chiark / gitweb /
lib.c (subst): Make the big table a bit more comprehensible.
[runlisp] / lib.c
1 /* -*-c-*-
2  *
3  * Common definitions for `runlisp'
4  *
5  * (c) 2020 Mark Wooding
6  */
7
8 /*----- Licensing notice --------------------------------------------------*
9  *
10  * This file is part of Runlisp, a tool for invoking Common Lisp scripts.
11  *
12  * Runlisp is free software: you can redistribute it and/or modify it
13  * under the terms of the GNU General Public License as published by the
14  * Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at your
15  * option) any later version.
16  *
17  * Runlisp is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
18  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
19  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
20  * for more details.
21  *
22  * You should have received a copy of the GNU General Public License
23  * along with Runlisp.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
24  */
25
26 /*----- Header files ------------------------------------------------------*/
27
28 #include "config.h"
29
30 #include <assert.h>
31
32 #include <ctype.h>
33 #include <errno.h>
34 #include <stdarg.h>
35 #include <stdio.h>
36 #include <stdlib.h>
37 #include <string.h>
38
39 #include <unistd.h>
40
41 #include "lib.h"
42
43 /*----- Diagnostic utilities ----------------------------------------------*/
44
45 const char *progname = "???";
46         /* Our program name, for use in error messages. */
47
48 /* Set `progname' from the pathname in PROG (typically from `argv[0]'). */
49 void set_progname(const char *prog)
50 {
51   const char *p;
52
53   p = strrchr(prog, '/');
54   progname = p ? p + 1 : prog;
55 }
56
57 /* Report an error or warning in Unix style, given a captured argument
58  * cursor.
59  */
60 void vmoan(const char *msg, va_list ap)
61 {
62   fprintf(stderr, "%s: ", progname);
63   vfprintf(stderr, msg, ap);
64   fputc('\n', stderr);
65 }
66
67 /* Issue a warning message. */
68 void moan(const char *msg, ...)
69   { va_list ap; va_start(ap, msg); vmoan(msg, ap); va_end(ap); }
70
71 /* Issue a fatal error message and exit unsuccessfully. */
72 void lose(const char *msg, ...)
73   { va_list ap; va_start(ap, msg); vmoan(msg, ap); va_end(ap); exit(127); }
74
75 /*----- Memory allocation -------------------------------------------------*/
76
77 /* Allocate and return a pointer to N bytes, or report a fatal error.
78  *
79  * Release the pointer using `free' as usual.  If N is zero, returns null
80  * (but you are not expected to check for this).
81  */
82 void *xmalloc(size_t n)
83 {
84   void *p;
85
86   if (!n) return (0);
87   p = malloc(n); if (!p) lose("failed to allocate memory");
88   return (p);
89 }
90
91 /* Resize the block at P (from `malloc' or `xmalloc') to be N bytes long.
92  *
93  * The block might (and probably will) move, so it returns the new address.
94  * If N is zero, then the block is freed (if necessary) and a null pointer
95  * returned; otherwise, if P is null then a fresh block is allocated.  If
96  * allocation fails, then a fatal error is reported.
97  */
98 void *xrealloc(void *p, size_t n)
99 {
100   if (!n) { free(p); return (0); }
101   else if (!p) return (xmalloc(n));
102   p = realloc(p, n); if (!p) lose("failed to allocate memory");
103   return (p);
104 }
105
106 /* Allocate and return a copy of the N-byte string starting at P.
107  *
108  * The new string is null-terminated, though P need not be.  If allocation
109  * fails, then a fatal error is reported.
110  */
111 char *xstrndup(const char *p, size_t n)
112 {
113   char *q = xmalloc(n + 1);
114
115   memcpy(q, p, n); q[n] = 0;
116   return (q);
117 }
118
119 /* Allocate and return a copy of the null-terminated string starting at P.
120  *
121  * If allocation fails, then a fatal error is reported.
122  */
123 char *xstrdup(const char *p) { return (xstrndup(p, strlen(p))); }
124
125 /*----- Dynamic strings ---------------------------------------------------*/
126
127 /* Initialize the string D.
128  *
129  * Usually you'd use the static initializer `DSTR_INIT'.
130  */
131 void dstr_init(struct dstr *d) { d->p = 0; d->len = d->sz = 0; }
132
133 /* Reset string D so it's empty again. */
134 void dstr_reset(struct dstr *d) { d->len = 0; }
135
136 /* Ensure that D has at least N unused bytes available. */
137 void dstr_ensure(struct dstr *d, size_t n)
138 {
139   size_t need = d->len + n, newsz;
140
141   if (need <= d->sz) return;
142   newsz = d->sz ? 2*d->sz : 16;
143   while (newsz < need) newsz *= 2;
144   d->p = xrealloc(d->p, newsz); d->sz = newsz;
145 }
146
147 /* Release the memory held by D.
148  *
149  * It must be reinitialized (e.g., by `dstr_init') before it can be used
150  * again.
151  */
152 void dstr_release(struct dstr *d) { free(d->p); }
153
154 /* Append the N-byte string at P to D.
155  *
156  * P need not be null-terminated.  D will not be null-terminated
157  * afterwards.
158  */
159 void dstr_putm(struct dstr *d, const void *p, size_t n)
160   { dstr_ensure(d, n); memcpy(d->p + d->len, p, n); d->len += n; }
161
162 /* Append the null-terminated string P to D.
163  *
164  * D /is/ guaranteed to be null-terminated after this.
165  */
166 void dstr_puts(struct dstr *d, const char *p)
167 {
168   size_t n = strlen(p);
169
170   dstr_ensure(d, n + 1);
171   memcpy(d->p + d->len, p, n + 1);
172   d->len += n;
173 }
174
175 /* Append the single character CH to D.
176  *
177  * D will not be null-terminated afterwards.
178  */
179 void dstr_putc(struct dstr *d, int ch)
180   { dstr_ensure(d, 1); d->p[d->len++] = ch; }
181
182 /* Append N copies of the character CH to D.
183  *
184  * D will not be null-terminated afterwards.
185  */
186 void dstr_putcn(struct dstr *d, int ch, size_t n)
187   { dstr_ensure(d, n); memset(d->p + d->len, ch, n); d->len += n; }
188
189 /* Null-terminate the string D.
190  *
191  * This doesn't change the length of D.  If further stuff is appended then
192  * the null terminator will be overwritten.
193  */
194 void dstr_putz(struct dstr *d)
195   { dstr_ensure(d, 1); d->p[d->len] = 0; }
196
197 /* Append stuff to D, determined by printf(3) format string P and argument
198  * tail AP.
199  *
200  * D will not be null-terminated afterwards.
201  */
202 void dstr_vputf(struct dstr *d, const char *p, va_list ap)
203 {
204   va_list ap2;
205   size_t r;
206   int n;
207
208   r = d->sz - d->len;
209   va_copy(ap2, ap);
210   n = vsnprintf(d->p + d->len, r, p, ap2); assert(n >= 0);
211   va_end(ap2);
212   if (n >= r) {
213     dstr_ensure(d, n + 1); r = d->sz - d->len;
214     n = vsnprintf(d->p + d->len, r, p, ap); assert(n >= 0); assert(n < r);
215   }
216   d->len += n;
217 }
218
219 /* Append stuff to D, determined by printf(3) format string P and arguments.
220  *
221  * D will not be null-terminated afterwards.
222  */
223 PRINTF_LIKE(2, 3) void dstr_putf(struct dstr *d, const char *p, ...)
224   { va_list ap; va_start(ap, p); dstr_vputf(d, p, ap); va_end(ap); }
225
226 /* Append the next input line from FP to D.
227  *
228  * Return 0 on success, or -1 if reading immediately fails or encounters
229  * end-of-file (call ferror(3) to distinguish).  Any trailing newline is
230  * discarded: it is not possible to determine whether the last line was ended
231  * with a newline.  D is guaranteed to be null-terminated afterwards.
232  */
233 int dstr_readline(struct dstr *d, FILE *fp)
234 {
235   size_t n;
236   int any = 0;
237
238   for (;;) {
239     dstr_ensure(d, 2);
240     if (!fgets(d->p + d->len, d->sz - d->len, fp)) break;
241     n = strlen(d->p + d->len); assert(n > 0); any = 1;
242     d->len += n;
243     if (d->p[d->len - 1] == '\n') { d->p[--d->len] = 0; break; }
244   }
245
246   if (!any) return (-1);
247   else return (0);
248 }
249
250 /*----- Dynamic vectors of strings ----------------------------------------*/
251
252 /* Initialize the vector AV.
253  *
254  * Usually you'd use the static initializer `ARGV_INIT'.
