]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/bc/README.md
usr.bin/gh-bc, contrib/bc: update to version 5.0.0
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / bc / README.md
1 # `bc`
2
3 ***WARNING: This project has moved to [https://git.yzena.com/][20] for [these
4 reasons][21], though GitHub will remain a mirror.***
5
6 This is an implementation of the [POSIX `bc` calculator][12] that implements
7 [GNU `bc`][1] extensions, as well as the period (`.`) extension for the BSD
8 flavor of `bc`.
9
10 For more information, see this `bc`'s full manual.
11
12 This `bc` also includes an implementation of `dc` in the same binary, accessible
13 via a symbolic link, which implements all FreeBSD and GNU extensions. (If a
14 standalone `dc` binary is desired, `bc` can be copied and renamed to `dc`.) The
15 `!` command is omitted; I believe this poses security concerns and that such
16 functionality is unnecessary.
17
18 For more information, see the `dc`'s full manual.
19
20 This `bc` also provides `bc`'s math as a library with C bindings, called `bcl`.
21
22 For more information, see the full manual for `bcl`.
23
24 ## License
25
26 This `bc` is Free and Open Source Software (FOSS). It is offered under the BSD
27 2-clause License. Full license text may be found in the [`LICENSE.md`][4] file.
28
29 ## Prerequisites
30
31 This `bc` only requires either:
32
33 1.      Windows 10 or later, or
34 2.      A C99-compatible compiler and a (mostly) POSIX 2008-compatible system with
35         the XSI (X/Open System Interfaces) option group.
36
37 Since POSIX 2008 with XSI requires the existence of a C99 compiler as `c99`, any
38 POSIX and XSI-compatible system will have everything needed.
39
40 POSIX-compatible systems that are known to work:
41
42 * Linux
43 * FreeBSD
44 * OpenBSD
45 * NetBSD
46 * Mac OSX
47 * Solaris* (as long as the Solaris version supports POSIX 2008)
48 * AIX
49 * HP-UX* (except for history)
50
51 In addition, there is compatibility code to make this `bc` work on Windows.
52
53 Please submit bug reports if this `bc` does not build out of the box on any
54 system.
55
56 ## Build
57
58 This `bc` should build unmodified on any POSIX-compliant system or on Windows
59 starting with Windows 10 (though earlier versions may work).
60
61 For more complex build requirements than the ones below, see the
62 [build manual][5].
63
64 ### Windows
65
66 There is no guarantee that this `bc` will work on any version of Windows earlier
67 than Windows 10 (I cannot test on earlier versions), but it is guaranteed to
68 work on Windows 10 at least.
69
70 Also, if building with MSBuild, the MSBuild bundled with Visual Studio is
71 required.
72
73 **Note**: Unlike the POSIX-compatible platforms, only one build configuration is
74 supported on Windows: extra math and prompt enabled, history and NLS (locale
75 support) disabled, with both calculators built.
76
77 #### `bc`
78
79 To build `bc`, you can open the `bc.sln` file in Visual Studio, select the
80 configuration, and build.
81
82 You can also build using MSBuild with the following from the root directory:
83
84 ```
85 msbuild -property:Configuration=<config> bc.sln
86 ```
87
88 where `<config>` is either one of `Debug` or `Release`.
89
90 #### `bcl` (Library)
91
92 To build the library, you can open the `bcl.sln` file in Visual Studio, select
93 the configuration, and build.
94
95 You can also build using MSBuild with the following from the root directory:
96
97 ```
98 msbuild -property:Configuration=<config> bcl.sln
99 ```
100
101 where `<config>` is either one of `Debug` or `Release`.
102
103 ### POSIX-Compatible Systems
104
105 On POSIX-compatible systems, `bc` is built as `bin/bc` and `dc` is built as
106 `bin/dc` by default. On Windows, they are built as `Release/bc/bc.exe` and
107 `Release/bc/dc.exe`.
108
109 **Note**: On Windows, `dc.exe` is just copied from `bc.exe`; it is not linked.
110 Patches are welcome for a way to do that.
111
112 #### Default
113
114 For the default build with optimization, use the following commands in the root
115 directory:
116
117 ```
118 ./configure.sh -O3
119 make
120 ```
121
122 #### One Calculator
123
124 To only build `bc`, use the following commands:
125
126 ```
127 ./configure.sh --disable-dc
128 make
129 ```
130
131 To only build `dc`, use the following commands:
132
133 ```
134 ./configure.sh --disable-bc
135 make
136 ```
137
138 #### Debug
139
140 For debug builds, use the following commands in the root directory:
141
142 ```
143 ./configure.sh -g
144 make
145 ```
146
147 #### Install
148
149 To install, use the following command:
150
151 ```
152 make install
153 ```
154
155 By default, `bc` and `dc` will be installed in `/usr/local`. For installing in
156 other locations, use the `PREFIX` environment variable when running
157 `configure.sh` or pass the `--prefix=<prefix>` option to `configure.sh`. See the
158 [build manual][5], or run `./configure.sh --help`, for more details.
