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Import version 3.2.0
[FreeBSD/FreeBSD.git] / manuals / bc / HP.1.md
1 <!---
2
3 SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
4
5 Copyright (c) 2018-2020 Gavin D. Howard and contributors.
6
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9
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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 # OPTIONS
51
52 The following are the options that bc(1) accepts.
53
54 **-g**, **--global-stacks**
55
56 :   Turns the globals **ibase**, **obase**, **scale**, and **seed** into stacks.
57
58     This has the effect that a copy of the current value of all four are pushed
59     onto a stack for every function call, as well as popped when every function
60     returns. This means that functions can assign to any and all of those
61     globals without worrying that the change will affect other functions.
62     Thus, a hypothetical function named **output(x,b)** that simply printed
63     **x** in base **b** could be written like this:
64
65         define void output(x, b) {
66             obase=b
67             x
68         }
69
70     instead of like this:
71
72         define void output(x, b) {
73             auto c
74             c=obase
75             obase=b
76             x
77             obase=c
78         }
79
80     This makes writing functions much easier.
81
82     (**Note**: the function **output(x,b)** exists in the extended math library.
83      See the **LIBRARY** section.)
84
85     However, since using this flag means that functions cannot set **ibase**,
86     **obase**, **scale**, or **seed** globally, functions that are made to do so
87     cannot work anymore. There are two possible use cases for that, and each has
88     a solution.
89
90     First, if a function is called on startup to turn bc(1) into a number
91     converter, it is possible to replace that capability with various shell
92     aliases. Examples:
93
94         alias d2o="bc -e ibase=A -e obase=8"
95         alias h2b="bc -e ibase=G -e obase=2"
96
97     Second, if the purpose of a function is to set **ibase**, **obase**,
98     **scale**, or **seed** globally for any other purpose, it could be split
99     into one to four functions (based on how many globals it sets) and each of
100     those functions could return the desired value for a global.
101
102     For functions that set **seed**, the value assigned to **seed** is not
103     propagated to parent functions. This means that the sequence of
104     pseudo-random numbers that they see will not be the same sequence of
105     pseudo-random numbers that any parent sees. This is only the case once
106     **seed** has been set.
107
108     If a function desires to not affect the sequence of pseudo-random numbers
109     of its parents, but wants to use the same **seed**, it can use the following
110     line:
111
112         seed = seed
113
114     If the behavior of this option is desired for every run of bc(1), then users
115     could make sure to define **BC_ENV_ARGS** and include this option (see the
116     **ENVIRONMENT VARIABLES** section for more details).
117
118     If **-s**, **-w**, or any equivalents are used, this option is ignored.
119
120     This is a **non-portable extension**.
121
122 **-h**, **--help**
123
124 :   Prints a usage message and quits.
125
126 **-i**, **--interactive**
127
128 :   Forces interactive mode. (See the **INTERACTIVE MODE** section.)
129
130     This is a **non-portable extension**.
131
132 **-l**, **--mathlib**
133
134 :   Sets **scale** (see the **SYNTAX** section) to **20** and loads the included
135     math library and the extended math library before running any code,
136     including any expressions or files specified on the command line.
137
138     To learn what is in the libraries, see the **LIBRARY** section.
139
140 **-P**, **--no-prompt**
141
142 :   This option is a no-op.
143
144     This is a **non-portable extension**.
145
146 **-q**, **--quiet**
147
148 :   This option is for compatibility with the [GNU bc(1)][2]; it is a no-op.
149     Without this option, GNU bc(1) prints a copyright header. This bc(1) only
150     prints the copyright header if one or more of the **-v**, **-V**, or
151     **--version** options are given.
152
153     This is a **non-portable extension**.
154
155 **-s**, **--standard**
156
157 :   Process exactly the language defined by the [standard][1] and error if any
158     extensions are used.
159
160     This is a **non-portable extension**.
161
162 **-v**, **-V**, **--version**
163
164 :   Print the version information (copyright header) and exit.
165
166     This is a **non-portable extension**.
167
168 **-w**, **--warn**
169
170 :   Like **-s** and **--standard**, except that warnings (and not errors) are
171     printed for non-standard extensions and execution continues normally.
172
173     This is a **non-portable extension**.
174
175 **-e** *expr*, **--expression**=*expr*
176
177 :   Evaluates *expr*. If multiple expressions are given, they are evaluated in
178     order. If files are given as well (see below), the expressions and files are
179     evaluated in the order given. This means that if a file is given before an
180     expression, the file is read in and evaluated first.
181
182     After processing all expressions and files, bc(1) will exit, unless **-**
183     (**stdin**) was given as an argument at least once to **-f** or **--file**.
184     However, if any other **-e**, **--expression**, **-f**, or **--file**
185     arguments are given after that, bc(1) will give a fatal error and exit.
186
187     This is a **non-portable extension**.
188
189 **-f** *file*, **--file**=*file*
190
191 :   Reads in *file* and evaluates it, line by line, as though it were read
192     through **stdin**. If expressions are also given (see above), the
193     expressions are evaluated in the order given.
194
195     After processing all expressions and files, bc(1) will exit, unless **-**
196     (**stdin**) was given as an argument at least once to **-f** or **--file**.
197
198     This is a **non-portable extension**.
199
200 All long options are **non-portable extensions**.
201
202 # STDOUT
203
204 Any non-error output is written to **stdout**.
205
206 **Note**: Unlike other bc(1) implementations, this bc(1) will issue a fatal
207 error (see the **EXIT STATUS** section) if it cannot write to **stdout**, so if
208 **stdout** is closed, as in **bc <file> >&-**, it will quit with an error. This
209 is done so that bc(1) can report problems when **stdout** is redirected to a
210 file.
211
212 If there are scripts that depend on the behavior of other bc(1) implementations,
213 it is recommended that those scripts be changed to redirect **stdout** to
214 **/dev/null**.
215
216 # STDERR
217
218 Any error output is written to **stderr**.
219
220 **Note**: Unlike other bc(1) implementations, this bc(1) will issue a fatal
221 error (see the **EXIT STATUS** section) if it cannot write to **stderr**, so if
222 **stderr** is closed, as in **bc <file> 2>&-**, it will quit with an error. This
223 is done so that bc(1) can exit with an error code when **stderr** is redirected
224 to a file.
225
226 If there are scripts that depend on the behavior of other bc(1) implementations,
227 it is recommended that those scripts be changed to redirect **stderr** to
228 **/dev/null**.
229
230 # SYNTAX
231
232 The syntax for bc(1) programs is mostly C-like, with some differences. This
233 bc(1) follows the [POSIX standard][1], which is a much more thorough resource
234 for the language this bc(1) accepts. This section is meant to be a summary and a
235 listing of all the extensions to the standard.
236
237 In the sections below, **E** means expression, **S** means statement, and **I**
238 means identifier.
239
240 Identifiers (**I**) start with a lowercase letter and can be followed by any
241 number (up to **BC_NAME_MAX-1**) of lowercase letters (**a-z**), digits
242 (**0-9**), and underscores (**\_**). The regex is **\[a-z\]\[a-z0-9\_\]\***.
