miscutils/bc.c

   1 /* vi: set sw=4 ts=4: */
   2 /*
   3  * Licensed under GPLv2 or later, see file LICENSE in this source tree.
   4  * Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors.
   5  */
   6 //config:config BC
   7 //config:       bool "bc (45 kb; 49 kb when combined with dc)"
   8 //config:       default y
   9 //config:       help
  10 //config:       bc is a command-line, arbitrary-precision calculator with a
  11 //config:       Turing-complete language. See the GNU bc manual
  12 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html) and bc spec
  13 //config:       (http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/bc.html).
  14 //config:
  15 //config:       This bc has five differences to the GNU bc:
  16 //config:         1) The period (.) is a shortcut for "last", as in the BSD bc.
  17 //config:         2) Arrays are copied before being passed as arguments to
  18 //config:            functions. This behavior is required by the bc spec.
  19 //config:         3) Arrays can be passed to the builtin "length" function to get
  20 //config:            the number of elements in the array. This prints "1":
  21 //config:               a[0] = 0; length(a[])
  22 //config:         4) The precedence of the boolean "not" operator (!) is equal to
  23 //config:            that of the unary minus (-) negation operator. This still
  24 //config:            allows POSIX-compliant scripts to work while somewhat
  25 //config:            preserving expected behavior (versus C) and making parsing
  26 //config:            easier.
  27 //config:         5) "read()" accepts expressions, not only numeric literals.
  28 //config:
  29 //config:       Options:
  30 //config:         -i  --interactive  force interactive mode
  31 //config:         -q  --quiet        don't print version and copyright
  32 //config:         -s  --standard     error if any non-POSIX extensions are used
  33 //config:         -w  --warn         warn if any non-POSIX extensions are used
  34 //config:         -l  --mathlib      use predefined math routines:
  35 //config:               s(expr) sine in radians
  36 //config:               c(expr) cosine in radians
  37 //config:               a(expr) arctangent, returning radians
  38 //config:               l(expr) natural log
  39 //config:               e(expr) raises e to the power of expr
  40 //config:               j(n, x) Bessel function of integer order n of x
  41 //config:
  42 //config:config DC
  43 //config:       bool "dc (38 kb; 49 kb when combined with bc)"
  44 //config:       default y
  45 //config:       help
  46 //config:       dc is a reverse-polish notation command-line calculator which
  47 //config:       supports unlimited precision arithmetic. See the FreeBSD man page
  48 //config:       (https://www.unix.com/man-page/FreeBSD/1/dc/) and GNU dc manual
  49 //config:       (https://www.gnu.org/software/bc/manual/dc-1.05/html_mono/dc.html).
  50 //config:
  51 //config:       This dc has a few differences from the two above:
  52 //config:         1) When printing a byte stream (command "P"), this dc follows what
  53 //config:            the FreeBSD dc does.
  54 //config:         2) Implements the GNU extensions for divmod ("~") and
  55 //config:            modular exponentiation ("|").
  56 //config:         3) Implements all FreeBSD extensions, except for "J" and "M".
  57 //config:         4) Like the FreeBSD dc, this dc supports extended registers.
  58 //config:            However, they are implemented differently. When it encounters
  59 //config:            whitespace where a register should be, it skips the whitespace.
  60 //config:            If the character following is not a lowercase letter, an error
  61 //config:            is issued. Otherwise, the register name is parsed by the
  62 //config:            following regex:
  63 //config:               [a-z][a-z0-9_]*
  64 //config:            This generally means that register names will be surrounded by
  65 //config:            whitespace. Examples:
  66 //config:               l idx s temp L index S temp2 < do_thing
  67 //config:            Also note that, like the FreeBSD dc, extended registers are not
  68 //config:            allowed unless the "-x" option is given.
  69 //config:
  70 //config:config FEATURE_DC_SMALL
  71 //config:       bool "Minimal dc implementation (4.2 kb), not using bc code base"
  72 //config:       depends on DC && !BC
  73 //config:       default n
  74 //config:
  75 //config:config FEATURE_DC_LIBM
  76 //config:       bool "Enable power and exp functions (requires libm)"
  77 //config:       default y
  78 //config:       depends on FEATURE_DC_SMALL
  79 //config:       help
  80 //config:       Enable power and exp functions.
  81 //config:       NOTE: This will require libm to be present for linking.
  82 //config:
  83 //config:config FEATURE_BC_SIGNALS
  84 //config:       bool "Interactive mode (+4kb)"
  85 //config:       default y
  86 //config:       depends on (BC || DC) && !FEATURE_DC_SMALL
  87 //config:       help
  88 //config:       Enable interactive mode: when started on a tty,
  89 //config:       ^C interrupts execution and returns to command line,
  90 //config:       errors also return to command line instead of exiting,
  91 //config:       line editing with history is available.
  92 //config:
  93 //config:       With this option off, input can still be taken from tty,
  94 //config:       but all errors are fatal, ^C is fatal,
  95 //config:       tty is treated exactly the same as any other
  96 //config:       standard input (IOW: no line editing).
  97 //config:
  98 //config:config FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
  99 //config:       bool "Enable bc/dc long options"
 100 //config:       default y
 101 //config:       depends on (BC || DC) && !FEATURE_DC_SMALL
 102 //config:       help
 103 //config:       Enable long options for bc and dc.
 104
 105 //applet:IF_BC(APPLET(bc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 106 //applet:IF_DC(APPLET(dc, BB_DIR_USR_BIN, BB_SUID_DROP))
 107
 108 //kbuild:lib-$(CONFIG_BC) += bc.o
 109 //kbuild:lib-$(CONFIG_DC) += bc.o
 110
 111 //See www.gnu.org/software/bc/manual/bc.html
 112 //usage:#define bc_trivial_usage
 113 //usage:       "[-sqlw] FILE..."
 114 //usage:
 115 //usage:#define bc_full_usage "\n"
 116 //usage:     "\nArbitrary precision calculator"
 117 //usage:     "\n"
 118 ///////:     "\n        -i      Interactive" - has no effect for now
 119 //usage:     "\n        -q      Quiet"
 120 //usage:     "\n        -l      Load standard math library"
 121 //usage:     "\n        -s      Be POSIX compatible"
 122 //usage:     "\n        -w      Warn if extensions are used"
 123 ///////:     "\n        -v      Version"
 124 //usage:     "\n"
 125 //usage:     "\n$BC_LINE_LENGTH changes output width"
 126 //usage:
 127 //usage:#define bc_example_usage
 128 //usage:       "3 + 4.129\n"
 129 //usage:       "1903 - 2893\n"
 130 //usage:       "-129 * 213.28935\n"
 131 //usage:       "12 / -1932\n"
 132 //usage:       "12 % 12\n"
 133 //usage:       "34 ^ 189\n"
 134 //usage:       "scale = 13\n"
 135 //usage:       "ibase = 2\n"
 136 //usage:       "obase = A\n"
 137 //usage:
 138 //usage:#define dc_trivial_usage
 139 //usage:       IF_NOT_FEATURE_DC_SMALL("[-x] ")"[-eSCRIPT]... [-fFILE]... [FILE]..."
 140 //usage:
 141 //usage:#define dc_full_usage "\n"
 142 //usage:     "\nTiny RPN calculator. Operations:"
 143 //usage:     "\n+, -, *, /, %, ~, ^," IF_NOT_FEATURE_DC_SMALL(" |,")
 144 //usage:     "\np - print top of the stack without popping"
 145 //usage:     "\nf - print entire stack"
 146 //usage:     "\nk - pop the value and set the precision"
 147 //usage:     "\ni - pop the value and set input radix"
 148 //usage:     "\no - pop the value and set output radix"
 149 //usage:     "\nExamples: dc -e'2 2 + p' -> 4, dc -e'8 8 * 2 2 + / p' -> 16"
 150 //usage:
 151 //usage:#define dc_example_usage
 152 //usage:       "$ dc -e'2 2 + p'\n"
 153 //usage:       "4\n"
 154 //usage:       "$ dc -e'8 8 \\* 2 2 + / p'\n"
 155 //usage:       "16\n"
 156 //usage:       "$ dc -e'0 1 & p'\n"
 157 //usage:       "0\n"
 158 //usage:       "$ dc -e'0 1 | p'\n"
 159 //usage:       "1\n"
 160 //usage:       "$ echo '72 9 / 8 * p' | dc\n"
 161 //usage:       "64\n"
 162
 163 #include "libbb.h"
 164 #include "common_bufsiz.h"
 165
 166 #if ENABLE_FEATURE_DC_SMALL
 167 # include "dc.c"
 168 #else
 169
 170 #define DEBUG_LEXER   0
 171 #define DEBUG_COMPILE 0
 172 #define DEBUG_EXEC    0
 173 // This can be left enabled for production as well:
 174 #define SANITY_CHECKS 1
 175
 176 #if DEBUG_LEXER
 177 static uint8_t lex_indent;
 178 #define dbg_lex(...) \
 179         do { \
 180                 fprintf(stderr, "%*s", lex_indent, ""); \
 181                 bb_error_msg(__VA_ARGS__); \
 182         } while (0)
 183 #define dbg_lex_enter(...) \
 184         do { \
 185                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
 186                 lex_indent++; \
 187         } while (0)
 188 #define dbg_lex_done(...) \
 189         do { \
 190                 lex_indent--; \
 191                 dbg_lex(__VA_ARGS__); \
 192         } while (0)
 193 #else
 194 # define dbg_lex(...)       ((void)0)
 195 # define dbg_lex_enter(...) ((void)0)
 196 # define dbg_lex_done(...)  ((void)0)
 197 #endif
 198
 199 #if DEBUG_COMPILE
 200 # define dbg_compile(...) bb_error_msg(__VA_ARGS__)
 201 #else
 202 # define dbg_compile(...) ((void)0)
 203 #endif
 204
 205 #if DEBUG_EXEC
 206 # define dbg_exec(...) bb_error_msg(__VA_ARGS__)
 207 #else
 208 # define dbg_exec(...) ((void)0)
 209 #endif
 210
 211 typedef enum BcStatus {
 212         BC_STATUS_SUCCESS = 0,
 213         BC_STATUS_FAILURE = 1,
 214         BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP = 2, // bc_parse_expr_empty_ok() uses this
 215 } BcStatus;
 216
 217 #define BC_VEC_INVALID_IDX ((size_t) -1)
 218 #define BC_VEC_START_CAP (1 << 5)
 219
 220 typedef void (*BcVecFree)(void *) FAST_FUNC;
 221
 222 typedef struct BcVec {
 223         char *v;
 224         size_t len;
 225         size_t cap;
 226         size_t size;
 227         BcVecFree dtor;
 228 } BcVec;
 229
 230 typedef signed char BcDig;
 231
 232 typedef struct BcNum {
 233         BcDig *restrict num;
 234         size_t rdx;
 235         size_t len;
 236         size_t cap;
 237         bool neg;
 238 } BcNum;
 239
 240 #define BC_NUM_MAX_IBASE        ((unsigned long) 16)
 241 // larger value might speed up BIGNUM calculations a bit:
 242 #define BC_NUM_DEF_SIZE         (16)
 243 #define BC_NUM_PRINT_WIDTH      (69)
 244
 245 #define BC_NUM_KARATSUBA_LEN    (32)
 246
 247 typedef enum BcInst {
 248 #if ENABLE_BC
 249         BC_INST_INC_PRE,
 250         BC_INST_DEC_PRE,
 251         BC_INST_INC_POST,
 252         BC_INST_DEC_POST,
 253 #endif
 254         XC_INST_NEG,            // order
 255
 256         XC_INST_REL_EQ,         // should
 257         XC_INST_REL_LE,         // match
 258         XC_INST_REL_GE,         // LEX
 259         XC_INST_REL_NE,         // constants
 260         XC_INST_REL_LT,         // for
 261         XC_INST_REL_GT,         // these
 262
 263         XC_INST_POWER,          // operations
 264         XC_INST_MULTIPLY,       // |
 265         XC_INST_DIVIDE,         // |
 266         XC_INST_MODULUS,        // |
 267         XC_INST_PLUS,           // |
 268         XC_INST_MINUS,          // |
 269
 270         XC_INST_BOOL_NOT,       // |
 271         XC_INST_BOOL_OR,        // |
 272         XC_INST_BOOL_AND,       // |
 273 #if ENABLE_BC
 274         BC_INST_ASSIGN_POWER,   // |
 275         BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY,// |
 276         BC_INST_ASSIGN_DIVIDE,  // |
 277         BC_INST_ASSIGN_MODULUS, // |
 278         BC_INST_ASSIGN_PLUS,    // |
 279         BC_INST_ASSIGN_MINUS,   // |
 280 #endif
 281         XC_INST_ASSIGN,         // V
 282
 283         XC_INST_NUM,
 284         XC_INST_VAR,
 285         XC_INST_ARRAY_ELEM,
 286         XC_INST_ARRAY,
 287         XC_INST_SCALE_FUNC,
 288
 289         XC_INST_IBASE,       // order of these constans should match other enums
 290         XC_INST_OBASE,       // order of these constans should match other enums
 291         XC_INST_SCALE,       // order of these constans should match other enums
 292         IF_BC(BC_INST_LAST,) // order of these constans should match other enums
 293         XC_INST_LENGTH,
 294         XC_INST_READ,
 295         XC_INST_SQRT,
 296
 297         XC_INST_PRINT,
 298         XC_INST_PRINT_POP,
 299         XC_INST_STR,
 300         XC_INST_PRINT_STR,
 301
 302 #if ENABLE_BC
 303         BC_INST_HALT,
 304         BC_INST_JUMP,
 305         BC_INST_JUMP_ZERO,
 306
 307         BC_INST_CALL,
 308         BC_INST_RET0,
 309 #endif
 310         XC_INST_RET,
 311
 312         XC_INST_POP,
 313 #if ENABLE_DC
 314         DC_INST_POP_EXEC,
 315
 316         DC_INST_MODEXP,
 317         DC_INST_DIVMOD,
 318
 319         DC_INST_EXECUTE,
 320         DC_INST_EXEC_COND,
 321
 322         DC_INST_ASCIIFY,
 323         DC_INST_PRINT_STREAM,
 324
 325         DC_INST_PRINT_STACK,
 326         DC_INST_CLEAR_STACK,
 327         DC_INST_STACK_LEN,
 328         DC_INST_DUPLICATE,
 329         DC_INST_SWAP,
 330
 331         DC_INST_LOAD,
 332         DC_INST_PUSH_VAR,
 333         DC_INST_PUSH_TO_VAR,
 334
 335         DC_INST_QUIT,
 336         DC_INST_NQUIT,
 337
 338         DC_INST_INVALID = -1,
 339 #endif
 340 } BcInst;
 341
 342 typedef struct BcId {
 343         char *name;
 344         size_t idx;
 345 } BcId;
 346
 347 typedef struct BcFunc {
 348         BcVec code;
 349         IF_BC(BcVec labels;)
 350         IF_BC(BcVec autos;)
 351         IF_BC(BcVec strs;)
 352         IF_BC(BcVec consts;)
 353         IF_BC(size_t nparams;)
 354 } BcFunc;
 355
 356 typedef enum BcResultType {
 357         XC_RESULT_TEMP,
 358
 359         XC_RESULT_VAR,
 360         XC_RESULT_ARRAY_ELEM,
 361         XC_RESULT_ARRAY,
 362
 363         XC_RESULT_STR,
 364
 365         //code uses "inst - XC_INST_IBASE + XC_RESULT_IBASE" construct,
 366         XC_RESULT_IBASE,       // relative order should match for: XC_INST_IBASE
 367         XC_RESULT_OBASE,       // relative order should match for: XC_INST_OBASE
 368         XC_RESULT_SCALE,       // relative order should match for: XC_INST_SCALE
 369         IF_BC(BC_RESULT_LAST,) // relative order should match for: BC_INST_LAST
 370         XC_RESULT_CONSTANT,
 371         IF_BC(BC_RESULT_ONE,)
 372 } BcResultType;
 373
 374 typedef union BcResultData {
 375         BcNum n;
 376         BcVec v;
 377         BcId id;
 378 } BcResultData;
 379
 380 typedef struct BcResult {
 381         BcResultType t;
 382         BcResultData d;
 383 } BcResult;
 384
 385 typedef struct BcInstPtr {
 386         size_t func;
 387         size_t inst_idx;
 388         IF_BC(size_t results_len_before_call;)
 389 } BcInstPtr;
 390
 391 typedef enum BcLexType {
 392         XC_LEX_EOF,
 393         XC_LEX_INVALID,
 394
 395         XC_LEX_NLINE,
 396         XC_LEX_WHITESPACE,
 397         XC_LEX_STR,
 398         XC_LEX_NAME,
 399         XC_LEX_NUMBER,
 400
 401         XC_LEX_1st_op,
 402         XC_LEX_NEG = XC_LEX_1st_op,     // order
 403
 404         XC_LEX_OP_REL_EQ,               // should
 405         XC_LEX_OP_REL_LE,               // match
 406         XC_LEX_OP_REL_GE,               // INST
 407         XC_LEX_OP_REL_NE,               // constants
 408         XC_LEX_OP_REL_LT,               // for
 409         XC_LEX_OP_REL_GT,               // these
 410
 411         XC_LEX_OP_POWER,                // operations
 412         XC_LEX_OP_MULTIPLY,             // |
 413         XC_LEX_OP_DIVIDE,               // |
 414         XC_LEX_OP_MODULUS,              // |
 415         XC_LEX_OP_PLUS,                 // |
 416         XC_LEX_OP_MINUS,                // |
 417         XC_LEX_OP_last = XC_LEX_OP_MINUS,
 418 #if ENABLE_BC
 419         BC_LEX_OP_BOOL_NOT,             // |
 420         BC_LEX_OP_BOOL_OR,              // |
 421         BC_LEX_OP_BOOL_AND,             // |
 422
 423         BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER,         // |
 424         BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY,      // |
 425         BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE,        // |
 426         BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS,       // |
 427         BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS,          // |
 428         BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS,         // |
 429
 430         BC_LEX_OP_ASSIGN,               // V
 431
 432         BC_LEX_OP_INC,
 433         BC_LEX_OP_DEC,
 434
 435         BC_LEX_LPAREN, // () are 0x28 and 0x29
 436         BC_LEX_RPAREN, // must be LPAREN+1: code uses (c - '(' + BC_LEX_LPAREN)
 437
 438         BC_LEX_LBRACKET, // [] are 0x5B and 5D
 439         BC_LEX_COMMA,
 440         BC_LEX_RBRACKET, // must be LBRACKET+2: code uses (c - '[' + BC_LEX_LBRACKET)
 441
 442         BC_LEX_LBRACE, // {} are 0x7B and 0x7D
 443         BC_LEX_SCOLON,
 444         BC_LEX_RBRACE, // must be LBRACE+2: code uses (c - '{' + BC_LEX_LBRACE)
 445
 446         BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 447         BC_LEX_KEY_AUTO = BC_LEX_KEY_1st_keyword,
 448         BC_LEX_KEY_BREAK,
 449         BC_LEX_KEY_CONTINUE,
 450         BC_LEX_KEY_DEFINE,
 451         BC_LEX_KEY_ELSE,
 452         BC_LEX_KEY_FOR,
 453         BC_LEX_KEY_HALT,
 454         // code uses "type - BC_LEX_KEY_IBASE + XC_INST_IBASE" construct,
 455         BC_LEX_KEY_IBASE,       // relative order should match for: XC_INST_IBASE
 456         BC_LEX_KEY_OBASE,       // relative order should match for: XC_INST_OBASE
 457         BC_LEX_KEY_IF,
 458         IF_BC(BC_LEX_KEY_LAST,) // relative order should match for: BC_INST_LAST
 459         BC_LEX_KEY_LENGTH,
 460         BC_LEX_KEY_LIMITS,
 461         BC_LEX_KEY_PRINT,
 462         BC_LEX_KEY_QUIT,
 463         BC_LEX_KEY_READ,
 464         BC_LEX_KEY_RETURN,
 465         BC_LEX_KEY_SCALE,
 466         BC_LEX_KEY_SQRT,
 467         BC_LEX_KEY_WHILE,
 468 #endif // ENABLE_BC
 469
 470 #if ENABLE_DC
 471         DC_LEX_OP_BOOL_NOT = XC_LEX_OP_last + 1,
 472         DC_LEX_OP_ASSIGN,
 473
 474         DC_LEX_LPAREN,
 475         DC_LEX_SCOLON,
 476         DC_LEX_READ,
 477         DC_LEX_IBASE,
 478         DC_LEX_SCALE,
 479         DC_LEX_OBASE,
 480         DC_LEX_LENGTH,
 481         DC_LEX_PRINT,
 482         DC_LEX_QUIT,
 483         DC_LEX_SQRT,
 484         DC_LEX_LBRACE,
 485
 486         DC_LEX_EQ_NO_REG,
 487         DC_LEX_OP_MODEXP,
 488         DC_LEX_OP_DIVMOD,
 489
 490         DC_LEX_COLON,
 491         DC_LEX_ELSE,
 492         DC_LEX_EXECUTE,
 493         DC_LEX_PRINT_STACK,
 494         DC_LEX_CLEAR_STACK,
 495         DC_LEX_STACK_LEVEL,
 496         DC_LEX_DUPLICATE,
 497         DC_LEX_SWAP,
 498         DC_LEX_POP,
 499
 500         DC_LEX_ASCIIFY,
 501         DC_LEX_PRINT_STREAM,
 502
 503         // code uses "t - DC_LEX_STORE_IBASE + XC_INST_IBASE" construct,
 504         DC_LEX_STORE_IBASE,  // relative order should match for: XC_INST_IBASE
 505         DC_LEX_STORE_OBASE,  // relative order should match for: XC_INST_OBASE
 506         DC_LEX_STORE_SCALE,  // relative order should match for: XC_INST_SCALE
 507         DC_LEX_LOAD,
 508         DC_LEX_LOAD_POP,
 509         DC_LEX_STORE_PUSH,
 510         DC_LEX_PRINT_POP,
 511         DC_LEX_NQUIT,
 512         DC_LEX_SCALE_FACTOR,
 513 #endif
 514 } BcLexType;
 515 // must match order of BC_LEX_KEY_foo etc above
 516 #if ENABLE_BC
 517 struct BcLexKeyword {
 518         char name8[8];
 519 };
 520 #define BC_LEX_KW_ENTRY(a, b) \
 521         { .name8 = a /*, .posix = b */ }
 522 static const struct BcLexKeyword bc_lex_kws[20] = {
 523         BC_LEX_KW_ENTRY("auto"    , 1), // 0
 524         BC_LEX_KW_ENTRY("break"   , 1), // 1
 525         BC_LEX_KW_ENTRY("continue", 0), // 2 note: this one has no terminating NUL
 526         BC_LEX_KW_ENTRY("define"  , 1), // 3
 527         BC_LEX_KW_ENTRY("else"    , 0), // 4
 528         BC_LEX_KW_ENTRY("for"     , 1), // 5
 529         BC_LEX_KW_ENTRY("halt"    , 0), // 6
 530         BC_LEX_KW_ENTRY("ibase"   , 1), // 7
 531         BC_LEX_KW_ENTRY("obase"   , 1), // 8
 532         BC_LEX_KW_ENTRY("if"      , 1), // 9
 533         BC_LEX_KW_ENTRY("last"    , 0), // 10
 534         BC_LEX_KW_ENTRY("length"  , 1), // 11
 535         BC_LEX_KW_ENTRY("limits"  , 0), // 12
 536         BC_LEX_KW_ENTRY("print"   , 0), // 13
 537         BC_LEX_KW_ENTRY("quit"    , 1), // 14
 538         BC_LEX_KW_ENTRY("read"    , 0), // 15
 539         BC_LEX_KW_ENTRY("return"  , 1), // 16
 540         BC_LEX_KW_ENTRY("scale"   , 1), // 17
 541         BC_LEX_KW_ENTRY("sqrt"    , 1), // 18
 542         BC_LEX_KW_ENTRY("while"   , 1), // 19
 543 };
 544 #undef BC_LEX_KW_ENTRY
 545 #define STRING_else  (bc_lex_kws[4].name8)
 546 #define STRING_for   (bc_lex_kws[5].name8)
 547 #define STRING_if    (bc_lex_kws[9].name8)
 548 #define STRING_while (bc_lex_kws[19].name8)
 549 enum {
 550         POSIX_KWORD_MASK = 0
 551                 | (1 << 0)  // 0
 552                 | (1 << 1)  // 1
 553                 | (0 << 2)  // 2
 554                 | (1 << 3)  // 3
 555                 | (0 << 4)  // 4
 556                 | (1 << 5)  // 5
 557                 | (0 << 6)  // 6
 558                 | (1 << 7)  // 7
 559                 | (1 << 8)  // 8
 560                 | (1 << 9)  // 9
 561                 | (0 << 10) // 10
 562                 | (1 << 11) // 11
 563                 | (0 << 12) // 12
 564                 | (0 << 13) // 13
 565                 | (1 << 14) // 14
 566                 | (0 << 15) // 15
 567                 | (1 << 16) // 16
 568                 | (1 << 17) // 17
 569                 | (1 << 18) // 18
 570                 | (1 << 19) // 19
 571 };
 572 #define bc_lex_kws_POSIX(i) ((1 << (i)) & POSIX_KWORD_MASK)
 573
 574 // This is a bit array that corresponds to token types. An entry is
 575 // true if the token is valid in an expression, false otherwise.
 576 // Used to figure out when expr parsing should stop *without error message*
 577 // - 0 element indicates this condition. 1 means "this token is to be eaten
 578 // as part of the expression", it can then still be determined to be invalid
 579 // by later processing.
 580 enum {
 581 #define EXBITS(a,b,c,d,e,f,g,h) \
 582         ((uint64_t)((a << 0)+(b << 1)+(c << 2)+(d << 3)+(e << 4)+(f << 5)+(g << 6)+(h << 7)))
 583         BC_PARSE_EXPRS_BITS = 0              // corresponding BC_LEX_xyz:
 584         + (EXBITS(0,0,0,0,0,1,1,1) << (0*8)) //  0: EOF    INVAL  NL     WS     STR    NAME   NUM    -
 585         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (1*8)) //  8: ==     <=     >=     !=     <      >      ^      *
 586         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (2*8)) // 16: /      %      +      -      !      ||     &&     ^=
 587         + (EXBITS(1,1,1,1,1,1,1,1) << (3*8)) // 24: *=     /=     %=     +=     -=     =      ++     --
 588         + (EXBITS(1,1,0,0,0,0,0,0) << (4*8)) // 32: (      )      [      ,      ]      {      ;      }
 589         + (EXBITS(0,0,0,0,0,0,0,1) << (5*8)) // 40: auto   break  cont   define else   for    halt   ibase
 590         + (EXBITS(1,0,1,1,0,0,0,1) << (6*8)) // 48: obase  if     last   length limits print  quit   read
 591         + (EXBITS(0,1,1,0,0,0,0,0) << (7*8)) // 56: return scale  sqrt   while
 592 #undef EXBITS
 593 };
 594 static ALWAYS_INLINE long lex_allowed_in_bc_expr(unsigned i)
 595 {
 596 #if ULONG_MAX > 0xffffffff
 597         // 64-bit version (will not work correctly for 32-bit longs!)
 598         return BC_PARSE_EXPRS_BITS & (1UL << i);
 599 #else
 600         // 32-bit version
 601         unsigned long m = (uint32_t)BC_PARSE_EXPRS_BITS;
 602         if (i >= 32) {
 603                 m = (uint32_t)(BC_PARSE_EXPRS_BITS >> 32);
 604                 i &= 31;
 605         }
 606         return m & (1UL << i);
 607 #endif
 608 }
 609
 610 // This is an array of data for operators that correspond to
 611 // [XC_LEX_1st_op...] token types.
 612 static const uint8_t bc_parse_ops[] = {
 613 #define OP(p,l) ((int)(l) * 0x10 + (p))
 614         OP(1, false), // neg
 615         OP(6, true ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true  ), OP( 6, true ), // == <= >= != < >
 616         OP(2, false), // pow
 617         OP(3, true ), OP( 3, true  ), OP( 3, true  ), // mul div mod
 618         OP(4, true ), OP( 4, true  ), // + -
 619         OP(1, false), // not
 620         OP(7, true ), OP( 7, true  ), // or and
 621         OP(5, false), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), OP( 5, false ), // ^= *= /= %= +=
 622         OP(5, false), OP( 5, false ), // -= =
 623         OP(0, false), OP( 0, false ), // inc dec
 624 #undef OP
 625 };
 626 #define bc_parse_op_PREC(i) (bc_parse_ops[i] & 0x0f)
 627 #define bc_parse_op_LEFT(i) (bc_parse_ops[i] & 0x10)
 628 #endif // ENABLE_BC
 629
 630 #if ENABLE_DC
 631 static const //BcLexType - should be this type
 632 uint8_t
 633 dc_char_to_LEX[] = {
 634         /* %&'( */
 635         XC_LEX_OP_MODULUS, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_LPAREN,
 636         /* )*+, */
 637         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_OP_MULTIPLY, XC_LEX_OP_PLUS, XC_LEX_INVALID,
 638         /* -./ */
 639         XC_LEX_OP_MINUS, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_OP_DIVIDE,
 640         /* 0123456789 */
 641         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
 642         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
 643         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
 644         /* :;<=>?@ */
 645         DC_LEX_COLON, DC_LEX_SCOLON, XC_LEX_OP_REL_GT, XC_LEX_OP_REL_EQ,
 646         XC_LEX_OP_REL_LT, DC_LEX_READ, XC_LEX_INVALID,
 647         /* ABCDEFGH */
 648         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
 649         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_EQ_NO_REG, XC_LEX_INVALID,
 650         /* IJKLMNOP */
 651         DC_LEX_IBASE, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_SCALE, DC_LEX_LOAD_POP,
 652         XC_LEX_INVALID, DC_LEX_OP_BOOL_NOT, DC_LEX_OBASE, DC_LEX_PRINT_STREAM,
 653         /* QRSTUVWXY */
 654         DC_LEX_NQUIT, DC_LEX_POP, DC_LEX_STORE_PUSH, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
 655         XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_SCALE_FACTOR, XC_LEX_INVALID,
 656         /* Z[\] */
 657         DC_LEX_LENGTH, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
 658         /* ^_` */
 659         XC_LEX_OP_POWER, XC_LEX_NEG, XC_LEX_INVALID,
 660         /* abcdefgh */
 661         DC_LEX_ASCIIFY, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_CLEAR_STACK, DC_LEX_DUPLICATE,
 662         DC_LEX_ELSE, DC_LEX_PRINT_STACK, XC_LEX_INVALID, XC_LEX_INVALID,
 663         /* ijklmnop */
 664         DC_LEX_STORE_IBASE, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_STORE_SCALE, DC_LEX_LOAD,
 665         XC_LEX_INVALID, DC_LEX_PRINT_POP, DC_LEX_STORE_OBASE, DC_LEX_PRINT,
 666         /* qrstuvwx */
 667         DC_LEX_QUIT, DC_LEX_SWAP, DC_LEX_OP_ASSIGN, XC_LEX_INVALID,
 668         XC_LEX_INVALID, DC_LEX_SQRT, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_EXECUTE,
 669         /* yz */
 670         XC_LEX_INVALID, DC_LEX_STACK_LEVEL,
 671         /* {|}~ */
 672         DC_LEX_LBRACE, DC_LEX_OP_MODEXP, XC_LEX_INVALID, DC_LEX_OP_DIVMOD,
 673 };
 674 static const //BcInst - should be this type. Using signed narrow type since DC_INST_INVALID is -1
 675 int8_t
 676 dc_LEX_to_INST[] = { // starts at XC_LEX_OP_POWER       // corresponding XC/DC_LEX_xyz:
 677         XC_INST_POWER,       XC_INST_MULTIPLY,          // OP_POWER     OP_MULTIPLY
 678         XC_INST_DIVIDE,      XC_INST_MODULUS,           // OP_DIVIDE    OP_MODULUS
 679         XC_INST_PLUS,        XC_INST_MINUS,             // OP_PLUS      OP_MINUS
 680         XC_INST_BOOL_NOT,                               // DC_LEX_OP_BOOL_NOT
 681         DC_INST_INVALID,                                // DC_LEX_OP_ASSIGN
 682         XC_INST_REL_GT,                                 // DC_LEX_LPAREN
 683         DC_INST_INVALID,                                // DC_LEX_SCOLON
 684         DC_INST_INVALID,                                // DC_LEX_READ
 685         XC_INST_IBASE,                                  // DC_LEX_IBASE
 686         XC_INST_SCALE,                                  // DC_LEX_SCALE
 687         XC_INST_OBASE,                                  // DC_LEX_OBASE
 688         XC_INST_LENGTH,                                 // DC_LEX_LENGTH
 689         XC_INST_PRINT,                                  // DC_LEX_PRINT
 690         DC_INST_QUIT,                                   // DC_LEX_QUIT
 691         XC_INST_SQRT,                                   // DC_LEX_SQRT
 692         XC_INST_REL_GE,                                 // DC_LEX_LBRACE
 693         XC_INST_REL_EQ,                                 // DC_LEX_EQ_NO_REG
 694         DC_INST_MODEXP,      DC_INST_DIVMOD,            // OP_MODEXP    OP_DIVMOD
 695         DC_INST_INVALID,     DC_INST_INVALID,           // COLON        ELSE
 696         DC_INST_EXECUTE,                                // EXECUTE
 697         DC_INST_PRINT_STACK, DC_INST_CLEAR_STACK,       // PRINT_STACK  CLEAR_STACK
 698         DC_INST_STACK_LEN,   DC_INST_DUPLICATE,         // STACK_LEVEL  DUPLICATE
 699         DC_INST_SWAP,        XC_INST_POP,               // SWAP         POP
 700         DC_INST_ASCIIFY,     DC_INST_PRINT_STREAM,      // ASCIIFY      PRINT_STREAM
 701         DC_INST_INVALID,     DC_INST_INVALID,           // STORE_IBASE  STORE_OBASE
 702         DC_INST_INVALID,     DC_INST_INVALID,           // STORE_SCALE  LOAD
 703         DC_INST_INVALID,     DC_INST_INVALID,           // LOAD_POP     STORE_PUSH
 704         XC_INST_PRINT,       DC_INST_NQUIT,             // PRINT_POP    NQUIT
 705         XC_INST_SCALE_FUNC,                             // SCALE_FACTOR
 706         // DC_INST_INVALID in this table either means that corresponding LEX
 707         // is not possible for dc, or that it does not compile one-to-one
 708         // to a single INST.