255  */
256 void argv_init(struct argv *av)
257   { av->v = 0; av->o = av->n = av->sz = 0; }
258
259 /* Reset the vector AV so that it's empty again. */
260 void argv_reset(struct argv *av) { av->n = 0; }
261
262 /* Ensure that AV has at least N unused slots at the end. */
263 void argv_ensure(struct argv *av, size_t n)
264 {
265   size_t need = av->n + av->o + n, newsz;
266
267   if (need <= av->sz) return;
268   newsz = av->sz ? 2*av->sz : 8;
269   while (newsz < need) newsz *= 2;
270   av->v = xrealloc(av->v - av->o, newsz*sizeof(char *)); av->v += av->o;
271   av->sz = newsz;
272 }
273
274 /* Ensure that AV has at least N unused slots at the /start/. */
275 void argv_ensure_offset(struct argv *av, size_t n)
276 {
277   size_t newoff;
278
279   /* Stupid version.  We won't, in practice, be prepending lots of stuff, so
280    * avoid the extra bookkeeping involved in trying to make a double-ended
281    * extendable array asymptotically efficient.
282    */
283   if (av->o >= n) return;
284   newoff = 16;
285   while (newoff < n) newoff *= 2;
286   argv_ensure(av, newoff - av->o);
287   memmove(av->v + newoff - av->o, av->v, av->n*sizeof(char *));
288   av->v += newoff - av->o; av->o = newoff;
289 }
290
291 /* Release the memory held by AV.
292  *
293  * It must be reinitialized (e.g., by `argv_init') before it can be used
294  * again.
295  */
296 void argv_release(struct argv *av) { free(av->v - av->o); }
297
298 /* Append the pointer P to AV. */
299 void argv_append(struct argv *av, char *p)
300   { argv_ensure(av, 1); av->v[av->n++] = p; }
301
302 /* Append a null pointer to AV, without extending the vactor length.
303  *
304  * The null pointer will be overwritten when the next string is appended.
305  */
306 void argv_appendz(struct argv *av)
307   { argv_ensure(av, 1); av->v[av->n] = 0; }
308
309 /* Append a N-element vector V of pointers to AV. */
310 void argv_appendn(struct argv *av, char *const *v, size_t n)
311 {
312   argv_ensure(av, n);
313   memcpy(av->v + av->n, v, n*sizeof(const char *));
314   av->n += n;
315 }
316
317 /* Append the variable-length vector BV to AV. */
318 void argv_appendav(struct argv *av, const struct argv *bv)
319   { argv_appendn(av, bv->v, bv->n); }
320
321 /* Append the pointers from a variable-length argument list AP to AV.
322  *
323  * The list is terminated by a null pointer.
324  */
325 void argv_appendv(struct argv *av, va_list ap)
326 {
327   char *p;
328   for (;;) { p = va_arg(ap, char *); if (!p) break; argv_append(av, p); }
329 }
330
331 /* Append the argument pointers, terminated by a null pointer, to AV. */
332 void argv_appendl(struct argv *av, ...)
333   { va_list ap; va_start(ap, av); argv_appendv(av, ap); va_end(ap); }
334
335 /* Prepend the pointer P to AV. */
336 void argv_prepend(struct argv *av, char *p)
337   { argv_ensure_offset(av, 1); *--av->v = p; av->o--; av->n++; }
338
339 /* Prepend a N-element vector V of pointers to AV. */
340 void argv_prependn(struct argv *av, char *const *v, size_t n)
341 {
342   argv_ensure_offset(av, n);
343   av->o -= n; av->v -= n; av->n += n;
344   memcpy(av->v, v, n*sizeof(const char *));
345 }
346
347 /* Prepend the variable-length vector BV to AV. */
348 void argv_prependav(struct argv *av, const struct argv *bv)
349   { argv_prependn(av, bv->v, bv->n); }
350
351 /* Prepend the pointers from a variable-length argument list AP to AV.
352  *
353  * The list is terminated by a null pointer.
354  */
355 void argv_prependv(struct argv *av, va_list ap)
356 {
357   char *p, **v;
358   size_t n = 0;
359
360   for (;;) {
361     p = va_arg(ap, char *); if (!p) break;
362     argv_prepend(av, p); n++;
363   }
364   v = av->v;
365   while (n >= 2) {
366     p = v[0]; v[0] = v[n - 1]; v[n - 1] = p;
367     v++; n -= 2;
368   }
369 }
370
371 /* Prepend the argument pointers, terminated by a null pointer, to AV. */
372 void argv_prependl(struct argv *av, ...)
373   { va_list ap; va_start(ap, av); argv_prependv(av, ap); va_end(ap); }
374
375 /*----- Treaps ------------------------------------------------------------*/
376
377 /* Return nonzero if the AN-byte string A is strictly precedes the BN-byte
378  * string B in a lexicographic ordering.
379  *
380  * All comparison of keys is handled by this function.
381  */
382 static int str_lt(const char *a, size_t an, const char *b, size_t bn)
383 {
384   /* This is a little subtle.  We need only compare the first N bytes of the
385    * strings, where N is the length of the shorter string.  If this
386    * distinguishes the two strings, then we're clearly done.  Otherwise, if
387    * the prefixes are equal then the shorter string is the smaller one.  If
388    * the two strings are the same length, then they're equal.
389    *
390    * Hence, if A is the strictly shorter string, then A precedes B if A
391    * precedes or matches the prefix of B; otherwise A only precedes B if A
392    * strictly precedes the prefix of B.
393    */
394   if (an < bn) return (MEMCMP(a, <=, b, an));
395   else return (MEMCMP(a, <, b, bn));
396 }
397
398 /* Initialize the treap T.
399  *
400  * Usually you'd use the static initializer `TREAP_INIT'.
401  */
402 void treap_init(struct treap *t) { t->root = 0; }
403
404 /* Look up the KN-byte key K in the treap T.
405  *
406  * Return a pointer to the matching node if one was found, or null otherwise.
407  */
408 void *treap_lookup(const struct treap *t, const char *k, size_t kn)
409 {
410   struct treap_node *n = t->root, *candidate = 0;
411
412   /* This is a simple prototype for some of the search loops we'll encounter
413    * later.  Notice that we use a strict one-sided comparison, rather than
414    * the more conventional two-sided comparison.
415    *
416    * The main loop will find the largest key not greater than K.
417    */
418   while (n)
419     /* Compare the node's key against our key.  If the node is too large,
420      * then we ignore it and move left.  Otherwise remember this node for
421      * later, and move right to see if we can find a better, larger node.
422      */
423
424     if (str_lt(k, kn, n->k, n->kn)) n = n->left;
425     else { candidate = n; n = n->right; }
426
427   /* If the candidate node is less than our key then we failed.  Otherwise,
428    * by trichotomy, we have found the correct node.
429    */
430   if (!candidate || str_lt(candidate->k, candidate->kn, k, kn)) return (0);
431   return (candidate);
432 }
433
434 /* Look up the KN-byte K in the treap T, recording a path in P.
435  *
436  * This is similar to `treap_lookup', in that it returns the requested node
437  * if it already exists, or null otherwise, but it also records in P
438  * information to be used by `treap_insert' to insert a new node with the
439  * given key if it's not there already.
440  */
441 void *treap_probe(struct treap *t, const char *k, size_t kn,
442                   struct treap_path *p)
443 {
444   struct treap_node **nn = &t->root, *candidate = 0;
445   unsigned i = 0;
446
447   /* This walk is similar to `treap_lookup' above, except that we also record
448    * the address of each node pointer we visit along the way.
449    */
450   for (;;) {
451     assert(i < TREAP_PATHMAX); p->path[i++] = nn;
452     if (!*nn) break;
453     if (str_lt(k, kn, (*nn)->k, (*nn)->kn)) nn = &(*nn)->left;
454     else { candidate = *nn; nn = &(*nn)->right; }
455   }
456   p->nsteps = i;
457
458   /* Check to see whether we found the right node. */
459   if (!candidate || str_lt(candidate->k, candidate->kn, k, kn)) return (0);
460   return (candidate);
461 }
462
463 /* Insert a new node N into T, associating it with the KN-byte key K.
464  *
465  * Use the path data P, from `treap_probe', to help with insertion.
466  */
467 void treap_insert(struct treap *t, const struct treap_path *p,
468                   struct treap_node *n, const char *k, size_t kn)
469 {
470   size_t i = p->nsteps;
471   struct treap_node **nn, **uu, *u;
472   unsigned wt;
473
474   /* Fill in the node structure. */
475   n->k = xstrndup(k, kn); n->kn = kn;
476   n->wt = wt = rand(); n->left = n->right = 0;
477
478   /* Prepare for the insertion.
479    *
480    * The path actually points to each of the links traversed when searching
481    * for the node, starting with the `root' pointer, then the `left' or
482    * `right' pointer of the root node, and so on; `nsteps' will always be
483    * nonzero, since the path will always pass through the root, and the final
484    * step, `path->path[path->nsteps - 1]' will always be the address of a
485    * null pointer onto which the freshly inserted node could be hooked in
486    * order to satisfy the binary-search-tree ordering.  (Of course, this will
487    * likely /not/ satisfy the heap condition, so more work needs to be done.)