243 Identifiers with more than one character (letter) are a
244 **non-portable extension**.
245
246 **ibase** is a global variable determining how to interpret constant numbers. It
247 is the "input" base, or the number base used for interpreting input numbers.
248 **ibase** is initially **10**. If the **-s** (**--standard**) and **-w**
249 (**--warn**) flags were not given on the command line, the max allowable value
250 for **ibase** is **36**. Otherwise, it is **16**. The min allowable value for
251 **ibase** is **2**. The max allowable value for **ibase** can be queried in
252 bc(1) programs with the **maxibase()** built-in function.
253
254 **obase** is a global variable determining how to output results. It is the
255 "output" base, or the number base used for outputting numbers. **obase** is
256 initially **10**. The max allowable value for **obase** is **BC_BASE_MAX** and
257 can be queried in bc(1) programs with the **maxobase()** built-in function. The
258 min allowable value for **obase** is **0**. If **obase** is **0**, values are
259 output in scientific notation, and if **obase** is **1**, values are output in
260 engineering notation. Otherwise, values are output in the specified base.
261
262 Outputting in scientific and engineering notations are **non-portable
263 extensions**.
264
265 The *scale* of an expression is the number of digits in the result of the
266 expression right of the decimal point, and **scale** is a global variable that
267 sets the precision of any operations, with exceptions. **scale** is initially
268 **0**. **scale** cannot be negative. The max allowable value for **scale** is
269 **BC_SCALE_MAX** and can be queried in bc(1) programs with the **maxscale()**
270 built-in function.
271
272 bc(1) has both *global* variables and *local* variables. All *local*
273 variables are local to the function; they are parameters or are introduced in
274 the **auto** list of a function (see the **FUNCTIONS** section). If a variable
275 is accessed which is not a parameter or in the **auto** list, it is assumed to
276 be *global*. If a parent function has a *local* variable version of a variable
277 that a child function considers *global*, the value of that *global* variable in
278 the child function is the value of the variable in the parent function, not the
279 value of the actual *global* variable.
280
281 All of the above applies to arrays as well.
282
283 The value of a statement that is an expression (i.e., any of the named
284 expressions or operands) is printed unless the lowest precedence operator is an
285 assignment operator *and* the expression is notsurrounded by parentheses.
286
287 The value that is printed is also assigned to the special variable **last**. A
288 single dot (**.**) may also be used as a synonym for **last**. These are
289 **non-portable extensions**.
290
291 Either semicolons or newlines may separate statements.
292
293 ## Comments
294
295 There are two kinds of comments:
296
297 1.      Block comments are enclosed in **/\*** and **\*/**.
298 2.      Line comments go from **#** until, and not including, the next newline. This
299         is a **non-portable extension**.
300
301 ## Named Expressions
302
303 The following are named expressions in bc(1):
304
305 1.      Variables: **I**
306 2.      Array Elements: **I[E]**
307 3.      **ibase**
308 4.      **obase**
309 5.      **scale**
310 6.      **seed**
311 7.      **last** or a single dot (**.**)
312
313 Numbers 6 and 7 are **non-portable extensions**.
314
315 The meaning of **seed** is dependent on the current pseudo-random number
316 generator but is guaranteed to not change except for new major versions.
317
318 The *scale* and sign of the value may be significant.
319
320 If a previously used **seed** value is assigned to **seed** and used again, the
321 pseudo-random number generator is guaranteed to produce the same sequence of
322 pseudo-random numbers as it did when the **seed** value was previously used.
323
324 The exact value assigned to **seed** is not guaranteed to be returned if
325 **seed** is queried again immediately. However, if **seed** *does* return a
326 different value, both values, when assigned to **seed**, are guaranteed to
327 produce the same sequence of pseudo-random numbers. This means that certain
328 values assigned to **seed** will *not* produce unique sequences of pseudo-random
329 numbers. The value of **seed** will change after any use of the **rand()** and
330 **irand(E)** operands (see the *Operands* subsection below), except if the
331 parameter passed to **irand(E)** is **0**, **1**, or negative.
332
333 There is no limit to the length (number of significant decimal digits) or
334 *scale* of the value that can be assigned to **seed**.
335
336 Variables and arrays do not interfere; users can have arrays named the same as
337 variables. This also applies to functions (see the **FUNCTIONS** section), so a
338 user can have a variable, array, and function that all have the same name, and
339 they will not shadow each other, whether inside of functions or not.
340
341 Named expressions are required as the operand of **increment**/**decrement**
342 operators  and as the left side of **assignment** operators (see the *Operators*
343 subsection).
344
345 ## Operands
346
347 The following are valid operands in bc(1):
348
349 1.      Numbers (see the *Numbers* subsection below).
350 2.      Array indices (**I[E]**).
351 3.      **(E)**: The value of **E** (used to change precedence).
352 4.      **sqrt(E)**: The square root of **E**. **E** must be non-negative.
353 5.      **length(E)**: The number of significant decimal digits in **E**.
354 6.      **length(I[])**: The number of elements in the array **I**. This is a
355         **non-portable extension**.
356 7.      **scale(E)**: The *scale* of **E**.
357 8.      **abs(E)**: The absolute value of **E**. This is a **non-portable
358         extension**.
359 9.      **I()**, **I(E)**, **I(E, E)**, and so on, where **I** is an identifier for
360         a non-**void** function (see the *Void Functions* subsection of the
361         **FUNCTIONS** section). The **E** argument(s) may also be arrays of the form
362         **I[]**, which will automatically be turned into array references (see the
363         *Array References* subsection of the **FUNCTIONS** section) if the
364         corresponding parameter in the function definition is an array reference.
365 10.     **read()**: Reads a line from **stdin** and uses that as an expression. The
366         result of that expression is the result of the **read()** operand. This is a
367         **non-portable extension**.
368 11.     **maxibase()**: The max allowable **ibase**. This is a **non-portable
369         extension**.
370 12.     **maxobase()**: The max allowable **obase**. This is a **non-portable
371         extension**.
372 13.     **maxscale()**: The max allowable **scale**. This is a **non-portable
373         extension**.
374 14.     **rand()**: A pseudo-random integer between **0** (inclusive) and
375         **BC_RAND_MAX** (inclusive). Using this operand will change the value of
376         **seed**. This is a **non-portable extension**.
377 15.     **irand(E)**: A pseudo-random integer between **0** (inclusive) and the
378         value of **E** (exclusive). If **E** is negative or is a non-integer
379         (**E**'s *scale* is not **0**), an error is raised, and bc(1) resets (see
380         the **RESET** section) while **seed** remains unchanged. If **E** is larger
381         than **BC_RAND_MAX**, the higher bound is honored by generating several
382         pseudo-random integers, multiplying them by appropriate powers of
383         **BC_RAND_MAX+1**, and adding them together. Thus, the size of integer that
384         can be generated with this operand is unbounded. Using this operand will
385         change the value of **seed**, unless the value of **E** is **0** or **1**.
386         In that case, **0** is returned, and **seed** is *not* changed. This is a
387         **non-portable extension**.
388 16.     **maxrand()**: The max integer returned by **rand()**. This is a
389         **non-portable extension**.