 709 };
 710 #endif // ENABLE_DC
 711
 712 typedef struct BcLex {
 713         const char *buf;
 714         const char *lex_next_at; // last lex_next() was called at this string
 715         size_t i;
 716         size_t line;
 717         size_t len;
 718         bool   newline;
 719         smallint lex;      // was BcLexType
 720         smallint lex_last; // was BcLexType
 721         BcVec  lex_buf;
 722 } BcLex;
 723
 724 #define BC_PARSE_STREND         (0xff)
 725
 726 #if ENABLE_BC
 727 # define BC_PARSE_REL           (1 << 0)
 728 # define BC_PARSE_PRINT         (1 << 1)
 729 # define BC_PARSE_ARRAY         (1 << 2)
 730 # define BC_PARSE_NOCALL        (1 << 3)
 731 #endif
 732
 733 typedef struct BcParse {
 734         BcLex l;
 735
 736         IF_BC(BcVec exits;)
 737         IF_BC(BcVec conds;)
 738         IF_BC(BcVec ops;)
 739
 740         BcFunc *func;
 741         size_t fidx;
 742
 743         IF_BC(size_t in_funcdef;)
 744 } BcParse;
 745
 746 typedef struct BcProgram {
 747         size_t len;
 748         size_t nchars;
 749
 750         size_t scale;
 751         size_t ib_t;
 752         size_t ob_t;
 753
 754         BcVec results;
 755         BcVec exestack;
 756
 757         BcVec fns;
 758         IF_BC(BcVec fn_map;)
 759
 760         BcVec vars;
 761         BcVec var_map;
 762
 763         BcVec arrs;
 764         BcVec arr_map;
 765
 766         IF_DC(BcVec strs;)
 767         IF_DC(BcVec consts;)
 768
 769         const char *file;
 770
 771         BcNum zero;
 772         IF_BC(BcNum one;)
 773         IF_BC(BcNum last;)
 774 } BcProgram;
 775
 776 #define BC_PROG_MAIN (0)
 777 #define BC_PROG_READ (1)
 778 #if ENABLE_DC
 779 #define BC_PROG_REQ_FUNCS (2)
 780 #endif
 781
 782 #define BC_PROG_STR(n) (!(n)->num && !(n)->cap)
 783 #define BC_PROG_NUM(r, n) \
 784         ((r)->t != XC_RESULT_ARRAY && (r)->t != XC_RESULT_STR && !BC_PROG_STR(n))
 785
 786 #define BC_FLAG_W (1 << 0)
 787 #define BC_FLAG_V (1 << 1)
 788 #define BC_FLAG_S (1 << 2)
 789 #define BC_FLAG_Q (1 << 3)
 790 #define BC_FLAG_L (1 << 4)
 791 #define BC_FLAG_I (1 << 5)
 792 #define DC_FLAG_X (1 << 6)
 793
 794 #define BC_MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
 795 #define BC_MIN(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
 796
 797 #define BC_MAX_OBASE    ((unsigned) 999)
 798 #define BC_MAX_DIM      ((unsigned) INT_MAX)
 799 #define BC_MAX_SCALE    ((unsigned) UINT_MAX)
 800 #define BC_MAX_STRING   ((unsigned) UINT_MAX - 1)
 801 #define BC_MAX_NUM      BC_MAX_STRING
 802 // Unused apart from "limits" message. Just show a "biggish number" there.
 803 //#define BC_MAX_NAME     BC_MAX_STRING
 804 //#define BC_MAX_EXP      ((unsigned long) LONG_MAX)
 805 //#define BC_MAX_VARS     ((unsigned long) SIZE_MAX - 1)
 806 #define BC_MAX_NAME_STR "999999999"
 807 #define BC_MAX_EXP_STR  "999999999"
 808 #define BC_MAX_VARS_STR "999999999"
 809
 810 #define BC_MAX_OBASE_STR "999"
 811
 812 #if INT_MAX == 2147483647
 813 # define BC_MAX_DIM_STR "2147483647"
 814 #elif INT_MAX == 9223372036854775807
 815 # define BC_MAX_DIM_STR "9223372036854775807"
 816 #else
 817 # error Strange INT_MAX
 818 #endif
 819
 820 #if UINT_MAX == 4294967295
 821 # define BC_MAX_SCALE_STR  "4294967295"
 822 # define BC_MAX_STRING_STR "4294967294"
 823 #elif UINT_MAX == 18446744073709551615
 824 # define BC_MAX_SCALE_STR  "18446744073709551615"
 825 # define BC_MAX_STRING_STR "18446744073709551614"
 826 #else
 827 # error Strange UINT_MAX
 828 #endif
 829 #define BC_MAX_NUM_STR BC_MAX_STRING_STR
 830
 831 struct globals {
 832         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(smallint ttyin;)
 833         IF_FEATURE_CLEAN_UP(smallint exiting;)
 834
 835         BcParse prs;
 836         BcProgram prog;
 837
 838         // For error messages. Can be set to current parsed line,
 839         // or [TODO] to current executing line (can be before last parsed one)
 840         unsigned err_line;
 841
 842         BcVec files;
 843         BcVec input_buffer;
 844         FILE *input_fp;
 845
 846         char *env_args;
 847
 848 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
 849         line_input_t *line_input_state;
 850 #endif
 851 } FIX_ALIASING;
 852 #define G (*ptr_to_globals)
 853 #define INIT_G() do { \
 854         SET_PTR_TO_GLOBALS(xzalloc(sizeof(G))); \
 855 } while (0)
 856 #define FREE_G() do { \
 857         FREE_PTR_TO_GLOBALS(); \
 858 } while (0)
 859 #define G_posix (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_S))
 860 #define G_warn  (ENABLE_BC && (option_mask32 & BC_FLAG_W))
 861 #define G_exreg (ENABLE_DC && (option_mask32 & DC_FLAG_X))
 862 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
 863 # define G_interrupt bb_got_signal
 864 # define G_ttyin     G.ttyin
 865 #else
 866 # define G_interrupt 0
 867 # define G_ttyin     0
 868 #endif
 869 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 870 # define G_exiting G.exiting
 871 #else
 872 # define G_exiting 0
 873 #endif
 874 #define IS_BC (ENABLE_BC && (!ENABLE_DC || applet_name[0] == 'b'))
 875 #define IS_DC (ENABLE_DC && (!ENABLE_BC || applet_name[0] != 'b'))
 876
 877 // In configurations where errors abort instead of propagating error
 878 // return code up the call chain, functions returning BC_STATUS
 879 // actually don't return anything, they always succeed and return "void".
 880 // A macro wrapper is provided, which makes this statement work:
 881 //  s = zbc_func(...)
 882 // and makes it visible to the compiler that s is always zero,
 883 // allowing compiler to optimize dead code after the statement.
 884 //
 885 // To make code more readable, each such function has a "z"
 886 // ("always returning zero") prefix, i.e. zbc_foo or zdc_foo.
 887 //
 888 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS || ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 889 # define ERRORS_ARE_FATAL 0
 890 # define ERRORFUNC        /*nothing*/
 891 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  a
 892 # define BC_STATUS        BcStatus
 893 # define RETURN_STATUS(v) return (v)
 894 # define COMMA_SUCCESS    /*nothing*/
 895 #else
 896 # define ERRORS_ARE_FATAL 1
 897 # define ERRORFUNC        NORETURN
 898 # define IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(a)  /*nothing*/
 899 # define BC_STATUS        void
 900 # define RETURN_STATUS(v) do { ((void)(v)); return; } while (0)
 901 # define COMMA_SUCCESS    ,BC_STATUS_SUCCESS
 902 #endif
 903
 904 //
 905 // Utility routines
 906 //
 907
 908 static void fflush_and_check(void)
 909 {
 910         fflush_all();
 911         if (ferror(stdout) || ferror(stderr))
 912                 bb_perror_msg_and_die("output error");
 913 }
 914
 915 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
 916 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN \
 917 do { \
 918         IF_FEATURE_BC_SIGNALS(G_ttyin = 0;) /* do not loop in main loop anymore */ \
 919         G_exiting = 1; \
 920         return BC_STATUS_FAILURE; \
 921 } while (0)
 922 #else
 923 #define QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN quit()
 924 #endif
 925
 926 static void quit(void) NORETURN;
 927 static void quit(void)
 928 {
 929         if (ferror(stdin))
 930                 bb_perror_msg_and_die("input error");
 931         fflush_and_check();
 932         dbg_exec("quit(): exiting with exitcode SUCCESS");
 933         exit(0);
 934 }
 935
 936 static void bc_verror_msg(const char *fmt, va_list p)
 937 {
 938         const char *sv = sv; // for compiler
 939         if (G.prog.file) {
 940                 sv = applet_name;
 941                 applet_name = xasprintf("%s: %s:%u", applet_name, G.prog.file, G.err_line);
 942         }
 943         bb_verror_msg(fmt, p, NULL);
 944         if (G.prog.file) {
 945                 free((char*)applet_name);
 946                 applet_name = sv;
 947         }
 948 }
 949
 950 static NOINLINE ERRORFUNC int bc_error_fmt(const char *fmt, ...)
 951 {
 952         va_list p;
 953
 954         va_start(p, fmt);
 955         bc_verror_msg(fmt, p);
 956         va_end(p);
 957
 958         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 959                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return BC_STATUS_FAILURE);
 960         exit(1);
 961 }
 962
 963 #if ENABLE_BC
 964 static NOINLINE BC_STATUS zbc_posix_error_fmt(const char *fmt, ...)
 965 {
 966         va_list p;
 967
 968         // Are non-POSIX constructs totally ok?
 969         if (!(option_mask32 & (BC_FLAG_S|BC_FLAG_W)))
 970                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // yes
 971
 972         va_start(p, fmt);
 973         bc_verror_msg(fmt, p);
 974         va_end(p);
 975
 976         // Do we treat non-POSIX constructs as errors?
 977         if (!(option_mask32 & BC_FLAG_S))
 978                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // no, it's a warning
 979
 980         if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP || G_ttyin)
 981                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_FAILURE);
 982         exit(1);
 983 }
 984 #define zbc_posix_error_fmt(...) (zbc_posix_error_fmt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
 985 #endif
 986
 987 // We use error functions with "return bc_error(FMT[, PARAMS])" idiom.
 988 // This idiom begs for tail-call optimization, but for it to work,
 989 // function must not have caller-cleaned parameters on stack.
 990 // Unfortunately, vararg function API does exactly that on most arches.
 991 // Thus, use these shims for the cases when we have no vararg PARAMS:
 992 static ERRORFUNC int bc_error(const char *msg)
 993 {
 994         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("%s", msg);
 995 }
 996 static ERRORFUNC int bc_error_bad_character(char c)
 997 {
 998         if (!c)
 999                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("NUL character");
1000         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error_fmt("bad character '%c'", c);
1001 }
1002 static ERRORFUNC int bc_error_bad_expression(void)
1003 {
1004         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("bad expression");
1005 }
1006 static ERRORFUNC int bc_error_bad_token(void)
1007 {
1008         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("bad token");
1009 }
1010 static ERRORFUNC int bc_error_stack_has_too_few_elements(void)
1011 {
1012         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("stack has too few elements");
1013 }
1014 static ERRORFUNC int bc_error_variable_is_wrong_type(void)
1015 {
1016         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(return) bc_error("variable is wrong type");
1017 }
1018 #if ENABLE_BC
1019 static BC_STATUS zbc_POSIX_requires(const char *msg)
1020 {
1021         RETURN_STATUS(zbc_posix_error_fmt("POSIX requires %s", msg));
1022 }
1023 #define zbc_POSIX_requires(...) (zbc_POSIX_requires(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1024 static BC_STATUS zbc_POSIX_does_not_allow(const char *msg)
1025 {
1026         RETURN_STATUS(zbc_posix_error_fmt("%s%s", "POSIX does not allow ", msg));
1027 }
1028 #define zbc_POSIX_does_not_allow(...) (zbc_POSIX_does_not_allow(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1029 static BC_STATUS zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(const char *msg)
1030 {
1031         RETURN_STATUS(zbc_posix_error_fmt("%s%s %s", "POSIX does not allow ", "boolean operators; the following is bad:", msg));
1032 }
1033 #define zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(...) (zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1034 static BC_STATUS zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(const char *msg)
1035 {
1036         RETURN_STATUS(zbc_posix_error_fmt("%san empty %s expression in a for loop", "POSIX does not allow ", msg));
1037 }
1038 #define zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(...) (zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1039 #endif
1040
1041 static void bc_vec_grow(BcVec *v, size_t n)
1042 {
1043         size_t cap = v->cap * 2;
1044         while (cap < v->len + n) cap *= 2;
1045         v->v = xrealloc(v->v, v->size * cap);
1046         v->cap = cap;
1047 }
1048
1049 static void bc_vec_init(BcVec *v, size_t esize, BcVecFree dtor)
1050 {
1051         v->size = esize;
1052         v->cap = BC_VEC_START_CAP;
1053         v->len = 0;
1054         v->dtor = dtor;
1055         v->v = xmalloc(esize * BC_VEC_START_CAP);
1056 }
1057
1058 static void bc_char_vec_init(BcVec *v)
1059 {
1060         bc_vec_init(v, sizeof(char), NULL);
1061 }
1062
1063 static void bc_vec_expand(BcVec *v, size_t req)
1064 {
1065         if (v->cap < req) {
1066                 v->v = xrealloc(v->v, v->size * req);
1067                 v->cap = req;
1068         }
1069 }
1070
1071 static void bc_vec_pop(BcVec *v)
1072 {
1073         v->len--;
1074         if (v->dtor)
1075                 v->dtor(v->v + (v->size * v->len));
1076 }
1077
1078 static void bc_vec_npop(BcVec *v, size_t n)
1079 {
1080         if (!v->dtor)
1081                 v->len -= n;
1082         else {
1083                 size_t len = v->len - n;
1084                 while (v->len > len) v->dtor(v->v + (v->size * --v->len));
1085         }
1086 }
1087
1088 static void bc_vec_pop_all(BcVec *v)
1089 {
1090         bc_vec_npop(v, v->len);
1091 }
1092
1093 static size_t bc_vec_push(BcVec *v, const void *data)
1094 {
1095         size_t len = v->len;
1096         if (len >= v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1097         memmove(v->v + (v->size * len), data, v->size);
1098         v->len++;
1099         return len;
1100 }
1101
1102 // G.prog.results often needs "pop old operand, push result" idiom.
1103 // Can do this without a few extra ops
1104 static size_t bc_result_pop_and_push(const void *data)
1105 {
1106         BcVec *v = &G.prog.results;
1107         char *last;
1108         size_t len = v->len - 1;
1109
1110         last = v->v + (v->size * len);
1111         if (v->dtor)
1112                 v->dtor(last);
1113         memmove(last, data, v->size);
1114         return len;
1115 }
1116
1117 static size_t bc_vec_pushByte(BcVec *v, char data)
1118 {
1119         return bc_vec_push(v, &data);
1120 }
1121
1122 static size_t bc_vec_pushZeroByte(BcVec *v)
1123 {
1124         //return bc_vec_pushByte(v, '\0');
1125         // better:
1126         return bc_vec_push(v, &const_int_0);
1127 }
1128
1129 static void bc_vec_pushAt(BcVec *v, const void *data, size_t idx)
1130 {
1131         if (idx == v->len)
1132                 bc_vec_push(v, data);
1133         else {
1134                 char *ptr;
1135
1136                 if (v->len == v->cap) bc_vec_grow(v, 1);
1137
1138                 ptr = v->v + v->size * idx;
1139
1140                 memmove(ptr + v->size, ptr, v->size * (v->len++ - idx));
1141                 memmove(ptr, data, v->size);
1142         }
1143 }
1144
1145 static void bc_vec_string(BcVec *v, size_t len, const char *str)
1146 {
1147         bc_vec_pop_all(v);
1148         bc_vec_expand(v, len + 1);
1149         memcpy(v->v, str, len);
1150         v->len = len;
1151
1152         bc_vec_pushZeroByte(v);
1153 }
1154
1155 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS && ENABLE_FEATURE_EDITING
1156 static void bc_vec_concat(BcVec *v, const char *str)
1157 {
1158         size_t len, slen;
1159
1160         if (v->len == 0) bc_vec_pushZeroByte(v);
1161
1162         slen = strlen(str);
1163         len = v->len + slen;
1164
1165         if (v->cap < len) bc_vec_grow(v, slen);
1166         strcpy(v->v + v->len - 1, str);
1167
1168         v->len = len;
1169 }
1170 #endif
1171
1172 static void *bc_vec_item(const BcVec *v, size_t idx)
1173 {
1174         return v->v + v->size * idx;
1175 }
1176
1177 static void *bc_vec_item_rev(const BcVec *v, size_t idx)
1178 {
1179         return v->v + v->size * (v->len - idx - 1);
1180 }
1181
1182 static void *bc_vec_top(const BcVec *v)
1183 {
1184         return v->v + v->size * (v->len - 1);
1185 }
1186
1187 static FAST_FUNC void bc_vec_free(void *vec)
1188 {
1189         BcVec *v = (BcVec *) vec;
1190         bc_vec_pop_all(v);
1191         free(v->v);
1192 }
1193
1194 static BcFunc* bc_program_func(size_t idx)
1195 {
1196         return bc_vec_item(&G.prog.fns, idx);
1197 }
1198 // BC_PROG_MAIN is zeroth element, so:
1199 #define bc_program_func_BC_PROG_MAIN() ((BcFunc*)(G.prog.fns.v))
1200
1201 #if ENABLE_BC
1202 static BcFunc* bc_program_current_func(void)
1203 {
1204         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
1205         BcFunc *func = bc_program_func(ip->func);
1206         return func;
1207 }
1208 #endif
1209
1210 static char** bc_program_str(size_t idx)
1211 {
1212 #if ENABLE_BC
1213         if (IS_BC) {
1214                 BcFunc *func = bc_program_current_func();
1215                 return bc_vec_item(&func->strs, idx);
1216         }
1217 #endif
1218         IF_DC(return bc_vec_item(&G.prog.strs, idx);)
1219 }
1220
1221 static char** bc_program_const(size_t idx)
1222 {
1223 #if ENABLE_BC
1224         if (IS_BC) {
1225                 BcFunc *func = bc_program_current_func();
1226                 return bc_vec_item(&func->consts, idx);
1227         }
1228 #endif
1229         IF_DC(return bc_vec_item(&G.prog.consts, idx);)
1230 }
1231
1232 static int bc_id_cmp(const void *e1, const void *e2)
1233 {
1234         return strcmp(((const BcId *) e1)->name, ((const BcId *) e2)->name);
1235 }
1236
1237 static FAST_FUNC void bc_id_free(void *id)
1238 {
1239         free(((BcId *) id)->name);
1240 }
1241
1242 static size_t bc_map_find_ge(const BcVec *v, const void *ptr)
1243 {
1244         size_t low = 0, high = v->len;
1245
1246         while (low < high) {
1247                 size_t mid = (low + high) / 2;
1248                 BcId *id = bc_vec_item(v, mid);
1249                 int result = bc_id_cmp(ptr, id);
1250
1251                 if (result == 0)
1252                         return mid;
1253                 if (result < 0)
1254                         high = mid;
1255                 else
1256                         low = mid + 1;
1257         }
1258
1259         return low;
1260 }
1261
1262 static int bc_map_insert(BcVec *v, const void *ptr, size_t *i)
1263 {
1264         size_t n = *i = bc_map_find_ge(v, ptr);
1265
1266         if (n == v->len)
1267                 bc_vec_push(v, ptr);
1268         else if (!bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, n)))
1269                 return 0; // "was not inserted"
1270         else
1271                 bc_vec_pushAt(v, ptr, n);
1272         return 1; // "was inserted"
1273 }
1274
1275 #if ENABLE_BC
1276 static size_t bc_map_find_exact(const BcVec *v, const void *ptr)
1277 {
1278         size_t i = bc_map_find_ge(v, ptr);
1279         if (i >= v->len) return BC_VEC_INVALID_IDX;
1280         return bc_id_cmp(ptr, bc_vec_item(v, i)) ? BC_VEC_INVALID_IDX : i;
1281 }
1282 #endif
1283
1284 static void bc_num_setToZero(BcNum *n, size_t scale)
1285 {
1286         n->len = 0;
1287         n->neg = false;
1288         n->rdx = scale;
1289 }
1290
1291 static void bc_num_zero(BcNum *n)
1292 {
1293         bc_num_setToZero(n, 0);
1294 }
1295
1296 static void bc_num_one(BcNum *n)
1297 {
1298         bc_num_setToZero(n, 0);
1299         n->len = 1;
1300         n->num[0] = 1;
1301 }
1302
1303 // Note: this also sets BcNum to zero
1304 static void bc_num_init(BcNum *n, size_t req)
1305 {
1306         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1307         //memset(n, 0, sizeof(BcNum)); - cleared by assignments below
1308         n->num = xmalloc(req);
1309         n->cap = req;
1310         n->rdx = 0;
1311         n->len = 0;
1312         n->neg = false;
1313 }
1314
1315 static void bc_num_init_DEF_SIZE(BcNum *n)
1316 {
1317         bc_num_init(n, BC_NUM_DEF_SIZE);
1318 }
1319
1320 static void bc_num_expand(BcNum *n, size_t req)
1321 {
1322         req = req >= BC_NUM_DEF_SIZE ? req : BC_NUM_DEF_SIZE;
1323         if (req > n->cap) {
1324                 n->num = xrealloc(n->num, req);
1325                 n->cap = req;
1326         }
1327 }
1328
1329 static FAST_FUNC void bc_num_free(void *num)
1330 {
1331         free(((BcNum *) num)->num);
1332 }
1333
1334 static void bc_num_copy(BcNum *d, BcNum *s)
1335 {
1336         if (d != s) {
1337                 bc_num_expand(d, s->cap);
1338                 d->len = s->len;
1339                 d->neg = s->neg;
1340                 d->rdx = s->rdx;
1341                 memcpy(d->num, s->num, sizeof(BcDig) * d->len);
1342         }
1343 }
1344
1345 static BC_STATUS zbc_num_ulong_abs(BcNum *n, unsigned long *result_p)
1346 {
1347         size_t i;
1348         unsigned long result;
1349
1350         result = 0;
1351         i = n->len;
1352         while (i > n->rdx) {
1353                 unsigned long prev = result;
1354                 result = result * 10 + n->num[--i];
1355                 // Even overflowed N*10 can still satisfy N*10>=N. For example,
1356                 //    0x1ff00000 * 10 is 0x13f600000,
1357                 // or 0x3f600000 truncated to 32 bits. Which is larger.
1358                 // However, (N*10)/8 < N check is always correct.
1359                 if ((result / 8) < prev)
1360                         RETURN_STATUS(bc_error("overflow"));
1361         }
1362         *result_p = result;
1363
1364         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1365 }
1366 #define zbc_num_ulong_abs(...) (zbc_num_ulong_abs(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1367
1368 static BC_STATUS zbc_num_ulong(BcNum *n, unsigned long *result_p)
1369 {
1370         if (n->neg) RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
1371
1372         RETURN_STATUS(zbc_num_ulong_abs(n, result_p));
1373 }
1374 #define zbc_num_ulong(...) (zbc_num_ulong(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1375
1376 #if ULONG_MAX == 0xffffffffUL // 10 digits: 4294967295
1377 # define ULONG_NUM_BUFSIZE (10 > BC_NUM_DEF_SIZE ? 10 : BC_NUM_DEF_SIZE)
1378 #elif ULONG_MAX == 0xffffffffffffffffULL // 20 digits: 18446744073709551615
1379 # define ULONG_NUM_BUFSIZE (20 > BC_NUM_DEF_SIZE ? 20 : BC_NUM_DEF_SIZE)
1380 #endif
1381 // minimum BC_NUM_DEF_SIZE, so that bc_num_expand() in bc_num_ulong2num()
1382 // would not hit realloc() code path - not good if num[] is not malloced
1383
1384 static void bc_num_ulong2num(BcNum *n, unsigned long val)
1385 {
1386         BcDig *ptr;
1387
1388         bc_num_zero(n);
1389
1390         if (val == 0) return;
1391
1392         bc_num_expand(n, ULONG_NUM_BUFSIZE);
1393
1394         ptr = n->num;
1395         for (;;) {
1396                 n->len++;
1397                 *ptr++ = val % 10;
1398                 val /= 10;
1399                 if (val == 0) break;
1400         }
1401 }
1402
1403 static void bc_num_subArrays(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1404 {
1405         size_t i, j;
1406         for (i = 0; i < len; ++i) {
1407                 a[i] -= b[i];
1408                 for (j = i; a[j] < 0;) {
1409                         a[j++] += 10;
1410                         a[j] -= 1;
1411                 }
1412         }
1413 }
1414
1415 static ssize_t bc_num_compare(BcDig *restrict a, BcDig *restrict b, size_t len)
1416 {
1417         size_t i = len;
1418         for (;;) {
1419                 int c;
1420                 if (i == 0)
1421                         return 0;
1422                 i--;
1423                 c = a[i] - b[i];
1424                 if (c != 0) {
1425                         i++;
1426                         if (c < 0)
1427                                 return -i;
1428                         return i;
1429                 }
1430         }
1431 }
1432
1433 #define BC_NUM_NEG(n, neg)      ((((ssize_t)(n)) ^ -((ssize_t)(neg))) + (neg))
1434 #define BC_NUM_ONE(n)           ((n)->len == 1 && (n)->rdx == 0 && (n)->num[0] == 1)
1435 #define BC_NUM_INT(n)           ((n)->len - (n)->rdx)
1436 //#define BC_NUM_AREQ(a, b)       (BC_MAX((a)->rdx, (b)->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1)
1437 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_AREQ(BcNum *a, BcNum *b)
1438 {
1439         return BC_MAX(a->rdx, b->rdx) + BC_MAX(BC_NUM_INT(a), BC_NUM_INT(b)) + 1;
1440 }
1441 //#define BC_NUM_MREQ(a, b, scale) (BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX((scale), (a)->rdx + (b)->rdx) + 1)
1442 static /*ALWAYS_INLINE*/ size_t BC_NUM_MREQ(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1443 {
1444         return BC_NUM_INT(a) + BC_NUM_INT(b) + BC_MAX(scale, a->rdx + b->rdx) + 1;
1445 }
1446
1447 static ssize_t bc_num_cmp(BcNum *a, BcNum *b)
1448 {
1449         size_t i, min, a_int, b_int, diff;
1450         BcDig *max_num, *min_num;
1451         bool a_max, neg;
1452         ssize_t cmp;
1453
1454         if (a == b) return 0;
1455         if (a->len == 0) return BC_NUM_NEG(!!b->len, !b->neg);
1456         if (b->len == 0) return BC_NUM_NEG(1, a->neg);
1457
1458         if (a->neg != b->neg) // signs of a and b differ
1459                 // +a,-b = a>b = 1 or -a,+b = a<b = -1
1460                 return (int)b->neg - (int)a->neg;
1461         neg = a->neg; // 1 if both negative, 0 if both positive
1462
1463         a_int = BC_NUM_INT(a);
1464         b_int = BC_NUM_INT(b);
1465         a_int -= b_int;
1466
1467         if (a_int != 0) return (ssize_t) a_int;
1468
1469         a_max = (a->rdx > b->rdx);
1470         if (a_max) {
1471                 min = b->rdx;
1472                 diff = a->rdx - b->rdx;
1473                 max_num = a->num + diff;
1474                 min_num = b->num;
1475                 // neg = (a_max == neg); - NOP (maps 1->1 and 0->0)
1476         } else {
1477                 min = a->rdx;
1478                 diff = b->rdx - a->rdx;
1479                 max_num = b->num + diff;
1480                 min_num = a->num;
1481                 neg = !neg; // same as "neg = (a_max == neg)"
1482         }
1483
1484         cmp = bc_num_compare(max_num, min_num, b_int + min);
1485         if (cmp != 0) return BC_NUM_NEG(cmp, neg);
1486
1487         for (max_num -= diff, i = diff - 1; i < diff; --i) {
1488                 if (max_num[i]) return BC_NUM_NEG(1, neg);
1489         }
1490
1491         return 0;
1492 }
1493
1494 static void bc_num_truncate(BcNum *n, size_t places)
1495 {
1496         if (places == 0) return;
1497
1498         n->rdx -= places;
1499
1500         if (n->len != 0) {
1501                 n->len -= places;
1502                 memmove(n->num, n->num + places, n->len * sizeof(BcDig));
1503         }
1504 }
1505
1506 static void bc_num_extend(BcNum *n, size_t places)
1507 {
1508         size_t len = n->len + places;
1509
1510         if (places != 0) {
1511                 if (n->cap < len) bc_num_expand(n, len);
1512
1513                 memmove(n->num + places, n->num, sizeof(BcDig) * n->len);
1514                 memset(n->num, 0, sizeof(BcDig) * places);
1515
1516                 n->len += places;
1517                 n->rdx += places;
1518         }
1519 }
1520
1521 static void bc_num_clean(BcNum *n)
1522 {
1523         while (n->len > 0 && n->num[n->len - 1] == 0) --n->len;
1524         if (n->len == 0)
1525                 n->neg = false;
1526         else if (n->len < n->rdx)
1527                 n->len = n->rdx;
1528 }
1529
1530 static void bc_num_retireMul(BcNum *n, size_t scale, bool neg1, bool neg2)
1531 {
1532         if (n->rdx < scale)
1533                 bc_num_extend(n, scale - n->rdx);
1534         else
1535                 bc_num_truncate(n, n->rdx - scale);
1536
1537         bc_num_clean(n);
1538         if (n->len != 0) n->neg = !neg1 != !neg2;
1539 }
1540
1541 static void bc_num_split(BcNum *restrict n, size_t idx, BcNum *restrict a,
1542                          BcNum *restrict b)
1543 {
1544         if (idx < n->len) {
1545                 b->len = n->len - idx;
1546                 a->len = idx;
1547                 a->rdx = b->rdx = 0;
1548
1549                 memcpy(b->num, n->num + idx, b->len * sizeof(BcDig));
1550                 memcpy(a->num, n->num, idx * sizeof(BcDig));
1551         } else {
1552                 bc_num_zero(b);
1553                 bc_num_copy(a, n);
1554         }
1555
1556         bc_num_clean(a);
1557         bc_num_clean(b);
1558 }
1559
1560 static BC_STATUS zbc_num_shift(BcNum *n, size_t places)
1561 {
1562         if (places == 0 || n->len == 0) RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1563
1564         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
1565         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
1566                 if (places + n->len > BC_MAX_NUM)
1567                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
1568         }
1569
1570         if (n->rdx >= places)
1571                 n->rdx -= places;
1572         else {
1573                 bc_num_extend(n, places - n->rdx);
1574                 n->rdx = 0;
1575         }
1576
1577         bc_num_clean(n);
1578
1579         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1580 }
1581 #define zbc_num_shift(...) (zbc_num_shift(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1582
1583 typedef BC_STATUS (*BcNumBinaryOp)(BcNum *, BcNum *, BcNum *, size_t) FAST_FUNC;
1584
1585 static BC_STATUS zbc_num_binary(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale,
1586                               BcNumBinaryOp op, size_t req)
1587 {
1588         BcStatus s;
1589         BcNum num2, *ptr_a, *ptr_b;
1590         bool init = false;
1591
1592         if (c == a) {
1593                 ptr_a = &num2;
1594                 memcpy(ptr_a, c, sizeof(BcNum));
1595                 init = true;
1596         } else
1597                 ptr_a = a;
1598
1599         if (c == b) {
1600                 ptr_b = &num2;
1601                 if (c != a) {
1602                         memcpy(ptr_b, c, sizeof(BcNum));
1603                         init = true;
1604                 }
1605         } else
1606                 ptr_b = b;
1607
1608         if (init)
1609                 bc_num_init(c, req);
1610         else
1611                 bc_num_expand(c, req);
1612
1613         s = BC_STATUS_SUCCESS;
1614         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) op(ptr_a, ptr_b, c, scale);
1615
1616         if (init) bc_num_free(&num2);
1617
1618         RETURN_STATUS(s);
1619 }
1620 #define zbc_num_binary(...) (zbc_num_binary(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1621
1622 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1623 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1624 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1625 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1626 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1627 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale);
1628
1629 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_add(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1630 {
1631         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_a : zbc_num_s;
1632         (void) scale;
1633         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, false, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
1634 }
1635
1636 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_sub(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1637 {
1638         BcNumBinaryOp op = (!a->neg == !b->neg) ? zbc_num_s : zbc_num_a;
1639         (void) scale;
1640         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, true, op, BC_NUM_AREQ(a, b)));
1641 }
1642
1643 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mul(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1644 {
1645         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
1646         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_m, req));
1647 }
1648
1649 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_div(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1650 {
1651         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
1652         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_d, req));
1653 }
1654
1655 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_mod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1656 {
1657         size_t req = BC_NUM_MREQ(a, b, scale);
1658         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_rem, req));
1659 }
1660
1661 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_pow(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, size_t scale)
1662 {
1663         RETURN_STATUS(zbc_num_binary(a, b, c, scale, zbc_num_p, a->len * b->len + 1));
1664 }
1665
1666 static const BcNumBinaryOp zbc_program_ops[] = {
1667         zbc_num_pow, zbc_num_mul, zbc_num_div, zbc_num_mod, zbc_num_add, zbc_num_sub,
1668 };
1669 #define zbc_num_add(...) (zbc_num_add(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1670 #define zbc_num_sub(...) (zbc_num_sub(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1671 #define zbc_num_mul(...) (zbc_num_mul(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1672 #define zbc_num_div(...) (zbc_num_div(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1673 #define zbc_num_mod(...) (zbc_num_mod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1674 #define zbc_num_pow(...) (zbc_num_pow(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1675
1676 static BC_STATUS zbc_num_inv(BcNum *a, BcNum *b, size_t scale)
1677 {
1678         BcNum one;
1679         BcDig num[2];
1680
1681         one.cap = 2;
1682         one.num = num;
1683         bc_num_one(&one);
1684
1685         RETURN_STATUS(zbc_num_div(&one, a, b, scale));
1686 }
1687 #define zbc_num_inv(...) (zbc_num_inv(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1688
1689 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_a(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1690 {
1691         BcDig *ptr, *ptr_a, *ptr_b, *ptr_c;
1692         size_t i, max, min_rdx, min_int, diff, a_int, b_int;
1693         unsigned carry;
1694
1695         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1696         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1697
1698         if (a->len == 0) {
1699                 bc_num_copy(c, b);
1700                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1701                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1702         }
1703         if (b->len == 0) {
1704                 bc_num_copy(c, a);
1705                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1706         }
1707
1708         c->neg = a->neg;
1709         c->rdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1710         min_rdx = BC_MIN(a->rdx, b->rdx);
1711         c->len = 0;
1712
1713         if (a->rdx > b->rdx) {
1714                 diff = a->rdx - b->rdx;
1715                 ptr = a->num;
1716                 ptr_a = a->num + diff;
1717                 ptr_b = b->num;
1718         } else {
1719                 diff = b->rdx - a->rdx;
1720                 ptr = b->num;
1721                 ptr_a = a->num;
1722                 ptr_b = b->num + diff;
1723         }
1724
1725         ptr_c = c->num;
1726         for (i = 0; i < diff; ++i, ++c->len)
1727                 ptr_c[i] = ptr[i];
1728
1729         ptr_c += diff;
1730         a_int = BC_NUM_INT(a);
1731         b_int = BC_NUM_INT(b);
1732
1733         if (a_int > b_int) {
1734                 min_int = b_int;
1735                 max = a_int;
1736                 ptr = ptr_a;
1737         } else {
1738                 min_int = a_int;
1739                 max = b_int;
1740                 ptr = ptr_b;
1741         }
1742
1743         carry = 0;
1744         for (i = 0; i < min_rdx + min_int; ++i) {
1745                 unsigned in = (unsigned)ptr_a[i] + (unsigned)ptr_b[i] + carry;
1746                 carry = in / 10;
1747                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1748         }
1749         for (; i < max + min_rdx; ++i) {
1750                 unsigned in = (unsigned)ptr[i] + carry;
1751                 carry = in / 10;
1752                 ptr_c[i] = (BcDig)(in % 10);
1753         }
1754         c->len += i;
1755
1756         if (carry != 0) c->num[c->len++] = (BcDig) carry;
1757
1758         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1759 }
1760
1761 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_s(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t sub)
1762 {
1763         ssize_t cmp;
1764         BcNum *minuend, *subtrahend;
1765         size_t start;
1766         bool aneg, bneg, neg;
1767
1768         // Because this function doesn't need to use scale (per the bc spec),
1769         // I am hijacking it to say whether it's doing an add or a subtract.
