elf: Make glibc.rtld.enable_secure ignore alias environment variables
[glibc.git] / manual / stdio.texi
blobf5e289d58a1fa16cc899aae8868dabcad1c70860
1 @node I/O on Streams, Low-Level I/O, I/O Overview, Top
2 @c %MENU% High-level, portable I/O facilities
3 @chapter Input/Output on Streams
4 @c fix an overfull:
5 @tex
6 \hyphenation{which-ever}
7 @end tex
9 This chapter describes the functions for creating streams and performing
10 input and output operations on them.  As discussed in @ref{I/O
11 Overview}, a stream is a fairly abstract, high-level concept
12 representing a communications channel to a file, device, or process.
14 @menu
15 * Streams::                     About the data type representing a stream.
16 * Standard Streams::            Streams to the standard input and output
17                                  devices are created for you.
18 * Opening Streams::             How to create a stream to talk to a file.
19 * Closing Streams::             Close a stream when you are finished with it.
20 * Streams and Threads::         Issues with streams in threaded programs.
21 * Streams and I18N::            Streams in internationalized applications.
22 * Simple Output::               Unformatted output by characters and lines.
23 * Character Input::             Unformatted input by characters and words.
24 * Line Input::                  Reading a line or a record from a stream.
25 * Unreading::                   Peeking ahead/pushing back input just read.
26 * Block Input/Output::          Input and output operations on blocks of data.
27 * Formatted Output::            @code{printf} and related functions.
28 * Customizing Printf::          You can define new conversion specifiers for
29                                  @code{printf} and friends.
30 * Formatted Input::             @code{scanf} and related functions.
31 * EOF and Errors::              How you can tell if an I/O error happens.
32 * Error Recovery::              What you can do about errors.
33 * Binary Streams::              Some systems distinguish between text files
34                                  and binary files.
35 * File Positioning::            About random-access streams.
36 * Portable Positioning::        Random access on peculiar ISO C systems.
37 * Stream Buffering::            How to control buffering of streams.
38 * Other Kinds of Streams::      Streams that do not necessarily correspond
39                                  to an open file.
40 * Formatted Messages::          Print strictly formatted messages.
41 @end menu
43 @node Streams
44 @section Streams
46 For historical reasons, the type of the C data structure that represents
47 a stream is called @code{FILE} rather than ``stream''.  Since most of
48 the library functions deal with objects of type @code{FILE *}, sometimes
49 the term @dfn{file pointer} is also used to mean ``stream''.  This leads
50 to unfortunate confusion over terminology in many books on C.  This
51 manual, however, is careful to use the terms ``file'' and ``stream''
52 only in the technical sense.
53 @cindex file pointer
55 @pindex stdio.h
56 The @code{FILE} type is declared in the header file @file{stdio.h}.
58 @deftp {Data Type} FILE
59 @standards{ISO, stdio.h}
60 This is the data type used to represent stream objects.  A @code{FILE}
61 object holds all of the internal state information about the connection
62 to the associated file, including such things as the file position
63 indicator and buffering information.  Each stream also has error and
64 end-of-file status indicators that can be tested with the @code{ferror}
65 and @code{feof} functions; see @ref{EOF and Errors}.
66 @end deftp
68 @code{FILE} objects are allocated and managed internally by the
69 input/output library functions.  Don't try to create your own objects of
70 type @code{FILE}; let the library do it.  Your programs should
71 deal only with pointers to these objects (that is, @code{FILE *} values)
72 rather than the objects themselves.
73 @c !!! should say that FILE's have "No user-serviceable parts inside."
75 @node Standard Streams
76 @section Standard Streams
77 @cindex standard streams
78 @cindex streams, standard
80 When the @code{main} function of your program is invoked, it already has
81 three predefined streams open and available for use.  These represent
82 the ``standard'' input and output channels that have been established
83 for the process.
85 These streams are declared in the header file @file{stdio.h}.
86 @pindex stdio.h
88 @deftypevar {FILE *} stdin
89 @standards{ISO, stdio.h}
90 The @dfn{standard input} stream, which is the normal source of input for the
91 program.
92 @end deftypevar
93 @cindex standard input stream
95 @deftypevar {FILE *} stdout
96 @standards{ISO, stdio.h}
97 The @dfn{standard output} stream, which is used for normal output from
98 the program.
99 @end deftypevar
100 @cindex standard output stream
102 @deftypevar {FILE *} stderr
103 @standards{ISO, stdio.h}
104 The @dfn{standard error} stream, which is used for error messages and
105 diagnostics issued by the program.
106 @end deftypevar
107 @cindex standard error stream
109 On @gnusystems{}, you can specify what files or processes correspond to
110 these streams using the pipe and redirection facilities provided by the
111 shell.  (The primitives shells use to implement these facilities are
112 described in @ref{File System Interface}.)  Most other operating systems
113 provide similar mechanisms, but the details of how to use them can vary.
115 In @theglibc{}, @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr} are
116 normal variables which you can set just like any others.  For example,
117 to redirect the standard output to a file, you could do:
119 @smallexample
120 fclose (stdout);
121 stdout = fopen ("standard-output-file", "w");
122 @end smallexample
124 Note however, that in other systems @code{stdin}, @code{stdout}, and
125 @code{stderr} are macros that you cannot assign to in the normal way.