159
160 #### Library
161
162 This `bc` does provide a way to build a math library with C bindings. This is
163 done by the `-a` or `--library` options to `configure.sh`:
164
165 ```
166 ./configure.sh -a
167 ```
168
169 When building the library, the executables are not built. For more information,
170 see the [build manual][5].
171
172 The library API can be found in [`manuals/bcl.3.md`][26] or `man bcl` once the
173 library is installed.
174
175 The library is built as `bin/libbcl.a` on POSIX-compatible systems or as
176 `Release/bcl/bcl.lib` on Windows.
177
178 #### Package and Distro Maintainers
179
180 ##### Recommended Compiler
181
182 When I ran benchmarks with my `bc` compiled under `clang`, it performed much
183 better than when compiled under `gcc`. I recommend compiling this `bc` with
184 `clang`.
185
186 I also recommend building this `bc` with C11 if you can because `bc` will detect
187 a C11 compiler and add `_Noreturn` to any relevant function(s).
188
189 ##### Recommended Optimizations
190
191 I wrote this `bc` with Separation of Concerns, which means that there are many
192 small functions that could be inlined. However, they are often called across
193 file boundaries, and the default optimizer can only look at the current file,
194 which means that they are not inlined.
195
196 Thus, because of the way this `bc` is built, it will automatically be slower
197 than other `bc` implementations when running scripts with no math. (My `bc`'s
198 math is *much* faster, so any non-trivial script should run faster in my `bc`.)
199
200 Some, or all, of the difference can be made up with the right optimizations. The
201 optimizations I recommend are:
202
203 1.      `-O3`
204 2.      `-flto` (link-time optimization)
205
206 in that order.
207
208 Link-time optimization, in particular, speeds up the `bc` a lot. This is because
209 when link-time optimization is turned on, the optimizer can look across files
210 and inline *much* more heavily.
211
212 However, I recommend ***NOT*** using `-march=native`. Doing so will reduce this
213 `bc`'s performance, at least when building with link-time optimization. See the
214 [benchmarks][19] for more details.
215
216 ##### Stripping Binaries
217
218 By default, non-debug binaries are stripped, but stripping can be disabled with
219 the `-T` option to `configure.sh`.
220
221 ##### Using This `bc` as an Alternative
222
223 If this `bc` is packaged as an alternative to an already existing `bc` package,
224 it is possible to rename it in the build to prevent name collision. To prepend
225 to the name, just run the following:
226
227 ```
228 EXECPREFIX=<some_prefix> ./configure.sh
229 ```
230
231 To append to the name, just run the following:
232
233 ```
234 EXECSUFFIX=<some_suffix> ./configure.sh
235 ```
236
237 If a package maintainer wishes to add both a prefix and a suffix, that is
238 allowed.
239
240 **Note**: The suggested name (and package name) when `bc` is not available is
241 `bc-gh`.
242
243 ##### Karatsuba Number
244
245 Package and distro maintainers have one tool at their disposal to build this
246 `bc` in the optimal configuration: `scripts/karatsuba.py`.
247
248 This script is not a compile-time or runtime prerequisite; it is for package and
249 distro maintainers to run once when a package is being created. It finds the
250 optimal Karatsuba number (see the [algorithms manual][7] for more information)
251 for the machine that it is running on.
252
253 The easiest way to run this script is with `make karatsuba`.
254
255 If desired, maintainers can also skip running this script because there is a
256 sane default for the Karatsuba number.
257
258 ## Status
259
260 This `bc` is robust.
261
262 It is well-tested, fuzzed, and fully standards-compliant (though not certified)
263 with POSIX `bc`. The math has been tested with 40+ million random problems, so
264 it is as correct as I can make it.
265
266 This `bc` can be used as a drop-in replacement for any existing `bc`. This `bc`
267 is also compatible with MinGW toolchains, though history is not supported on
268 Windows.
269
270 In addition, this `bc` is considered complete; i.e., there will be no more
271 releases with additional features. However, it *is* actively maintained, so if
272 any bugs are found, they will be fixed in new releases. Also, additional
273 translations will also be added as they are provided.
274
275 ### Development
276
277 If I (Gavin D. Howard) get [hit by a bus][27] and future programmers need to
278 handle work themselves, the best place to start is the [Development manual][28].
279
280 ## Vim Syntax
281
282 I have developed (using other people's code to start) [`vim` syntax files][17]
283 for this `bc` and `dc`, including the extensions.
284
285 ## `bc` Libs
286
287 I have gathered some excellent [`bc` and `dc` libraries][18]. These libraries
288 may prove useful to any serious users.
289
290 ## Comparison to GNU `bc`
291
292 This `bc` compares favorably to GNU `bc`.
293
294 * This `bc` builds natively on Windows.
295 * It has more extensions, which make this `bc` more useful for scripting.
296 * This `bc` is a bit more POSIX compliant.
297 * It has a much less buggy parser. The GNU `bc` will give parse errors for what
298   is actually valid `bc` code, or should be. For example, putting an `else` on
299   a new line after a brace can cause GNU `bc` to give a parse error.
300 * This `bc` has fewer crashes.
301 * GNU `bc` calculates the wrong number of significant digits for `length(x)`.
