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Import version 3.1.4
[FreeBSD/FreeBSD.git] / manuals / dc / N.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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27 POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
28
29 -->
30
31 # Name
32
33 dc - arbitrary-precision reverse-Polish notation calculator
34
35 # SYNOPSIS
36
37 **dc** [**-hiPvVx**] [**--version**] [**--help**] [**--interactive**] [**--no-prompt**] [**--extended-register**] [**-e** *expr*] [**--expression**=*expr*...] [**-f** *file*...] [**-file**=*file*...] [*file*...]
38
39 # DESCRIPTION
40
41 dc(1) is an arbitrary-precision calculator. It uses a stack (reverse Polish
42 notation) to store numbers and results of computations. Arithmetic operations
43 pop arguments off of the stack and push the results.
44
45 If no files are given on the command-line as extra arguments (i.e., not as
46 **-f** or **--file** arguments), then dc(1) reads from **stdin**. Otherwise,
47 those files are processed, and dc(1) will then exit.
48
49 This is different from the dc(1) on OpenBSD and possibly other dc(1)
50 implementations, where **-e** (**--expression**) and **-f** (**--file**)
51 arguments cause dc(1) to execute them and exit. The reason for this is that this
52 dc(1) allows users to set arguments in the environment variable **DC_ENV_ARGS**
53 (see the **ENVIRONMENT VARIABLES** section). Any expressions given on the
54 command-line should be used to set up a standard environment. For example, if a
55 user wants the **scale** always set to **10**, they can set **DC_ENV_ARGS** to
56 **-e 10k**, and this dc(1) will always start with a **scale** of **10**.
57
58 If users want to have dc(1) exit after processing all input from **-e** and
59 **-f** arguments (and their equivalents), then they can just simply add **-e q**
60 as the last command-line argument or define the environment variable
61 **DC_EXPR_EXIT**.
62
63 # OPTIONS
64
65 The following are the options that dc(1) accepts.
66
67 **-h**, **--help**
68
69 :   Prints a usage message and quits.
70
71 **-v**, **-V**, **--version**
72
73 :   Print the version information (copyright header) and exit.
74
75 **-i**, **--interactive**
76
77 :   Forces interactive mode. (See the **INTERACTIVE MODE** section.)
78
79     This is a **non-portable extension**.
80
81 **-P**, **--no-prompt**
82
83 :   Disables the prompt in TTY mode. (The prompt is only enabled in TTY mode.
84     See the **TTY MODE** section) This is mostly for those users that do not
85     want a prompt or are not used to having them in dc(1). Most of those users
86     would want to put this option in **DC_ENV_ARGS**.
87
88     This is a **non-portable extension**.
89
90 **-x** **--extended-register**
91
92 :   Enables extended register mode. See the *Extended Register Mode* subsection
93     of the **REGISTERS** section for more information.
94
95     This is a **non-portable extension**.
96
97 **-e** *expr*, **--expression**=*expr*
98
99 :   Evaluates *expr*. If multiple expressions are given, they are evaluated in
100     order. If files are given as well (see below), the expressions and files are
101     evaluated in the order given. This means that if a file is given before an
102     expression, the file is read in and evaluated first.
103
104     After processing all expressions and files, dc(1) will exit, unless **-**
105     (**stdin**) was given as an argument at least once to **-f** or **--file**.
106
107     This is a **non-portable extension**.
108
109 **-f** *file*, **--file**=*file*
110
111 :   Reads in *file* and evaluates it, line by line, as though it were read
112     through **stdin**. If expressions are also given (see above), the
113     expressions are evaluated in the order given.
114
115     After processing all expressions and files, dc(1) will exit, unless **-**
116     (**stdin**) was given as an argument at least once to **-f** or **--file**.
117     However, if any other **-e**, **--expression**, **-f**, or **--file**
118     arguments are given after that, bc(1) will give a fatal error and exit.
119
120     This is a **non-portable extension**.
121
122 All long options are **non-portable extensions**.
123
124 # STDOUT
125
126 Any non-error output is written to **stdout**.
127
128 **Note**: Unlike other dc(1) implementations, this dc(1) will issue a fatal
129 error (see the **EXIT STATUS** section) if it cannot write to **stdout**, so if
130 **stdout** is closed, as in **dc <file> >&-**, it will quit with an error. This
131 is done so that dc(1) can report problems when **stdout** is redirected to a
132 file.
133
134 If there are scripts that depend on the behavior of other dc(1) implementations,
135 it is recommended that those scripts be changed to redirect **stdout** to
136 **/dev/null**.
137
138 # STDERR
139
140 Any error output is written to **stderr**.
141
142 **Note**: Unlike other dc(1) implementations, this dc(1) will issue a fatal
143 error (see the **EXIT STATUS** section) if it cannot write to **stderr**, so if
144 **stderr** is closed, as in **dc <file> 2>&-**, it will quit with an error. This
145 is done so that dc(1) can exit with an error code when **stderr** is redirected
146 to a file.
147
148 If there are scripts that depend on the behavior of other dc(1) implementations,
149 it is recommended that those scripts be changed to redirect **stderr** to
150 **/dev/null**.