390
391 The integers generated by **rand()** and **irand(E)** are guaranteed to be as
392 unbiased as possible, subject to the limitations of the pseudo-random number
393 generator.
394
395 **Note**: The values returned by the pseudo-random number generator with
396 **rand()** and **irand(E)** are guaranteed to *NOT* be cryptographically secure.
397 This is a consequence of using a seeded pseudo-random number generator. However,
398 they *are* guaranteed to be reproducible with identical **seed** values.
399
400 ## Numbers
401
402 Numbers are strings made up of digits, uppercase letters, and at most **1**
403 period for a radix. Numbers can have up to **BC_NUM_MAX** digits. Uppercase
404 letters are equal to **9** + their position in the alphabet (i.e., **A** equals
405 **10**, or **9+1**). If a digit or letter makes no sense with the current value
406 of **ibase**, they are set to the value of the highest valid digit in **ibase**.
407
408 Single-character numbers (i.e., **A** alone) take the value that they would have
409 if they were valid digits, regardless of the value of **ibase**. This means that
410 **A** alone always equals decimal **10** and **Z** alone always equals decimal
411 **35**.
412
413 In addition, bc(1) accepts numbers in scientific notation. These have the form
414 **\<number\>e\<integer\>**. The exponent (the portion after the **e**) must be
415 an integer. An example is **1.89237e9**, which is equal to **1892370000**.
416 Negative exponents are also allowed, so **4.2890e-3** is equal to **0.0042890**.
417
418 Using scientific notation is an error or warning if the **-s** or **-w**,
419 respectively, command-line options (or equivalents) are given.
420
421 **WARNING**: Both the number and the exponent in scientific notation are
422 interpreted according to the current **ibase**, but the number is still
423 multiplied by **10\^exponent** regardless of the current **ibase**. For example,
424 if **ibase** is **16** and bc(1) is given the number string **FFeA**, the
425 resulting decimal number will be **2550000000000**, and if bc(1) is given the
426 number string **10e-4**, the resulting decimal number will be **0.0016**.
427
428 Accepting input as scientific notation is a **non-portable extension**.
429
430 ## Operators
431
432 The following arithmetic and logical operators can be used. They are listed in
433 order of decreasing precedence. Operators in the same group have the same
434 precedence.
435
436 **++** **--**
437
438 :   Type: Prefix and Postfix
439
440     Associativity: None
441
442     Description: **increment**, **decrement**
443
444 **-** **!**
445
446 :   Type: Prefix
447
448     Associativity: None
449
450     Description: **negation**, **boolean not**
451
452 **\$**
453
454 :   Type: Postfix
455
456     Associativity: None
457
458     Description: **truncation**
459
460 **\@**
461
462 :   Type: Binary
463
464     Associativity: Right
465
466     Description: **set precision**
467
468 **\^**
469
470 :   Type: Binary
471
472     Associativity: Right
473
474     Description: **power**
475
476 **\*** **/** **%**
477
478 :   Type: Binary
479
480     Associativity: Left
481
482     Description: **multiply**, **divide**, **modulus**
483
484 **+** **-**
485
486 :   Type: Binary
487
488     Associativity: Left
489
490     Description: **add**, **subtract**
491
492 **\<\<** **\>\>**
493
494 :   Type: Binary
495
496     Associativity: Left
497
498     Description: **shift left**, **shift right**
499
500 **=** **\<\<=** **\>\>=** **+=** **-=** **\*=** **/=** **%=** **\^=** **\@=**
501
502 :   Type: Binary
503
504     Associativity: Right
505
506     Description: **assignment**
507
508 **==** **\<=** **\>=** **!=** **\<** **\>**
509
510 :   Type: Binary
511
512     Associativity: Left
513
514     Description: **relational**
515
516 **&&**
517
518 :   Type: Binary
519
520     Associativity: Left
521
522     Description: **boolean and**
523
524 **||**
525
526 :   Type: Binary
527
528     Associativity: Left
529
530     Description: **boolean or**
531
532 The operators will be described in more detail below.
533
534 **++** **--**
535
536 :   The prefix and postfix **increment** and **decrement** operators behave
537     exactly like they would in C. They require a named expression (see the
538     *Named Expressions* subsection) as an operand.
539
540     The prefix versions of these operators are more efficient; use them where
541     possible.
542
543 **-**
544
545 :   The **negation** operator returns **0** if a user attempts to negate any
546     expression with the value **0**. Otherwise, a copy of the expression with
547     its sign flipped is returned.
548
549 **!**
550
551 :   The **boolean not** operator returns **1** if the expression is **0**, or
552     **0** otherwise.
553
554     This is a **non-portable extension**.
555
556 **\$**
557
558 :   The **truncation** operator returns a copy of the given expression with all
559     of its *scale* removed.
560
561     This is a **non-portable extension**.
562
563 **\@**
564
565 :   The **set precision** operator takes two expressions and returns a copy of
566     the first with its *scale* equal to the value of the second expression. That
567     could either mean that the number is returned without change (if the
568     *scale* of the first expression matches the value of the second
569     expression), extended (if it is less), or truncated (if it is more).
570
571     The second expression must be an integer (no *scale*) and non-negative.
572
573     This is a **non-portable extension**.
574
575 **\^**
576
577 :   The **power** operator (not the **exclusive or** operator, as it would be in
578     C) takes two expressions and raises the first to the power of the value of
579     the second. The *scale* of the result is equal to **scale**.
580
581     The second expression must be an integer (no *scale*), and if it is
582     negative, the first value must be non-zero.
583
584 **\***
585
586 :   The **multiply** operator takes two expressions, multiplies them, and
587     returns the product. If **a** is the *scale* of the first expression and
588     **b** is the *scale* of the second expression, the *scale* of the result is
589     equal to **min(a+b,max(scale,a,b))** where **min()** and **max()** return
590     the obvious values.
591
592 **/**
593
594 :   The **divide** operator takes two expressions, divides them, and returns the
595     quotient. The *scale* of the result shall be the value of **scale**.
596
597     The second expression must be non-zero.
598
599 **%**
600
601 :   The **modulus** operator takes two expressions, **a** and **b**, and
602     evaluates them by 1) Computing **a/b** to current **scale** and 2) Using the
603     result of step 1 to calculate **a-(a/b)\*b** to *scale*
604     **max(scale+scale(b),scale(a))**.
605
606     The second expression must be non-zero.
607
608 **+**
609
610 :   The **add** operator takes two expressions, **a** and **b**, and returns the
611     sum, with a *scale* equal to the max of the *scale*s of **a** and **b**.
612
613 **-**
614
615 :   The **subtract** operator takes two expressions, **a** and **b**, and
616     returns the difference, with a *scale* equal to the max of the *scale*s of
617     **a** and **b**.
618
619 **\<\<**
620
621 :   The **left shift** operator takes two expressions, **a** and **b**, and
622     returns a copy of the value of **a** with its decimal point moved **b**
623     places to the right.