126 But you can use @code{freopen} to get the effect of closing one and
127 reopening it.  @xref{Opening Streams}.
129 The three streams @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr} are not
130 unoriented at program start (@pxref{Streams and I18N}).
132 @node Opening Streams
133 @section Opening Streams
135 @cindex opening a stream
136 Opening a file with the @code{fopen} function creates a new stream and
137 establishes a connection between the stream and a file.  This may
138 involve creating a new file.
140 @pindex stdio.h
141 Everything described in this section is declared in the header file
142 @file{stdio.h}.
144 @deftypefun {FILE *} fopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
145 @standards{ISO, stdio.h}
146 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @acsfd{} @aculock{}}}
147 @c fopen may leak the list lock if cancelled within _IO_link_in.
148 The @code{fopen} function opens a stream for I/O to the file
149 @var{filename}, and returns a pointer to the stream.
151 The @var{opentype} argument is a string that controls how the file is
152 opened and specifies attributes of the resulting stream.  It must begin
153 with one of the following sequences of characters:
155 @table @samp
156 @item r
157 Open an existing file for reading only.
159 @item w
160 Open the file for writing only.  If the file already exists, it is
161 truncated to zero length.  Otherwise a new file is created.
163 @item a
164 Open a file for append access; that is, writing at the end of file only.
165 If the file already exists, its initial contents are unchanged and
166 output to the stream is appended to the end of the file.
167 Otherwise, a new, empty file is created.
169 @item r+
170 Open an existing file for both reading and writing.  The initial contents
171 of the file are unchanged and the initial file position is at the
172 beginning of the file.
174 @item w+
175 Open a file for both reading and writing.  If the file already exists, it
176 is truncated to zero length.  Otherwise, a new file is created.
178 @item a+
179 Open or create file for both reading and appending.  If the file exists,
180 its initial contents are unchanged.  Otherwise, a new file is created.
181 The initial file position for reading is at the beginning of the file,
182 but output is always appended to the end of the file.
183 @end table
185 As you can see, @samp{+} requests a stream that can do both input and
186 output.  When using such a stream, you must call @code{fflush}
187 (@pxref{Stream Buffering}) or a file positioning function such as
188 @code{fseek} (@pxref{File Positioning}) when switching from reading
189 to writing or vice versa.  Otherwise, internal buffers might not be
190 emptied properly.
192 Additional characters may appear after these to specify flags for the
193 call.  Always put the mode (@samp{r}, @samp{w+}, etc.) first; that is
194 the only part you are guaranteed will be understood by all systems.
196 @Theglibc{} defines additional characters for use in @var{opentype}:
198 @table @samp
199 @item c
200 The file is opened with cancellation in the I/O functions disabled.
202 @item e
203 The underlying file descriptor will be closed if you use any of the
204 @code{exec@dots{}} functions (@pxref{Executing a File}).  (This is
205 equivalent to having set @code{FD_CLOEXEC} on that descriptor.
206 @xref{Descriptor Flags}.)
208 @item m
209 The file is opened and accessed using @code{mmap}.  This is only
210 supported with files opened for reading.
212 @item x
213 Insist on creating a new file---if a file @var{filename} already
214 exists, @code{fopen} fails rather than opening it.  If you use
215 @samp{x} you are guaranteed that you will not clobber an existing
216 file.  This is equivalent to the @code{O_EXCL} option to the
217 @code{open} function (@pxref{Opening and Closing Files}).
219 The @samp{x} modifier is part of @w{ISO C11}, which says the file is
220 created with exclusive access; in @theglibc{} this means the
221 equivalent of @code{O_EXCL}.
222 @end table
224 The character @samp{b} in @var{opentype} has a standard meaning; it
225 requests a binary stream rather than a text stream.  But this makes no
226 difference in POSIX systems (including @gnusystems{}).  If both
227 @samp{+} and @samp{b} are specified, they can appear in either order.
228 @xref{Binary Streams}.
230 @cindex stream orientation
231 @cindex orientation, stream
232 If the @var{opentype} string contains the sequence
233 @code{,ccs=@var{STRING}} then @var{STRING} is taken as the name of a
234 coded character set and @code{fopen} will mark the stream as
235 wide-oriented with appropriate conversion functions in place to convert
236 from and to the character set @var{STRING}.  Any other stream
237 is opened initially unoriented and the orientation is decided with the
238 first file operation.  If the first operation is a wide character
239 operation, the stream is not only marked as wide-oriented, also the
240 conversion functions to convert to the coded character set used for the
241 current locale are loaded.  This will not change anymore from this point
242 on even if the locale selected for the @code{LC_CTYPE} category is
243 changed.
245 Any other characters in @var{opentype} are simply ignored.  They may be
246 meaningful in other systems.
248 If the open fails, @code{fopen} returns a null pointer.
250 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
251 32 bit machine this function is in fact @code{fopen64} since the LFS
252 interface replaces transparently the old interface.
253 @end deftypefun
255 You can have multiple streams (or file descriptors) pointing to the same
256 file open at the same time.  If you do only input, this works
257 straightforwardly, but you must be careful if any output streams are
258 included.  @xref{Stream/Descriptor Precautions}.  This is equally true
259 whether the streams are in one program (not usual) or in several
260 programs (which can easily happen).  It may be advantageous to use the
261 file locking facilities to avoid simultaneous access.  @xref{File
262 Locks}.
264 @deftypefun {FILE *} fopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
265 @standards{Unix98, stdio.h}
266 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @acsfd{} @aculock{}}}
267 This function is similar to @code{fopen} but the stream it returns a
268 pointer for is opened using @code{open64}.  Therefore this stream can be
269 used even on files larger than @twoexp{31} bytes on 32 bit machines.
