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1 <!---
2
3 SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
4
5 Copyright (c) 2018-2021 Gavin D. Howard and contributors.
6
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27 POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
28
29 -->
30
31 # NAME
32
33 bc - arbitrary-precision decimal arithmetic language and calculator
34
35 # SYNOPSIS
36
37 **bc** [**-ghilPqsvVw**] [**--global-stacks**] [**--help**] [**--interactive**] [**--mathlib**] [**--no-prompt**] [**--quiet**] [**--standard**] [**--warn**] [**--version**] [**-e** *expr*] [**--expression**=*expr*...] [**-f** *file*...] [**-file**=*file*...]
38 [*file*...]
39
40 # DESCRIPTION
41
42 bc(1) is an interactive processor for a language first standardized in 1991 by
43 POSIX. (The current standard is [here][1].) The language provides unlimited
44 precision decimal arithmetic and is somewhat C-like, but there are differences.
45 Such differences will be noted in this document.
46
47 After parsing and handling options, this bc(1) reads any files given on the
48 command line and executes them before reading from **stdin**.
49
50 {{ A N P NP }}
51 This bc(1) is a drop-in replacement for *any* bc(1), including (and
52 especially) the GNU bc(1). It also has many extensions and extra features beyond
53 other implementations.
54 {{ end }}
55 {{ E EN EP ENP }}
56 This bc(1) is a drop-in replacement for *any* bc(1), including (and
57 especially) the GNU bc(1).
58 {{ end }}
59
60 # OPTIONS
61
62 The following are the options that bc(1) accepts.
63
64 **-g**, **--global-stacks**
65
66 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
67 :   Turns the globals **ibase**, **obase**, **scale**, and **seed** into stacks.
68
69     This has the effect that a copy of the current value of all four are pushed
70 {{ end }}
71 {{ E EH EN EP EHN EHP ENP EHNP }}
72     Turns the globals **ibase**, **obase**, and **scale** into stacks.
73
74     This has the effect that a copy of the current value of all three are pushed
75 {{ end }}
76     onto a stack for every function call, as well as popped when every function
77     returns. This means that functions can assign to any and all of those
78     globals without worrying that the change will affect other functions.
79     Thus, a hypothetical function named **output(x,b)** that simply printed
80     **x** in base **b** could be written like this:
81
82         define void output(x, b) {
83             obase=b
84             x
85         }
86
87     instead of like this:
88
89         define void output(x, b) {
90             auto c
91             c=obase
92             obase=b
93             x
94             obase=c
95         }
96
97     This makes writing functions much easier.
98
99 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
100     (**Note**: the function **output(x,b)** exists in the extended math library.
101      See the **LIBRARY** section.)
102
103     However, since using this flag means that functions cannot set **ibase**,
104     **obase**, **scale**, or **seed** globally, functions that are made to do so
105     cannot work anymore. There are two possible use cases for that, and each has
106     a solution.
107 {{ end }}
108 {{ E EH EN EP EHN EHP ENP EHNP }}
109     However, since using this flag means that functions cannot set **ibase**,
110     **obase**, or **scale** globally, functions that are made to do so cannot
111     work anymore. There are two possible use cases for that, and each has a
112     solution.
113 {{ end }}
114
115     First, if a function is called on startup to turn bc(1) into a number
116     converter, it is possible to replace that capability with various shell
117     aliases. Examples:
118
119         alias d2o="bc -e ibase=A -e obase=8"
120         alias h2b="bc -e ibase=G -e obase=2"
121
122 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
123     Second, if the purpose of a function is to set **ibase**, **obase**,
124     **scale**, or **seed** globally for any other purpose, it could be split
125     into one to four functions (based on how many globals it sets) and each of
126     those functions could return the desired value for a global.
127
128     For functions that set **seed**, the value assigned to **seed** is not
129     propagated to parent functions. This means that the sequence of
130     pseudo-random numbers that they see will not be the same sequence of
131     pseudo-random numbers that any parent sees. This is only the case once
132     **seed** has been set.
133
134     If a function desires to not affect the sequence of pseudo-random numbers
135     of its parents, but wants to use the same **seed**, it can use the following
136     line:
137
138         seed = seed
139 {{ end }}
140 {{ E EH EN EP EHN EHP ENP EHNP }}
141     Second, if the purpose of a function is to set **ibase**, **obase**, or
142     **scale** globally for any other purpose, it could be split into one to
143     three functions (based on how many globals it sets) and each of those
144     functions could return the desired value for a global.
145 {{ end }}
146
147     If the behavior of this option is desired for every run of bc(1), then users
148     could make sure to define **BC_ENV_ARGS** and include this option (see the
149     **ENVIRONMENT VARIABLES** section for more details).
150
151     If **-s**, **-w**, or any equivalents are used, this option is ignored.
152
153     This is a **non-portable extension**.
154
155 **-h**, **--help**
156
157 :   Prints a usage message and quits.
158
159 **-i**, **--interactive**
160
161 :   Forces interactive mode. (See the **INTERACTIVE MODE** section.)
162
163     This is a **non-portable extension**.
164
165 **-l**, **--mathlib**
166
167 :   Sets **scale** (see the **SYNTAX** section) to **20** and loads the included
168 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
169     math library and the extended math library before running any code,
170     including any expressions or files specified on the command line.
171
172     To learn what is in the libraries, see the **LIBRARY** section.
173 {{ end }}
174 {{ E EH EN EP EHN EHP ENP EHNP }}
175     math library before running any code, including any expressions or files
176     specified on the command line.
177
178     To learn what is in the library, see the **LIBRARY** section.
179 {{ end }}
180
181 **-P**, **--no-prompt**
182
183 {{ A E H N EH EN HN EHN }}
184 :   Disables the prompt in TTY mode. (The prompt is only enabled in TTY mode.
185     See the **TTY MODE** section) This is mostly for those users that do not
186     want a prompt or are not used to having them in bc(1). Most of those users
187     would want to put this option in **BC_ENV_ARGS** (see the
188     **ENVIRONMENT VARIABLES** section).
189 {{ end }}
190 {{ P EP HP NP EHP ENP HNP EHNP }}
191 :   This option is a no-op.
192 {{ end }}
193
194     This is a **non-portable extension**.
195
196 **-q**, **--quiet**
197
198 :   This option is for compatibility with the [GNU bc(1)][2]; it is a no-op.
199     Without this option, GNU bc(1) prints a copyright header. This bc(1) only
200     prints the copyright header if one or more of the **-v**, **-V**, or
201     **--version** options are given.
202
203     This is a **non-portable extension**.
204
205 **-s**, **--standard**
206
207 :   Process exactly the language defined by the [standard][1] and error if any
208     extensions are used.
209
210     This is a **non-portable extension**.
211
212 **-v**, **-V**, **--version**
213
214 :   Print the version information (copyright header) and exit.
215
216     This is a **non-portable extension**.
217
218 **-w**, **--warn**
219
220 :   Like **-s** and **--standard**, except that warnings (and not errors) are
221     printed for non-standard extensions and execution continues normally.
222
223     This is a **non-portable extension**.
224
225 **-e** *expr*, **--expression**=*expr*
226
227 :   Evaluates *expr*. If multiple expressions are given, they are evaluated in
228     order. If files are given as well (see below), the expressions and files are
229     evaluated in the order given. This means that if a file is given before an
230     expression, the file is read in and evaluated first.
231
232     If this option is given on the command-line (i.e., not in **BC_ENV_ARGS**,
233     see the **ENVIRONMENT VARIABLES** section), then after processing all
234     expressions and files, bc(1) will exit, unless **-** (**stdin**) was given
235     as an argument at least once to **-f** or **--file**, whether on the
236     command-line or in **BC_ENV_ARGS**. However, if any other **-e**,
237     **--expression**, **-f**, or **--file** arguments are given after **-f-** or
238     equivalent is given, bc(1) will give a fatal error and exit.
