_lex("%s:%d pushing index %zd", __func__, __LINE__, idx);
3472         mask = ((size_t)0xff) << (sizeof(idx) * 8 - 8);
3473         amt = sizeof(idx);
3474         do {
3475                 if (idx & mask) break;
3476                 mask >>= 8;
3477                 amt--;
3478         } while (amt != 0);
3479
3480         bc_parse_push(p, amt);
3481
3482         while (idx != 0) {
3483                 bc_parse_push(p, (unsigned char)idx);
3484                 idx >>= 8;
3485         }
3486 }
3487
3488 static void bc_parse_pushJUMP(BcParse *p, size_t idx)
3489 {
3490         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
3491         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3492 }
3493
3494 static void bc_parse_pushJUMP_ZERO(BcParse *p, size_t idx)
3495 {
3496         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
3497         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3498 }
3499
3500 static void bc_parse_number(BcParse *p)
3501 {
3502         char *num = xstrdup(p->l.t.v.v);
3503         size_t idx = G.prog.consts.len;
3504
3505         bc_vec_push(&G.prog.consts, &num);
3506
3507         bc_parse_push(p, BC_INST_NUM);
3508         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3509 }
3510
3511 IF_BC(static BC_STATUS zbc_parse_stmt_or_funcdef(BcParse *p);)
3512 IF_DC(static BC_STATUS zdc_parse_parse(BcParse *p);)
3513
3514 // "Parse" half of "parse,execute,repeat" main loop
3515 static BC_STATUS zcommon_parse(BcParse *p)
3516 {
3517         if (IS_BC) {
3518 // FIXME: "eating" of stmt delemiters is coded inconsistently
3519 // (sometimes zbc_parse_stmt() eats the delimiter, sometimes don't),
3520 // which causes bugs such as "print 1 print 2" erroneously accepted,
3521 // or "print 1 else 2" detecting parse error only after executing
3522 // "print 1" part.
3523                 IF_BC(RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt_or_funcdef(p));)
3524         }
3525         IF_DC(RETURN_STATUS(zdc_parse_parse(p));)
3526 }
3527 #define zcommon_parse(...) (zcommon_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3528
3529 static BC_STATUS zbc_parse_text_init(BcParse *p, const char *text)
3530 {
3531         p->func = bc_program_func(p->fidx);
3532
3533         RETURN_STATUS(zbc_lex_text_init(&p->l, text));
3534 }
3535 #define zbc_parse_text_init(...) (zbc_parse_text_init(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3536
3537 // Called when parsing or execution detects a failure,
3538 // resets execution structures.
3539 static void bc_program_reset(void)
3540 {
3541         BcFunc *f;
3542         BcInstPtr *ip;
3543
3544         bc_vec_npop(&G.prog.stack, G.prog.stack.len - 1);
3545         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
3546
3547         f = bc_program_func(0);
3548         ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
3549         ip->idx = f->code.len;
3550 }
3551
3552 #define bc_parse_updateFunc(p, f) \
3553         ((p)->func = bc_program_func((p)->fidx = (f)))
3554
3555 // Called when zbc/zdc_parse_parse() detects a failure,
3556 // resets parsing structures.
3557 static void bc_parse_reset(BcParse *p)
3558 {
3559         if (p->fidx != BC_PROG_MAIN) {
3560                 p->func->nparams = 0;
3561                 bc_vec_pop_all(&p->func->code);
3562                 bc_vec_pop_all(&p->func->autos);
3563                 bc_vec_pop_all(&p->func->labels);
3564
3565                 bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
3566         }
3567
3568         p->l.i = p->l.len;
3569         p->l.t.t = BC_LEX_EOF;
3570
3571         bc_vec_pop_all(&p->exits);
3572         bc_vec_pop_all(&p->conds);
3573         bc_vec_pop_all(&p->ops);
3574
3575         bc_program_reset();
3576 }
3577
3578 static void bc_parse_free(BcParse *p)
3579 {
3580         bc_vec_free(&p->exits);
3581         bc_vec_free(&p->conds);
3582         bc_vec_free(&p->ops);
3583         bc_lex_free(&p->l);
3584 }
3585
3586 static void bc_parse_create(BcParse *p, size_t func)
3587 {
3588         memset(p, 0, sizeof(BcParse));
3589
3590         bc_lex_init(&p->l);
3591         bc_vec_init(&p->exits, sizeof(size_t), NULL);
3592         bc_vec_init(&p->conds, sizeof(size_t), NULL);
3593         bc_vec_init(&p->ops, sizeof(BcLexType), NULL);
3594
3595         bc_parse_updateFunc(p, func);
3596 }
3597
3598 #if ENABLE_BC
3599
3600 #define BC_PARSE_TOP_OP(p) (*((BcLexType *) bc_vec_top(&(p)->ops)))
3601 #define BC_PARSE_LEAF(p, rparen)                                \
3602         (((p) >= BC_INST_NUM && (p) <= BC_INST_SQRT) || (rparen) || \
3603          (p) == BC_INST_INC_POST || (p) == BC_INST_DEC_POST)
3604
3605 // We can calculate the conversion between tokens and exprs by subtracting the
3606 // position of the first operator in the lex enum and adding the position of the
3607 // first in the expr enum. Note: This only works for binary operators.
3608 #define BC_TOKEN_2_INST(t) ((char) ((t) - BC_LEX_NEG + BC_INST_NEG))
3609
3610 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags);
3611
3612 static BC_STATUS zbc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
3613 {
3614         BcStatus s;
3615
3616         s = bc_parse_expr_empty_ok(p, flags);
3617         if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP)
3618                 RETURN_STATUS(bc_error("empty expression"));
3619         RETURN_STATUS(s);
3620 }
3621 #define zbc_parse_expr(...) (zbc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3622
3623 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(BcParse *p, bool auto_allowed);
3624 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3625
3626 static BC_STATUS zbc_parse_stmt(BcParse *p)
3627 {
3628         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt_possibly_auto(p, false));
3629 }
3630 #define zbc_parse_stmt(...) (zbc_parse_stmt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3631
3632 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(BcParse *p, const char *after_X)
3633 {
3634         // "if(cond)<newline>stmt" is accepted too, but not 2+ newlines.
3635         // Same for "else", "while()", "for()".
3636         BcStatus s = zbc_lex_next_and_skip_NLINE(&p->l);
3637         if (s) RETURN_STATUS(s);
3638         if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE)
3639                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("no statement after '%s'", after_X));
3640
3641         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt(p));
3642 }
3643 #define zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(...) (zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3644
3645 static void bc_parse_operator(BcParse *p, BcLexType type, size_t start,
3646                                   size_t *nexprs)
3647 {
3648         char l, r = bc_parse_op_PREC(type - BC_LEX_OP_INC);
3649         bool left = bc_parse_op_LEFT(type - BC_LEX_OP_INC);
3650
3651         while (p->ops.len > start) {
3652                 BcLexType t = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3653                 if (t == BC_LEX_LPAREN) break;
3654
3655                 l = bc_parse_op_PREC(t - BC_LEX_OP_INC);
3656                 if (l >= r && (l != r || !left)) break;
3657
3658                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(t));
3659                 bc_vec_pop(&p->ops);
3660                 *nexprs -= (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && t != BC_LEX_NEG);
3661         }
3662
3663         bc_vec_push(&p->ops, &type);
3664 }
3665
3666 static BC_STATUS zbc_parse_rightParen(BcParse *p, size_t ops_bgn, size_t *nexs)
3667 {
3668         BcLexType top;
3669
3670         if (p->ops.len <= ops_bgn)
3671                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3672         top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3673
3674         while (top != BC_LEX_LPAREN) {
3675                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(top));
3676
3677                 bc_vec_pop(&p->ops);
3678                 *nexs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
3679
3680                 if (p->ops.len <= ops_bgn)
3681                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3682                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3683         }
3684
3685         bc_vec_pop(&p->ops);
3686
3687         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3688 }
3689 #define zbc_parse_rightParen(...) (zbc_parse_rightParen(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3690
3691 static BC_STATUS zbc_parse_params(BcParse *p, uint8_t flags)
3692 {
3693         BcStatus s;
3694         size_t nparams;
3695
3696         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
3697         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3698
3699         s = zbc_lex_next(&p->l);
3700         if (s) RETURN_STATUS(s);
3701
3702         nparams = 0;
3703         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3704                 for (;;) {
3705                         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3706                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3707                         nparams++;
3708                         if (p->l.t.t != BC_LEX_COMMA) {
3709                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RPAREN)
3710                                         break;
3711                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3712                         }
3713                         s = zbc_lex_next(&p->l);
3714                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3715                 }
3716         }
3717
3718         bc_parse_push(p, BC_INST_CALL);
3719         bc_parse_pushIndex(p, nparams);
3720
3721         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3722 }
3723 #define zbc_parse_params(...) (zbc_parse_params(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3724
3725 static BC_STATUS zbc_parse_call(BcParse *p, char *name, uint8_t flags)
3726 {
3727         BcStatus s;
3728         BcId entry, *entry_ptr;
3729         size_t idx;
3730
3731         entry.name = name;
3732
3733         s = zbc_parse_params(p, flags);
3734         if (s) goto err;
3735
3736         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
3737                 s = bc_error_bad_token();
3738                 goto err;
3739         }
3740
3741         idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3742
3743         if (idx == BC_VEC_INVALID_IDX) {
3744                 name = xstrdup(entry.name);
3745                 bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
3746                 idx = bc_map_index(&G.prog.fn_map, &entry);
3747                 free(entry.name);
3748         } else
3749                 free(name);
3750
3751         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3752         bc_parse_pushIndex(p, entry_ptr->idx);
3753
3754         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3755
3756 err:
3757         free(name);
3758         RETURN_STATUS(s);
3759 }
3760 #define zbc_parse_call(...) (zbc_parse_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3761
3762 static BC_STATUS zbc_parse_name(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3763 {
3764         BcStatus s;
3765         char *name;
3766
3767         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
3768         s = zbc_lex_next(&p->l);
3769         if (s) goto err;
3770
3771         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACKET) {
3772                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3773                 if (s) goto err;
3774
3775                 if (p->l.t.t == BC_LEX_RBRACKET) {
3776                         if (!(flags & BC_PARSE_ARRAY)) {
3777                                 s = bc_error_bad_expression();
3778                                 goto err;
3779                         }
3780                         *type = BC_INST_ARRAY;
3781                 } else {
3782                         *type = BC_INST_ARRAY_ELEM;
3783                         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3784                         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3785                         if (s) goto err;
3786                 }
3787                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3788                 if (s) goto err;
3789                 bc_parse_push(p, *type);
3790                 bc_parse_pushName(p, name);
3791                 free(name);
3792         }
3793         else if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN) {
3794                 if (flags & BC_PARSE_NOCALL) {
3795                         s = bc_error_bad_token();
3796                         goto err;
3797                 }
3798                 *type = BC_INST_CALL;
3799                 s = zbc_parse_call(p, name, flags);
3800         } else {
3801                 *type = BC_INST_VAR;
3802                 bc_parse_push(p, BC_INST_VAR);
3803                 bc_parse_pushName(p, name);
3804                 free(name);
3805         }
3806
3807         RETURN_STATUS(s);
3808
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         }
3904         else {
3905                 *prev = inst = BC_INST_INC_PRE + (p->l.t.t != BC_LEX_OP_INC);
3906                 *paren_expr = true;
3907
3908                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3909                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3910                 type = p->l.t.t;
3911
3912                 // Because we parse the next part of the expression
3913                 // right here, we need to increment this.
3914                 *nexprs = *nexprs + 1;
3915
3916                 switch (type) {
3917                         case BC_LEX_NAME:
3918                                 s = zbc_parse_name(p, prev, flags | BC_PARSE_NOCALL);
3919                                 break;
3920                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
3921                         case BC_LEX_KEY_LAST:
3922                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
3923                                 bc_parse_push(p, type - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
3924                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3925                                 break;
3926                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
3927                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3928                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3929                                 if (p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN)
3930                                         s = bc_error_bad_token();
3931                                 else
3932                                         bc_parse_push(p, BC_INST_SCALE);
3933                                 break;
3934                         default:
3935                                 s = bc_error_bad_token();
3936                                 break;
3937                 }
3938
3939                 if (!s) bc_parse_push(p, inst);
3940         }
3941
3942         RETURN_STATUS(s);
3943 }
3944 #define zbc_parse_incdec(...) (zbc_parse_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3945
3946 static BC_STATUS zbc_parse_minus(BcParse *p, BcInst *prev, size_t ops_bgn,
3947                                bool rparen, size_t *nexprs)
3948 {
3949         BcStatus s;
3950         BcLexType type;
3951         BcInst etype = *prev;
3952
3953         s = zbc_lex_next(&p->l);
3954         if (s) RETURN_STATUS(s);
3955
3956         type = rparen || etype == BC_INST_INC_POST || etype == BC_INST_DEC_POST ||
3957                        (etype >= BC_INST_NUM && etype <= BC_INST_SQRT) ?
3958                    BC_LEX_OP_MINUS :
3959                    BC_LEX_NEG;
3960         *prev = BC_TOKEN_2_INST(type);
3961
3962         // We can just push onto the op stack because this is the largest
3963         // precedence operator that gets pushed. Inc/dec does not.