271 Please note that the return type is still @code{FILE *}.  There is no
272 special @code{FILE} type for the LFS interface.
274 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
275 bits machine this function is available under the name @code{fopen}
276 and so transparently replaces the old interface.
277 @end deftypefun
279 @deftypevr Macro int FOPEN_MAX
280 @standards{ISO, stdio.h}
281 The value of this macro is an integer constant expression that
282 represents the minimum number of streams that the implementation
283 guarantees can be open simultaneously.  You might be able to open more
284 than this many streams, but that is not guaranteed.  The value of this
285 constant is at least eight, which includes the three standard streams
286 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  In POSIX.1 systems this
287 value is determined by the @code{OPEN_MAX} parameter; @pxref{General
288 Limits}.  In BSD and GNU, it is controlled by the @code{RLIMIT_NOFILE}
289 resource limit; @pxref{Limits on Resources}.
290 @end deftypevr
292 @deftypefun {FILE *} freopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
293 @standards{ISO, stdio.h}
294 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsfd{}}}
295 @c Like most I/O operations, this one is guarded by a recursive lock,
296 @c released even upon cancellation, but cancellation may leak file
297 @c descriptors and leave the stream in an inconsistent state (e.g.,
298 @c still bound to the closed descriptor).  Also, if the stream is
299 @c part-way through a significant update (say running freopen) when a
300 @c signal handler calls freopen again on the same stream, the result is
301 @c likely to be an inconsistent stream, and the possibility of closing
302 @c twice file descriptor number that the stream used to use, the second
303 @c time when it might have already been reused by another thread.
304 This function is like a combination of @code{fclose} and @code{fopen}.
305 It first closes the stream referred to by @var{stream}, ignoring any
306 errors that are detected in the process.  (Because errors are ignored,
307 you should not use @code{freopen} on an output stream if you have
308 actually done any output using the stream.)  Then the file named by
309 @var{filename} is opened with mode @var{opentype} as for @code{fopen},
310 and associated with the same stream object @var{stream}.
312 If the operation fails, a null pointer is returned; otherwise,
313 @code{freopen} returns @var{stream}.  On Linux, @code{freopen} may also
314 fail and set @code{errno} to @code{EBUSY} when the kernel structure for
315 the old file descriptor was not initialized completely before @code{freopen}
316 was called.  This can only happen in multi-threaded programs, when two
317 threads race to allocate the same file descriptor number.  To avoid the
318 possibility of this race, do not use @code{close} to close the underlying
319 file descriptor for a @code{FILE}; either use @code{freopen} while the
320 file is still open, or use @code{open} and then @code{dup2} to install
321 the new file descriptor.
323 @code{freopen} has traditionally been used to connect a standard stream
324 such as @code{stdin} with a file of your own choice.  This is useful in
325 programs in which use of a standard stream for certain purposes is
326 hard-coded.  In @theglibc{}, you can simply close the standard
327 streams and open new ones with @code{fopen}.  But other systems lack
328 this ability, so using @code{freopen} is more portable.
330 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
331 32 bit machine this function is in fact @code{freopen64} since the LFS
332 interface replaces transparently the old interface.
333 @end deftypefun
335 @deftypefun {FILE *} freopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
336 @standards{Unix98, stdio.h}
337 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsfd{}}}
338 This function is similar to @code{freopen}.  The only difference is that
339 on 32 bit machine the stream returned is able to read beyond the
340 @twoexp{31} bytes limits imposed by the normal interface.  It should be
341 noted that the stream pointed to by @var{stream} need not be opened
342 using @code{fopen64} or @code{freopen64} since its mode is not important
343 for this function.
345 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
346 bits machine this function is available under the name @code{freopen}
347 and so transparently replaces the old interface.
348 @end deftypefun
350 In some situations it is useful to know whether a given stream is
351 available for reading or writing.  This information is normally not
352 available and would have to be remembered separately.  Solaris
353 introduced a few functions to get this information from the stream
354 descriptor and these functions are also available in @theglibc{}.
356 @deftypefun int __freadable (FILE *@var{stream})
357 @standards{GNU, stdio_ext.h}
358 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
359 The @code{__freadable} function determines whether the stream
360 @var{stream} was opened to allow reading.  In this case the return value
361 is nonzero.  For write-only streams the function returns zero.
363 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
364 @end deftypefun
366 @deftypefun int __fwritable (FILE *@var{stream})
367 @standards{GNU, stdio_ext.h}
368 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
369 The @code{__fwritable} function determines whether the stream
370 @var{stream} was opened to allow writing.  In this case the return value
371 is nonzero.  For read-only streams the function returns zero.
373 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
374 @end deftypefun
376 For slightly different kinds of problems there are two more functions.
377 They provide even finer-grained information.
379 @deftypefun int __freading (FILE *@var{stream})
380 @standards{GNU, stdio_ext.h}
381 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
382 The @code{__freading} function determines whether the stream
383 @var{stream} was last read from or whether it is opened read-only.  In
384 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
385 Determining whether a stream opened for reading and writing was last
386 used for writing allows to draw conclusions about the content about the
387 buffer, among other things.