239
240     This is a **non-portable extension**.
241
242 **-f** *file*, **--file**=*file*
243
244 :   Reads in *file* and evaluates it, line by line, as though it were read
245     through **stdin**. If expressions are also given (see above), the
246     expressions are evaluated in the order given.
247
248     If this option is given on the command-line (i.e., not in **BC_ENV_ARGS**,
249     see the **ENVIRONMENT VARIABLES** section), then after processing all
250     expressions and files, bc(1) will exit, unless **-** (**stdin**) was given
251     as an argument at least once to **-f** or **--file**. However, if any other
252     **-e**, **--expression**, **-f**, or **--file** arguments are given after
253     **-f-** or equivalent is given, bc(1) will give a fatal error and exit.
254
255     This is a **non-portable extension**.
256
257 All long options are **non-portable extensions**.
258
259 # STDOUT
260
261 Any non-error output is written to **stdout**. In addition, if history (see the
262 **HISTORY** section) and the prompt (see the **TTY MODE** section) are enabled,
263 both are output to **stdout**.
264
265 **Note**: Unlike other bc(1) implementations, this bc(1) will issue a fatal
266 error (see the **EXIT STATUS** section) if it cannot write to **stdout**, so if
267 **stdout** is closed, as in **bc <file> >&-**, it will quit with an error. This
268 is done so that bc(1) can report problems when **stdout** is redirected to a
269 file.
270
271 If there are scripts that depend on the behavior of other bc(1) implementations,
272 it is recommended that those scripts be changed to redirect **stdout** to
273 **/dev/null**.
274
275 # STDERR
276
277 Any error output is written to **stderr**.
278
279 **Note**: Unlike other bc(1) implementations, this bc(1) will issue a fatal
280 error (see the **EXIT STATUS** section) if it cannot write to **stderr**, so if
281 **stderr** is closed, as in **bc <file> 2>&-**, it will quit with an error. This
282 is done so that bc(1) can exit with an error code when **stderr** is redirected
283 to a file.
284
285 If there are scripts that depend on the behavior of other bc(1) implementations,
286 it is recommended that those scripts be changed to redirect **stderr** to
287 **/dev/null**.
288
289 # SYNTAX
290
291 The syntax for bc(1) programs is mostly C-like, with some differences. This
292 bc(1) follows the [POSIX standard][1], which is a much more thorough resource
293 for the language this bc(1) accepts. This section is meant to be a summary and a
294 listing of all the extensions to the standard.
295
296 In the sections below, **E** means expression, **S** means statement, and **I**
297 means identifier.
298
299 Identifiers (**I**) start with a lowercase letter and can be followed by any
300 number (up to **BC_NAME_MAX-1**) of lowercase letters (**a-z**), digits
301 (**0-9**), and underscores (**\_**). The regex is **\[a-z\]\[a-z0-9\_\]\***.
302 Identifiers with more than one character (letter) are a
303 **non-portable extension**.
304
305 **ibase** is a global variable determining how to interpret constant numbers. It
306 is the "input" base, or the number base used for interpreting input numbers.
307 **ibase** is initially **10**. If the **-s** (**--standard**) and **-w**
308 (**--warn**) flags were not given on the command line, the max allowable value
309 for **ibase** is **36**. Otherwise, it is **16**. The min allowable value for
310 **ibase** is **2**. The max allowable value for **ibase** can be queried in
311 bc(1) programs with the **maxibase()** built-in function.
312
313 **obase** is a global variable determining how to output results. It is the
314 "output" base, or the number base used for outputting numbers. **obase** is
315 initially **10**. The max allowable value for **obase** is **BC_BASE_MAX** and
316 can be queried in bc(1) programs with the **maxobase()** built-in function. The
317 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
318 min allowable value for **obase** is **0**. If **obase** is **0**, values are
319 output in scientific notation, and if **obase** is **1**, values are output in
320 engineering notation. Otherwise, values are output in the specified base.
321
322 Outputting in scientific and engineering notations are **non-portable
323 extensions**.
324 {{ end }}
325 {{ E EH EN EP EHN EHP ENP EHNP }}
326 min allowable value for **obase** is **2**. Values are output in the specified
327 base.
328 {{ end }}
329
330 The *scale* of an expression is the number of digits in the result of the
331 expression right of the decimal point, and **scale** is a global variable that
332 sets the precision of any operations, with exceptions. **scale** is initially
333 **0**. **scale** cannot be negative. The max allowable value for **scale** is
334 **BC_SCALE_MAX** and can be queried in bc(1) programs with the **maxscale()**
335 built-in function.
336
337 bc(1) has both *global* variables and *local* variables. All *local*
338 variables are local to the function; they are parameters or are introduced in
339 the **auto** list of a function (see the **FUNCTIONS** section). If a variable
340 is accessed which is not a parameter or in the **auto** list, it is assumed to
341 be *global*. If a parent function has a *local* variable version of a variable
342 that a child function considers *global*, the value of that *global* variable in
343 the child function is the value of the variable in the parent function, not the
344 value of the actual *global* variable.
345
346 All of the above applies to arrays as well.
347
348 The value of a statement that is an expression (i.e., any of the named
349 expressions or operands) is printed unless the lowest precedence operator is an
350 assignment operator *and* the expression is notsurrounded by parentheses.
351
352 The value that is printed is also assigned to the special variable **last**. A
353 single dot (**.**) may also be used as a synonym for **last**. These are
354 **non-portable extensions**.
355
356 Either semicolons or newlines may separate statements.
357
358 ## Comments
359
360 There are two kinds of comments:
361
362 1.      Block comments are enclosed in **/\*** and **\*/**.
363 2.      Line comments go from **#** until, and not including, the next newline. This
364         is a **non-portable extension**.
365
366 ## Named Expressions
367
368 The following are named expressions in bc(1):
369
370 1.      Variables: **I**
371 2.      Array Elements: **I[E]**
372 3.      **ibase**
373 4.      **obase**
374 5.      **scale**
375 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
376 6.      **seed**
377 7.      **last** or a single dot (**.**)
378
379 Numbers 6 and 7 are **non-portable extensions**.
380
381 The meaning of **seed** is dependent on the current pseudo-random number
382 generator but is guaranteed to not change except for new major versions.
383
384 The *scale* and sign of the value may be significant.
385
386 If a previously used **seed** value is assigned to **seed** and used again, the
387 pseudo-random number generator is guaranteed to produce the same sequence of
388 pseudo-random numbers as it did when the **seed** value was previously used.
389
390 The exact value assigned to **seed** is not guaranteed to be returned if
391 **seed** is queried again immediately. However, if **seed** *does* return a
392 different value, both values, when assigned to **seed**, are guaranteed to
393 produce the same sequence of pseudo-random numbers. This means that certain
394 values assigned to **seed** will *not* produce unique sequences of pseudo-random
395 numbers. The value of **seed** will change after any use of the **rand()** and
396 **irand(E)** operands (see the *Operands* subsection below), except if the
397 parameter passed to **irand(E)** is **0**, **1**, or negative.
398
399 There is no limit to the length (number of significant decimal digits) or
400 *scale* of the value that can be assigned to **seed**.
401 {{ end }}
402 {{ E EH EN EP EHN EHP ENP EHNP }}
403 6.      **last** or a single dot (**.**)
404
405 Number 6 is a **non-portable extension**.
406 {{ end }}
407
408 Variables and arrays do not interfere; users can have arrays named the same as
409 variables. This also applies to functions (see the **FUNCTIONS** section), so a
410 user can have a variable, array, and function that all have the same name, and
411 they will not shadow each other, whether inside of functions or not.
412
413 Named expressions are required as the operand of **increment**/**decrement**
414 operators  and as the left side of **assignment** operators (see the *Operators*
415 subsection).
416
417 ## Operands
418
419 The following are valid operands in bc(1):
420
421 1.      Numbers (see the *Numbers* subsection below).
422 2.      Array indices (**I[E]**).
423 3.      **(E)**: The value of **E** (used to change precedence).
424 4.      **sqrt(E)**: The square root of **E**. **E** must be non-negative.