3964         if (type != BC_LEX_OP_MINUS)
3965                 bc_vec_push(&p->ops, &type);
3966         else
3967                 bc_parse_operator(p, type, ops_bgn, nexprs);
3968
3969         RETURN_STATUS(s);
3970 }
3971 #define zbc_parse_minus(...) (zbc_parse_minus(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3972
3973 static BC_STATUS zbc_parse_string(BcParse *p, char inst)
3974 {
3975         char *str = xstrdup(p->l.t.v.v);
3976
3977         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
3978         bc_parse_pushIndex(p, G.prog.strs.len);
3979         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
3980         bc_parse_push(p, inst);
3981
3982         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3983 }
3984 #define zbc_parse_string(...) (zbc_parse_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3985
3986 static BC_STATUS zbc_parse_print(BcParse *p)
3987 {
3988         BcStatus s;
3989         BcLexType type;
3990
3991         for (;;) {
3992                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3993                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3994                 type = p->l.t.t;
3995                 if (type == BC_LEX_STR) {
3996                         s = zbc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_POP);
3997                 } else {
3998                         s = zbc_parse_expr(p, 0);
3999                         bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT_POP);
4000                 }
4001                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4002                 if (p->l.t.t != BC_LEX_COMMA)
4003                         break;
4004         }
4005
4006         RETURN_STATUS(s);
4007 }
4008 #define zbc_parse_print(...) (zbc_parse_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4009
4010 static BC_STATUS zbc_parse_return(BcParse *p)
4011 {
4012         BcStatus s;
4013         BcLexType t;
4014
4015         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4016         s = zbc_lex_next(&p->l);
4017         if (s) RETURN_STATUS(s);
4018
4019         t = p->l.t.t;
4020         if (t == BC_LEX_NLINE || t == BC_LEX_SCOLON)
4021                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4022         else {
4023                 bool paren = (t == BC_LEX_LPAREN);
4024                 s = bc_parse_expr_empty_ok(p, 0);
4025                 if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP) {
4026                         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4027                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4028                 }
4029                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4030
4031                 if (!paren || p->l.t.last != BC_LEX_RPAREN) {
4032                         s = bc_POSIX_requires("parentheses around return expressions");
4033                         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) RETURN_STATUS(s));
4034                 }
4035
4036                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET);
4037         }
4038
4039         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4040         RETURN_STATUS(s);
4041 }
4042 #define zbc_parse_return(...) (zbc_parse_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4043
4044 static void rewrite_label_to_current(BcParse *p, size_t idx)
4045 {
4046         size_t *label = bc_vec_item(&p->func->labels, idx);
4047         *label = p->func->code.len;
4048 }
4049
4050 static BC_STATUS zbc_parse_if(BcParse *p)
4051 {
4052         BcStatus s;
4053         size_t ip_idx;
4054
4055         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4056         s = zbc_lex_next(&p->l);
4057         if (s) RETURN_STATUS(s);
4058         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4059
4060         s = zbc_lex_next(&p->l);
4061         if (s) RETURN_STATUS(s);
4062         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4063         if (s) RETURN_STATUS(s);
4064
4065         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4066
4067         ip_idx = p->func->labels.len;
4068         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, ip_idx);
4069         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4070
4071         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_if);
4072         if (s) RETURN_STATUS(s);
4073
4074         dbg_lex("%s:%d in if after stmt: p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4075         if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_ELSE) {
4076                 size_t ip2_idx;
4077
4078                 ip2_idx = p->func->labels.len;
4079
4080                 dbg_lex("%s:%d after if() body: BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, ip2_idx);
4081                 bc_parse_pushJUMP(p, ip2_idx);
4082
4083                 dbg_lex("%s:%d rewriting 'if_zero' label to jump to 'else'-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4084                 rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4085
4086                 bc_vec_push(&p->func->labels, &ip2_idx);
4087                 ip_idx = ip2_idx;
4088
4089                 s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_else);
4090                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4091         }
4092
4093         dbg_lex("%s:%d rewriting label to jump after 'if' body-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4094         rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4095
4096         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4097         RETURN_STATUS(s);
4098 }
4099 #define zbc_parse_if(...) (zbc_parse_if(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4100
4101 static BC_STATUS zbc_parse_while(BcParse *p)
4102 {
4103         BcStatus s;
4104         size_t cond_idx;
4105         size_t ip_idx;
4106
4107         s = zbc_lex_next(&p->l);
4108         if (s) RETURN_STATUS(s);
4109         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4110         s = zbc_lex_next(&p->l);
4111         if (s) RETURN_STATUS(s);
4112
4113         cond_idx = p->func->labels.len;
4114         ip_idx = cond_idx + 1;
4115
4116         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4117         bc_vec_push(&p->conds, &cond_idx);
4118
4119         bc_vec_push(&p->exits, &ip_idx);
4120         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4121
4122         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4123         if (s) RETURN_STATUS(s);
4124         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4125
4126         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, ip_idx);
4127
4128         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_while);
4129         if (s) RETURN_STATUS(s);
4130
4131         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, cond_idx);
4132         bc_parse_pushJUMP(p, cond_idx);
4133
4134         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4135         rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4136
4137         bc_vec_pop(&p->exits);
4138         bc_vec_pop(&p->conds);
4139
4140         RETURN_STATUS(s);
4141 }
4142 #define zbc_parse_while(...) (zbc_parse_while(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4143
4144 static BC_STATUS zbc_parse_for(BcParse *p)
4145 {
4146         BcStatus s;
4147         size_t cond_idx, exit_idx, body_idx, update_idx;
4148
4149         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4150         s = zbc_lex_next(&p->l);
4151         if (s) RETURN_STATUS(s);
4152         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4153         s = zbc_lex_next(&p->l);
4154         if (s) RETURN_STATUS(s);
4155
4156         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4157                 s = zbc_parse_expr(p, 0);
4158         else
4159                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("init");
4160
4161         if (s) RETURN_STATUS(s);
4162         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4163         s = zbc_lex_next(&p->l);
4164         if (s) RETURN_STATUS(s);
4165
4166         cond_idx = p->func->labels.len;
4167         update_idx = cond_idx + 1;
4168         body_idx = update_idx + 1;
4169         exit_idx = body_idx + 1;
4170
4171         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4172
4173         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4174                 s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4175         else
4176                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("condition");
4177
4178         if (s) RETURN_STATUS(s);
4179         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4180
4181         s = zbc_lex_next(&p->l);
4182         if (s) RETURN_STATUS(s);
4183
4184         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, exit_idx);
4185         bc_parse_pushJUMP(p, body_idx);
4186
4187         bc_vec_push(&p->conds, &update_idx);
4188         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4189
4190         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN)
4191                 s = zbc_parse_expr(p, 0);
4192         else
4193                 s = bc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("update");
4194
4195         if (s) RETURN_STATUS(s);
4196
4197         if (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4198         bc_parse_pushJUMP(p, cond_idx);
4199         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4200
4201         bc_vec_push(&p->exits, &exit_idx);
4202         bc_vec_push(&p->func->labels, &exit_idx);
4203
4204         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_for);
4205         if (s) RETURN_STATUS(s);
4206
4207         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, update_idx);
4208         bc_parse_pushJUMP(p, update_idx);
4209
4210         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4211         rewrite_label_to_current(p, exit_idx);
4212
4213         bc_vec_pop(&p->exits);
4214         bc_vec_pop(&p->conds);
4215
4216         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4217 }
4218 #define zbc_parse_for(...) (zbc_parse_for(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4219
4220 static BC_STATUS zbc_parse_break_or_continue(BcParse *p, BcLexType type)
4221 {
4222         BcStatus s;
4223         size_t i;
4224
4225         if (type == BC_LEX_KEY_BREAK) {
4226                 if (p->exits.len == 0) // none of the enclosing blocks is a loop
4227                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4228                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->exits);
4229         } else {
4230                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->conds);
4231         }
4232
4233         bc_parse_pushJUMP(p, i);
4234
4235         s = zbc_lex_next(&p->l);
4236         if (s) RETURN_STATUS(s);
4237
4238         if (p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON && p->l.t.t != BC_LEX_NLINE)
4239                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4240
4241         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4242 }
4243 #define zbc_parse_break_or_continue(...) (zbc_parse_break_or_continue(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4244
4245 static BC_STATUS zbc_parse_funcdef(BcParse *p)
4246 {
4247         BcStatus s;
4248         bool var, comma = false;
4249         char *name;
4250
4251         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4252         s = zbc_lex_next(&p->l);
4253         if (s) RETURN_STATUS(s);
4254         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4255                 RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4256
4257         name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4258         bc_parse_addFunc(p, name, &p->fidx);
4259
4260         s = zbc_lex_next(&p->l);
4261         if (s) RETURN_STATUS(s);
4262         if (p->l.t.t != BC_LEX_LPAREN)
4263                 RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4264         s = zbc_lex_next(&p->l);
4265         if (s) RETURN_STATUS(s);
4266
4267         while (p->l.t.t != BC_LEX_RPAREN) {
4268                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME)
4269                         RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4270
4271                 ++p->func->nparams;
4272
4273                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4274                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4275                 if (s) goto err;
4276
4277                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4278
4279                 if (!var) {
4280                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4281                         if (s) goto err;
4282
4283                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4284                                 s = bc_error("bad function definition");
4285                                 goto err;
4286                         }
4287
4288                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4289                         if (s) goto err;
4290                 }
4291
4292                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4293                 if (comma) {
4294                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4295                         if (s) goto err;
4296                 }
4297
4298                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4299                 if (s) goto err;
4300         }
4301
4302         if (comma) RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4303
4304         s = zbc_lex_next(&p->l);
4305         if (s) RETURN_STATUS(s);
4306
4307         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4308                 s = bc_POSIX_requires("the left brace be on the same line as the function header");
4309
4310         // Prevent "define z()<newline>" from being interpreted as function with empty stmt as body
4311         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE(&p->l);
4312         if (s) RETURN_STATUS(s);
4313         //GNU bc requires a {} block even if function body has single stmt, enforce this?
4314         if (p->l.t.t != BC_LEX_LBRACE)
4315                 RETURN_STATUS(bc_error("function { body } expected"));
4316
4317         p->in_funcdef++; // to determine whether "return" stmt is allowed, and such
4318         s = zbc_parse_stmt_possibly_auto(p, true);
4319         p->in_funcdef--;
4320         if (s) RETURN_STATUS(s);
4321
4322         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4323         bc_parse_updateFunc(p, BC_PROG_MAIN);
4324
4325         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4326         RETURN_STATUS(s);
4327
4328 err:
4329         dbg_lex_done("%s:%d done (error)", __func__, __LINE__);
4330         free(name);
4331         RETURN_STATUS(s);
4332 }
4333 #define zbc_parse_funcdef(...) (zbc_parse_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4334
4335 static BC_STATUS zbc_parse_auto(BcParse *p)
4336 {
4337         BcStatus s;
4338         bool comma, var, one;
4339         char *name;
4340
4341         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4342         s = zbc_lex_next(&p->l);
4343         if (s) RETURN_STATUS(s);
4344
4345         comma = false;
4346         one = p->l.t.t == BC_LEX_NAME;
4347
4348         while (p->l.t.t == BC_LEX_NAME) {
4349                 name = xstrdup(p->l.t.v.v);
4350                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4351                 if (s) goto err;
4352
4353                 var = p->l.t.t != BC_LEX_LBRACKET;
4354                 if (!var) {
4355                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4356                         if (s) goto err;
4357
4358                         if (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACKET) {
4359                                 s = bc_error("bad function definition");
4360                                 goto err;
4361                         }
4362
4363                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4364                         if (s) goto err;
4365                 }
4366
4367                 comma = p->l.t.t == BC_LEX_COMMA;
4368                 if (comma) {
4369                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4370                         if (s) goto err;
4371                 }
4372
4373                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4374                 if (s) goto err;
4375         }
4376
4377         if (comma) RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4378         if (!one) RETURN_STATUS(bc_error("no auto variable found"));
4379
4380         if (p->l.t.t != BC_LEX_NLINE && p->l.t.t != BC_LEX_SCOLON)
4381                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4382
4383         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4384         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4385
4386 err:
4387         free(name);
4388         dbg_lex_done("%s:%d done (ERROR)", __func__, __LINE__);
4389         RETURN_STATUS(s);
4390 }
4391 #define zbc_parse_auto(...) (zbc_parse_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4392
4393 #undef zbc_parse_stmt_possibly_auto
4394 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(BcParse *p, bool auto_allowed)
4395 {
4396         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4397
4398         dbg_lex_enter("%s:%d entered, p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4399
4400         if (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE) {
4401                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_NLINE)", __func__, __LINE__);
4402                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4403         }
4404         if (p->l.t.t == BC_LEX_SCOLON) {
4405                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_SCOLON)", __func__, __LINE__);
4406                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4407         }
4408
4409         if (p->l.t.t == BC_LEX_LBRACE) {
4410                 dbg_lex("%s:%d BC_LEX_LBRACE: (auto_allowed:%d)", __func__, __LINE__, auto_allowed);
4411                 do {
4412                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4413                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4414                 } while (p->l.t.t == BC_LEX_NLINE);
4415                 if (auto_allowed && p->l.t.t == BC_LEX_KEY_AUTO) {
4416                         dbg_lex("%s:%d calling zbc_parse_auto()", __func__, __LINE__);
4417                         s = zbc_parse_auto(p);
4418                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4419                 }
4420                 while (p->l.t.t != BC_LEX_RBRACE) {
4421                         dbg_lex("%s:%d block parsing loop", __func__, __LINE__);
4422                         s = zbc_parse_stmt(p);
4423                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4424                 }
4425                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4426                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_RBRACE)", __func__, __LINE__);
4427                 RETURN_STATUS(s);
4428         }
4429
4430         dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4431         switch (p->l.t.t) {
4432                 case BC_LEX_OP_INC:
4433                 case BC_LEX_OP_DEC:
4434                 case BC_LEX_OP_MINUS:
4435                 case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4436                 case BC_LEX_LPAREN:
4437                 case BC_LEX_NAME:
4438                 case BC_LEX_NUMBER:
4439                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4440                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4441                 case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4442                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4443                 case BC_LEX_KEY_READ:
4444                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4445                 case BC_LEX_KEY_SQRT:
4446                         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_PRINT);
4447                         break;
4448                 case BC_LEX_STR:
4449                         s = zbc_parse_string(p, BC_INST_PRINT_STR);
4450                         break;
4451                 case BC_LEX_KEY_BREAK:
4452                 case BC_LEX_KEY_CONTINUE:
4453                         s = zbc_parse_break_or_continue(p, p->l.t.t);
4454                         break;
4455                 case BC_LEX_KEY_FOR:
4456                         s = zbc_parse_for(p);
4457                         break;
4458                 case BC_LEX_KEY_HALT:
4459                         bc_parse_push(p, BC_INST_HALT);
4460                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4461                         break;
4462                 case BC_LEX_KEY_IF:
4463                         s = zbc_parse_if(p);
4464                         break;
4465                 case BC_LEX_KEY_LIMITS:
4466                         // "limits" is a compile-time command,
4467                         // the output is produced at _parse time_.
4468                         printf(
4469                                 "BC_BASE_MAX     = "BC_MAX_OBASE_STR "\n"
4470                                 "BC_DIM_MAX      = "BC_MAX_DIM_STR   "\n"
4471                                 "BC_SCALE_MAX    = "BC_MAX_SCALE_STR "\n"
4472                                 "BC_STRING_MAX   = "BC_MAX_STRING_STR"\n"
4473                                 "BC_NAME_MAX     = "BC_MAX_NAME_STR  "\n"
4474                                 "BC_NUM_MAX      = "BC_MAX_NUM_STR   "\n"
4475                                 "MAX Exponent    = "BC_MAX_EXP_STR   "\n"
4476                                 "Number of vars  = "BC_MAX_VARS_STR  "\n"
4477                         );
4478                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4479                         break;
4480                 case BC_LEX_KEY_PRINT:
4481                         s = zbc_parse_print(p);
4482                         break;
4483                 case BC_LEX_KEY_QUIT:
4484                         // "quit" is a compile-time command. For example,
4485                         // "if (0 == 1) quit" terminates when parsing the statement,
4486                         // not when it is executed
4487                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
4488                 case BC_LEX_KEY_RETURN:
4489                         if (!p->in_funcdef)
4490                                 RETURN_STATUS(bc_error("'return' not in a function"));
4491                         s = zbc_parse_return(p);
4492                         break;
4493                 case BC_LEX_KEY_WHILE:
4494                         s = zbc_parse_while(p);
4495                         break;
4496                 default:
4497                         s = bc_error_bad_token();
4498                         break;
4499         }
4500
4501         if (s || G_interrupt) {
4502                 bc_parse_reset(p);
4503                 s = BC_STATUS_FAILURE;
4504         }
4505
4506         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4507         RETURN_STATUS(s);
4508 }
4509 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4510
4511 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_or_funcdef(BcParse *p)
4512 {
4513         BcStatus s;
4514
4515         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4516         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4517                 s = bc_error("end of file");
4518         else if (p->l.t.t == BC_LEX_KEY_DEFINE) {
4519                 dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:BC_LEX_KEY_DEFINE", __func__, __LINE__);
4520                 s = zbc_parse_funcdef(p);
4521         } else {
4522                 dbg_lex("%s:%d p->l.t.t:%d (not BC_LEX_KEY_DEFINE)", __func__, __LINE__, p->l.t.t);
4523                 s = zbc_parse_stmt(p);
4524         }
4525
4526         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4527         RETURN_STATUS(s);
4528 }
4529 #define zbc_parse_stmt_or_funcdef(...) (zbc_parse_stmt_or_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4530
4531 // This is not a "z" function: can also return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP
4532 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags)
4533 {
4534         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4535         BcInst prev = BC_INST_PRINT;
4536         BcLexType top, t = p->l.t.t;
4537         size_t nexprs = 0, ops_bgn = p->ops.len;
4538         unsigned nparens, nrelops;
4539         bool paren_first, paren_expr, rprn, done, get_token, assign, bin_last;
4540
4541         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4542         paren_first = p->l.t.t == BC_LEX_LPAREN;
4543         nparens = nrelops = 0;
4544         paren_expr = rprn = done = get_token = assign = false;
4545         bin_last = true;
4546
4547         for (; !G_interrupt && !s && !done && bc_parse_exprs(t); t = p->l.t.t) {
4548                 switch (t) {
4549
4550                         case BC_LEX_OP_INC:
4551                         case BC_LEX_OP_DEC:
4552                         {
4553                                 s = zbc_parse_incdec(p, &prev, &paren_expr, &nexprs, flags);
4554                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4555                                 break;
4556                         }
4557
4558                         case BC_LEX_OP_MINUS:
4559                         {
4560                                 s = zbc_parse_minus(p, &prev, ops_bgn, rprn, &nexprs);
4561                                 rprn = get_token = false;
4562                                 bin_last = prev == BC_INST_MINUS;
4563                                 break;
4564                         }
4565
4566                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER:
4567                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY:
4568                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE:
4569                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS:
4570                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS:
4571                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS:
4572                         case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4573                         {
4574                                 if (prev != BC_INST_VAR && prev != BC_INST_ARRAY_ELEM &&
4575                                     prev != BC_INST_SCALE && prev != BC_INST_IBASE &&
4576                                     prev != BC_INST_OBASE && prev != BC_INST_LAST)
4577                                 {
4578                                         s = bc_error("bad assignment:"
4579                                                 " left side must be variable"
4580                                                 " or array element"
4581                                         ); // note: shared string
4582                                         break;
4583                                 }
4584                         }
4585                         // Fallthrough.