389 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
390 @end deftypefun
392 @deftypefun int __fwriting (FILE *@var{stream})
393 @standards{GNU, stdio_ext.h}
394 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
395 The @code{__fwriting} function determines whether the stream
396 @var{stream} was last written to or whether it is opened write-only.  In
397 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
399 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
400 @end deftypefun
403 @node Closing Streams
404 @section Closing Streams
406 @cindex closing a stream
407 When a stream is closed with @code{fclose}, the connection between the
408 stream and the file is canceled.  After you have closed a stream, you
409 cannot perform any additional operations on it.
411 @deftypefun int fclose (FILE *@var{stream})
412 @standards{ISO, stdio.h}
413 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{} @acsfd{}}}
414 @c After fclose, it is undefined behavior to use the stream it points
415 @c to.  Therefore, one must only call fclose when the stream is
416 @c otherwise unused.  Concurrent uses started before will complete
417 @c successfully because of the lock, which makes it MT-Safe.  Calling it
418 @c from a signal handler is perfectly safe if the stream is known to be
419 @c no longer used, which is a precondition for fclose to be safe in the
420 @c first place; since this is no further requirement, fclose is safe for
421 @c use in async signals too.  After calling fclose, you can no longer
422 @c use the stream, not even to fclose it again, so its memory and file
423 @c descriptor may leak if fclose is canceled before @c releasing them.
424 @c That the stream must be unused and it becomes unused after the call
425 @c is what would enable fclose to be AS- and AC-Safe while freopen
426 @c isn't.  However, because of the possibility of leaving __gconv_lock
427 @c taken upon cancellation, AC-Safety is lost.
428 This function causes @var{stream} to be closed and the connection to
429 the corresponding file to be broken.  Any buffered output is written
430 and any buffered input is discarded.  The @code{fclose} function returns
431 a value of @code{0} if the file was closed successfully, and @code{EOF}
432 if an error was detected.
434 It is important to check for errors when you call @code{fclose} to close
435 an output stream, because real, everyday errors can be detected at this
436 time.  For example, when @code{fclose} writes the remaining buffered
437 output, it might get an error because the disk is full.  Even if you
438 know the buffer is empty, errors can still occur when closing a file if
439 you are using NFS.
441 The function @code{fclose} is declared in @file{stdio.h}.
442 @end deftypefun
444 To close all streams currently available @theglibc{} provides
445 another function.
447 @deftypefun int fcloseall (void)
448 @standards{GNU, stdio.h}
449 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:streams}}@asunsafe{}@acsafe{}}
450 @c Like fclose, using any previously-opened streams after fcloseall is
451 @c undefined.  However, the implementation of fcloseall isn't equivalent
452 @c to calling fclose for all streams: it just flushes and unbuffers all
453 @c streams, without any locking.  It's the flushing without locking that
454 @c makes it unsafe.
455 This function causes all open streams of the process to be closed and
456 the connections to corresponding files to be broken.  All buffered data
457 is written and any buffered input is discarded.  The @code{fcloseall}
458 function returns a value of @code{0} if all the files were closed
459 successfully, and @code{EOF} if an error was detected.
461 This function should be used only in special situations, e.g., when an
462 error occurred and the program must be aborted.  Normally each single
463 stream should be closed separately so that problems with individual
464 streams can be identified.  It is also problematic since the standard
465 streams (@pxref{Standard Streams}) will also be closed.
467 The function @code{fcloseall} is declared in @file{stdio.h}.
468 @end deftypefun
470 If the @code{main} function to your program returns, or if you call the
471 @code{exit} function (@pxref{Normal Termination}), all open streams are
472 automatically closed properly.  If your program terminates in any other
473 manner, such as by calling the @code{abort} function (@pxref{Aborting a
474 Program}) or from a fatal signal (@pxref{Signal Handling}), open streams
475 might not be closed properly.  Buffered output might not be flushed and
476 files may be incomplete.  For more information on buffering of streams,
477 see @ref{Stream Buffering}.
479 @node Streams and Threads
480 @section Streams and Threads
482 @cindex threads
483 @cindex multi-threaded application
484 Streams can be used in multi-threaded applications in the same way they
485 are used in single-threaded applications.  But the programmer must be
486 aware of the possible complications.  It is important to know about
487 these also if the program one writes never use threads since the design
488 and implementation of many stream functions are heavily influenced by the
489 requirements added by multi-threaded programming.
491 The POSIX standard requires that by default the stream operations are
492 atomic.  I.e., issuing two stream operations for the same stream in two
493 threads at the same time will cause the operations to be executed as if
494 they were issued sequentially.  The buffer operations performed while
495 reading or writing are protected from other uses of the same stream.  To
496 do this each stream has an internal lock object which has to be
497 (implicitly) acquired before any work can be done.
499 But there are situations where this is not enough and there are also
500 situations where this is not wanted.  The implicit locking is not enough
501 if the program requires more than one stream function call to happen
502 atomically.  One example would be if an output line a program wants to
503 generate is created by several function calls.  The functions by
504 themselves would ensure only atomicity of their own operation, but not
505 atomicity over all the function calls.  For this it is necessary to
506 perform the stream locking in the application code.