151
152 # SYNTAX
153
154 Each item in the input source code, either a number (see the **NUMBERS**
155 section) or a command (see the **COMMANDS** section), is processed and executed,
156 in order. Input is processed immediately when entered.
157
158 **ibase** is a register (see the **REGISTERS** section) that determines how to
159 interpret constant numbers. It is the "input" base, or the number base used for
160 interpreting input numbers. **ibase** is initially **10**. The max allowable
161 value for **ibase** is **16**. The min allowable value for **ibase** is **2**.
162 The max allowable value for **ibase** can be queried in dc(1) programs with the
163 **T** command.
164
165 **obase** is a register (see the **REGISTERS** section) that determines how to
166 output results. It is the "output" base, or the number base used for outputting
167 numbers. **obase** is initially **10**. The max allowable value for **obase** is
168 **DC_BASE_MAX** and can be queried with the **U** command. The min allowable
169 value for **obase** is **0**. If **obase** is **0**, values are output in
170 scientific notation, and if **obase** is **1**, values are output in engineering
171 notation. Otherwise, values are output in the specified base.
172
173 Outputting in scientific and engineering notations are **non-portable
174 extensions**.
175
176 The *scale* of an expression is the number of digits in the result of the
177 expression right of the decimal point, and **scale** is a register (see the
178 **REGISTERS** section) that sets the precision of any operations (with
179 exceptions). **scale** is initially **0**. **scale** cannot be negative. The max
180 allowable value for **scale** can be queried in dc(1) programs with the **V**
181 command.
182
183 **seed** is a register containing the current seed for the pseudo-random number
184 generator. If the current value of **seed** is queried and stored, then if it is
185 assigned to **seed** later, the pseudo-random number generator is guaranteed to
186 produce the same sequence of pseudo-random numbers that were generated after the
187 value of **seed** was first queried.
188
189 Multiple values assigned to **seed** can produce the same sequence of
190 pseudo-random numbers. Likewise, when a value is assigned to **seed**, it is not
191 guaranteed that querying **seed** immediately after will return the same value.
192 In addition, the value of **seed** will change after any call to the **'**
193 command or the **"** command that does not get receive a value of **0** or
194 **1**. The maximum integer returned by the **'** command can be queried with the
195 **W** command.
196
197 **Note**: The values returned by the pseudo-random number generator with the
198 **'** and **"** commands are guaranteed to **NOT** be cryptographically secure.
199 This is a consequence of using a seeded pseudo-random number generator. However,
200 they **are** guaranteed to be reproducible with identical **seed** values.
201
202 The pseudo-random number generator, **seed**, and all associated operations are
203 **non-portable extensions**.
204
205 ## Comments
206
207 Comments go from **#** until, and not including, the next newline. This is a
208 **non-portable extension**.
209
210 # NUMBERS
211
212 Numbers are strings made up of digits, uppercase letters up to **F**, and at
213 most **1** period for a radix. Numbers can have up to **DC_NUM_MAX** digits.
214 Uppercase letters are equal to **9** + their position in the alphabet (i.e.,
215 **A** equals **10**, or **9+1**). If a digit or letter makes no sense with the
216 current value of **ibase**, they are set to the value of the highest valid digit
217 in **ibase**.
218
219 Single-character numbers (i.e., **A** alone) take the value that they would have
220 if they were valid digits, regardless of the value of **ibase**. This means that
221 **A** alone always equals decimal **10** and **F** alone always equals decimal
222 **15**.
223
224 In addition, dc(1) accepts numbers in scientific notation. These have the form
225 **\<number\>e\<integer\>**. The power (the portion after the **e**) must be an
226 integer. An example is **1.89237e9**, which is equal to **1892370000**. Negative
227 exponents are also allowed, so **4.2890e_3** is equal to **0.0042890**.
228
229 **WARNING**: Both the number and the exponent in scientific notation are
230 interpreted according to the current **ibase**, but the number is still
231 multiplied by **10\^exponent** regardless of the current **ibase**. For example,
232 if **ibase** is **16** and dc(1) is given the number string **FFeA**, the
233 resulting decimal number will be **2550000000000**, and if dc(1) is given the
234 number string **10e_4**, the resulting decimal number will be **0.0016**.
235
236 Accepting input as scientific notation is a **non-portable extension**.
237
238 # COMMANDS
239
240 The valid commands are listed below.
241
242 ## Printing
243
244 These commands are used for printing.
245
246 Note that both scientific notation and engineering notation are available for
247 printing numbers. Scientific notation is activated by assigning **0** to
248 **obase** using **0o**, and engineering notation is activated by assigning **1**
249 to **obase** using **1o**. To deactivate them, just assign a different value to
250 **obase**.
251
252 Printing numbers in scientific notation and/or engineering notation is a
253 **non-portable extension**.
254
255 **p**
256
257 :   Prints the value on top of the stack, whether number or string, and prints a
258     newline after.
259
260     This does not alter the stack.
261
262 **n**
263
264 :   Prints the value on top of the stack, whether number or string, and pops it
265     off of the stack.
266
267 **P**
268
269 :   Pops a value off the stack.
270
271     If the value is a number, it is truncated and the absolute value of the
272     result is printed as though **obase** is **UCHAR_MAX+1** and each digit is
273     interpreted as an ASCII character, making it a byte stream.
