miscutils/dc.c

   1 /* vi: set sw=4 ts=4: */
   2 /*
   3  * Licensed under GPLv2 or later, see file LICENSE in this source tree.
   4  */
   5 //config:config DC
   6 //config:       bool "dc"
   7 //config:       default y
   8 //config:       help
   9 //config:         Dc is a reverse-polish desk calculator which supports unlimited
  10 //config:         precision arithmetic.
  11 //config:
  12 //config:config FEATURE_DC_LIBM
  13 //config:       bool "Enable power and exp functions (requires libm)"
  14 //config:       default y
  15 //config:       depends on DC
  16 //config:       help
  17 //config:         Enable power and exp functions.
  18 //config:         NOTE: This will require libm to be present for linking.
  19
  20 //usage:#define dc_trivial_usage
  21 //usage:       "EXPRESSION..."
  22 //usage:
  23 //usage:#define dc_full_usage "\n\n"
  24 //usage:       "Tiny RPN calculator. Operations:\n"
  25 //usage:       "+, add, -, sub, *, mul, /, div, %, mod, "IF_FEATURE_DC_LIBM("**, exp, ")"and, or, not, xor,\n"
  26 //usage:       "p - print top of the stack (without popping),\n"
  27 //usage:       "f - print entire stack,\n"
  28 //usage:       "o - pop the value and set output radix (must be 10, 16, 8 or 2).\n"
  29 //usage:       "Examples: 'dc 2 2 add p' -> 4, 'dc 8 8 mul 2 2 + / p' -> 16"
  30 //usage:
  31 //usage:#define dc_example_usage
  32 //usage:       "$ dc 2 2 + p\n"
  33 //usage:       "4\n"
  34 //usage:       "$ dc 8 8 \\* 2 2 + / p\n"
  35 //usage:       "16\n"
  36 //usage:       "$ dc 0 1 and p\n"
  37 //usage:       "0\n"
  38 //usage:       "$ dc 0 1 or p\n"
  39 //usage:       "1\n"
  40 //usage:       "$ echo 72 9 div 8 mul p | dc\n"
  41 //usage:       "64\n"
  42
  43 #include "libbb.h"
  44 #include "common_bufsiz.h"
  45 #include <math.h>
  46
  47 #if 0
  48 typedef unsigned data_t;
  49 #define DATA_FMT ""
  50 #elif 0
  51 typedef unsigned long data_t;
  52 #define DATA_FMT "l"
  53 #else
  54 typedef unsigned long long data_t;
  55 #define DATA_FMT "ll"
  56 #endif
  57
  58
  59 struct globals {
  60         unsigned pointer;
  61         unsigned base;
  62         double stack[1];
  63 } FIX_ALIASING;
  64 enum { STACK_SIZE = (COMMON_BUFSIZE - offsetof(struct globals, stack)) / sizeof(double) };
  65 #define G (*(struct globals*)bb_common_bufsiz1)
  66 #define pointer   (G.pointer   )
  67 #define base      (G.base      )
  68 #define stack     (G.stack     )
  69 #define INIT_G() do { \
  70         setup_common_bufsiz(); \
  71         base = 10; \
  72 } while (0)
  73
  74
  75 static void check_under(void)
  76 {
  77         if (pointer == 0)
  78                 bb_error_msg_and_die("stack underflow");
  79 }
  80
  81 static void push(double a)
  82 {
  83         if (pointer >= STACK_SIZE)
  84                 bb_error_msg_and_die("stack overflow");
  85         stack[pointer++] = a;
  86 }
  87
  88 static double pop(void)
  89 {
  90         check_under();
  91         return stack[--pointer];
  92 }
  93
  94 static void add(void)
  95 {
  96         push(pop() + pop());
  97 }
  98
  99 static void sub(void)
 100 {
 101         double subtrahend = pop();
 102
 103         push(pop() - subtrahend);
 104 }
 105
 106 static void mul(void)
 107 {
 108         push(pop() * pop());
 109 }
 110
 111 #if ENABLE_FEATURE_DC_LIBM
 112 static void power(void)
 113 {
 114         double topower = pop();
 115
 116         push(pow(pop(), topower));
 117 }
 118 #endif
 119
 120 static void divide(void)
 121 {
 122         double divisor = pop();
 123
 124         push(pop() / divisor);
 125 }
 126
 127 static void mod(void)
 128 {
 129         data_t d = pop();
 130
 131         push((data_t) pop() % d);
 132 }
 133
 134 static void and(void)
 135 {
 136         push((data_t) pop() & (data_t) pop());
 137 }
 138
 139 static void or(void)
 140 {
 141         push((data_t) pop() | (data_t) pop());
 142 }
 143
 144 static void eor(void)
 145 {
 146         push((data_t) pop() ^ (data_t) pop());
 147 }
 148
 149 static void not(void)
 150 {
 151         push(~(data_t) pop());
 152 }
 153
 154 static void set_output_base(void)
 155 {
 156         static const char bases[] ALIGN1 = { 2, 8, 10, 16, 0 };
 157         unsigned b = (unsigned)pop();
 158