425 5.      **length(E)**: The number of significant decimal digits in **E**.
426 6.      **length(I[])**: The number of elements in the array **I**. This is a
427         **non-portable extension**.
428 7.      **scale(E)**: The *scale* of **E**.
429 8.      **abs(E)**: The absolute value of **E**. This is a **non-portable
430         extension**.
431 9.      **I()**, **I(E)**, **I(E, E)**, and so on, where **I** is an identifier for
432         a non-**void** function (see the *Void Functions* subsection of the
433         **FUNCTIONS** section). The **E** argument(s) may also be arrays of the form
434         **I[]**, which will automatically be turned into array references (see the
435         *Array References* subsection of the **FUNCTIONS** section) if the
436         corresponding parameter in the function definition is an array reference.
437 10.     **read()**: Reads a line from **stdin** and uses that as an expression. The
438         result of that expression is the result of the **read()** operand. This is a
439         **non-portable extension**.
440 11.     **maxibase()**: The max allowable **ibase**. This is a **non-portable
441         extension**.
442 12.     **maxobase()**: The max allowable **obase**. This is a **non-portable
443         extension**.
444 13.     **maxscale()**: The max allowable **scale**. This is a **non-portable
445         extension**.
446 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
447 14.     **rand()**: A pseudo-random integer between **0** (inclusive) and
448         **BC_RAND_MAX** (inclusive). Using this operand will change the value of
449         **seed**. This is a **non-portable extension**.
450 15.     **irand(E)**: A pseudo-random integer between **0** (inclusive) and the
451         value of **E** (exclusive). If **E** is negative or is a non-integer
452         (**E**'s *scale* is not **0**), an error is raised, and bc(1) resets (see
453         the **RESET** section) while **seed** remains unchanged. If **E** is larger
454         than **BC_RAND_MAX**, the higher bound is honored by generating several
455         pseudo-random integers, multiplying them by appropriate powers of
456         **BC_RAND_MAX+1**, and adding them together. Thus, the size of integer that
457         can be generated with this operand is unbounded. Using this operand will
458         change the value of **seed**, unless the value of **E** is **0** or **1**.
459         In that case, **0** is returned, and **seed** is *not* changed. This is a
460         **non-portable extension**.
461 16.     **maxrand()**: The max integer returned by **rand()**. This is a
462         **non-portable extension**.
463
464 The integers generated by **rand()** and **irand(E)** are guaranteed to be as
465 unbiased as possible, subject to the limitations of the pseudo-random number
466 generator.
467
468 **Note**: The values returned by the pseudo-random number generator with
469 **rand()** and **irand(E)** are guaranteed to *NOT* be cryptographically secure.
470 This is a consequence of using a seeded pseudo-random number generator. However,
471 they *are* guaranteed to be reproducible with identical **seed** values. This
472 means that the pseudo-random values from bc(1) should only be used where a
473 reproducible stream of pseudo-random numbers is *ESSENTIAL*. In any other case,
474 use a non-seeded pseudo-random number generator.
475 {{ end }}
476
477 ## Numbers
478
479 Numbers are strings made up of digits, uppercase letters, and at most **1**
480 period for a radix. Numbers can have up to **BC_NUM_MAX** digits. Uppercase
481 letters are equal to **9** + their position in the alphabet (i.e., **A** equals
482 **10**, or **9+1**). If a digit or letter makes no sense with the current value
483 of **ibase**, they are set to the value of the highest valid digit in **ibase**.
484
485 Single-character numbers (i.e., **A** alone) take the value that they would have
486 if they were valid digits, regardless of the value of **ibase**. This means that
487 **A** alone always equals decimal **10** and **Z** alone always equals decimal
488 **35**.
489
490 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
491 In addition, bc(1) accepts numbers in scientific notation. These have the form
492 **\<number\>e\<integer\>**. The exponent (the portion after the **e**) must be
493 an integer. An example is **1.89237e9**, which is equal to **1892370000**.
494 Negative exponents are also allowed, so **4.2890e-3** is equal to **0.0042890**.
495
496 Using scientific notation is an error or warning if the **-s** or **-w**,
497 respectively, command-line options (or equivalents) are given.
498
499 **WARNING**: Both the number and the exponent in scientific notation are
500 interpreted according to the current **ibase**, but the number is still
501 multiplied by **10\^exponent** regardless of the current **ibase**. For example,
502 if **ibase** is **16** and bc(1) is given the number string **FFeA**, the
503 resulting decimal number will be **2550000000000**, and if bc(1) is given the
504 number string **10e-4**, the resulting decimal number will be **0.0016**.
505
506 Accepting input as scientific notation is a **non-portable extension**.
507 {{ end }}
508
509 ## Operators
510
511 The following arithmetic and logical operators can be used. They are listed in
512 order of decreasing precedence. Operators in the same group have the same
513 precedence.
514
515 **++** **--**
516
517 :   Type: Prefix and Postfix
518
519     Associativity: None
520
521     Description: **increment**, **decrement**
522
523 **-** **!**
524
525 :   Type: Prefix
526
527     Associativity: None
528
529     Description: **negation**, **boolean not**
530
531 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
532 **\$**
533
534 :   Type: Postfix
535
536     Associativity: None
537
538     Description: **truncation**
539
540 **\@**
541
542 :   Type: Binary
543
544     Associativity: Right
545
546     Description: **set precision**
547 {{ end }}
548
549 **\^**
550
551 :   Type: Binary
552
553     Associativity: Right
554
555     Description: **power**
556
557 **\*** **/** **%**
558
559 :   Type: Binary
560
561     Associativity: Left
562
563     Description: **multiply**, **divide**, **modulus**
564
565 **+** **-**
566
567 :   Type: Binary
568
569     Associativity: Left
570
571     Description: **add**, **subtract**
572
573 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
574 **\<\<** **\>\>**
575
576 :   Type: Binary
577
578     Associativity: Left
579
580     Description: **shift left**, **shift right**
581
582 **=** **\<\<=** **\>\>=** **+=** **-=** **\*=** **/=** **%=** **\^=** **\@=**
583 {{ end }}
584 {{ E EH EN EP EHN EHP ENP EHNP }}
585 **=** **+=** **-=** **\*=** **/=** **%=** **\^=**
586 {{ end }}
587
588 :   Type: Binary
589
590     Associativity: Right
591
592     Description: **assignment**
593
594 **==** **\<=** **\>=** **!=** **\<** **\>**
595
596 :   Type: Binary
597
598     Associativity: Left
599
600     Description: **relational**
601
602 **&&**
603
604 :   Type: Binary
605
606     Associativity: Left
607
608     Description: **boolean and**
609
610 **||**
611
612 :   Type: Binary
613
614     Associativity: Left
615
616     Description: **boolean or**
617
618 The operators will be described in more detail below.
619
620 **++** **--**
621
622 :   The prefix and postfix **increment** and **decrement** operators behave
623     exactly like they would in C. They require a named expression (see the
624     *Named Expressions* subsection) as an operand.
625
626     The prefix versions of these operators are more efficient; use them where
627     possible.
628
629 **-**
630
631 :   The **negation** operator returns **0** if a user attempts to negate any
632     expression with the value **0**. Otherwise, a copy of the expression with
633     its sign flipped is returned.
634
635 **!**
636
637 :   The **boolean not** operator returns **1** if the expression is **0**, or
638     **0** otherwise.
639
640     This is a **non-portable extension**.
641
642 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
643 **\$**
644
645 :   The **truncation** operator returns a copy of the given expression with all
646     of its *scale* removed.
647
648     This is a **non-portable extension**.
649
650 **\@**
651
652 :   The **set precision** operator takes two expressions and returns a copy of
653     the first with its *scale* equal to the value of the second expression. That
654     could either mean that the number is returned without change (if the
655     *scale* of the first expression matches the value of the second
656     expression), extended (if it is less), or truncated (if it is more).