4586                         case BC_LEX_OP_POWER:
4587                         case BC_LEX_OP_MULTIPLY:
4588                         case BC_LEX_OP_DIVIDE:
4589                         case BC_LEX_OP_MODULUS:
4590                         case BC_LEX_OP_PLUS:
4591                         case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4592                         case BC_LEX_OP_REL_LE:
4593                         case BC_LEX_OP_REL_GE:
4594                         case BC_LEX_OP_REL_NE:
4595                         case BC_LEX_OP_REL_LT:
4596                         case BC_LEX_OP_REL_GT:
4597                         case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4598                         case BC_LEX_OP_BOOL_OR:
4599                         case BC_LEX_OP_BOOL_AND:
4600                         {
4601                                 if (((t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) != bin_last)
4602                                  || (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4603                                 ) {
4604                                         return bc_error_bad_expression();
4605                                 }
4606
4607                                 nrelops += t >= BC_LEX_OP_REL_EQ && t <= BC_LEX_OP_REL_GT;
4608                                 prev = BC_TOKEN_2_INST(t);
4609                                 bc_parse_operator(p, t, ops_bgn, &nexprs);
4610                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4611                                 rprn = get_token = false;
4612                                 bin_last = t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT;
4613
4614                                 break;
4615                         }
4616
4617                         case BC_LEX_LPAREN:
4618                         {
4619                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4620                                         return bc_error_bad_expression();
4621                                 ++nparens;
4622                                 paren_expr = rprn = bin_last = false;
4623                                 get_token = true;
4624                                 bc_vec_push(&p->ops, &t);
4625
4626                                 break;
4627                         }
4628
4629                         case BC_LEX_RPAREN:
4630                         {
4631                                 if (bin_last || prev == BC_INST_BOOL_NOT)
4632                                         return bc_error_bad_expression();
4633
4634                                 if (nparens == 0) {
4635                                         s = BC_STATUS_SUCCESS;
4636                                         done = true;
4637                                         get_token = false;
4638                                         break;
4639                                 }
4640                                 else if (!paren_expr) {
4641                                         dbg_lex_done("%s:%d done (returning EMPTY_EXP)", __func__, __LINE__);
4642                                         return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP;
4643                                 }
4644
4645                                 --nparens;
4646                                 paren_expr = rprn = true;
4647                                 get_token = bin_last = false;
4648
4649                                 s = zbc_parse_rightParen(p, ops_bgn, &nexprs);
4650
4651                                 break;
4652                         }
4653
4654                         case BC_LEX_NAME:
4655                         {
4656                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4657                                         return bc_error_bad_expression();
4658                                 paren_expr = true;
4659                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4660                                 s = zbc_parse_name(p, &prev, flags & ~BC_PARSE_NOCALL);
4661                                 ++nexprs;
4662
4663                                 break;
4664                         }
4665
4666                         case BC_LEX_NUMBER:
4667                         {
4668                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4669                                         return bc_error_bad_expression();
4670                                 bc_parse_number(p);
4671                                 nexprs++;
4672                                 prev = BC_INST_NUM;
4673                                 paren_expr = get_token = true;
4674                                 rprn = bin_last = false;
4675
4676                                 break;
4677                         }
4678
4679                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4680                         case BC_LEX_KEY_LAST:
4681                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4682                         {
4683                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4684                                         return bc_error_bad_expression();
4685                                 prev = (char) (t - BC_LEX_KEY_IBASE + BC_INST_IBASE);
4686                                 bc_parse_push(p, (char) prev);
4687
4688                                 paren_expr = get_token = true;
4689                                 rprn = bin_last = false;
4690                                 ++nexprs;
4691
4692                                 break;
4693                         }
4694
4695                         case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4696                         case BC_LEX_KEY_SQRT:
4697                         {
4698                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4699                                         return bc_error_bad_expression();
4700                                 s = zbc_parse_builtin(p, t, flags, &prev);
4701                                 paren_expr = true;
4702                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4703                                 ++nexprs;
4704
4705                                 break;
4706                         }
4707
4708                         case BC_LEX_KEY_READ:
4709                         {
4710                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4711                                         return bc_error_bad_expression();
4712                                 else if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
4713                                         s = bc_error_nested_read_call();
4714                                 else
4715                                         s = zbc_parse_read(p);
4716
4717                                 paren_expr = true;
4718                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4719                                 ++nexprs;
4720                                 prev = BC_INST_READ;
4721
4722                                 break;
4723                         }
4724
4725                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4726                         {
4727                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4728                                         return bc_error_bad_expression();
4729                                 s = zbc_parse_scale(p, &prev, flags);
4730                                 paren_expr = true;
4731                                 rprn = get_token = bin_last = false;
4732                                 ++nexprs;
4733                                 prev = BC_INST_SCALE;
4734
4735                                 break;
4736                         }
4737
4738                         default:
4739                         {
4740                                 s = bc_error_bad_token();
4741                                 break;
4742                         }
4743                 }
4744
4745                 if (!s && get_token) s = zbc_lex_next(&p->l);
4746         }
4747
4748         if (s) return s;
4749         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE; // ^C: stop parsing
4750
4751         while (p->ops.len > ops_bgn) {
4752
4753                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
4754                 assign = top >= BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER && top <= BC_LEX_OP_ASSIGN;
4755
4756                 if (top == BC_LEX_LPAREN || top == BC_LEX_RPAREN)
4757                         return bc_error_bad_expression();
4758
4759                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(top));
4760
4761                 nexprs -= top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != BC_LEX_NEG;
4762                 bc_vec_pop(&p->ops);
4763         }
4764
4765         if (prev == BC_INST_BOOL_NOT || nexprs != 1)
4766                 return bc_error_bad_expression();
4767
4768         if (!(flags & BC_PARSE_REL) && nrelops) {
4769                 s = bc_POSIX_does_not_allow("comparison operators outside if or loops");
4770                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) return s);
4771         }
4772         else if ((flags & BC_PARSE_REL) && nrelops > 1) {
4773                 s = bc_POSIX_requires("exactly one comparison operator per condition");
4774                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(if (s) return s);
4775         }
4776
4777         if (flags & BC_PARSE_PRINT) {
4778                 if (paren_first || !assign) bc_parse_push(p, BC_INST_PRINT);
4779                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4780         }
4781
4782         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4783         return s;
4784 }
4785
4786 #endif // ENABLE_BC
4787
4788 #if ENABLE_DC
4789
4790 static BC_STATUS zdc_parse_register(BcParse *p)
4791 {
4792         BcStatus s;
4793
4794         s = zbc_lex_next(&p->l);
4795         if (s) RETURN_STATUS(s);
4796         if (p->l.t.t != BC_LEX_NAME) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4797
4798         bc_parse_pushName(p, p->l.t.v.v);
4799
4800         RETURN_STATUS(s);
4801 }
4802 #define zdc_parse_register(...) (zdc_parse_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4803
4804 static BC_STATUS zdc_parse_string(BcParse *p)
4805 {
4806         char *str, *name;
4807         size_t idx, len = G.prog.strs.len;
4808
4809 //why pad to 32 zeros??
4810         name = xasprintf("%032lu", (unsigned long)len);
4811
4812         str = xstrdup(p->l.t.v.v);
4813         bc_parse_push(p, BC_INST_STR);
4814         bc_parse_pushIndex(p, len);
4815         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
4816         bc_parse_addFunc(p, name, &idx);
4817
4818         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4819 }
4820 #define zdc_parse_string(...) (zdc_parse_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4821
4822 static BC_STATUS zdc_parse_mem(BcParse *p, uint8_t inst, bool name, bool store)
4823 {
4824         BcStatus s;
4825
4826         bc_parse_push(p, inst);
4827         if (name) {
4828                 s = zdc_parse_register(p);
4829                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4830         }
4831
4832         if (store) {
4833                 bc_parse_push(p, BC_INST_SWAP);
4834                 bc_parse_push(p, BC_INST_ASSIGN);
4835                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP);
4836         }
4837
4838         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4839 }
4840 #define zdc_parse_mem(...) (zdc_parse_mem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4841
4842 static BC_STATUS zdc_parse_cond(BcParse *p, uint8_t inst)
4843 {
4844         BcStatus s;
4845
4846         bc_parse_push(p, inst);
4847         bc_parse_push(p, BC_INST_EXEC_COND);
4848
4849         s = zdc_parse_register(p);
4850         if (s) RETURN_STATUS(s);
4851
4852         s = zbc_lex_next(&p->l);
4853         if (s) RETURN_STATUS(s);
4854
4855         if (p->l.t.t == BC_LEX_ELSE) {
4856                 s = zdc_parse_register(p);
4857                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4858                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4859         }
4860         else
4861                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
4862
4863         RETURN_STATUS(s);
4864 }
4865 #define zdc_parse_cond(...) (zdc_parse_cond(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4866
4867 static BC_STATUS zdc_parse_token(BcParse *p, BcLexType t, uint8_t flags)
4868 {
4869         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4870         uint8_t inst;
4871         bool assign, get_token = false;
4872
4873         switch (t) {
4874                 case BC_LEX_OP_REL_EQ:
4875                 case BC_LEX_OP_REL_LE:
4876                 case BC_LEX_OP_REL_GE:
4877                 case BC_LEX_OP_REL_NE:
4878                 case BC_LEX_OP_REL_LT:
4879                 case BC_LEX_OP_REL_GT:
4880                         s = zdc_parse_cond(p, t - BC_LEX_OP_REL_EQ + BC_INST_REL_EQ);
4881                         break;
4882                 case BC_LEX_SCOLON:
4883                 case BC_LEX_COLON:
4884                         s = zdc_parse_mem(p, BC_INST_ARRAY_ELEM, true, t == BC_LEX_COLON);
4885                         break;
4886                 case BC_LEX_STR:
4887                         s = zdc_parse_string(p);
4888                         break;
4889                 case BC_LEX_NEG:
4890                 case BC_LEX_NUMBER:
4891                         if (t == BC_LEX_NEG) {
4892                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4893                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4894                                 if (p->l.t.t != BC_LEX_NUMBER)
4895                                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4896                         }
4897                         bc_parse_number(p);
4898                         if (t == BC_LEX_NEG) bc_parse_push(p, BC_INST_NEG);
4899                         get_token = true;
4900                         break;
4901                 case BC_LEX_KEY_READ:
4902                         if (flags & BC_PARSE_NOREAD)
4903                                 s = bc_error_nested_read_call();
4904                         else
4905                                 bc_parse_push(p, BC_INST_READ);
4906                         get_token = true;
4907                         break;
4908                 case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4909                 case BC_LEX_STORE_PUSH:
4910                         assign = t == BC_LEX_OP_ASSIGN;
4911                         inst = assign ? BC_INST_VAR : BC_INST_PUSH_TO_VAR;
4912                         s = zdc_parse_mem(p, inst, true, assign);
4913                         break;
4914                 case BC_LEX_LOAD:
4915                 case BC_LEX_LOAD_POP:
4916                         inst = t == BC_LEX_LOAD_POP ? BC_INST_PUSH_VAR : BC_INST_LOAD;
4917                         s = zdc_parse_mem(p, inst, true, false);
4918                         break;
4919                 case BC_LEX_STORE_IBASE:
4920                 case BC_LEX_STORE_SCALE:
4921                 case BC_LEX_STORE_OBASE:
4922                         inst = t - BC_LEX_STORE_IBASE + BC_INST_IBASE;
4923                         s = zdc_parse_mem(p, inst, false, true);
4924                         break;
4925                 default:
4926                         s = bc_error_bad_token();
4927                         get_token = true;
4928                         break;
4929         }
4930
4931         if (!s && get_token) s = zbc_lex_next(&p->l);
4932
4933         RETURN_STATUS(s);
4934 }
4935 #define zdc_parse_token(...) (zdc_parse_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4936
4937 static BC_STATUS zdc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
4938 {
4939         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4940         BcInst inst;
4941         BcLexType t;
4942
4943         for (t = p->l.t.t; !s && t != BC_LEX_EOF; t = p->l.t.t) {
4944                 inst = dc_parse_insts[t];
4945
4946                 if (inst != BC_INST_INVALID) {
4947                         bc_parse_push(p, inst);
4948                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4949                 } else
4950                         s = zdc_parse_token(p, t, flags);
4951         }
4952
4953         if (!s && p->l.t.t == BC_LEX_EOF && (flags & BC_PARSE_NOCALL))
4954                 bc_parse_push(p, BC_INST_POP_EXEC);
4955
4956         RETURN_STATUS(s);
4957 }
4958 #define zdc_parse_expr(...) (zdc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4959
4960 static BC_STATUS zdc_parse_parse(BcParse *p)
4961 {
4962         BcStatus s;
4963
4964         if (p->l.t.t == BC_LEX_EOF)
4965                 s = bc_error("end of file");
4966         else
4967                 s = zdc_parse_expr(p, 0);
4968
4969         if (s || G_interrupt) {
4970                 bc_parse_reset(p);
4971                 s = BC_STATUS_FAILURE;
4972         }
4973
4974         RETURN_STATUS(s);
4975 }
4976 #define zdc_parse_parse(...) (zdc_parse_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4977
4978 #endif // ENABLE_DC
4979
4980 static BC_STATUS zcommon_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
4981 {
4982         if (IS_BC) {
4983                 IF_BC(RETURN_STATUS(zbc_parse_expr(p, flags)));
4984         } else {
4985                 IF_DC(RETURN_STATUS(zdc_parse_expr(p, flags)));
4986         }
4987 }
4988 #define zcommon_parse_expr(...) (zcommon_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4989
4990 static BcVec* bc_program_search(char *id, bool var)
4991 {
4992         BcId e, *ptr;
4993         BcVec *v, *map;
4994         size_t i;
4995         BcResultData data;
4996         int new;
4997
4998         v = var ? &G.prog.vars : &G.prog.arrs;
4999         map = var ? &G.prog.var_map : &G.prog.arr_map;
5000
5001         e.name = id;
5002         e.idx = v->len;
5003         new = bc_map_insert(map, &e, &i); // 1 if insertion was successful
5004
5005         if (new) {
5006                 bc_array_init(&data.v, var);
5007                 bc_vec_push(v, &data.v);
5008         }
5009
5010         ptr = bc_vec_item(map, i);
5011         if (new) ptr->name = xstrdup(e.name);
5012         return bc_vec_item(v, ptr->idx);
5013 }
5014
5015 static BC_STATUS zbc_program_num(BcResult *r, BcNum **num, bool hex)
5016 {
5017         switch (r->t) {
5018
5019                 case BC_RESULT_STR:
5020                 case BC_RESULT_TEMP:
5021                 case BC_RESULT_IBASE:
5022                 case BC_RESULT_SCALE:
5023                 case BC_RESULT_OBASE:
5024                 {
5025                         *num = &r->d.n;
5026                         break;
5027                 }
5028
5029                 case BC_RESULT_CONSTANT:
5030                 {
5031                         BcStatus s;
5032                         char **str = bc_vec_item(&G.prog.consts, r->d.id.idx);
5033                         unsigned base_t;
5034                         size_t len = strlen(*str);
5035
5036                         bc_num_init(&r->d.n, len);
5037
5038                         hex = hex && len == 1;
5039                         base_t = hex ? 16 : G.prog.ib_t;
5040                         s = zbc_num_parse(&r->d.n, *str, base_t);
5041
5042                         if (s) {
5043                                 bc_num_free(&r->d.n);
5044                                 RETURN_STATUS(s);
5045                         }
5046
5047                         *num = &r->d.n;
5048                         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5049
5050                         break;
5051                 }
5052
5053                 case BC_RESULT_VAR:
5054                 case BC_RESULT_ARRAY:
5055                 case BC_RESULT_ARRAY_ELEM:
5056                 {
5057                         BcVec *v;
5058
5059                         v = bc_program_search(r->d.id.name, r->t == BC_RESULT_VAR);
5060
5061                         if (r->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
5062                                 v = bc_vec_top(v);
5063                                 if (v->len <= r->d.id.idx) bc_array_expand(v, r->d.id.idx + 1);
5064                                 *num = bc_vec_item(v, r->d.id.idx);
5065                         }
5066                         else
5067                                 *num = bc_vec_top(v);
5068
5069                         break;
5070                 }
5071
5072                 case BC_RESULT_LAST:
5073                 {
5074                         *num = &G.prog.last;
5075                         break;
5076                 }
5077
5078                 case BC_RESULT_ONE:
5079                 {
5080                         *num = &G.prog.one;
5081                         break;
5082                 }
5083         }
5084
5085         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5086 }
5087 #define zbc_program_num(...) (zbc_program_num(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5088
5089 static BC_STATUS zbc_program_binOpPrep(BcResult **l, BcNum **ln,
5090                                      BcResult **r, BcNum **rn, bool assign)
5091 {
5092         BcStatus s;
5093         bool hex;
5094         BcResultType lt, rt;
5095
5096         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5097                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5098
5099         *r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
5100         *l = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
5101
5102         lt = (*l)->t;
5103         rt = (*r)->t;
5104         hex = assign && (lt == BC_RESULT_IBASE || lt == BC_RESULT_OBASE);
5105
5106         s = zbc_program_num(*l, ln, false);
5107         if (s) RETURN_STATUS(s);
5108         s = zbc_program_num(*r, rn, hex);
5109         if (s) RETURN_STATUS(s);
5110
5111         // We run this again under these conditions in case any vector has been
5112         // reallocated out from under the BcNums or arrays we had.