274
275     If the value is a string, it is printed without a trailing newline.
276
277     This is a **non-portable extension**.
278
279 **f**
280
281 :   Prints the entire contents of the stack, in order from newest to oldest,
282     without altering anything.
283
284     Users should use this command when they get lost.
285
286 ## Arithmetic
287
288 These are the commands used for arithmetic.
289
290 **+**
291
292 :   The top two values are popped off the stack, added, and the result is pushed
293     onto the stack. The *scale* of the result is equal to the max *scale* of
294     both operands.
295
296 **-**
297
298 :   The top two values are popped off the stack, subtracted, and the result is
299     pushed onto the stack. The *scale* of the result is equal to the max
300     *scale* of both operands.
301
302 **\***
303
304 :   The top two values are popped off the stack, multiplied, and the result is
305     pushed onto the stack. If **a** is the *scale* of the first expression and
306     **b** is the *scale* of the second expression, the *scale* of the result
307     is equal to **min(a+b,max(scale,a,b))** where **min()** and **max()** return
308     the obvious values.
309
310 **/**
311
312 :   The top two values are popped off the stack, divided, and the result is
313     pushed onto the stack. The *scale* of the result is equal to **scale**.
314
315     The first value popped off of the stack must be non-zero.
316
317 **%**
318
319 :   The top two values are popped off the stack, remaindered, and the result is
320     pushed onto the stack.
321
322     Remaindering is equivalent to 1) Computing **a/b** to current **scale**, and
323     2) Using the result of step 1 to calculate **a-(a/b)\*b** to *scale*
324     **max(scale+scale(b),scale(a))**.
325
326     The first value popped off of the stack must be non-zero.
327
328 **~**
329
330 :   The top two values are popped off the stack, divided and remaindered, and
331     the results (divided first, remainder second) are pushed onto the stack.
332     This is equivalent to **x y / x y %** except that **x** and **y** are only
333     evaluated once.
334
335     The first value popped off of the stack must be non-zero.
336
337     This is a **non-portable extension**.
338
339 **\^**
340
341 :   The top two values are popped off the stack, the second is raised to the
342     power of the first, and the result is pushed onto the stack.
343
344     The first value popped off of the stack must be an integer, and if that
345     value is negative, the second value popped off of the stack must be
346     non-zero.
347
348 **v**
349
350 :   The top value is popped off the stack, its square root is computed, and the
351     result is pushed onto the stack. The *scale* of the result is equal to
352     **scale**.
353
354     The value popped off of the stack must be non-negative.
355
356 **\_**
357
358 :   If this command *immediately* precedes a number (i.e., no spaces or other
359     commands), then that number is input as a negative number.
360
361     Otherwise, the top value on the stack is popped and copied, and the copy is
362     negated and pushed onto the stack. This behavior without a number is a
363     **non-portable extension**.
364
365 **b**
366
367 :   The top value is popped off the stack, and if it is zero, it is pushed back
368     onto the stack. Otherwise, its absolute value is pushed onto the stack.
369
370     This is a **non-portable extension**.
371
372 **|**
373
374 :   The top three values are popped off the stack, a modular exponentiation is
375     computed, and the result is pushed onto the stack.
376
377     The first value popped is used as the reduction modulus and must be an
378     integer and non-zero. The second value popped is used as the exponent and
379     must be an integer and non-negative. The third value popped is the base and
380     must be an integer.
381
382     This is a **non-portable extension**.
383
384 **\$**
385
386 :   The top value is popped off the stack and copied, and the copy is truncated
387     and pushed onto the stack.
388
389     This is a **non-portable extension**.
390
391 **\@**
392
393 :   The top two values are popped off the stack, and the precision of the second
394     is set to the value of the first, whether by truncation or extension.
395
396     The first value popped off of the stack must be an integer and non-negative.
397
398     This is a **non-portable extension**.
399
400 **H**
401
402 :   The top two values are popped off the stack, and the second is shifted left
403     (radix shifted right) to the value of the first.
404
405     The first value popped off of the stack must be an integer and non-negative.
406
407     This is a **non-portable extension**.
408
409 **h**
410
411 :   The top two values are popped off the stack, and the second is shifted right
412     (radix shifted left) to the value of the first.
413
414     The first value popped off of the stack must be an integer and non-negative.
415
416     This is a **non-portable extension**.
417
418 **G**
419
420 :   The top two values are popped off of the stack, they are compared, and a
421     **1** is pushed if they are equal, or **0** otherwise.
422
423     This is a **non-portable extension**.
424
425 **N**
426
427 :   The top value is popped off of the stack, and if it a **0**, a **1** is
428     pushed; otherwise, a **0** is pushed.
429
430     This is a **non-portable extension**.
431
432 **(**
433
434 :   The top two values are popped off of the stack, they are compared, and a
435     **1** is pushed if the first is less than the second, or **0** otherwise.
436
437     This is a **non-portable extension**.
438
439 **{**
440
441 :   The top two values are popped off of the stack, they are compared, and a
442     **1** is pushed if the first is less than or equal to the second, or **0**
443     otherwise.