624
625     The second expression must be an integer (no *scale*) and non-negative.
626
627     This is a **non-portable extension**.
628
629 **\>\>**
630
631 :   The **right shift** operator takes two expressions, **a** and **b**, and
632     returns a copy of the value of **a** with its decimal point moved **b**
633     places to the left.
634
635     The second expression must be an integer (no *scale*) and non-negative.
636
637     This is a **non-portable extension**.
638
639 **=** **\<\<=** **\>\>=** **+=** **-=** **\*=** **/=** **%=** **\^=** **\@=**
640
641 :   The **assignment** operators take two expressions, **a** and **b** where
642     **a** is a named expression (see the *Named Expressions* subsection).
643
644     For **=**, **b** is copied and the result is assigned to **a**. For all
645     others, **a** and **b** are applied as operands to the corresponding
646     arithmetic operator and the result is assigned to **a**.
647
648     The **assignment** operators that correspond to operators that are
649     extensions are themselves **non-portable extensions**.
650
651 **==** **\<=** **\>=** **!=** **\<** **\>**
652
653 :   The **relational** operators compare two expressions, **a** and **b**, and
654     if the relation holds, according to C language semantics, the result is
655     **1**. Otherwise, it is **0**.
656
657     Note that unlike in C, these operators have a lower precedence than the
658     **assignment** operators, which means that **a=b\>c** is interpreted as
659     **(a=b)\>c**.
660
661     Also, unlike the [standard][1] requires, these operators can appear anywhere
662     any other expressions can be used. This allowance is a
663     **non-portable extension**.
664
665 **&&**
666
667 :   The **boolean and** operator takes two expressions and returns **1** if both
668     expressions are non-zero, **0** otherwise.
669
670     This is *not* a short-circuit operator.
671
672     This is a **non-portable extension**.
673
674 **||**
675
676 :   The **boolean or** operator takes two expressions and returns **1** if one
677     of the expressions is non-zero, **0** otherwise.
678
679     This is *not* a short-circuit operator.
680
681     This is a **non-portable extension**.
682
683 ## Statements
684
685 The following items are statements:
686
687 1.      **E**
688 2.      **{** **S** **;** ... **;** **S** **}**
689 3.      **if** **(** **E** **)** **S**
690 4.      **if** **(** **E** **)** **S** **else** **S**
691 5.      **while** **(** **E** **)** **S**
692 6.      **for** **(** **E** **;** **E** **;** **E** **)** **S**
693 7.      An empty statement
694 8.      **break**
695 9.      **continue**
696 10.     **quit**
697 11.     **halt**
698 12.     **limits**
699 13.     A string of characters, enclosed in double quotes
700 14.     **print** **E** **,** ... **,** **E**
701 15.     **I()**, **I(E)**, **I(E, E)**, and so on, where **I** is an identifier for
702         a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
703         **FUNCTIONS** section). The **E** argument(s) may also be arrays of the form
704         **I[]**, which will automatically be turned into array references (see the
705         *Array References* subsection of the **FUNCTIONS** section) if the
706         corresponding parameter in the function definition is an array reference.
707
708 Numbers 4, 9, 11, 12, 14, and 15 are **non-portable extensions**.
709
710 Also, as a **non-portable extension**, any or all of the expressions in the
711 header of a for loop may be omitted. If the condition (second expression) is
712 omitted, it is assumed to be a constant **1**.
713
714 The **break** statement causes a loop to stop iterating and resume execution
715 immediately following a loop. This is only allowed in loops.
716
717 The **continue** statement causes a loop iteration to stop early and returns to
718 the start of the loop, including testing the loop condition. This is only
719 allowed in loops.
720
721 The **if** **else** statement does the same thing as in C.
722
723 The **quit** statement causes bc(1) to quit, even if it is on a branch that will
724 not be executed (it is a compile-time command).
725
726 The **halt** statement causes bc(1) to quit, if it is executed. (Unlike **quit**
727 if it is on a branch of an **if** statement that is not executed, bc(1) does not
728 quit.)
729
730 The **limits** statement prints the limits that this bc(1) is subject to. This
731 is like the **quit** statement in that it is a compile-time command.
732
733 An expression by itself is evaluated and printed, followed by a newline.
734
735 Both scientific notation and engineering notation are available for printing the
736 results of expressions. Scientific notation is activated by assigning **0** to
737 **obase**, and engineering notation is activated by assigning **1** to
738 **obase**. To deactivate them, just assign a different value to **obase**.
739
740 Scientific notation and engineering notation are disabled if bc(1) is run with
741 either the **-s** or **-w** command-line options (or equivalents).
742
743 Printing numbers in scientific notation and/or engineering notation is a
744 **non-portable extension**.
745
746 ## Print Statement
747
748 The "expressions" in a **print** statement may also be strings. If they are, there
749 are backslash escape sequences that are interpreted specially. What those
750 sequences are, and what they cause to be printed, are shown below:
751
752 -------- -------
753 **\\a**  **\\a**
754 **\\b**  **\\b**
755 **\\\\** **\\**
756 **\\e**  **\\**
757 **\\f**  **\\f**
758 **\\n**  **\\n**
759 **\\q**  **"**
760 **\\r**  **\\r**
761 **\\t**  **\\t**
762 -------- -------
763
764 Any other character following a backslash causes the backslash and character to
765 be printed as-is.
766
767 Any non-string expression in a print statement shall be assigned to **last**,
768 like any other expression that is printed.
769
770 ## Order of Evaluation
771
772 All expressions in a statment are evaluated left to right, except as necessary
773 to maintain order of operations. This means, for example, assuming that **i** is
774 equal to **0**, in the expression
775
776     a[i++] = i++
777
778 the first (or 0th) element of **a** is set to **1**, and **i** is equal to **2**
779 at the end of the expression.
780
781 This includes function arguments. Thus, assuming **i** is equal to **0**, this
782 means that in the expression
783
784     x(i++, i++)
785
786 the first argument passed to **x()** is **0**, and the second argument is **1**,
787 while **i** is equal to **2** before the function starts executing.
788
789 # FUNCTIONS
790
791 Function definitions are as follows:
792
793 ```
794 define I(I,...,I){
795         auto I,...,I
796         S;...;S
797         return(E)
798 }
799 ```
800
801 Any **I** in the parameter list or **auto** list may be replaced with **I[]** to
802 make a parameter or **auto** var an array, and any **I** in the parameter list
803 may be replaced with **\*I[]** to make a parameter an array reference. Callers
804 of functions that take array references should not put an asterisk in the call;
805 they must be called with just **I[]** like normal array parameters and will be
806 automatically converted into references.
807
808 As a **non-portable extension**, the opening brace of a **define** statement may
809 appear on the next line.
810
811 As a **non-portable extension**, the return statement may also be in one of the
812 following forms:
813
814 1.      **return**
815 2.      **return** **(** **)**
816 3.      **return** **E**
817
818 The first two, or not specifying a **return** statement, is equivalent to
819 **return (0)**, unless the function is a **void** function (see the *Void
820 Functions* subsection below).
821
822 ## Void Functions
823
824 Functions can also be **void** functions, defined as follows:
825
826 ```
827 define void I(I,...,I){
828         auto I,...,I
829         S;...;S
830         return
831 }
832 ```
833
834 They can only be used as standalone expressions, where such an expression would
835 be printed alone, except in a print statement.