1770
1771         if (a->len == 0) {
1772                 bc_num_copy(c, b);
1773                 if (sub && c->len) c->neg = !c->neg;
1774                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1775         }
1776         if (b->len == 0) {
1777                 bc_num_copy(c, a);
1778                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1779         }
1780
1781         aneg = a->neg;
1782         bneg = b->neg;
1783         a->neg = b->neg = false;
1784
1785         cmp = bc_num_cmp(a, b);
1786
1787         a->neg = aneg;
1788         b->neg = bneg;
1789
1790         if (cmp == 0) {
1791                 bc_num_setToZero(c, BC_MAX(a->rdx, b->rdx));
1792                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1793         }
1794         if (cmp > 0) {
1795                 neg = a->neg;
1796                 minuend = a;
1797                 subtrahend = b;
1798         } else {
1799                 neg = b->neg;
1800                 if (sub) neg = !neg;
1801                 minuend = b;
1802                 subtrahend = a;
1803         }
1804
1805         bc_num_copy(c, minuend);
1806         c->neg = neg;
1807
1808         if (c->rdx < subtrahend->rdx) {
1809                 bc_num_extend(c, subtrahend->rdx - c->rdx);
1810                 start = 0;
1811         } else
1812                 start = c->rdx - subtrahend->rdx;
1813
1814         bc_num_subArrays(c->num + start, subtrahend->num, subtrahend->len);
1815
1816         bc_num_clean(c);
1817
1818         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS); // can't make void, see zbc_num_binary()
1819 }
1820
1821 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_k(BcNum *restrict a, BcNum *restrict b,
1822                          BcNum *restrict c)
1823 #define zbc_num_k(...) (zbc_num_k(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1824 {
1825         BcStatus s;
1826         size_t max = BC_MAX(a->len, b->len), max2 = (max + 1) / 2;
1827         BcNum l1, h1, l2, h2, m2, m1, z0, z1, z2, temp;
1828         bool aone;
1829
1830         if (a->len == 0 || b->len == 0) {
1831                 bc_num_zero(c);
1832                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1833         }
1834         aone = BC_NUM_ONE(a);
1835         if (aone || BC_NUM_ONE(b)) {
1836                 bc_num_copy(c, aone ? b : a);
1837                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1838         }
1839
1840         if (a->len + b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1841          || a->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1842          || b->len < BC_NUM_KARATSUBA_LEN
1843         ) {
1844                 size_t i, j, len;
1845
1846                 bc_num_expand(c, a->len + b->len + 1);
1847
1848                 memset(c->num, 0, sizeof(BcDig) * c->cap);
1849                 c->len = len = 0;
1850
1851                 for (i = 0; i < b->len; ++i) {
1852                         unsigned carry = 0;
1853                         for (j = 0; j < a->len; ++j) {
1854                                 unsigned in = c->num[i + j];
1855                                 in += (unsigned)a->num[j] * (unsigned)b->num[i] + carry;
1856                                 // note: compilers prefer _unsigned_ div/const
1857                                 carry = in / 10;
1858                                 c->num[i + j] = (BcDig)(in % 10);
1859                         }
1860
1861                         c->num[i + j] += (BcDig) carry;
1862                         len = BC_MAX(len, i + j + !!carry);
1863
1864 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
1865                         // a=2^1000000
1866                         // a*a <- without check below, this will not be interruptible
1867                         if (G_interrupt) return BC_STATUS_FAILURE;
1868 #endif
1869                 }
1870
1871                 c->len = len;
1872
1873                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1874         }
1875
1876         bc_num_init(&l1, max);
1877         bc_num_init(&h1, max);
1878         bc_num_init(&l2, max);
1879         bc_num_init(&h2, max);
1880         bc_num_init(&m1, max);
1881         bc_num_init(&m2, max);
1882         bc_num_init(&z0, max);
1883         bc_num_init(&z1, max);
1884         bc_num_init(&z2, max);
1885         bc_num_init(&temp, max + max);
1886
1887         bc_num_split(a, max2, &l1, &h1);
1888         bc_num_split(b, max2, &l2, &h2);
1889
1890         s = zbc_num_add(&h1, &l1, &m1, 0);
1891         if (s) goto err;
1892         s = zbc_num_add(&h2, &l2, &m2, 0);
1893         if (s) goto err;
1894
1895         s = zbc_num_k(&h1, &h2, &z0);
1896         if (s) goto err;
1897         s = zbc_num_k(&m1, &m2, &z1);
1898         if (s) goto err;
1899         s = zbc_num_k(&l1, &l2, &z2);
1900         if (s) goto err;
1901
1902         s = zbc_num_sub(&z1, &z0, &temp, 0);
1903         if (s) goto err;
1904         s = zbc_num_sub(&temp, &z2, &z1, 0);
1905         if (s) goto err;
1906
1907         s = zbc_num_shift(&z0, max2 * 2);
1908         if (s) goto err;
1909         s = zbc_num_shift(&z1, max2);
1910         if (s) goto err;
1911         s = zbc_num_add(&z0, &z1, &temp, 0);
1912         if (s) goto err;
1913         s = zbc_num_add(&temp, &z2, c, 0);
1914  err:
1915         bc_num_free(&temp);
1916         bc_num_free(&z2);
1917         bc_num_free(&z1);
1918         bc_num_free(&z0);
1919         bc_num_free(&m2);
1920         bc_num_free(&m1);
1921         bc_num_free(&h2);
1922         bc_num_free(&l2);
1923         bc_num_free(&h1);
1924         bc_num_free(&l1);
1925         RETURN_STATUS(s);
1926 }
1927
1928 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_m(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1929 {
1930         BcStatus s;
1931         BcNum cpa, cpb;
1932         size_t maxrdx = BC_MAX(a->rdx, b->rdx);
1933
1934         scale = BC_MAX(scale, a->rdx);
1935         scale = BC_MAX(scale, b->rdx);
1936         scale = BC_MIN(a->rdx + b->rdx, scale);
1937         maxrdx = BC_MAX(maxrdx, scale);
1938
1939         bc_num_init(&cpa, a->len);
1940         bc_num_init(&cpb, b->len);
1941
1942         bc_num_copy(&cpa, a);
1943         bc_num_copy(&cpb, b);
1944         cpa.neg = cpb.neg = false;
1945
1946         s = zbc_num_shift(&cpa, maxrdx);
1947         if (s) goto err;
1948         s = zbc_num_shift(&cpb, maxrdx);
1949         if (s) goto err;
1950         s = zbc_num_k(&cpa, &cpb, c);
1951         if (s) goto err;
1952
1953         maxrdx += scale;
1954         bc_num_expand(c, c->len + maxrdx);
1955
1956         if (c->len < maxrdx) {
1957                 memset(c->num + c->len, 0, (c->cap - c->len) * sizeof(BcDig));
1958                 c->len += maxrdx;
1959         }
1960
1961         c->rdx = maxrdx;
1962         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1963  err:
1964         bc_num_free(&cpb);
1965         bc_num_free(&cpa);
1966         RETURN_STATUS(s);
1967 }
1968 #define zbc_num_m(...) (zbc_num_m(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
1969
1970 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_d(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
1971 {
1972         BcStatus s;
1973         size_t len, end, i;
1974         BcNum cp;
1975
1976         if (b->len == 0)
1977                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
1978         if (a->len == 0) {
1979                 bc_num_setToZero(c, scale);
1980                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1981         }
1982         if (BC_NUM_ONE(b)) {
1983                 bc_num_copy(c, a);
1984                 bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
1985                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
1986         }
1987
1988         bc_num_init(&cp, BC_NUM_MREQ(a, b, scale));
1989         bc_num_copy(&cp, a);
1990         len = b->len;
1991
1992         if (len > cp.len) {
1993                 bc_num_expand(&cp, len + 2);
1994                 bc_num_extend(&cp, len - cp.len);
1995         }
1996
1997         if (b->rdx > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, b->rdx - cp.rdx);
1998         cp.rdx -= b->rdx;
1999         if (scale > cp.rdx) bc_num_extend(&cp, scale - cp.rdx);
2000
2001         if (b->rdx == b->len) {
2002                 for (;;) {
2003                         if (len == 0) break;
2004                         len--;
2005                         if (b->num[len] != 0)
2006                                 break;
2007                 }
2008                 len++;
2009         }
2010
2011         if (cp.cap == cp.len) bc_num_expand(&cp, cp.len + 1);
2012
2013         // We want an extra zero in front to make things simpler.
2014         cp.num[cp.len++] = 0;
2015         end = cp.len - len;
2016
2017         bc_num_expand(c, cp.len);
2018
2019         bc_num_zero(c);
2020         memset(c->num + end, 0, (c->cap - end) * sizeof(BcDig));
2021         c->rdx = cp.rdx;
2022         c->len = cp.len;
2023
2024         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2025         for (i = end - 1; i < end; --i) {
2026                 BcDig *n, q;
2027                 n = cp.num + i;
2028                 for (q = 0; n[len] != 0 || bc_num_compare(n, b->num, len) >= 0; ++q)
2029                         bc_num_subArrays(n, b->num, len);
2030                 c->num[i] = q;
2031 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
2032                 // a=2^100000
2033                 // scale=40000
2034                 // 1/a <- without check below, this will not be interruptible
2035                 if (G_interrupt) {
2036                         s = BC_STATUS_FAILURE;
2037                         break;
2038                 }
2039 #endif
2040         }
2041
2042         bc_num_retireMul(c, scale, a->neg, b->neg);
2043         bc_num_free(&cp);
2044
2045         RETURN_STATUS(s);
2046 }
2047 #define zbc_num_d(...) (zbc_num_d(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2048
2049 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_r(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c,
2050                          BcNum *restrict d, size_t scale, size_t ts)
2051 {
2052         BcStatus s;
2053         BcNum temp;
2054         bool neg;
2055
2056         if (b->len == 0)
2057                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2058
2059         if (a->len == 0) {
2060                 bc_num_setToZero(d, ts);
2061                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2062         }
2063
2064         bc_num_init(&temp, d->cap);
2065         s = zbc_num_d(a, b, c, scale);
2066         if (s) goto err;
2067
2068         if (scale != 0) scale = ts;
2069
2070         s = zbc_num_m(c, b, &temp, scale);
2071         if (s) goto err;
2072         s = zbc_num_sub(a, &temp, d, scale);
2073         if (s) goto err;
2074
2075         if (ts > d->rdx && d->len) bc_num_extend(d, ts - d->rdx);
2076
2077         neg = d->neg;
2078         bc_num_retireMul(d, ts, a->neg, b->neg);
2079         d->neg = neg;
2080  err:
2081         bc_num_free(&temp);
2082         RETURN_STATUS(s);
2083 }
2084 #define zbc_num_r(...) (zbc_num_r(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2085
2086 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_rem(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2087 {
2088         BcStatus s;
2089         BcNum c1;
2090         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2091
2092         bc_num_init(&c1, len);
2093         s = zbc_num_r(a, b, &c1, c, scale, ts);
2094         bc_num_free(&c1);
2095
2096         RETURN_STATUS(s);
2097 }
2098 #define zbc_num_rem(...) (zbc_num_rem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2099
2100 static FAST_FUNC BC_STATUS zbc_num_p(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *restrict c, size_t scale)
2101 {
2102         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
2103         BcNum copy;
2104         unsigned long pow;
2105         size_t i, powrdx, resrdx;
2106         bool neg;
2107
2108         // GNU bc does not allow 2^2.0 - we do
2109         for (i = 0; i < b->rdx; i++)
2110                 if (b->num[i] != 0)
2111                         RETURN_STATUS(bc_error("not an integer"));
2112
2113         if (b->len == 0) {
2114                 bc_num_one(c);
2115                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2116         }
2117         if (a->len == 0) {
2118                 bc_num_setToZero(c, scale);
2119                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2120         }
2121         if (BC_NUM_ONE(b)) {
2122                 if (!b->neg)
2123                         bc_num_copy(c, a);
2124                 else
2125                         s = zbc_num_inv(a, c, scale);
2126                 RETURN_STATUS(s);
2127         }
2128
2129         neg = b->neg;
2130         s = zbc_num_ulong_abs(b, &pow);
2131         if (s) RETURN_STATUS(s);
2132         // b is not used beyond this point
2133
2134         bc_num_init(&copy, a->len);
2135         bc_num_copy(&copy, a);
2136
2137         if (!neg) {
2138                 if (a->rdx > scale)
2139                         scale = a->rdx;
2140                 if (a->rdx * pow < scale)
2141                         scale = a->rdx * pow;
2142         }
2143
2144
2145         for (powrdx = a->rdx; !(pow & 1); pow >>= 1) {
2146                 powrdx <<= 1;
2147                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2148                 if (s) goto err;
2149                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2150                 //if (G_interrupt) {
2151                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2152                 //      goto err;
2153                 //}
2154         }
2155
2156         bc_num_copy(c, &copy);
2157
2158         for (resrdx = powrdx, pow >>= 1; pow != 0; pow >>= 1) {
2159                 powrdx <<= 1;
2160                 s = zbc_num_mul(&copy, &copy, &copy, powrdx);
2161                 if (s) goto err;
2162
2163                 if (pow & 1) {
2164                         resrdx += powrdx;
2165                         s = zbc_num_mul(c, &copy, c, resrdx);
2166                         if (s) goto err;
2167                 }
2168                 // Not needed: zbc_num_mul() has a check for ^C:
2169                 //if (G_interrupt) {
2170                 //      s = BC_STATUS_FAILURE;
2171                 //      goto err;
2172                 //}
2173         }
2174
2175         if (neg) {
2176                 s = zbc_num_inv(c, c, scale);
2177                 if (s) goto err;
2178         }
2179
2180         if (c->rdx > scale) bc_num_truncate(c, c->rdx - scale);
2181
2182         // We can't use bc_num_clean() here.
2183         for (i = 0; i < c->len; ++i)
2184                 if (c->num[i] != 0)
2185                         goto skip;
2186         bc_num_setToZero(c, scale);
2187  skip:
2188
2189  err:
2190         bc_num_free(&copy);
2191         RETURN_STATUS(s);
2192 }
2193 #define zbc_num_p(...) (zbc_num_p(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2194
2195 static BC_STATUS zbc_num_sqrt(BcNum *a, BcNum *restrict b, size_t scale)
2196 {
2197         BcStatus s;
2198         BcNum num1, num2, half, f, fprime, *x0, *x1, *temp;
2199         size_t pow, len, digs, digs1, resrdx, req, times = 0;
2200         ssize_t cmp = 1, cmp1 = SSIZE_MAX, cmp2 = SSIZE_MAX;
2201
2202         req = BC_MAX(scale, a->rdx) + ((BC_NUM_INT(a) + 1) >> 1) + 1;
2203         bc_num_expand(b, req);
2204
2205         if (a->len == 0) {
2206                 bc_num_setToZero(b, scale);
2207                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2208         }
2209         if (a->neg) {
2210                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2211         }
2212         if (BC_NUM_ONE(a)) {
2213                 bc_num_one(b);
2214                 bc_num_extend(b, scale);
2215                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2216         }
2217
2218         scale = BC_MAX(scale, a->rdx) + 1;
2219         len = a->len + scale;
2220
2221         bc_num_init(&num1, len);
2222         bc_num_init(&num2, len);
2223         bc_num_init_DEF_SIZE(&half);
2224
2225         bc_num_one(&half);
2226         half.num[0] = 5;
2227         half.rdx = 1;
2228
2229         bc_num_init(&f, len);
2230         bc_num_init(&fprime, len);
2231
2232         x0 = &num1;
2233         x1 = &num2;
2234
2235         bc_num_one(x0);
2236         pow = BC_NUM_INT(a);
2237
2238         if (pow) {
2239                 if (pow & 1)
2240                         x0->num[0] = 2;
2241                 else
2242                         x0->num[0] = 6;
2243
2244                 pow -= 2 - (pow & 1);
2245
2246                 bc_num_extend(x0, pow);
2247
2248                 // Make sure to move the radix back.
2249                 x0->rdx -= pow;
2250         }
2251
2252         x0->rdx = digs = digs1 = 0;
2253         resrdx = scale + 2;
2254         len = BC_NUM_INT(x0) + resrdx - 1;
2255
2256         while (cmp != 0 || digs < len) {
2257                 s = zbc_num_div(a, x0, &f, resrdx);
2258                 if (s) goto err;
2259                 s = zbc_num_add(x0, &f, &fprime, resrdx);
2260                 if (s) goto err;
2261                 s = zbc_num_mul(&fprime, &half, x1, resrdx);
2262                 if (s) goto err;
2263
2264                 cmp = bc_num_cmp(x1, x0);
2265                 digs = x1->len - (unsigned long long) llabs(cmp);
2266
2267                 if (cmp == cmp2 && digs == digs1)
2268                         times += 1;
2269                 else
2270                         times = 0;
2271
2272                 resrdx += times > 4;
2273
2274                 cmp2 = cmp1;
2275                 cmp1 = cmp;
2276                 digs1 = digs;
2277
2278                 temp = x0;
2279                 x0 = x1;
2280                 x1 = temp;
2281         }
2282
2283         bc_num_copy(b, x0);
2284         scale -= 1;
2285         if (b->rdx > scale) bc_num_truncate(b, b->rdx - scale);
2286  err:
2287         bc_num_free(&fprime);
2288         bc_num_free(&f);
2289         bc_num_free(&half);
2290         bc_num_free(&num2);
2291         bc_num_free(&num1);
2292         RETURN_STATUS(s);
2293 }
2294 #define zbc_num_sqrt(...) (zbc_num_sqrt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2295
2296 static BC_STATUS zbc_num_divmod(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *d,
2297                               size_t scale)
2298 {
2299         BcStatus s;
2300         BcNum num2, *ptr_a;
2301         bool init = false;
2302         size_t ts = BC_MAX(scale + b->rdx, a->rdx), len = BC_NUM_MREQ(a, b, ts);
2303
2304         if (c == a) {
2305                 memcpy(&num2, c, sizeof(BcNum));
2306                 ptr_a = &num2;
2307                 bc_num_init(c, len);
2308                 init = true;
2309         } else {
2310                 ptr_a = a;
2311                 bc_num_expand(c, len);
2312         }
2313
2314         s = zbc_num_r(ptr_a, b, c, d, scale, ts);
2315
2316         if (init) bc_num_free(&num2);
2317
2318         RETURN_STATUS(s);
2319 }
2320 #define zbc_num_divmod(...) (zbc_num_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2321
2322 #if ENABLE_DC
2323 static BC_STATUS zdc_num_modexp(BcNum *a, BcNum *b, BcNum *c, BcNum *restrict d)
2324 {
2325         BcStatus s;
2326         BcNum base, exp, two, temp;
2327         BcDig two_digs[2];
2328
2329         if (c->len == 0)
2330                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
2331         if (a->rdx || b->rdx || c->rdx)
2332                 RETURN_STATUS(bc_error("not an integer"));
2333         if (b->neg)
2334                 RETURN_STATUS(bc_error("negative number"));
2335
2336         bc_num_expand(d, c->len);
2337         bc_num_init(&base, c->len);
2338         bc_num_init(&exp, b->len);
2339         bc_num_init(&temp, b->len);
2340
2341         two.cap = ARRAY_SIZE(two_digs);
2342         two.num = two_digs;
2343         bc_num_one(&two);
2344         two_digs[0] = 2;
2345
2346         bc_num_one(d);
2347
2348         s = zbc_num_rem(a, c, &base, 0);
2349         if (s) goto err;
2350         bc_num_copy(&exp, b);
2351
2352         while (exp.len != 0) {
2353                 s = zbc_num_divmod(&exp, &two, &exp, &temp, 0);
2354                 if (s) goto err;
2355
2356                 if (BC_NUM_ONE(&temp)) {
2357                         s = zbc_num_mul(d, &base, &temp, 0);
2358                         if (s) goto err;
2359                         s = zbc_num_rem(&temp, c, d, 0);
2360                         if (s) goto err;
2361                 }
2362
2363                 s = zbc_num_mul(&base, &base, &temp, 0);
2364                 if (s) goto err;
2365                 s = zbc_num_rem(&temp, c, &base, 0);
2366                 if (s) goto err;
2367         }
2368  err:
2369         bc_num_free(&temp);
2370         bc_num_free(&exp);
2371         bc_num_free(&base);
2372         RETURN_STATUS(s);
2373 }
2374 #define zdc_num_modexp(...) (zdc_num_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2375 #endif // ENABLE_DC
2376
2377 static FAST_FUNC void bc_string_free(void *string)
2378 {
2379         free(*(char**)string);
2380 }
2381
2382 static void bc_func_init(BcFunc *f)
2383 {
2384         bc_char_vec_init(&f->code);
2385         IF_BC(bc_vec_init(&f->labels, sizeof(size_t), NULL);)
2386         IF_BC(bc_vec_init(&f->autos, sizeof(BcId), bc_id_free);)
2387         IF_BC(bc_vec_init(&f->strs, sizeof(char *), bc_string_free);)
2388         IF_BC(bc_vec_init(&f->consts, sizeof(char *), bc_string_free);)
2389         IF_BC(f->nparams = 0;)
2390 }
2391
2392 static FAST_FUNC void bc_func_free(void *func)
2393 {
2394         BcFunc *f = (BcFunc *) func;
2395         bc_vec_free(&f->code);
2396         IF_BC(bc_vec_free(&f->labels);)
2397         IF_BC(bc_vec_free(&f->autos);)
2398         IF_BC(bc_vec_free(&f->strs);)
2399         IF_BC(bc_vec_free(&f->consts);)
2400 }
2401
2402 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len);
2403
2404 static void bc_array_init(BcVec *a, bool nums)
2405 {
2406         if (nums)
2407                 bc_vec_init(a, sizeof(BcNum), bc_num_free);
2408         else
2409                 bc_vec_init(a, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
2410         bc_array_expand(a, 1);
2411 }
2412
2413 static void bc_array_expand(BcVec *a, size_t len)
2414 {
2415         if (a->dtor == bc_num_free
2416          // && a->size == sizeof(BcNum) - always true
2417         ) {
2418                 BcNum n;
2419                 while (len > a->len) {
2420                         bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
2421                         bc_vec_push(a, &n);
2422                 }
2423         } else {
2424                 BcVec v;
2425                 while (len > a->len) {
2426                         bc_array_init(&v, true);
2427                         bc_vec_push(a, &v);
2428                 }
2429         }
2430 }
2431
2432 static void bc_array_copy(BcVec *d, const BcVec *s)
2433 {
2434         BcNum *dnum, *snum;
2435         size_t i;
2436
2437         bc_vec_pop_all(d);
2438         bc_vec_expand(d, s->cap);
2439         d->len = s->len;
2440
2441         dnum = (void*)d->v;
2442         snum = (void*)s->v;
2443         for (i = 0; i < s->len; i++, dnum++, snum++) {
2444                 bc_num_init(dnum, snum->len);
2445                 bc_num_copy(dnum, snum);
2446         }
2447 }
2448
2449 #if ENABLE_DC
2450 static void dc_result_copy(BcResult *d, BcResult *src)
2451 {
2452         d->t = src->t;
2453
2454         switch (d->t) {
2455                 case XC_RESULT_TEMP:
2456                 case XC_RESULT_IBASE:
2457                 case XC_RESULT_SCALE:
2458                 case XC_RESULT_OBASE:
2459                         bc_num_init(&d->d.n, src->d.n.len);
2460                         bc_num_copy(&d->d.n, &src->d.n);
2461                         break;
2462                 case XC_RESULT_VAR:
2463                 case XC_RESULT_ARRAY:
2464                 case XC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2465                         d->d.id.name = xstrdup(src->d.id.name);
2466                         break;
2467                 case XC_RESULT_CONSTANT:
2468                 IF_BC(case BC_RESULT_LAST:)
2469                 IF_BC(case BC_RESULT_ONE:)
2470                 case XC_RESULT_STR:
2471                         memcpy(&d->d.n, &src->d.n, sizeof(BcNum));
2472                         break;
2473         }
2474 }
2475 #endif // ENABLE_DC
2476
2477 static FAST_FUNC void bc_result_free(void *result)
2478 {
2479         BcResult *r = (BcResult *) result;
2480
2481         switch (r->t) {
2482                 case XC_RESULT_TEMP:
2483                 case XC_RESULT_IBASE:
2484                 case XC_RESULT_SCALE:
2485                 case XC_RESULT_OBASE:
2486                         bc_num_free(&r->d.n);
2487                         break;
2488                 case XC_RESULT_VAR:
2489                 case XC_RESULT_ARRAY:
2490                 case XC_RESULT_ARRAY_ELEM:
2491                         free(r->d.id.name);
2492                         break;
2493                 default:
2494                         // Do nothing.
2495                         break;
2496         }
2497 }
2498
2499 static int bad_input_byte(char c)
2500 {
2501         if ((c < ' ' && c != '\t' && c != '\r' && c != '\n') // also allow '\v' '\f'?
2502          || c > 0x7e
2503         ) {
2504                 bc_error_fmt("illegal character 0x%02x", c);
2505                 return 1;
2506         }
2507         return 0;
2508 }
2509
2510 // Note: it _appends_ data from fp to vec.
2511 static void bc_read_line(BcVec *vec, FILE *fp)
2512 {
2513  again:
2514         fflush_and_check();
2515
2516 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
2517         if (G_interrupt) { // ^C was pressed
2518  intr:
2519                 if (fp != stdin) {
2520                         // ^C while running a script (bc SCRIPT): die.
2521                         // We do not return to interactive prompt:
2522                         // user might be running us from a shell,
2523                         // and SCRIPT might be intended to terminate
2524                         // (e.g. contain a "halt" stmt).
2525                         // ^C dropping user into a bc prompt instead of
2526                         // the shell would be unexpected.
2527                         xfunc_die();
2528                 }
2529                 // ^C while interactive input
2530                 G_interrupt = 0;
2531                 // GNU bc says "interrupted execution."
2532                 // GNU dc says "Interrupt!"
2533                 fputs("\ninterrupted execution\n", stderr);
2534         }
2535
2536 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
2537         if (G_ttyin && fp == stdin) {
2538                 int n, i;
2539 #  define line_buf bb_common_bufsiz1
2540                 n = read_line_input(G.line_input_state, "", line_buf, COMMON_BUFSIZE);
2541                 if (n <= 0) { // read errors or EOF, or ^D, or ^C
2542                         if (n == 0) // ^C
2543                                 goto intr;
2544                         bc_vec_pushZeroByte(vec); // ^D or EOF (or error)
2545                         return;
2546                 }
2547                 i = 0;
2548                 for (;;) {
2549                         char c = line_buf[i++];
2550                         if (!c) break;
2551                         if (bad_input_byte(c)) goto again;
2552                 }
2553                 bc_vec_concat(vec, line_buf);
2554 #  undef line_buf
2555         } else
2556 # endif
2557 #endif
2558         {
2559                 int c;
2560                 bool bad_chars = 0;
2561                 size_t len = vec->len;
2562
2563                 do {
2564 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
2565                         if (G_interrupt) {
2566                                 // ^C was pressed: ignore entire line, get another one
2567                                 vec->len = len;
2568                                 goto intr;
2569                         }
2570 #endif
2571                         do c = fgetc(fp); while (c == '\0');
2572                         if (c == EOF) {
2573                                 if (ferror(fp))
2574                                         bb_perror_msg_and_die("input error");
2575                                 // Note: EOF does not append '\n'
2576                                 break;
2577                         }
2578                         bad_chars |= bad_input_byte(c);
2579                         bc_vec_pushByte(vec, (char)c);
2580                 } while (c != '\n');
2581
2582                 if (bad_chars) {
2583                         // Bad chars on this line
2584                         if (!G.prog.file) { // stdin
2585                                 // ignore entire line, get another one
2586                                 vec->len = len;
2587                                 goto again;
2588                         }
2589                         bb_perror_msg_and_die("file '%s' is not text", G.prog.file);
2590                 }
2591                 bc_vec_pushZeroByte(vec);
2592         }
2593 }
2594
2595 //
2596 // Parsing routines
2597 //
2598
2599 static bool bc_num_strValid(const char *val, size_t base)
2600 {
2601         BcDig b;
2602         bool radix;
2603
2604         b = (BcDig)(base <= 10 ? base + '0' : base - 10 + 'A');
2605         radix = false;
2606         for (;;) {
2607                 BcDig c = *val++;
2608                 if (c == '\0')
2609                         break;
2610                 if (c == '.') {
2611                         if (radix) return false;
2612                         radix = true;
2613                         continue;
2614                 }
2615                 if (c < '0' || c >= b || (c > '9' && c < 'A'))
2616                         return false;
2617         }
2618         return true;
2619 }
2620
2621 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2622 // leading zeroes in "val" are removed
2623 static void bc_num_parseDecimal(BcNum *n, const char *val)
2624 {
2625         size_t len, i;
2626         const char *ptr;
2627
2628         len = strlen(val);
2629         if (len == 0)
2630                 return;
2631
2632         bc_num_expand(n, len);
2633
2634         ptr = strchr(val, '.');
2635
2636         n->rdx = 0;
2637         if (ptr != NULL)
2638                 n->rdx = (size_t)((val + len) - (ptr + 1));
2639
2640         for (i = 0; val[i]; ++i) {
2641                 if (val[i] != '0' && val[i] != '.') {
2642                         // Not entirely zero value - convert it, and exit
2643                         i = len - 1;
2644                         for (;;) {
2645                                 n->num[n->len] = val[i] - '0';
2646                                 ++n->len;
2647  skip_dot:
2648                                 if (i == 0) break;
2649                                 if (val[--i] == '.') goto skip_dot;
2650                         }
2651                         break;
2652                 }
2653         }
2654         // if for() exits without hitting if(), the value is entirely zero
2655 }
2656
2657 // Note: n is already "bc_num_zero()"ed,
2658 // leading zeroes in "val" are removed
2659 static void bc_num_parseBase(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2660 {
2661         BcStatus s;
2662         BcNum temp, mult, result;
2663         BcNum base;
2664         BcDig base_digs[ULONG_NUM_BUFSIZE];
2665         BcDig c = '\0';
2666         unsigned long v;
2667         size_t i, digits;
2668
2669         for (i = 0; ; ++i) {
2670                 if (val[i] == '\0')
2671                         return;
2672                 if (val[i] != '.' && val[i] != '0')
2673                         break;
2674         }
2675
2676         bc_num_init_DEF_SIZE(&temp);
2677         bc_num_init_DEF_SIZE(&mult);
2678         base.cap = ARRAY_SIZE(base_digs);
2679         base.num = base_digs;
2680         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
2681
2682         for (;;) {
2683                 c = *val++;
2684                 if (c == '\0') goto int_err;
2685                 if (c == '.') break;
2686
2687                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2688
2689                 s = zbc_num_mul(n, &base, &mult, 0);
2690                 if (s) goto int_err;
2691                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2692                 s = zbc_num_add(&mult, &temp, n, 0);
2693                 if (s) goto int_err;
2694         }
2695
2696         bc_num_init(&result, base.len);
2697         //bc_num_zero(&result); - already is
2698         bc_num_one(&mult);
2699
2700         digits = 0;
2701         for (;;) {
2702                 c = *val++;
2703                 if (c == '\0') break;
2704                 digits++;
2705
2706                 v = (unsigned long) (c <= '9' ? c - '0' : c - 'A' + 10);
2707
2708                 s = zbc_num_mul(&result, &base, &result, 0);
2709                 if (s) goto err;
2710                 bc_num_ulong2num(&temp, v);
2711                 s = zbc_num_add(&result, &temp, &result, 0);
2712                 if (s) goto err;
2713                 s = zbc_num_mul(&mult, &base, &mult, 0);
2714                 if (s) goto err;
2715         }
2716
2717         s = zbc_num_div(&result, &mult, &result, digits);
2718         if (s) goto err;
2719         s = zbc_num_add(n, &result, n, digits);
2720         if (s) goto err;
2721
2722         if (n->len != 0) {
2723                 if (n->rdx < digits)
2724                         bc_num_extend(n, digits - n->rdx);
2725         } else
2726                 bc_num_zero(n);
2727  err:
2728         bc_num_free(&result);
2729  int_err:
2730         bc_num_free(&mult);
2731         bc_num_free(&temp);
2732 }
2733
2734 static BC_STATUS zbc_num_parse(BcNum *n, const char *val, unsigned base_t)
2735 {
2736         if (!bc_num_strValid(val, base_t))
2737                 RETURN_STATUS(bc_error("bad number string"));
2738
2739         bc_num_zero(n);
2740         while (*val == '0') val++;
2741
2742         if (base_t == 10)
2743                 bc_num_parseDecimal(n, val);
2744         else
2745                 bc_num_parseBase(n, val, base_t);
2746
2747         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2748 }
2749 #define zbc_num_parse(...) (zbc_num_parse(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2750
2751 static void bc_lex_lineComment(BcLex *l)
2752 {
2753         // Try: echo -n '#foo' | bc
2754         size_t i;
2755         l->lex = XC_LEX_WHITESPACE;
2756         i = l->i;
2757         while (i < l->len && l->buf[i] != '\n')
2758                 i++;
2759         l->i = i;
2760 }
2761
2762 static void bc_lex_whitespace(BcLex *l)
2763 {
2764         l->lex = XC_LEX_WHITESPACE;
2765         for (;;) {
2766                 char c = l->buf[l->i];
2767                 if (c == '\n') // this is XC_LEX_NLINE, not XC_LEX_WHITESPACE
2768                         break;
2769                 if (!isspace(c))
2770                         break;
2771                 l->i++;
2772         }
2773 }
2774
2775 static BC_STATUS zbc_lex_number(BcLex *l, char start)
2776 {
2777         const char *buf = l->buf + l->i;
2778         size_t len, i, ccnt;
2779         bool pt;
2780
2781         pt = (start == '.');
2782         l->lex = XC_LEX_NUMBER;
2783         ccnt = i = 0;
2784         for (;;) {
2785                 char c = buf[i];
2786                 if (c == '\0')
2787                         break;
2788                 if (c == '\\' && buf[i + 1] == '\n') {
2789                         i += 2;
2790                         //number_of_backslashes++ - see comment below
2791                         continue;
2792                 }
2793                 if (!isdigit(c) && (c < 'A' || c > 'F')) {
2794                         if (c != '.') break;
2795                         // if '.' was already seen, stop on second one:
2796                         if (pt) break;
2797                         pt = true;
2798                 }
2799                 // buf[i] is one of "0-9A-F."