488    *
489    * Throughout, NN is our current candidate for where to attach the node N.
490    * As the loop progresses, NN will ascend to links further up the tree, and
491    * N will be adjusted to accumulate pieces of the existing tree structure.
492    * We'll stop when we find that the parent node's weight is larger than our
493    * new node's weight, at which point we can just set *NN = N; or if we run
494    * out of steps in the path, in which case *NN is the root pointer.
495    */
496   assert(i); nn = p->path[--i];
497   while (i--) {
498
499     /* Collect the next step in the path, and get the pointer to the node. */
500     uu = p->path[i]; u = *uu;
501
502     /* If this node's weight is higher, then we've found the right level and
503      * we can stop.
504      */
505     if (wt <= u->wt) break;
506
507     /* The node U is lighter than our new node N, so we must rotate in order
508      * to fix things.  If we were currently planning to hook N as the left
509      * subtree of U, then we rotate like this:
510      *
511      *                  |                   |
512      *                  U                  (N)
513      *                /   \               /   \
514      *             (N)      Z   --->    X       U
515      *            /   \                       /   \
516      *          X       Y                   Y       Z
517      *
518      * On the other hand, if we were planning to hook N as the right subtree
519      * of U, then we do the opposite rotation:
520      *
521      *              |                           |
522      *              U                          (N)
523      *            /   \                       /   \
524      *          X      (N)      --->        U       Z
525      *                /   \               /   \
526      *              Y       Z           X       Y
527      *
528      * These transformations clearly preserve the ordering of nodes in the
529      * binary search tree, and satisfy the heap condition in the subtree
530      * headed by N.
531      */
532     if (nn == &u->left) { u->left = n->right; n->right = u; }
533     else { u->right = n->left; n->left = u; }
534
535     /* And this arrangement must be attached to UU, or some higher attachment
536      * point.  The subtree satisfies the heap condition, and can be attached
537      * safely at the selected place.
538      */
539     nn = uu;
540   }
541
542   /* We've found the right spot.  Hook the accumulated subtree into place. */
543   *nn = n;
544 }
545
546 /* Remove the node with the KN-byte K from T.
547  *
548  * Return the address of the node we removed, or null if it couldn't be
549  * found.
550  */
551 void *treap_remove(struct treap *t, const char *k, size_t kn)
552 {
553   struct treap_node **nn = &t->root, **candidate = 0, *n, *l, *r;
554
555   /* Search for the matching node, but keep track of the address of the link
556    * which points to our target node.
557    */
558   while (*nn)
559     if (str_lt(k, kn, (*nn)->k, (*nn)->kn)) nn = &(*nn)->left;
560     else { candidate = nn; nn = &(*nn)->right; }
561
562   /* If this isn't the right node then give up. */
563   if (!candidate || str_lt((*candidate)->k, (*candidate)->kn, k, kn))
564     return (0);
565
566   /* Now we need to disentangle the node from the tree.  This is essentially
567    * the reverse of insertion: we pretend that this node is suddenly very
568    * light, and mutate the tree so as to restore the heap condition until
569    * eventually our node is a leaf and can be cut off without trouble.
570    *
571    * Throughout, the link *NN notionally points to N, but we don't actually
572    * update it until we're certain what value it should finally take.
573    */
574   nn = candidate; n = *nn; l = n->left; r = n->right;
575   for (;;)
576
577     /* If its left subtree is empty then we can replace our node by its right
578      * subtree and be done.  Similarly, if the right subtree is empty then we
579      * replace the node by its left subtree.
580      *
581      *              |           |               |               |
582      *             (N)  --->    R ;            (N)      --->    L
583      *            /   \                       /   \
584      *          *       R                   L       *
585      */
586     if (!l) { *nn = r; break; }
587     else if (!r) { *nn = l; break; }
588
589     /* Otherwise we need to rotate the pointers so that the heavier of the
590      * two children takes the place of our node; thus we have either
591      *
592      *                  |                   |
593      *                 (N)                  L
594      *                /   \               /   \
595      *              L       R   --->    X      (N)
596      *            /   \                       /   \
597      *          X       Y                   Y       R
598      *
599      * or
600      *
601      *              |                           |
602      *             (N)                          R
603      *            /   \                       /   \
604      *          L       R       --->       (N)      Y
605      *                /   \               /   \
606      *              X       Y           L       X
607      *
608      * Again, these transformations clearly preserve the ordering of nodes in
609      * the binary search tree, and the heap condition.
610      */
611     else if (l->wt > r->wt)
612       { *nn = l; nn = &l->right; l = n->left = l->right; }
613     else
614       { *nn = r; nn = &r->left; r = n->right = r->left; }
615
616   /* Release the key buffer, and return the node that we've now detached. */
617   free(n->k); return (n);
618 }
619
620 /* Initialize an iterator I over T's nodes. */
621 void treap_start_iter(struct treap *t, struct treap_iter *i)
622 {
623   struct treap_node *n = t->root;
624   unsigned sp = 0;
625
626   /* The `stack' in the iterator structure is an empty ascending stack of
627    * nodes which have been encountered, and their left subtrees investigated,
628    * but not yet visited by the iteration.
629    *
630    * Iteration begins by stacking the root node, its left child, and so on,
631    * At the end of this, the topmost entry on the stack is the least node of
632    * the tree, followed by its parent, grandparent, and so on up to the root.
633    */
634   while (n) {
635     assert(sp < TREAP_PATHMAX);
636     i->stack[sp++] = n; n = n->left;
637   }
638   i->sp = sp;
639 }
640
641 /* Return the next node from I, in ascending order by key.
642  *
643  * If there are no more nodes, then return null.
644  */
645 void *treap_next(struct treap_iter *i)
646 {
647   struct treap_node *n, *o;
648   unsigned sp = i->sp;
649
650   /* We say that a node is /visited/ once it's been returned by this
651    * iterator.  To traverse a tree in order, then, we traverse its left
652    * subtree, visit the tree root, and traverse its right subtree -- which is
653    * a fine recursive definition, but we need a nonrecursive implementation.
654    *
655    * As is usual in this kind of essential structural recursion, we maintain
656    * a stack.  The invariant that we'll maintain is as follows.
657    *
658    *   1. If the stack is empty, then all nodes have been visited.
659    *
660    *   2, If the stack is nonempty then the topmost entry on the stack is the
661    *      least node which has not yet been visited -- and therefore is the
662    *      next node to visit.
663    *
664    *   3. The earlier entries in the stack are, in (top to bottom) order,
665    *      those of the topmost node's parent, grandparent, etc., up to the
666    *      root, which have not yet been visited.  More specifically, a node
667    *      appears in the stack if and only if some node in its left subtree
668    *      is nearer the top of the stack.
669    *
670    * When we initialized the iterator state (in `treap_start_iter' above), we
671    * traced a path to the leftmost leaf, stacking the root, its left-hand
672    * child, and so on.  The leftmost leaf is clearly the first node to be
673    * visited, and its entire ancestry is on the stack since none of these
674    * nodes has yet been visited.  (If the tree is empty, then we have done
675    * nothing, the stack is empty, and there are no nodes to visit.)  This
676    * establishes the base case for the induction.
677    */
678
679   /* So, if the stack is empty now, then (1) all of the nodes have been
680    * visited and there's nothing left to do.  Return null.
681    */
682   if (!sp) return (0);
683
684   /* It's clear that, if we pop the topmost element of the stack, visit it,
685    * and arrange to reestablish the invariant, then we'll visit the nodes in
686    * the correct order, pretty much by definition.
687    *
688    * So, pop a node off the stack.  This is the node we shall return.  But
689    * before we can do that, we must reestablish the above invariant.
690    * Firstly, the current node is removed from the stack, because we're about
691    * to visit it, and visited nodes don't belong on the stack.  Then there
692    * are two cases to consider.
693    *
694    *   * If the current node's right subtree is not empty, then the next node
695    *     to be visited is the leftmost node in that subtree.  All of the
696    *     nodes on the stack are ancestors of the current node, and the right
697    *     subtree consists of its descendants, so none of them are already on
698    *     the stack; and they're all greater than the current node, and
699    *     therefore haven't been visited.  Therefore, we must push the current
700    *     node's right child, its /left/ child, and so on, proceeding
701    *     leftwards until we fall off the bottom of the tree.
702    *
703    *   * Otherwise, we've finished traversing some subtree.  Either we are
704    *     now done, or (3) we have just finished traversing the left subtree
705    *     of the next topmost item on the stack.  This must therefore be the
706    *     next node to visit.  The rest of the stack is already correct.