657
658     The second expression must be an integer (no *scale*) and non-negative.
659
660     This is a **non-portable extension**.
661 {{ end }}
662
663 **\^**
664
665 :   The **power** operator (not the **exclusive or** operator, as it would be in
666     C) takes two expressions and raises the first to the power of the value of
667     the second. The *scale* of the result is equal to **scale**.
668
669     The second expression must be an integer (no *scale*), and if it is
670     negative, the first value must be non-zero.
671
672 **\***
673
674 :   The **multiply** operator takes two expressions, multiplies them, and
675     returns the product. If **a** is the *scale* of the first expression and
676     **b** is the *scale* of the second expression, the *scale* of the result is
677     equal to **min(a+b,max(scale,a,b))** where **min()** and **max()** return
678     the obvious values.
679
680 **/**
681
682 :   The **divide** operator takes two expressions, divides them, and returns the
683     quotient. The *scale* of the result shall be the value of **scale**.
684
685     The second expression must be non-zero.
686
687 **%**
688
689 :   The **modulus** operator takes two expressions, **a** and **b**, and
690     evaluates them by 1) Computing **a/b** to current **scale** and 2) Using the
691     result of step 1 to calculate **a-(a/b)\*b** to *scale*
692     **max(scale+scale(b),scale(a))**.
693
694     The second expression must be non-zero.
695
696 **+**
697
698 :   The **add** operator takes two expressions, **a** and **b**, and returns the
699     sum, with a *scale* equal to the max of the *scale*s of **a** and **b**.
700
701 **-**
702
703 :   The **subtract** operator takes two expressions, **a** and **b**, and
704     returns the difference, with a *scale* equal to the max of the *scale*s of
705     **a** and **b**.
706
707 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
708 **\<\<**
709
710 :   The **left shift** operator takes two expressions, **a** and **b**, and
711     returns a copy of the value of **a** with its decimal point moved **b**
712     places to the right.
713
714     The second expression must be an integer (no *scale*) and non-negative.
715
716     This is a **non-portable extension**.
717
718 **\>\>**
719
720 :   The **right shift** operator takes two expressions, **a** and **b**, and
721     returns a copy of the value of **a** with its decimal point moved **b**
722     places to the left.
723
724     The second expression must be an integer (no *scale*) and non-negative.
725
726     This is a **non-portable extension**.
727 {{ end }}
728
729 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
730 **=** **\<\<=** **\>\>=** **+=** **-=** **\*=** **/=** **%=** **\^=** **\@=**
731 {{ end }}
732 {{ E EH EN EP EHN EHP ENP EHNP }}
733 **=** **+=** **-=** **\*=** **/=** **%=** **\^=**
734 {{ end }}
735
736 :   The **assignment** operators take two expressions, **a** and **b** where
737     **a** is a named expression (see the *Named Expressions* subsection).
738
739     For **=**, **b** is copied and the result is assigned to **a**. For all
740     others, **a** and **b** are applied as operands to the corresponding
741     arithmetic operator and the result is assigned to **a**.
742
743 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
744     The **assignment** operators that correspond to operators that are
745     extensions are themselves **non-portable extensions**.
746 {{ end }}
747
748 **==** **\<=** **\>=** **!=** **\<** **\>**
749
750 :   The **relational** operators compare two expressions, **a** and **b**, and
751     if the relation holds, according to C language semantics, the result is
752     **1**. Otherwise, it is **0**.
753
754     Note that unlike in C, these operators have a lower precedence than the
755     **assignment** operators, which means that **a=b\>c** is interpreted as
756     **(a=b)\>c**.
757
758     Also, unlike the [standard][1] requires, these operators can appear anywhere
759     any other expressions can be used. This allowance is a
760     **non-portable extension**.
761
762 **&&**
763
764 :   The **boolean and** operator takes two expressions and returns **1** if both
765     expressions are non-zero, **0** otherwise.
766
767     This is *not* a short-circuit operator.
768
769     This is a **non-portable extension**.
770
771 **||**
772
773 :   The **boolean or** operator takes two expressions and returns **1** if one
774     of the expressions is non-zero, **0** otherwise.
775
776     This is *not* a short-circuit operator.
777
778     This is a **non-portable extension**.
779
780 ## Statements
781
782 The following items are statements:
783
784 1.      **E**
785 2.      **{** **S** **;** ... **;** **S** **}**
786 3.      **if** **(** **E** **)** **S**
787 4.      **if** **(** **E** **)** **S** **else** **S**
788 5.      **while** **(** **E** **)** **S**
789 6.      **for** **(** **E** **;** **E** **;** **E** **)** **S**
790 7.      An empty statement
791 8.      **break**
792 9.      **continue**
793 10.     **quit**
794 11.     **halt**
795 12.     **limits**
796 13.     A string of characters, enclosed in double quotes
797 14.     **print** **E** **,** ... **,** **E**
798 15.     **I()**, **I(E)**, **I(E, E)**, and so on, where **I** is an identifier for
799         a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
800         **FUNCTIONS** section). The **E** argument(s) may also be arrays of the form
801         **I[]**, which will automatically be turned into array references (see the
802         *Array References* subsection of the **FUNCTIONS** section) if the
803         corresponding parameter in the function definition is an array reference.
804
805 Numbers 4, 9, 11, 12, 14, and 15 are **non-portable extensions**.
806
807 Also, as a **non-portable extension**, any or all of the expressions in the
808 header of a for loop may be omitted. If the condition (second expression) is
809 omitted, it is assumed to be a constant **1**.
810
811 The **break** statement causes a loop to stop iterating and resume execution
812 immediately following a loop. This is only allowed in loops.
813
814 The **continue** statement causes a loop iteration to stop early and returns to
815 the start of the loop, including testing the loop condition. This is only
816 allowed in loops.
817
818 The **if** **else** statement does the same thing as in C.
819
820 The **quit** statement causes bc(1) to quit, even if it is on a branch that will
821 not be executed (it is a compile-time command).
822
823 The **halt** statement causes bc(1) to quit, if it is executed. (Unlike **quit**
824 if it is on a branch of an **if** statement that is not executed, bc(1) does not
825 quit.)
826
827 The **limits** statement prints the limits that this bc(1) is subject to. This
828 is like the **quit** statement in that it is a compile-time command.
829
830 An expression by itself is evaluated and printed, followed by a newline.
831
832 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
833 Both scientific notation and engineering notation are available for printing the
834 results of expressions. Scientific notation is activated by assigning **0** to
835 **obase**, and engineering notation is activated by assigning **1** to
836 **obase**. To deactivate them, just assign a different value to **obase**.
837
838 Scientific notation and engineering notation are disabled if bc(1) is run with
839 either the **-s** or **-w** command-line options (or equivalents).
840
841 Printing numbers in scientific notation and/or engineering notation is a
842 **non-portable extension**.
843 {{ end }}
844
845 ## Print Statement
846
847 The "expressions" in a **print** statement may also be strings. If they are, there
848 are backslash escape sequences that are interpreted specially. What those
849 sequences are, and what they cause to be printed, are shown below:
850
851 -------- -------
852 **\\a**  **\\a**
853 **\\b**  **\\b**
854 **\\\\** **\\**
855 **\\e**  **\\**
856 **\\f**  **\\f**
857 **\\n**  **\\n**
858 **\\q**  **"**
859 **\\r**  **\\r**
860 **\\t**  **\\t**
861 -------- -------
862
863 Any other character following a backslash causes the backslash and character to
864 be printed as-is.
865
866 Any non-string expression in a print statement shall be assigned to **last**,
867 like any other expression that is printed.
868
869 ## Order of Evaluation
870
871 All expressions in a statment are evaluated left to right, except as necessary
872 to maintain order of operations. This means, for example, assuming that **i** is
873 equal to **0**, in the expression
874
875     a[i++] = i++
876
877 the first (or 0th) element of **a** is set to **1**, and **i** is equal to **2**
878 at the end of the expression.