508 @deftypefun void flockfile (FILE *@var{stream})
509 @standards{POSIX, stdio.h}
510 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
511 @c There's no way to tell whether the lock was acquired before or after
512 @c cancellation so as to unlock only when appropriate.
513 The @code{flockfile} function acquires the internal locking object
514 associated with the stream @var{stream}.  This ensures that no other
515 thread can explicitly through @code{flockfile}/@code{ftrylockfile} or
516 implicitly through the call of a stream function lock the stream.  The
517 thread will block until the lock is acquired.  An explicit call to
518 @code{funlockfile} has to be used to release the lock.
519 @end deftypefun
521 @deftypefun int ftrylockfile (FILE *@var{stream})
522 @standards{POSIX, stdio.h}
523 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
524 The @code{ftrylockfile} function tries to acquire the internal locking
525 object associated with the stream @var{stream} just like
526 @code{flockfile}.  But unlike @code{flockfile} this function does not
527 block if the lock is not available.  @code{ftrylockfile} returns zero if
528 the lock was successfully acquired.  Otherwise the stream is locked by
529 another thread.
530 @end deftypefun
532 @deftypefun void funlockfile (FILE *@var{stream})
533 @standards{POSIX, stdio.h}
534 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
535 The @code{funlockfile} function releases the internal locking object of
536 the stream @var{stream}.  The stream must have been locked before by a
537 call to @code{flockfile} or a successful call of @code{ftrylockfile}.
538 The implicit locking performed by the stream operations do not count.
539 The @code{funlockfile} function does not return an error status and the
540 behavior of a call for a stream which is not locked by the current
541 thread is undefined.
542 @end deftypefun
544 The following example shows how the functions above can be used to
545 generate an output line atomically even in multi-threaded applications
546 (yes, the same job could be done with one @code{fprintf} call but it is
547 sometimes not possible):
549 @smallexample
550 FILE *fp;
552    @dots{}
553    flockfile (fp);
554    fputs ("This is test number ", fp);
555    fprintf (fp, "%d\n", test);
556    funlockfile (fp)
558 @end smallexample
560 Without the explicit locking it would be possible for another thread to
561 use the stream @var{fp} after the @code{fputs} call returns and before
562 @code{fprintf} was called with the result that the number does not
563 follow the word @samp{number}.
565 From this description it might already be clear that the locking objects
566 in streams are no simple mutexes.  Since locking the same stream twice
567 in the same thread is allowed the locking objects must be equivalent to
568 recursive mutexes.  These mutexes keep track of the owner and the number
569 of times the lock is acquired.  The same number of @code{funlockfile}
570 calls by the same threads is necessary to unlock the stream completely.
571 For instance:
573 @smallexample
574 void
575 foo (FILE *fp)
577   ftrylockfile (fp);
578   fputs ("in foo\n", fp);
579   /* @r{This is very wrong!!!}  */
580   funlockfile (fp);
582 @end smallexample
584 It is important here that the @code{funlockfile} function is only called
585 if the @code{ftrylockfile} function succeeded in locking the stream.  It
586 is therefore always wrong to ignore the result of @code{ftrylockfile}.
587 And it makes no sense since otherwise one would use @code{flockfile}.
588 The result of code like that above is that either @code{funlockfile}
589 tries to free a stream that hasn't been locked by the current thread or it
590 frees the stream prematurely.  The code should look like this:
592 @smallexample
593 void
594 foo (FILE *fp)
596   if (ftrylockfile (fp) == 0)
597     @{
598       fputs ("in foo\n", fp);
599       funlockfile (fp);
600     @}
602 @end smallexample
604 Now that we covered why it is necessary to have locking it is
605 necessary to talk about situations when locking is unwanted and what can
606 be done.  The locking operations (explicit or implicit) don't come for
607 free.  Even if a lock is not taken the cost is not zero.  The operations
608 which have to be performed require memory operations that are safe in
609 multi-processor environments.  With the many local caches involved in
610 such systems this is quite costly.  So it is best to avoid the locking
611 completely if it is not needed -- because the code in question is never
612 used in a context where two or more threads may use a stream at a time.
613 This can be determined most of the time for application code; for
614 library code which can be used in many contexts one should default to be
615 conservative and use locking.
617 There are two basic mechanisms to avoid locking.  The first is to use
618 the @code{_unlocked} variants of the stream operations.  The POSIX
619 standard defines quite a few of those and @theglibc{} adds a few
620 more.  These variants of the functions behave just like the functions
621 with the name without the suffix except that they do not lock the
622 stream.  Using these functions is very desirable since they are
623 potentially much faster.  This is not only because the locking
624 operation itself is avoided.  More importantly, functions like
625 @code{putc} and @code{getc} are very simple and traditionally (before the
626 introduction of threads) were implemented as macros which are very fast
627 if the buffer is not empty.  With the addition of locking requirements
628 these functions are no longer implemented as macros since they would
629 expand to too much code.