444
445     This is a **non-portable extension**.
446
447 **)**
448
449 :   The top two values are popped off of the stack, they are compared, and a
450     **1** is pushed if the first is greater than the second, or **0** otherwise.
451
452     This is a **non-portable extension**.
453
454 **}**
455
456 :   The top two values are popped off of the stack, they are compared, and a
457     **1** is pushed if the first is greater than or equal to the second, or
458     **0** otherwise.
459
460     This is a **non-portable extension**.
461
462 **M**
463
464 :   The top two values are popped off of the stack. If they are both non-zero, a
465     **1** is pushed onto the stack. If either of them is zero, or both of them
466     are, then a **0** is pushed onto the stack.
467
468     This is like the **&&** operator in bc(1), and it is *not* a short-circuit
469     operator.
470
471     This is a **non-portable extension**.
472
473 **m**
474
475 :   The top two values are popped off of the stack. If at least one of them is
476     non-zero, a **1** is pushed onto the stack. If both of them are zero, then a
477     **0** is pushed onto the stack.
478
479     This is like the **||** operator in bc(1), and it is *not* a short-circuit
480     operator.
481
482     This is a **non-portable extension**.
483
484 ## Pseudo-Random Number Generator
485
486 dc(1) has a built-in pseudo-random number generator. These commands query the
487 pseudo-random number generator. (See Parameters for more information about the
488 **seed** value that controls the pseudo-random number generator.)
489
490 The pseudo-random number generator is guaranteed to **NOT** be
491 cryptographically secure.
492
493 **'**
494
495 :   Generates an integer between 0 and **DC_RAND_MAX**, inclusive (see the
496     **LIMITS** section).
497
498     The generated integer is made as unbiased as possible, subject to the
499     limitations of the pseudo-random number generator.
500
501     This is a **non-portable extension**.
502
503 **"**
504
505 :   Pops a value off of the stack, which is used as an **exclusive** upper bound
506     on the integer that will be generated. If the bound is negative or is a
507     non-integer, an error is raised, and dc(1) resets (see the **RESET**
508     section) while **seed** remains unchanged. If the bound is larger than
509     **DC_RAND_MAX**, the higher bound is honored by generating several
510     pseudo-random integers, multiplying them by appropriate powers of
511     **DC_RAND_MAX+1**, and adding them together. Thus, the size of integer that
512     can be generated with this command is unbounded. Using this command will
513     change the value of **seed**, unless the operand is **0** or **1**. In that
514     case, **0** is pushed onto the stack, and **seed** is *not* changed.
515
516     The generated integer is made as unbiased as possible, subject to the
517     limitations of the pseudo-random number generator.
518
519     This is a **non-portable extension**.
520
521 ## Stack Control
522
523 These commands control the stack.
524
525 **c**
526
527 :   Removes all items from ("clears") the stack.
528
529 **d**
530
531 :   Copies the item on top of the stack ("duplicates") and pushes the copy onto
532     the stack.
533
534 **r**
535
536 :   Swaps ("reverses") the two top items on the stack.
537
538 **R**
539
540 :   Pops ("removes") the top value from the stack.
541
542 ## Register Control
543
544 These commands control registers (see the **REGISTERS** section).
545
546 **s***r*
547
548 :   Pops the value off the top of the stack and stores it into register *r*.
549
550 **l***r*
551
552 :   Copies the value in register *r* and pushes it onto the stack. This does not
553     alter the contents of *r*.
554
555 **S***r*
556
557 :   Pops the value off the top of the (main) stack and pushes it onto the stack
558     of register *r*. The previous value of the register becomes inaccessible.
559
560 **L***r*
561
562 :   Pops the value off the top of the stack for register *r* and push it onto
563     the main stack. The previous value in the stack for register *r*, if any, is
564     now accessible via the **l***r* command.
565
566 ## Parameters
567
568 These commands control the values of **ibase**, **obase**, **scale**, and
569 **seed**. Also see the **SYNTAX** section.
570
571 **i**
572
573 :   Pops the value off of the top of the stack and uses it to set **ibase**,
574     which must be between **2** and **16**, inclusive.
575
576     If the value on top of the stack has any *scale*, the *scale* is ignored.
577
578 **o**
579
580 :   Pops the value off of the top of the stack and uses it to set **obase**,
581     which must be between **0** and **DC_BASE_MAX**, inclusive (see the
582     **LIMITS** section and the **NUMBERS** section).
583
584     If the value on top of the stack has any *scale*, the *scale* is ignored.
585
586 **k**
587
588 :   Pops the value off of the top of the stack and uses it to set **scale**,
589     which must be non-negative.
590
591     If the value on top of the stack has any *scale*, the *scale* is ignored.
592
593 **j**
594
595 :   Pops the value off of the top of the stack and uses it to set **seed**. The
596     meaning of **seed** is dependent on the current pseudo-random number
597     generator but is guaranteed to not change except for new major versions.
598
599     The *scale* and sign of the value may be significant.
600
601     If a previously used **seed** value is used again, the pseudo-random number
602     generator is guaranteed to produce the same sequence of pseudo-random
603     numbers as it did when the **seed** value was previously used.