836
837 Void functions can only use the first two **return** statements listed above.
838 They can also omit the return statement entirely.
839
840 The word "void" is not treated as a keyword; it is still possible to have
841 variables, arrays, and functions named **void**. The word "void" is only
842 treated specially right after the **define** keyword.
843
844 This is a **non-portable extension**.
845
846 ## Array References
847
848 For any array in the parameter list, if the array is declared in the form
849
850 ```
851 *I[]
852 ```
853
854 it is a **reference**. Any changes to the array in the function are reflected,
855 when the function returns, to the array that was passed in.
856
857 Other than this, all function arguments are passed by value.
858
859 This is a **non-portable extension**.
860
861 # LIBRARY
862
863 All of the functions below, including the functions in the extended math
864 library (see the *Extended Library* subsection below), are available when the
865 **-l** or **--mathlib** command-line flags are given, except that the extended
866 math library is not available when the **-s** option, the **-w** option, or
867 equivalents are given.
868
869 ## Standard Library
870
871 The [standard][1] defines the following functions for the math library:
872
873 **s(x)**
874
875 :   Returns the sine of **x**, which is assumed to be in radians.
876
877     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
878     subsection below).
879
880 **c(x)**
881
882 :   Returns the cosine of **x**, which is assumed to be in radians.
883
884     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
885     subsection below).
886
887 **a(x)**
888
889 :   Returns the arctangent of **x**, in radians.
890
891     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
892     subsection below).
893
894 **l(x)**
895
896 :   Returns the natural logarithm of **x**.
897
898     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
899     subsection below).
900
901 **e(x)**
902
903 :   Returns the mathematical constant **e** raised to the power of **x**.
904
905     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
906     subsection below).
907
908 **j(x, n)**
909
910 :   Returns the bessel integer order **n** (truncated) of **x**.
911
912     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
913     subsection below).
914
915 ## Extended Library
916
917 The extended library is *not* loaded when the **-s**/**--standard** or
918 **-w**/**--warn** options are given since they are not part of the library
919 defined by the [standard][1].
920
921 The extended library is a **non-portable extension**.
922
923 **p(x, y)**
924
925 :   Calculates **x** to the power of **y**, even if **y** is not an integer, and
926     returns the result to the current **scale**.
927
928     It is an error if **y** is negative and **x** is **0**.
929
930     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
931     subsection below).
932
933 **r(x, p)**
934
935 :   Returns **x** rounded to **p** decimal places according to the rounding mode
936     [round half away from **0**][3].
937
938 **ceil(x, p)**
939
940 :   Returns **x** rounded to **p** decimal places according to the rounding mode
941     [round away from **0**][6].
942
943 **f(x)**
944
945 :   Returns the factorial of the truncated absolute value of **x**.
946
947 **perm(n, k)**
948
949 :   Returns the permutation of the truncated absolute value of **n** of the
950     truncated absolute value of **k**, if **k \<= n**. If not, it returns **0**.
951
952 **comb(n, k)**
953
954 :   Returns the combination of the truncated absolute value of **n** of the
955     truncated absolute value of **k**, if **k \<= n**. If not, it returns **0**.
956
957 **l2(x)**
958
959 :   Returns the logarithm base **2** of **x**.
960
961     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
962     subsection below).
963
964 **l10(x)**
965
966 :   Returns the logarithm base **10** of **x**.
967
968     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
969     subsection below).
970
971 **log(x, b)**
972
973 :   Returns the logarithm base **b** of **x**.
974
975     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
976     subsection below).
977
978 **cbrt(x)**
979
980 :   Returns the cube root of **x**.
981
982 **root(x, n)**
983
984 :   Calculates the truncated value of **n**, **r**, and returns the **r**th root
985     of **x** to the current **scale**.
986
987     If **r** is **0** or negative, this raises an error and causes bc(1) to
988     reset (see the **RESET** section). It also raises an error and causes bc(1)
989     to reset if **r** is even and **x** is negative.
990
991 **pi(p)**
992
993 :   Returns **pi** to **p** decimal places.
994
995     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
996     subsection below).
997
998 **t(x)**
999
1000 :   Returns the tangent of **x**, which is assumed to be in radians.
1001
1002     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1003     subsection below).
1004
1005 **a2(y, x)**
1006
1007 :   Returns the arctangent of **y/x**, in radians. If both **y** and **x** are
1008     equal to **0**, it raises an error and causes bc(1) to reset (see the
1009     **RESET** section). Otherwise, if **x** is greater than **0**, it returns
1010     **a(y/x)**. If **x** is less than **0**, and **y** is greater than or equal
1011     to **0**, it returns **a(y/x)+pi**. If **x** is less than **0**, and **y**
1012     is less than **0**, it returns **a(y/x)-pi**. If **x** is equal to **0**,
1013     and **y** is greater than **0**, it returns **pi/2**. If **x** is equal to
1014     **0**, and **y** is less than **0**, it returns **-pi/2**.
1015
1016     This function is the same as the **atan2()** function in many programming
1017     languages.
1018
1019     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1020     subsection below).
1021
1022 **sin(x)**
1023
1024 :   Returns the sine of **x**, which is assumed to be in radians.
1025
1026     This is an alias of **s(x)**.
1027
1028     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1029     subsection below).
1030
1031 **cos(x)**
1032
1033 :   Returns the cosine of **x**, which is assumed to be in radians.
1034
1035     This is an alias of **c(x)**.
1036
1037     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1038     subsection below).
1039
1040 **tan(x)**
1041
1042 :   Returns the tangent of **x**, which is assumed to be in radians.
1043
1044     If **x** is equal to **1** or **-1**, this raises an error and causes bc(1)
1045     to reset (see the **RESET** section).
1046
1047     This is an alias of **t(x)**.
1048
1049     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1050     subsection below).
1051
1052 **atan(x)**
1053
1054 :   Returns the arctangent of **x**, in radians.
1055
1056     This is an alias of **a(x)**.
1057
1058     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1059     subsection below).
1060
1061 **atan2(y, x)**
1062
1063 :   Returns the arctangent of **y/x**, in radians. If both **y** and **x** are
1064     equal to **0**, it raises an error and causes bc(1) to reset (see the
1065     **RESET** section). Otherwise, if **x** is greater than **0**, it returns
1066     **a(y/x)**. If **x** is less than **0**, and **y** is greater than or equal
1067     to **0**, it returns **a(y/x)+pi**. If **x** is less than **0**, and **y**
1068     is less than **0**, it returns **a(y/x)-pi**. If **x** is equal to **0**,
1069     and **y** is greater than **0**, it returns **pi/2**. If **x** is equal to
1070     **0**, and **y** is less than **0**, it returns **-pi/2**.
1071
1072     This function is the same as the **atan2()** function in many programming
1073     languages.
1074
1075     This is an alias of **a2(y, x)**.
1076
1077     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1078     subsection below).
1079
1080 **r2d(x)**
1081
1082 :   Converts **x** from radians to degrees and returns the result.
1083
1084     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1085     subsection below).