2800                 i++;
2801                 if (c != '.')
2802                         ccnt = i;
2803         }
2804         //ccnt is the number of chars in the number string, excluding possible
2805         //trailing "[\<newline>].[\<newline>]" (with any number of \<NL> repetitions).
2806         //i is buf[i] index of the first not-yet-parsed char after that.
2807         l->i += i;
2808
2809         // This might overestimate the size, if there are "\<NL>"'s
2810         // in the number. Subtracting number_of_backslashes*2 correctly
2811         // is not that easy: consider that in the case of "NNN.\<NL>"
2812         // loop above will count "\<NL>" before it realizes it is not
2813         // in fact *inside* the number:
2814         len = ccnt + 1; // +1 byte for NUL termination
2815
2816         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_NUM.
2817         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_NUM | 0xff)) {
2818                 if (len > BC_MAX_NUM)
2819                         RETURN_STATUS(bc_error("number too long: must be [1,"BC_MAX_NUM_STR"]"));
2820         }
2821
2822         bc_vec_pop_all(&l->lex_buf);
2823         bc_vec_expand(&l->lex_buf, 1 + len);
2824         bc_vec_push(&l->lex_buf, &start);
2825
2826         while (ccnt != 0) {
2827                 // If we have hit a backslash, skip it. We don't have
2828                 // to check for a newline because it's guaranteed.
2829                 if (*buf == '\\') {
2830                         buf += 2;
2831                         ccnt -= 2;
2832                         continue;
2833                 }
2834                 bc_vec_push(&l->lex_buf, buf);
2835                 buf++;
2836                 ccnt--;
2837         }
2838
2839         bc_vec_pushZeroByte(&l->lex_buf);
2840
2841         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2842 }
2843 #define zbc_lex_number(...) (zbc_lex_number(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2844
2845 static void bc_lex_name(BcLex *l)
2846 {
2847         size_t i;
2848         const char *buf;
2849
2850         l->lex = XC_LEX_NAME;
2851
2852         i = 0;
2853         buf = l->buf + l->i - 1;
2854         for (;;) {
2855                 char c = buf[i];
2856                 if ((c < 'a' || c > 'z') && !isdigit(c) && c != '_') break;
2857                 i++;
2858         }
2859
2860 #if 0 // We do not protect against people with gigabyte-long names
2861         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
2862         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
2863                 if (i > BC_MAX_STRING)
2864                         return bc_error("name too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]");
2865         }
2866 #endif
2867         bc_vec_string(&l->lex_buf, i, buf);
2868
2869         // Increment the index. We minus 1 because it has already been incremented.
2870         l->i += i - 1;
2871
2872         //return BC_STATUS_SUCCESS;
2873 }
2874
2875 static void bc_lex_init(BcLex *l)
2876 {
2877         bc_char_vec_init(&l->lex_buf);
2878 }
2879
2880 static void bc_lex_free(BcLex *l)
2881 {
2882         bc_vec_free(&l->lex_buf);
2883 }
2884
2885 static void bc_lex_file(BcLex *l)
2886 {
2887         G.err_line = l->line = 1;
2888         l->newline = false;
2889 }
2890
2891 static bool bc_lex_more_input(BcLex *l)
2892 {
2893         size_t str;
2894         bool comment;
2895
2896         bc_vec_pop_all(&G.input_buffer);
2897
2898         // This loop is complex because the vm tries not to send any lines that end
2899         // with a backslash to the parser. The reason for that is because the parser
2900         // treats a backslash+newline combo as whitespace, per the bc spec. In that
2901         // case, and for strings and comments, the parser will expect more stuff.
2902         comment = false;
2903         str = 0;
2904         for (;;) {
2905                 size_t prevlen = G.input_buffer.len;
2906                 char *string;
2907
2908                 bc_read_line(&G.input_buffer, G.input_fp);
2909                 // No more input means EOF
2910                 if (G.input_buffer.len <= prevlen + 1) // (we expect +1 for NUL byte)
2911                         break;
2912
2913                 string = G.input_buffer.v + prevlen;
2914                 while (*string) {
2915                         char c = *string;
2916                         if (string == G.input_buffer.v || string[-1] != '\\') {
2917                                 if (IS_BC)
2918                                         str ^= (c == '"');
2919                                 else {
2920                                         if (c == ']')
2921                                                 str -= 1;
2922                                         else if (c == '[')
2923                                                 str += 1;
2924                                 }
2925                         }
2926                         string++;
2927                         if (c == '/' && *string == '*') {
2928                                 comment = true;
2929                                 string++;
2930                                 continue;
2931                         }
2932                         if (c == '*' && *string == '/') {
2933                                 comment = false;
2934                                 string++;
2935                         }
2936                 }
2937                 if (str != 0 || comment) {
2938                         G.input_buffer.len--; // backstep over the trailing NUL byte
2939                         continue;
2940                 }
2941
2942                 // Check for backslash+newline.
2943                 // we do not check that last char is '\n' -
2944                 // if it is not, then it's EOF, and looping back
2945                 // to bc_read_line() will detect it:
2946                 string -= 2;
2947                 if (string >= G.input_buffer.v && *string == '\\') {
2948                         G.input_buffer.len--;
2949                         continue;
2950                 }
2951
2952                 break;
2953         }
2954
2955         l->buf = G.input_buffer.v;
2956         l->i = 0;
2957 //      bb_error_msg("G.input_buffer.len:%d '%s'", G.input_buffer.len, G.input_buffer.v);
2958         l->len = G.input_buffer.len - 1; // do not include NUL
2959
2960         return l->len != 0;
2961 }
2962
2963 IF_BC(static BC_STATUS zbc_lex_token(BcLex *l);)
2964 IF_DC(static BC_STATUS zdc_lex_token(BcLex *l);)
2965 #define zbc_lex_token(...) (zbc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2966 #define zdc_lex_token(...) (zdc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
2967
2968 static BC_STATUS zbc_lex_next(BcLex *l)
2969 {
2970         BcStatus s;
2971
2972         l->lex_last = l->lex;
2973         if (l->lex_last == XC_LEX_EOF) RETURN_STATUS(bc_error("end of file"));
2974
2975         l->line += l->newline;
2976         G.err_line = l->line;
2977         l->newline = false;
2978
2979         // Loop until failure or we don't have whitespace. This
2980         // is so the parser doesn't get inundated with whitespace.
2981         // Comments are also XC_LEX_WHITESPACE tokens and eaten here.
2982         s = BC_STATUS_SUCCESS;
2983         do {
2984                 if (l->i == l->len) {
2985                         l->lex = XC_LEX_EOF;
2986                         if (!G.input_fp)
2987                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2988                         if (!bc_lex_more_input(l)) {
2989                                 G.input_fp = NULL;
2990                                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
2991                         }
2992                         // here it's guaranteed that l->i is below l->len
2993                 }
2994                 l->lex_next_at = l->buf + l->i;
2995                 dbg_lex("next string to parse:'%.*s'",
2996                         (int)(strchrnul(l->lex_next_at, '\n') - l->lex_next_at),
2997                         l->lex_next_at
2998                 );
2999                 if (IS_BC) {
3000                         IF_BC(s = zbc_lex_token(l));
3001                 } else {
3002                         IF_DC(s = zdc_lex_token(l));
3003                 }
3004         } while (!s && l->lex == XC_LEX_WHITESPACE);
3005         dbg_lex("l->lex from string:%d", l->lex);
3006
3007         RETURN_STATUS(s);
3008 }
3009 #define zbc_lex_next(...) (zbc_lex_next(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3010
3011 #if ENABLE_BC
3012 static BC_STATUS zbc_lex_skip_if_at_NLINE(BcLex *l)
3013 {
3014         if (l->lex == XC_LEX_NLINE)
3015                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(l));
3016         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3017 }
3018 #define zbc_lex_skip_if_at_NLINE(...) (zbc_lex_skip_if_at_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3019
3020 static BC_STATUS zbc_lex_next_and_skip_NLINE(BcLex *l)
3021 {
3022         BcStatus s;
3023         s = zbc_lex_next(l);
3024         if (s) RETURN_STATUS(s);
3025         // if(cond)<newline>stmt is accepted too (but not 2+ newlines)
3026         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE(l);
3027         RETURN_STATUS(s);
3028 }
3029 #define zbc_lex_next_and_skip_NLINE(...) (zbc_lex_next_and_skip_NLINE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3030 #endif
3031
3032 static BC_STATUS zbc_lex_text_init(BcLex *l, const char *text)
3033 {
3034         l->buf = text;
3035         l->i = 0;
3036         l->len = strlen(text);
3037         l->lex = l->lex_last = XC_LEX_INVALID;
3038         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(l));
3039 }
3040 #define zbc_lex_text_init(...) (zbc_lex_text_init(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3041
3042 #if ENABLE_BC
3043 static BC_STATUS zbc_lex_identifier(BcLex *l)
3044 {
3045         BcStatus s;
3046         unsigned i;
3047         const char *buf = l->buf + l->i - 1;
3048
3049         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bc_lex_kws); ++i) {
3050                 const char *keyword8 = bc_lex_kws[i].name8;
3051                 unsigned j = 0;
3052                 while (buf[j] != '\0' && buf[j] == keyword8[j]) {
3053                         j++;
3054                         if (j == 8) goto match;
3055                 }
3056                 if (keyword8[j] != '\0')
3057                         continue;
3058  match:
3059                 // buf starts with keyword bc_lex_kws[i]
3060                 if (isalnum(buf[j]) || buf[j]=='_')
3061                         continue; // "ifz" does not match "if" keyword, "if." does
3062                 l->lex = BC_LEX_KEY_1st_keyword + i;
3063                 if (!bc_lex_kws_POSIX(i)) {
3064                         s = zbc_posix_error_fmt("%sthe '%.8s' keyword", "POSIX does not allow ", bc_lex_kws[i].name8);
3065                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3066                 }
3067
3068                 // We minus 1 because the index has already been incremented.
3069                 l->i += j - 1;
3070                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3071         }
3072
3073         bc_lex_name(l);
3074         s = BC_STATUS_SUCCESS;
3075
3076         if (l->lex_buf.len > 2) {
3077                 // Prevent this:
3078                 // >>> qwe=1
3079                 // bc: POSIX only allows one character names; the following is bad: 'qwe=1
3080                 // '
3081                 unsigned len = strchrnul(buf, '\n') - buf;
3082                 s = zbc_posix_error_fmt("POSIX only allows one character names; the following is bad: '%.*s'", len, buf);
3083         }
3084
3085         RETURN_STATUS(s);
3086 }
3087 #define zbc_lex_identifier(...) (zbc_lex_identifier(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3088
3089 static BC_STATUS zbc_lex_string(BcLex *l)
3090 {
3091         size_t len, nls, i;
3092
3093         l->lex = XC_LEX_STR;
3094
3095         nls = 0;
3096         i = l->i;
3097         for (;;) {
3098                 char c = l->buf[i];
3099                 if (c == '\0') {
3100                         l->i = i;
3101                         RETURN_STATUS(bc_error("string end could not be found"));
3102                 }
3103                 if (c == '"')
3104                         break;
3105                 nls += (c == '\n');
3106                 i++;
3107         }
3108
3109         len = i - l->i;
3110         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
3111         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
3112                 if (len > BC_MAX_STRING)
3113                         RETURN_STATUS(bc_error("string too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]"));
3114         }
3115         bc_vec_string(&l->lex_buf, len, l->buf + l->i);
3116
3117         l->i = i + 1;
3118         l->line += nls;
3119         G.err_line = l->line;
3120
3121         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3122 }
3123 #define zbc_lex_string(...) (zbc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3124
3125 static void bc_lex_assign(BcLex *l, unsigned with_and_without)
3126 {
3127         if (l->buf[l->i] == '=') {
3128                 ++l->i;
3129                 with_and_without >>= 8; // store "with" value
3130         } // else store "without" value
3131         l->lex = (with_and_without & 0xff);
3132 }
3133 #define bc_lex_assign(l, with, without) \
3134         bc_lex_assign(l, ((with)<<8)|(without))
3135
3136 static BC_STATUS zbc_lex_comment(BcLex *l)
3137 {
3138         size_t i, nls = 0;
3139         const char *buf = l->buf;
3140
3141         l->lex = XC_LEX_WHITESPACE;
3142         i = l->i; /* here buf[l->i] is the '*' of opening comment delimiter */
3143         for (;;) {
3144                 char c = buf[++i];
3145  check_star:
3146                 if (c == '*') {
3147                         c = buf[++i];
3148                         if (c == '/')
3149                                 break;
3150                         goto check_star;
3151                 }
3152                 if (c == '\0') {
3153                         l->i = i;
3154                         RETURN_STATUS(bc_error("comment end could not be found"));
3155                 }
3156                 nls += (c == '\n');
3157         }
3158
3159         l->i = i + 1;
3160         l->line += nls;
3161         G.err_line = l->line;
3162
3163         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3164 }
3165 #define zbc_lex_comment(...) (zbc_lex_comment(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3166
3167 #undef zbc_lex_token
3168 static BC_STATUS zbc_lex_token(BcLex *l)
3169 {
3170         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
3171         char c = l->buf[l->i++], c2;
3172
3173         // This is the workhorse of the lexer.
3174         switch (c) {
3175 //              case '\0': // probably never reached
3176 //                      l->i--;
3177 //                      l->lex = XC_LEX_EOF;
3178 //                      l->newline = true;
3179 //                      break;
3180                 case '\n':
3181                         l->lex = XC_LEX_NLINE;
3182                         l->newline = true;
3183                         break;
3184                 case '\t':
3185                 case '\v':
3186                 case '\f':
3187                 case '\r':
3188                 case ' ':
3189                         bc_lex_whitespace(l);
3190                         break;
3191                 case '!':
3192                         bc_lex_assign(l, XC_LEX_OP_REL_NE, BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
3193                         if (l->lex == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) {
3194                                 s = zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("!");
3195                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3196                         }
3197                         break;
3198                 case '"':
3199                         s = zbc_lex_string(l);
3200                         break;
3201                 case '#':
3202                         s = zbc_POSIX_does_not_allow("'#' script comments");
3203                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3204                         bc_lex_lineComment(l);
3205                         break;
3206                 case '%':
3207                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS, XC_LEX_OP_MODULUS);
3208                         break;
3209                 case '&':
3210                         c2 = l->buf[l->i];
3211                         if (c2 == '&') {
3212                                 s = zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("&&");
3213                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3214                                 ++l->i;
3215                                 l->lex = BC_LEX_OP_BOOL_AND;
3216                         } else {
3217                                 l->lex = XC_LEX_INVALID;
3218                                 s = bc_error_bad_character('&');
3219                         }
3220                         break;
3221                 case '(':
3222                 case ')':
3223                         l->lex = (BcLexType)(c - '(' + BC_LEX_LPAREN);
3224                         break;
3225                 case '*':
3226                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY, XC_LEX_OP_MULTIPLY);
3227                         break;
3228                 case '+':
3229                         c2 = l->buf[l->i];
3230                         if (c2 == '+') {
3231                                 ++l->i;
3232                                 l->lex = BC_LEX_OP_INC;
3233                         } else
3234                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS, XC_LEX_OP_PLUS);
3235                         break;
3236                 case ',':
3237                         l->lex = BC_LEX_COMMA;
3238                         break;
3239                 case '-':
3240                         c2 = l->buf[l->i];
3241                         if (c2 == '-') {
3242                                 ++l->i;
3243                                 l->lex = BC_LEX_OP_DEC;
3244                         } else
3245                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS, XC_LEX_OP_MINUS);
3246                         break;
3247                 case '.':
3248                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3249                                 s = zbc_lex_number(l, c);
3250                         else {
3251                                 l->lex = BC_LEX_KEY_LAST;
3252                                 s = zbc_POSIX_does_not_allow("a period ('.') as a shortcut for the last result");
3253                         }
3254                         break;
3255                 case '/':
3256                         c2 = l->buf[l->i];
3257                         if (c2 == '*')
3258                                 s = zbc_lex_comment(l);
3259                         else
3260                                 bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE, XC_LEX_OP_DIVIDE);
3261                         break;
3262                 case '0':
3263                 case '1':
3264                 case '2':
3265                 case '3':
3266                 case '4':
3267                 case '5':
3268                 case '6':
3269                 case '7':
3270                 case '8':
3271                 case '9':
3272                 case 'A':
3273                 case 'B':
3274                 case 'C':
3275                 case 'D':
3276                 case 'E':
3277                 case 'F':
3278                         s = zbc_lex_number(l, c);
3279                         break;
3280                 case ';':
3281                         l->lex = BC_LEX_SCOLON;
3282                         break;
3283                 case '<':
3284                         bc_lex_assign(l, XC_LEX_OP_REL_LE, XC_LEX_OP_REL_LT);
3285                         break;
3286                 case '=':
3287                         bc_lex_assign(l, XC_LEX_OP_REL_EQ, BC_LEX_OP_ASSIGN);
3288                         break;
3289                 case '>':
3290                         bc_lex_assign(l, XC_LEX_OP_REL_GE, XC_LEX_OP_REL_GT);
3291                         break;
3292                 case '[':
3293                 case ']':
3294                         l->lex = (BcLexType)(c - '[' + BC_LEX_LBRACKET);
3295                         break;
3296                 case '\\':
3297                         if (l->buf[l->i] == '\n') {
3298                                 l->lex = XC_LEX_WHITESPACE;
3299                                 ++l->i;
3300                         } else
3301                                 s = bc_error_bad_character(c);
3302                         break;
3303                 case '^':
3304                         bc_lex_assign(l, BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER, XC_LEX_OP_POWER);
3305                         break;
3306                 case 'a':
3307                 case 'b':
3308                 case 'c':
3309                 case 'd':
3310                 case 'e':
3311                 case 'f':
3312                 case 'g':
3313                 case 'h':
3314                 case 'i':
3315                 case 'j':
3316                 case 'k':
3317                 case 'l':
3318                 case 'm':
3319                 case 'n':
3320                 case 'o':
3321                 case 'p':
3322                 case 'q':
3323                 case 'r':
3324                 case 's':
3325                 case 't':
3326                 case 'u':
3327                 case 'v':
3328                 case 'w':
3329                 case 'x':
3330                 case 'y':
3331                 case 'z':
3332                         s = zbc_lex_identifier(l);
3333                         break;
3334                 case '{':
3335                 case '}':
3336                         l->lex = (BcLexType)(c - '{' + BC_LEX_LBRACE);
3337                         break;
3338                 case '|':
3339                         c2 = l->buf[l->i];
3340                         if (c2 == '|') {
3341                                 s = zbc_POSIX_does_not_allow_bool_ops_this_is_bad("||");
3342                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
3343                                 ++l->i;
3344                                 l->lex = BC_LEX_OP_BOOL_OR;
3345                         } else {
3346                                 l->lex = XC_LEX_INVALID;
3347                                 s = bc_error_bad_character(c);
3348                         }
3349                         break;
3350                 default:
3351                         l->lex = XC_LEX_INVALID;
3352                         s = bc_error_bad_character(c);
3353                         break;
3354         }
3355
3356         RETURN_STATUS(s);
3357 }
3358 #define zbc_lex_token(...) (zbc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3359 #endif // ENABLE_BC
3360
3361 #if ENABLE_DC
3362 static BC_STATUS zdc_lex_register(BcLex *l)
3363 {
3364         if (G_exreg && isspace(l->buf[l->i])) {
3365                 bc_lex_whitespace(l); // eats whitespace (but not newline)
3366                 l->i++; // bc_lex_name() expects this
3367                 bc_lex_name(l);
3368         } else {
3369                 bc_vec_pop_all(&l->lex_buf);
3370                 bc_vec_push(&l->lex_buf, &l->buf[l->i++]);
3371                 bc_vec_pushZeroByte(&l->lex_buf);
3372                 l->lex = XC_LEX_NAME;
3373         }
3374
3375         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3376 }
3377 #define zdc_lex_register(...) (zdc_lex_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3378
3379 static BC_STATUS zdc_lex_string(BcLex *l)
3380 {
3381         size_t depth, nls, i;
3382
3383         l->lex = XC_LEX_STR;
3384         bc_vec_pop_all(&l->lex_buf);
3385
3386         nls = 0;
3387         depth = 1;
3388         i = l->i;
3389         for (;;) {
3390                 char c = l->buf[i];
3391                 if (c == '\0') {
3392                         l->i = i;
3393                         RETURN_STATUS(bc_error("string end could not be found"));
3394                 }
3395                 nls += (c == '\n');
3396                 if (i == l->i || l->buf[i - 1] != '\\') {
3397                         if (c == '[') depth++;
3398                         if (c == ']')
3399                                 if (--depth == 0)
3400                                         break;
3401                 }
3402                 bc_vec_push(&l->lex_buf, &l->buf[i]);
3403                 i++;
3404         }
3405         i++;
3406
3407         bc_vec_pushZeroByte(&l->lex_buf);
3408         // This check makes sense only if size_t is (much) larger than BC_MAX_STRING.
3409         if (SIZE_MAX > (BC_MAX_STRING | 0xff)) {
3410                 if (i - l->i > BC_MAX_STRING)
3411                         RETURN_STATUS(bc_error("string too long: must be [1,"BC_MAX_STRING_STR"]"));
3412         }
3413
3414         l->i = i;
3415         l->line += nls;
3416         G.err_line = l->line;
3417
3418         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3419 }
3420 #define zdc_lex_string(...) (zdc_lex_string(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3421
3422 #undef zdc_lex_token
3423 static BC_STATUS zdc_lex_token(BcLex *l)
3424 {
3425         static const //BcLexType - should be this type, but narrower type saves size:
3426         uint8_t
3427         dc_lex_regs[] = {
3428                 XC_LEX_OP_REL_EQ, XC_LEX_OP_REL_LE, XC_LEX_OP_REL_GE, XC_LEX_OP_REL_NE,
3429                 XC_LEX_OP_REL_LT, XC_LEX_OP_REL_GT, DC_LEX_SCOLON, DC_LEX_COLON,
3430                 DC_LEX_ELSE, DC_LEX_LOAD, DC_LEX_LOAD_POP, DC_LEX_OP_ASSIGN,
3431                 DC_LEX_STORE_PUSH,
3432         };
3433
3434         BcStatus s;
3435         char c, c2;
3436         size_t i;
3437
3438         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(dc_lex_regs); ++i) {
3439                 if (l->lex_last == dc_lex_regs[i])
3440                         RETURN_STATUS(zdc_lex_register(l));
3441         }
3442
3443         s = BC_STATUS_SUCCESS;
3444         c = l->buf[l->i++];
3445         if (c >= '%' && c <= '~'
3446          && (l->lex = dc_char_to_LEX[c - '%']) != XC_LEX_INVALID
3447         ) {
3448                 RETURN_STATUS(s);
3449         }
3450
3451         // This is the workhorse of the lexer.
3452         switch (c) {
3453 //              case '\0': // probably never reached
3454 //                      l->lex = XC_LEX_EOF;
3455 //                      break;
3456                 case '\n':
3457                         // '\n' is XC_LEX_NLINE, not XC_LEX_WHITESPACE
3458                         // (and "case '\n':" is not just empty here)
3459                         // only to allow interactive dc have a way to exit
3460                         // "parse" stage of "parse,execute" loop
3461                         // on <enter>, not on _next_ token (which would mean
3462                         // commands are not executed on pressing <enter>).
3463                         // IOW: typing "1p<enter>" should print "1" _at once_,
3464                         // not after some more input.
3465                         l->lex = XC_LEX_NLINE;
3466                         l->newline = true;
3467                         break;
3468                 case '\t':
3469                 case '\v':
3470                 case '\f':
3471                 case '\r':
3472                 case ' ':
3473                         l->newline = 0; // was (c == '\n')
3474                         bc_lex_whitespace(l);
3475                         break;
3476                 case '!':
3477                         c2 = l->buf[l->i];
3478                         if (c2 == '=')
3479                                 l->lex = XC_LEX_OP_REL_NE;
3480                         else if (c2 == '<')
3481                                 l->lex = XC_LEX_OP_REL_LE;
3482                         else if (c2 == '>')
3483                                 l->lex = XC_LEX_OP_REL_GE;
3484                         else
3485                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_character(c));
3486                         ++l->i;
3487                         break;
3488                 case '#':
3489                         bc_lex_lineComment(l);
3490                         break;
3491                 case '.':
3492                         if (isdigit(l->buf[l->i]))
3493                                 s = zbc_lex_number(l, c);
3494                         else
3495                                 s = bc_error_bad_character(c);
3496                         break;
3497                 case '0':
3498                 case '1':
3499                 case '2':
3500                 case '3':
3501                 case '4':
3502                 case '5':
3503                 case '6':
3504                 case '7':
3505                 case '8':
3506                 case '9':
3507                 case 'A':
3508                 case 'B':
3509                 case 'C':
3510                 case 'D':
3511                 case 'E':
3512                 case 'F':
3513                         s = zbc_lex_number(l, c);
3514                         break;
3515                 case '[':
3516                         s = zdc_lex_string(l);
3517                         break;
3518                 default:
3519                         l->lex = XC_LEX_INVALID;
3520                         s = bc_error_bad_character(c);
3521                         break;
3522         }
3523
3524         RETURN_STATUS(s);
3525 }
3526 #define zdc_lex_token(...) (zdc_lex_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3527 #endif // ENABLE_DC
3528
3529 static void bc_parse_push(BcParse *p, char i)
3530 {
3531         dbg_compile("%s:%d pushing bytecode %zd:%d", __func__, __LINE__, p->func->code.len, i);
3532         bc_vec_pushByte(&p->func->code, i);
3533 }
3534
3535 static void bc_parse_pushName(BcParse *p, char *name)
3536 {
3537         while (*name)
3538                 bc_parse_push(p, *name++);
3539         bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
3540 }
3541
3542 static void bc_parse_pushIndex(BcParse *p, size_t idx)
3543 {
3544         size_t mask;
3545         unsigned amt;
3546
3547         dbg_lex("%s:%d pushing index %zd", __func__, __LINE__, idx);
3548         mask = ((size_t)0xff) << (sizeof(idx) * 8 - 8);
3549         amt = sizeof(idx);
3550         do {
3551                 if (idx & mask) break;
3552                 mask >>= 8;
3553                 amt--;
3554         } while (amt != 0);
3555
3556         bc_parse_push(p, amt);
3557
3558         while (idx != 0) {
3559                 bc_parse_push(p, (unsigned char)idx);
3560                 idx >>= 8;
3561         }
3562 }
3563
3564 #if ENABLE_BC
3565 static void bc_parse_pushJUMP(BcParse *p, size_t idx)
3566 {
3567         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP);
3568         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3569 }
3570
3571 static void bc_parse_pushJUMP_ZERO(BcParse *p, size_t idx)
3572 {
3573         bc_parse_push(p, BC_INST_JUMP_ZERO);
3574         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3575 }
3576
3577 static BC_STATUS zbc_parse_pushSTR(BcParse *p)
3578 {
3579         char *str = xstrdup(p->l.lex_buf.v);
3580
3581         bc_parse_push(p, XC_INST_STR);
3582         bc_parse_pushIndex(p, p->func->strs.len);
3583         bc_vec_push(&p->func->strs, &str);
3584
3585         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3586 }
3587 #define zbc_parse_pushSTR(...) (zbc_parse_pushSTR(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3588 #endif
3589
3590 static void bc_parse_pushNUM(BcParse *p)
3591 {
3592         char *num = xstrdup(p->l.lex_buf.v);
3593 #if ENABLE_BC && ENABLE_DC
3594         size_t idx = bc_vec_push(IS_BC ? &p->func->consts : &G.prog.consts, &num);
3595 #elif ENABLE_BC
3596         size_t idx = bc_vec_push(&p->func->consts, &num);
3597 #else // DC
3598         size_t idx = bc_vec_push(&G.prog.consts, &num);
3599 #endif
3600         bc_parse_push(p, XC_INST_NUM);
3601         bc_parse_pushIndex(p, idx);
3602 }
3603
3604 static BC_STATUS zbc_parse_text_init(BcParse *p, const char *text)
3605 {
3606         p->func = bc_program_func(p->fidx);
3607
3608         RETURN_STATUS(zbc_lex_text_init(&p->l, text));
3609 }
3610 #define zbc_parse_text_init(...) (zbc_parse_text_init(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3611
3612 // Called when parsing or execution detects a failure,
3613 // resets execution structures.
3614 static void bc_program_reset(void)
3615 {
3616         BcFunc *f;
3617         BcInstPtr *ip;
3618
3619         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, G.prog.exestack.len - 1);
3620         bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
3621
3622         f = bc_program_func_BC_PROG_MAIN();
3623         ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
3624         ip->inst_idx = f->code.len;
3625 }
3626
3627 // Called when parsing code detects a failure,
3628 // resets parsing structures.
3629 static void bc_parse_reset(BcParse *p)
3630 {
3631         if (p->fidx != BC_PROG_MAIN) {
3632                 bc_func_free(p->func);
3633                 bc_func_init(p->func);
3634
3635                 p->fidx = BC_PROG_MAIN;
3636                 p->func = bc_program_func_BC_PROG_MAIN();
3637         }
3638
3639         p->l.i = p->l.len;
3640         p->l.lex = XC_LEX_EOF;
3641
3642         IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->exits);)
3643         IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->conds);)
3644         IF_BC(bc_vec_pop_all(&p->ops);)
3645
3646         bc_program_reset();
3647 }
3648
3649 static void bc_parse_free(BcParse *p)
3650 {
3651         IF_BC(bc_vec_free(&p->exits);)
3652         IF_BC(bc_vec_free(&p->conds);)
3653         IF_BC(bc_vec_free(&p->ops);)
3654         bc_lex_free(&p->l);
3655 }
3656
3657 static void bc_parse_create(BcParse *p, size_t fidx)
3658 {
3659         memset(p, 0, sizeof(BcParse));
3660
3661         bc_lex_init(&p->l);
3662         IF_BC(bc_vec_init(&p->exits, sizeof(size_t), NULL);)
3663         IF_BC(bc_vec_init(&p->conds, sizeof(size_t), NULL);)
3664         IF_BC(bc_vec_init(&p->ops, sizeof(BcLexType), NULL);)
3665
3666         p->fidx = fidx;
3667         p->func = bc_program_func(fidx);
3668 }
3669
3670 static void bc_program_add_fn(void)
3671 {
3672         //size_t idx;
3673         BcFunc f;
3674         bc_func_init(&f);
3675         //idx =
3676         bc_vec_push(&G.prog.fns, &f);
3677         //return idx;
3678 }
3679
3680 #if ENABLE_BC
3681
3682 // Note: takes ownership of 'name' (must be malloced)
3683 static size_t bc_program_addFunc(char *name)
3684 {
3685         size_t idx;
3686         BcId entry, *entry_ptr;
3687         int inserted;
3688
3689         entry.name = name;
3690         entry.idx = G.prog.fns.len;
3691
3692         inserted = bc_map_insert(&G.prog.fn_map, &entry, &idx);
3693         if (!inserted) free(name);
3694
3695         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3696         idx = entry_ptr->idx;
3697
3698         if (!inserted) {
3699                 // There is already a function with this name.