604
605     The exact value assigned to **seed** is not guaranteed to be returned if the
606     **J** command is used. However, if **seed** *does* return a different value,
607     both values, when assigned to **seed**, are guaranteed to produce the same
608     sequence of pseudo-random numbers. This means that certain values assigned
609     to **seed** will not produce unique sequences of pseudo-random numbers.
610
611     There is no limit to the length (number of significant decimal digits) or
612     *scale* of the value that can be assigned to **seed**.
613
614     This is a **non-portable extension**.
615
616 **I**
617
618 :   Pushes the current value of **ibase** onto the main stack.
619
620 **O**
621
622 :   Pushes the current value of **obase** onto the main stack.
623
624 **K**
625
626 :   Pushes the current value of **scale** onto the main stack.
627
628 **J**
629
630 :   Pushes the current value of **seed** onto the main stack.
631
632     This is a **non-portable extension**.
633
634 **T**
635
636 :   Pushes the maximum allowable value of **ibase** onto the main stack.
637
638     This is a **non-portable extension**.
639
640 **U**
641
642 :   Pushes the maximum allowable value of **obase** onto the main stack.
643
644     This is a **non-portable extension**.
645
646 **V**
647
648 :   Pushes the maximum allowable value of **scale** onto the main stack.
649
650     This is a **non-portable extension**.
651
652 **W**
653
654 :   Pushes the maximum (inclusive) integer that can be generated with the **'**
655     pseudo-random number generator command.
656
657     This is a **non-portable extension**.
658
659 ## Strings
660
661 The following commands control strings.
662
663 dc(1) can work with both numbers and strings, and registers (see the
664 **REGISTERS** section) can hold both strings and numbers. dc(1) always knows
665 whether the contents of a register are a string or a number.
666
667 While arithmetic operations have to have numbers, and will print an error if
668 given a string, other commands accept strings.
669
670 Strings can also be executed as macros. For example, if the string **[1pR]** is
671 executed as a macro, then the code **1pR** is executed, meaning that the **1**
672 will be printed with a newline after and then popped from the stack.
673
674 **\[**_characters_**\]**
675
676 :   Makes a string containing *characters* and pushes it onto the stack.
677
678     If there are brackets (**\[** and **\]**) in the string, then they must be
679     balanced. Unbalanced brackets can be escaped using a backslash (**\\**)
680     character.
681
682     If there is a backslash character in the string, the character after it
683     (even another backslash) is put into the string verbatim, but the (first)
684     backslash is not.
685
686 **a**
687
688 :   The value on top of the stack is popped.
689
690     If it is a number, it is truncated and its absolute value is taken. The
691     result mod **UCHAR_MAX+1** is calculated. If that result is **0**, push an
692     empty string; otherwise, push a one-character string where the character is
693     the result of the mod interpreted as an ASCII character.
694
695     If it is a string, then a new string is made. If the original string is
696     empty, the new string is empty. If it is not, then the first character of
697     the original string is used to create the new string as a one-character
698     string. The new string is then pushed onto the stack.
699
700     This is a **non-portable extension**.
701
702 **x**
703
704 :   Pops a value off of the top of the stack.
705
706     If it is a number, it is pushed back onto the stack.
707
708     If it is a string, it is executed as a macro.
709
710     This behavior is the norm whenever a macro is executed, whether by this
711     command or by the conditional execution commands below.
712
713 **\>***r*
714
715 :   Pops two values off of the stack that must be numbers and compares them. If
716     the first value is greater than the second, then the contents of register
717     *r* are executed.
718
719     For example, **0 1>a** will execute the contents of register **a**, and
720     **1 0>a** will not.
721
722     If either or both of the values are not numbers, dc(1) will raise an error
723     and reset (see the **RESET** section).
724
725 **>***r***e***s*
726
727 :   Like the above, but will execute register *s* if the comparison fails.
728
729     If either or both of the values are not numbers, dc(1) will raise an error
730     and reset (see the **RESET** section).
731
732     This is a **non-portable extension**.
733
734 **!\>***r*
735
736 :   Pops two values off of the stack that must be numbers and compares them. If
737     the first value is not greater than the second (less than or equal to), then
738     the contents of register *r* are executed.
739
740     If either or both of the values are not numbers, dc(1) will raise an error
741     and reset (see the **RESET** section).
742
743 **!\>***r***e***s*
744
745 :   Like the above, but will execute register *s* if the comparison fails.
746
747     If either or both of the values are not numbers, dc(1) will raise an error
748     and reset (see the **RESET** section).
749
750     This is a **non-portable extension**.
751
752 **\<***r*
753
754 :   Pops two values off of the stack that must be numbers and compares them. If
755     the first value is less than the second, then the contents of register *r*
756     are executed.
757
758     If either or both of the values are not numbers, dc(1) will raise an error
759     and reset (see the **RESET** section).
760
761 **\<***r***e***s*
762
763 :   Like the above, but will execute register *s* if the comparison fails.
764
765     If either or both of the values are not numbers, dc(1) will raise an error
766     and reset (see the **RESET** section).
767
768     This is a **non-portable extension**.
769
770 **!\<***r*
771
772 :   Pops two values off of the stack that must be numbers and compares them. If
773     the first value is not less than the second (greater than or equal to), then
774     the contents of register *r* are executed.
