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 //applet:IF_DC(APPLET(dc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
  21
  22 //kbuild:lib-$(CONFIG_DC) += dc.o
  23
  24 //usage:#define dc_trivial_usage
  25 //usage:       "EXPRESSION..."
  26 //usage:
  27 //usage:#define dc_full_usage "\n\n"
  28 //usage:       "Tiny RPN calculator. Operations:\n"
  29 //usage:       "+, add, -, sub, *, mul, /, div, %, mod, "IF_FEATURE_DC_LIBM("**, exp, ")"and, or, not, xor,\n"
  30 //usage:       "p - print top of the stack (without popping),\n"
  31 //usage:       "f - print entire stack,\n"
  32 //usage:       "o - pop the value and set output radix (must be 10, 16, 8 or 2).\n"
  33 //usage:       "Examples: 'dc 2 2 add p' -> 4, 'dc 8 8 mul 2 2 + / p' -> 16"
  34 //usage:
  35 //usage:#define dc_example_usage
  36 //usage:       "$ dc 2 2 + p\n"
  37 //usage:       "4\n"
  38 //usage:       "$ dc 8 8 \\* 2 2 + / p\n"
  39 //usage:       "16\n"
  40 //usage:       "$ dc 0 1 and p\n"
  41 //usage:       "0\n"
  42 //usage:       "$ dc 0 1 or p\n"
  43 //usage:       "1\n"
  44 //usage:       "$ echo 72 9 div 8 mul p | dc\n"
  45 //usage:       "64\n"
  46
  47 #include "libbb.h"
  48 #include "common_bufsiz.h"
  49 #include <math.h>
  50
  51 #if 0
  52 typedef unsigned data_t;
  53 #define DATA_FMT ""
  54 #elif 0
  55 typedef unsigned long data_t;
  56 #define DATA_FMT "l"
  57 #else
  58 typedef unsigned long long data_t;
  59 #define DATA_FMT "ll"
  60 #endif
  61
  62
  63 struct globals {
  64         unsigned pointer;
  65         unsigned base;
  66         double stack[1];
  67 } FIX_ALIASING;
  68 enum { STACK_SIZE = (COMMON_BUFSIZE - offsetof(struct globals, stack)) / sizeof(double) };
  69 #define G (*(struct globals*)bb_common_bufsiz1)
  70 #define pointer   (G.pointer   )
  71 #define base      (G.base      )
  72 #define stack     (G.stack     )
  73 #define INIT_G() do { \
  74         setup_common_bufsiz(); \
  75         base = 10; \
  76 } while (0)
  77
  78
  79 static void check_under(void)
  80 {
  81         if (pointer == 0)
  82                 bb_error_msg_and_die("stack underflow");
  83 }
  84
  85 static void push(double a)
  86 {
  87         if (pointer >= STACK_SIZE)
  88                 bb_error_msg_and_die("stack overflow");
  89         stack[pointer++] = a;
  90 }
  91
  92 static double pop(void)
  93 {
  94         check_under();
  95         return stack[--pointer];
  96 }
  97
  98 static void add(void)
  99 {
 100         push(pop() + pop());
 101 }
 102
 103 static void sub(void)
 104 {
 105         double subtrahend = pop();
 106
 107         push(pop() - subtrahend);
 108 }
 109
 110 static void mul(void)
 111 {
 112         push(pop() * pop());
 113 }
 114
 115 #if ENABLE_FEATURE_DC_LIBM
 116 static void power(void)
 117 {
 118         double topower = pop();
 119
 120         push(pow(pop(), topower));
 121 }
 122 #endif
 123
 124 static void divide(void)
 125 {
 126         double divisor = pop();
 127
 128         push(pop() / divisor);
 129 }
 130
 131 static void mod(void)
 132 {
 133         data_t d = pop();
 134
 135         push((data_t) pop() % d);
 136 }
 137
 138 static void and(void)
 139 {
 140         push((data_t) pop() & (data_t) pop());
 141 }
 142
 143 static void or(void)
 144 {
 145         push((data_t) pop() | (data_t) pop());
 146 }
 147
 148 static void eor(void)
 149 {
 150         push((data_t) pop() ^ (data_t) pop());
 151 }
 152
 153 static void not(void)
 154 {
 155         push(~(data_t) pop());
 156 }
 157
 158 static void set_output_base(void)
 159 {
 160         static const char bases[] ALIGN1 = { 2, 8, 10, 16, 0 };
 161         unsigned b = (unsigned)pop();
 162
 163         base = *strchrnul(bases, b);
 164         if (base == 0) {
 165                 bb_error_msg("error, base %u is not supported", b);
 166                 base = 10;
 167         }
 168 }
 169
 170 static void print_base(double print)
 171 {
 172         data_t x, i;
 173