3700                 // It'll be redefined now, clear old definition.
3701                 BcFunc *func = bc_program_func(entry_ptr->idx);
3702                 bc_func_free(func);
3703                 bc_func_init(func);
3704         } else {
3705                 bc_program_add_fn();
3706         }
3707
3708         return idx;
3709 }
3710
3711 #define BC_PARSE_TOP_OP(p) (*(BcLexType*)bc_vec_top(&(p)->ops))
3712 // We can calculate the conversion between tokens and exprs by subtracting the
3713 // position of the first operator in the lex enum and adding the position of the
3714 // first in the expr enum. Note: This only works for binary operators.
3715 #define BC_TOKEN_2_INST(t) ((char) ((t) - XC_LEX_OP_POWER + XC_INST_POWER))
3716
3717 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags);
3718
3719 static BC_STATUS zbc_parse_expr(BcParse *p, uint8_t flags)
3720 {
3721         BcStatus s;
3722
3723         s = bc_parse_expr_empty_ok(p, flags);
3724         if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP)
3725                 RETURN_STATUS(bc_error("empty expression"));
3726         RETURN_STATUS(s);
3727 }
3728 #define zbc_parse_expr(...) (zbc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3729
3730 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(BcParse *p, bool auto_allowed);
3731 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3732
3733 static BC_STATUS zbc_parse_stmt(BcParse *p)
3734 {
3735         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt_possibly_auto(p, false));
3736 }
3737 #define zbc_parse_stmt(...) (zbc_parse_stmt(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3738
3739 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(BcParse *p, const char *after_X)
3740 {
3741         // "if(cond)<newline>stmt" is accepted too, but not 2+ newlines.
3742         // Same for "else", "while()", "for()".
3743         BcStatus s = zbc_lex_next_and_skip_NLINE(&p->l);
3744         if (s) RETURN_STATUS(s);
3745         if (p->l.lex == XC_LEX_NLINE)
3746                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("no statement after '%s'", after_X));
3747
3748         RETURN_STATUS(zbc_parse_stmt(p));
3749 }
3750 #define zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(...) (zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3751
3752 static void bc_parse_operator(BcParse *p, BcLexType type, size_t start,
3753                                   size_t *nexprs)
3754 {
3755         char l, r = bc_parse_op_PREC(type - XC_LEX_1st_op);
3756         bool left = bc_parse_op_LEFT(type - XC_LEX_1st_op);
3757
3758         while (p->ops.len > start) {
3759                 BcLexType t = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3760                 if (t == BC_LEX_LPAREN) break;
3761
3762                 l = bc_parse_op_PREC(t - XC_LEX_1st_op);
3763                 if (l >= r && (l != r || !left)) break;
3764
3765                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(t));
3766                 bc_vec_pop(&p->ops);
3767                 *nexprs -= (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && t != XC_LEX_NEG);
3768         }
3769
3770         bc_vec_push(&p->ops, &type);
3771 }
3772
3773 static BC_STATUS zbc_parse_rightParen(BcParse *p, size_t ops_bgn, size_t *nexs)
3774 {
3775         BcLexType top;
3776
3777         if (p->ops.len <= ops_bgn)
3778                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3779         top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3780
3781         while (top != BC_LEX_LPAREN) {
3782                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(top));
3783
3784                 bc_vec_pop(&p->ops);
3785                 *nexs -= (top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != XC_LEX_NEG);
3786
3787                 if (p->ops.len <= ops_bgn)
3788                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_expression());
3789                 top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
3790         }
3791
3792         bc_vec_pop(&p->ops);
3793
3794         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3795 }
3796 #define zbc_parse_rightParen(...) (zbc_parse_rightParen(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3797
3798 static BC_STATUS zbc_parse_params(BcParse *p, uint8_t flags)
3799 {
3800         BcStatus s;
3801         size_t nparams;
3802
3803         dbg_lex("%s:%d p->l.lex:%d", __func__, __LINE__, p->l.lex);
3804         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3805
3806         s = zbc_lex_next(&p->l);
3807         if (s) RETURN_STATUS(s);
3808
3809         nparams = 0;
3810         if (p->l.lex != BC_LEX_RPAREN) {
3811                 for (;;) {
3812                         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3813                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3814                         nparams++;
3815                         if (p->l.lex != BC_LEX_COMMA) {
3816                                 if (p->l.lex == BC_LEX_RPAREN)
3817                                         break;
3818                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3819                         }
3820                         s = zbc_lex_next(&p->l);
3821                         if (s) RETURN_STATUS(s);
3822                 }
3823         }
3824
3825         bc_parse_push(p, BC_INST_CALL);
3826         bc_parse_pushIndex(p, nparams);
3827
3828         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3829 }
3830 #define zbc_parse_params(...) (zbc_parse_params(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3831
3832 // Note: takes ownership of 'name' (must be malloced)
3833 static BC_STATUS zbc_parse_call(BcParse *p, char *name, uint8_t flags)
3834 {
3835         BcStatus s;
3836         BcId entry, *entry_ptr;
3837         size_t idx;
3838
3839         entry.name = name;
3840
3841         s = zbc_parse_params(p, flags);
3842         if (s) goto err;
3843
3844         if (p->l.lex != BC_LEX_RPAREN) {
3845                 s = bc_error_bad_token();
3846                 goto err;
3847         }
3848
3849         idx = bc_map_find_exact(&G.prog.fn_map, &entry);
3850
3851         if (idx == BC_VEC_INVALID_IDX) {
3852                 // No such function exists, create an empty one
3853                 bc_program_addFunc(name);
3854                 idx = bc_map_find_exact(&G.prog.fn_map, &entry);
3855         } else
3856                 free(name);
3857
3858         entry_ptr = bc_vec_item(&G.prog.fn_map, idx);
3859         bc_parse_pushIndex(p, entry_ptr->idx);
3860
3861         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3862  err:
3863         free(name);
3864         RETURN_STATUS(s);
3865 }
3866 #define zbc_parse_call(...) (zbc_parse_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3867
3868 static BC_STATUS zbc_parse_name(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3869 {
3870         BcStatus s;
3871         char *name;
3872
3873         name = xstrdup(p->l.lex_buf.v);
3874         s = zbc_lex_next(&p->l);
3875         if (s) goto err;
3876
3877         if (p->l.lex == BC_LEX_LBRACKET) {
3878                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3879                 if (s) goto err;
3880
3881                 if (p->l.lex == BC_LEX_RBRACKET) {
3882                         if (!(flags & BC_PARSE_ARRAY)) {
3883                                 s = bc_error_bad_expression();
3884                                 goto err;
3885                         }
3886                         *type = XC_INST_ARRAY;
3887                 } else {
3888                         *type = XC_INST_ARRAY_ELEM;
3889                         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3890                         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3891                         if (s) goto err;
3892                 }
3893                 s = zbc_lex_next(&p->l);
3894                 if (s) goto err;
3895                 bc_parse_push(p, *type);
3896                 bc_parse_pushName(p, name);
3897                 free(name);
3898         } else if (p->l.lex == BC_LEX_LPAREN) {
3899                 if (flags & BC_PARSE_NOCALL) {
3900                         s = bc_error_bad_token();
3901                         goto err;
3902                 }
3903                 *type = BC_INST_CALL;
3904                 s = zbc_parse_call(p, name, flags);
3905         } else {
3906                 *type = XC_INST_VAR;
3907                 bc_parse_push(p, XC_INST_VAR);
3908                 bc_parse_pushName(p, name);
3909                 free(name);
3910         }
3911
3912         RETURN_STATUS(s);
3913  err:
3914         free(name);
3915         RETURN_STATUS(s);
3916 }
3917 #define zbc_parse_name(...) (zbc_parse_name(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3918
3919 static BC_STATUS zbc_parse_read(BcParse *p)
3920 {
3921         BcStatus s;
3922
3923         s = zbc_lex_next(&p->l);
3924         if (s) RETURN_STATUS(s);
3925         if (p->l.lex != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3926
3927         s = zbc_lex_next(&p->l);
3928         if (s) RETURN_STATUS(s);
3929         if (p->l.lex != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3930
3931         bc_parse_push(p, XC_INST_READ);
3932
3933         RETURN_STATUS(s);
3934 }
3935 #define zbc_parse_read(...) (zbc_parse_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3936
3937 static BC_STATUS zbc_parse_builtin(BcParse *p, BcLexType type, uint8_t flags,
3938                                  BcInst *prev)
3939 {
3940         BcStatus s;
3941
3942         s = zbc_lex_next(&p->l);
3943         if (s) RETURN_STATUS(s);
3944         if (p->l.lex != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3945
3946         flags = (flags & ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL)) | BC_PARSE_ARRAY;
3947
3948         s = zbc_lex_next(&p->l);
3949         if (s) RETURN_STATUS(s);
3950
3951         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3952         if (s) RETURN_STATUS(s);
3953
3954         if (p->l.lex != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3955
3956         *prev = (type == BC_LEX_KEY_LENGTH) ? XC_INST_LENGTH : XC_INST_SQRT;
3957         bc_parse_push(p, *prev);
3958
3959         RETURN_STATUS(s);
3960 }
3961 #define zbc_parse_builtin(...) (zbc_parse_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3962
3963 static BC_STATUS zbc_parse_scale(BcParse *p, BcInst *type, uint8_t flags)
3964 {
3965         BcStatus s;
3966
3967         s = zbc_lex_next(&p->l);
3968         if (s) RETURN_STATUS(s);
3969
3970         if (p->l.lex != BC_LEX_LPAREN) {
3971                 *type = XC_INST_SCALE;
3972                 bc_parse_push(p, XC_INST_SCALE);
3973                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
3974         }
3975
3976         *type = XC_INST_SCALE_FUNC;
3977         flags &= ~(BC_PARSE_PRINT | BC_PARSE_REL);
3978
3979         s = zbc_lex_next(&p->l);
3980         if (s) RETURN_STATUS(s);
3981
3982         s = zbc_parse_expr(p, flags);
3983         if (s) RETURN_STATUS(s);
3984         if (p->l.lex != BC_LEX_RPAREN)
3985                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
3986         bc_parse_push(p, XC_INST_SCALE_FUNC);
3987
3988         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
3989 }
3990 #define zbc_parse_scale(...) (zbc_parse_scale(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
3991
3992 static BC_STATUS zbc_parse_incdec(BcParse *p, BcInst *prev, bool *paren_expr,
3993                                 size_t *nexprs, uint8_t flags)
3994 {
3995         BcStatus s;
3996         BcLexType type;
3997         char inst;
3998         BcInst etype = *prev;
3999
4000         if (etype == XC_INST_VAR || etype == XC_INST_ARRAY_ELEM
4001          || etype == XC_INST_SCALE || etype == BC_INST_LAST
4002          || etype == XC_INST_IBASE || etype == XC_INST_OBASE
4003         ) {
4004                 *prev = inst = BC_INST_INC_POST + (p->l.lex != BC_LEX_OP_INC);
4005                 bc_parse_push(p, inst);
4006                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4007         } else {
4008                 *prev = inst = BC_INST_INC_PRE + (p->l.lex != BC_LEX_OP_INC);
4009                 *paren_expr = true;
4010
4011                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4012                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4013                 type = p->l.lex;
4014
4015                 // Because we parse the next part of the expression
4016                 // right here, we need to increment this.
4017                 *nexprs = *nexprs + 1;
4018
4019                 switch (type) {
4020                         case XC_LEX_NAME:
4021                                 s = zbc_parse_name(p, prev, flags | BC_PARSE_NOCALL);
4022                                 break;
4023                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4024                         case BC_LEX_KEY_LAST:
4025                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4026                                 bc_parse_push(p, type - BC_LEX_KEY_IBASE + XC_INST_IBASE);
4027                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4028                                 break;
4029                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4030                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4031                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4032                                 if (p->l.lex == BC_LEX_LPAREN)
4033                                         s = bc_error_bad_token();
4034                                 else
4035                                         bc_parse_push(p, XC_INST_SCALE);
4036                                 break;
4037                         default:
4038                                 s = bc_error_bad_token();
4039                                 break;
4040                 }
4041
4042                 if (!s) bc_parse_push(p, inst);
4043         }
4044
4045         RETURN_STATUS(s);
4046 }
4047 #define zbc_parse_incdec(...) (zbc_parse_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4048
4049 #if 0
4050 #define BC_PARSE_LEAF(p, rparen) \
4051         ((rparen) \
4052          || ((p) >= XC_INST_NUM && (p) <= XC_INST_SQRT) \
4053          || (p) == BC_INST_INC_POST \
4054          || (p) == BC_INST_DEC_POST \
4055         )
4056 #else
4057 static int ok_in_expr(BcInst p)
4058 {
4059         return (p >= XC_INST_NUM && p <= XC_INST_SQRT)
4060                 || p == BC_INST_INC_POST
4061                 || p == BC_INST_DEC_POST
4062                 ;
4063 }
4064 #define BC_PARSE_LEAF(p, rparen) ((rparen) || ok_in_expr(p))
4065 #endif
4066
4067 static BC_STATUS zbc_parse_minus(BcParse *p, BcInst *prev, size_t ops_bgn,
4068                                bool rparen, size_t *nexprs)
4069 {
4070         BcStatus s;
4071         BcLexType type;
4072         BcInst etype = *prev;
4073
4074         s = zbc_lex_next(&p->l);
4075         if (s) RETURN_STATUS(s);
4076
4077         type = BC_PARSE_LEAF(etype, rparen) ? XC_LEX_OP_MINUS : XC_LEX_NEG;
4078         *prev = BC_TOKEN_2_INST(type);
4079
4080         // We can just push onto the op stack because this is the largest
4081         // precedence operator that gets pushed. Inc/dec does not.
4082         if (type != XC_LEX_OP_MINUS)
4083                 bc_vec_push(&p->ops, &type);
4084         else
4085                 bc_parse_operator(p, type, ops_bgn, nexprs);
4086
4087         RETURN_STATUS(s);
4088 }
4089 #define zbc_parse_minus(...) (zbc_parse_minus(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4090
4091 static BC_STATUS zbc_parse_print(BcParse *p)
4092 {
4093         BcStatus s;
4094         BcLexType type;
4095
4096         for (;;) {
4097                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4098                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4099                 type = p->l.lex;
4100                 if (type == XC_LEX_STR) {
4101                         s = zbc_parse_pushSTR(p);
4102                 } else {
4103                         s = zbc_parse_expr(p, 0);
4104                 }
4105                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4106                 bc_parse_push(p, XC_INST_PRINT_POP);
4107                 if (p->l.lex != BC_LEX_COMMA)
4108                         break;
4109         }
4110
4111         RETURN_STATUS(s);
4112 }
4113 #define zbc_parse_print(...) (zbc_parse_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4114
4115 static BC_STATUS zbc_parse_return(BcParse *p)
4116 {
4117         BcStatus s;
4118         BcLexType t;
4119
4120         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4121         s = zbc_lex_next(&p->l);
4122         if (s) RETURN_STATUS(s);
4123
4124         t = p->l.lex;
4125         if (t == XC_LEX_NLINE || t == BC_LEX_SCOLON)
4126                 bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4127         else {
4128                 bool paren = (t == BC_LEX_LPAREN);
4129                 s = bc_parse_expr_empty_ok(p, 0);
4130                 if (s == BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP) {
4131                         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4132                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4133                 }
4134                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4135
4136                 if (!paren || p->l.lex_last != BC_LEX_RPAREN) {
4137                         s = zbc_POSIX_requires("parentheses around return expressions");
4138                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4139                 }
4140
4141                 bc_parse_push(p, XC_INST_RET);
4142         }
4143
4144         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4145         RETURN_STATUS(s);
4146 }
4147 #define zbc_parse_return(...) (zbc_parse_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4148
4149 static void rewrite_label_to_current(BcParse *p, size_t idx)
4150 {
4151         size_t *label = bc_vec_item(&p->func->labels, idx);
4152         *label = p->func->code.len;
4153 }
4154
4155 static BC_STATUS zbc_parse_if(BcParse *p)
4156 {
4157         BcStatus s;
4158         size_t ip_idx;
4159
4160         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4161         s = zbc_lex_next(&p->l);
4162         if (s) RETURN_STATUS(s);
4163         if (p->l.lex != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4164
4165         s = zbc_lex_next(&p->l);
4166         if (s) RETURN_STATUS(s);
4167         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4168         if (s) RETURN_STATUS(s);
4169         if (p->l.lex != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4170
4171         // Encode "if zero, jump to ..."
4172         // Pushed value (destination of the jump) is uninitialized,
4173         // will be rewritten to be address of "end of if()" or of "else".
4174         ip_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4175         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, ip_idx);
4176
4177         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_if);
4178         if (s) RETURN_STATUS(s);
4179
4180         dbg_lex("%s:%d in if after stmt: p->l.lex:%d", __func__, __LINE__, p->l.lex);
4181         if (p->l.lex == BC_LEX_KEY_ELSE) {
4182                 size_t ip2_idx;
4183
4184                 // Encode "after then_stmt, jump to end of if()"
4185                 ip2_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &ip2_idx);
4186                 dbg_lex("%s:%d after if() then_stmt: BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, ip2_idx);
4187                 bc_parse_pushJUMP(p, ip2_idx);
4188
4189                 dbg_lex("%s:%d rewriting 'if_zero' label to jump to 'else'-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4190                 rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4191
4192                 ip_idx = ip2_idx;
4193
4194                 s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_else);
4195                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4196         }
4197
4198         dbg_lex("%s:%d rewriting label to jump after 'if' body-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4199         rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4200
4201         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4202         RETURN_STATUS(s);
4203 }
4204 #define zbc_parse_if(...) (zbc_parse_if(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4205
4206 static BC_STATUS zbc_parse_while(BcParse *p)
4207 {
4208         BcStatus s;
4209         size_t cond_idx;
4210         size_t ip_idx;
4211
4212         s = zbc_lex_next(&p->l);
4213         if (s) RETURN_STATUS(s);
4214         if (p->l.lex != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4215         s = zbc_lex_next(&p->l);
4216         if (s) RETURN_STATUS(s);
4217
4218         cond_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4219         ip_idx = cond_idx + 1;
4220         bc_vec_push(&p->conds, &cond_idx);
4221
4222         bc_vec_push(&p->exits, &ip_idx);
4223         bc_vec_push(&p->func->labels, &ip_idx);
4224
4225         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4226         if (s) RETURN_STATUS(s);
4227         if (p->l.lex != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4228
4229         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, ip_idx);
4230
4231         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_while);
4232         if (s) RETURN_STATUS(s);
4233
4234         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, cond_idx);
4235         bc_parse_pushJUMP(p, cond_idx);
4236
4237         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4238         rewrite_label_to_current(p, ip_idx);
4239
4240         bc_vec_pop(&p->exits);
4241         bc_vec_pop(&p->conds);
4242
4243         RETURN_STATUS(s);
4244 }
4245 #define zbc_parse_while(...) (zbc_parse_while(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4246
4247 static BC_STATUS zbc_parse_for(BcParse *p)
4248 {
4249         BcStatus s;
4250         size_t cond_idx, exit_idx, body_idx, update_idx;
4251
4252         dbg_lex("%s:%d p->l.lex:%d", __func__, __LINE__, p->l.lex);
4253         s = zbc_lex_next(&p->l);
4254         if (s) RETURN_STATUS(s);
4255         if (p->l.lex != BC_LEX_LPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4256         s = zbc_lex_next(&p->l);
4257         if (s) RETURN_STATUS(s);
4258
4259         if (p->l.lex != BC_LEX_SCOLON) {
4260                 s = zbc_parse_expr(p, 0);
4261                 bc_parse_push(p, XC_INST_POP);
4262                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4263         } else {
4264                 s = zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("init");
4265                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4266         }
4267
4268         if (p->l.lex != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4269         s = zbc_lex_next(&p->l);
4270         if (s) RETURN_STATUS(s);
4271
4272         cond_idx = bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4273         update_idx = cond_idx + 1;
4274         body_idx = update_idx + 1;
4275         exit_idx = body_idx + 1;
4276
4277         if (p->l.lex != BC_LEX_SCOLON)
4278                 s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_REL);
4279         else {
4280                 // Set this for the next call to bc_parse_pushNUM().
4281                 // This is safe to set because the current token is a semicolon,
4282                 // which has no string requirement.
4283                 bc_vec_string(&p->l.lex_buf, 1, "1");
4284                 bc_parse_pushNUM(p);
4285                 s = zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("condition");
4286         }
4287         if (s) RETURN_STATUS(s);
4288
4289         if (p->l.lex != BC_LEX_SCOLON) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4290
4291         s = zbc_lex_next(&p->l);
4292         if (s) RETURN_STATUS(s);
4293
4294         bc_parse_pushJUMP_ZERO(p, exit_idx);
4295         bc_parse_pushJUMP(p, body_idx);
4296
4297         bc_vec_push(&p->conds, &update_idx);
4298         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4299
4300         if (p->l.lex != BC_LEX_RPAREN) {
4301                 s = zbc_parse_expr(p, 0);
4302                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4303                 if (p->l.lex != BC_LEX_RPAREN) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4304                 bc_parse_push(p, XC_INST_POP);
4305         } else {
4306                 s = zbc_POSIX_does_not_allow_empty_X_expression_in_for("update");
4307                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4308         }
4309
4310         bc_parse_pushJUMP(p, cond_idx);
4311         bc_vec_push(&p->func->labels, &p->func->code.len);
4312
4313         bc_vec_push(&p->exits, &exit_idx);
4314         bc_vec_push(&p->func->labels, &exit_idx);
4315
4316         s = zbc_parse_stmt_allow_NLINE_before(p, STRING_for);
4317         if (s) RETURN_STATUS(s);
4318
4319         dbg_lex("%s:%d BC_INST_JUMP to %zd", __func__, __LINE__, update_idx);
4320         bc_parse_pushJUMP(p, update_idx);
4321
4322         dbg_lex("%s:%d rewriting label-> %zd", __func__, __LINE__, p->func->code.len);
4323         rewrite_label_to_current(p, exit_idx);
4324
4325         bc_vec_pop(&p->exits);
4326         bc_vec_pop(&p->conds);
4327
4328         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4329 }
4330 #define zbc_parse_for(...) (zbc_parse_for(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4331
4332 static BC_STATUS zbc_parse_break_or_continue(BcParse *p, BcLexType type)
4333 {
4334         size_t i;
4335
4336         if (type == BC_LEX_KEY_BREAK) {
4337                 if (p->exits.len == 0) // none of the enclosing blocks is a loop
4338                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4339                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->exits);
4340         } else {
4341                 i = *(size_t*)bc_vec_top(&p->conds);
4342         }
4343         bc_parse_pushJUMP(p, i);
4344
4345         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4346 }
4347 #define zbc_parse_break_or_continue(...) (zbc_parse_break_or_continue(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4348
4349 static BC_STATUS zbc_func_insert(BcFunc *f, char *name, bool var)
4350 {
4351         BcId *autoid;
4352         BcId a;
4353         size_t i;
4354
4355         autoid = (void*)f->autos.v;
4356         for (i = 0; i < f->autos.len; i++, autoid++) {
4357                 if (strcmp(name, autoid->name) == 0)
4358                         RETURN_STATUS(bc_error("function parameter or auto var has the same name as another"));
4359         }
4360
4361         a.idx = var;
4362         a.name = name;
4363
4364         bc_vec_push(&f->autos, &a);
4365
4366         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4367 }
4368 #define zbc_func_insert(...) (zbc_func_insert(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4369
4370 static BC_STATUS zbc_parse_funcdef(BcParse *p)
4371 {
4372         BcStatus s;
4373         bool var, comma = false;
4374         char *name;
4375
4376         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4377         s = zbc_lex_next(&p->l);
4378         if (s) RETURN_STATUS(s);
4379         if (p->l.lex != XC_LEX_NAME)
4380                 RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4381
4382         name = xstrdup(p->l.lex_buf.v);
4383         p->fidx = bc_program_addFunc(name);
4384         p->func = bc_program_func(p->fidx);
4385
4386         s = zbc_lex_next(&p->l);
4387         if (s) RETURN_STATUS(s);
4388         if (p->l.lex != BC_LEX_LPAREN)
4389                 RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4390         s = zbc_lex_next(&p->l);
4391         if (s) RETURN_STATUS(s);
4392
4393         while (p->l.lex != BC_LEX_RPAREN) {
4394                 if (p->l.lex != XC_LEX_NAME)
4395                         RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4396
4397                 ++p->func->nparams;
4398
4399                 name = xstrdup(p->l.lex_buf.v);
4400                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4401                 if (s) goto err;
4402
4403                 var = p->l.lex != BC_LEX_LBRACKET;
4404
4405                 if (!var) {
4406                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4407                         if (s) goto err;
4408
4409                         if (p->l.lex != BC_LEX_RBRACKET) {
4410                                 s = bc_error("bad function definition");
4411                                 goto err;
4412                         }
4413
4414                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4415                         if (s) goto err;
4416                 }
4417
4418                 comma = p->l.lex == BC_LEX_COMMA;
4419                 if (comma) {
4420                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4421                         if (s) goto err;
4422                 }
4423
4424                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4425                 if (s) goto err;
4426         }
4427
4428         if (comma) RETURN_STATUS(bc_error("bad function definition"));
4429
4430         s = zbc_lex_next(&p->l);
4431         if (s) RETURN_STATUS(s);
4432
4433         if (p->l.lex != BC_LEX_LBRACE) {
4434                 s = zbc_POSIX_requires("the left brace be on the same line as the function header");
4435                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4436         }
4437
4438         // Prevent "define z()<newline>" from being interpreted as function with empty stmt as body
4439         s = zbc_lex_skip_if_at_NLINE(&p->l);
4440         if (s) RETURN_STATUS(s);
4441         //GNU bc requires a {} block even if function body has single stmt, enforce this?
4442         if (p->l.lex != BC_LEX_LBRACE)
4443                 RETURN_STATUS(bc_error("function { body } expected"));
4444
4445         p->in_funcdef++; // to determine whether "return" stmt is allowed, and such
4446         s = zbc_parse_stmt_possibly_auto(p, true);
4447         p->in_funcdef--;
4448         if (s) RETURN_STATUS(s);
4449
4450         bc_parse_push(p, BC_INST_RET0);
4451
4452         // Subsequent code generation is into main program
4453         p->fidx = BC_PROG_MAIN;
4454         p->func = bc_program_func_BC_PROG_MAIN();
4455
4456         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4457         RETURN_STATUS(s);
4458  err:
4459         dbg_lex_done("%s:%d done (error)", __func__, __LINE__);
4460         free(name);
4461         RETURN_STATUS(s);
4462 }
4463 #define zbc_parse_funcdef(...) (zbc_parse_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4464
4465 static BC_STATUS zbc_parse_auto(BcParse *p)
4466 {
4467         BcStatus s;
4468         char *name;
4469
4470         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4471         s = zbc_lex_next(&p->l);
4472         if (s) RETURN_STATUS(s);
4473
4474         for (;;) {
4475                 bool var;
4476
4477                 if (p->l.lex != XC_LEX_NAME)
4478                         RETURN_STATUS(bc_error("bad 'auto' syntax"));
4479
4480                 name = xstrdup(p->l.lex_buf.v);
4481                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4482                 if (s) goto err;
4483
4484                 var = (p->l.lex != BC_LEX_LBRACKET);
4485                 if (!var) {
4486                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4487                         if (s) goto err;
4488
4489                         if (p->l.lex != BC_LEX_RBRACKET) {
4490                                 s = bc_error("bad 'auto' syntax");
4491                                 goto err;
4492                         }
4493                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4494                         if (s) goto err;
4495                 }
4496
4497                 s = zbc_func_insert(p->func, name, var);
4498                 if (s) goto err;
4499
4500                 if (p->l.lex == XC_LEX_NLINE
4501                  || p->l.lex == BC_LEX_SCOLON
4502                 //|| p->l.lex == BC_LEX_RBRACE // allow "define f() {auto a}"
4503                 ) {
4504                         break;
4505                 }
4506                 if (p->l.lex != BC_LEX_COMMA)
4507                         RETURN_STATUS(bc_error("bad 'auto' syntax"));
4508                 s = zbc_lex_next(&p->l); // skip comma
4509                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4510         }
4511
4512         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4513         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4514  err:
4515         free(name);
4516         dbg_lex_done("%s:%d done (ERROR)", __func__, __LINE__);
4517         RETURN_STATUS(s);
4518 }
4519 #define zbc_parse_auto(...) (zbc_parse_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4520
4521 #undef zbc_parse_stmt_possibly_auto
4522 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_possibly_auto(BcParse *p, bool auto_allowed)
4523 {
4524         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
4525
4526         dbg_lex_enter("%s:%d entered, p->l.lex:%d", __func__, __LINE__, p->l.lex);
4527
4528         if (p->l.lex == XC_LEX_NLINE) {
4529                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen XC_LEX_NLINE)", __func__, __LINE__);
4530                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4531         }
4532         if (p->l.lex == BC_LEX_SCOLON) {
4533                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_SCOLON)", __func__, __LINE__);
4534                 RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
4535         }
4536
4537         if (p->l.lex == BC_LEX_LBRACE) {
4538                 dbg_lex("%s:%d BC_LEX_LBRACE: (auto_allowed:%d)", __func__, __LINE__, auto_allowed);
4539                 do {
4540                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4541                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4542                 } while (p->l.lex == XC_LEX_NLINE);
4543                 if (auto_allowed && p->l.lex == BC_LEX_KEY_AUTO) {
4544                         dbg_lex("%s:%d calling zbc_parse_auto()", __func__, __LINE__);
4545                         s = zbc_parse_auto(p);
4546                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4547                 }
4548                 while (p->l.lex != BC_LEX_RBRACE) {
4549                         dbg_lex("%s:%d block parsing loop", __func__, __LINE__);
4550                         s = zbc_parse_stmt(p);
4551                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4552                 }
4553                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4554                 dbg_lex_done("%s:%d done (seen BC_LEX_RBRACE)", __func__, __LINE__);
4555                 RETURN_STATUS(s);
4556         }
4557
4558         dbg_lex("%s:%d p->l.lex:%d", __func__, __LINE__, p->l.lex);
4559         switch (p->l.lex) {
4560                 case XC_LEX_OP_MINUS:
4561                 case BC_LEX_OP_INC:
4562                 case BC_LEX_OP_DEC:
4563                 case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4564                 case BC_LEX_LPAREN:
4565                 case XC_LEX_NAME:
4566                 case XC_LEX_NUMBER:
4567                 case BC_LEX_KEY_IBASE:
4568                 case BC_LEX_KEY_LAST:
4569                 case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4570                 case BC_LEX_KEY_OBASE:
4571                 case BC_LEX_KEY_READ:
4572                 case BC_LEX_KEY_SCALE:
4573                 case BC_LEX_KEY_SQRT:
4574                         s = zbc_parse_expr(p, BC_PARSE_PRINT);
4575                         break;
4576                 case XC_LEX_STR:
4577                         s = zbc_parse_pushSTR(p);
4578                         bc_parse_push(p, XC_INST_PRINT_STR);
4579                         break;
4580                 case BC_LEX_KEY_BREAK:
4581                 case BC_LEX_KEY_CONTINUE:
4582                         s = zbc_parse_break_or_continue(p, p->l.lex);
4583                         break;
4584                 case BC_LEX_KEY_FOR:
4585                         s = zbc_parse_for(p);
4586                         break;
4587                 case BC_LEX_KEY_HALT:
4588                         bc_parse_push(p, BC_INST_HALT);
4589                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4590                         break;
4591                 case BC_LEX_KEY_IF:
4592                         s = zbc_parse_if(p);
4593                         break;
4594                 case BC_LEX_KEY_LIMITS:
4595                         // "limits" is a compile-time command,
4596                         // the output is produced at _parse time_.