 159         base = *strchrnul(bases, b);
 160         if (base == 0) {
 161                 bb_error_msg("error, base %u is not supported", b);
 162                 base = 10;
 163         }
 164 }
 165
 166 static void print_base(double print)
 167 {
 168         data_t x, i;
 169
 170         x = (data_t) print;
 171         if (base == 10) {
 172                 if (x == print) /* exactly representable as unsigned integer */
 173                         printf("%"DATA_FMT"u\n", x);
 174                 else
 175                         printf("%g\n", print);
 176                 return;
 177         }
 178
 179         switch (base) {
 180         case 16:
 181                 printf("%"DATA_FMT"x\n", x);
 182                 break;
 183         case 8:
 184                 printf("%"DATA_FMT"o\n", x);
 185                 break;
 186         default: /* base 2 */
 187                 i = MAXINT(data_t) - (MAXINT(data_t) >> 1);
 188                 /* i is 100000...00000 */
 189                 do {
 190                         if (x & i)
 191                                 break;
 192                         i >>= 1;
 193                 } while (i > 1);
 194                 do {
 195                         bb_putchar('1' - !(x & i));
 196                         i >>= 1;
 197                 } while (i);
 198                 bb_putchar('\n');
 199         }
 200 }
 201
 202 static void print_stack_no_pop(void)
 203 {
 204         unsigned i = pointer;
 205         while (i)
 206                 print_base(stack[--i]);
 207 }
 208
 209 static void print_no_pop(void)
 210 {
 211         check_under();
 212         print_base(stack[pointer-1]);
 213 }
 214
 215 struct op {
 216         const char name[4];
 217         void (*function) (void);
 218 };
 219
 220 static const struct op operators[] = {
 221 #if ENABLE_FEATURE_DC_LIBM
 222         {"**",  power},
 223         {"exp", power},
 224         {"pow", power},
 225 #endif
 226         {"%",   mod},
 227         {"mod", mod},
 228         {"and", and},
 229         {"or",  or},
 230         {"not", not},
 231         {"eor", eor},
 232         {"xor", eor},
 233         {"+",   add},
 234         {"add", add},
 235         {"-",   sub},
 236         {"sub", sub},
 237         {"*",   mul},
 238         {"mul", mul},
 239         {"/",   divide},
 240         {"div", divide},
 241         {"p", print_no_pop},
 242         {"f", print_stack_no_pop},
 243         {"o", set_output_base},
 244 };
 245
 246 /* Feed the stack machine */
 247 static void stack_machine(const char *argument)
 248 {
 249         char *end;
 250         double number;
 251         const struct op *o;
 252
 253  next:
 254         number = strtod(argument, &end);
 255         if (end != argument) {
 256                 argument = end;
 257                 push(number);
 258                 goto next;
 259         }
 260
 261         /* We might have matched a digit, eventually advance the argument */
 262         argument = skip_whitespace(argument);
 263
 264         if (*argument == '\0')
 265                 return;
 266
 267         o = operators;
 268         do {
 269                 char *after_name = is_prefixed_with(argument, o->name);
 270                 if (after_name) {
 271                         argument = after_name;
 272                         o->function();
 273                         goto next;
 274                 }
 275                 o++;
 276         } while (o != operators + ARRAY_SIZE(operators));
 277
 278         bb_error_msg_and_die("syntax error at '%s'", argument);
 279 }
 280
 281 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
 282 int dc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
 283 {
 284         INIT_G();
 285
 286         argv++;
 287         if (!argv[0]) {
 288                 /* take stuff from stdin if no args are given */
 289                 char *line;
 290                 while ((line = xmalloc_fgetline(stdin)) != NULL) {
 291                         stack_machine(line);
 292                         free(line);
 293                 }
 294         } else {
 295                 do {
 296                         stack_machine(*argv);
 297                 } while (*++argv);
 298         }
 299         return EXIT_SUCCESS;
 300 }