 174         x = (data_t) print;
 175         if (base == 10) {
 176                 if (x == print) /* exactly representable as unsigned integer */
 177                         printf("%"DATA_FMT"u\n", x);
 178                 else
 179                         printf("%g\n", print);
 180                 return;
 181         }
 182
 183         switch (base) {
 184         case 16:
 185                 printf("%"DATA_FMT"x\n", x);
 186                 break;
 187         case 8:
 188                 printf("%"DATA_FMT"o\n", x);
 189                 break;
 190         default: /* base 2 */
 191                 i = MAXINT(data_t) - (MAXINT(data_t) >> 1);
 192                 /* i is 100000...00000 */
 193                 do {
 194                         if (x & i)
 195                                 break;
 196                         i >>= 1;
 197                 } while (i > 1);
 198                 do {
 199                         bb_putchar('1' - !(x & i));
 200                         i >>= 1;
 201                 } while (i);
 202                 bb_putchar('\n');
 203         }
 204 }
 205
 206 static void print_stack_no_pop(void)
 207 {
 208         unsigned i = pointer;
 209         while (i)
 210                 print_base(stack[--i]);
 211 }
 212
 213 static void print_no_pop(void)
 214 {
 215         check_under();
 216         print_base(stack[pointer-1]);
 217 }
 218
 219 struct op {
 220         const char name[4];
 221         void (*function) (void);
 222 };
 223
 224 static const struct op operators[] = {
 225 #if ENABLE_FEATURE_DC_LIBM
 226         {"**",  power},
 227         {"exp", power},
 228         {"pow", power},
 229 #endif
 230         {"%",   mod},
 231         {"mod", mod},
 232         {"and", and},
 233         {"or",  or},
 234         {"not", not},
 235         {"eor", eor},
 236         {"xor", eor},
 237         {"+",   add},
 238         {"add", add},
 239         {"-",   sub},
 240         {"sub", sub},
 241         {"*",   mul},
 242         {"mul", mul},
 243         {"/",   divide},
 244         {"div", divide},
 245         {"p", print_no_pop},
 246         {"f", print_stack_no_pop},
 247         {"o", set_output_base},
 248 };
 249
 250 /* Feed the stack machine */
 251 static void stack_machine(const char *argument)
 252 {
 253         char *end;
 254         double number;
 255         const struct op *o;
 256
 257  next:
 258         number = strtod(argument, &end);
 259         if (end != argument) {
 260                 argument = end;
 261                 push(number);
 262                 goto next;
 263         }
 264
 265         /* We might have matched a digit, eventually advance the argument */
 266         argument = skip_whitespace(argument);
 267
 268         if (*argument == '\0')
 269                 return;
 270
 271         o = operators;
 272         do {
 273                 char *after_name = is_prefixed_with(argument, o->name);
 274                 if (after_name) {
 275                         argument = after_name;
 276                         o->function();
 277                         goto next;
 278                 }
 279                 o++;
 280         } while (o != operators + ARRAY_SIZE(operators));
 281
 282         bb_error_msg_and_die("syntax error at '%s'", argument);
 283 }
 284
 285 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
 286 int dc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
 287 {
 288         INIT_G();
 289
 290         argv++;
 291         if (!argv[0]) {
 292                 /* take stuff from stdin if no args are given */
 293                 char *line;
 294                 while ((line = xmalloc_fgetline(stdin)) != NULL) {
 295                         stack_machine(line);
 296                         free(line);
 297                 }
 298         } else {
 299                 do {
 300                         stack_machine(*argv);
 301                 } while (*++argv);
 302         }
 303         return EXIT_SUCCESS;
 304 }