1086
1087 **d2r(x)**
1088
1089 :   Converts **x** from degrees to radians and returns the result.
1090
1091     This is a transcendental function (see the *Transcendental Functions*
1092     subsection below).
1093
1094 **frand(p)**
1095
1096 :   Generates a pseudo-random number between **0** (inclusive) and **1**
1097     (exclusive) with the number of decimal digits after the decimal point equal
1098     to the truncated absolute value of **p**. If **p** is not **0**, then
1099     calling this function will change the value of **seed**. If **p** is **0**,
1100     then **0** is returned, and **seed** is *not* changed.
1101
1102 **ifrand(i, p)**
1103
1104 :   Generates a pseudo-random number that is between **0** (inclusive) and the
1105     truncated absolute value of **i** (exclusive) with the number of decimal
1106     digits after the decimal point equal to the truncated absolute value of
1107     **p**. If the absolute value of **i** is greater than or equal to **2**, and
1108     **p** is not **0**, then calling this function will change the value of
1109     **seed**; otherwise, **0** is returned and **seed** is not changed.
1110
1111 **srand(x)**
1112
1113 :   Returns **x** with its sign flipped with probability **0.5**. In other
1114     words, it randomizes the sign of **x**.
1115
1116 **brand()**
1117
1118 :   Returns a random boolean value (either **0** or **1**).
1119
1120 **ubytes(x)**
1121
1122 :   Returns the numbers of unsigned integer bytes required to hold the truncated
1123     absolute value of **x**.
1124
1125 **sbytes(x)**
1126
1127 :   Returns the numbers of signed, two's-complement integer bytes required to
1128     hold the truncated value of **x**.
1129
1130 **hex(x)**
1131
1132 :   Outputs the hexadecimal (base **16**) representation of **x**.
1133
1134     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1135     **FUNCTIONS** section).
1136
1137 **binary(x)**
1138
1139 :   Outputs the binary (base **2**) representation of **x**.
1140
1141     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1142     **FUNCTIONS** section).
1143
1144 **output(x, b)**
1145
1146 :   Outputs the base **b** representation of **x**.
1147
1148     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1149     **FUNCTIONS** section).
1150
1151 **uint(x)**
1152
1153 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1154     unsigned integer in as few power of two bytes as possible. Both outputs are
1155     split into bytes separated by spaces.
1156
1157     If **x** is not an integer or is negative, an error message is printed
1158     instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1159
1160     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1161     **FUNCTIONS** section).
1162
1163 **int(x)**
1164
1165 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1166     two's-complement integer in as few power of two bytes as possible. Both
1167     outputs are split into bytes separated by spaces.
1168
1169     If **x** is not an integer, an error message is printed instead, but bc(1)
1170     is not reset (see the **RESET** section).
1171
1172     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1173     **FUNCTIONS** section).
1174
1175 **uintn(x, n)**
1176
1177 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1178     unsigned integer in **n** bytes. Both outputs are split into bytes separated
1179     by spaces.
1180
1181     If **x** is not an integer, is negative, or cannot fit into **n** bytes, an
1182     error message is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET**
1183     section).
1184
1185     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1186     **FUNCTIONS** section).
1187
1188 **intn(x, n)**
1189
1190 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1191     two's-complement integer in **n** bytes. Both outputs are split into bytes
1192     separated by spaces.
1193
1194     If **x** is not an integer or cannot fit into **n** bytes, an error message
1195     is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1196
1197     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1198     **FUNCTIONS** section).
1199
1200 **uint8(x)**
1201
1202 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1203     unsigned integer in **1** byte. Both outputs are split into bytes separated
1204     by spaces.
1205
1206     If **x** is not an integer, is negative, or cannot fit into **1** byte, an
1207     error message is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET**
1208     section).
1209
1210     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1211     **FUNCTIONS** section).
1212
1213 **int8(x)**
1214
1215 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1216     two's-complement integer in **1** byte. Both outputs are split into bytes
1217     separated by spaces.
1218
1219     If **x** is not an integer or cannot fit into **1** byte, an error message
1220     is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1221
1222     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1223     **FUNCTIONS** section).
1224
1225 **uint16(x)**
1226
1227 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1228     unsigned integer in **2** bytes. Both outputs are split into bytes separated
1229     by spaces.
1230
1231     If **x** is not an integer, is negative, or cannot fit into **2** bytes, an
1232     error message is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET**
1233     section).
1234
1235     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1236     **FUNCTIONS** section).
1237
1238 **int16(x)**
1239
1240 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1241     two's-complement integer in **2** bytes. Both outputs are split into bytes
1242     separated by spaces.
1243
1244     If **x** is not an integer or cannot fit into **2** bytes, an error message
1245     is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1246
1247     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1248     **FUNCTIONS** section).
1249
1250 **uint32(x)**
1251
1252 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1253     unsigned integer in **4** bytes. Both outputs are split into bytes separated
1254     by spaces.
1255
1256     If **x** is not an integer, is negative, or cannot fit into **4** bytes, an
1257     error message is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET**
1258     section).
1259
1260     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1261     **FUNCTIONS** section).
1262
1263 **int32(x)**
1264
1265 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1266     two's-complement integer in **4** bytes. Both outputs are split into bytes
1267     separated by spaces.
1268
1269     If **x** is not an integer or cannot fit into **4** bytes, an error message
1270     is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1271
1272     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1273     **FUNCTIONS** section).
1274
1275 **uint64(x)**
1276
1277 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as an
1278     unsigned integer in **8** bytes. Both outputs are split into bytes separated
1279     by spaces.
1280
1281     If **x** is not an integer, is negative, or cannot fit into **8** bytes, an
1282     error message is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET**
1283     section).
1284
1285     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1286     **FUNCTIONS** section).
1287
1288 **int64(x)**
1289
1290 :   Outputs the representation, in binary and hexadecimal, of **x** as a signed,
1291     two's-complement integer in **8** bytes. Both outputs are split into bytes
1292     separated by spaces.
1293
1294     If **x** is not an integer or cannot fit into **8** bytes, an error message
1295     is printed instead, but bc(1) is not reset (see the **RESET** section).
1296
1297     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1298     **FUNCTIONS** section).
1299
1300 **hex_uint(x, n)**
1301
1302 :   Outputs the representation of the truncated absolute value of **x** as an
1303     unsigned integer in hexadecimal using **n** bytes. Not all of the value will
1304     be output if **n** is too small.
1305
1306     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1307     **FUNCTIONS** section).
1308
1309 **binary_uint(x, n)**
1310
1311 :   Outputs the representation of the truncated absolute value of **x** as an
1312     unsigned integer in binary using **n** bytes. Not all of the value will be
1313     output if **n** is too small.
1314
1315     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1316     **FUNCTIONS** section).
1317
1318 **output_uint(x, n)**
1319
1320 :   Outputs the representation of the truncated absolute value of **x** as an
1321     unsigned integer in the current **obase** (see the **SYNTAX** section) using
1322     **n** bytes. Not all of the value will be output if **n** is too small.
1323
1324     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1325     **FUNCTIONS** section).