879
880 This includes function arguments. Thus, assuming **i** is equal to **0**, this
881 means that in the expression
882
883     x(i++, i++)
884
885 the first argument passed to **x()** is **0**, and the second argument is **1**,
886 while **i** is equal to **2** before the function starts executing.
887
888 # FUNCTIONS
889
890 Function definitions are as follows:
891
892 ```
893 define I(I,...,I){
894         auto I,...,I
895         S;...;S
896         return(E)
897 }
898 ```
899
900 Any **I** in the parameter list or **auto** list may be replaced with **I[]** to
901 make a parameter or **auto** var an array, and any **I** in the parameter list
902 may be replaced with **\*I[]** to make a parameter an array reference. Callers
903 of functions that take array references should not put an asterisk in the call;
904 they must be called with just **I[]** like normal array parameters and will be
905 automatically converted into references.
906
907 As a **non-portable extension**, the opening brace of a **define** statement may
908 appear on the next line.
909
910 As a **non-portable extension**, the return statement may also be in one of the
911 following forms:
912
913 1.      **return**
914 2.      **return** **(** **)**
915 3.      **return** **E**
916
917 The first two, or not specifying a **return** statement, is equivalent to
918 **return (0)**, unless the function is a **void** function (see the *Void
919 Functions* subsection below).
920
921 ## Void Functions
922
923 Functions can also be **void** functions, defined as follows:
924
925 ```
926 define void I(I,...,I){
927         auto I,...,I
928         S;...;S
929         return
930 }
931 ```
932
933 They can only be used as standalone expressions, where such an expression would
934 be printed alone, except in a print statement.
935
936 Void functions can only use the first two **return** statements listed above.
937 They can also omit the return statement entirely.
938
939 The word "void" is not treated as a keyword; it is still possible to have
940 variables, arrays, and functions named **void**. The word "void" is only
941 treated specially right after the **define** keyword.
942
943 This is a **non-portable extension**.
944
945 ## Array References
946
947 For any array in the parameter list, if the array is declared in the form
948
949 ```
950 *I[]
951 ```
952
953 it is a **reference**. Any changes to the array in the function are reflected,
954 when the function returns, to the array that was passed in.
955
956 Other than this, all function arguments are passed by value.
957
958 This is a **non-portable extension**.
959
960 # LIBRARY
961
962 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
963 All of the functions below, including the functions in the extended math
964 library (see the *Extended Library* subsection below), are available when the
965 **-l** or **--mathlib** command-line flags are given, except that the extended
966 math library is not available when the **-s** option, the **-w** option, or
967 equivalents are given.
968 {{ end }}
969 {{ E EH EN EP EHN EHP ENP EHNP }}
970 All of the functions below  are available when the **-l** or **--mathlib**
971 command-line flags are given.
972 {{ end }}
973
974 ## Standard Library
975
976 The [standard][1] defines the following functions for the math library:
977
978 **s(x)**
979
980 :   Returns the sine of **x**, which is assumed to be in radians.
981
982     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
983     subsection below).
984
985 **c(x)**
986
987 :   Returns the cosine of **x**, which is assumed to be in radians.
988
989     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
990     subsection below).
991
992 **a(x)**
993
994 :   Returns the arctangent of **x**, in radians.
995
996     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
997     subsection below).
998
999 **l(x)**
1000
1001 :   Returns the natural logarithm of **x**.
1002
1003     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1004     subsection below).
1005
1006 **e(x)**
1007
1008 :   Returns the mathematical constant **e** raised to the power of **x**.
1009
1010     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1011     subsection below).
1012
1013 **j(x, n)**
1014
1015 :   Returns the bessel integer order **n** (truncated) of **x**.
1016
1017     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1018     subsection below).
1019
1020 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
1021 ## Extended Library
1022
1023 The extended library is *not* loaded when the **-s**/**--standard** or
1024 **-w**/**--warn** options are given since they are not part of the library
1025 defined by the [standard][1].
1026
1027 The extended library is a **non-portable extension**.
1028
1029 **p(x, y)**
1030
1031 :   Calculates **x** to the power of **y**, even if **y** is not an integer, and
1032     returns the result to the current **scale**.
1033
1034     It is an error if **y** is negative and **x** is **0**.
1035
1036     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1037     subsection below).
1038
1039 **r(x, p)**
1040
1041 :   Returns **x** rounded to **p** decimal places according to the rounding mode
1042     [round half away from **0**][3].
1043
1044 **ceil(x, p)**
1045
1046 :   Returns **x** rounded to **p** decimal places according to the rounding mode
1047     [round away from **0**][6].
1048
1049 **f(x)**
1050
1051 :   Returns the factorial of the truncated absolute value of **x**.
1052
1053 **perm(n, k)**
1054
1055 :   Returns the permutation of the truncated absolute value of **n** of the
1056     truncated absolute value of **k**, if **k \<= n**. If not, it returns **0**.
1057
1058 **comb(n, k)**
1059
1060 :   Returns the combination of the truncated absolute value of **n** of the
1061     truncated absolute value of **k**, if **k \<= n**. If not, it returns **0**.
1062
1063 **l2(x)**
1064
1065 :   Returns the logarithm base **2** of **x**.
1066
1067     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1068     subsection below).
1069
1070 **l10(x)**
1071
1072 :   Returns the logarithm base **10** of **x**.
1073
1074     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1075     subsection below).
1076
1077 **log(x, b)**
1078
1079 :   Returns the logarithm base **b** of **x**.
1080
1081     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1082     subsection below).
1083
1084 **cbrt(x)**
1085
1086 :   Returns the cube root of **x**.
1087
1088 **root(x, n)**
1089
1090 :   Calculates the truncated value of **n**, **r**, and returns the **r**th root
1091     of **x** to the current **scale**.
1092
1093     If **r** is **0** or negative, this raises an error and causes bc(1) to
1094     reset (see the **RESET** section). It also raises an error and causes bc(1)
1095     to reset if **r** is even and **x** is negative.
1096
1097 **pi(p)**
1098
1099 :   Returns **pi** to **p** decimal places.
1100
1101     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1102     subsection below).
1103
1104 **t(x)**
1105
1106 :   Returns the tangent of **x**, which is assumed to be in radians.
1107
1108     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1109     subsection below).
1110
1111 **a2(y, x)**
1112
1113 :   Returns the arctangent of **y/x**, in radians. If both **y** and **x** are
1114     equal to **0**, it raises an error and causes bc(1) to reset (see the
1115     **RESET** section). Otherwise, if **x** is greater than **0**, it returns
1116     **a(y/x)**. If **x** is less than **0**, and **y** is greater than or equal
1117     to **0**, it returns **a(y/x)+pi**. If **x** is less than **0**, and **y**
1118     is less than **0**, it returns **a(y/x)-pi**. If **x** is equal to **0**,
1119     and **y** is greater than **0**, it returns **pi/2**. If **x** is equal to
1120     **0**, and **y** is less than **0**, it returns **-pi/2**.
1121
1122     This function is the same as the **atan2()** function in many programming
1123     languages.
1124
1125     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1126     subsection below).
1127
1128 **sin(x)**
1129
1130 :   Returns the sine of **x**, which is assumed to be in radians.
1131
1132     This is an alias of **s(x)**.
1133
1134     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1135     subsection below).
1136
1137 **cos(x)**
1138
1139 :   Returns the cosine of **x**, which is assumed to be in radians.
1140
1141     This is an alias of **c(x)**.
1142
1143     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1144     subsection below).
1145
1146 **tan(x)**
1147
1148 :   Returns the tangent of **x**, which is assumed to be in radians.
1149
1150     If **x** is equal to **1** or **-1**, this raises an error and causes bc(1)
1151     to reset (see the **RESET** section).
1152
1153     This is an alias of **t(x)**.
1154
1155     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1156     subsection below).
1157
1158 **atan(x)**
1159
1160 :   Returns the arctangent of **x**, in radians.
1161
1162     This is an alias of **a(x)**.
1163
1164     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1165     subsection below).