5113         if (lt == rt && (lt == BC_RESULT_VAR || lt == BC_RESULT_ARRAY_ELEM)) {
5114                 s = zbc_program_num(*l, ln, false);
5115                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5116         }
5117
5118         if (!BC_PROG_NUM((*l), (*ln)) && (!assign || (*l)->t != BC_RESULT_VAR))
5119                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5120         if (!assign && !BC_PROG_NUM((*r), (*ln)))
5121                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5122
5123         RETURN_STATUS(s);
5124 }
5125 #define zbc_program_binOpPrep(...) (zbc_program_binOpPrep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5126
5127 static void bc_program_binOpRetire(BcResult *r)
5128 {
5129         r->t = BC_RESULT_TEMP;
5130         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5131         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5132         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5133 }
5134
5135 static BC_STATUS zbc_program_prep(BcResult **r, BcNum **n)
5136 {
5137         BcStatus s;
5138
5139         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5140                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5141         *r = bc_vec_top(&G.prog.results);
5142
5143         s = zbc_program_num(*r, n, false);
5144         if (s) RETURN_STATUS(s);
5145
5146         if (!BC_PROG_NUM((*r), (*n)))
5147                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5148
5149         RETURN_STATUS(s);
5150 }
5151 #define zbc_program_prep(...) (zbc_program_prep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5152
5153 static void bc_program_retire(BcResult *r, BcResultType t)
5154 {
5155         r->t = t;
5156         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5157         bc_vec_push(&G.prog.results, r);
5158 }
5159
5160 static BC_STATUS zbc_program_op(char inst)
5161 {
5162         BcStatus s;
5163         BcResult *opd1, *opd2, res;
5164         BcNum *n1, *n2 = NULL;
5165
5166         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5167         if (s) RETURN_STATUS(s);
5168         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5169
5170         s = BC_STATUS_SUCCESS;
5171         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zbc_program_ops[inst - BC_INST_POWER](n1, n2, &res.d.n, G.prog.scale);
5172         if (s) goto err;
5173         bc_program_binOpRetire(&res);
5174
5175         RETURN_STATUS(s);
5176
5177 err:
5178         bc_num_free(&res.d.n);
5179         RETURN_STATUS(s);
5180 }
5181 #define zbc_program_op(...) (zbc_program_op(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5182
5183 static BC_STATUS zbc_program_read(void)
5184 {
5185         const char *sv_file;
5186         BcStatus s;
5187         BcParse parse;
5188         BcVec buf;
5189         BcInstPtr ip;
5190         BcFunc *f;
5191
5192         if (G.in_read)
5193                 RETURN_STATUS(bc_error_nested_read_call());
5194
5195         f = bc_program_func(BC_PROG_READ);
5196         bc_vec_pop_all(&f->code);
5197
5198         sv_file = G.prog.file;
5199         G.prog.file = NULL;
5200         G.in_read = 1;
5201
5202         bc_char_vec_init(&buf);
5203         bc_read_line(&buf, stdin);
5204
5205         bc_parse_create(&parse, BC_PROG_READ);
5206         bc_lex_file(&parse.l);
5207
5208         s = zbc_parse_text_init(&parse, buf.v);
5209         if (s) goto exec_err;
5210         s = zcommon_parse_expr(&parse, BC_PARSE_NOREAD);
5211         if (s) goto exec_err;
5212
5213         if (parse.l.t.t != BC_LEX_NLINE && parse.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
5214                 s = bc_error("bad read() expression");
5215                 goto exec_err;
5216         }
5217
5218         ip.func = BC_PROG_READ;
5219         ip.idx = 0;
5220         ip.len = G.prog.results.len;
5221
5222         // Update this pointer, just in case.
5223         f = bc_program_func(BC_PROG_READ);
5224
5225         bc_vec_pushByte(&f->code, BC_INST_POP_EXEC);
5226         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
5227
5228 exec_err:
5229         bc_parse_free(&parse);
5230         G.in_read = 0;
5231         G.prog.file = sv_file;
5232         bc_vec_free(&buf);
5233         RETURN_STATUS(s);
5234 }
5235 #define zbc_program_read(...) (zbc_program_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5236
5237 static size_t bc_program_index(char *code, size_t *bgn)
5238 {
5239         char amt = code[(*bgn)++], i = 0;
5240         size_t res = 0;
5241
5242         for (; i < amt; ++i, ++(*bgn))
5243                 res |= (((size_t)((int) code[*bgn]) & UCHAR_MAX) << (i * CHAR_BIT));
5244
5245         return res;
5246 }
5247
5248 static char *bc_program_name(char *code, size_t *bgn)
5249 {
5250         size_t i;
5251         char *s, *str = code + *bgn, *ptr = strchr(str, BC_PARSE_STREND);
5252
5253         s = xmalloc(ptr - str + 1);
5254         i = 0;
5255         for (;;) {
5256                 char c = code[(*bgn)++];
5257                 if (c == '\0' || c == BC_PARSE_STREND)
5258                         break;
5259                 s[i++] = c;
5260         }
5261         s[i] = '\0';
5262
5263         return s;
5264 }
5265
5266 static void bc_program_printString(const char *str)
5267 {
5268 #if ENABLE_DC
5269         if (!str[0]) {
5270                 // Example: echo '[]ap' | dc
5271                 // should print two bytes: 0x00, 0x0A
5272                 bb_putchar('\0');
5273                 return;
5274         }
5275 #endif
5276         while (*str) {
5277                 int c = *str++;
5278                 if (c != '\\' || !*str)
5279                         bb_putchar(c);
5280                 else {
5281                         c = *str++;
5282                         switch (c) {
5283                         case 'a':
5284                                 bb_putchar('\a');
5285                                 break;
5286                         case 'b':
5287                                 bb_putchar('\b');
5288                                 break;
5289                         case '\\':
5290                         case 'e':
5291                                 bb_putchar('\\');
5292                                 break;
5293                         case 'f':
5294                                 bb_putchar('\f');
5295                                 break;
5296                         case 'n':
5297                                 bb_putchar('\n');
5298                                 G.prog.nchars = SIZE_MAX;
5299                                 break;
5300                         case 'r':
5301                                 bb_putchar('\r');
5302                                 break;
5303                         case 'q':
5304                                 bb_putchar('"');
5305                                 break;
5306                         case 't':
5307                                 bb_putchar('\t');
5308                                 break;
5309                         default:
5310                                 // Just print the backslash and following character.
5311                                 bb_putchar('\\');
5312                                 ++G.prog.nchars;
5313                                 bb_putchar(c);
5314                                 break;
5315                         }
5316                 }
5317                 ++G.prog.nchars;
5318         }
5319 }
5320
5321 static void bc_num_printNewline(void)
5322 {
5323         if (G.prog.nchars == G.prog.len - 1) {
5324                 bb_putchar('\\');
5325                 bb_putchar('\n');
5326                 G.prog.nchars = 0;
5327         }
5328 }
5329
5330 #if ENABLE_DC
5331 static FAST_FUNC void bc_num_printChar(size_t num, size_t width, bool radix)
5332 {
5333         (void) radix;
5334         bb_putchar((char) num);
5335         G.prog.nchars += width;
5336 }
5337 #endif
5338
5339 static FAST_FUNC void bc_num_printDigits(size_t num, size_t width, bool radix)
5340 {
5341         size_t exp, pow;
5342
5343         bc_num_printNewline();
5344         bb_putchar(radix ? '.' : ' ');
5345         ++G.prog.nchars;
5346
5347         bc_num_printNewline();
5348         for (exp = 0, pow = 1; exp < width - 1; ++exp, pow *= 10)
5349                 continue;
5350
5351         for (exp = 0; exp < width; pow /= 10, ++G.prog.nchars, ++exp) {
5352                 size_t dig;
5353                 bc_num_printNewline();
5354                 dig = num / pow;
5355                 num -= dig * pow;
5356                 bb_putchar(((char) dig) + '0');
5357         }
5358 }
5359
5360 static FAST_FUNC void bc_num_printHex(size_t num, size_t width, bool radix)
5361 {
5362         if (radix) {
5363                 bc_num_printNewline();
5364                 bb_putchar('.');
5365                 G.prog.nchars += 1;
5366         }
5367
5368         bc_num_printNewline();
5369         bb_putchar(bb_hexdigits_upcase[num]);
5370         G.prog.nchars += width;
5371 }
5372
5373 static void bc_num_printDecimal(BcNum *n)
5374 {
5375         size_t i, rdx = n->rdx - 1;
5376
5377         if (n->neg) bb_putchar('-');
5378         G.prog.nchars += n->neg;
5379
5380         for (i = n->len - 1; i < n->len; --i)
5381                 bc_num_printHex((size_t) n->num[i], 1, i == rdx);
5382 }
5383
5384 static BC_STATUS zbc_num_printNum(BcNum *n, BcNum *base, size_t width, BcNumDigitOp print)
5385 {
5386         BcStatus s;
5387         BcVec stack;
5388         BcNum intp, fracp, digit, frac_len;
5389         unsigned long dig, *ptr;
5390         size_t i;
5391         bool radix;
5392
5393         if (n->len == 0) {
5394                 print(0, width, false);
5395                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5396         }
5397
5398         bc_vec_init(&stack, sizeof(long), NULL);
5399         bc_num_init(&intp, n->len);
5400         bc_num_init(&fracp, n->rdx);
5401         bc_num_init(&digit, width);
5402         bc_num_init(&frac_len, BC_NUM_INT(n));
5403         bc_num_copy(&intp, n);
5404         bc_num_one(&frac_len);
5405
5406         bc_num_truncate(&intp, intp.rdx);
5407         s = zbc_num_sub(n, &intp, &fracp, 0);
5408         if (s) goto err;
5409
5410         while (intp.len != 0) {
5411                 s = zbc_num_divmod(&intp, base, &intp, &digit, 0);
5412                 if (s) goto err;
5413                 s = zbc_num_ulong(&digit, &dig);
5414                 if (s) goto err;
5415                 bc_vec_push(&stack, &dig);
5416         }
5417
5418         for (i = 0; i < stack.len; ++i) {
5419                 ptr = bc_vec_item_rev(&stack, i);
5420                 print(*ptr, width, false);
5421         }
5422
5423         if (!n->rdx) goto err;
5424
5425         for (radix = true; frac_len.len <= n->rdx; radix = false) {
5426                 s = zbc_num_mul(&fracp, base, &fracp, n->rdx);
5427                 if (s) goto err;
5428                 s = zbc_num_ulong(&fracp, &dig);
5429                 if (s) goto err;
5430                 bc_num_ulong2num(&intp, dig);
5431                 s = zbc_num_sub(&fracp, &intp, &fracp, 0);
5432                 if (s) goto err;
5433                 print(dig, width, radix);
5434                 s = zbc_num_mul(&frac_len, base, &frac_len, 0);
5435                 if (s) goto err;
5436         }
5437
5438 err:
5439         bc_num_free(&frac_len);
5440         bc_num_free(&digit);
5441         bc_num_free(&fracp);
5442         bc_num_free(&intp);
5443         bc_vec_free(&stack);
5444         RETURN_STATUS(s);
5445 }
5446 #define zbc_num_printNum(...) (zbc_num_printNum(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5447
5448 static BC_STATUS zbc_num_printBase(BcNum *n)
5449 {
5450         BcStatus s;
5451         size_t width;
5452         BcNumDigitOp print;
5453         bool neg = n->neg;
5454
5455         if (neg) {
5456                 bb_putchar('-');
5457                 G.prog.nchars++;
5458         }
5459
5460         n->neg = false;
5461
5462         if (G.prog.ob_t <= BC_NUM_MAX_IBASE) {
5463                 width = 1;
5464                 print = bc_num_printHex;
5465         } else {
5466                 unsigned i = G.prog.ob_t - 1;
5467                 width = 0;
5468                 for (;;) {
5469                         width++;
5470                         i /= 10;
5471                         if (i == 0)
5472                                 break;
5473                 }
5474                 print = bc_num_printDigits;
5475         }
5476
5477         s = zbc_num_printNum(n, &G.prog.ob, width, print);
5478         n->neg = neg;
5479
5480         RETURN_STATUS(s);
5481 }
5482 #define zbc_num_printBase(...) (zbc_num_printBase(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5483
5484 static BC_STATUS zbc_num_print(BcNum *n, bool newline)
5485 {
5486         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5487
5488         bc_num_printNewline();
5489
5490         if (n->len == 0) {
5491                 bb_putchar('0');
5492                 ++G.prog.nchars;
5493         } else if (G.prog.ob_t == 10)
5494                 bc_num_printDecimal(n);
5495         else
5496                 s = zbc_num_printBase(n);
5497
5498         if (newline) {
5499                 bb_putchar('\n');
5500                 G.prog.nchars = 0;
5501         }
5502
5503         RETURN_STATUS(s);
5504 }
5505 #define zbc_num_print(...) (zbc_num_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5506
5507 static BC_STATUS zbc_program_print(char inst, size_t idx)
5508 {
5509         BcStatus s;
5510         BcResult *r;
5511         BcNum *num;
5512         bool pop = inst != BC_INST_PRINT;
5513
5514         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, idx + 1))
5515                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5516
5517         r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, idx);
5518         num = NULL; // is this NULL necessary?