630 But these macros are still available with the same functionality under the new
631 names @code{putc_unlocked} and @code{getc_unlocked}.  This possibly huge
632 difference of speed also suggests the use of the @code{_unlocked}
633 functions even if locking is required.  The difference is that the
634 locking then has to be performed in the program:
636 @smallexample
637 void
638 foo (FILE *fp, char *buf)
640   flockfile (fp);
641   while (*buf != '/')
642     putc_unlocked (*buf++, fp);
643   funlockfile (fp);
645 @end smallexample
647 If in this example the @code{putc} function would be used and the
648 explicit locking would be missing the @code{putc} function would have to
649 acquire the lock in every call, potentially many times depending on when
650 the loop terminates.  Writing it the way illustrated above allows the
651 @code{putc_unlocked} macro to be used which means no locking and direct
652 manipulation of the buffer of the stream.
654 A second way to avoid locking is by using a non-standard function which
655 was introduced in Solaris and is available in @theglibc{} as well.
657 @deftypefun int __fsetlocking (FILE *@var{stream}, int @var{type})
658 @standards{GNU, stdio_ext.h}
659 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asulock{}}@acsafe{}}
660 @c Changing the implicit-locking status of a stream while it's in use by
661 @c another thread may cause a lock to be implicitly acquired and not
662 @c released, or vice-versa.  This function should probably hold the lock
663 @c while changing this setting, to make sure we don't change it while
664 @c there are any concurrent uses.  Meanwhile, callers should acquire the
665 @c lock themselves to be safe, and even concurrent uses with external
666 @c locking will be fine, as long as functions that require external
667 @c locking are not called without holding locks.
669 The @code{__fsetlocking} function can be used to select whether the
670 stream operations will implicitly acquire the locking object of the
671 stream @var{stream}.  By default this is done but it can be disabled and
672 reinstated using this function.  There are three values defined for the
673 @var{type} parameter.
675 @vtable @code
676 @item FSETLOCKING_INTERNAL
677 The stream @code{stream} will from now on use the default internal
678 locking.  Every stream operation with exception of the @code{_unlocked}
679 variants will implicitly lock the stream.
681 @item FSETLOCKING_BYCALLER
682 After the @code{__fsetlocking} function returns, the user is responsible
683 for locking the stream.  None of the stream operations will implicitly
684 do this anymore until the state is set back to
685 @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
687 @item FSETLOCKING_QUERY
688 @code{__fsetlocking} only queries the current locking state of the
689 stream.  The return value will be @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or
690 @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on the state.
691 @end vtable
693 The return value of @code{__fsetlocking} is either
694 @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on
695 the state of the stream before the call.
697 This function and the values for the @var{type} parameter are declared
698 in @file{stdio_ext.h}.
699 @end deftypefun
701 This function is especially useful when program code has to be used
702 which is written without knowledge about the @code{_unlocked} functions
703 (or if the programmer was too lazy to use them).
705 @node Streams and I18N
706 @section Streams in Internationalized Applications
708 @w{ISO C90} introduced the new type @code{wchar_t} to allow handling
709 larger character sets.  What was missing was a possibility to output
710 strings of @code{wchar_t} directly.  One had to convert them into
711 multibyte strings using @code{mbstowcs} (there was no @code{mbsrtowcs}
712 yet) and then use the normal stream functions.  While this is doable it
713 is very cumbersome since performing the conversions is not trivial and
714 greatly increases program complexity and size.
716 The Unix standard early on (I think in XPG4.2) introduced two additional
717 format specifiers for the @code{printf} and @code{scanf} families of
718 functions.  Printing and reading of single wide characters was made
719 possible using the @code{%C} specifier and wide character strings can be
720 handled with @code{%S}.  These modifiers behave just like @code{%c} and
721 @code{%s} only that they expect the corresponding argument to have the
722 wide character type and that the wide character and string are
723 transformed into/from multibyte strings before being used.
725 This was a beginning but it is still not good enough.  Not always is it
726 desirable to use @code{printf} and @code{scanf}.  The other, smaller and
727 faster functions cannot handle wide characters.  Second, it is not
728 possible to have a format string for @code{printf} and @code{scanf}
729 consisting of wide characters.  The result is that format strings would
730 have to be generated if they have to contain non-basic characters.
732 @cindex C++ streams
733 @cindex streams, C++
734 In the @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} a whole new set of functions was
735 added to solve the problem.  Most of the stream functions got a
736 counterpart which take a wide character or wide character string instead
737 of a character or string respectively.  The new functions operate on the
738 same streams (like @code{stdout}).  This is different from the model of
739 the C++ runtime library where separate streams for wide and normal I/O
740 are used.
742 @cindex orientation, stream
743 @cindex stream orientation
744 Being able to use the same stream for wide and normal operations comes
745 with a restriction: a stream can be used either for wide operations or
746 for normal operations.  Once it is decided there is no way back.  Only a
747 call to @code{freopen} or @code{freopen64} can reset the
748 @dfn{orientation}.  The orientation can be decided in three ways:
750 @itemize @bullet
751 @item
752 If any of the normal character functions are used (this includes the
753 @code{fread} and @code{fwrite} functions) the stream is marked as not
754 wide oriented.
756 @item
757 If any of the wide character functions are used the stream is marked as
758 wide oriented.
760 @item
761 The @code{fwide} function can be used to set the orientation either way.
762 @end itemize
764 It is important to never mix the use of wide and not wide operations on
765 a stream.  There are no diagnostics issued.  The application behavior
766 will simply be strange or the application will simply crash.  The
767 @code{fwide} function can help avoid this.