707    */
708   n = i->stack[--sp];
709   o = n->right;
710   while (o) {
711     assert(sp < TREAP_PATHMAX);
712     i->stack[sp++] = o; o = o->left;
713   }
714   i->sp = sp;
715   return (n);
716 }
717
718 /* Recursively check the subtree headed by N.
719  *
720  * No node should have weight greater than MAXWT, to satisfy the heap
721  * condition; if LO is not null, then all node keys should be strictly
722  * greater than LO, and, similarly, if HI is not null, then all keys should
723  * be strictly smaller than HI.
724  */
725 static void check_subtree(struct treap_node *n, unsigned maxwt,
726                           const char *klo, const char *khi)
727 {
728   /* Check the heap condition. */
729   assert(n->wt <= maxwt);
730
731   /* Check that the key is in bounds.  (Use `strcmp' here to ensure that our
732    * own `str_lt' is working correctly.)
733    */
734   if (klo) assert(STRCMP(n->k, >, klo));
735   if (khi) assert(STRCMP(n->k, <, khi));
736
737   /* Check the left subtree.  Node weights must be bounded above by our own
738    * weight.  And every key in the left subtree must be smaller than our
739    * current key.  We propagate the lower bound.
740    */
741   if (n->left) check_subtree(n->left, n->wt, klo, n->k);
742
743   /* Finally, check the right subtree.  This time, every key must be larger
744    * than our key, and we propagate the upper bound.
745    */
746   if (n->right) check_subtree(n->right, n->wt, n->k, khi);
747 }
748
749 /* Check the treap structure rules for T. */
750 void treap_check(struct treap *t)
751   { if (t->root) check_subtree(t->root, t->root->wt, 0, 0); }
752
753 /* Recursively dump the subtree headed by N, indenting the output lines by
754  * IND spaces.
755  */
756 static void dump_node(struct treap_node *n, int ind)
757 {
758   if (n->left) dump_node(n->left, ind + 1);
759   printf(";;%*s [%10u] `%s'\n", 2*ind, "", n->wt, n->k);
760   if (n->right) dump_node(n->right, ind + 1);
761 }
762
763 /* Dump the treap T to standard output, for debugging purposes. */
764 void treap_dump(struct treap *t) { if (t->root) dump_node(t->root, 0); }
765
766 /*----- Configuration file parsing ----------------------------------------*/
767
768 #ifndef DECL_ENVIRON
769   extern char **environ;
770 #endif
771
772 /* Advance P past a syntactically valid name, but no further than L.
773  *
774  * Return the new pointer.  If no name is found, report an error, blaming
775  * FILE and LINE; WHAT is an adjective for the kind of name that was
776  * expected.
777  */
778 static const char *scan_name(const char *what,
779                              const char *p, const char *l,
780                              const char *file, unsigned line)
781 {
782   const char *q = p;
783
784   while (q < l &&
785          (ISALNUM(*q) || *q == '-' || *q == '_' || *q == '.' || *q == '/' ||
786                          *q == '*' || *q == '+' || *q == '%' || *q == '@'))
787     q++;
788   if (q == p) lose("%s:%u: expected %s name", file, line, what);
789   return (q);
790 }
791
792 /* Initialize the configuration state CONF.
793  *
794  * Usually you'd use the static initializer `CONFIG_INIT'.
795  */
796 void config_init(struct config *conf)
797   { treap_init(&conf->sections); }
798
799 /* Find and return the section with null-terminated NAME in CONF.
800  *
801  * If no section is found, the behaviour depends on whether `CF_CREAT' is set
802  * in F: if so, an empty section is created and returned; otherwise, a null
803  * pointer is returned.
804  */
805 struct config_section *config_find_section(struct config *conf, unsigned f,
806                                            const char *name)
807   { return (config_find_section_n(conf, f, name, strlen(name))); }
808
809 /* Find and return the section with the SZ-byte NAME in CONF.
810  *
811  * This works like `config_find_section', but with an explicit length for the
812  * NAME rather than null-termination.
813  */
814 struct config_section *config_find_section_n(struct config *conf, unsigned f,
815                                              const char *name, size_t sz)
816 {
817   struct config_section *sect;
818   struct treap_path path;
819
820   if (!(f&CF_CREAT))
821     sect = treap_lookup(&conf->sections, name, sz);
822   else {
823     sect = treap_probe(&conf->sections, name, sz, &path);
824     if (!sect) {
825       sect = xmalloc(sizeof(*sect));
826       if (!conf->head) conf->tail = &conf->head;
827       sect->next = 0; *conf->tail = sect; conf->tail = &sect->next;
828       sect->parents = 0; sect->nparents = SIZE_MAX;
829       treap_init(&sect->vars); treap_init(&sect->cache);
830       treap_insert(&conf->sections, &path, &sect->_node, name, sz);
831       config_set_var_n(conf, sect, CF_LITERAL, "@name", 5, name, sz);
832     }
833   }
834   return (sect);
835 }
836
837 /* Set the fallback section for CONF to be SECT.
838  *
839  * That is, if a section has no explicit parents, then by default it will
840  * have a single parent which is SECT.  If SECT is null then there is no
841  * fallback section, and sections which don't have explicitly specified
842  * parents have no parents at all.  (This is the default situation.)
843  */
844 void config_set_fallback(struct config *conf, struct config_section *sect)
845   { conf->fallback = sect; }
846
847 /* Arrange that SECT has PARENT as its single parent section.
848  *
849  * If PARENT is null, then arrange that SECT has no parents at all.  In
850  * either case, any `@parents' setting will be ignored.
851  */
852 void config_set_parent(struct config_section *sect,
853                        struct config_section *parent)
854 {
855   if (!parent)
856     sect->nparents = 0;
857   else {
858     sect->parents = xmalloc(sizeof(*sect->parents));
859     sect->parents[0] = parent; sect->nparents = 1;
860   }
861 }
862
863 /* Initialize I to iterate over the sections defined in CONF. */
864 void config_start_section_iter(struct config *conf,
865                                struct config_section_iter *i)
866   { i->sect = conf->head; }
867
868 /* Return the next section from I, in order of creation.
869  *
870  * If there are no more sections, then return null.
871  */
872 struct config_section *config_next_section(struct config_section_iter *i)
873 {
874   struct config_section *sect;
875
876   sect = i->sect;
877   if (sect) i->sect = sect->next;
878   return (sect);
879 }
880
881 /* Initialize the `parents' links of SECT, if they aren't set up already.
882  *
883  * If SECT contains a `@parents' setting then parse it to determine the
884  * parents; otherwise use CONF's fallbeck section, as established by
885  * `config_set_fallback'.
886  */
887 static void set_config_section_parents(struct config *conf,
888                                        struct config_section *sect)
889 {
890   struct config_section *parent;
891   struct config_var *var;
892   const char *file; unsigned line;
893   size_t i, n;
894   char *p, *q, *l;
895   struct argv av = ARGV_INIT;
896
897   /* If the section already has parents established then there's nothing to
898    * do.
899    */
900   if (sect->nparents != SIZE_MAX) return;
901
902   /* Look up `@parents', without recursion! */
903   var = treap_lookup(&sect->vars, "@parents", 8);
904   if (!var) {
905     /* No explicit setting: use the fallback setting. */
906
907     if (!conf->fallback || conf->fallback == sect)
908       sect->nparents = 0;
909     else {
910       sect->parents = xmalloc(sizeof(*sect->parents)); sect->nparents = 1;
911       sect->parents[0] = conf->fallback;
912     }
913   } else {
914     /* Found a `@parents' list: parse it and set the parents list. */
915
916     file = var->file; line = var->line; if (!file) file = "<internal>";
917
918     /* We do this in two phases.  First, we parse out the section names, and
919      * record start/limit pointer pairs in `av'.
920      */
921     p = var->val; l = p + var->n; while (p < l && ISSPACE(*p)) p++;
922     while (*p) {
923       q = p;
924       p = (/*unconst*/ char *)scan_name("parent section", p, l, file, line);
925       argv_append(&av, q); argv_append(&av, p);
926       while (p < l && ISSPACE(*p)) p++;
927       if (p >= l) break;
928       if (*p == ',') do p++; while (ISSPACE(*p));
929     }
930
931     /* Now that we've finished parsing, we know how many parents we're going
932      * to have, so we can allocate the `parents' vector and fill it in.
933      */
934     sect->nparents = av.n/2;
935     sect->parents = xmalloc(sect->nparents*sizeof(*sect->parents));
936     for (i = 0; i < av.n; i += 2) {
937       n = av.v[i + 1] - av.v[i];
938       parent = config_find_section_n(conf, 0, av.v[i], n);
939       if (!parent)
940         lose("%s:%u: unknown parent section `%.*s'",
941              file, line, (int)n, av.v[i]);
942       sect->parents[i/2] = parent;
943     }
944   }
945
946   /* All done. */
947   argv_release(&av);
948 }
949
950 /* Find a setting of the SZ-byte variable NAME in CONF, starting from SECT.