302 * GNU `bc` will sometimes print numbers incorrectly. For example, when running
303   it on the file `tests/bc/power.txt` in this repo, GNU `bc` gets all the right
304   answers, but it fails to wrap the numbers at the proper place when outputting
305   to a file.
306 * This `bc` is faster. (See [Performance](#performance).)
307
308 ### Performance
309
310 Because this `bc` packs more than `1` decimal digit per hardware integer, this
311 `bc` is faster than GNU `bc` and can be *much* faster. Full benchmarks can be
312 found at [manuals/benchmarks.md][19].
313
314 There is one instance where this `bc` is slower: if scripts are light on math.
315 This is because this `bc`'s intepreter is slightly slower than GNU `bc`, but
316 that is because it is more robust. See the [benchmarks][19].
317
318 ## Algorithms
319
320 To see what algorithms this `bc` uses, see the [algorithms manual][7].
321
322 ## Locales
323
324 Currently, there is no locale support on Windows.
325
326 Additionally, this `bc` only has support for English (and US English), French,
327 German, Portuguese, Dutch, Polish, Russian, Japanese, and Chinese locales.
328 Patches are welcome for translations; use the existing `*.msg` files in
329 `locales/` as a starting point.
330
331 In addition, patches for improvements are welcome; the last two messages in
332 Portuguese were made with Google Translate, and the Dutch, Polish, Russian,
333 Japanese, and Chinese locales were all generated with [DeepL][22].
334
335 The message files provided assume that locales apply to all regions where a
336 language is used, but this might not be true for, e.g., `fr_CA` and `fr_CH`.
337 Any corrections or a confirmation that the current texts are acceptable for
338 those regions would be appreciated, too.
339
340 ## Other Projects
341
342 Other projects based on this bc are:
343
344 * [busybox `bc`][8]. The busybox maintainers have made their own changes, so any
345   bugs in the busybox `bc` should be reported to them.
346
347 * [toybox `bc`][9]. The maintainer has also made his own changes, so bugs in the
348   toybox `bc` should be reported there.
349
350 * [FreeBSD `bc`][23]. While the `bc` in FreeBSD is kept up-to-date, it is better
351   to [report bugs there][24], as well as [submit patches][25], and the
352   maintainers of the package will contact me if necessary.
353
354 ## Language
355
356 This `bc` is written in pure ISO C99, using POSIX 2008 APIs with custom Windows
357 compatibility code.
358
359 ## Commit Messages
360
361 This `bc` uses the commit message guidelines laid out in [this blog post][10].
362
363 ## Semantic Versioning
364
365 This `bc` uses [semantic versioning][11].
366
367 ## Contents
368
369 Items labeled with `(maintainer use only)` are not included in release source
370 tarballs.
371
372 Files:
373
374         .gitignore           The git ignore file (maintainer use only).
375         .gitattributes       The git attributes file (maintainer use only).
376         bc.sln               The Visual Studio solution file for bc.
377         bc.vcxproj           The Visual Studio project file for bc.
378         bc.vcxproj.filters   The Visual Studio filters file for bc.
379         bcl.sln              The Visual Studio solution file for bcl.
380         bcl.vcxproj          The Visual Studio project file for bcl.
381         bcl.vcxproj.filters  The Visual Studio filters file for bcl.
382         configure            A symlink to configure.sh to make packaging easier.
383         configure.sh         The configure script.
384         LICENSE.md           A Markdown form of the BSD 2-clause License.
385         Makefile.in          The Makefile template.
386         NOTICE.md            List of contributors and copyright owners.
387         RELEASE.md           A checklist for making a release (maintainer use only).
388
389 Folders:
390
391         gen      The bc math library, help texts, and code to generate C source.
392         include  All header files.
393         locales  Locale files, in .msg format. Patches welcome for translations.
394         manuals  Manuals for both programs.
395         src      All source code.
396         scripts  A bunch of shell scripts to help with development and building.
397         tests    All tests.
398
399 [1]: https://www.gnu.org/software/bc/
400 [4]: ./LICENSE.md
401 [5]: ./manuals/build.md
402 [7]: ./manuals/algorithms.md
403 [8]: https://git.busybox.net/busybox/tree/miscutils/bc.c
404 [9]: https://github.com/landley/toybox/blob/master/toys/pending/bc.c
405 [10]: http://tbaggery.com/2008/04/19/a-note-about-git-commit-messages.html
406 [11]: http://semver.org/
407 [12]: https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/bc.html
408 [17]: https://git.yzena.com/gavin/vim-bc
409 [18]: https://git.yzena.com/gavin/bc_libs
410 [19]: ./manuals/benchmarks.md
411 [20]: https://git.yzena.com/gavin/bc
412 [21]: https://gavinhoward.com/2020/04/i-am-moving-away-from-github/
413 [22]: https://www.deepl.com/translator
414 [23]: https://cgit.freebsd.org/src/tree/contrib/bc
415 [24]: https://bugs.freebsd.org/
416 [25]: https://reviews.freebsd.org/
417 [26]: ./manuals/bcl.3.md
418 [27]: https://en.wikipedia.org/wiki/Bus_factor
419 [28]: ./manuals/development.md