5519         s = zbc_program_num(r, &num, false);
5520         if (s) RETURN_STATUS(s);
5521
5522         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
5523                 s = zbc_num_print(num, !pop);
5524                 if (!s) bc_num_copy(&G.prog.last, num);
5525         }
5526         else {
5527                 char *str;
5528
5529                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
5530                 str = *bc_program_str(idx);
5531
5532                 if (inst == BC_INST_PRINT_STR) {
5533                         for (;;) {
5534                                 char c = *str++;
5535                                 if (c == '\0') break;
5536                                 bb_putchar(c);
5537                                 ++G.prog.nchars;
5538                                 if (c == '\n') G.prog.nchars = 0;
5539                         }
5540                 }
5541                 else {
5542                         bc_program_printString(str);
5543                         if (inst == BC_INST_PRINT) bb_putchar('\n');
5544                 }
5545         }
5546
5547         if (!s && pop) bc_vec_pop(&G.prog.results);
5548
5549         RETURN_STATUS(s);
5550 }
5551 #define zbc_program_print(...) (zbc_program_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5552
5553 static BC_STATUS zbc_program_negate(void)
5554 {
5555         BcStatus s;
5556         BcResult res, *ptr;
5557         BcNum *num = NULL;
5558
5559         s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
5560         if (s) RETURN_STATUS(s);
5561
5562         bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5563         bc_num_copy(&res.d.n, num);
5564         if (res.d.n.len) res.d.n.neg = !res.d.n.neg;
5565
5566         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
5567
5568         RETURN_STATUS(s);
5569 }
5570 #define zbc_program_negate(...) (zbc_program_negate(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5571
5572 static BC_STATUS zbc_program_logical(char inst)
5573 {
5574         BcStatus s;
5575         BcResult *opd1, *opd2, res;
5576         BcNum *n1, *n2;
5577         ssize_t cond;
5578
5579         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5580         if (s) RETURN_STATUS(s);
5581
5582         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5583
5584         if (inst == BC_INST_BOOL_AND)
5585                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) && bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5586         else if (inst == BC_INST_BOOL_OR)
5587                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) || bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5588         else {
5589                 cond = bc_num_cmp(n1, n2);
5590                 switch (inst) {
5591                 case BC_INST_REL_EQ:
5592                         cond = (cond == 0);
5593                         break;
5594                 case BC_INST_REL_LE:
5595                         cond = (cond <= 0);
5596                         break;
5597                 case BC_INST_REL_GE:
5598                         cond = (cond >= 0);
5599                         break;
5600                 case BC_INST_REL_LT:
5601                         cond = (cond < 0);
5602                         break;
5603                 case BC_INST_REL_GT:
5604                         cond = (cond > 0);
5605                         break;
5606                 default: // = case BC_INST_REL_NE:
5607                         //cond = (cond != 0); - not needed
5608                         break;
5609                 }
5610         }
5611
5612         if (cond) bc_num_one(&res.d.n);
5613         //else bc_num_zero(&res.d.n); - already is
5614
5615         bc_program_binOpRetire(&res);
5616
5617         RETURN_STATUS(s);
5618 }
5619 #define zbc_program_logical(...) (zbc_program_logical(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5620
5621 #if ENABLE_DC
5622 static BC_STATUS zbc_program_assignStr(BcResult *r, BcVec *v,
5623                                      bool push)
5624 {
5625         BcNum n2;
5626         BcResult res;
5627
5628         memset(&n2, 0, sizeof(BcNum));
5629         n2.rdx = res.d.id.idx = r->d.id.idx;
5630         res.t = BC_RESULT_STR;
5631
5632         if (!push) {
5633                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
5634                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5635                 bc_vec_pop(v);
5636                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5637         }
5638
5639         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5640
5641         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5642         bc_vec_push(v, &n2);
5643
5644         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5645 }
5646 #define zbc_program_assignStr(...) (zbc_program_assignStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5647 #endif // ENABLE_DC
5648
5649 static BC_STATUS zbc_program_copyToVar(char *name, bool var)
5650 {
5651         BcStatus s;
5652         BcResult *ptr, r;
5653         BcVec *v;
5654         BcNum *n;
5655
5656         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
5657                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5658
5659         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
5660         if ((ptr->t == BC_RESULT_ARRAY) != !var)
5661                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5662         v = bc_program_search(name, var);
5663
5664 #if ENABLE_DC
5665         if (ptr->t == BC_RESULT_STR && !var)
5666                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5667         if (ptr->t == BC_RESULT_STR)
5668                 RETURN_STATUS(zbc_program_assignStr(ptr, v, true));
5669 #endif
5670
5671         s = zbc_program_num(ptr, &n, false);
5672         if (s) RETURN_STATUS(s);
5673
5674         // Do this once more to make sure that pointers were not invalidated.
5675         v = bc_program_search(name, var);
5676
5677         if (var) {
5678                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5679                 bc_num_copy(&r.d.n, n);
5680         }
5681         else {
5682                 bc_array_init(&r.d.v, true);
5683                 bc_array_copy(&r.d.v, (BcVec *) n);
5684         }
5685
5686         bc_vec_push(v, &r.d);
5687         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5688
5689         RETURN_STATUS(s);
5690 }
5691 #define zbc_program_copyToVar(...) (zbc_program_copyToVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5692
5693 static BC_STATUS zbc_program_assign(char inst)
5694 {
5695         BcStatus s;
5696         BcResult *left, *right, res;
5697         BcNum *l = NULL, *r = NULL;
5698         bool assign = inst == BC_INST_ASSIGN, ib, sc;
5699
5700         s = zbc_program_binOpPrep(&left, &l, &right, &r, assign);
5701         if (s) RETURN_STATUS(s);
5702
5703         ib = left->t == BC_RESULT_IBASE;
5704         sc = left->t == BC_RESULT_SCALE;
5705
5706 #if ENABLE_DC
5707
5708         if (right->t == BC_RESULT_STR) {
5709
5710                 BcVec *v;
5711
5712                 if (left->t != BC_RESULT_VAR)
5713                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5714                 v = bc_program_search(left->d.id.name, true);
5715
5716                 RETURN_STATUS(zbc_program_assignStr(right, v, false));
5717         }
5718 #endif
5719
5720         if (left->t == BC_RESULT_CONSTANT || left->t == BC_RESULT_TEMP)
5721                 RETURN_STATUS(bc_error("bad assignment:"
5722                                 " left side must be variable"
5723                                 " or array element"
5724                 )); // note: shared string
5725
5726 #if ENABLE_BC
5727         if (inst == BC_INST_ASSIGN_DIVIDE && !bc_num_cmp(r, &G.prog.zero))
5728                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
5729
5730         if (assign)
5731                 bc_num_copy(l, r);
5732         else {
5733                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5734                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zbc_program_ops[inst - BC_INST_ASSIGN_POWER](l, r, l, G.prog.scale);
5735         }
5736         if (s) RETURN_STATUS(s);
5737 #else
5738         bc_num_copy(l, r);
5739 #endif
5740
5741         if (ib || sc || left->t == BC_RESULT_OBASE) {
5742                 static const char *const msg[] = {
5743                         "bad ibase; must be [2,16]",                 //BC_RESULT_IBASE
5744                         "bad scale; must be [0,"BC_MAX_SCALE_STR"]", //BC_RESULT_SCALE
5745                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_LAST
5746                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_CONSTANT
5747                         NULL, //can't happen                         //BC_RESULT_ONE
5748                         "bad obase; must be [2,"BC_MAX_OBASE_STR"]", //BC_RESULT_OBASE
5749                 };
5750                 size_t *ptr;
5751                 size_t max;
5752                 unsigned long val;
5753
5754                 s = zbc_num_ulong(l, &val);
5755                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5756                 s = left->t - BC_RESULT_IBASE;
5757                 if (sc) {
5758                         max = BC_MAX_SCALE;
5759                         ptr = &G.prog.scale;
5760                 } else {
5761                         if (val < 2)
5762                                 RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5763                         max = ib ? BC_NUM_MAX_IBASE : BC_MAX_OBASE;
5764                         ptr = ib ? &G.prog.ib_t : &G.prog.ob_t;
5765                 }
5766
5767                 if (val > max)
5768                         RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5769                 if (!sc && !ib)
5770                         bc_num_copy(&G.prog.ob, l);
5771
5772                 *ptr = (size_t) val;
5773                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5774         }
5775
5776         bc_num_init(&res.d.n, l->len);
5777         bc_num_copy(&res.d.n, l);
5778         bc_program_binOpRetire(&res);
5779
5780         RETURN_STATUS(s);
5781 }
5782 #define zbc_program_assign(...) (zbc_program_assign(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5783
5784 #if !ENABLE_DC
5785 #define bc_program_pushVar(code, bgn, pop, copy) \
5786         bc_program_pushVar(code, bgn)
5787 // for bc, 'pop' and 'copy' are always false
5788 #endif
5789 static BC_STATUS bc_program_pushVar(char *code, size_t *bgn,
5790                                    bool pop, bool copy)
5791 {
5792         BcResult r;
5793         char *name = bc_program_name(code, bgn);
5794
5795         r.t = BC_RESULT_VAR;
5796         r.d.id.name = name;
5797
5798 #if ENABLE_DC
5799         {
5800                 BcVec *v = bc_program_search(name, true);
5801                 BcNum *num = bc_vec_top(v);
5802
5803                 if (pop || copy) {
5804
5805                         if (!BC_PROG_STACK(v, 2 - copy)) {
5806                                 free(name);
5807                                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5808                         }
5809
5810                         free(name);
5811                         name = NULL;
5812
5813                         if (!BC_PROG_STR(num)) {
5814
5815                                 r.t = BC_RESULT_TEMP;
5816
5817                                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5818                                 bc_num_copy(&r.d.n, num);
5819                         }
5820                         else {
5821                                 r.t = BC_RESULT_STR;
5822                                 r.d.id.idx = num->rdx;
5823                         }
5824
5825                         if (!copy) bc_vec_pop(v);
5826                 }
5827         }
5828 #endif // ENABLE_DC
5829
5830         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5831
5832         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5833 }
5834 #define zbc_program_pushVar(...) (bc_program_pushVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5835
5836 static BC_STATUS zbc_program_pushArray(char *code, size_t *bgn,
5837                                      char inst)
5838 {
5839         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5840         BcResult r;
5841         BcNum *num;
5842
5843         r.d.id.name = bc_program_name(code, bgn);
5844
5845         if (inst == BC_INST_ARRAY) {
5846                 r.t = BC_RESULT_ARRAY;
5847                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5848         }
5849         else {
5850
5851                 BcResult *operand;
5852                 unsigned long temp;
5853
5854                 s = zbc_program_prep(&operand, &num);
5855                 if (s) goto err;
5856                 s = zbc_num_ulong(num, &temp);
5857                 if (s) goto err;
5858
5859                 if (temp > BC_MAX_DIM) {
5860                         s = bc_error("array too long; must be [1,"BC_MAX_DIM_STR"]");
5861                         goto err;
5862                 }
5863
5864                 r.d.id.idx = (size_t) temp;
5865                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_ARRAY_ELEM);
5866         }
5867
5868 err:
5869         if (s) free(r.d.id.name);
5870         RETURN_STATUS(s);
5871 }
5872 #define zbc_program_pushArray(...) (zbc_program_pushArray(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5873
5874 #if ENABLE_BC
5875 static BC_STATUS zbc_program_incdec(char inst)
5876 {
5877         BcStatus s;
5878         BcResult *ptr, res, copy;
5879         BcNum *num = NULL;
5880         char inst2 = inst;
5881
5882         s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
5883         if (s) RETURN_STATUS(s);
5884
5885         if (inst == BC_INST_INC_POST || inst == BC_INST_DEC_POST) {
5886                 copy.t = BC_RESULT_TEMP;
5887                 bc_num_init(&copy.d.n, num->len);
5888                 bc_num_copy(&copy.d.n, num);
5889         }
5890
5891         res.t = BC_RESULT_ONE;
5892         inst = inst == BC_INST_INC_PRE || inst == BC_INST_INC_POST ?