951  *
952  * If successful, return a pointer to the variable; otherwise return null.
953  * Inheritance cycles and ambiguous inheritance are diagnosed as fatal
954  * errors.
955  */
956 struct config_var *search_recursive(struct config *conf,
957                                     struct config_section *sect,
958                                     const char *name, size_t sz)
959 {
960   struct config_cache_entry *cache;
961   struct treap_path path;
962   struct config_var *var, *v;
963   size_t i, j = j;
964
965   /* If the variable is defined locally then we can just return it. */
966   var = treap_lookup(&sect->vars, name, sz); if (var) return (var);
967
968   /* If we have no parents then there's no way we can find it. */
969   set_config_section_parents(conf, sect);
970   if (!sect->parents) return (0);
971
972   /* Otherwise we must visit the section's parents.  We can avoid paying for
973    * this on every lookup by using a cache.  If there's already an entry for
974    * this variable then we can return the result immediately (note that we
975    * cache both positive and negative outcomes).  Otherwise we create a new
976    * cache entry, do the full recursive search, and fill in the result when
977    * we're done.
978    *
979    * The cache also helps us detect cycles: we set the `CF_OPEN' flag on a
980    * new cache entry when it's first created, and clear it when we fill in
981    * the result: if we encounter an open cache entry again, we know that
982    * we've found a cycle.
983    */
984   cache = treap_probe(&sect->cache, name, sz, &path);
985   if (!cache) {
986     cache = xmalloc(sizeof(*cache)); cache->f = CF_OPEN;
987     treap_insert(&sect->cache, &path, &cache->_node, name, sz);
988   } else if (cache->f&CF_OPEN)
989     lose("inheritance cycle through section `%s'",
990          CONFIG_SECTION_NAME(sect));
991   else
992     return (cache->var);
993
994   /* Recursively search in each parent.  We insist that all parents that find
995    * a variable find the same binding; otherwise we declare ambiguous
996    * inheritance.
997    */
998   for (i = 0; i < sect->nparents; i++) {
999     v = search_recursive(conf, sect->parents[i], name, sz);
1000     if (!v);
1001     else if (!var) { var = v; j = i; }
1002     else if (var != v)
1003       lose("section `%s' inherits variable `%s' ambiguously "
1004            "via `%s' and `%s'",
1005            CONFIG_SECTION_NAME(sect), CONFIG_VAR_NAME(var),
1006            CONFIG_SECTION_NAME(sect->parents[j]),
1007            CONFIG_SECTION_NAME(sect->parents[i]));
1008   }
1009
1010   /* All done: fill the cache entry in, clear the open flag, and return the
1011    * result.
1012    */
1013   cache->var = var; cache->f &= ~CF_OPEN;
1014   return (var);
1015 }
1016
1017 /* Find and return the variable with null-terminated NAME in SECT.
1018  *
1019  * If `CF_INHERIT' is set in F, then the function searches the section's
1020  * parents recursively; otherwise, it only checks to see whether the variable
1021  * is set directly in SECT.
1022  *
1023  * If no variable is found, the behaviour depends on whether `CF_CREAT' is
1024  * set in F: if so, an empty variable is created and returned; otherwise, a
1025  * null pointer is returned.
1026  *
1027  * Setting both `CF_INHERIT' and `CF_CREAT' is not useful.
1028  */
1029 struct config_var *config_find_var(struct config *conf,
1030                                    struct config_section *sect,
1031                                    unsigned f, const char *name)
1032   { return (config_find_var_n(conf, sect, f, name, strlen(name))); }
1033
1034 /* Find and return the variable with the given SZ-byte NAME in SECT.
1035  *
1036  * This works like `config_find_var', but with an explicit length for the
1037  * NAME rather than null-termination.
1038  */
1039 struct config_var *config_find_var_n(struct config *conf,
1040                                      struct config_section *sect,
1041                                      unsigned f, const char *name, size_t sz)
1042 {
1043   struct config_var *var;
1044   struct treap_path path;
1045
1046   if (f&CF_INHERIT)
1047     var = search_recursive(conf, sect, name, sz);
1048   else if (!(f&CF_CREAT))
1049     var = treap_lookup(&sect->vars, name, sz);
1050   else {
1051     var = treap_probe(&sect->vars, name, sz, &path);
1052     if (!var) {
1053       var = xmalloc(sizeof(*var));
1054       var->val = 0; var->file = 0; var->f = 0; var->line = 1;
1055       treap_insert(&sect->vars, &path, &var->_node, name, sz);
1056     }
1057   }
1058   return (var);
1059 }
1060
1061 /* Set variable NAME to VALUE in SECT, with associated flags F.
1062  *
1063  * The names are null-terminated.  The flags are variable flags: see `struct
1064  * config_var' for details.  Returns the variable.
1065  *
1066  * If the variable is already set and has the `CF_OVERRIDE' flag, then this
1067  * function does nothing unless `CF_OVERRIDE' is /also/ set in F.
1068  */
1069 struct config_var *config_set_var(struct config *conf,
1070                                   struct config_section *sect,
1071                                   unsigned f,
1072                                   const char *name, const char *value)
1073 {
1074   return (config_set_var_n(conf, sect, f,
1075                            name, strlen(name),
1076                            value, strlen(value)));
1077 }
1078
1079 /* As `config_set_var', except that the variable NAME and VALUE have explicit
1080  * lengths (NAMELEN and VALUELEN, respectively) rather than being null-
1081  * terminated.
1082  */
1083 struct config_var *config_set_var_n(struct config *conf,
1084                                     struct config_section *sect,
1085                                     unsigned f,
1086                                     const char *name, size_t namelen,
1087                                     const char *value, size_t valuelen)
1088 {
1089   struct config_var *var =
1090     config_find_var_n(conf, sect, CF_CREAT, name, namelen);
1091
1092   if (var->f&~f&CF_OVERRIDE) return (var);
1093   free(var->val); var->val = xstrndup(value, valuelen); var->n = valuelen;
1094   var->f = f;
1095   return (var);
1096 }
1097
1098 /* Initialize I to iterate over the variables directly defined in SECT. */
1099 void config_start_var_iter(struct config *conf, struct config_section *sect,
1100                            struct config_var_iter *i)
1101   { treap_start_iter(&sect->vars, &i->i); }
1102
1103 /* Return next variable from I, in ascending lexicographical order.
1104  *
1105  * If there are no more variables, then return null.
1106  */
1107 struct config_var *config_next_var(struct config_var_iter *i)
1108   { return (treap_next(&i->i)); }
1109
1110 /* Read and parse configuration FILE, applying its settings to CONF.
1111  *
1112  * If all goes well, the function returns 0.  If the file is not found, then
1113  * the behaviour depends on whether `CF_NOENTOK' is set in F: if so, then the
1114  * function simply returns -1.  Otherwise, a fatal error is reported.  Note
1115  * that this /only/ applies if the file does not exist (specifically, opening
1116  * it fails with `ENOENT') -- any other problems are reported as fatal
1117  * errors regardless of the flag setting.
1118  */
1119 int config_read_file(struct config *conf, const char *file, unsigned f)
1120 {
1121   struct config_section *sect;
1122   struct config_var *var;
1123   struct dstr d = DSTR_INIT, dd = DSTR_INIT;
1124   unsigned line = 0;
1125   const char *p, *q, *r;
1126   FILE *fp;
1127
1128   /* Try to open the file. */
1129   fp = fopen(file, "r");
1130   if (!fp) {
1131     if ((f&CF_NOENTOK) && errno == ENOENT) return (-1);
1132     lose("failed to open configuration file `%s': %s",
1133          file, strerror(errno));
1134   }
1135
1136   /* Find the initial section. */
1137   sect = config_find_section(conf, CF_CREAT, "@CONFIG"); var = 0;
1138
1139   /* Work through the file, line by line. */
1140   for (;;) {
1141     dstr_reset(&d); if (dstr_readline(&d, fp)) break;
1142     line++;
1143
1144     /* Trim trailing spaces from the line.  The syntax is sensitive to
1145      * leading spaces, so we can't trim those yet.
1146      */
1147     while (d.len && ISSPACE(d.p[d.len - 1])) d.len--;
1148     d.p[d.len] = 0;
1149
1150     if (!*d.p || *d.p == ';')
1151       /* Ignore comments entirely.  (In particular, a comment doesn't
1152        * interrupt a multiline variable value.)
1153        */
1154       ;
1155
1156     else if (ISSPACE(d.p[0])) {
1157       /* The line starts with whitespace, so it's a continuation line. */
1158
1159       /* Skip the initial whitespace. */
1160       p = d.p; while (ISSPACE(*p)) p++;
1161
1162       /* If we aren't collecting a variable value then this is an error.