4597                         printf(
4598                                 "BC_BASE_MAX     = "BC_MAX_OBASE_STR "\n"
4599                                 "BC_DIM_MAX      = "BC_MAX_DIM_STR   "\n"
4600                                 "BC_SCALE_MAX    = "BC_MAX_SCALE_STR "\n"
4601                                 "BC_STRING_MAX   = "BC_MAX_STRING_STR"\n"
4602                                 "BC_NAME_MAX     = "BC_MAX_NAME_STR  "\n"
4603                                 "BC_NUM_MAX      = "BC_MAX_NUM_STR   "\n"
4604                                 "MAX Exponent    = "BC_MAX_EXP_STR   "\n"
4605                                 "Number of vars  = "BC_MAX_VARS_STR  "\n"
4606                         );
4607                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4608                         break;
4609                 case BC_LEX_KEY_PRINT:
4610                         s = zbc_parse_print(p);
4611                         break;
4612                 case BC_LEX_KEY_QUIT:
4613                         // "quit" is a compile-time command. For example,
4614                         // "if (0 == 1) quit" terminates when parsing the statement,
4615                         // not when it is executed
4616                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
4617                 case BC_LEX_KEY_RETURN:
4618                         if (!p->in_funcdef)
4619                                 RETURN_STATUS(bc_error("'return' not in a function"));
4620                         s = zbc_parse_return(p);
4621                         break;
4622                 case BC_LEX_KEY_WHILE:
4623                         s = zbc_parse_while(p);
4624                         break;
4625                 default:
4626                         s = bc_error_bad_token();
4627                         break;
4628         }
4629
4630         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4631         RETURN_STATUS(s);
4632 }
4633 #define zbc_parse_stmt_possibly_auto(...) (zbc_parse_stmt_possibly_auto(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4634
4635 static BC_STATUS zbc_parse_stmt_or_funcdef(BcParse *p)
4636 {
4637         BcStatus s;
4638
4639         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4640         if (p->l.lex == XC_LEX_EOF)
4641                 s = bc_error("end of file");
4642         else if (p->l.lex == BC_LEX_KEY_DEFINE) {
4643                 dbg_lex("%s:%d p->l.lex:BC_LEX_KEY_DEFINE", __func__, __LINE__);
4644                 s = zbc_parse_funcdef(p);
4645         } else {
4646                 dbg_lex("%s:%d p->l.lex:%d (not BC_LEX_KEY_DEFINE)", __func__, __LINE__, p->l.lex);
4647                 s = zbc_parse_stmt(p);
4648         }
4649
4650         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4651         RETURN_STATUS(s);
4652 }
4653 #define zbc_parse_stmt_or_funcdef(...) (zbc_parse_stmt_or_funcdef(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4654
4655 // This is not a "z" function: can also return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP
4656 static BcStatus bc_parse_expr_empty_ok(BcParse *p, uint8_t flags)
4657 {
4658         BcInst prev = XC_INST_PRINT;
4659         size_t nexprs = 0, ops_bgn = p->ops.len;
4660         unsigned nparens, nrelops;
4661         bool paren_first, paren_expr, rprn, assign, bin_last;
4662
4663         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4664         paren_first = (p->l.lex == BC_LEX_LPAREN);
4665         nparens = nrelops = 0;
4666         paren_expr = rprn = assign = false;
4667         bin_last = true;
4668
4669         for (;;) {
4670                 bool get_token;
4671                 BcStatus s;
4672                 BcLexType t = p->l.lex;
4673
4674                 if (!lex_allowed_in_bc_expr(t))
4675                         break;
4676
4677                 dbg_lex("%s:%d t:%d", __func__, __LINE__, t);
4678                 get_token = false;
4679                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
4680                 switch (t) {
4681                         case BC_LEX_OP_INC:
4682                         case BC_LEX_OP_DEC:
4683                                 s = zbc_parse_incdec(p, &prev, &paren_expr, &nexprs, flags);
4684                                 rprn = bin_last = false;
4685                                 //get_token = false; - already is
4686                                 break;
4687                         case XC_LEX_OP_MINUS:
4688                                 s = zbc_parse_minus(p, &prev, ops_bgn, rprn, &nexprs);
4689                                 rprn = false;
4690                                 //get_token = false; - already is
4691                                 bin_last = (prev == XC_INST_MINUS);
4692                                 break;
4693                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER:
4694                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MULTIPLY:
4695                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_DIVIDE:
4696                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MODULUS:
4697                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_PLUS:
4698                         case BC_LEX_OP_ASSIGN_MINUS:
4699                         case BC_LEX_OP_ASSIGN:
4700                                 if (prev != XC_INST_VAR && prev != XC_INST_ARRAY_ELEM
4701                                  && prev != XC_INST_SCALE && prev != XC_INST_IBASE
4702                                  && prev != XC_INST_OBASE && prev != BC_INST_LAST
4703                                 ) {
4704                                         return bc_error("bad assignment:"
4705                                                 " left side must be variable"
4706                                                 " or array element"
4707                                         ); // note: shared string
4708                                 }
4709                         // Fallthrough.
4710                         case XC_LEX_OP_POWER:
4711                         case XC_LEX_OP_MULTIPLY:
4712                         case XC_LEX_OP_DIVIDE:
4713                         case XC_LEX_OP_MODULUS:
4714                         case XC_LEX_OP_PLUS:
4715                         case XC_LEX_OP_REL_EQ:
4716                         case XC_LEX_OP_REL_LE:
4717                         case XC_LEX_OP_REL_GE:
4718                         case XC_LEX_OP_REL_NE:
4719                         case XC_LEX_OP_REL_LT:
4720                         case XC_LEX_OP_REL_GT:
4721                         case BC_LEX_OP_BOOL_NOT:
4722                         case BC_LEX_OP_BOOL_OR:
4723                         case BC_LEX_OP_BOOL_AND:
4724                                 if (((t == BC_LEX_OP_BOOL_NOT) != bin_last)
4725                                  || (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && prev == XC_INST_BOOL_NOT)
4726                                 ) {
4727                                         return bc_error_bad_expression();
4728                                 }
4729                                 nrelops += (t >= XC_LEX_OP_REL_EQ && t <= XC_LEX_OP_REL_GT);
4730                                 prev = BC_TOKEN_2_INST(t);
4731                                 bc_parse_operator(p, t, ops_bgn, &nexprs);
4732                                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4733                                 rprn = false;
4734                                 //get_token = false; - already is
4735                                 bin_last = (t != BC_LEX_OP_BOOL_NOT);
4736                                 break;
4737                         case BC_LEX_LPAREN:
4738                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4739                                         return bc_error_bad_expression();
4740                                 bc_vec_push(&p->ops, &t);
4741                                 nparens++;
4742                                 get_token = true;
4743                                 paren_expr = false;
4744                                 rprn = bin_last = false;
4745                                 break;
4746                         case BC_LEX_RPAREN:
4747                                 if (bin_last || prev == XC_INST_BOOL_NOT)
4748                                         return bc_error_bad_expression();
4749                                 if (nparens == 0) {
4750                                         goto exit_loop;
4751                                 }
4752                                 if (!paren_expr) {
4753                                         dbg_lex_done("%s:%d done (returning EMPTY_EXP)", __func__, __LINE__);
4754                                         return BC_STATUS_PARSE_EMPTY_EXP;
4755                                 }
4756                                 s = zbc_parse_rightParen(p, ops_bgn, &nexprs);
4757                                 nparens--;
4758                                 get_token = true;
4759                                 paren_expr = rprn = true;
4760                                 bin_last = false;
4761                                 break;
4762                         case XC_LEX_NAME:
4763                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4764                                         return bc_error_bad_expression();
4765                                 s = zbc_parse_name(p, &prev, flags & ~BC_PARSE_NOCALL);
4766                                 paren_expr = true;
4767                                 rprn = bin_last = false;
4768                                 //get_token = false; - already is
4769                                 nexprs++;
4770                                 break;
4771                         case XC_LEX_NUMBER:
4772                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4773                                         return bc_error_bad_expression();
4774                                 bc_parse_pushNUM(p);
4775                                 prev = XC_INST_NUM;
4776                                 get_token = true;
4777                                 paren_expr = true;
4778                                 rprn = bin_last = false;
4779                                 nexprs++;
4780                                 break;
4781                         case BC_LEX_KEY_IBASE:
4782                         case BC_LEX_KEY_LAST:
4783                         case BC_LEX_KEY_OBASE:
4784                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4785                                         return bc_error_bad_expression();
4786                                 prev = (char) (t - BC_LEX_KEY_IBASE + XC_INST_IBASE);
4787                                 bc_parse_push(p, (char) prev);
4788                                 get_token = true;
4789                                 paren_expr = true;
4790                                 rprn = bin_last = false;
4791                                 nexprs++;
4792                                 break;
4793                         case BC_LEX_KEY_LENGTH:
4794                         case BC_LEX_KEY_SQRT:
4795                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4796                                         return bc_error_bad_expression();
4797                                 s = zbc_parse_builtin(p, t, flags, &prev);
4798                                 get_token = true;
4799                                 paren_expr = true;
4800                                 rprn = bin_last = false;
4801                                 nexprs++;
4802                                 break;
4803                         case BC_LEX_KEY_READ:
4804                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4805                                         return bc_error_bad_expression();
4806                                 s = zbc_parse_read(p);
4807                                 prev = XC_INST_READ;
4808                                 get_token = true;
4809                                 paren_expr = true;
4810                                 rprn = bin_last = false;
4811                                 nexprs++;
4812                                 break;
4813                         case BC_LEX_KEY_SCALE:
4814                                 if (BC_PARSE_LEAF(prev, rprn))
4815                                         return bc_error_bad_expression();
4816                                 s = zbc_parse_scale(p, &prev, flags);
4817                                 prev = XC_INST_SCALE;
4818                                 //get_token = false; - already is
4819                                 paren_expr = true;
4820                                 rprn = bin_last = false;
4821                                 nexprs++;
4822                                 break;
4823                         default:
4824                                 return bc_error_bad_token();
4825                 }
4826
4827                 if (s || G_interrupt) // error, or ^C: stop parsing
4828                         return BC_STATUS_FAILURE;
4829                 if (get_token) {
4830                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4831                         if (s) return s;
4832                 }
4833         }
4834  exit_loop:
4835
4836         while (p->ops.len > ops_bgn) {
4837                 BcLexType top = BC_PARSE_TOP_OP(p);
4838                 assign = (top >= BC_LEX_OP_ASSIGN_POWER && top <= BC_LEX_OP_ASSIGN);
4839
4840                 if (top == BC_LEX_LPAREN || top == BC_LEX_RPAREN)
4841                         return bc_error_bad_expression();
4842
4843                 bc_parse_push(p, BC_TOKEN_2_INST(top));
4844
4845                 nexprs -= (top != BC_LEX_OP_BOOL_NOT && top != XC_LEX_NEG);
4846                 bc_vec_pop(&p->ops);
4847         }
4848
4849         if (prev == XC_INST_BOOL_NOT || nexprs != 1)
4850                 return bc_error_bad_expression();
4851
4852         if (!(flags & BC_PARSE_REL) && nrelops) {
4853                 BcStatus s;
4854                 s = zbc_POSIX_does_not_allow("comparison operators outside if or loops");
4855                 if (s) return s;
4856         } else if ((flags & BC_PARSE_REL) && nrelops > 1) {
4857                 BcStatus s;
4858                 s = zbc_POSIX_requires("exactly one comparison operator per condition");
4859                 if (s) return s;
4860         }
4861
4862         if (flags & BC_PARSE_PRINT) {
4863                 if (paren_first || !assign)
4864                         bc_parse_push(p, XC_INST_PRINT);
4865                 bc_parse_push(p, XC_INST_POP);
4866         }
4867
4868         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4869         return BC_STATUS_SUCCESS;
4870 }
4871
4872 #endif // ENABLE_BC
4873
4874 #if ENABLE_DC
4875
4876 static BC_STATUS zdc_parse_register(BcParse *p)
4877 {
4878         BcStatus s;
4879
4880         s = zbc_lex_next(&p->l);
4881         if (s) RETURN_STATUS(s);
4882         if (p->l.lex != XC_LEX_NAME) RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4883
4884         bc_parse_pushName(p, p->l.lex_buf.v);
4885
4886         RETURN_STATUS(s);
4887 }
4888 #define zdc_parse_register(...) (zdc_parse_register(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4889
4890 static void dc_parse_string(BcParse *p)
4891 {
4892         char *str;
4893         size_t len = G.prog.strs.len;
4894
4895         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4896
4897         str = xstrdup(p->l.lex_buf.v);
4898         bc_parse_push(p, XC_INST_STR);
4899         bc_parse_pushIndex(p, len);
4900         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
4901
4902         // Explanation needed here
4903         bc_program_add_fn();
4904         p->func = bc_program_func(p->fidx);
4905
4906         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
4907 }
4908
4909 static BC_STATUS zdc_parse_mem(BcParse *p, uint8_t inst, bool name, bool store)
4910 {
4911         BcStatus s;
4912
4913         bc_parse_push(p, inst);
4914         if (name) {
4915                 s = zdc_parse_register(p);
4916                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4917         }
4918
4919         if (store) {
4920                 bc_parse_push(p, DC_INST_SWAP);
4921                 bc_parse_push(p, XC_INST_ASSIGN);
4922                 bc_parse_push(p, XC_INST_POP);
4923         }
4924
4925         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
4926 }
4927 #define zdc_parse_mem(...) (zdc_parse_mem(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4928
4929 static BC_STATUS zdc_parse_cond(BcParse *p, uint8_t inst)
4930 {
4931         BcStatus s;
4932
4933         bc_parse_push(p, inst);
4934         bc_parse_push(p, DC_INST_EXEC_COND);
4935
4936         s = zdc_parse_register(p);
4937         if (s) RETURN_STATUS(s);
4938
4939         s = zbc_lex_next(&p->l);
4940         if (s) RETURN_STATUS(s);
4941
4942         // Note that 'else' part can not be on the next line:
4943         // echo -e '[1p]sa [2p]sb 2 1>a eb' | dc - OK, prints "2"
4944         // echo -e '[1p]sa [2p]sb 2 1>a\neb' | dc - parse error
4945         if (p->l.lex == DC_LEX_ELSE) {
4946                 s = zdc_parse_register(p);
4947                 if (s) RETURN_STATUS(s);
4948                 s = zbc_lex_next(&p->l);
4949         } else {
4950                 bc_parse_push(p, BC_PARSE_STREND);
4951         }
4952
4953         RETURN_STATUS(s);
4954 }
4955 #define zdc_parse_cond(...) (zdc_parse_cond(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
4956
4957 static BC_STATUS zdc_parse_token(BcParse *p, BcLexType t)
4958 {
4959         BcStatus s;
4960         uint8_t inst;
4961         bool assign, get_token;
4962
4963         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
4964         s = BC_STATUS_SUCCESS;
4965         get_token = true;
4966         switch (t) {
4967                 case XC_LEX_OP_REL_EQ:
4968                 case XC_LEX_OP_REL_LE:
4969                 case XC_LEX_OP_REL_GE:
4970                 case XC_LEX_OP_REL_NE:
4971                 case XC_LEX_OP_REL_LT:
4972                 case XC_LEX_OP_REL_GT:
4973                         dbg_lex("%s:%d LEX_OP_REL_xyz", __func__, __LINE__);
4974                         s = zdc_parse_cond(p, t - XC_LEX_OP_REL_EQ + XC_INST_REL_EQ);
4975                         get_token = false;
4976                         break;
4977                 case DC_LEX_SCOLON:
4978                 case DC_LEX_COLON:
4979                         dbg_lex("%s:%d LEX_[S]COLON", __func__, __LINE__);
4980                         s = zdc_parse_mem(p, XC_INST_ARRAY_ELEM, true, t == DC_LEX_COLON);
4981                         break;
4982                 case XC_LEX_STR:
4983                         dbg_lex("%s:%d LEX_STR", __func__, __LINE__);
4984                         dc_parse_string(p);
4985                         break;
4986                 case XC_LEX_NEG:
4987                         dbg_lex("%s:%d LEX_NEG", __func__, __LINE__);
4988                         s = zbc_lex_next(&p->l);
4989                         if (s) RETURN_STATUS(s);
4990                         if (p->l.lex != XC_LEX_NUMBER)
4991                                 RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
4992                         bc_parse_pushNUM(p);
4993                         bc_parse_push(p, XC_INST_NEG);
4994                         break;
4995                 case XC_LEX_NUMBER:
4996                         dbg_lex("%s:%d LEX_NUMBER", __func__, __LINE__);
4997                         bc_parse_pushNUM(p);
4998                         break;
4999                 case DC_LEX_READ:
5000                         dbg_lex("%s:%d LEX_KEY_READ", __func__, __LINE__);
5001                         bc_parse_push(p, XC_INST_READ);
5002                         break;
5003                 case DC_LEX_OP_ASSIGN:
5004                 case DC_LEX_STORE_PUSH:
5005                         dbg_lex("%s:%d LEX_OP_ASSIGN/STORE_PUSH", __func__, __LINE__);
5006                         assign = (t == DC_LEX_OP_ASSIGN);
5007                         inst = assign ? XC_INST_VAR : DC_INST_PUSH_TO_VAR;
5008                         s = zdc_parse_mem(p, inst, true, assign);
5009                         break;
5010                 case DC_LEX_LOAD:
5011                 case DC_LEX_LOAD_POP:
5012                         dbg_lex("%s:%d LEX_OP_LOAD[_POP]", __func__, __LINE__);
5013                         inst = t == DC_LEX_LOAD_POP ? DC_INST_PUSH_VAR : DC_INST_LOAD;
5014                         s = zdc_parse_mem(p, inst, true, false);
5015                         break;
5016                 case DC_LEX_STORE_IBASE:
5017                 case DC_LEX_STORE_SCALE:
5018                 case DC_LEX_STORE_OBASE:
5019                         dbg_lex("%s:%d LEX_OP_STORE_I/OBASE/SCALE", __func__, __LINE__);
5020                         inst = t - DC_LEX_STORE_IBASE + XC_INST_IBASE;
5021                         s = zdc_parse_mem(p, inst, false, true);
5022                         break;
5023                 default:
5024                         dbg_lex_done("%s:%d done (bad token)", __func__, __LINE__);
5025                         RETURN_STATUS(bc_error_bad_token());
5026         }
5027
5028         if (!s && get_token) s = zbc_lex_next(&p->l);
5029
5030         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
5031         RETURN_STATUS(s);
5032 }
5033 #define zdc_parse_token(...) (zdc_parse_token(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5034
5035 static BC_STATUS zdc_parse_expr(BcParse *p)
5036 {
5037         int i;
5038
5039         i = (int)p->l.lex - (int)XC_LEX_OP_POWER;
5040         if (i >= 0) {
5041                 BcInst inst = dc_LEX_to_INST[i];
5042                 if (inst != DC_INST_INVALID) {
5043                         bc_parse_push(p, inst);
5044                         RETURN_STATUS(zbc_lex_next(&p->l));
5045                 }
5046         }
5047         RETURN_STATUS(zdc_parse_token(p, p->l.lex));
5048 }
5049 #define zdc_parse_expr(...) (zdc_parse_expr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5050
5051 static BC_STATUS zdc_parse_exprs_until_eof(BcParse *p)
5052 {
5053         dbg_lex_enter("%s:%d entered, p->l.lex:%d", __func__, __LINE__, p->l.lex);
5054         while (p->l.lex != XC_LEX_EOF) {
5055                 BcStatus s = zdc_parse_expr(p);
5056                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5057         }
5058
5059         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
5060         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5061 }
5062 #define zdc_parse_exprs_until_eof(...) (zdc_parse_exprs_until_eof(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5063
5064 #endif // ENABLE_DC
5065
5066 //
5067 // Execution engine
5068 //
5069
5070 #define STACK_HAS_MORE_THAN(s, n)          ((s)->len > ((size_t)(n)))
5071 #define STACK_HAS_EQUAL_OR_MORE_THAN(s, n) ((s)->len >= ((size_t)(n)))
5072
5073 static BcVec* bc_program_search(char *id, bool var)
5074 {
5075         BcId e, *ptr;
5076         BcVec *v, *map;
5077         size_t i;
5078         int new;
5079
5080         v = var ? &G.prog.vars : &G.prog.arrs;
5081         map = var ? &G.prog.var_map : &G.prog.arr_map;
5082
5083         e.name = id;
5084         e.idx = v->len;
5085         new = bc_map_insert(map, &e, &i); // 1 if insertion was successful
5086
5087         if (new) {
5088                 BcVec v2;
5089                 bc_array_init(&v2, var);
5090                 bc_vec_push(v, &v2);
5091         }
5092
5093         ptr = bc_vec_item(map, i);
5094         if (new) ptr->name = xstrdup(e.name);
5095         return bc_vec_item(v, ptr->idx);
5096 }
5097
5098 // 'num' need not be initialized on entry
5099 static BC_STATUS zbc_program_num(BcResult *r, BcNum **num, bool hex)
5100 {
5101         switch (r->t) {
5102                 case XC_RESULT_STR:
5103                 case XC_RESULT_TEMP:
5104                 case XC_RESULT_IBASE:
5105                 case XC_RESULT_SCALE:
5106                 case XC_RESULT_OBASE:
5107                         *num = &r->d.n;
5108                         break;
5109                 case XC_RESULT_CONSTANT: {
5110                         BcStatus s;
5111                         char *str;
5112                         unsigned base_t;
5113                         size_t len;
5114
5115                         str = *bc_program_const(r->d.id.idx);
5116                         len = strlen(str);
5117
5118                         bc_num_init(&r->d.n, len);
5119
5120                         hex = hex && len == 1;
5121                         base_t = hex ? 16 : G.prog.ib_t;
5122                         s = zbc_num_parse(&r->d.n, str, base_t);
5123                         if (s) {
5124                                 bc_num_free(&r->d.n);
5125                                 RETURN_STATUS(s);
5126                         }
5127                         *num = &r->d.n;
5128                         r->t = XC_RESULT_TEMP;
5129                         break;
5130                 }
5131                 case XC_RESULT_VAR:
5132                 case XC_RESULT_ARRAY:
5133                 case XC_RESULT_ARRAY_ELEM: {
5134                         BcVec *v;
5135
5136                         v = bc_program_search(r->d.id.name, r->t == XC_RESULT_VAR);
5137
5138                         if (r->t == XC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
5139                                 v = bc_vec_top(v);
5140                                 if (v->len <= r->d.id.idx) bc_array_expand(v, r->d.id.idx + 1);
5141                                 *num = bc_vec_item(v, r->d.id.idx);
5142                         } else
5143                                 *num = bc_vec_top(v);
5144                         break;
5145                 }
5146 #if ENABLE_BC
5147                 case BC_RESULT_LAST:
5148                         *num = &G.prog.last;
5149                         break;
5150                 case BC_RESULT_ONE:
5151                         *num = &G.prog.one;
5152                         break;
5153 #endif
5154 #if SANITY_CHECKS
5155                 default:
5156                         // Testing the theory that dc does not reach LAST/ONE
5157                         bb_error_msg_and_die("BUG:%d", r->t);
5158 #endif
5159         }
5160
5161         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5162 }
5163 #define zbc_program_num(...) (zbc_program_num(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5164
5165 static BC_STATUS zbc_program_binOpPrep(BcResult **l, BcNum **ln,
5166                                      BcResult **r, BcNum **rn, bool assign)
5167 {
5168         BcStatus s;
5169         bool hex;
5170         BcResultType lt, rt;
5171
5172         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
5173                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5174
5175         *r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
5176         *l = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
5177
5178         lt = (*l)->t;
5179         rt = (*r)->t;
5180         hex = assign && (lt == XC_RESULT_IBASE || lt == XC_RESULT_OBASE);
5181
5182         s = zbc_program_num(*l, ln, false);
5183         if (s) RETURN_STATUS(s);
5184         s = zbc_program_num(*r, rn, hex);
5185         if (s) RETURN_STATUS(s);
5186
5187         // We run this again under these conditions in case any vector has been
5188         // reallocated out from under the BcNums or arrays we had.
5189         if (lt == rt && (lt == XC_RESULT_VAR || lt == XC_RESULT_ARRAY_ELEM)) {
5190                 s = zbc_program_num(*l, ln, false);
5191                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5192         }
5193
5194         if (!BC_PROG_NUM((*l), (*ln)) && (!assign || (*l)->t != XC_RESULT_VAR))
5195                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5196         if (!assign && !BC_PROG_NUM((*r), (*ln)))
5197                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5198
5199         RETURN_STATUS(s);
5200 }
5201 #define zbc_program_binOpPrep(...) (zbc_program_binOpPrep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5202
5203 static void bc_program_binOpRetire(BcResult *r)
5204 {
5205         r->t = XC_RESULT_TEMP;
5206         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5207         bc_result_pop_and_push(r);
5208 }
5209
5210 // Note: *r and *n need not be initialized by caller
5211 static BC_STATUS zbc_program_prep(BcResult **r, BcNum **n)
5212 {
5213         BcStatus s;
5214
5215         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
5216                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5217         *r = bc_vec_top(&G.prog.results);
5218
5219         s = zbc_program_num(*r, n, false);
5220         if (s) RETURN_STATUS(s);
5221
5222         if (!BC_PROG_NUM((*r), (*n)))
5223                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5224
5225         RETURN_STATUS(s);
5226 }
5227 #define zbc_program_prep(...) (zbc_program_prep(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5228
5229 static void bc_program_retire(BcResult *r, BcResultType t)
5230 {
5231         r->t = t;
5232         bc_result_pop_and_push(r);
5233 }
5234
5235 static BC_STATUS zbc_program_op(char inst)
5236 {
5237         BcStatus s;
5238         BcResult *opd1, *opd2, res;
5239         BcNum *n1, *n2;
5240
5241         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5242         if (s) RETURN_STATUS(s);
5243         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5244
5245         s = BC_STATUS_SUCCESS;
5246         IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zbc_program_ops[inst - XC_INST_POWER](n1, n2, &res.d.n, G.prog.scale);
5247         if (s) goto err;
5248         bc_program_binOpRetire(&res);
5249
5250         RETURN_STATUS(s);
5251  err:
5252         bc_num_free(&res.d.n);
5253         RETURN_STATUS(s);
5254 }
5255 #define zbc_program_op(...) (zbc_program_op(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5256
5257 static BC_STATUS zbc_program_read(void)
5258 {
5259         const char *sv_file;
5260         BcStatus s;
5261         BcParse parse;
5262         BcVec buf;
5263         BcInstPtr ip;
5264         BcFunc *f;
5265
5266         f = bc_program_func(BC_PROG_READ);
5267         bc_vec_pop_all(&f->code);
5268
5269         sv_file = G.prog.file;
5270         G.prog.file = NULL;
5271
5272         bc_char_vec_init(&buf);
5273         bc_read_line(&buf, stdin);
5274
5275         bc_parse_create(&parse, BC_PROG_READ);
5276         bc_lex_file(&parse.l);
5277
5278         s = zbc_parse_text_init(&parse, buf.v);
5279         if (s) goto exec_err;
5280         if (IS_BC) {
5281                 IF_BC(s = zbc_parse_expr(&parse, 0));
5282         } else {
5283                 IF_DC(s = zdc_parse_exprs_until_eof(&parse));
5284         }
5285         if (s) goto exec_err;
5286
5287         if (parse.l.lex != XC_LEX_NLINE && parse.l.lex != XC_LEX_EOF) {
5288                 s = bc_error("bad read() expression");
5289                 goto exec_err;
5290         }
5291
5292         ip.func = BC_PROG_READ;
5293         ip.inst_idx = 0;
5294         IF_BC(ip.results_len_before_call = G.prog.results.len;)
5295
5296         bc_parse_push(&parse, XC_INST_RET);
5297         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
5298  exec_err:
5299         bc_parse_free(&parse);
5300         G.prog.file = sv_file;
5301         bc_vec_free(&buf);
5302         RETURN_STATUS(s);
5303 }
5304 #define zbc_program_read(...) (zbc_program_read(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5305
5306 static size_t bc_program_index(char *code, size_t *bgn)
5307 {
5308         unsigned char *bytes = (void*)(code + *bgn);
5309         unsigned amt;
5310         unsigned i;
5311         size_t res;
5312
5313         amt = *bytes++;
5314         *bgn += amt + 1;
5315
5316         amt *= 8;
5317         res = 0;
5318         for (i = 0; i < amt; i += 8)
5319                 res |= (size_t)(*bytes++) << i;
5320
5321         return res;
5322 }
5323
5324 static char *bc_program_name(char *code, size_t *bgn)
5325 {
5326         size_t i;
5327         char *s;
5328
5329         code += *bgn;
5330         s = xmalloc(strchr(code, BC_PARSE_STREND) - code + 1);
5331         i = 0;
5332         for (;;) {
5333                 char c = *code++;
5334                 if (c == BC_PARSE_STREND)
5335                         break;
5336                 s[i++] = c;
5337         }
5338         s[i] = '\0';
5339         *bgn += i + 1;
5340
5341         return s;
5342 }
5343
5344 static void bc_program_printString(const char *str)
5345 {
5346 #if ENABLE_DC
5347         if (!str[0]) {
5348                 // Example: echo '[]ap' | dc
5349                 // should print two bytes: 0x00, 0x0A
5350                 bb_putchar('\0');
5351                 return;
5352         }
5353 #endif
5354         while (*str) {
5355                 int c = *str++;
5356                 if (c != '\\' || !*str)
5357                         bb_putchar(c);
5358                 else {
5359                         c = *str++;
5360                         switch (c) {
5361                         case 'a':
5362                                 bb_putchar('\a');
5363                                 break;
5364                         case 'b':
5365                                 bb_putchar('\b');
5366                                 break;
5367                         case '\\':
5368                         case 'e':
5369                                 bb_putchar('\\');
5370                                 break;
5371                         case 'f':
5372                                 bb_putchar('\f');
5373                                 break;
5374                         case 'n':
5375                                 bb_putchar('\n');
5376                                 G.prog.nchars = SIZE_MAX;
5377                                 break;
5378                         case 'r':
5379                                 bb_putchar('\r');
5380                                 break;
5381                         case 'q':
5382                                 bb_putchar('"');
5383                                 break;
5384                         case 't':
5385                                 bb_putchar('\t');
5386                                 break;
5387                         default:
5388                                 // Just print the backslash and following character.