5893                    BC_INST_ASSIGN_PLUS :
5894                    BC_INST_ASSIGN_MINUS;
5895
5896         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5897         s = zbc_program_assign(inst);
5898         if (s) RETURN_STATUS(s);
5899
5900         if (inst2 == BC_INST_INC_POST || inst2 == BC_INST_DEC_POST) {
5901                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5902                 bc_vec_push(&G.prog.results, &copy);
5903         }
5904
5905         RETURN_STATUS(s);
5906 }
5907 #define zbc_program_incdec(...) (zbc_program_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5908
5909 static BC_STATUS zbc_program_call(char *code, size_t *idx)
5910 {
5911         BcInstPtr ip;
5912         size_t i, nparams = bc_program_index(code, idx);
5913         BcFunc *func;
5914         BcId *a;
5915         BcResultData param;
5916         BcResult *arg;
5917
5918         ip.idx = 0;
5919         ip.func = bc_program_index(code, idx);
5920         func = bc_program_func(ip.func);
5921
5922         if (func->code.len == 0) {
5923                 RETURN_STATUS(bc_error("undefined function"));
5924         }
5925         if (nparams != func->nparams) {
5926                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("function has %u parameters, but called with %u", func->nparams, nparams));
5927         }
5928         ip.len = G.prog.results.len - nparams;
5929
5930         for (i = 0; i < nparams; ++i) {
5931                 BcStatus s;
5932
5933                 a = bc_vec_item(&func->autos, nparams - 1 - i);
5934                 arg = bc_vec_top(&G.prog.results);
5935
5936                 if ((!a->idx) != (arg->t == BC_RESULT_ARRAY) || arg->t == BC_RESULT_STR)
5937                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5938
5939                 s = zbc_program_copyToVar(a->name, a->idx);
5940                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5941         }
5942
5943         for (; i < func->autos.len; ++i) {
5944                 BcVec *v;
5945
5946                 a = bc_vec_item(&func->autos, i);
5947                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
5948
5949                 if (a->idx) {
5950                         bc_num_init_DEF_SIZE(&param.n);
5951                         bc_vec_push(v, &param.n);
5952                 }
5953                 else {
5954                         bc_array_init(&param.v, true);
5955                         bc_vec_push(v, &param.v);
5956                 }
5957         }
5958
5959         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
5960
5961         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5962 }
5963 #define zbc_program_call(...) (zbc_program_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5964
5965 static BC_STATUS zbc_program_return(char inst)
5966 {
5967         BcResult res;
5968         BcFunc *f;
5969         size_t i;
5970         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
5971
5972         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, ip->len + inst == BC_INST_RET))
5973                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5974
5975         f = bc_program_func(ip->func);
5976         res.t = BC_RESULT_TEMP;
5977
5978         if (inst == BC_INST_RET) {
5979                 BcStatus s;
5980                 BcNum *num;
5981                 BcResult *operand = bc_vec_top(&G.prog.results);
5982
5983                 s = zbc_program_num(operand, &num, false);
5984                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5985                 bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5986                 bc_num_copy(&res.d.n, num);
5987         }
5988         else {
5989                 bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5990                 //bc_num_zero(&res.d.n); - already is
5991         }
5992
5993         // We need to pop arguments as well, so this takes that into account.
5994         for (i = 0; i < f->autos.len; ++i) {
5995                 BcVec *v;
5996                 BcId *a = bc_vec_item(&f->autos, i);
5997
5998                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
5999                 bc_vec_pop(v);
6000         }
6001
6002         bc_vec_npop(&G.prog.results, G.prog.results.len - ip->len);
6003         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6004         bc_vec_pop(&G.prog.stack);
6005
6006         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6007 }
6008 #define zbc_program_return(...) (zbc_program_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6009 #endif // ENABLE_BC
6010
6011 static unsigned long bc_program_scale(BcNum *n)
6012 {
6013         return (unsigned long) n->rdx;
6014 }
6015
6016 static unsigned long bc_program_len(BcNum *n)
6017 {
6018         size_t len = n->len;
6019
6020         if (n->rdx != len) return len;
6021         for (;;) {
6022                 if (len == 0) break;
6023                 len--;
6024                 if (n->num[len] != 0) break;
6025         }
6026         return len;
6027 }
6028
6029 static BC_STATUS zbc_program_builtin(char inst)
6030 {
6031         BcStatus s;
6032         BcResult *opnd;
6033         BcNum *num = NULL;
6034         BcResult res;
6035         bool len = inst == BC_INST_LENGTH;
6036
6037         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6038                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6039         opnd = bc_vec_top(&G.prog.results);
6040
6041         s = zbc_program_num(opnd, &num, false);
6042         if (s) RETURN_STATUS(s);
6043
6044 #if ENABLE_DC
6045         if (!BC_PROG_NUM(opnd, num) && !len)
6046                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6047 #endif
6048
6049         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6050
6051         if (inst == BC_INST_SQRT) s = zbc_num_sqrt(num, &res.d.n, G.prog.scale);
6052 #if ENABLE_BC
6053         else if (len != 0 && opnd->t == BC_RESULT_ARRAY) {
6054                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, (unsigned long) ((BcVec *) num)->len);
6055         }
6056 #endif
6057 #if ENABLE_DC
6058         else if (len != 0 && !BC_PROG_NUM(opnd, num)) {
6059                 char **str;
6060                 size_t idx = opnd->t == BC_RESULT_STR ? opnd->d.id.idx : num->rdx;
6061
6062                 str = bc_program_str(idx);
6063                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, strlen(*str));
6064         }
6065 #endif
6066         else {
6067                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, len ? bc_program_len(num) : bc_program_scale(num));
6068         }
6069
6070         bc_program_retire(&res, BC_RESULT_TEMP);
6071
6072         RETURN_STATUS(s);
6073 }
6074 #define zbc_program_builtin(...) (zbc_program_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6075
6076 #if ENABLE_DC
6077 static BC_STATUS zbc_program_divmod(void)
6078 {
6079         BcStatus s;
6080         BcResult *opd1, *opd2, res, res2;
6081         BcNum *n1, *n2 = NULL;
6082
6083         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
6084         if (s) RETURN_STATUS(s);
6085
6086         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6087         bc_num_init(&res2.d.n, n2->len);
6088
6089         s = zbc_num_divmod(n1, n2, &res2.d.n, &res.d.n, G.prog.scale);
6090         if (s) goto err;
6091
6092         bc_program_binOpRetire(&res2);
6093         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6094         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6095
6096         RETURN_STATUS(s);
6097
6098 err:
6099         bc_num_free(&res2.d.n);
6100         bc_num_free(&res.d.n);
6101         RETURN_STATUS(s);
6102 }
6103 #define zbc_program_divmod(...) (zbc_program_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6104
6105 static BC_STATUS zbc_program_modexp(void)
6106 {
6107         BcStatus s;
6108         BcResult *r1, *r2, *r3, res;
6109         BcNum *n1, *n2, *n3;
6110
6111         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 3))
6112                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6113         s = zbc_program_binOpPrep(&r2, &n2, &r3, &n3, false);
6114         if (s) RETURN_STATUS(s);
6115
6116         r1 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 2);
6117         s = zbc_program_num(r1, &n1, false);
6118         if (s) RETURN_STATUS(s);
6119         if (!BC_PROG_NUM(r1, n1))
6120                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6121
6122         // Make sure that the values have their pointers updated, if necessary.
6123         if (r1->t == BC_RESULT_VAR || r1->t == BC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
6124
6125                 if (r1->t == r2->t) {
6126                         s = zbc_program_num(r2, &n2, false);
6127                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6128                 }
6129
6130                 if (r1->t == r3->t) {
6131                         s = zbc_program_num(r3, &n3, false);
6132                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6133                 }
6134         }
6135
6136         bc_num_init(&res.d.n, n3->len);
6137         s = zbc_num_modexp(n1, n2, n3, &res.d.n);
6138         if (s) goto err;
6139
6140         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6141         bc_program_binOpRetire(&res);
6142
6143         RETURN_STATUS(s);
6144
6145 err:
6146         bc_num_free(&res.d.n);
6147         RETURN_STATUS(s);
6148 }
6149 #define zbc_program_modexp(...) (zbc_program_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6150
6151 static void bc_program_stackLen(void)
6152 {
6153         BcResult res;
6154         size_t len = G.prog.results.len;
6155
6156         res.t = BC_RESULT_TEMP;
6157
6158         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6159         bc_num_ulong2num(&res.d.n, len);
6160         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6161 }
6162
6163 static BC_STATUS zbc_program_asciify(void)
6164 {
6165         BcStatus s;
6166         BcResult *r, res;
6167         BcNum *num, n;
6168         char *str, *str2, c;
6169         size_t len = G.prog.strs.len, idx;
6170         unsigned long val;
6171
6172         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6173                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6174         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6175
6176         num = NULL; // TODO: is this NULL needed?
6177         s = zbc_program_num(r, &num, false);
6178         if (s) RETURN_STATUS(s);
6179
6180         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
6181
6182                 bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
6183                 bc_num_copy(&n, num);
6184                 bc_num_truncate(&n, n.rdx);
6185
6186                 s = zbc_num_mod(&n, &G.prog.strmb, &n, 0);
6187                 if (s) goto num_err;
6188                 s = zbc_num_ulong(&n, &val);
6189                 if (s) goto num_err;
6190
6191                 c = (char) val;
6192
6193                 bc_num_free(&n);
6194         }
6195         else {
6196                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
6197                 str2 = *bc_program_str(idx);
6198                 c = str2[0];
6199         }
6200
6201         str = xzalloc(2);
6202         str[0] = c;
6203         //str[1] = '\0'; - already is
6204
6205         str2 = xstrdup(str);
6206         bc_program_addFunc(str2, &idx);
6207
6208         if (idx != len + BC_PROG_REQ_FUNCS) {
6209                 for (idx = 0; idx < G.prog.strs.len; ++idx) {
6210                         if (strcmp(*bc_program_str(idx), str) == 0) {
6211                                 len = idx;
6212                                 break;
6213                         }
6214                 }
6215
6216                 free(str);
6217         }
6218         else
6219                 bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
6220
6221         res.t = BC_RESULT_STR;
6222         res.d.id.idx = len;
6223         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6224         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6225
6226         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6227
6228 num_err:
6229         bc_num_free(&n);
6230         RETURN_STATUS(s);
6231 }
6232 #define zbc_program_asciify(...) (zbc_program_asciify(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6233
6234 static BC_STATUS zbc_program_printStream(void)
6235 {
6236         BcStatus s;
6237         BcResult *r;
6238         BcNum *n = NULL;
6239         size_t idx;
6240         char *str;
6241
6242         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6243                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6244         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6245
6246         s = zbc_program_num(r, &n, false);
6247         if (s) RETURN_STATUS(s);
6248
6249         if (BC_PROG_NUM(r, n)) {
6250                 s = zbc_num_printNum(n, &G.prog.strmb, 1, bc_num_printChar);
6251         } else {
6252                 idx = (r->t == BC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : n->rdx;
6253                 str = *bc_program_str(idx);
6254                 printf("%s", str);
6255         }
6256
6257         RETURN_STATUS(s);
6258 }
6259 #define zbc_program_printStream(...) (zbc_program_printStream(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6260
6261 static BC_STATUS zbc_program_nquit(void)
6262 {
6263         BcStatus s;
6264         BcResult *opnd;
6265         BcNum *num = NULL;
6266         unsigned long val;
6267
6268         s = zbc_program_prep(&opnd, &num);
6269         if (s) RETURN_STATUS(s);
6270         s = zbc_num_ulong(num, &val);
6271         if (s) RETURN_STATUS(s);
6272
6273         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6274
6275         if (G.prog.stack.len < val)
6276                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6277         if (G.prog.stack.len == val) {
6278                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6279         }
6280
6281         bc_vec_npop(&G.prog.stack, val);
6282
6283         RETURN_STATUS(s);
6284 }
6285 #define zbc_program_nquit(...) (zbc_program_nquit(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6286
6287 static BC_STATUS zbc_program_execStr(char *code, size_t *bgn,
6288                                    bool cond)
6289 {
6290         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6291         BcResult *r;
6292         char **str;
6293         BcFunc *f;
6294         BcParse prs;
6295         BcInstPtr ip;
6296         size_t fidx, sidx;
6297
6298         if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6299                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6300
6301         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6302
6303         if (cond) {
6304                 BcNum *n = n; // for compiler
6305                 bool exec;
6306                 char *name;
6307                 char *then_name = bc_program_name(code, bgn);
6308                 char *else_name = NULL;
6309
6310                 if (code[*bgn] == BC_PARSE_STREND)
6311                         (*bgn) += 1;
6312                 else
6313                         else_name = bc_program_name(code, bgn);
6314
6315                 exec = r->d.n.len != 0;
6316                 name = then_name;
6317                 if (!exec && else_name != NULL) {
6318                         exec = true;
6319                         name = else_name;
6320                 }
6321
6322                 if (exec) {
6323                         BcVec *v;
6324                         v = bc_program_search(name, true);
6325                         n = bc_vec_top(v);
6326                 }
6327
6328                 free(then_name);
6329                 free(else_name);
6330
6331                 if (!exec) goto exit;
6332                 if (!BC_PROG_STR(n)) {
6333                         s = bc_error_variable_is_wrong_type();
6334                         goto exit;
6335                 }
6336
6337                 sidx = n->rdx;
6338         } else {
6339                 if (r->t == BC_RESULT_STR) {
6340                         sidx = r->d.id.idx;
6341                 } else if (r->t == BC_RESULT_VAR) {
6342                         BcNum *n;
6343                         s = zbc_program_num(r, &n, false);
6344                         if (s || !BC_PROG_STR(n)) goto exit;
6345                         sidx = n->rdx;
6346                 } else
6347                         goto exit;
6348         }
6349
6350         fidx = sidx + BC_PROG_REQ_FUNCS;
6351
6352         str = bc_program_str(sidx);
6353         f = bc_program_func(fidx);
6354
6355         if (f->code.len == 0) {
6356                 bc_parse_create(&prs, fidx);
6357                 s = zbc_parse_text_init(&prs, *str);
6358                 if (s) goto err;
6359                 s = zcommon_parse_expr(&prs, BC_PARSE_NOCALL);
6360                 if (s) goto err;
6361
6362                 if (prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6363                         s = bc_error_bad_expression();
6364                         goto err;
6365                 }
6366
6367                 bc_parse_free(&prs);
6368         }
6369
6370         ip.idx = 0;
6371         ip.len = G.prog.results.len;
6372         ip.func = fidx;
6373
6374         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6375         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
6376
6377         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6378
6379 err:
6380         bc_parse_free(&prs);
6381         f = bc_program_func(fidx);
6382         bc_vec_pop_all(&f->code);
6383 exit:
6384         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6385         RETURN_STATUS(s);
6386 }
6387 #define zbc_program_execStr(...) (zbc_program_execStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6388 #endif // ENABLE_DC
6389
6390 static void bc_program_pushGlobal(char inst)
6391 {
6392         BcResult res;
6393         unsigned long val;
6394
6395         res.t = inst - BC_INST_IBASE + BC_RESULT_IBASE;
6396         if (inst == BC_INST_IBASE)
6397                 val = (unsigned long) G.prog.ib_t;
6398         else if (inst == BC_INST_SCALE)
6399                 val = (unsigned long) G.prog.scale;
6400         else
6401                 val = (unsigned long) G.prog.ob_t;
6402
6403         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6404         bc_num_ulong2num(&res.d.n, val);
6405         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6406 }
6407
6408 static void bc_program_addFunc(char *name, size_t *idx)
6409 {
6410         BcId entry, *entry_ptr;
6411         BcFunc f;
6412         int inserted;
6413
6414         entry.name = name;
6415         entry.idx = G.prog.fns.len;
6416
6417         inserted = bc_map_insert(&G.prog.fn_map, &entry, idx);
6418         if (!inserted) free(name);
6419
6420         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, *idx);
6421         *idx = entry_ptr->idx;
6422
6423         if (!inserted) {
6424
6425                 BcFunc *func = bc_program_func(entry_ptr->idx);
6426
6427                 // We need to reset these, so the function can be repopulated.