775
776     If either or both of the values are not numbers, dc(1) will raise an error
777     and reset (see the **RESET** section).
778
779 **!\<***r***e***s*
780
781 :   Like the above, but will execute register *s* if the comparison fails.
782
783     If either or both of the values are not numbers, dc(1) will raise an error
784     and reset (see the **RESET** section).
785
786     This is a **non-portable extension**.
787
788 **=***r*
789
790 :   Pops two values off of the stack that must be numbers and compares them. If
791     the first value is equal to the second, then the contents of register *r*
792     are executed.
793
794     If either or both of the values are not numbers, dc(1) will raise an error
795     and reset (see the **RESET** section).
796
797 **=***r***e***s*
798
799 :   Like the above, but will execute register *s* if the comparison fails.
800
801     If either or both of the values are not numbers, dc(1) will raise an error
802     and reset (see the **RESET** section).
803
804     This is a **non-portable extension**.
805
806 **!=***r*
807
808 :   Pops two values off of the stack that must be numbers and compares them. If
809     the first value is not equal to the second, then the contents of register
810     *r* are executed.
811
812     If either or both of the values are not numbers, dc(1) will raise an error
813     and reset (see the **RESET** section).
814
815 **!=***r***e***s*
816
817 :   Like the above, but will execute register *s* if the comparison fails.
818
819     If either or both of the values are not numbers, dc(1) will raise an error
820     and reset (see the **RESET** section).
821
822     This is a **non-portable extension**.
823
824 **?**
825
826 :   Reads a line from the **stdin** and executes it. This is to allow macros to
827     request input from users.
828
829 **q**
830
831 :   During execution of a macro, this exits the execution of that macro and the
832     execution of the macro that executed it. If there are no macros, or only one
833     macro executing, dc(1) exits.
834
835 **Q**
836
837 :   Pops a value from the stack which must be non-negative and is used the
838     number of macro executions to pop off of the execution stack. If the number
839     of levels to pop is greater than the number of executing macros, dc(1)
840     exits.
841
842 ## Status
843
844 These commands query status of the stack or its top value.
845
846 **Z**
847
848 :   Pops a value off of the stack.
849
850     If it is a number, calculates the number of significant decimal digits it
851     has and pushes the result.
852
853     If it is a string, pushes the number of characters the string has.
854
855 **X**
856
857 :   Pops a value off of the stack.
858
859     If it is a number, pushes the *scale* of the value onto the stack.
860
861     If it is a string, pushes **0**.
862
863 **z**
864
865 :   Pushes the current stack depth (before execution of this command).
866
867 ## Arrays
868
869 These commands manipulate arrays.
870
871 **:***r*
872
873 :   Pops the top two values off of the stack. The second value will be stored in
874     the array *r* (see the **REGISTERS** section), indexed by the first value.
875
876 **;***r*
877
878 :   Pops the value on top of the stack and uses it as an index into the array
879     *r*. The selected value is then pushed onto the stack.
880
881 # REGISTERS
882
883 Registers are names that can store strings, numbers, and arrays. (Number/string
884 registers do not interfere with array registers.)
885
886 Each register is also its own stack, so the current register value is the top of
887 the stack for the register. All registers, when first referenced, have one value
888 (**0**) in their stack.
889
890 In non-extended register mode, a register name is just the single character that
891 follows any command that needs a register name. The only exception is a newline
892 (**'\\n'**); it is a parse error for a newline to be used as a register name.
893
894 ## Extended Register Mode
895
896 Unlike most other dc(1) implentations, this dc(1) provides nearly unlimited
897 amounts of registers, if extended register mode is enabled.
898
899 If extended register mode is enabled (**-x** or **--extended-register**
900 command-line arguments are given), then normal single character registers are
901 used *unless* the character immediately following a command that needs a
902 register name is a space (according to **isspace()**) and not a newline
903 (**'\\n'**).
904
905 In that case, the register name is found according to the regex
906 **\[a-z\]\[a-z0-9\_\]\*** (like bc(1) identifiers), and it is a parse error if
907 the next non-space characters do not match that regex.
908
909 # RESET
910
911 When dc(1) encounters an error or a signal that it has a non-default handler
912 for, it resets. This means that several things happen.
913
914 First, any macros that are executing are stopped and popped off the stack.
915 The behavior is not unlike that of exceptions in programming languages. Then
916 the execution point is set so that any code waiting to execute (after all
917 macros returned) is skipped.
918
919 Thus, when dc(1) resets, it skips any remaining code waiting to be executed.
920 Then, if it is interactive mode, and the error was not a fatal error (see the
921 **EXIT STATUS** section), it asks for more input; otherwise, it exits with the
922 appropriate return code.
923
924 # PERFORMANCE
925
926 Most dc(1) implementations use **char** types to calculate the value of **1**
927 decimal digit at a time, but that can be slow. This dc(1) does something
928 different.
929
930 It uses large integers to calculate more than **1** decimal digit at a time. If
931 built in a environment where **DC_LONG_BIT** (see the **LIMITS** section) is
932 **64**, then each integer has **9** decimal digits. If built in an environment
933 where **DC_LONG_BIT** is **32** then each integer has **4** decimal digits. This
934 value (the number of decimal digits per large integer) is called
935 **DC_BASE_DIGS**.