1166
1167 **atan2(y, x)**
1168
1169 :   Returns the arctangent of **y/x**, in radians. If both **y** and **x** are
1170     equal to **0**, it raises an error and causes bc(1) to reset (see the
1171     **RESET** section). Otherwise, if **x** is greater than **0**, it returns
1172     **a(y/x)**. If **x** is less than **0**, and **y** is greater than or equal
1173     to **0**, it returns **a(y/x)+pi**. If **x** is less than **0**, and **y**
1174     is less than **0**, it returns **a(y/x)-pi**. If **x** is equal to **0**,
1175     and **y** is greater than **0**, it returns **pi/2**. If **x** is equal to
1176     **0**, and **y** is less than **0**, it returns **-pi/2**.
1177
1178     This function is the same as the **atan2()** function in many programming
1179     languages.
1180
1181     This is an alias of **a2(y, x)**.
1182
1183     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1184     subsection below).
1185
1186 **r2d(x)**
1187
1188 :   Converts **x** from radians to degrees and returns the result.
1189
1190     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1191     subsection below).
1192
1193 **d2r(x)**
1194
1195 :   Converts **x** from degrees to radians and returns the result.
1196
1197     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1198     subsection below).
1199
1200 **frand(p)**
1201
1202 :   Generates a pseudo-random number between **0** (inclusive) and **1**
1203     (exclusive) with the number of decimal digits after the decimal point equal
1204     to the truncated absolute value of **p**. If **p** is not **0**, then
1205     calling this function will change the value of **seed**. If **p** is **0**,
1206     then **0** is returned, and **seed** is *not* changed.
1207
1208 **ifrand(i, p)**
1209
1210 :   Generates a pseudo-random number that is between **0** (inclusive) and the
1211     truncated absolute value of **i** (exclusive) with the number of decimal
1212     digits after the decimal point equal to the truncated absolute value of
1213     **p**. If the absolute value of **i** is greater than or equal to **2**, and
1214     **p** is not **0**, then calling this function will change the value of
1215     **seed**; otherwise, **0** is returned and **seed** is not changed.
1216
1217 **srand(x)**
1218
1219 :   Returns **x** with its sign flipped with probability **0.5**. In other
1220     words, it randomizes the sign of **x**.
1221
1222 **brand()**
1223
1224 :   Returns a random boolean value (either **0** or **1**).
1225
1226 **ubytes(x)**
1227
1228 :   Returns the numbers of unsigned integer bytes required to hold the truncated
1229     absolute value of **x**.
1230
1231 **sbytes(x)**
1232
1233 :   Returns the numbers of signed, two's-complement integer bytes required to
1234     hold the truncated value of **x**.
1235
1236 **hex(x)**
1237
1238 :   Outputs the hexadecimal (base **16**) representation of **x**.
1239
1240     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1241     **FUNCTIONS** section).
1242
1243 **binary(x)**
1244
1245 :   Outputs the binary (base **2**) representation of **x**.
1246
1247     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1248     **FUNCTIONS** section).
1249
1250 **output(x, b)**
1251
1252 :   Outputs the base **b** representation of **x**.
1253
1254     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1255     **FUNCTIONS** section).
1256
1257 **uint(x)**
1258
1259 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1260     unsigned integer in as few power of two bytes as possible. Both outputs are
1261     split into bytes separated by spaces.
1262
1263     If **x** is not an integer or is negative, an error message is printed
1264     instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1265
1266     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1267     **FUNCTIONS** section).
1268
1269 **int(x)**
1270
1271 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1272     two's-complement integer in as few power of two bytes as possible. Both
1273     outputs are split into bytes separated by spaces.
1274
1275     If **x** is not an integer, an error message is printed instead, but bc(1)
1276     is not reset (see the **RESET** section).
1277
1278     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1279     **FUNCTIONS** section).
1280
1281 **uintn(x, n)**
1282
1283 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1284     unsigned integer in **n** bytes. Both outputs are split into bytes separated
1285     by spaces.
1286
1287     If **x** is not an integer, is negative, or cannot fit into **n** bytes, an
1288     error message is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET**
1289     section).
1290
1291     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1292     **FUNCTIONS** section).
1293
1294 **intn(x, n)**
1295
1296 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1297     two's-complement integer in **n** bytes. Both outputs are split into bytes
1298     separated by spaces.
1299
1300     If **x** is not an integer or cannot fit into **n** bytes, an error message
1301     is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1302
1303     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1304     **FUNCTIONS** section).
1305
1306 **uint8(x)**
1307
1308 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1309     unsigned integer in **1** byte. Both outputs are split into bytes separated
1310     by spaces.
1311
1312     If **x** is not an integer, is negative, or cannot fit into **1** byte, an
1313     error message is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET**
1314     section).
1315
1316     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1317     **FUNCTIONS** section).
1318
1319 **int8(x)**
1320
1321 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1322     two's-complement integer in **1** byte. Both outputs are split into bytes
1323     separated by spaces.
1324
1325     If **x** is not an integer or cannot fit into **1** byte, an error message
1326     is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1327
1328     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1329     **FUNCTIONS** section).
1330
1331 **uint16(x)**
1332
1333 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1334     unsigned integer in **2** bytes. Both outputs are split into bytes separated
1335     by spaces.
1336
1337     If **x** is not an integer, is negative, or cannot fit into **2** bytes, an
1338     error message is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET**
1339     section).
1340
1341     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1342     **FUNCTIONS** section).
1343
1344 **int16(x)**
1345
1346 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1347     two's-complement integer in **2** bytes. Both outputs are split into bytes
1348     separated by spaces.
1349
1350     If **x** is not an integer or cannot fit into **2** bytes, an error message
1351     is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1352
1353     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1354     **FUNCTIONS** section).
1355
1356 **uint32(x)**
1357
1358 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1359     unsigned integer in **4** bytes. Both outputs are split into bytes separated
1360     by spaces.
1361
1362     If **x** is not an integer, is negative, or cannot fit into **4** bytes, an
1363     error message is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET**
1364     section).
1365
1366     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1367     **FUNCTIONS** section).
1368
1369 **int32(x)**
1370
1371 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1372     two's-complement integer in **4** bytes. Both outputs are split into bytes
1373     separated by spaces.
1374
1375     If **x** is not an integer or cannot fit into **4** bytes, an error message
1376     is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1377
1378     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1379     **FUNCTIONS** section).
1380
1381 **uint64(x)**
1382
1383 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1384     unsigned integer in **8** bytes. Both outputs are split into bytes separated
1385     by spaces.
1386
1387     If **x** is not an integer, is negative, or cannot fit into **8** bytes, an
1388     error message is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET**
1389     section).
1390
1391     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1392     **FUNCTIONS** section).
1393
1394 **int64(x)**
1395
1396 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1397     two's-complement integer in **8** bytes. Both outputs are split into bytes
1398     separated by spaces.
1399
1400     If **x** is not an integer or cannot fit into **8** bytes, an error message
1401     is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1402
1403     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1404     **FUNCTIONS** section).
1405
1406 **hex_uint(x, n)**
1407
1408 :   Outputs the representation of the truncated absolute value of **x** as an
1409     unsigned integer in hexadecimal using **n** bytes. Not all of the value will
1410     be output if **n** is too small.
1411
1412     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1413     **FUNCTIONS** section).
1414
1415 **binary_uint(x, n)**
1416
1417 :   Outputs the representation of the truncated absolute value of **x** as an
1418     unsigned integer in binary using **n** bytes. Not all of the value will be
1419     output if **n** is too small.
1420
1421     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1422     **FUNCTIONS** section).
1423
1424 **output_uint(x, n)**
1425
1426 :   Outputs the representation of the truncated absolute value of **x** as an
1427     unsigned integer in the current **obase** (see the **SYNTAX** section) using
1428     **n** bytes. Not all of the value will be output if **n** is too small.
1429
1430     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1431     **FUNCTIONS** section).
1432
1433 **output_byte(x, i)**
1434
1435 :   Outputs byte **i** of the truncated absolute value of **x**, where **0** is
1436     the least significant byte and **number_of_bytes - 1** is the most
1437     significant byte.