1326
1327 **output_byte(x, i)**
1328
1329 :   Outputs byte **i** of the truncated absolute value of **x**, where **0** is
1330     the least significant byte and **number_of_bytes - 1** is the most
1331     significant byte.
1332
1333     This is a **void** function (see the *Void Functions* subsection of the
1334     **FUNCTIONS** section).
1335
1336 ## Transcendental Functions
1337
1338 All transcendental functions can return slightly inaccurate results (up to 1
1339 [ULP][4]). This is unavoidable, and [this article][5] explains why it is
1340 impossible and unnecessary to calculate exact results for the transcendental
1341 functions.
1342
1343 Because of the possible inaccuracy, I recommend that users call those functions
1344 with the precision (**scale**) set to at least 1 higher than is necessary. If
1345 exact results are *absolutely* required, users can double the precision
1346 (**scale**) and then truncate.
1347
1348 The transcendental functions in the standard math library are:
1349
1350 * **s(x)**
1351 * **c(x)**
1352 * **a(x)**
1353 * **l(x)**
1354 * **e(x)**
1355 * **j(x, n)**
1356
1357 The transcendental functions in the extended math library are:
1358
1359 * **l2(x)**
1360 * **l10(x)**
1361 * **log(x, b)**
1362 * **pi(p)**
1363 * **t(x)**
1364 * **a2(y, x)**
1365 * **sin(x)**
1366 * **cos(x)**
1367 * **tan(x)**
1368 * **atan(x)**
1369 * **atan2(y, x)**
1370 * **r2d(x)**
1371 * **d2r(x)**
1372
1373 # RESET
1374
1375 When bc(1) encounters an error or a signal that it has a non-default handler
1376 for, it resets. This means that several things happen.
1377
1378 First, any functions that are executing are stopped and popped off the stack.
1379 The behavior is not unlike that of exceptions in programming languages. Then
1380 the execution point is set so that any code waiting to execute (after all
1381 functions returned) is skipped.
1382
1383 Thus, when bc(1) resets, it skips any remaining code waiting to be executed.
1384 Then, if it is interactive mode, and the error was not a fatal error (see the
1385 **EXIT STATUS** section), it asks for more input; otherwise, it exits with the
1386 appropriate return code.
1387
1388 Note that this reset behavior is different from the GNU bc(1), which attempts to
1389 start executing the statement right after the one that caused an error.
1390
1391 # PERFORMANCE
1392
1393 Most bc(1) implementations use **char** types to calculate the value of **1**
1394 decimal digit at a time, but that can be slow. This bc(1) does something
1395 different.
1396
1397 It uses large integers to calculate more than **1** decimal digit at a time. If
1398 built in a environment where **BC_LONG_BIT** (see the **LIMITS** section) is
1399 **64**, then each integer has **9** decimal digits. If built in an environment
1400 where **BC_LONG_BIT** is **32** then each integer has **4** decimal digits. This
1401 value (the number of decimal digits per large integer) is called
1402 **BC_BASE_DIGS**.
1403
1404 The actual values of **BC_LONG_BIT** and **BC_BASE_DIGS** can be queried with
1405 the **limits** statement.
1406
1407 In addition, this bc(1) uses an even larger integer for overflow checking. This
1408 integer type depends on the value of **BC_LONG_BIT**, but is always at least
1409 twice as large as the integer type used to store digits.
1410
1411 # LIMITS
1412
1413 The following are the limits on bc(1):
1414
1415 **BC_LONG_BIT**
1416
1417 :   The number of bits in the **long** type in the environment where bc(1) was
1418     built. This determines how many decimal digits can be stored in a single
1419     large integer (see the **PERFORMANCE** section).
1420
1421 **BC_BASE_DIGS**
1422
1423 :   The number of decimal digits per large integer (see the **PERFORMANCE**
1424     section). Depends on **BC_LONG_BIT**.
1425
1426 **BC_BASE_POW**
1427
1428 :   The max decimal number that each large integer can store (see
1429     **BC_BASE_DIGS**) plus **1**. Depends on **BC_BASE_DIGS**.
1430
1431 **BC_OVERFLOW_MAX**
1432
1433 :   The max number that the overflow type (see the **PERFORMANCE** section) can
1434     hold. Depends on **BC_LONG_BIT**.
1435
1436 **BC_BASE_MAX**
1437
1438 :   The maximum output base. Set at **BC_BASE_POW**.
1439
1440 **BC_DIM_MAX**
1441
1442 :   The maximum size of arrays. Set at **SIZE_MAX-1**.
1443
1444 **BC_SCALE_MAX**
1445
1446 :   The maximum **scale**. Set at **BC_OVERFLOW_MAX-1**.
1447
1448 **BC_STRING_MAX**
1449
1450 :   The maximum length of strings. Set at **BC_OVERFLOW_MAX-1**.
1451
1452 **BC_NAME_MAX**
1453
1454 :   The maximum length of identifiers. Set at **BC_OVERFLOW_MAX-1**.
1455
1456 **BC_NUM_MAX**
1457
1458 :   The maximum length of a number (in decimal digits), which includes digits
1459     after the decimal point. Set at **BC_OVERFLOW_MAX-1**.
1460
1461 **BC_RAND_MAX**
1462
1463 :   The maximum integer (inclusive) returned by the **rand()** operand. Set at
1464     **2\^BC_LONG_BIT-1**.
1465
1466 Exponent
1467
1468 :   The maximum allowable exponent (positive or negative). Set at
1469     **BC_OVERFLOW_MAX**.
1470
1471 Number of vars
1472
1473 :   The maximum number of vars/arrays. Set at **SIZE_MAX-1**.
1474
1475 The actual values can be queried with the **limits** statement.
1476
1477 These limits are meant to be effectively non-existent; the limits are so large
1478 (at least on 64-bit machines) that there should not be any point at which they
1479 become a problem. In fact, memory should be exhausted before these limits should
1480 be hit.
1481
1482 # ENVIRONMENT VARIABLES
1483
1484 bc(1) recognizes the following environment variables:
1485
1486 **POSIXLY_CORRECT**
1487
1488 :   If this variable exists (no matter the contents), bc(1) behaves as if
1489     the **-s** option was given.
1490
1491 **BC_ENV_ARGS**
1492
1493 :   This is another way to give command-line arguments to bc(1). They should be
1494     in the same format as all other command-line arguments. These are always
1495     processed first, so any files given in **BC_ENV_ARGS** will be processed
1496     before arguments and files given on the command-line. This gives the user
1497     the ability to set up "standard" options and files to be used at every
1498     invocation. The most useful thing for such files to contain would be useful
1499     functions that the user might want every time bc(1) runs.
1500
1501     The code that parses **BC_ENV_ARGS** will correctly handle quoted arguments,
1502     but it does not understand escape sequences. For example, the string
1503     **"/home/gavin/some bc file.bc"** will be correctly parsed, but the string
1504     **"/home/gavin/some \"bc\" file.bc"** will include the backslashes.