936
937 In addition, this dc(1) uses an even larger integer for overflow checking. This
938 integer type depends on the value of **DC_LONG_BIT**, but is always at least
939 twice as large as the integer type used to store digits.
940
941 # LIMITS
942
943 The following are the limits on dc(1):
944
945 **DC_LONG_BIT**
946
947 :   The number of bits in the **long** type in the environment where dc(1) was
948     built. This determines how many decimal digits can be stored in a single
949     large integer (see the **PERFORMANCE** section).
950
951 **DC_BASE_DIGS**
952
953 :   The number of decimal digits per large integer (see the **PERFORMANCE**
954     section). Depends on **DC_LONG_BIT**.
955
956 **DC_BASE_POW**
957
958 :   The max decimal number that each large integer can store (see
959     **DC_BASE_DIGS**) plus **1**. Depends on **DC_BASE_DIGS**.
960
961 **DC_OVERFLOW_MAX**
962
963 :   The max number that the overflow type (see the **PERFORMANCE** section) can
964     hold. Depends on **DC_LONG_BIT**.
965
966 **DC_BASE_MAX**
967
968 :   The maximum output base. Set at **DC_BASE_POW**.
969
970 **DC_DIM_MAX**
971
972 :   The maximum size of arrays. Set at **SIZE_MAX-1**.
973
974 **DC_SCALE_MAX**
975
976 :   The maximum **scale**. Set at **DC_OVERFLOW_MAX-1**.
977
978 **DC_STRING_MAX**
979
980 :   The maximum length of strings. Set at **DC_OVERFLOW_MAX-1**.
981
982 **DC_NAME_MAX**
983
984 :   The maximum length of identifiers. Set at **DC_OVERFLOW_MAX-1**.
985
986 **DC_NUM_MAX**
987
988 :   The maximum length of a number (in decimal digits), which includes digits
989     after the decimal point. Set at **DC_OVERFLOW_MAX-1**.
990
991 **DC_RAND_MAX**
992
993 :   The maximum integer (inclusive) returned by the **'** command, if dc(1). Set
994     at **2\^DC_LONG_BIT-1**.
995
996 Exponent
997
998 :   The maximum allowable exponent (positive or negative). Set at
999     **DC_OVERFLOW_MAX**.
1000
1001 Number of vars
1002
1003 :   The maximum number of vars/arrays. Set at **SIZE_MAX-1**.
1004
1005 These limits are meant to be effectively non-existent; the limits are so large
1006 (at least on 64-bit machines) that there should not be any point at which they
1007 become a problem. In fact, memory should be exhausted before these limits should
1008 be hit.
1009
1010 # ENVIRONMENT VARIABLES
1011
1012 dc(1) recognizes the following environment variables:
1013
1014 **DC_ENV_ARGS**
1015
1016 :   This is another way to give command-line arguments to dc(1). They should be
1017     in the same format as all other command-line arguments. These are always
1018     processed first, so any files given in **DC_ENV_ARGS** will be processed
1019     before arguments and files given on the command-line. This gives the user
1020     the ability to set up "standard" options and files to be used at every
1021     invocation. The most useful thing for such files to contain would be useful
1022     functions that the user might want every time dc(1) runs. Another use would
1023     be to use the **-e** option to set **scale** to a value other than **0**.
1024
1025     The code that parses **DC_ENV_ARGS** will correctly handle quoted arguments,
1026     but it does not understand escape sequences. For example, the string
1027     **"/home/gavin/some dc file.dc"** will be correctly parsed, but the string
1028     **"/home/gavin/some \"dc\" file.dc"** will include the backslashes.
1029
1030     The quote parsing will handle either kind of quotes, **'** or **"**. Thus,
1031     if you have a file with any number of single quotes in the name, you can use
1032     double quotes as the outside quotes, as in **"some 'bc' file.bc"**, and vice
1033     versa if you have a file with double quotes. However, handling a file with
1034     both kinds of quotes in **DC_ENV_ARGS** is not supported due to the
1035     complexity of the parsing, though such files are still supported on the
1036     command-line where the parsing is done by the shell.
1037
1038 **DC_LINE_LENGTH**
1039
1040 :   If this environment variable exists and contains an integer that is greater
1041     than **1** and is less than **UINT16_MAX** (**2\^16-1**), dc(1) will output
1042     lines to that length, including the backslash newline combo. The default
1043     line length is **70**.
1044
1045 **DC_EXPR_EXIT**
1046
1047 :   If this variable exists (no matter the contents), dc(1) will exit
1048     immediately after executing expressions and files given by the **-e** and/or
1049     **-f** command-line options (and any equivalents).
1050
1051 # EXIT STATUS
1052
1053 dc(1) returns the following exit statuses:
1054
1055 **0**
1056
1057 :   No error.
1058
1059 **1**
1060
1061 :   A math error occurred. This follows standard practice of using **1** for
1062     expected errors, since math errors will happen in the process of normal
1063     execution.
1064
1065     Math errors include divide by **0**, taking the square root of a negative
1066     number, using a negative number as a bound for the pseudo-random number
1067     generator, attempting to convert a negative number to a hardware integer,
1068     overflow when converting a number to a hardware integer, and attempting to
1069     use a non-integer where an integer is required.