5389                                 bb_putchar('\\');
5390                                 ++G.prog.nchars;
5391                                 bb_putchar(c);
5392                                 break;
5393                         }
5394                 }
5395                 ++G.prog.nchars;
5396         }
5397 }
5398
5399 static void bc_num_printNewline(void)
5400 {
5401         if (G.prog.nchars == G.prog.len - 1) {
5402                 bb_putchar('\\');
5403                 bb_putchar('\n');
5404                 G.prog.nchars = 0;
5405         }
5406 }
5407
5408 #if ENABLE_DC
5409 static FAST_FUNC void dc_num_printChar(size_t num, size_t width, bool radix)
5410 {
5411         (void) radix;
5412         bb_putchar((char) num);
5413         G.prog.nchars += width;
5414 }
5415 #endif
5416
5417 static FAST_FUNC void bc_num_printDigits(size_t num, size_t width, bool radix)
5418 {
5419         size_t exp, pow;
5420
5421         bc_num_printNewline();
5422         bb_putchar(radix ? '.' : ' ');
5423         ++G.prog.nchars;
5424
5425         bc_num_printNewline();
5426         for (exp = 0, pow = 1; exp < width - 1; ++exp, pow *= 10)
5427                 continue;
5428
5429         for (exp = 0; exp < width; pow /= 10, ++G.prog.nchars, ++exp) {
5430                 size_t dig;
5431                 bc_num_printNewline();
5432                 dig = num / pow;
5433                 num -= dig * pow;
5434                 bb_putchar(((char) dig) + '0');
5435         }
5436 }
5437
5438 static FAST_FUNC void bc_num_printHex(size_t num, size_t width, bool radix)
5439 {
5440         if (radix) {
5441                 bc_num_printNewline();
5442                 bb_putchar('.');
5443                 G.prog.nchars++;
5444         }
5445
5446         bc_num_printNewline();
5447         bb_putchar(bb_hexdigits_upcase[num]);
5448         G.prog.nchars += width;
5449 }
5450
5451 static void bc_num_printDecimal(BcNum *n)
5452 {
5453         size_t i, rdx = n->rdx - 1;
5454
5455         if (n->neg) {
5456                 bb_putchar('-');
5457                 G.prog.nchars++;
5458         }
5459
5460         for (i = n->len - 1; i < n->len; --i)
5461                 bc_num_printHex((size_t) n->num[i], 1, i == rdx);
5462 }
5463
5464 typedef void (*BcNumDigitOp)(size_t, size_t, bool) FAST_FUNC;
5465
5466 static BC_STATUS zbc_num_printNum(BcNum *n, unsigned base_t, size_t width, BcNumDigitOp print)
5467 {
5468         BcStatus s;
5469         BcVec stack;
5470         BcNum base;
5471         BcDig base_digs[ULONG_NUM_BUFSIZE];
5472         BcNum intp, fracp, digit, frac_len;
5473         unsigned long dig, *ptr;
5474         size_t i;
5475         bool radix;
5476
5477         if (n->len == 0) {
5478                 print(0, width, false);
5479                 RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5480         }
5481
5482         bc_vec_init(&stack, sizeof(long), NULL);
5483         bc_num_init(&intp, n->len);
5484         bc_num_init(&fracp, n->rdx);
5485         bc_num_init(&digit, width);
5486         bc_num_init(&frac_len, BC_NUM_INT(n));
5487         bc_num_copy(&intp, n);
5488         bc_num_one(&frac_len);
5489         base.cap = ARRAY_SIZE(base_digs);
5490         base.num = base_digs;
5491         bc_num_ulong2num(&base, base_t);
5492
5493         bc_num_truncate(&intp, intp.rdx);
5494         s = zbc_num_sub(n, &intp, &fracp, 0);
5495         if (s) goto err;
5496
5497         while (intp.len != 0) {
5498                 s = zbc_num_divmod(&intp, &base, &intp, &digit, 0);
5499                 if (s) goto err;
5500                 s = zbc_num_ulong(&digit, &dig);
5501                 if (s) goto err;
5502                 bc_vec_push(&stack, &dig);
5503         }
5504
5505         for (i = 0; i < stack.len; ++i) {
5506                 ptr = bc_vec_item_rev(&stack, i);
5507                 print(*ptr, width, false);
5508         }
5509
5510         if (!n->rdx) goto err;
5511
5512         for (radix = true; frac_len.len <= n->rdx; radix = false) {
5513                 s = zbc_num_mul(&fracp, &base, &fracp, n->rdx);
5514                 if (s) goto err;
5515                 s = zbc_num_ulong(&fracp, &dig);
5516                 if (s) goto err;
5517                 bc_num_ulong2num(&intp, dig);
5518                 s = zbc_num_sub(&fracp, &intp, &fracp, 0);
5519                 if (s) goto err;
5520                 print(dig, width, radix);
5521                 s = zbc_num_mul(&frac_len, &base, &frac_len, 0);
5522                 if (s) goto err;
5523         }
5524  err:
5525         bc_num_free(&frac_len);
5526         bc_num_free(&digit);
5527         bc_num_free(&fracp);
5528         bc_num_free(&intp);
5529         bc_vec_free(&stack);
5530         RETURN_STATUS(s);
5531 }
5532 #define zbc_num_printNum(...) (zbc_num_printNum(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5533
5534 static BC_STATUS zbc_num_printBase(BcNum *n)
5535 {
5536         BcStatus s;
5537         size_t width;
5538         BcNumDigitOp print;
5539         bool neg = n->neg;
5540
5541         if (neg) {
5542                 bb_putchar('-');
5543                 G.prog.nchars++;
5544         }
5545
5546         n->neg = false;
5547
5548         if (G.prog.ob_t <= BC_NUM_MAX_IBASE) {
5549                 width = 1;
5550                 print = bc_num_printHex;
5551         } else {
5552                 unsigned i = G.prog.ob_t - 1;
5553                 width = 0;
5554                 for (;;) {
5555                         width++;
5556                         i /= 10;
5557                         if (i == 0)
5558                                 break;
5559                 }
5560                 print = bc_num_printDigits;
5561         }
5562
5563         s = zbc_num_printNum(n, G.prog.ob_t, width, print);
5564         n->neg = neg;
5565
5566         RETURN_STATUS(s);
5567 }
5568 #define zbc_num_printBase(...) (zbc_num_printBase(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5569
5570 static BC_STATUS zbc_num_print(BcNum *n, bool newline)
5571 {
5572         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5573
5574         bc_num_printNewline();
5575
5576         if (n->len == 0) {
5577                 bb_putchar('0');
5578                 ++G.prog.nchars;
5579         } else if (G.prog.ob_t == 10)
5580                 bc_num_printDecimal(n);
5581         else
5582                 s = zbc_num_printBase(n);
5583
5584         if (newline) {
5585                 bb_putchar('\n');
5586                 G.prog.nchars = 0;
5587         }
5588
5589         RETURN_STATUS(s);
5590 }
5591 #define zbc_num_print(...) (zbc_num_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5592
5593 static BC_STATUS zbc_program_print(char inst, size_t idx)
5594 {
5595         BcStatus s;
5596         BcResult *r;
5597         BcNum *num;
5598         bool pop = (inst != XC_INST_PRINT);
5599
5600         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, idx))
5601                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5602
5603         r = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, idx);
5604         s = zbc_program_num(r, &num, false);
5605         if (s) RETURN_STATUS(s);
5606
5607         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
5608                 s = zbc_num_print(num, !pop);
5609 #if ENABLE_BC
5610                 if (!s && IS_BC) bc_num_copy(&G.prog.last, num);
5611 #endif
5612         } else {
5613                 char *str;
5614
5615                 idx = (r->t == XC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
5616                 str = *bc_program_str(idx);
5617
5618                 if (inst == XC_INST_PRINT_STR) {
5619                         for (;;) {
5620                                 char c = *str++;
5621                                 if (c == '\0') break;
5622                                 bb_putchar(c);
5623                                 ++G.prog.nchars;
5624                                 if (c == '\n') G.prog.nchars = 0;
5625                         }
5626                 } else {
5627                         bc_program_printString(str);
5628                         if (inst == XC_INST_PRINT) bb_putchar('\n');
5629                 }
5630         }
5631
5632         if (!s && pop) bc_vec_pop(&G.prog.results);
5633
5634         RETURN_STATUS(s);
5635 }
5636 #define zbc_program_print(...) (zbc_program_print(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5637
5638 static BC_STATUS zbc_program_negate(void)
5639 {
5640         BcStatus s;
5641         BcResult res, *ptr;
5642         BcNum *num;
5643
5644         s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
5645         if (s) RETURN_STATUS(s);
5646
5647         bc_num_init(&res.d.n, num->len);
5648         bc_num_copy(&res.d.n, num);
5649         if (res.d.n.len) res.d.n.neg = !res.d.n.neg;
5650
5651         bc_program_retire(&res, XC_RESULT_TEMP);
5652
5653         RETURN_STATUS(s);
5654 }
5655 #define zbc_program_negate(...) (zbc_program_negate(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5656
5657 static BC_STATUS zbc_program_logical(char inst)
5658 {
5659         BcStatus s;
5660         BcResult *opd1, *opd2, res;
5661         BcNum *n1, *n2;
5662         ssize_t cond;
5663
5664         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
5665         if (s) RETURN_STATUS(s);
5666
5667         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
5668
5669         if (inst == XC_INST_BOOL_AND)
5670                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) && bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5671         else if (inst == XC_INST_BOOL_OR)
5672                 cond = bc_num_cmp(n1, &G.prog.zero) || bc_num_cmp(n2, &G.prog.zero);
5673         else {
5674                 cond = bc_num_cmp(n1, n2);
5675                 switch (inst) {
5676                 case XC_INST_REL_EQ:
5677                         cond = (cond == 0);
5678                         break;
5679                 case XC_INST_REL_LE:
5680                         cond = (cond <= 0);
5681                         break;
5682                 case XC_INST_REL_GE:
5683                         cond = (cond >= 0);
5684                         break;
5685                 case XC_INST_REL_LT:
5686                         cond = (cond < 0);
5687                         break;
5688                 case XC_INST_REL_GT:
5689                         cond = (cond > 0);
5690                         break;
5691                 default: // = case XC_INST_REL_NE:
5692                         //cond = (cond != 0); - not needed
5693                         break;
5694                 }
5695         }
5696
5697         if (cond) bc_num_one(&res.d.n);
5698         //else bc_num_zero(&res.d.n); - already is
5699
5700         bc_program_binOpRetire(&res);
5701
5702         RETURN_STATUS(s);
5703 }
5704 #define zbc_program_logical(...) (zbc_program_logical(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5705
5706 #if ENABLE_DC
5707 static BC_STATUS zdc_program_assignStr(BcResult *r, BcVec *v, bool push)
5708 {
5709         BcNum n2;
5710         BcResult res;
5711
5712         memset(&n2, 0, sizeof(BcNum));
5713         n2.rdx = res.d.id.idx = r->d.id.idx;
5714         res.t = XC_RESULT_STR;
5715
5716         if (!push) {
5717                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
5718                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5719                 bc_vec_pop(v);
5720                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
5721         }
5722
5723         bc_result_pop_and_push(&res);
5724         bc_vec_push(v, &n2);
5725
5726         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5727 }
5728 #define zdc_program_assignStr(...) (zdc_program_assignStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5729 #endif // ENABLE_DC
5730
5731 static BC_STATUS zbc_program_copyToVar(char *name, bool var)
5732 {
5733         BcStatus s;
5734         BcResult *ptr, r;
5735         BcVec *v;
5736         BcNum *n;
5737
5738         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
5739                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5740
5741         ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
5742         if ((ptr->t == XC_RESULT_ARRAY) != !var)
5743                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5744         v = bc_program_search(name, var);
5745
5746 #if ENABLE_DC
5747         if (ptr->t == XC_RESULT_STR && !var)
5748                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5749         if (ptr->t == XC_RESULT_STR)
5750                 RETURN_STATUS(zdc_program_assignStr(ptr, v, true));
5751 #endif
5752
5753         s = zbc_program_num(ptr, &n, false);
5754         if (s) RETURN_STATUS(s);
5755
5756         // Do this once more to make sure that pointers were not invalidated.
5757         v = bc_program_search(name, var);
5758
5759         if (var) {
5760                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5761                 bc_num_copy(&r.d.n, n);
5762         } else {
5763                 bc_array_init(&r.d.v, true);
5764                 bc_array_copy(&r.d.v, (BcVec *) n);
5765         }
5766
5767         bc_vec_push(v, &r.d);
5768         bc_vec_pop(&G.prog.results);
5769
5770         RETURN_STATUS(s);
5771 }
5772 #define zbc_program_copyToVar(...) (zbc_program_copyToVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5773
5774 static BC_STATUS zbc_program_assign(char inst)
5775 {
5776         BcStatus s;
5777         BcResult *left, *right, res;
5778         BcNum *l, *r;
5779         bool assign = (inst == XC_INST_ASSIGN);
5780         bool ib, sc;
5781
5782         s = zbc_program_binOpPrep(&left, &l, &right, &r, assign);
5783         if (s) RETURN_STATUS(s);
5784
5785         ib = left->t == XC_RESULT_IBASE;
5786         sc = left->t == XC_RESULT_SCALE;
5787
5788 #if ENABLE_DC
5789         if (right->t == XC_RESULT_STR) {
5790                 BcVec *v;
5791
5792                 if (left->t != XC_RESULT_VAR)
5793                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5794                 v = bc_program_search(left->d.id.name, true);
5795
5796                 RETURN_STATUS(zdc_program_assignStr(right, v, false));
5797         }
5798 #endif
5799
5800         if (left->t == XC_RESULT_CONSTANT || left->t == XC_RESULT_TEMP)
5801                 RETURN_STATUS(bc_error("bad assignment:"
5802                                 " left side must be variable"
5803                                 " or array element"
5804                 )); // note: shared string
5805
5806 #if ENABLE_BC
5807         if (inst == BC_INST_ASSIGN_DIVIDE && !bc_num_cmp(r, &G.prog.zero))
5808                 RETURN_STATUS(bc_error("divide by zero"));
5809
5810         if (assign)
5811                 bc_num_copy(l, r);
5812         else {
5813                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5814                 IF_ERROR_RETURN_POSSIBLE(s =) zbc_program_ops[inst - BC_INST_ASSIGN_POWER](l, r, l, G.prog.scale);
5815         }
5816         if (s) RETURN_STATUS(s);
5817 #else
5818         bc_num_copy(l, r);
5819 #endif
5820
5821         if (ib || sc || left->t == XC_RESULT_OBASE) {
5822                 static const char *const msg[] = {
5823                         "bad ibase; must be [2,16]",                 //XC_RESULT_IBASE
5824                         "bad obase; must be [2,"BC_MAX_OBASE_STR"]", //XC_RESULT_OBASE
5825                         "bad scale; must be [0,"BC_MAX_SCALE_STR"]", //XC_RESULT_SCALE
5826                 };
5827                 size_t *ptr;
5828                 size_t max;
5829                 unsigned long val;
5830
5831                 s = zbc_num_ulong(l, &val);
5832                 if (s) RETURN_STATUS(s);
5833                 s = left->t - XC_RESULT_IBASE;
5834                 if (sc) {
5835                         max = BC_MAX_SCALE;
5836                         ptr = &G.prog.scale;
5837                 } else {
5838                         if (val < 2)
5839                                 RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5840                         max = ib ? BC_NUM_MAX_IBASE : BC_MAX_OBASE;
5841                         ptr = ib ? &G.prog.ib_t : &G.prog.ob_t;
5842                 }
5843
5844                 if (val > max)
5845                         RETURN_STATUS(bc_error(msg[s]));
5846
5847                 *ptr = (size_t) val;
5848                 s = BC_STATUS_SUCCESS;
5849         }
5850
5851         bc_num_init(&res.d.n, l->len);
5852         bc_num_copy(&res.d.n, l);
5853         bc_program_binOpRetire(&res);
5854
5855         RETURN_STATUS(s);
5856 }
5857 #define zbc_program_assign(...) (zbc_program_assign(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5858
5859 #if !ENABLE_DC
5860 #define bc_program_pushVar(code, bgn, pop, copy) \
5861         bc_program_pushVar(code, bgn)
5862 // for bc, 'pop' and 'copy' are always false
5863 #endif
5864 static BC_STATUS bc_program_pushVar(char *code, size_t *bgn,
5865                                    bool pop, bool copy)
5866 {
5867         BcResult r;
5868         char *name = bc_program_name(code, bgn);
5869
5870         r.t = XC_RESULT_VAR;
5871         r.d.id.name = name;
5872
5873 #if ENABLE_DC
5874         if (pop || copy) {
5875                 BcVec *v = bc_program_search(name, true);
5876                 BcNum *num = bc_vec_top(v);
5877
5878                 free(name);
5879                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(v, 1 - copy)) {
5880                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
5881                 }
5882
5883                 if (!BC_PROG_STR(num)) {
5884                         r.t = XC_RESULT_TEMP;
5885                         bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
5886                         bc_num_copy(&r.d.n, num);
5887                 } else {
5888                         r.t = XC_RESULT_STR;
5889                         r.d.id.idx = num->rdx;
5890                 }
5891
5892                 if (!copy) bc_vec_pop(v);
5893         }
5894 #endif // ENABLE_DC
5895
5896         bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5897
5898         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
5899 }
5900 #define zbc_program_pushVar(...) (bc_program_pushVar(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5901
5902 static BC_STATUS zbc_program_pushArray(char *code, size_t *bgn, char inst)
5903 {
5904         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
5905         BcResult r;
5906         BcNum *num;
5907
5908         r.d.id.name = bc_program_name(code, bgn);
5909
5910         if (inst == XC_INST_ARRAY) {
5911                 r.t = XC_RESULT_ARRAY;
5912                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
5913         } else {
5914                 BcResult *operand;
5915                 unsigned long temp;
5916
5917                 s = zbc_program_prep(&operand, &num);
5918                 if (s) goto err;
5919                 s = zbc_num_ulong(num, &temp);
5920                 if (s) goto err;
5921
5922                 if (temp > BC_MAX_DIM) {
5923                         s = bc_error("array too long; must be [1,"BC_MAX_DIM_STR"]");
5924                         goto err;
5925                 }
5926
5927                 r.d.id.idx = (size_t) temp;
5928                 bc_program_retire(&r, XC_RESULT_ARRAY_ELEM);
5929         }
5930  err:
5931         if (s) free(r.d.id.name);
5932         RETURN_STATUS(s);
5933 }
5934 #define zbc_program_pushArray(...) (zbc_program_pushArray(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5935
5936 #if ENABLE_BC
5937 static BC_STATUS zbc_program_incdec(char inst)
5938 {
5939         BcStatus s;
5940         BcResult *ptr, res, copy;
5941         BcNum *num;
5942         char inst2 = inst;
5943
5944         s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
5945         if (s) RETURN_STATUS(s);
5946
5947         if (inst == BC_INST_INC_POST || inst == BC_INST_DEC_POST) {
5948                 copy.t = XC_RESULT_TEMP;
5949                 bc_num_init(&copy.d.n, num->len);
5950                 bc_num_copy(&copy.d.n, num);
5951         }
5952
5953         res.t = BC_RESULT_ONE;
5954         inst = (inst == BC_INST_INC_PRE || inst == BC_INST_INC_POST)
5955                         ? BC_INST_ASSIGN_PLUS
5956                         : BC_INST_ASSIGN_MINUS;
5957
5958         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
5959         s = zbc_program_assign(inst);
5960         if (s) RETURN_STATUS(s);
5961
5962         if (inst2 == BC_INST_INC_POST || inst2 == BC_INST_DEC_POST) {
5963                 bc_result_pop_and_push(&copy);
5964         }
5965
5966         RETURN_STATUS(s);
5967 }
5968 #define zbc_program_incdec(...) (zbc_program_incdec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
5969
5970 static BC_STATUS zbc_program_call(char *code, size_t *idx)
5971 {
5972         BcInstPtr ip;
5973         size_t i, nparams;
5974         BcFunc *func;
5975         BcId *a;
5976         BcResult *arg;
5977
5978         nparams = bc_program_index(code, idx);
5979         ip.inst_idx = 0;
5980         ip.func = bc_program_index(code, idx);
5981         func = bc_program_func(ip.func);
5982
5983         if (func->code.len == 0) {
5984                 RETURN_STATUS(bc_error("undefined function"));
5985         }
5986         if (nparams != func->nparams) {
5987                 RETURN_STATUS(bc_error_fmt("function has %u parameters, but called with %u", func->nparams, nparams));
5988         }
5989         ip.results_len_before_call = G.prog.results.len - nparams;
5990
5991         for (i = 0; i < nparams; ++i) {
5992                 BcStatus s;
5993
5994                 a = bc_vec_item(&func->autos, nparams - 1 - i);
5995                 arg = bc_vec_top(&G.prog.results);
5996
5997                 if ((!a->idx) != (arg->t == XC_RESULT_ARRAY) || arg->t == XC_RESULT_STR)
5998                         RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
5999
6000                 s = zbc_program_copyToVar(a->name, a->idx);
6001                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6002         }
6003
6004         a = bc_vec_item(&func->autos, i);
6005         for (; i < func->autos.len; i++, a++) {
6006                 BcVec *v;
6007
6008                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
6009                 if (a->idx) {
6010                         BcNum n2;
6011                         bc_num_init_DEF_SIZE(&n2);
6012                         bc_vec_push(v, &n2);
6013                 } else {
6014                         BcVec v2;
6015                         bc_array_init(&v2, true);
6016                         bc_vec_push(v, &v2);
6017                 }
6018         }
6019
6020         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
6021
6022         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6023 }
6024 #define zbc_program_call(...) (zbc_program_call(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6025
6026 static BC_STATUS zbc_program_return(char inst)
6027 {
6028         BcResult res;
6029         BcFunc *f;
6030         BcId *a;
6031         size_t i;
6032         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6033
6034         if (!STACK_HAS_EQUAL_OR_MORE_THAN(&G.prog.results, ip->results_len_before_call + (inst == XC_INST_RET)))
6035                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6036
6037         f = bc_program_func(ip->func);
6038         res.t = XC_RESULT_TEMP;
6039
6040         if (inst == XC_INST_RET) {
6041                 BcStatus s;
6042                 BcNum *num;
6043                 BcResult *operand = bc_vec_top(&G.prog.results);
6044
6045                 s = zbc_program_num(operand, &num, false);
6046                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6047                 bc_num_init(&res.d.n, num->len);
6048                 bc_num_copy(&res.d.n, num);
6049         } else {
6050                 bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6051                 //bc_num_zero(&res.d.n); - already is
6052         }
6053
6054         // We need to pop arguments as well, so this takes that into account.
6055         a = (void*)f->autos.v;
6056         for (i = 0; i < f->autos.len; i++, a++) {
6057                 BcVec *v;
6058                 v = bc_program_search(a->name, a->idx);
6059                 bc_vec_pop(v);
6060         }
6061
6062         bc_vec_npop(&G.prog.results, G.prog.results.len - ip->results_len_before_call);
6063         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6064         bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
6065
6066         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6067 }
6068 #define zbc_program_return(...) (zbc_program_return(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6069 #endif // ENABLE_BC
6070
6071 static unsigned long bc_program_scale(BcNum *n)
6072 {
6073         return (unsigned long) n->rdx;
6074 }
6075
6076 static unsigned long bc_program_len(BcNum *n)
6077 {
6078         size_t len = n->len;
6079
6080         if (n->rdx != len) return len;
6081         for (;;) {
6082                 if (len == 0) break;
6083                 len--;
6084                 if (n->num[len] != 0) break;
6085         }
6086         return len;
6087 }
6088
6089 static BC_STATUS zbc_program_builtin(char inst)
6090 {
6091         BcStatus s;
6092         BcResult *opnd;
6093         BcNum *num;
6094         BcResult res;
6095         bool len = (inst == XC_INST_LENGTH);
6096
6097         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6098                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6099         opnd = bc_vec_top(&G.prog.results);
6100
6101         s = zbc_program_num(opnd, &num, false);
6102         if (s) RETURN_STATUS(s);
6103
6104 #if ENABLE_DC
6105         if (!BC_PROG_NUM(opnd, num) && !len)
6106                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6107 #endif
6108
6109         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6110
6111         if (inst == XC_INST_SQRT)
6112                 s = zbc_num_sqrt(num, &res.d.n, G.prog.scale);
6113 #if ENABLE_BC
6114         else if (len != 0 && opnd->t == XC_RESULT_ARRAY) {
6115                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, (unsigned long) ((BcVec *) num)->len);
6116         }
6117 #endif
6118 #if ENABLE_DC
6119         else if (len != 0 && !BC_PROG_NUM(opnd, num)) {
6120                 char **str;
6121                 size_t idx = opnd->t == XC_RESULT_STR ? opnd->d.id.idx : num->rdx;
6122
6123                 str = bc_program_str(idx);
6124                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, strlen(*str));
6125         }
6126 #endif
6127         else {
6128                 bc_num_ulong2num(&res.d.n, len ? bc_program_len(num) : bc_program_scale(num));
6129         }
6130
6131         bc_program_retire(&res, XC_RESULT_TEMP);
6132
6133         RETURN_STATUS(s);
6134 }
6135 #define zbc_program_builtin(...) (zbc_program_builtin(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6136
6137 #if ENABLE_DC
6138 static BC_STATUS zdc_program_divmod(void)
6139 {
6140         BcStatus s;
6141         BcResult *opd1, *opd2, res, res2;
6142         BcNum *n1, *n2;
6143
6144         s = zbc_program_binOpPrep(&opd1, &n1, &opd2, &n2, false);
6145         if (s) RETURN_STATUS(s);
6146
6147         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6148         bc_num_init(&res2.d.n, n2->len);
6149
6150         s = zbc_num_divmod(n1, n2, &res2.d.n, &res.d.n, G.prog.scale);
6151         if (s) goto err;
6152
6153         bc_program_binOpRetire(&res2);
6154         res.t = XC_RESULT_TEMP;
6155         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6156
6157         RETURN_STATUS(s);
6158  err:
6159         bc_num_free(&res2.d.n);
6160         bc_num_free(&res.d.n);
6161         RETURN_STATUS(s);
6162 }
6163 #define zdc_program_divmod(...) (zdc_program_divmod(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6164
6165 static BC_STATUS zdc_program_modexp(void)
6166 {
6167         BcStatus s;
6168         BcResult *r1, *r2, *r3, res;
6169         BcNum *n1, *n2, *n3;
6170
6171         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 2))
6172                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6173         s = zbc_program_binOpPrep(&r2, &n2, &r3, &n3, false);
6174         if (s) RETURN_STATUS(s);
6175
6176         r1 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 2);
6177         s = zbc_program_num(r1, &n1, false);
6178         if (s) RETURN_STATUS(s);
6179         if (!BC_PROG_NUM(r1, n1))
6180                 RETURN_STATUS(bc_error_variable_is_wrong_type());
6181
6182         // Make sure that the values have their pointers updated, if necessary.
6183         if (r1->t == XC_RESULT_VAR || r1->t == XC_RESULT_ARRAY_ELEM) {
6184                 if (r1->t == r2->t) {
6185                         s = zbc_program_num(r2, &n2, false);
6186                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6187                 }
6188                 if (r1->t == r3->t) {
6189                         s = zbc_program_num(r3, &n3, false);
6190                         if (s) RETURN_STATUS(s);
6191                 }
6192         }
6193
6194         bc_num_init(&res.d.n, n3->len);
6195         s = zdc_num_modexp(n1, n2, n3, &res.d.n);
6196         if (s) goto err;
6197
6198         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6199         bc_program_binOpRetire(&res);
6200
6201         RETURN_STATUS(s);
6202  err:
6203         bc_num_free(&res.d.n);
6204         RETURN_STATUS(s);
6205 }
6206 #define zdc_program_modexp(...) (zdc_program_modexp(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6207
6208 static void dc_program_stackLen(void)
6209 {
6210         BcResult res;
6211         size_t len = G.prog.results.len;
6212
6213         res.t = XC_RESULT_TEMP;
6214
6215         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6216         bc_num_ulong2num(&res.d.n, len);
6217         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6218 }
6219
6220 static BC_STATUS zdc_program_asciify(void)
6221 {
6222         BcStatus s;
6223         BcResult *r, res;
6224         BcNum *num, n;
6225         char **strs;
6226         char *str;
6227         char c;
6228         size_t idx;
6229
6230         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6231                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6232         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6233
6234         s = zbc_program_num(r, &num, false);
6235         if (s) RETURN_STATUS(s);
6236
6237         if (BC_PROG_NUM(r, num)) {
6238                 unsigned long val;
6239                 BcNum strmb;
6240                 BcDig strmb_digs[ULONG_NUM_BUFSIZE];
6241
6242                 bc_num_init_DEF_SIZE(&n);
6243                 bc_num_copy(&n, num);
6244                 bc_num_truncate(&n, n.rdx);
6245
6246                 strmb.cap = ARRAY_SIZE(strmb_digs);
6247                 strmb.num = strmb_digs;
6248                 bc_num_ulong2num(&strmb, 0x100);
6249                 s = zbc_num_mod(&n, &strmb, &n, 0);
6250
6251                 if (s) goto num_err;
6252                 s = zbc_num_ulong(&n, &val);
6253                 if (s) goto num_err;
6254
6255                 c = (char) val;
6256
6257                 bc_num_free(&n);
6258         } else {
6259                 char *sp;
6260                 idx = (r->t == XC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : num->rdx;
6261                 sp = *bc_program_str(idx);
6262                 c = sp[0];
6263         }
6264
6265         strs = (void*)G.prog.strs.v;
6266         for (idx = 0; idx < G.prog.strs.len; idx++) {
6267                 if (strs[idx][0] == c && strs[idx][1] == '\0') {
6268                         goto dup;
6269                 }
6270         }
6271         str = xzalloc(2);
6272         str[0] = c;
6273         //str[1] = '\0'; - already is
6274         bc_vec_push(&G.prog.strs, &str);
6275  dup:
6276         res.t = XC_RESULT_STR;
6277         res.d.id.idx = idx;
6278         bc_result_pop_and_push(&res);
6279
6280         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6281  num_err:
6282         bc_num_free(&n);
6283         RETURN_STATUS(s);
6284 }
6285 #define zdc_program_asciify(...) (zdc_program_asciify(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6286
6287 static BC_STATUS zdc_program_printStream(void)
6288 {
6289         BcStatus s;
6290         BcResult *r;
6291         BcNum *n;
6292         size_t idx;
6293
6294         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6295                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6296         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6297
6298         s = zbc_program_num(r, &n, false);
6299         if (s) RETURN_STATUS(s);
6300
6301         if (BC_PROG_NUM(r, n)) {
6302                 s = zbc_num_printNum(n, 0x100, 1, dc_num_printChar);
6303         } else {
6304                 char *str;
6305                 idx = (r->t == XC_RESULT_STR) ? r->d.id.idx : n->rdx;
6306                 str = *bc_program_str(idx);
6307                 fputs(str, stdout);
6308         }
6309
6310         RETURN_STATUS(s);
6311 }
6312 #define zdc_program_printStream(...) (zdc_program_printStream(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6313
6314 static BC_STATUS zdc_program_nquit(void)
6315 {
6316         BcStatus s;
6317         BcResult *opnd;
6318         BcNum *num;
6319         unsigned long val;
6320
6321         s = zbc_program_prep(&opnd, &num);
6322         if (s) RETURN_STATUS(s);
6323         s = zbc_num_ulong(num, &val);
6324         if (s) RETURN_STATUS(s);
6325
6326         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6327
6328         if (G.prog.exestack.len < val)
6329                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6330         if (G.prog.exestack.len == val) {
6331                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6332         }
6333
6334         bc_vec_npop(&G.prog.exestack, val);
6335
6336         RETURN_STATUS(s);
6337 }
6338 #define zdc_program_nquit(...) (zdc_program_nquit(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6339
6340 static BC_STATUS zdc_program_execStr(char *code, size_t *bgn, bool cond)
6341 {
6342         BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6343         BcResult *r;
6344         BcFunc *f;
6345         BcInstPtr ip;
6346         size_t fidx, sidx;
6347
6348         if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6349                 RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6350
6351         r = bc_vec_top(&G.prog.results);
6352
6353         if (cond) {
6354                 BcNum *n = n; // for compiler
6355                 bool exec;
6356                 char *name;
6357                 char *then_name = bc_program_name(code, bgn);
6358                 char *else_name = NULL;
6359
6360                 if (code[*bgn] == BC_PARSE_STREND)
6361                         (*bgn) += 1;
6362                 else
6363                         else_name = bc_program_name(code, bgn);
6364
6365                 exec = r->d.n.len != 0;
6366                 name = then_name;
6367                 if (!exec && else_name != NULL) {
6368                         exec = true;
6369                         name = else_name;
6370                 }
6371
6372                 if (exec) {
6373                         BcVec *v;
6374                         v = bc_program_search(name, true);
6375                         n = bc_vec_top(v);
6376                 }
6377
6378                 free(then_name);
6379                 free(else_name);
6380
6381                 if (!exec) goto exit;
6382                 if (!BC_PROG_STR(n)) {
6383                         s = bc_error_variable_is_wrong_type();
6384                         goto exit;
6385                 }
6386
6387                 sidx = n->rdx;
6388         } else {
6389                 if (r->t == XC_RESULT_STR) {
6390                         sidx = r->d.id.idx;
6391                 } else if (r->t == XC_RESULT_VAR) {
6392                         BcNum *n;
6393                         s = zbc_program_num(r, &n, false);
6394                         if (s || !BC_PROG_STR(n)) goto exit;
6395                         sidx = n->rdx;
6396                 } else
6397                         goto exit;
6398         }
6399
6400         fidx = sidx + BC_PROG_REQ_FUNCS;
6401
6402         f = bc_program_func(fidx);
6403
6404         if (f->code.len == 0) {
6405                 FILE *sv_input_fp;
6406                 BcParse prs;
6407                 char *str;
6408
6409                 bc_parse_create(&prs, fidx);
6410                 str = *bc_program_str(sidx);
6411                 s = zbc_parse_text_init(&prs, str);
6412                 if (s) goto err;
6413
6414                 sv_input_fp = G.input_fp;
6415                 G.input_fp = NULL; // "do not read from input file when <EOL> reached"
6416                 s = zdc_parse_exprs_until_eof(&prs);
6417                 G.input_fp = sv_input_fp;
6418
6419                 if (s) goto err;
6420                 if (prs.l.lex != XC_LEX_EOF) {
6421                         s = bc_error_bad_expression();
6422  err:
6423                         bc_parse_free(&prs);
6424                         bc_vec_pop_all(&f->code);
6425                         goto exit;
6426                 }
6427                 bc_parse_push(&prs, DC_INST_POP_EXEC);
6428                 bc_parse_free(&prs);
6429         }
6430
6431         ip.inst_idx = 0;
6432         ip.func = fidx;
6433
6434         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6435         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
6436
6437         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6438  exit:
6439         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6440         RETURN_STATUS(s);
6441 }
6442 #define zdc_program_execStr(...) (zdc_program_execStr(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6443 #endif // ENABLE_DC
6444
6445 static void bc_program_pushGlobal(char inst)
6446 {
6447         BcResult res;
6448         unsigned long val;
6449
6450         res.t = inst - XC_INST_IBASE + XC_RESULT_IBASE;
6451         if (inst == XC_INST_IBASE)
6452                 val = (unsigned long) G.prog.ib_t;
6453         else if (inst == XC_INST_SCALE)
6454                 val = (unsigned long) G.prog.scale;
6455         else
6456                 val = (unsigned long) G.prog.ob_t;
6457
6458         bc_num_init_DEF_SIZE(&res.d.n);
6459         bc_num_ulong2num(&res.d.n, val);
6460         bc_vec_push(&G.prog.results, &res);
6461 }
6462
6463 static BC_STATUS zbc_program_exec(void)
6464 {
6465         BcResult r, *ptr;
6466         BcInstPtr *ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6467         BcFunc *func = bc_program_func(ip->func);
6468         char *code = func->code.v;
6469
6470         dbg_exec("func:%zd bytes:%zd ip:%zd results.len:%d",
6471                         ip->func, func->code.len, ip->inst_idx, G.prog.results.len);
6472         while (ip->inst_idx < func->code.len) {
6473                 BcStatus s = BC_STATUS_SUCCESS;
6474                 char inst = code[ip->inst_idx++];
6475
6476                 dbg_exec("inst at %zd:%d results.len:%d", ip->inst_idx - 1, inst, G.prog.results.len);
6477                 switch (inst) {
6478 #if ENABLE_BC
6479                         case BC_INST_JUMP_ZERO: {
6480                                 BcNum *num;
6481                                 bool zero;
6482                                 dbg_exec("BC_INST_JUMP_ZERO:");
6483                                 s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
6484                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6485                                 zero = (bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) == 0);
6486                                 bc_vec_pop(&G.prog.results);
6487                                 if (!zero) {
6488                                         bc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6489                                         break;
6490                                 }
6491                                 // else: fall through
6492                         }
6493                         case BC_INST_JUMP: {
6494                                 size_t idx = bc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6495                                 size_t *addr = bc_vec_item(&func->labels, idx);
6496                                 dbg_exec("BC_INST_JUMP: to %ld", (long)*addr);
6497                                 ip->inst_idx = *addr;
6498                                 break;
6499                         }
6500                         case BC_INST_CALL:
6501                                 dbg_exec("BC_INST_CALL:");
6502                                 s = zbc_program_call(code, &ip->inst_idx);
6503                                 goto read_updated_ip;
6504                         case BC_INST_INC_PRE:
6505                         case BC_INST_DEC_PRE:
6506                         case BC_INST_INC_POST:
6507                         case BC_INST_DEC_POST:
6508                                 dbg_exec("BC_INST_INCDEC:");
6509                                 s = zbc_program_incdec(inst);
6510                                 break;
6511                         case BC_INST_HALT:
6512                                 dbg_exec("BC_INST_HALT:");
6513                                 QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6514                                 break;
6515                         case XC_INST_RET:
6516                         case BC_INST_RET0:
6517                                 dbg_exec("BC_INST_RET[0]:");
6518                                 s = zbc_program_return(inst);
6519                                 goto read_updated_ip;
6520                         case XC_INST_BOOL_OR:
6521                         case XC_INST_BOOL_AND:
6522 #endif // ENABLE_BC
6523                         case XC_INST_REL_EQ:
6524                         case XC_INST_REL_LE:
6525                         case XC_INST_REL_GE:
6526                         case XC_INST_REL_NE:
6527                         case XC_INST_REL_LT:
6528                         case XC_INST_REL_GT:
6529                                 dbg_exec("BC_INST_BOOL:");
6530                                 s = zbc_program_logical(inst);
6531                                 break;
6532                         case XC_INST_READ:
6533                                 dbg_exec("XC_INST_READ:");
6534                                 s = zbc_program_read();
6535                                 goto read_updated_ip;
6536                         case XC_INST_VAR:
6537                                 dbg_exec("XC_INST_VAR:");
6538                                 s = zbc_program_pushVar(code, &ip->inst_idx, false, false);
6539                                 break;
6540                         case XC_INST_ARRAY_ELEM:
6541                         case XC_INST_ARRAY:
6542                                 dbg_exec("XC_INST_ARRAY[_ELEM]:");
6543                                 s = zbc_program_pushArray(code, &ip->inst_idx, inst);
6544                                 break;
6545 #if ENABLE_BC
6546                         case BC_INST_LAST:
6547                                 dbg_exec("BC_INST_LAST:");
6548                                 r.t = BC_RESULT_LAST;
6549                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6550                                 break;
6551 #endif
6552                         case XC_INST_IBASE:
6553                         case XC_INST_OBASE:
6554                         case XC_INST_SCALE:
6555                                 dbg_exec("XC_INST_internalvar(%d):", inst - XC_INST_IBASE);
6556                                 bc_program_pushGlobal(inst);
6557                                 break;
6558                         case XC_INST_SCALE_FUNC:
6559                         case XC_INST_LENGTH:
6560                         case XC_INST_SQRT:
6561                                 dbg_exec("BC_INST_builtin:");
6562                                 s = zbc_program_builtin(inst);
6563                                 break;
6564                         case XC_INST_NUM:
6565                                 dbg_exec("XC_INST_NUM:");
6566                                 r.t = XC_RESULT_CONSTANT;
6567                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6568                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6569                                 break;
6570                         case XC_INST_POP:
6571                                 dbg_exec("XC_INST_POP:");
6572                                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6573                                         s = bc_error_stack_has_too_few_elements();
6574                                 else
6575                                         bc_vec_pop(&G.prog.results);
6576                                 break;
6577                         case XC_INST_PRINT:
6578                         case XC_INST_PRINT_POP:
6579                         case XC_INST_PRINT_STR:
6580                                 dbg_exec("XC_INST_PRINTxyz:");
6581                                 s = zbc_program_print(inst, 0);
6582                                 break;
6583                         case XC_INST_STR:
6584                                 dbg_exec("XC_INST_STR:");
6585                                 r.t = XC_RESULT_STR;
6586                                 r.d.id.idx = bc_program_index(code, &ip->inst_idx);
6587                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6588                                 break;
6589                         case XC_INST_POWER:
6590                         case XC_INST_MULTIPLY:
6591                         case XC_INST_DIVIDE:
6592                         case XC_INST_MODULUS:
6593                         case XC_INST_PLUS:
6594                         case XC_INST_MINUS:
6595                                 dbg_exec("BC_INST_binaryop:");
6596                                 s = zbc_program_op(inst);
6597                                 break;
6598                         case XC_INST_BOOL_NOT: {
6599                                 BcNum *num;
6600                                 dbg_exec("XC_INST_BOOL_NOT:");
6601                                 s = zbc_program_prep(&ptr, &num);
6602                                 if (s) RETURN_STATUS(s);
6603                                 bc_num_init_DEF_SIZE(&r.d.n);
6604                                 if (bc_num_cmp(num, &G.prog.zero) == 0)
6605                                         bc_num_one(&r.d.n);
6606                                 //else bc_num_zero(&r.d.n); - already is
6607                                 bc_program_retire(&r, XC_RESULT_TEMP);
6608                                 break;
6609                         }
6610                         case XC_INST_NEG:
6611                                 dbg_exec("XC_INST_NEG:");
6612                                 s = zbc_program_negate();
6613                                 break;
6614 #if ENABLE_BC
6615                         case BC_INST_ASSIGN_POWER:
6616                         case BC_INST_ASSIGN_MULTIPLY:
6617                         case BC_INST_ASSIGN_DIVIDE:
6618                         case BC_INST_ASSIGN_MODULUS:
6619                         case BC_INST_ASSIGN_PLUS:
6620                         case BC_INST_ASSIGN_MINUS:
6621 #endif
6622                         case XC_INST_ASSIGN:
6623                                 dbg_exec("BC_INST_ASSIGNxyz:");
6624                                 s = zbc_program_assign(inst);
6625                                 break;
6626 #if ENABLE_DC
6627                         case DC_INST_POP_EXEC:
6628                                 dbg_exec("DC_INST_POP_EXEC:");
6629                                 bc_vec_pop(&G.prog.exestack);
6630                                 goto read_updated_ip;
6631                         case DC_INST_MODEXP:
6632                                 dbg_exec("DC_INST_MODEXP:");
6633                                 s = zdc_program_modexp();
6634                                 break;
6635                         case DC_INST_DIVMOD:
6636                                 dbg_exec("DC_INST_DIVMOD:");
6637                                 s = zdc_program_divmod();
6638                                 break;
6639                         case DC_INST_EXECUTE:
6640                         case DC_INST_EXEC_COND:
6641                                 dbg_exec("DC_INST_EXEC[_COND]:");
6642                                 s = zdc_program_execStr(code, &ip->inst_idx, inst == DC_INST_EXEC_COND);
6643                                 goto read_updated_ip;
6644                         case DC_INST_PRINT_STACK: {
6645                                 size_t idx;
6646                                 dbg_exec("DC_INST_PRINT_STACK:");
6647                                 for (idx = 0; idx < G.prog.results.len; ++idx) {
6648                                         s = zbc_program_print(XC_INST_PRINT, idx);
6649                                         if (s) break;
6650                                 }
6651                                 break;
6652                         }
6653                         case DC_INST_CLEAR_STACK:
6654                                 dbg_exec("DC_INST_CLEAR_STACK:");
6655                                 bc_vec_pop_all(&G.prog.results);
6656                                 break;
6657                         case DC_INST_STACK_LEN:
6658                                 dbg_exec("DC_INST_STACK_LEN:");
6659                                 dc_program_stackLen();
6660                                 break;
6661                         case DC_INST_DUPLICATE:
6662                                 dbg_exec("DC_INST_DUPLICATE:");
6663                                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 0))
6664                                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6665                                 ptr = bc_vec_top(&G.prog.results);
6666                                 dc_result_copy(&r, ptr);
6667                                 bc_vec_push(&G.prog.results, &r);
6668                                 break;
6669                         case DC_INST_SWAP: {
6670                                 BcResult *ptr2;
6671                                 dbg_exec("DC_INST_SWAP:");
6672                                 if (!STACK_HAS_MORE_THAN(&G.prog.results, 1))
6673                                         RETURN_STATUS(bc_error_stack_has_too_few_elements());
6674                                 ptr = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 0);
6675                                 ptr2 = bc_vec_item_rev(&G.prog.results, 1);
6676                                 memcpy(&r, ptr, sizeof(BcResult));
6677                                 memcpy(ptr, ptr2, sizeof(BcResult));
6678                                 memcpy(ptr2, &r, sizeof(BcResult));
6679                                 break;
6680                         }
6681                         case DC_INST_ASCIIFY:
6682                                 dbg_exec("DC_INST_ASCIIFY:");
6683                                 s = zdc_program_asciify();
6684                                 break;
6685                         case DC_INST_PRINT_STREAM:
6686                                 dbg_exec("DC_INST_PRINT_STREAM:");
6687                                 s = zdc_program_printStream();
6688                                 break;
6689                         case DC_INST_LOAD:
6690                         case DC_INST_PUSH_VAR: {
6691                                 bool copy = inst == DC_INST_LOAD;
6692                                 s = zbc_program_pushVar(code, &ip->inst_idx, true, copy);
6693                                 break;
6694                         }
6695                         case DC_INST_PUSH_TO_VAR: {
6696                                 char *name = bc_program_name(code, &ip->inst_idx);
6697                                 s = zbc_program_copyToVar(name, true);
6698                                 free(name);
6699                                 break;
6700                         }
6701                         case DC_INST_QUIT:
6702                                 dbg_exec("DC_INST_QUIT:");
6703                                 if (G.prog.exestack.len <= 2)
6704                                         QUIT_OR_RETURN_TO_MAIN;
6705                                 bc_vec_npop(&G.prog.exestack, 2);
6706                                 goto read_updated_ip;
6707                         case DC_INST_NQUIT:
6708                                 dbg_exec("DC_INST_NQUIT:");
6709                                 s = zdc_program_nquit();
6710                                 //goto read_updated_ip; - just fall through to it
6711 #endif // ENABLE_DC
6712  read_updated_ip:
6713                                 // Instruction stack has changed, read new pointers
6714                                 ip = bc_vec_top(&G.prog.exestack);
6715                                 func = bc_program_func(ip->func);
6716                                 code = func->code.v;
6717                                 dbg_exec("func:%zd bytes:%zd ip:%zd", ip->func, func->code.len, ip->inst_idx);
6718                 }
6719
6720                 if (s || G_interrupt) {
6721                         bc_program_reset();
6722                         RETURN_STATUS(s);
6723                 }
6724
6725                 fflush_and_check();
6726         }
6727
6728         RETURN_STATUS(BC_STATUS_SUCCESS);
6729 }
6730 #define zbc_program_exec(...) (zbc_program_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6731
6732 static unsigned bc_vm_envLen(const char *var)
6733 {
6734         char *lenv;
6735         unsigned len;
6736
6737         lenv = getenv(var);
6738         len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6739         if (!lenv) return len;
6740
6741         len = bb_strtou(lenv, NULL, 10) - 1;
6742         if (errno || len < 2 || len >= INT_MAX)
6743                 len = BC_NUM_PRINT_WIDTH;
6744
6745         return len;
6746 }
6747
6748 static BC_STATUS zbc_vm_process(const char *text)
6749 {
6750         BcStatus s;
6751
6752         dbg_lex_enter("%s:%d entered", __func__, __LINE__);
6753         s = zbc_parse_text_init(&G.prs, text); // does the first zbc_lex_next()
6754         if (s) RETURN_STATUS(s);
6755
6756  IF_BC(check_eof:)
6757         while (G.prs.l.lex != XC_LEX_EOF) {
6758                 BcInstPtr *ip;
6759                 BcFunc *f;
6760
6761                 dbg_lex("%s:%d G.prs.l.lex:%d, parsing...", __func__, __LINE__, G.prs.l.lex);
6762                 if (IS_BC) {
6763 #if ENABLE_BC
6764                         if (G.prs.l.lex == BC_LEX_SCOLON
6765                          || G.prs.l.lex == XC_LEX_NLINE
6766                         ) {
6767                                 s = zbc_lex_next(&G.prs.l);
6768                                 if (s) goto err;
6769                                 goto check_eof;
6770                         }
6771
6772                         s = zbc_parse_stmt_or_funcdef(&G.prs);
6773                         if (s) goto err;
6774
6775                         // Check that next token is a correct stmt delimiter -
6776                         // disallows "print 1 print 2" and such.