769 @deftypefun int fwide (FILE *@var{stream}, int @var{mode})
770 @standards{ISO, wchar.h}
771 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{}}}
772 @c Querying is always safe, but changing the stream when it's in use
773 @c upthread may be problematic.  Like most lock-acquiring functions,
774 @c this one may leak the lock if canceled.
776 The @code{fwide} function can be used to set and query the state of the
777 orientation of the stream @var{stream}.  If the @var{mode} parameter has
778 a positive value the streams get wide oriented, for negative values
779 narrow oriented.  It is not possible to overwrite previous orientations
780 with @code{fwide}.  I.e., if the stream @var{stream} was already
781 oriented before the call nothing is done.
783 If @var{mode} is zero the current orientation state is queried and
784 nothing is changed.
786 The @code{fwide} function returns a negative value, zero, or a positive
787 value if the stream is narrow, not at all, or wide oriented
788 respectively.
790 This function was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} and is
791 declared in @file{wchar.h}.
792 @end deftypefun
794 It is generally a good idea to orient a stream as early as possible.
795 This can prevent surprise especially for the standard streams
796 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  If some library
797 function in some situations uses one of these streams and this use
798 orients the stream in a different way the rest of the application
799 expects it one might end up with hard to reproduce errors.  Remember
800 that no errors are signal if the streams are used incorrectly.  Leaving
801 a stream unoriented after creation is normally only necessary for
802 library functions which create streams which can be used in different
803 contexts.
805 When writing code which uses streams and which can be used in different
806 contexts it is important to query the orientation of the stream before
807 using it (unless the rules of the library interface demand a specific
808 orientation).  The following little, silly function illustrates this.
810 @smallexample
811 void
812 print_f (FILE *fp)
814   if (fwide (fp, 0) > 0)
815     /* @r{Positive return value means wide orientation.}  */
816     fputwc (L'f', fp);
817   else
818     fputc ('f', fp);
820 @end smallexample
822 Note that in this case the function @code{print_f} decides about the
823 orientation of the stream if it was unoriented before (will not happen
824 if the advice above is followed).
826 The encoding used for the @code{wchar_t} values is unspecified and the
827 user must not make any assumptions about it.  For I/O of @code{wchar_t}
828 values this means that it is impossible to write these values directly
829 to the stream.  This is not what follows from the @w{ISO C} locale model
830 either.  What happens instead is that the bytes read from or written to
831 the underlying media are first converted into the internal encoding
832 chosen by the implementation for @code{wchar_t}.  The external encoding
833 is determined by the @code{LC_CTYPE} category of the current locale or
834 by the @samp{ccs} part of the mode specification given to @code{fopen},
835 @code{fopen64}, @code{freopen}, or @code{freopen64}.  How and when the
836 conversion happens is unspecified and it happens invisibly to the user.
838 Since a stream is created in the unoriented state it has at that point
839 no conversion associated with it.  The conversion which will be used is
840 determined by the @code{LC_CTYPE} category selected at the time the
841 stream is oriented.  If the locales are changed at the runtime this
842 might produce surprising results unless one pays attention.  This is
843 just another good reason to orient the stream explicitly as soon as
844 possible, perhaps with a call to @code{fwide}.
846 @node Simple Output
847 @section Simple Output by Characters or Lines
849 @cindex writing to a stream, by characters
850 This section describes functions for performing character- and
851 line-oriented output.
853 These narrow stream functions are declared in the header file
854 @file{stdio.h} and the wide stream functions in @file{wchar.h}.
855 @pindex stdio.h
856 @pindex wchar.h
858 @deftypefun int fputc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
859 @standards{ISO, stdio.h}
860 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
861 @c If the stream is in use when interrupted by a signal, the recursive
862 @c lock won't help ensure the stream is consistent; indeed, if fputc
863 @c gets a signal precisely before the post-incremented _IO_write_ptr
864 @c value is stored, we may overwrite the interrupted write.  Conversely,
865 @c depending on compiler optimizations, the incremented _IO_write_ptr
866 @c may be stored before the character is stored in the buffer,
867 @c corrupting the stream if async cancel hits between the two stores.
868 @c There may be other reasons for AS- and AC-unsafety in the overflow
869 @c cases.
870 The @code{fputc} function converts the character @var{c} to type
871 @code{unsigned char}, and writes it to the stream @var{stream}.
872 @code{EOF} is returned if a write error occurs; otherwise the
873 character @var{c} is returned.
874 @end deftypefun
876 @deftypefun wint_t fputwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
877 @standards{ISO, wchar.h}
878 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
879 The @code{fputwc} function writes the wide character @var{wc} to the
880 stream @var{stream}.  @code{WEOF} is returned if a write error occurs;
881 otherwise the character @var{wc} is returned.
882 @end deftypefun
884 @deftypefun int fputc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
885 @standards{POSIX, stdio.h}
886 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
887 @c The unlocked functions can't possibly satisfy the MT-Safety
888 @c requirements on their own, because they require external locking for
889 @c safety.
890 The @code{fputc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputc}
891 function except that it does not implicitly lock the stream.
892 @end deftypefun
894 @deftypefun wint_t fputwc_unlocked (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
895 @standards{POSIX, wchar.h}
896 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
897 The @code{fputwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputwc}
898 function except that it does not implicitly lock the stream.