1163        * Otherwise, accumulate it into the current value.
1164        */
1165       if (!var)
1166         lose("%s:%u: continuation line, but no variable", file, line);
1167       if (dd.len) dstr_putc(&dd, ' ');
1168       dstr_putm(&dd, p, d.len - (p - d.p));
1169
1170     } else {
1171       /* The line starts in the first column. */
1172
1173       /* If there's a value value being collected then we must commit it to
1174        * its variable (unless there's already a setting there that says we
1175        * shouldn't).
1176        */
1177       if (var) {
1178         if (!(var->f&CF_OVERRIDE))
1179           { var->val = xstrndup(dd.p, dd.len); var->n = dd.len; }
1180         var = 0;
1181       }
1182
1183       /* Now decide what kind of line this is. */
1184       if (d.p[0] == '[') {
1185         /* It's a section header. */
1186
1187         /* Parse the header. */
1188         p = d.p + 1; while (ISSPACE(*p)) p++;
1189         q = scan_name("section", p, d.p + d.len, file, line);
1190         r = q; while (ISSPACE(*r)) r++;
1191         if (*r != ']')
1192           lose("%s:%u: expected `]' in section header", file, line);
1193         if (r[1])
1194           lose("%s:%u: trailing junk after `]' in section header",
1195                file, line);
1196
1197         /* Create the new section. */
1198         sect = config_find_section_n(conf, CF_CREAT, p, q - p);
1199
1200       } else {
1201         /* It's a variable assignment.  Parse the name out. */
1202         p = scan_name("variable", d.p, d.p + d.len, file, line);
1203         var = config_find_var_n(conf, sect, CF_CREAT, d.p, p - d.p);
1204         while (ISSPACE(*p)) p++;
1205         if (*p != '=') lose("%s:%u: missing `=' in assignment", file, line);
1206         p++; while (ISSPACE(*p)) p++;
1207
1208         /* Clear out the variable's initial value, unless we shouldn't
1209          * override it.
1210          */
1211         if (!(var->f&CF_OVERRIDE)) {
1212           free(var->val); var->val = 0; var->f = 0;
1213           free(var->file); var->file = xstrdup(file); var->line = line;
1214         }
1215         dstr_reset(&dd); dstr_puts(&dd, p);
1216       }
1217     }
1218   }
1219
1220   /* If there's a value under construction then commit the result. */
1221   if (var && !(var->f&CF_OVERRIDE))
1222     { var->val = xstrndup(dd.p, dd.len); var->n = dd.len; }
1223
1224   /* Close the file. */
1225   if (fclose(fp))
1226     lose("error reading configuration file `%s': %s", file, strerror(errno));
1227
1228   /* All done. */
1229   dstr_release(&d); dstr_release(&dd);
1230   return (0);
1231 }
1232
1233 /* Populate SECT with environment variables.
1234  *
1235  * Environment variables are always set with `CF_LITERAL'.
1236  */
1237 void config_read_env(struct config *conf, struct config_section *sect)
1238 {
1239   const char *p, *v;
1240   size_t i;
1241
1242   for (i = 0; (p = environ[i]) != 0; i++) {
1243     v = strchr(p, '='); if (!v) continue;
1244     config_set_var_n(conf, sect, CF_LITERAL, p, v - p, v + 1, strlen(v + 1));
1245   }
1246 }
1247
1248 /*----- Substitution and quoting ------------------------------------------*/
1249
1250 /* The substitution and word-splitting state.
1251  *
1252  * This only keeps track of the immutable parameters for the substitution
1253  * task: stuff which changes (flags, filtering state, cursor position) is
1254  * maintained separately.
1255  */
1256 struct subst {
1257   struct config *config;                /* configuration state */
1258   struct config_section *home;          /* home section for lookups */
1259   struct dstr *d;                       /* current word being constructed */
1260   struct argv *av;                      /* output word list */
1261 };
1262
1263 /* Flags for `subst' and related functions. */
1264 #define SF_SPLIT 0x0001u                /* split at (unquoted) whitespace */
1265 #define SF_QUOT 0x0002u                 /* currently within double quotes */
1266 #define SF_SUBST 0x0004u                /* apply `$-substitutions */
1267 #define SF_SUBEXPR 0x0008u              /* stop at delimiter `|' or `}' */
1268 #define SF_SPANMASK 0x00ffu             /* mask for the above */
1269
1270 #define SF_WORD 0x0100u                 /* output word under construction */
1271 #define SF_SKIP 0x0200u                 /* not producing output */
1272 #define SF_LITERAL 0x0400u              /* do not expand or substitute */
1273 #define SF_UPCASE 0x0800u               /* convert to uppercase */
1274 #define SF_DOWNCASE 0x1000u             /* convert to lowercase */
1275 #define SF_CASEMASK 0x1800u             /* mask for case conversions */
1276
1277 /* Apply filters encoded in QFILT and F to the text from P to L, and output.
1278  *
1279  * SB is the substitution state which, in particular, explains where the
1280  * output should go.
1281  *
1282  * The filters are encoded as flags `SF_UPCASE' and `SF_DOWNCASE' for case
1283  * conversions, and a nesting depth QFILT for toothpick escaping.  (QFILT is
1284  * encoded as the number of toothpicks to print: see `subst' for how this
1285  * determined.)
1286  */
1287 static void filter_string(const char *p, const char *l,
1288                           const struct subst *sb, unsigned qfilt, unsigned f)
1289 {
1290   size_t r, n;
1291   char *q; const char *pp, *ll;
1292
1293   if (!qfilt && !(f&SF_CASEMASK))
1294     /* Fast path: there's nothing to do: just write to the output. */
1295     dstr_putm(sb->d, p, l - p);
1296
1297   else for (;;) {
1298     /* We must be a bit more circumspect. */
1299
1300     /* Determine the length of the next span of characters which don't need
1301      * escaping.  (If QFILT is zero then this is everything.)
1302      */
1303     r = l - p; n = qfilt ? strcspn(p, "\"\\") : r;
1304     if (n > r) n = r;
1305
1306     if (!(f&SF_CASEMASK))
1307       /* No case conversion: we can just emit this chunk. */
1308
1309       dstr_putm(sb->d, p, n);
1310
1311     else {
1312       /* Case conversion to do.  Arrange enough space for the output, and
1313        * convert it character by character.
1314        */
1315
1316       dstr_ensure(sb->d, n); q = sb->d->p + sb->d->len; pp = p; ll = p + n;
1317       if (f&SF_DOWNCASE) while (pp < ll) *q++ = TOLOWER(*pp++);
1318       else if (f&SF_UPCASE) while (pp < ll) *q++ = TOUPPER(*pp++);
1319       sb->d->len += n;
1320     }
1321
1322     /* If we've reached the end then stop. */
1323     if (n >= r) break;
1324
1325     /* Otherwise we must have found a character which requires escaping.
1326      * Emit enough toothpicks.
1327      */
1328     dstr_putcn(sb->d, '\\', qfilt);
1329
1330     /* This character is now done, so we can skip over and see if there's
1331      * another chunk of stuff we can do at high speed.
1332      */
1333     dstr_putc(sb->d, p[n]); p += n + 1;
1334   }
1335 }
1336
1337 /* Scan and resolve a `[SECT:]VAR' specifier at P.
1338  *
1339  * Return the address of the next character following the specifier; and set
1340  * *VAR_OUT to point to the variable we found, or null if it's not there.  L
1341  * is a limit on the region of the buffer that we should process; SB is the
1342  * substitution state which provides the home section if none is given
1343  * explicitly; FILE and LINE are the source location to blame for problems.
1344  */
1345 static const char *retrieve_varspec(const char *p, const char *l,
1346                                     const struct subst *sb,
1347                                     struct config_var **var_out,
1348                                     const char *file, unsigned line)
1349 {
1350   struct config_section *sect = sb->home;
1351   const char *t;
1352
1353   t = scan_name("section or variable", p, l, file, line);
1354   if (t < l && *t == ':') {
1355     sect = config_find_section_n(sb->config, 0, p, t - p);
1356     p = t + 1; t = scan_name("variable", p, l, file, line);
1357   }
1358
1359   if (!sect) *var_out = 0;
1360   else *var_out = config_find_var_n(sb->config, sect, CF_INHERIT, p, t - p);
1361   return (t);
1362 }
1363
1364 /* Substitute and/or word-split text.
1365  *
1366  * The input text starts at P, and continues to (just before) L.  Context for
1367  * the task is provided by SB; the source location to blame is FILE and LINE
1368  * (FILE may be null so that this can be passed directly from a `config_var'
1369  * without further checking); QFILT is the nesting depth in toothpick-
1370  * escaping; and F holds a mask of `SF_...' flags.