6428                 func->nparams = 0;
6429                 bc_vec_pop_all(&func->autos);
6430                 bc_vec_pop_all(&func->code);
6431                 bc_vec_pop_all(&func->labels);
6432         }
6433         else {
6434                 bc_func_init(&f);
6435                 bc_vec_push(&G.prog.fns, &f);
6436         }
6437 }
6438
6439 static BC_STATUS zbc_program_exec(void)
6440 {
6441         BcResult r, *ptr;
6442         BcNum *num;
6443         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6444         BcFunc *func = bc_program_func(ip->func);
6445         char *code = func->code.v;
6446
6447         while (ip->idx < func->code.len) {
6448                 BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6449                 char inst = code[(ip->idx)++];
6450
6451                 dbg_exec("inst:%d", inst);
6452                 switch (inst) {
6453 #if ENABLE_BC
6454                         case BC_INST_JUMP_ZERO: {
6455                                 bool zero;
6456                                 dbg_exec("BC_INST_JUMP_ZERO:");
6457                                 s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
6458                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6459                                 zero = (bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) == 0);
6460                                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6461                                 if (!zero) {
6462                                         bc_program_index(code, &ip->idx);
6463                                         break;
6464                                 }
6465                                 // else: fall through
6466                         }
6467                         case BC_INST_JUMP: {
6468                                 size_t idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6469                                 size_t *addr = bc_vec_item(&func->labels, idx);
6470                                 dbg_exec("BC_INST_JUMP: to %ld", (long)*addr);
6471                                 ip->idx = *addr;
6472                                 break;
6473                         }
6474                         case BC_INST_CALL:
6475                                 dbg_exec("BC_INST_CALL:");
6476                                 s = zbc_program_call(code, &ip->idx);
6477                                 break;
6478                         case BC_INST_INC_PRE:
6479                         case BC_INST_DEC_PRE:
6480                         case BC_INST_INC_POST:
6481                         case BC_INST_DEC_POST:
6482                                 dbg_exec("BC_INST_INCDEC:");
6483                                 s = zbc_program_incdec(inst);
6484                                 break;
6485                         case BC_INST_HALT:
6486                                 dbg_exec("BC_INST_HALT:");
6487                                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6488                                 break;
6489                         case BC_INST_RET:
6490                         case BC_INST_RET0:
6491                                 dbg_exec("BC_INST_RET[0]:");
6492                                 s = zbc_program_return(inst);
6493                                 break;
6494                         case BC_INST_BOOL_OR:
6495                         case BC_INST_BOOL_AND:
6496 #endif // ENABLE_BC
6497                         case BC_INST_REL_EQ:
6498                         case BC_INST_REL_LE:
6499                         case BC_INST_REL_GE:
6500                         case BC_INST_REL_NE:
6501                         case BC_INST_REL_LT:
6502                         case BC_INST_REL_GT:
6503                                 dbg_exec("BC_INST_BOOL:");
6504                                 s = zbc_program_logical(inst);
6505                                 break;
6506                         case BC_INST_READ:
6507                                 dbg_exec("BC_INST_READ:");
6508                                 s = zbc_program_read();
6509                                 break;
6510                         case BC_INST_VAR:
6511                                 dbg_exec("BC_INST_VAR:");
6512                                 s = zbc_program_pushVar(code, &ip->idx, false, false);
6513                                 break;
6514                         case BC_INST_ARRAY_ELEM:
6515                         case BC_INST_ARRAY:
6516                                 dbg_exec("BC_INST_ARRAY[_ELEM]:");
6517                                 s = zbc_program_pushArray(code, &ip->idx, inst);
6518                                 break;
6519                         case BC_INST_LAST:
6520                                 r.t = BC_RESULT_LAST;
6521                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6522                                 break;
6523                         case BC_INST_IBASE:
6524                         case BC_INST_SCALE:
6525                         case BC_INST_OBASE:
6526                                 bc_program_pushGlobal(inst);
6527                                 break;
6528                         case BC_INST_SCALE_FUNC:
6529                         case BC_INST_LENGTH:
6530                         case BC_INST_SQRT:
6531                                 dbg_exec("BC_INST_builtin:");
6532                                 s = zbc_program_builtin(inst);
6533                                 break;
6534                         case BC_INST_NUM:
6535                                 dbg_exec("BC_INST_NUM:");
6536                                 r.t = BC_RESULT_CONSTANT;
6537                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6538                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6539                                 break;
6540                         case BC_INST_POP:
6541                                 dbg_exec("BC_INST_POP:");
6542                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6543                                         s = bc_error_stack_has_too_few_elements();
6544                                 else
6545                                         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6546                                 break;
6547                         case BC_INST_POP_EXEC:
6548                                 dbg_exec("BC_INST_POP_EXEC:");
6549                                 bc_vec_pop(&G.prog.stack);
6550                                 break;
6551                         case BC_INST_PRINT:
6552                         case BC_INST_PRINT_POP:
6553                         case BC_INST_PRINT_STR:
6554                                 dbg_exec("BC_INST_PRINTxyz:");
6555                                 s = zbc_program_print(inst, 0);
6556                                 break;
6557                         case BC_INST_STR:
6558                                 dbg_exec("BC_INST_STR:");
6559                                 r.t = BC_RESULT_STR;
6560                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->idx);
6561                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6562                                 break;
6563                         case BC_INST_POWER:
6564                         case BC_INST_MULTIPLY:
6565                         case BC_INST_DIVIDE:
6566                         case BC_INST_MODULUS:
6567                         case BC_INST_PLUS:
6568                         case BC_INST_MINUS:
6569                                 dbg_exec("BC_INST_binaryop:");
6570                                 s = zbc_program_op(inst);
6571                                 break;
6572                         case BC_INST_BOOL_NOT:
6573                                 dbg_exec("BC_INST_BOOL_NOT:");
6574                                 s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
6575                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6576                                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
6577                                 if (!bc_num_cmp(num, &G.prog.zero))
6578                                         bc_num_one(&r.d.n);
6579                                 //else bc_num_zero(&r.d.n); - already is
6580                                 bc_program_retire(&r, BC_RESULT_TEMP);
6581                                 break;
6582                         case BC_INST_NEG:
6583                                 dbg_exec("BC_INST_NEG:");
6584                                 s = zbc_program_negate();
6585                                 break;
6586 #if ENABLE_BC
6587                         case BC_INST_ASSIGN_POWER:
6588                         case BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY:
6589                         case BC_INST_ASSIGN_DIVIDE:
6590                         case BC_INST_ASSIGN_MODULUS:
6591                         case BC_INST_ASSIGN_PLUS:
6592                         case BC_INST_ASSIGN_MINUS:
6593 #endif
6594                         case BC_INST_ASSIGN:
6595                                 dbg_exec("BC_INST_ASSIGNxyz:");
6596                                 s = zbc_program_assign(inst);
6597                                 break;
6598 #if ENABLE_DC
6599                         case BC_INST_MODEXP:
6600                                 s = zbc_program_modexp();
6601                                 break;
6602                         case BC_INST_DIVMOD:
6603                                 s = zbc_program_divmod();
6604                                 break;
6605                         case BC_INST_EXECUTE:
6606                         case BC_INST_EXEC_COND:
6607                                 s = zbc_program_execStr(code, &ip->idx, inst == BC_INST_EXEC_COND);
6608                                 break;
6609                         case BC_INST_PRINT_STACK: {
6610                                 size_t idx;
6611                                 for (idx = 0; idx < G.prog.results.len; ++idx) {
6612                                         s = zbc_program_print(BC_INST_PRINT, idx);
6613                                         if (s) break;
6614                                 }
6615                                 break;
6616                         }
6617                         case BC_INST_CLEAR_STACK:
6618                                 bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6619                                 break;
6620                         case BC_INST_STACK_LEN:
6621                                 bc_program_stackLen();
6622                                 break;
6623                         case BC_INST_DUPLICATE:
6624                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 1))
6625                                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6626                                 ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
6627                                 bc_result_copy(&r, ptr);
6628                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6629                                 break;
6630                         case BC_INST_SWAP: {
6631                                 BcResult *ptr2;
6632                                 if (!BC_PROG_STACK(&G.prog.results, 2))
6633                                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6634                                 ptr = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
6635                                 ptr2 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
6636                                 memcpy(&r, ptr, sizeof(BcResult));
6637                                 memcpy(ptr, ptr2, sizeof(BcResult));
6638                                 memcpy(ptr2, &r, sizeof(BcResult));
6639                                 break;
6640                         }
6641                         case BC_INST_ASCIIFY:
6642                                 s = zbc_program_asciify();
6643                                 break;
6644                         case BC_INST_PRINT_STREAM:
6645                                 s = zbc_program_printStream();
6646                                 break;
6647                         case BC_INST_LOAD:
6648                         case BC_INST_PUSH_VAR: {
6649                                 bool copy = inst == BC_INST_LOAD;
6650                                 s = zbc_program_pushVar(code, &ip->idx, true, copy);
6651                                 break;
6652                         }
6653                         case BC_INST_PUSH_TO_VAR: {
6654                                 char *name = bc_program_name(code, &ip->idx);
6655                                 s = zbc_program_copyToVar(name, true);
6656                                 free(name);
6657                                 break;
6658                         }
6659                         case BC_INST_QUIT:
6660                                 dbg_exec("BC_INST_NEG:");
6661                                 if (G.prog.stack.len <= 2)
6662                                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6663                                 bc_vec_npop(&G.prog.stack, 2);
6664                                 break;
6665                         case BC_INST_NQUIT:
6666                                 s = zbc_program_nquit();
6667                                 break;
6668 #endif // ENABLE_DC
6669                 }
6670
6671                 if (s || G_interrupt) {
6672                         bc_program_reset();
6673                         RETURN_STATUS(s);
6674                 }
6675
6676                 fflush_and_check();
6677
6678                 // If the stack has changed, pointers may be invalid.
6679                 ip = bc_vec_top(&G.prog.stack);
6680                 func = bc_program_func(ip->func);
6681                 code = func->code.v;
6682         }
6683
6684         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6685 }
6686 #define zbc_program_exec(...) (zbc_program_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6687
6688 static unsigned bc_vm_envLen(const char *var)
6689 {
6690         char *lenv;
6691         unsigned len;
6692
6693         lenv = getenv(var);
6694         len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6695         if (!lenv) return len;
6696
6697         len = bb_strtou(lenv, NULL, 10) - 1;
6698         if (errno || len < 2 || len >= INT_MAX)
6699                 len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6700
6701         return len;
6702 }
6703
6704 static BC_STATUS zbc_vm_process(const char *text)
6705 {
6706         BcStatus s;
6707
6708         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
6709         s = zbc_parse_text_init(&G.prs, text);
6710         if (s) RETURN_STATUS(s);
6711
6712         while (G.prs.l.t.t != BC_LEX_EOF) {
6713                 dbg_lex("%s:%d G.prs.l.t.t:%d", __func__, __LINE__, G.prs.l.t.t);
6714                 s = zcommon_parse(&G.prs);
6715                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6716                 s = zbc_program_exec();
6717                 if (s) {
6718                         bc_program_reset();
6719                         break;
6720                 }
6721         }
6722
6723         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
6724         RETURN_STATUS(s);
6725 }
6726 #define zbc_vm_process(...) (zbc_vm_process(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6727
6728 static BC_STATUS zbc_vm_execute_FILE(FILE *fp, const char *filename)
6729 {
6730         // So far bc/dc have no way to include a file from another file,
6731         // therefore we know G.prog.file == NULL on entry
6732         //const char *sv_file;
6733         BcStatus s;
6734
6735         G.prog.file = filename;
6736         G.input_fp = fp;
6737         bc_lex_file(&G.prs.l);
6738
6739         do {
6740                 s = zbc_vm_process("");
6741                 // We do not stop looping on errors here if reading stdin.
6742                 // Example: start interactive bc and enter "return".
6743                 // It should say "'return' not in a function"
6744                 // but should not exit.
6745         } while (G.input_fp == stdin);
6746         G.prog.file = NULL;
6747         RETURN_STATUS(s);
6748 }
6749 #define zbc_vm_execute_FILE(...) (zbc_vm_execute_FILE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6750
6751 static BC_STATUS zbc_vm_file(const char *file)
6752 {
6753         BcStatus s;
6754         FILE *fp;
6755
6756         fp = xfopen_for_read(file);
6757         s = zbc_vm_execute_FILE(fp, file);
6758         fclose(fp);
6759
6760         RETURN_STATUS(s);
6761 }
6762 #define zbc_vm_file(...) (zbc_vm_file(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6763
6764 #if ENABLE_BC
6765 static void bc_vm_info(void)
6766 {
6767         printf("%s "BB_VER"\n"
6768                 "Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors\n"
6769         , applet_name);
6770 }
6771
6772 static void bc_args(char **argv)
6773 {
6774         unsigned opts;
6775         int i;
6776
6777         GETOPT_RESET();
6778 #if ENABLE_FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
6779         opts = option_mask32 |= getopt32long(argv, "wvsqli",
6780                 "warn\0"              No_argument "w"
6781                 "version\0"           No_argument "v"
6782                 "standard\0"          No_argument "s"
6783                 "quiet\0"             No_argument "q"
6784                 "mathlib\0"           No_argument "l"
6785                 "interactive\0"       No_argument "i"
6786         );
6787 #else
6788         opts = option_mask32 |= getopt32(argv, "wvsqli");
6789 #endif
6790         if (getenv("POSIXLY_CORRECT"))
6791                 option_mask32 |= BC_FLAG_S;
6792
6793         if (opts & BC_FLAG_V) {
6794                 bc_vm_info();
6795                 exit(0);
6796         }
6797
6798         for (i = optind; argv[i]; ++i)
6799                 bc_vec_push(&G.files, argv + i);
6800 }
6801
6802 static void bc_vm_envArgs(void)
6803 {
6804         BcVec v;
6805         char *buf;
6806         char *env_args = getenv("BC_ENV_ARGS");
6807
6808         if (!env_args) return;
6809
6810         G.env_args = xstrdup(env_args);
6811         buf = G.env_args;
6812
6813         bc_vec_init(&v, sizeof(char *), NULL);
6814
6815         while (*(buf = skip_whitespace(buf)) != '\0') {
6816                 bc_vec_push(&v, &buf);
6817                 buf = skip_non_whitespace(buf);
6818                 if (!*buf)
6819                         break;
6820                 *buf++ = '\0';
6821         }
6822
6823         // NULL terminate, and pass argv[] so that first arg is argv[1]
6824         if (sizeof(int) == sizeof(char*)) {
6825                 bc_vec_push(&v, &const_int_0);
6826         } else {
6827                 static char *const nullptr = NULL;
6828                 bc_vec_push(&v, &nullptr);
6829         }
6830         bc_args(((char **)v.v) - 1);
6831
6832         bc_vec_free(&v);
6833 }
6834
6835 static const char bc_lib[] ALIGN1 = {
6836         "scale=20"
6837 "\n"    "define e(x){"
6838 "\n"            "auto b,s,n,r,d,i,p,f,v"
6839 ////////////////"if(x<0)return(1/e(-x))" // and drop 'n' and x<0 logic below
6840 //^^^^^^^^^^^^^^^^ this would work, and is even more precise than GNU bc:
6841 //e(-.998896): GNU:.36828580434569428695
6842 //      above code:.36828580434569428696
6843 //    actual value:.3682858043456942869594...