6777                         if (G.prs.l.lex != BC_LEX_SCOLON
6778                          && G.prs.l.lex != XC_LEX_NLINE
6779                          && G.prs.l.lex != XC_LEX_EOF
6780                         ) {
6781                                 const char *err_at;
6782 //TODO: commonalize for other parse errors:
6783                                 err_at = G.prs.l.lex_next_at ? G.prs.l.lex_next_at : "UNKNOWN";
6784                                 bc_error_fmt("bad statement terminator at '%.*s'",
6785                                         (int)(strchrnul(err_at, '\n') - err_at),
6786                                         err_at
6787                                 );
6788                                 goto err;
6789                         }
6790                         // The above logic is fragile. Check these examples:
6791                         // - interative read() still works
6792 #endif
6793                 } else {
6794 #if ENABLE_DC
6795                         // Most of dc parsing assumes all whitespace,
6796                         // including '\n', is eaten.
6797                         while (G.prs.l.lex == XC_LEX_NLINE) {
6798                                 s = zbc_lex_next(&G.prs.l);
6799                                 if (s) goto err;
6800                                 if (G.prs.l.lex == XC_LEX_EOF)
6801                                         goto done;
6802                         }
6803                         s = zdc_parse_expr(&G.prs);
6804 #endif
6805                 }
6806                 if (s || G_interrupt) {
6807  err:
6808                         bc_parse_reset(&G.prs); // includes bc_program_reset()
6809                         RETURN_STATUS(BC_STATUS_FAILURE);
6810                 }
6811
6812                 dbg_lex("%s:%d executing...", __func__, __LINE__);
6813                 s = zbc_program_exec();
6814                 if (s) {
6815                         bc_program_reset();
6816                         break;
6817                 }
6818
6819                 ip = (void*)G.prog.exestack.v;
6820 #if SANITY_CHECKS
6821                 if (G.prog.exestack.len != 1) // should have only main's IP
6822                         bb_error_msg_and_die("BUG:call stack");
6823                 if (ip->func != BC_PROG_MAIN)
6824                         bb_error_msg_and_die("BUG:not MAIN");
6825 #endif
6826                 f = bc_program_func_BC_PROG_MAIN();
6827                 // bc discards strings, constants and code after each
6828                 // top-level statement in the "main program".
6829                 // This prevents "yes 1 | bc" from growing its memory
6830                 // without bound. This can be done because data stack
6831                 // is empty and thus can't hold any references to
6832                 // strings or constants, there is no generated code
6833                 // which can hold references (after we discard one
6834                 // we just executed). Code of functions can have references,
6835                 // but bc stores function strings/constants in per-function
6836                 // storage.
6837                 if (IS_BC) {
6838 #if SANITY_CHECKS
6839                         if (G.prog.results.len != 0) // should be empty
6840                                 bb_error_msg_and_die("BUG:data stack");
6841 #endif
6842                         IF_BC(bc_vec_pop_all(&f->strs);)
6843                         IF_BC(bc_vec_pop_all(&f->consts);)
6844                 } else {
6845                         if (G.prog.results.len == 0
6846                          && G.prog.vars.len == 0
6847                         ) {
6848                                 // If stack is empty and no registers exist (TODO: or they are all empty),
6849                                 // we can get rid of accumulated strings and constants.
6850                                 // In this example dc process should not grow
6851                                 // its memory consumption with time:
6852                                 // yes 1pc | dc
6853                                 IF_DC(bc_vec_pop_all(&G.prog.strs);)
6854                                 IF_DC(bc_vec_pop_all(&G.prog.consts);)
6855                         }
6856                         // The code is discarded always (below), thus this example
6857                         // should also not grow its memory consumption with time,
6858                         // even though its data stack is not empty:
6859                         // { echo 1; yes dk; } | dc
6860                 }
6861                 // We drop generated and executed code for both bc and dc:
6862                 bc_vec_pop_all(&f->code);
6863                 ip->inst_idx = 0;
6864         }
6865  done:
6866         dbg_lex_done("%s:%d done", __func__, __LINE__);
6867         RETURN_STATUS(s);
6868 }
6869 #define zbc_vm_process(...) (zbc_vm_process(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6870
6871 static BC_STATUS zbc_vm_execute_FILE(FILE *fp, const char *filename)
6872 {
6873         // So far bc/dc have no way to include a file from another file,
6874         // therefore we know G.prog.file == NULL on entry
6875         //const char *sv_file;
6876         BcStatus s;
6877
6878         G.prog.file = filename;
6879         G.input_fp = fp;
6880         bc_lex_file(&G.prs.l);
6881
6882         do {
6883                 s = zbc_vm_process("");
6884                 // We do not stop looping on errors here if reading stdin.
6885                 // Example: start interactive bc and enter "return".
6886                 // It should say "'return' not in a function"
6887                 // but should not exit.
6888         } while (G.input_fp == stdin);
6889         G.prog.file = NULL;
6890         RETURN_STATUS(s);
6891 }
6892 #define zbc_vm_execute_FILE(...) (zbc_vm_execute_FILE(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6893
6894 static BC_STATUS zbc_vm_file(const char *file)
6895 {
6896         BcStatus s;
6897         FILE *fp;
6898
6899         fp = xfopen_for_read(file);
6900         s = zbc_vm_execute_FILE(fp, file);
6901         fclose(fp);
6902
6903         RETURN_STATUS(s);
6904 }
6905 #define zbc_vm_file(...) (zbc_vm_file(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
6906
6907 #if ENABLE_BC
6908 static void bc_vm_info(void)
6909 {
6910         printf("%s "BB_VER"\n"
6911                 "Copyright (c) 2018 Gavin D. Howard and contributors\n"
6912         , applet_name);
6913 }
6914
6915 static void bc_args(char **argv)
6916 {
6917         unsigned opts;
6918         int i;
6919
6920         GETOPT_RESET();
6921 #if ENABLE_FEATURE_BC_LONG_OPTIONS
6922         opts = option_mask32 |= getopt32long(argv, "wvsqli",
6923                 "warn\0"              No_argument "w"
6924                 "version\0"           No_argument "v"
6925                 "standard\0"          No_argument "s"
6926                 "quiet\0"             No_argument "q"
6927                 "mathlib\0"           No_argument "l"
6928                 "interactive\0"       No_argument "i"
6929         );
6930 #else
6931         opts = option_mask32 |= getopt32(argv, "wvsqli");
6932 #endif
6933         if (getenv("POSIXLY_CORRECT"))
6934                 option_mask32 |= BC_FLAG_S;
6935
6936         if (opts & BC_FLAG_V) {
6937                 bc_vm_info();
6938                 exit(0);
6939         }
6940
6941         for (i = optind; argv[i]; ++i)
6942                 bc_vec_push(&G.files, argv + i);
6943 }
6944
6945 static void bc_vm_envArgs(void)
6946 {
6947         BcVec v;
6948         char *buf;
6949         char *env_args = getenv("BC_ENV_ARGS");
6950
6951         if (!env_args) return;
6952
6953         G.env_args = xstrdup(env_args);
6954         buf = G.env_args;
6955
6956         bc_vec_init(&v, sizeof(char *), NULL);
6957
6958         while (*(buf = skip_whitespace(buf)) != '\0') {
6959                 bc_vec_push(&v, &buf);
6960                 buf = skip_non_whitespace(buf);
6961                 if (!*buf)
6962                         break;
6963                 *buf++ = '\0';
6964         }
6965
6966         // NULL terminate, and pass argv[] so that first arg is argv[1]
6967         if (sizeof(int) == sizeof(char*)) {
6968                 bc_vec_push(&v, &const_int_0);
6969         } else {
6970                 static char *const nullptr = NULL;
6971                 bc_vec_push(&v, &nullptr);
6972         }
6973         bc_args(((char **)v.v) - 1);
6974
6975         bc_vec_free(&v);
6976 }
6977
6978 static const char bc_lib[] ALIGN1 = {
6979         "scale=20"
6980 "\n"    "define e(x){"
6981 "\n"            "auto b,s,n,r,d,i,p,f,v"
6982 ////////////////"if(x<0)return(1/e(-x))" // and drop 'n' and x<0 logic below
6983 //^^^^^^^^^^^^^^^^ this would work, and is even more precise than GNU bc:
6984 //e(-.998896): GNU:.36828580434569428695
6985 //      above code:.36828580434569428696
6986 //    actual value:.3682858043456942869594...
6987 // but for now let's be "GNU compatible"
6988 "\n"            "b=ibase"
6989 "\n"            "ibase=A"
6990 "\n"            "if(x<0){"
6991 "\n"                    "n=1"
6992 "\n"                    "x=-x"
6993 "\n"            "}"
6994 "\n"            "s=scale"
6995 "\n"            "r=6+s+.44*x"
6996 "\n"            "scale=scale(x)+1"
6997 "\n"            "while(x>1){"
6998 "\n"                    "d+=1"
6999 "\n"                    "x/=2"
7000 "\n"                    "scale+=1"
7001 "\n"            "}"
7002 "\n"            "scale=r"
7003 "\n"            "r=x+1"
7004 "\n"            "p=x"
7005 "\n"            "f=v=1"
7006 "\n"            "for(i=2;v;++i){"
7007 "\n"                    "p*=x"
7008 "\n"                    "f*=i"
7009 "\n"                    "v=p/f"
7010 "\n"                    "r+=v"
7011 "\n"            "}"
7012 "\n"            "while(d--)r*=r"
7013 "\n"            "scale=s"
7014 "\n"            "ibase=b"
7015 "\n"            "if(n)return(1/r)"
7016 "\n"            "return(r/1)"
7017 "\n"    "}"
7018 "\n"    "define l(x){"
7019 "\n"            "auto b,s,r,p,a,q,i,v"
7020 "\n"            "b=ibase"
7021 "\n"            "ibase=A"
7022 "\n"            "if(x<=0){"
7023 "\n"                    "r=(1-10^scale)/1"
7024 "\n"                    "ibase=b"
7025 "\n"                    "return(r)"
7026 "\n"            "}"
7027 "\n"            "s=scale"
7028 "\n"            "scale+=6"
7029 "\n"            "p=2"
7030 "\n"            "while(x>=2){"
7031 "\n"                    "p*=2"
7032 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7033 "\n"            "}"
7034 "\n"            "while(x<=.5){"
7035 "\n"                    "p*=2"
7036 "\n"                    "x=sqrt(x)"
7037 "\n"            "}"
7038 "\n"            "r=a=(x-1)/(x+1)"
7039 "\n"            "q=a*a"
7040 "\n"            "v=1"
7041 "\n"            "for(i=3;v;i+=2){"
7042 "\n"                    "a*=q"
7043 "\n"                    "v=a/i"
7044 "\n"                    "r+=v"
7045 "\n"            "}"
7046 "\n"            "r*=p"
7047 "\n"            "scale=s"
7048 "\n"            "ibase=b"
7049 "\n"            "return(r/1)"
7050 "\n"    "}"
7051 "\n"    "define s(x){"
7052 "\n"            "auto b,s,r,a,q,i"
7053 "\n"            "if(x<0)return(-s(-x))"
7054 "\n"            "b=ibase"
7055 "\n"            "ibase=A"
7056 "\n"            "s=scale"
7057 "\n"            "scale=1.1*s+2"
7058 "\n"            "a=a(1)"
7059 "\n"            "scale=0"
7060 "\n"            "q=(x/a+2)/4"
7061 "\n"            "x-=4*q*a"
7062 "\n"            "if(q%2)x=-x"
7063 "\n"            "scale=s+2"
7064 "\n"            "r=a=x"
7065 "\n"            "q=-x*x"
7066 "\n"            "for(i=3;a;i+=2){"
7067 "\n"                    "a*=q/(i*(i-1))"
7068 "\n"                    "r+=a"
7069 "\n"            "}"
7070 "\n"            "scale=s"
7071 "\n"            "ibase=b"
7072 "\n"            "return(r/1)"
7073 "\n"    "}"
7074 "\n"    "define c(x){"
7075 "\n"            "auto b,s"
7076 "\n"            "b=ibase"
7077 "\n"            "ibase=A"
7078 "\n"            "s=scale"
7079 "\n"            "scale*=1.2"
7080 "\n"            "x=s(2*a(1)+x)"
7081 "\n"            "scale=s"
7082 "\n"            "ibase=b"
7083 "\n"            "return(x/1)"
7084 "\n"    "}"
7085 "\n"    "define a(x){"
7086 "\n"            "auto b,s,r,n,a,m,t,f,i,u"
7087 "\n"            "b=ibase"
7088 "\n"            "ibase=A"
7089 "\n"            "n=1"
7090 "\n"            "if(x<0){"
7091 "\n"                    "n=-1"
7092 "\n"                    "x=-x"
7093 "\n"            "}"
7094 "\n"            "if(scale<65){"
7095 "\n"                    "if(x==1)return(.7853981633974483096156608458198757210492923498437764552437361480/n)"
7096 "\n"                    "if(x==.2)return(.1973955598498807583700497651947902934475851037878521015176889402/n)"
7097 "\n"            "}"
7098 "\n"            "s=scale"
7099 "\n"            "if(x>.2){"
7100 "\n"                    "scale+=5"
7101 "\n"                    "a=a(.2)"
7102 "\n"            "}"
7103 "\n"            "scale=s+3"
7104 "\n"            "while(x>.2){"
7105 "\n"                    "m+=1"
7106 "\n"                    "x=(x-.2)/(1+.2*x)"
7107 "\n"            "}"
7108 "\n"            "r=u=x"
7109 "\n"            "f=-x*x"
7110 "\n"            "t=1"
7111 "\n"            "for(i=3;t;i+=2){"
7112 "\n"                    "u*=f"
7113 "\n"                    "t=u/i"
7114 "\n"                    "r+=t"
7115 "\n"            "}"
7116 "\n"            "scale=s"
7117 "\n"            "ibase=b"
7118 "\n"            "return((m*a+r)/n)"
7119 "\n"    "}"
7120 "\n"    "define j(n,x){"
7121 "\n"            "auto b,s,o,a,i,v,f"
7122 "\n"            "b=ibase"
7123 "\n"            "ibase=A"
7124 "\n"            "s=scale"
7125 "\n"            "scale=0"
7126 "\n"            "n/=1"
7127 "\n"            "if(n<0){"
7128 "\n"                    "n=-n"
7129 "\n"                    "o=n%2"
7130 "\n"            "}"
7131 "\n"            "a=1"
7132 "\n"            "for(i=2;i<=n;++i)a*=i"
7133 "\n"            "scale=1.5*s"
7134 "\n"            "a=(x^n)/2^n/a"
7135 "\n"            "r=v=1"
7136 "\n"            "f=-x*x/4"
7137 "\n"            "scale+=length(a)-scale(a)"
7138 "\n"            "for(i=1;v;++i){"
7139 "\n"                    "v=v*f/i/(n+i)"
7140 "\n"                    "r+=v"
7141 "\n"            "}"
7142 "\n"            "scale=s"
7143 "\n"            "ibase=b"
7144 "\n"            "if(o)a=-a"
7145 "\n"            "return(a*r/1)"
7146 "\n"    "}"
7147 };
7148 #endif // ENABLE_BC
7149
7150 static BC_STATUS zbc_vm_exec(void)
7151 {
7152         char **fname;
7153         BcStatus s;
7154         size_t i;
7155
7156 #if ENABLE_BC
7157         if (option_mask32 & BC_FLAG_L) {
7158                 // We know that internal library is not buggy,
7159                 // thus error checking is normally disabled.
7160 # define DEBUG_LIB 0
7161                 bc_lex_file(&G.prs.l);
7162                 s = zbc_vm_process(bc_lib);
7163                 if (DEBUG_LIB && s) RETURN_STATUS(s);
7164         }
7165 #endif
7166
7167         s = BC_STATUS_SUCCESS;
7168         fname = (void*)G.files.v;
7169         for (i = 0; i < G.files.len; i++) {
7170                 s = zbc_vm_file(*fname++);
7171                 if (ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP && !G_ttyin && s) {
7172                         // Debug config, non-interactive mode:
7173                         // return all the way back to main.
7174                         // Non-debug builds do not come here
7175                         // in non-interactive mode, they exit.
7176                         RETURN_STATUS(s);
7177                 }
7178         }
7179
7180         if (IS_BC || (option_mask32 & BC_FLAG_I))
7181                 s = zbc_vm_execute_FILE(stdin, /*filename:*/ NULL);
7182
7183         RETURN_STATUS(s);
7184 }
7185 #define zbc_vm_exec(...) (zbc_vm_exec(__VA_ARGS__) COMMA_SUCCESS)
7186
7187 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7188 static void bc_program_free(void)
7189 {
7190         bc_vec_free(&G.prog.fns);
7191         IF_BC(bc_vec_free(&G.prog.fn_map);)
7192         bc_vec_free(&G.prog.vars);
7193         bc_vec_free(&G.prog.var_map);
7194         bc_vec_free(&G.prog.arrs);
7195         bc_vec_free(&G.prog.arr_map);
7196         IF_DC(bc_vec_free(&G.prog.strs);)
7197         IF_DC(bc_vec_free(&G.prog.consts);)
7198         bc_vec_free(&G.prog.results);
7199         bc_vec_free(&G.prog.exestack);
7200         IF_BC(bc_num_free(&G.prog.last);)
7201         IF_BC(bc_num_free(&G.prog.zero);)
7202         IF_BC(bc_num_free(&G.prog.one);)
7203         bc_vec_free(&G.input_buffer);
7204 }
7205
7206 static void bc_vm_free(void)
7207 {
7208         bc_vec_free(&G.files);
7209         bc_program_free();
7210         bc_parse_free(&G.prs);
7211         free(G.env_args);
7212 }
7213 #endif
7214
7215 static void bc_program_init(void)
7216 {
7217         BcInstPtr ip;
7218
7219         // memset(&G.prog, 0, sizeof(G.prog)); - already is
7220         memset(&ip, 0, sizeof(BcInstPtr));
7221
7222         // G.prog.nchars = G.prog.scale = 0; - already is
7223         G.prog.ib_t = 10;
7224         G.prog.ob_t = 10;
7225
7226         IF_BC(bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.last);)
7227         //IF_BC(bc_num_zero(&G.prog.last);) - already is
7228
7229         bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.zero);
7230         //bc_num_zero(&G.prog.zero); - already is
7231
7232         IF_BC(bc_num_init_DEF_SIZE(&G.prog.one);)
7233         IF_BC(bc_num_one(&G.prog.one);)
7234
7235         bc_vec_init(&G.prog.fns, sizeof(BcFunc), bc_func_free);
7236         IF_BC(bc_vec_init(&G.prog.fn_map, sizeof(BcId), bc_id_free);)
7237
7238         if (IS_BC) {
7239                 // Names are chosen simply to be distinct and never match
7240                 // a valid function name (and be short)
7241                 IF_BC(bc_program_addFunc(xstrdup(""))); // func #0: main
7242                 IF_BC(bc_program_addFunc(xstrdup("1"))); // func #1: for read()
7243         } else {
7244                 // in dc, functions have no names
7245                 bc_program_add_fn();
7246                 bc_program_add_fn();
7247         }
7248
7249         bc_vec_init(&G.prog.vars, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7250         bc_vec_init(&G.prog.var_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7251
7252         bc_vec_init(&G.prog.arrs, sizeof(BcVec), bc_vec_free);
7253         bc_vec_init(&G.prog.arr_map, sizeof(BcId), bc_id_free);
7254
7255         IF_DC(bc_vec_init(&G.prog.strs, sizeof(char *), bc_string_free);)
7256         IF_DC(bc_vec_init(&G.prog.consts, sizeof(char *), bc_string_free);)
7257         bc_vec_init(&G.prog.results, sizeof(BcResult), bc_result_free);
7258         bc_vec_init(&G.prog.exestack, sizeof(BcInstPtr), NULL);
7259         bc_vec_push(&G.prog.exestack, &ip);
7260
7261         bc_char_vec_init(&G.input_buffer);
7262 }
7263
7264 static int bc_vm_init(const char *env_len)
7265 {
7266 #if ENABLE_FEATURE_EDITING
7267         G.line_input_state = new_line_input_t(DO_HISTORY);
7268 #endif
7269         G.prog.len = bc_vm_envLen(env_len);
7270
7271         bc_vec_init(&G.files, sizeof(char *), NULL);
7272         IF_BC(if (IS_BC) bc_vm_envArgs();)
7273         bc_program_init();
7274         bc_parse_create(&G.prs, BC_PROG_MAIN);
7275
7276 //TODO: in GNU bc, the check is (isatty(0) && isatty(1)),
7277 //-i option unconditionally enables this regardless of isatty():
7278         if (isatty(0)) {
7279 #if ENABLE_FEATURE_BC_SIGNALS
7280                 G_ttyin = 1;
7281                 // With SA_RESTART, most system calls will restart
7282                 // (IOW: they won't fail with EINTR).
7283                 // In particular, this means ^C won't cause
7284                 // stdout to get into "error state" if SIGINT hits
7285                 // within write() syscall.
7286                 //
7287                 // The downside is that ^C while tty input is taken
7288                 // will only be handled after [Enter] since read()
7289                 // from stdin is not interrupted by ^C either,
7290                 // it restarts, thus fgetc() does not return on ^C.
7291                 // (This problem manifests only if line editing is disabled)
7292                 signal_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7293
7294                 // Without SA_RESTART, this exhibits a bug:
7295                 // "while (1) print 1" and try ^C-ing it.
7296                 // Intermittently, instead of returning to input line,
7297                 // you'll get "output error: Interrupted system call"
7298                 // and exit.
7299                 //signal_no_SA_RESTART_empty_mask(SIGINT, record_signo);
7300 #endif
7301                 return 1; // "tty"
7302         }
7303         return 0; // "not a tty"
7304 }
7305
7306 static BcStatus bc_vm_run(void)
7307 {
7308         BcStatus st = zbc_vm_exec();
7309 #if ENABLE_FEATURE_CLEAN_UP
7310         if (G_exiting) // it was actually "halt" or "quit"
7311                 st = EXIT_SUCCESS;
7312         bc_vm_free();
7313 # if ENABLE_FEATURE_EDITING
7314         free_line_input_t(G.line_input_state);
7315 # endif
7316         FREE_G();
7317 #endif
7318         dbg_exec("exiting with exitcode %d", st);
7319         return st;
7320 }
7321
7322 #if ENABLE_BC
7323 int bc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7324 int bc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7325 {
7326         int is_tty;
7327
7328         INIT_G();
7329
7330         is_tty = bc_vm_init("BC_LINE_LENGTH");
7331
7332         bc_args(argv);
7333
7334         if (is_tty && !(option_mask32 & BC_FLAG_Q))
7335                 bc_vm_info();
7336
7337         return bc_vm_run();
7338 }
7339 #endif
7340
7341 #if ENABLE_DC
7342 int dc_main(int argc, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
7343 int dc_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
7344 {
7345         int noscript;
7346
7347         INIT_G();
7348
7349         // TODO: dc (GNU bc 1.07.1) 1.4.1 seems to use width
7350         // 1 char wider than bc from the same package.
7351         // Both default width, and xC_LINE_LENGTH=N are wider:
7352         // "DC_LINE_LENGTH=5 dc -e'123456 p'" prints:
7353         //      |1234\   |
7354         //      |56      |
7355         // "echo '123456' | BC_LINE_LENGTH=5 bc" prints:
7356         //      |123\    |
7357         //      |456     |
7358         // Do the same, or it's a bug?
7359         bc_vm_init("DC_LINE_LENGTH");
7360
7361         // Run -e'SCRIPT' and -fFILE in order of appearance, then handle FILEs
7362         noscript = BC_FLAG_I;
7363         for (;;) {
7364                 int n = getopt(argc, argv, "e:f:x");
7365                 if (n <= 0)
7366                         break;
7367                 switch (n) {
7368                 case 'e':
7369                         noscript = 0;
7370                         n = zbc_vm_process(optarg);
7371                         if (n) return n;
7372                         break;
7373                 case 'f':
7374                         noscript = 0;
7375                         n = zbc_vm_file(optarg);
7376                         if (n) return n;
7377                         break;
7378                 case 'x':
7379                         option_mask32 |= DC_FLAG_X;
7380                         break;
7381                 default:
7382                         bb_show_usage();
7383                 }
7384         }
7385         argv += optind;
7386
7387         while (*argv) {
7388                 noscript = 0;
7389                 bc_vec_push(&G.files, argv++);
7390         }
7391
7392         option_mask32 |= noscript; // set BC_FLAG_I if we need to interpret stdin
7393
7394         return bc_vm_run();
7395 }
7396 #endif
7397
7398 #endif // not DC_SMALL