1505
1506     The quote parsing will handle either kind of quotes, **'** or **"**. Thus,
1507     if you have a file with any number of single quotes in the name, you can use
1508     double quotes as the outside quotes, as in **"some 'bc' file.bc"**, and vice
1509     versa if you have a file with double quotes. However, handling a file with
1510     both kinds of quotes in **BC_ENV_ARGS** is not supported due to the
1511     complexity of the parsing, though such files are still supported on the
1512     command-line where the parsing is done by the shell.
1513
1514 **BC_LINE_LENGTH**
1515
1516 :   If this environment variable exists and contains an integer that is greater
1517     than **1** and is less than **UINT16_MAX** (**2\^16-1**), bc(1) will output
1518     lines to that length, including the backslash (**\\**). The default line
1519     length is **70**.
1520
1521 # EXIT STATUS
1522
1523 bc(1) returns the following exit statuses:
1524
1525 **0**
1526
1527 :   No error.
1528
1529 **1**
1530
1531 :   A math error occurred. This follows standard practice of using **1** for
1532     expected errors, since math errors will happen in the process of normal
1533     execution.
1534
1535     Math errors include divide by **0**, taking the square root of a negative
1536     number, using a negative number as a bound for the pseudo-random number
1537     generator, attempting to convert a negative number to a hardware integer,
1538     overflow when converting a number to a hardware integer, and attempting to
1539     use a non-integer where an integer is required.
1540
1541     Converting to a hardware integer happens for the second operand of the power
1542     (**\^**), places (**\@**), left shift (**\<\<**), and right shift (**\>\>**)
1543     operators and their corresponding assignment operators.
1544
1545 **2**
1546
1547 :   A parse error occurred.
1548
1549     Parse errors include unexpected **EOF**, using an invalid character, failing
1550     to find the end of a string or comment, using a token where it is invalid,
1551     giving an invalid expression, giving an invalid print statement, giving an
1552     invalid function definition, attempting to assign to an expression that is
1553     not a named expression (see the *Named Expressions* subsection of the
1554     **SYNTAX** section), giving an invalid **auto** list, having a duplicate
1555     **auto**/function parameter, failing to find the end of a code block,
1556     attempting to return a value from a **void** function, attempting to use a
1557     variable as a reference, and using any extensions when the option **-s** or
1558     any equivalents were given.
1559
1560 **3**
1561
1562 :   A runtime error occurred.
1563
1564     Runtime errors include assigning an invalid number to **ibase**, **obase**,
1565     or **scale**; give a bad expression to a **read()** call, calling **read()**
1566     inside of a **read()** call, type errors, passing the wrong number of
1567     arguments to functions, attempting to call an undefined function, and
1568     attempting to use a **void** function call as a value in an expression.
1569
1570 **4**
1571
1572 :   A fatal error occurred.
1573
1574     Fatal errors include memory allocation errors, I/O errors, failing to open
1575     files, attempting to use files that do not have only ASCII characters (bc(1)
1576     only accepts ASCII characters), attempting to open a directory as a file,
1577     and giving invalid command-line options.
1578
1579 The exit status **4** is special; when a fatal error occurs, bc(1) always exits
1580 and returns **4**, no matter what mode bc(1) is in.
1581
1582 The other statuses will only be returned when bc(1) is not in interactive mode
1583 (see the **INTERACTIVE MODE** section), since bc(1) resets its state (see the
1584 **RESET** section) and accepts more input when one of those errors occurs in
1585 interactive mode. This is also the case when interactive mode is forced by the
1586 **-i** flag or **--interactive** option.
1587
1588 These exit statuses allow bc(1) to be used in shell scripting with error
1589 checking, and its normal behavior can be forced by using the **-i** flag or
1590 **--interactive** option.
1591
1592 # INTERACTIVE MODE
1593
1594 Per the [standard][1], bc(1) has an interactive mode and a non-interactive mode.
1595 Interactive mode is turned on automatically when both **stdin** and **stdout**
1596 are hooked to a terminal, but the **-i** flag and **--interactive** option can
1597 turn it on in other cases.
1598
1599 In interactive mode, bc(1) attempts to recover from errors (see the **RESET**
1600 section), and in normal execution, flushes **stdout** as soon as execution is
1601 done for the current input.
1602
1603 # TTY MODE
1604
1605 If **stdin**, **stdout**, and **stderr** are all connected to a TTY, bc(1) turns
1606 on "TTY mode."
1607
1608 TTY mode is different from interactive mode because interactive mode is required
1609 in the [bc(1) specification][1], and interactive mode requires only **stdin**
1610 and **stdout** to be connected to a terminal.
1611
1612 # SIGNAL HANDLING
1613
1614 Sending a **SIGINT** will cause bc(1) to stop execution of the current input. If
1615 bc(1) is in TTY mode (see the **TTY MODE** section), it will reset (see the
1616 **RESET** section). Otherwise, it will clean up and exit.
1617
1618 Note that "current input" can mean one of two things. If bc(1) is processing
1619 input from **stdin** in TTY mode, it will ask for more input. If bc(1) is
1620 processing input from a file in TTY mode, it will stop processing the file and
1621 start processing the next file, if one exists, or ask for input from **stdin**
1622 if no other file exists.
1623
1624 This means that if a **SIGINT** is sent to bc(1) as it is executing a file, it
1625 can seem as though bc(1) did not respond to the signal since it will immediately
1626 start executing the next file. This is by design; most files that users execute
1627 when interacting with bc(1) have function definitions, which are quick to parse.
1628 If a file takes a long time to execute, there may be a bug in that file. The
1629 rest of the files could still be executed without problem, allowing the user to
1630 continue.
1631
1632 **SIGTERM** and **SIGQUIT** cause bc(1) to clean up and exit, and it uses the
1633 default handler for all other signals.
1634
1635 # LOCALES
1636
1637 This bc(1) ships with support for adding error messages for different locales
1638 and thus, supports **LC_MESSAGES**.
1639
1640 # SEE ALSO
1641
1642 dc(1)
1643
1644 # STANDARDS
1645
1646 bc(1) is compliant with the [IEEE Std 1003.1-2017 (“POSIX.1-2017”)][1]
1647 specification. The flags **-efghiqsvVw**, all long options, and the extensions
1648 noted above are extensions to that specification.
1649
1650 Note that the specification explicitly says that bc(1) only accepts numbers that
1651 use a period (**.**) as a radix point, regardless of the value of
1652 **LC_NUMERIC**.
1653
1654 This bc(1) supports error messages for different locales, and thus, it supports
1655 **LC_MESSAGES**.
1656
1657 # BUGS
1658
1659 None are known. Report bugs at https://git.yzena.com/gavin/bc.
1660
1661 # AUTHORS
1662
1663 Gavin D. Howard <gavin@yzena.com> and contributors.
1664
1665 [1]: https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/bc.html
1666 [2]: https://www.gnu.org/software/bc/
1667 [3]: https://en.wikipedia.org/wiki/Rounding#Round_half_away_from_zero
1668 [4]: https://en.wikipedia.org/wiki/Unit_in_the_last_place
1669 [5]: https://people.eecs.berkeley.edu/~wkahan/LOG10HAF.TXT
1670 [6]: https://en.wikipedia.org/wiki/Rounding#Rounding_away_from_zero