1371  */
1372 static const char *subst(const char *p, const char *l,
1373                          const struct subst *sb,
1374                          const char *file, unsigned line,
1375                          unsigned qfilt, unsigned f)
1376 {
1377   struct config_var *var;
1378   const char *q0, *q1, *t;
1379   unsigned subqfilt, ff;
1380   size_t n;
1381
1382   /* It would be best if we could process literal text at high speed.  To
1383    * this end, we have a table, indexed by the low-order bits of F, to tell
1384    * us which special characters we need to stop at.  This way, we can use
1385    * `strcspn' to skip over literal text and stop at the next character which
1386    * needs special handling.  Entries in this table with a null pointer
1387    * correspond to impossible flag settings: notably, `SF_QUOT' can only be
1388    * set when `SF_SUBST' is also set.
1389    */
1390   static const char *const delimtab[] = {
1391
1392 #define ESCAPE "\\"                     /* always watch for `\'-escapes */
1393 #define SUBST "$"                       /* check for `$' if `SF_SUBST' set */
1394 #define WORDSEP " \f\r\n\t\v'\""        /* space, quotes if `SF_SPLIT' but
1395                                          * not `SF_QUOT' */
1396 #define QUOT "\""                       /* only quotes if `SF_SPLIT' and
1397                                          * `SF_QUOT' */
1398 #define DELIM "|}"                      /* end delimiters of `SF_SUBEXPR' */
1399
1400     ESCAPE,                             /* --- */
1401     ESCAPE             WORDSEP,         /* SPLIT */
1402     0,                                  /*         QUOT */
1403     ESCAPE             QUOT,            /* SPLIT | QUOT */
1404     ESCAPE       SUBST,                 /*                SUBST */
1405     ESCAPE       SUBST WORDSEP,         /* SPLIT |        SUBST */
1406     0,                                  /*         QUOT | SUBST */
1407     ESCAPE       SUBST QUOT,            /* SPLIT | QUOT | SUBST */
1408     ESCAPE DELIM,                       /*                        SUBEXPR */
1409     ESCAPE DELIM       WORDSEP,         /* SPLIT |                SUBEXPR */
1410     0,                                  /*         QUOT |         SUBEXPR */
1411     ESCAPE DELIM       QUOT,            /* SPLIT | QUOT |         SUBEXPR */
1412     ESCAPE DELIM SUBST,                 /*                SUBST | SUBEXPR */
1413     ESCAPE DELIM SUBST WORDSEP,         /* SPLIT |        SUBST | SUBEXPR */
1414     0,                                  /*         QUOT | SUBST | SUBEXPR */
1415     ESCAPE DELIM SUBST QUOT             /* SPLIT | QUOT | SUBST | SUBEXPR */
1416
1417 #undef ESCAPE
1418 #undef SUBST
1419 #undef WORDSEP
1420 #undef QUOT
1421 #undef DELIM
1422   };
1423
1424   /* Set FILE to be useful if it was null on entry. */
1425   if (!file) file = "<internal>";
1426
1427   /* If the text is literal then hand off to `filter_string'.  This obviously
1428    * starts a word.
1429    */
1430   if (f&SF_LITERAL) {
1431     filter_string(p, l, sb, qfilt, f);
1432     f |= SF_WORD;
1433     goto done;
1434   }
1435
1436   /* Chew through the input until it's all gone. */
1437   while (p < l) {
1438
1439     if ((f&(SF_SPLIT | SF_QUOT)) == SF_SPLIT && ISSPACE(*p)) {
1440       /* This is whitespace, we're supposed to split, and we're not within
1441        * quotes, so we should split here.
1442        */
1443
1444       /* If there's a word in progress then we should commit it. */
1445       if (f&SF_WORD) {
1446         if (!(f&SF_SKIP)) {
1447           argv_append(sb->av, xstrndup(sb->d->p, sb->d->len));
1448           dstr_reset(sb->d);
1449         }
1450         f &= ~SF_WORD;
1451       }
1452
1453       /* Skip over further whitespace at high speed. */
1454       do p++; while (p < l && ISSPACE(*p));
1455
1456     } else if (*p == '\\') {
1457       /* This is a toothpick, so start a new word and add the next character
1458        * to it.
1459        */
1460
1461       /* If there's no next character then we should be upset. */
1462       p++; if (p >= l) lose("%s:%u: unfinished `\\' escape", file, line);
1463
1464       if (!(f&SF_SKIP)) {
1465
1466         /* If this is a double quote or backslash then check QFILT to see if
1467          * it needs escaping.
1468          */
1469         if (qfilt && (*p == '"' || *p == '\\'))
1470           dstr_putcn(sb->d, '\\', qfilt);
1471
1472         /* Output the character. */
1473         if (f&SF_DOWNCASE) dstr_putc(sb->d, TOLOWER(*p));
1474         else if (f&SF_UPCASE) dstr_putc(sb->d, TOUPPER(*p));
1475         else dstr_putc(sb->d, *p);
1476       }
1477
1478       /* Move past the escaped character.  Remember we started a word. */
1479       p++; f |= SF_WORD;
1480
1481     } else if ((f&SF_SPLIT) && *p == '"') {
1482       /* This is a double quote, and we're word splitting.  We're definitely
1483        * in a word now.  Toggle whether we're within quotes.
1484        */
1485
1486       f ^= SF_QUOT; f |= SF_WORD; p++;
1487
1488     } else if ((f&(SF_SPLIT | SF_QUOT)) == SF_SPLIT && *p == '\'') {
1489       /* This is a single quote, and we're word splitting but not within
1490        * double quotes.  Find the matching end quote, and just output
1491        * everything between literally.
1492        */
1493
1494       p++; t = strchr(p, '\'');
1495       if (!t || t >= l) lose("%s:%u: missing `''", file, line);
1496       if (!(f&SF_SKIP)) filter_string(p, t, sb, qfilt, f);
1497       p = t + 1; f |= SF_WORD;
1498
1499     } else if ((f&SF_SUBEXPR) && (*p == '|' || *p == '}')) {
1500       /* This is an end delimiter, and we're supposed to stop here. */
1501       break;
1502
1503     } else if ((f&SF_SUBST) && *p == '$') {
1504       /* This is a `$' and we're supposed to do substitution. */
1505
1506       /* The kind of substitution is determined by the next character. */
1507       p++; if (p >= l) lose("%s:%u: incomplete substitution", file, line);
1508
1509       /* Prepare flags for a recursive substitution.
1510        *
1511        * Hide our quote state from the recursive call.  If we're within a
1512        * word, then disable word-splitting.
1513        */
1514       ff = f&~(SF_QUOT | (f&SF_WORD ? SF_SPLIT : 0));
1515
1516       /* Now dispatch based on the following character. */
1517       switch (*p) {
1518
1519         case '?':
1520           /* A conditional expression: $?VAR{CONSEQ[|ALT]} */
1521
1522           /* Skip initial space. */
1523           p++; while (p < l && ISSPACE(*p)) p++;
1524
1525           /* Find the variable. */
1526           p = retrieve_varspec(p, l, sb, &var, file, line);
1527
1528           /* Skip whitespace again. */
1529           while (p < l && ISSPACE(*p)) p++;
1530
1531           /* Expect the opening `{'. */
1532           if (p > l || *p != '{') lose("%s:%u: expected `{'", file, line);
1533           p++;
1534
1535           /* We'll process the parts recursively, but we need to come back
1536            * when we hit the appropriate delimiters, so arrange for that.
1537            */
1538           ff |= SF_SUBEXPR;
1539
1540           /* Process the consequent (skip if the variable wasn't found). */
1541           p = subst(p, l, sb, file, line, qfilt,
1542                     ff | (var ? 0 : SF_SKIP));
1543
1544           /* If there's a `|' then process the alternative too (skip if the
1545            * variable /was/ found).
1546            */
1547           if (p < l && *p == '|')
1548             p = subst(p + 1, l, sb, file, line, qfilt,
1549                       ff | (var ? SF_SKIP : 0));
1550
1551           /* We should now be past the closing `}'. */
1552           if (p >= l || *p != '}') lose("%s:%u: missing `}'", file, line);
1553           p++;
1554           break;
1555
1556         case '{':
1557           /* A variable substitution: ${VAR[|FILT]...[?ALT]} */
1558
1559           /* Skip initial whitespace. */
1560           p++; while (p < l && ISSPACE(*p)) p++;
1561
1562           /* Find the variable. */
1563           q0 = p; p = retrieve_varspec(p, l, sb, &var, file, line); q1 = p;
1564
1565           /* Determine the filters to apply when substituting the variable
1566            * value.