1438
1439     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1440     **FUNCTIONS** section).
1441 {{ end }}
1442
1443 ## Transcendental Functions
1444
1445 All transcendental functions can return slightly inaccurate results (up to 1
1446 [ULP][4]). This is unavoidable, and [this article][5] explains why it is
1447 impossible and unnecessary to calculate exact results for the transcendental
1448 functions.
1449
1450 Because of the possible inaccuracy, I recommend that users call those functions
1451 with the precision (**scale**) set to at least 1 higher than is necessary. If
1452 exact results are *absolutely* required, users can double the precision
1453 (**scale**) and then truncate.
1454
1455 The transcendental functions in the standard math library are:
1456
1457 * **s(x)**
1458 * **c(x)**
1459 * **a(x)**
1460 * **l(x)**
1461 * **e(x)**
1462 * **j(x, n)**
1463
1464 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
1465 The transcendental functions in the extended math library are:
1466
1467 * **l2(x)**
1468 * **l10(x)**
1469 * **log(x, b)**
1470 * **pi(p)**
1471 * **t(x)**
1472 * **a2(y, x)**
1473 * **sin(x)**
1474 * **cos(x)**
1475 * **tan(x)**
1476 * **atan(x)**
1477 * **atan2(y, x)**
1478 * **r2d(x)**
1479 * **d2r(x)**
1480 {{ end }}
1481
1482 # RESET
1483
1484 When bc(1) encounters an error or a signal that it has a non-default handler
1485 for, it resets. This means that several things happen.
1486
1487 First, any functions that are executing are stopped and popped off the stack.
1488 The behavior is not unlike that of exceptions in programming languages. Then
1489 the execution point is set so that any code waiting to execute (after all
1490 functions returned) is skipped.
1491
1492 Thus, when bc(1) resets, it skips any remaining code waiting to be executed.
1493 Then, if it is interactive mode, and the error was not a fatal error (see the
1494 **EXIT STATUS** section), it asks for more input; otherwise, it exits with the
1495 appropriate return code.
1496
1497 Note that this reset behavior is different from the GNU bc(1), which attempts to
1498 start executing the statement right after the one that caused an error.
1499
1500 # PERFORMANCE
1501
1502 Most bc(1) implementations use **char** types to calculate the value of **1**
1503 decimal digit at a time, but that can be slow. This bc(1) does something
1504 different.
1505
1506 It uses large integers to calculate more than **1** decimal digit at a time. If
1507 built in a environment where **BC_LONG_BIT** (see the **LIMITS** section) is
1508 **64**, then each integer has **9** decimal digits. If built in an environment
1509 where **BC_LONG_BIT** is **32** then each integer has **4** decimal digits. This
1510 value (the number of decimal digits per large integer) is called
1511 **BC_BASE_DIGS**.
1512
1513 The actual values of **BC_LONG_BIT** and **BC_BASE_DIGS** can be queried with
1514 the **limits** statement.
1515
1516 In addition, this bc(1) uses an even larger integer for overflow checking. This
1517 integer type depends on the value of **BC_LONG_BIT**, but is always at least
1518 twice as large as the integer type used to store digits.
1519
1520 # LIMITS
1521
1522 The following are the limits on bc(1):
1523
1524 **BC_LONG_BIT**
1525
1526 :   The number of bits in the **long** type in the environment where bc(1) was
1527     built. This determines how many decimal digits can be stored in a single
1528     large integer (see the **PERFORMANCE** section).
1529
1530 **BC_BASE_DIGS**
1531
1532 :   The number of decimal digits per large integer (see the **PERFORMANCE**
1533     section). Depends on **BC_LONG_BIT**.
1534
1535 **BC_BASE_POW**
1536
1537 :   The max decimal number that each large integer can store (see
1538     **BC_BASE_DIGS**) plus **1**. Depends on **BC_BASE_DIGS**.
1539
1540 **BC_OVERFLOW_MAX**
1541
1542 :   The max number that the overflow type (see the **PERFORMANCE** section) can
1543     hold. Depends on **BC_LONG_BIT**.
1544
1545 **BC_BASE_MAX**
1546
1547 :   The maximum output base. Set at **BC_BASE_POW**.
1548
1549 **BC_DIM_MAX**
1550
1551 :   The maximum size of arrays. Set at **SIZE_MAX-1**.
1552
1553 **BC_SCALE_MAX**
1554
1555 :   The maximum **scale**. Set at **BC_OVERFLOW_MAX-1**.
1556
1557 **BC_STRING_MAX**
1558
1559 :   The maximum length of strings. Set at **BC_OVERFLOW_MAX-1**.
1560
1561 **BC_NAME_MAX**
1562
1563 :   The maximum length of identifiers. Set at **BC_OVERFLOW_MAX-1**.
1564
1565 **BC_NUM_MAX**
1566
1567 :   The maximum length of a number (in decimal digits), which includes digits
1568     after the decimal point. Set at **BC_OVERFLOW_MAX-1**.
1569
1570 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
1571 **BC_RAND_MAX**
1572
1573 :   The maximum integer (inclusive) returned by the **rand()** operand. Set at
1574     **2\^BC_LONG_BIT-1**.
1575 {{ end }}
1576
1577 Exponent
1578
1579 :   The maximum allowable exponent (positive or negative). Set at
1580     **BC_OVERFLOW_MAX**.
1581
1582 Number of vars
1583
1584 :   The maximum number of vars/arrays. Set at **SIZE_MAX-1**.
1585
1586 The actual values can be queried with the **limits** statement.
1587
1588 These limits are meant to be effectively non-existent; the limits are so large
1589 (at least on 64-bit machines) that there should not be any point at which they
1590 become a problem. In fact, memory should be exhausted before these limits should
1591 be hit.
1592
1593 # ENVIRONMENT VARIABLES
1594
1595 bc(1) recognizes the following environment variables:
1596
1597 **POSIXLY_CORRECT**
1598
1599 :   If this variable exists (no matter the contents), bc(1) behaves as if
1600     the **-s** option was given.
1601
1602 **BC_ENV_ARGS**
1603
1604 :   This is another way to give command-line arguments to bc(1). They should be
1605     in the same format as all other command-line arguments. These are always
1606     processed first, so any files given in **BC_ENV_ARGS** will be processed
1607     before arguments and files given on the command-line. This gives the user
1608     the ability to set up "standard" options and files to be used at every
1609     invocation. The most useful thing for such files to contain would be useful
1610     functions that the user might want every time bc(1) runs.
1611
1612     The code that parses **BC_ENV_ARGS** will correctly handle quoted arguments,
1613     but it does not understand escape sequences. For example, the string
1614     **"/home/gavin/some bc file.bc"** will be correctly parsed, but the string
1615     **"/home/gavin/some \"bc\" file.bc"** will include the backslashes.
1616
1617     The quote parsing will handle either kind of quotes, **'** or **"**. Thus,
1618     if you have a file with any number of single quotes in the name, you can use
1619     double quotes as the outside quotes, as in **"some 'bc' file.bc"**, and vice
1620     versa if you have a file with double quotes. However, handling a file with
1621     both kinds of quotes in **BC_ENV_ARGS** is not supported due to the
1622     complexity of the parsing, though such files are still supported on the
1623     command-line where the parsing is done by the shell.
1624
1625 **BC_LINE_LENGTH**
1626
1627 :   If this environment variable exists and contains an integer that is greater
1628     than **1** and is less than **UINT16_MAX** (**2\^16-1**), bc(1) will output
1629     lines to that length, including the backslash (**\\**). The default line
1630     length is **70**.
1631
1632 # EXIT STATUS
1633
1634 bc(1) returns the following exit statuses:
1635
1636 **0**
1637
1638 :   No error.
1639
1640 **1**
1641
1642 :   A math error occurred. This follows standard practice of using **1** for
1643     expected errors, since math errors will happen in the process of normal
1644     execution.