6844 // but for now let's be "GNU compatible"
6845 "\n"            "b=ibase"
6846 "\n"            "ibase=A"
6847 "\n"            "if(x<0){"
6848 "\n"                    "n=1"
6849 "\n"                    "x=-x"
6850 "\n"            "}"
6851 "\n"            "s=scale"
6852 "\n"            "r=6+s+.44*x"
6853 "\n"            "scale=scale(x)+1"
6854 "\n"            "while(x>1){"
6855 "\n"                    "d+=1"
6856 "\n"                    "x/=2"
6857 "\n"                    "scale+=1"
6858 "\n"            "}"
6859 "\n"            "scale=r"
6860 "\n"            "r=x+1"
6861 "\n"            "p=x"
6862 "\n"            "f=v=1"
6863 "\n"            "for(i=2;v;++i){"
6864 "\n"                    "p*=x"
6865 "\n"                    "f*=i"
6866 "\n"                    "v=p/f"
6867 "\n"                    "r+=v"
6868 "\n"            "}"
6869 "\n"            "while(d--)r*=r"
6870 "\n"            "scale=s"
6871 "\n"            "ibase=b"
6872 "\n"            "if(n)return(1/r)"
6873 "\n"            "return(r/1)"
6874 "\n"    "}"
6875 "\n"    "define l(x){"
6876 "\n"            "auto b,s,r,p,a,q,i,v"
6877 "\n"            "b=ibase"
6878 "\n"            "ibase=A"
6879 "\n"            "if(x<=0){"
6880 "\n"                    "r=(1-10^scale)/1"
6881 "\n"                    "ibase=b"
6882 "\n"                    "return(r)"
6883 "\n"            "}"
6884 "\n"            "s=scale"
6885 "\n"            "scale+=6"
6886 "\n"            "p=2"
6887 "\n"            "while(x>=2){"
6888 "\n"                    "p*=2"
6889 "\n"                    "x=sqrt(x)"
6890 "\n"            "}"
6891 "\n"            "while(x<=.5){"
6892 "\n"                    "p*=2"
6893 "\n"                    "x=sqrt(x)"
6894 "\n"            "}"
6895 "\n"            "r=a=(x-1)/(x+1)"
6896 "\n"            "q=a*a"
6897 "\n"            "v=1"
6898 "\n"            "for(i=3;v;i+=2){"
6899 "\n"                    "a*=q"
6900 "\n"                    "v=a/i"
6901 "\n"                    "r+=v"
6902 "\n"            "}"
6903 "\n"            "r*=p"
6904 "\n"            "scale=s"
6905 "\n"            "ibase=b"
6906 "\n"            "return(r/1)"
6907 "\n"    "}"
6908 "\n"    "define s(x){"
6909 "\n"            "auto b,s,r,a,q,i"
6910 "\n"            "if(x<0)return(-s(-x))"
6911 "\n"            "b=ibase"
6912 "\n"            "ibase=A"
6913 "\n"            "s=scale"
6914 "\n"            "scale=1.1*s+2"
6915 "\n"            "a=a(1)"
6916 "\n"            "scale=0"
6917 "\n"            "q=(x/a+2)/4"
6918 "\n"            "x-=4*q*a"
6919 "\n"            "if(q%2)x=-x"
6920 "\n"            "scale=s+2"
6921 "\n"            "r=a=x"
6922 "\n"            "q=-x*x"
6923 "\n"            "for(i=3;a;i+=2){"
6924 "\n"                    "a*=q/(i*(i-1))"
6925 "\n"                    "r+=a"
6926 "\n"            "}"
6927 "\n"            "scale=s"
6928 "\n"            "ibase=b"
6929 "\n"            "return(r/1)"
6930 "\n"    "}"
6931 "\n"    "define c(x){"
6932 "\n"            "auto b,s"
6933 "\n"            "b=ibase"
6934 "\n"            "ibase=A"
6935 "\n"            "s=scale"
6936 "\n"            "scale*=1.2"
6937 "\n"            "x=s(2*a(1)+x)"
6938 "\n"            "scale=s"
6939 "\n"            "ibase=b"
6940 "\n"            "return(x/1)"
6941 "\n"    "}"
6942 "\n"    "define a(x){"
6943 "\n"            "auto b,s,r,n,a,m,t,f,i,u"
6944 "\n"            "b=ibase"
6945 "\n"            "ibase=A"
6946 "\n"            "n=1"
6947 "\n"            "if(x<0){"
6948 "\n"                    "n=-1"
6949 "\n"                    "x=-x"
6950 "\n"            "}"
6951 "\n"            "if(scale<65){"
6952 "\n"                    "if(x==1)return(.7853981633974483096156608458198757210492923498437764552437361480/n)"
6953 "\n"                    "if(x==.2)return(.1973955598498807583700497651947902934475851037878521015176889402/n)"
6954 "\n"            "}"
6955 "\n"            "s=scale"
6956 "\n"            "if(x>.2){"
6957 "\n"                    "scale+=5"
6958 "\n"                    "a=a(.2)"
6959 "\n"            "}"
6960 "\n"            "scale=s+3"
6961 "\n"            "while(x>.2){"
6962 "\n"                    "m+=1"
6963 "\n"                    "x=(x-.2)/(1+.2*x)"
6964 "\n"            "}"
6965 "\n"            "r=u=x"
6966 "\n"            "f=-x*x"
6967 "\n"            "t=1"
6968 "\n"            "for(i=3;t;i+=2){"
6969 "\n"                    "u*=f"
6970 "\n"                    "t=u/i"
6971 "\n"                    "r+=t"
6972 "\n"            "}"
6973 "\n"            "scale=s"
6974 "\n"            "ibase=b"
6975 "\n"            "return((m*a+r)/n)"
6976 "\n"    "}"
6977 "\n"    "define j(n,x){"
6978 "\n"            "auto b,s,o,a,i,v,f"
6979 "\n"            "b=ibase"
6980 "\n"            "ibase=A"
6981 "\n"            "s=scale"
6982 "\n"            "scale=0"
6983 "\n"            "n/=1"
6984 "\n"            "if(n<0){"
6985 "\n"                    "n=-n"
6986 "\n"                    "o=n%2"
6987 "\n"            "}"
6988 "\n"            "a=1"
6989 "\n"            "for(i=2;i<=n;++i)a*=i"
6990 "\n"            "scale=1.5*s"
6991 "\n"            "a=(x^n)/2^n/a"
6992 "\n"            "r=v=1"
6993 "\n"            "f=-x*x/4"
6994 "\n"            "scale+=length(a)-scale(a)"
6995 "\n"            "for(i=1;v;++i){"
6996 "\n"                    "v=v*f/i/(n+i)"
6997 "\n"                    "r+=v"
6998 "\n"            "}"
6999 "\n"            "scale=s"
7000 "\n"            "ibase=b"
7001 "\n"            "if(o)a=-a"
7002 "\n"            "return(a*r/1)"
7003 "\n"    "}"
7004 };
7005 #endif // ENABLE_BC
7006
7007 static BC_STATUS zbc_vm_exec(void)
7008 {
7009         BcStatus s;
7010         size_t i;
7011
7012 #if ENABLE_BC
7013         if (option_mask32 & BC_FLAG_L) {
7014                 // We know that internal library is not buggy,
7015                 // thus error checking is normally disabled.
7016 # define DEBUG_LIB 0
7017                 bc_lex_file(&G.prs.l);
7018                 s = zbc_vm_process(bc_lib);
7019                 if (DEBUG_LIB && s) RETURN_STATUS(s);
7020         }
7021 #endif
7022
7023         s = BC_STATUS_SUCCESS;
7024         for (i = 0; !s && i < G.files.len; ++i)
7025                 s = zbc_vm_file(*((char **) bc_vec_item(&G.files, i)));
7026         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && s && !G_ttyin) {
7027                 // Debug config, non-interactive mode:
7028                 // return all the way back to main.
7029                 // Non-debug builds do not come here, they exit.
7030                 RETURN_STATUS(s);
7031         }
7032
7033         if (IS_BC || (option_mask32 & BC_FLAG_I))
7034                 s = zbc_vm_execute_FILE(stdin, /*filename:*/ NULL);
7035
7036         RETURN_STATUS(s);
7037 }
7038 #define zbc_vm_exec(...) (zbc_vm_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
7039
7040 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7041 static void bc_program_free(void)
7042 {
7043         bc_num_free(&G.prog.ob);
7044 # if ENABLE_DC
7045         bc_num_free(&G.prog.strmb);
7046 # endif
7047         bc_vec_free(&G.prog.fns);
7048         bc_vec_free(&G.prog.fn_map);
7049         bc_vec_free(&G.prog.vars);
7050         bc_vec_free(&G.prog.var_map);
7051         bc_vec_free(&G.prog.arrs);
7052         bc_vec_free(&G.prog.arr_map);
7053         bc_vec_free(&G.prog.strs);
7054         bc_vec_free(&G.prog.consts);
7055         bc_vec_free(&G.prog.results);
7056         bc_vec_free(&G.prog.stack);
7057         bc_num_free(&G.prog.last);
7058         bc_num_free(&G.prog.zero);
7059         bc_num_free(&G.prog.one);
7060         bc_vec_free(&G.input_buffer);
7061 }
7062
7063 static void bc_vm_free(void)
7064 {
7065         bc_vec_free(&G.files);
7066         bc_program_free();
7067         bc_parse_free(&G.prs);
7068         free(G.env_args);
7069 }
7070 #endif
7071
7072 static void bc_program_init(void)
7073 {
7074         size_t idx;
7075         BcInstPtr ip;
7076
7077         // memset(&G.prog, 0, sizeof(G.prog)); - already is
7078         memset(&ip, 0, sizeof(BcInstPtr));
7079
7080         // G.prog.nchars = G.prog.scale = 0; - already is
7081         G.prog.ib_t = 10;
7082
7083         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.ob);
7084         bc_num_ten(&G.prog.ob);
7085         G.prog.ob_t = 10;
7086
7087 #if ENABLE_DC
7088         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.strmb);
7089         bc_num_ulong2num(&G.prog.strmb, UCHAR_MAX + 1);
7090 #endif
7091
7092         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.last);
7093         //bc_num_zero(&G.prog.last); - already is
7094
7095         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.zero);
7096         //bc_num_zero(&G.prog.zero); - already is
7097
7098         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.one);
7099         bc_num_one(&G.prog.one);
7100
7101         bc_vec_init(&G.prog.fns, sizeof(BcFunc), bc_func_free);
7102         bc_vec_init(&G.prog.fn_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7103
7104         bc_program_addFunc(xstrdup("(main)"), &idx);
7105         bc_program_addFunc(xstrdup("(read)"), &idx);
7106
7107         bc_vec_init(&G.prog.vars, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7108         bc_vec_init(&G.prog.var_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7109
7110         bc_vec_init(&G.prog.arrs, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7111         bc_vec_init(&G.prog.arr_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7112
7113         bc_vec_init(&G.prog.strs, sizeof(char *), bc_string_free);
7114         bc_vec_init(&G.prog.consts, sizeof(char *), bc_string_free);
7115         bc_vec_init(&G.prog.results, sizeof(BcResult), bc_result_free);
7116         bc_vec_init(&G.prog.stack, sizeof(BcInstPtr), NULL);
7117         bc_vec_push(&G.prog.stack, &ip);
7118
7119         bc_char_vec_init(&G.input_buffer);
7120 }
7121
7122 static int bc_vm_init(const char *env_len)
7123 {
7124 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
7125         G.line_input_state = new_line_input_t(DO_HISTORY);
7126 #endif
7127         G.prog.len = bc_vm_envLen(env_len);
7128
7129         bc_vec_init(&G.files, sizeof(char *), NULL);
7130         IF_BC(if (IS_BC) bc_vm_envArgs();)
7131         bc_program_init();
7132         bc_parse_create(&G.prs, BC_PROG_MAIN);
7133
7134 //TODO: in GNU bc, the check is (isatty(0) && isatty(1)),
7135 //-i option unconditionally enables this regardless of isatty():
7136         if (isatty(0)) {
7137 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
7138                 G_ttyin = 1;
7139                 // With SA_RESTART, most system calls will restart
7140                 // (IOW: they won't fail with EINTR).
7141                 // In particular, this means ^C won't cause
7142                 // stdout to get into "error state" if SIGINT hits
7143                 // within write() syscall.
7144                 //
7145                 // The downside is that ^C while tty input is taken
7146                 // will only be handled after [Enter] since read()
7147                 // from stdin is not interrupted by ^C either,
7148                 // it restarts, thus fgetc() does not return on ^C.
7149                 // (This problem manifests only if line editing is disabled)
7150                 signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7151
7152                 // Without SA_RESTART, this exhibits a bug:
7153                 // "while (1) print 1" and try ^C-ing it.
7154                 // Intermittently, instead of returning to input line,
7155                 // you'll get "output error: Interrupted system call"
7156                 // and exit.
7157                 //signal_no_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7158 #endif
7159                 return 1; // "tty"
7160         }
7161         return 0; // "not a tty"
7162 }
7163
7164 static BcStatus bc_vm_run(void)
7165 {
7166         BcStatus st = zbc_vm_exec();
7167 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7168         if (G_exiting) // it was actually "halt" or "quit"
7169                 st = EXIT_SUCCESS;
7170         bc_vm_free();
7171 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
7172         free_line_input_t(G.line_input_state);
7173 # endif
7174         FREE_G();
7175 #endif
7176         dbg_exec("exiting with exitcode %d", st);
7177         return st;
7178 }
7179
7180 #if ENABLE_BC
7181 int bc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7182 int bc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7183 {
7184         int is_tty;
7185
7186         INIT_G();
7187
7188         is_tty = bc_vm_init("BC_LINE_LENGTH");
7189
7190         bc_args(argv);
7191
7192         if (is_tty && !(option_mask32 & BC_FLAG_Q))
7193                 bc_vm_info();
7194
7195         return bc_vm_run();
7196 }
7197 #endif
7198
7199 #if ENABLE_DC
7200 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7201 int dc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7202 {
7203         int noscript;
7204
7205         INIT_G();
7206
7207         // TODO: dc (GNU bc 1.07.1) 1.4.1 seems to use width
7208         // 1 char wider than bc from the same package.
7209         // Both default width, and xC_LINE_LENGTH=N are wider:
7210         // "DC_LINE_LENGTH=5 dc -e'123456 p'" prints:
7211         //      |1234\   |
7212         //      |56      |
7213         // "echo '123456' | BC_LINE_LENGTH=5 bc" prints:
7214         //      |123\    |
7215         //      |456     |
7216         // Do the same, or it's a bug?
7217         bc_vm_init("DC_LINE_LENGTH");
7218
7219         // Run -e'SCRIPT' and -fFILE in order of appearance, then handle FILEs
7220         noscript = BC_FLAG_I;
7221         for (;;) {
7222                 int n = getopt(argc, argv, "e:f:x");
7223                 if (n <= 0)
7224                         break;
7225                 switch (n) {
7226                 case 'e':
7227                         noscript = 0;
7228                         n = zbc_vm_process(optarg);
7229                         if (n) return n;
7230                         break;
7231                 case 'f':
7232                         noscript = 0;
7233                         n = zbc_vm_file(optarg);
7234                         if (n) return n;
7235                         break;
7236                 case 'x':
7237                         option_mask32 |= DC_FLAG_X;
7238                         break;
7239                 default:
7240                         bb_show_usage();
7241                 }
7242         }
7243         argv += optind;
7244
7245         while (*argv) {
7246                 noscript = 0;
7247                 bc_vec_push(&G.files, argv++);
7248         }
7249
7250         option_mask32 |= noscript; // set BC_FLAG_I if we need to interpret stdin
7251
7252         return bc_vm_run();
7253 }
7254 #endif
7255
7256 #endif // not DC_SMALL