1567            */
1568           subqfilt = qfilt;
1569           for (;;) {
1570
1571             /* Skip spaces again. */
1572             while (p < l && ISSPACE(*p)) p++;
1573
1574             /* If there's no `|' then there are no more filters, so stop. */
1575             if (p >= l || *p != '|') break;
1576
1577             /* Skip the `|' and more spaces. */
1578             p++; while (p < l && ISSPACE(*p)) p++;
1579
1580             /* Collect the filter name. */
1581             t = scan_name("filter", p, l, file, line);
1582
1583             /* Dispatch on the filter name. */
1584             if (t - p == 1 && *p == 'q')
1585               /* `q' -- quote for Lisp string.
1586                *
1587                * We're currently adding Q `\' characters before each naughty
1588                * character.  But a backslash itself is naughty too, so that
1589                * makes Q + 1 naughty characters, each of which needs a
1590                * toothpick, so now we need Q + (Q + 1) = 2 Q + 1 toothpicks.
1591                *
1592                * Calculate this here rather than at each point toothpicks
1593                * need to be deployed.
1594                */
1595
1596               subqfilt = 2*subqfilt + 1;
1597
1598             else if (t - p == 1 && *p == 'l')
1599               /* `l' -- convert to lowercase.
1600                *
1601                * If a case conversion is already set, then that will override
1602                * whatever we do here, so don't bother.
1603                */
1604
1605               { if (!(ff&SF_CASEMASK)) ff |= SF_DOWNCASE; }
1606
1607             else if (t - p == 1 && *p == 'u')
1608               /* `u' -- convert to uppercase.
1609                *
1610                * If a case conversion is already set, then that will override
1611                * whatever we do here, so don't bother.
1612                */
1613               { if (!(ff&SF_CASEMASK)) ff |= SF_UPCASE; }
1614
1615             else
1616               /* Something else we didn't understand. */
1617               lose("%s:%u: unknown filter `%.*s'",
1618                    file, line, (int)(t - p), p);
1619
1620             /* Continue from after the filter name. */
1621             p = t;
1622           }
1623
1624           /* If we're not skipping, and we found a variable, then substitute
1625            * its value.  This is the point where we need to be careful about
1626            * recursive expansion.
1627            */
1628           if (!(f&SF_SKIP) && var) {
1629             if (var->f&CF_EXPAND)
1630               lose("%s:%u: recursive expansion of variable `%.*s'",
1631                    file, line, (int)(q1 - q0), q0);
1632             var->f |= CF_EXPAND;
1633             subst(var->val, var->val + var->n, sb,
1634                   var->file, var->line, subqfilt,
1635                   ff | (var->f&CF_LITERAL ? SF_LITERAL : 0));
1636             var->f &= ~CF_EXPAND;
1637           }
1638
1639           /* If there's an alternative, then we need to process (or maybe
1640            * skip) it.  Otherwise, we should complain if there was no
1641            * veriable, and we're not skipping.
1642            */
1643           if (p < l && *p == '?')
1644             p = subst(p + 1, l, sb, file, line, subqfilt,
1645                       ff | SF_SUBEXPR | (var ? SF_SKIP : 0));
1646           else if (!var && !(f&SF_SKIP))
1647             lose("%s:%u: unknown variable `%.*s'",
1648                  file, line, (int)(q1 - q0), q0);
1649
1650           /* Expect a `}' here.  (No need to skip spaces: we already did that
1651            * after scanning for filters, and either there was no alternative,
1652            * or we advanced to a delimiter character anyway.)
1653            */
1654           if (p >= l || *p != '}') lose("%s:%u: missing `}'", file, line);
1655           p++;
1656           break;
1657
1658         default:
1659           /* Something else.  That's a shame. */
1660           lose("%s:%u: unexpected `$'-substitution `%c'", file, line, *p);
1661       }
1662
1663       /* Complain if we started out in word-splitting state, and therefore
1664        * have added a whole number of words to the output, but there's a
1665        * word-fragment stuck onto the end of this substitution.
1666        */
1667       if (p < l && !(~f&~(SF_WORD | SF_SPLIT)) && !ISSPACE(*p) &&
1668           !((f&SF_SUBEXPR) && (*p == '|' || *p == '}')))
1669         lose("%s:%u: surprising word boundary "
1670              "after splicing substitution",
1671              file, line);
1672     }
1673
1674     else {
1675       /* Something else.  Try to skip over this at high speed.
1676        *
1677        * This makes use of the table we set up earlier.
1678        */
1679
1680       n = strcspn(p, delimtab[f&SF_SPANMASK]);
1681       if (n > l - p) n = l - p;
1682       if (!(f&SF_SKIP)) filter_string(p, p + n, sb, qfilt, f);
1683       p += n; f |= SF_WORD;
1684     }
1685   }
1686
1687 done:
1688   /* Sort out the wreckage. */
1689
1690   /* If we're still within quotes then something has gone wrong. */
1691   if (f&SF_QUOT) lose("%s:%u: missing `\"'", file, line);
1692
1693   /* If we're within a word, and should be splitting, then commit the word to
1694    * the output list.
1695    */
1696   if ((f&(SF_WORD | SF_SPLIT | SF_SKIP)) == (SF_SPLIT | SF_WORD)) {
1697     argv_append(sb->av, xstrndup(sb->d->p, sb->d->len));
1698     dstr_reset(sb->d);
1699   }
1700
1701   /* And, with that, we're done. */
1702   return (p);
1703 }
1704
1705 /* Expand substitutions in a string.
1706  *
1707  * Expand the null-terminated string P relative to the HOME section, using
1708  * configuration CONFIG, and appending the result to dynamic string D.  Blame
1709  * WHAT in any error messages.
1710  */
1711 void config_subst_string(struct config *config, struct config_section *home,
1712                          const char *what, const char *p, struct dstr *d)
1713 {
1714   struct subst sb;
1715
1716   sb.config = config; sb.home = home; sb.d = d;
1717   subst(p, p + strlen(p), &sb, what, 0, 0, SF_SUBST);
1718   dstr_putz(d);
1719 }
1720
1721 /* Expand substitutions in a string.
1722  *
1723  * Expand the null-terminated string P relative to the HOME section, using
1724  * configuration CONFIG, returning the result as a freshly malloc(3)ed
1725  * string.  Blame WHAT in any error messages.
1726  */
1727 char *config_subst_string_alloc(struct config *config,
1728                                 struct config_section *home,
1729                                 const char *what, const char *p)
1730 {
1731   struct dstr d = DSTR_INIT;
1732   char *q;
1733
1734   config_subst_string(config, home, what, p, &d);
1735   q = xstrndup(d.p, d.len); dstr_release(&d); return (q);
1736 }
1737
1738 /* Expand substitutions in a variable.
1739  *
1740  * Expand the value of the variable VAR relative to the HOME section, using
1741  * configuration CONFIG, appending the result to dynamic string D.
1742  */
1743 void config_subst_var(struct config *config, struct config_section *home,
1744                       struct config_var *var, struct dstr *d)
1745 {
1746   struct subst sb;
1747
1748   sb.config = config; sb.home = home; sb.d = d;
1749   var->f |= CF_EXPAND;
1750   subst(var->val, var->val + var->n, &sb, var->file, var->line, 0,
1751         SF_SUBST | (var->f&CF_LITERAL ? SF_LITERAL : 0));
1752   var->f &= ~CF_EXPAND;
1753   dstr_putz(d);
1754 }
1755
1756 /* Expand substitutions in a variable.
1757  *
1758  * Expand the value of the variable VAR relative to the HOME section, using
1759  * configuration CONFIG, returning the result as a freshly malloc(3)ed
1760  * string.
1761  */
1762 char *config_subst_var_alloc(struct config *config,
1763                              struct config_section *home,
1764                              struct config_var *var)
1765 {
1766   struct dstr d = DSTR_INIT;
1767   char *q;
1768
1769   config_subst_var(config, home, var, &d);
1770   q = xstrndup(d.p, d.len); dstr_release(&d); return (q);
1771 }
1772
1773 /* Expand substitutions in a variable and split into words.
1774  *
1775  * Expand and word-split the value of the variable VAR relative to the HOME
1776  * section, using configuration CONFIG, appending the resulting words into
1777  * the vector AV.
1778  */
1779 void config_subst_split_var(struct config *config,
1780                             struct config_section *home,
1781                             struct config_var *var, struct argv *av)
1782 {
1783   struct dstr d = DSTR_INIT;
1784   struct subst sb;
1785
1786   sb.config = config; sb.home = home; sb.av = av; sb.d = &d;
1787   var->f |= CF_EXPAND;
1788   subst(var->val, var->val + var->n, &sb, var->file, var->line, 0,
1789         SF_SUBST | SF_SPLIT | (var->f&CF_LITERAL ? SF_LITERAL : 0));
1790   var->f &= ~CF_EXPAND;
1791   dstr_release(&d);
1792 }
1793
1794 /*----- That's all, folks -------------------------------------------------*/