1645
1646 {{ A H N P HN HP NP HNP }}
1647     Math errors include divide by **0**, taking the square root of a negative
1648     number, using a negative number as a bound for the pseudo-random number
1649     generator, attempting to convert a negative number to a hardware integer,
1650     overflow when converting a number to a hardware integer, and attempting to
1651     use a non-integer where an integer is required.
1652
1653     Converting to a hardware integer happens for the second operand of the power
1654     (**\^**), places (**\@**), left shift (**\<\<**), and right shift (**\>\>**)
1655     operators and their corresponding assignment operators.
1656 {{ end }}
1657 {{ E EH EN EP EHN EHP ENP EHNP }}
1658     Math errors include divide by **0**, taking the square root of a negative
1659     number, attempting to convert a negative number to a hardware integer,
1660     overflow when converting a number to a hardware integer, and attempting to
1661     use a non-integer where an integer is required.
1662
1663     Converting to a hardware integer happens for the second operand of the power
1664     (**\^**) operator and the corresponding assignment operator.
1665 {{ end }}
1666
1667 **2**
1668
1669 :   A parse error occurred.
1670
1671     Parse errors include unexpected **EOF**, using an invalid character, failing
1672     to find the end of a string or comment, using a token where it is invalid,
1673     giving an invalid expression, giving an invalid print statement, giving an
1674     invalid function definition, attempting to assign to an expression that is
1675     not a named expression (see the *Named Expressions* subsection of the
1676     **SYNTAX** section), giving an invalid **auto** list, having a duplicate
1677     **auto**/function parameter, failing to find the end of a code block,
1678     attempting to return a value from a **void** function, attempting to use a
1679     variable as a reference, and using any extensions when the option **-s** or
1680     any equivalents were given.
1681
1682 **3**
1683
1684 :   A runtime error occurred.
1685
1686     Runtime errors include assigning an invalid number to **ibase**, **obase**,
1687     or **scale**; give a bad expression to a **read()** call, calling **read()**
1688     inside of a **read()** call, type errors, passing the wrong number of
1689     arguments to functions, attempting to call an undefined function, and
1690     attempting to use a **void** function call as a value in an expression.
1691
1692 **4**
1693
1694 :   A fatal error occurred.
1695
1696     Fatal errors include memory allocation errors, I/O errors, failing to open
1697     files, attempting to use files that do not have only ASCII characters (bc(1)
1698     only accepts ASCII characters), attempting to open a directory as a file,
1699     and giving invalid command-line options.
1700
1701 The exit status **4** is special; when a fatal error occurs, bc(1) always exits
1702 and returns **4**, no matter what mode bc(1) is in.
1703
1704 The other statuses will only be returned when bc(1) is not in interactive mode
1705 (see the **INTERACTIVE MODE** section), since bc(1) resets its state (see the
1706 **RESET** section) and accepts more input when one of those errors occurs in
1707 interactive mode. This is also the case when interactive mode is forced by the
1708 **-i** flag or **--interactive** option.
1709
1710 These exit statuses allow bc(1) to be used in shell scripting with error
1711 checking, and its normal behavior can be forced by using the **-i** flag or
1712 **--interactive** option.
1713
1714 # INTERACTIVE MODE
1715
1716 Per the [standard][1], bc(1) has an interactive mode and a non-interactive mode.
1717 Interactive mode is turned on automatically when both **stdin** and **stdout**
1718 are hooked to a terminal, but the **-i** flag and **--interactive** option can
1719 turn it on in other cases.
1720
1721 In interactive mode, bc(1) attempts to recover from errors (see the **RESET**
1722 section), and in normal execution, flushes **stdout** as soon as execution is
1723 done for the current input.
1724
1725 # TTY MODE
1726
1727 If **stdin**, **stdout**, and **stderr** are all connected to a TTY, bc(1) turns
1728 on "TTY mode."
1729
1730 {{ A E N P EN EP NP ENP }}
1731 TTY mode is required for history to be enabled (see the **COMMAND LINE HISTORY**
1732 section). It is also required to enable special handling for **SIGINT** signals.
1733 {{ end }}
1734
1735 {{ A E H N EH EN HN EHN }}
1736 The prompt is enabled in TTY mode.
1737 {{ end }}
1738
1739 TTY mode is different from interactive mode because interactive mode is required
1740 in the [bc(1) specification][1], and interactive mode requires only **stdin**
1741 and **stdout** to be connected to a terminal.
1742
1743 # SIGNAL HANDLING
1744
1745 Sending a **SIGINT** will cause bc(1) to stop execution of the current input. If
1746 bc(1) is in TTY mode (see the **TTY MODE** section), it will reset (see the
1747 **RESET** section). Otherwise, it will clean up and exit.
1748
1749 Note that "current input" can mean one of two things. If bc(1) is processing
1750 input from **stdin** in TTY mode, it will ask for more input. If bc(1) is
1751 processing input from a file in TTY mode, it will stop processing the file and
1752 start processing the next file, if one exists, or ask for input from **stdin**
1753 if no other file exists.
1754
1755 This means that if a **SIGINT** is sent to bc(1) as it is executing a file, it
1756 can seem as though bc(1) did not respond to the signal since it will immediately
1757 start executing the next file. This is by design; most files that users execute
1758 when interacting with bc(1) have function definitions, which are quick to parse.
1759 If a file takes a long time to execute, there may be a bug in that file. The
1760 rest of the files could still be executed without problem, allowing the user to
1761 continue.
1762
1763 **SIGTERM** and **SIGQUIT** cause bc(1) to clean up and exit, and it uses the
1764 {{ A E N P EN EP NP ENP }}
1765 default handler for all other signals. The one exception is **SIGHUP**; in that
1766 case, when bc(1) is in TTY mode, a **SIGHUP** will cause bc(1) to clean up and
1767 exit.
1768 {{ end }}
1769 {{ H EH HN HP EHN EHP HNP EHNP }}
1770 default handler for all other signals.
1771 {{ end }}
1772
1773 {{ A E N P EN EP NP ENP }}
1774 # COMMAND LINE HISTORY
1775
1776 bc(1) supports interactive command-line editing. If bc(1) is in TTY mode (see
1777 the **TTY MODE** section), history is enabled. Previous lines can be recalled
1778 and edited with the arrow keys.
1779
1780 **Note**: tabs are converted to 8 spaces.
1781 {{ end }}
1782
1783 {{ A E H P EH EP HP EHP }}
1784 # LOCALES
1785
1786 This bc(1) ships with support for adding error messages for different locales
1787 and thus, supports **LC_MESSAGES**.
1788 {{ end }}
1789
1790 # SEE ALSO
1791
1792 dc(1)
1793
1794 # STANDARDS
1795
1796 bc(1) is compliant with the [IEEE Std 1003.1-2017 (“POSIX.1-2017”)][1]
1797 specification. The flags **-efghiqsvVw**, all long options, and the extensions
1798 noted above are extensions to that specification.
1799
1800 Note that the specification explicitly says that bc(1) only accepts numbers that
1801 use a period (**.**) as a radix point, regardless of the value of
1802 **LC_NUMERIC**.
1803
1804 {{ A E H P EH EP HP EHP }}
1805 This bc(1) supports error messages for different locales, and thus, it supports
1806 **LC_MESSAGES**.
1807 {{ end }}
1808
1809 # BUGS
1810
1811 None are known. Report bugs at https://git.yzena.com/gavin/bc.
1812
1813 # AUTHORS
1814
1815 Gavin D. Howard <gavin@yzena.com> and contributors.
1816
1817 [1]: https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/bc.html
1818 [2]: https://www.gnu.org/software/bc/
1819 [3]: https://en.wikipedia.org/wiki/Rounding#Round_half_away_from_zero
1820 [4]: https://en.wikipedia.org/wiki/Unit_in_the_last_place
1821 [5]: https://people.eecs.berkeley.edu/~wkahan/LOG10HAF.TXT
1822 [6]: https://en.wikipedia.org/wiki/Rounding#Rounding_away_from_zero