miscutils/bc.c

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