1070
1071     Converting to a hardware integer happens for the second operand of the power
1072     (**\^**), places (**\@**), left shift (**H**), and right shift (**h**)
1073     operators.
1074
1075 **2**
1076
1077 :   A parse error occurred.
1078
1079     Parse errors include unexpected **EOF**, using an invalid character, failing
1080     to find the end of a string or comment, and using a token where it is
1081     invalid.
1082
1083 **3**
1084
1085 :   A runtime error occurred.
1086
1087     Runtime errors include assigning an invalid number to **ibase**, **obase**,
1088     or **scale**; give a bad expression to a **read()** call, calling **read()**
1089     inside of a **read()** call, type errors, and attempting an operation when
1090     the stack has too few elements.
1091
1092 **4**
1093
1094 :   A fatal error occurred.
1095
1096     Fatal errors include memory allocation errors, I/O errors, failing to open
1097     files, attempting to use files that do not have only ASCII characters (dc(1)
1098     only accepts ASCII characters), attempting to open a directory as a file,
1099     and giving invalid command-line options.
1100
1101 The exit status **4** is special; when a fatal error occurs, dc(1) always exits
1102 and returns **4**, no matter what mode dc(1) is in.
1103
1104 The other statuses will only be returned when dc(1) is not in interactive mode
1105 (see the **INTERACTIVE MODE** section), since dc(1) resets its state (see the
1106 **RESET** section) and accepts more input when one of those errors occurs in
1107 interactive mode. This is also the case when interactive mode is forced by the
1108 **-i** flag or **--interactive** option.
1109
1110 These exit statuses allow dc(1) to be used in shell scripting with error
1111 checking, and its normal behavior can be forced by using the **-i** flag or
1112 **--interactive** option.
1113
1114 # INTERACTIVE MODE
1115
1116 Like bc(1), dc(1) has an interactive mode and a non-interactive mode.
1117 Interactive mode is turned on automatically when both **stdin** and **stdout**
1118 are hooked to a terminal, but the **-i** flag and **--interactive** option can
1119 turn it on in other cases.
1120
1121 In interactive mode, dc(1) attempts to recover from errors (see the **RESET**
1122 section), and in normal execution, flushes **stdout** as soon as execution is
1123 done for the current input.
1124
1125 # TTY MODE
1126
1127 If **stdin**, **stdout**, and **stderr** are all connected to a TTY, dc(1) turns
1128 on "TTY mode."
1129
1130 TTY mode is required for history to be enabled (see the **COMMAND LINE HISTORY**
1131 section). It is also required to enable special handling for **SIGINT** signals.
1132
1133 The prompt is enabled in TTY mode.
1134
1135 TTY mode is different from interactive mode because interactive mode is required
1136 in the [bc(1) specification][1], and interactive mode requires only **stdin**
1137 and **stdout** to be connected to a terminal.
1138
1139 # SIGNAL HANDLING
1140
1141 Sending a **SIGINT** will cause dc(1) to stop execution of the current input. If
1142 dc(1) is in TTY mode (see the **TTY MODE** section), it will reset (see the
1143 **RESET** section). Otherwise, it will clean up and exit.
1144
1145 Note that "current input" can mean one of two things. If dc(1) is processing
1146 input from **stdin** in TTY mode, it will ask for more input. If dc(1) is
1147 processing input from a file in TTY mode, it will stop processing the file and
1148 start processing the next file, if one exists, or ask for input from **stdin**
1149 if no other file exists.
1150
1151 This means that if a **SIGINT** is sent to dc(1) as it is executing a file, it
1152 can seem as though dc(1) did not respond to the signal since it will immediately
1153 start executing the next file. This is by design; most files that users execute
1154 when interacting with dc(1) have function definitions, which are quick to parse.
1155 If a file takes a long time to execute, there may be a bug in that file. The
1156 rest of the files could still be executed without problem, allowing the user to
1157 continue.
1158
1159 **SIGTERM** and **SIGQUIT** cause dc(1) to clean up and exit, and it uses the
1160 default handler for all other signals. The one exception is **SIGHUP**; in that
1161 case, when dc(1) is in TTY mode, a **SIGHUP** will cause dc(1) to clean up and
1162 exit.
1163
1164 # COMMAND LINE HISTORY
1165
1166 dc(1) supports interactive command-line editing. If dc(1) is in TTY mode (see
1167 the **TTY MODE** section), history is enabled. Previous lines can be recalled
1168 and edited with the arrow keys.
1169
1170 **Note**: tabs are converted to 8 spaces.
1171
1172 # SEE ALSO
1173
1174 bc(1)
1175
1176 # STANDARDS
1177
1178 The dc(1) utility operators are compliant with the operators in the bc(1)
1179 [IEEE Std 1003.1-2017 (“POSIX.1-2017”)][1] specification.
1180
1181 # BUGS
1182
1183 None are known. Report bugs at https://git.yzena.com/gavin/bc.
1184
1185 # AUTHOR
1186
1187 Gavin D. Howard <yzena.tech@gmail.com> and contributors.
1188
1189 [1]: https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/bc.html