900 This function is a GNU extension.
901 @end deftypefun
903 @deftypefun int putc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
904 @standards{ISO, stdio.h}
905 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
906 This is just like @code{fputc}, except that most systems implement it as
907 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
908 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
909 general rule for macros.  @code{putc} is usually the best function to
910 use for writing a single character.
911 @end deftypefun
913 @deftypefun wint_t putwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
914 @standards{ISO, wchar.h}
915 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
916 This is just like @code{fputwc}, except that it can be implement as
917 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
918 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
919 general rule for macros.  @code{putwc} is usually the best function to
920 use for writing a single wide character.
921 @end deftypefun
923 @deftypefun int putc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
924 @standards{POSIX, stdio.h}
925 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
926 The @code{putc_unlocked} function is equivalent to the @code{putc}
927 function except that it does not implicitly lock the stream.
928 @end deftypefun
930 @deftypefun wint_t putwc_unlocked (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
931 @standards{GNU, wchar.h}
932 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
933 The @code{putwc_unlocked} function is equivalent to the @code{putwc}
934 function except that it does not implicitly lock the stream.
936 This function is a GNU extension.
937 @end deftypefun
939 @deftypefun int putchar (int @var{c})
940 @standards{ISO, stdio.h}
941 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
942 The @code{putchar} function is equivalent to @code{putc} with
943 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
944 @end deftypefun
946 @deftypefun wint_t putwchar (wchar_t @var{wc})
947 @standards{ISO, wchar.h}
948 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
949 The @code{putwchar} function is equivalent to @code{putwc} with
950 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
951 @end deftypefun
953 @deftypefun int putchar_unlocked (int @var{c})
954 @standards{POSIX, stdio.h}
955 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdout}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
956 The @code{putchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putchar}
957 function except that it does not implicitly lock the stream.
958 @end deftypefun
960 @deftypefun wint_t putwchar_unlocked (wchar_t @var{wc})
961 @standards{GNU, wchar.h}
962 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdout}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
963 The @code{putwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putwchar}
964 function except that it does not implicitly lock the stream.
966 This function is a GNU extension.
967 @end deftypefun
969 @deftypefun int fputs (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
970 @standards{ISO, stdio.h}
971 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
972 The function @code{fputs} writes the string @var{s} to the stream
973 @var{stream}.  The terminating null character is not written.
974 This function does @emph{not} add a newline character, either.
975 It outputs only the characters in the string.
977 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, and otherwise
978 a non-negative value.
980 For example:
982 @smallexample
983 fputs ("Are ", stdout);
984 fputs ("you ", stdout);
985 fputs ("hungry?\n", stdout);
986 @end smallexample
988 @noindent
989 outputs the text @samp{Are you hungry?} followed by a newline.
990 @end deftypefun
992 @deftypefun int fputws (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
993 @standards{ISO, wchar.h}
994 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
995 The function @code{fputws} writes the wide character string @var{ws} to
996 the stream @var{stream}.  The terminating null character is not written.
997 This function does @emph{not} add a newline character, either.  It
998 outputs only the characters in the string.
1000 This function returns @code{WEOF} if a write error occurs, and otherwise
1001 a non-negative value.
1002 @end deftypefun
1004 @deftypefun int fputs_unlocked (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
1005 @standards{GNU, stdio.h}
1006 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1007 The @code{fputs_unlocked} function is equivalent to the @code{fputs}
1008 function except that it does not implicitly lock the stream.
1010 This function is a GNU extension.
1011 @end deftypefun
1013 @deftypefun int fputws_unlocked (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
1014 @standards{GNU, wchar.h}
1015 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1016 The @code{fputws_unlocked} function is equivalent to the @code{fputws}
1017 function except that it does not implicitly lock the stream.
1019 This function is a GNU extension.
1020 @end deftypefun
1022 @deftypefun int puts (const char *@var{s})
1023 @standards{ISO, stdio.h}
1024 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1025 The @code{puts} function writes the string @var{s} to the stream
1026 @code{stdout} followed by a newline.  The terminating null character of
1027 the string is not written.  (Note that @code{fputs} does @emph{not}
1028 write a newline as this function does.)
1030 @code{puts} is the most convenient function for printing simple
1031 messages.  For example:
1033 @smallexample
1034 puts ("This is a message.");
1035 @end smallexample
1037 @noindent
1038 outputs the text @samp{This is a message.} followed by a newline.
1039 @end deftypefun
1041 @deftypefun int putw (int @var{w}, FILE *@var{stream})
1042 @standards{SVID, stdio.h}
1043 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1044 This function writes the word @var{w} (that is, an @code{int}) to
1045 @var{stream}.  It is provided for compatibility with SVID, but we
1046 recommend you use @code{fwrite} instead (@pxref{Block Input/Output}).
1047 @end deftypefun
1049 @node Character Input
1050 @section Character Input
1052 @cindex reading from a stream, by characters
1053 This section describes functions for performing character-oriented
1054 input.  These narrow stream functions are declared in the header file
1055 @file{stdio.h} and the wide character functions are declared in
1056 @file{wchar.h}.
1057 @pindex stdio.h
1058 @pindex wchar.h
1060 These functions return an @code{int} or @code{wint_t} value (for narrow
1061 and wide stream functions respectively) that is either a character of
1062 input, or the special value @code{EOF}/@code{WEOF} (usually -1).  For
1063 the narrow stream functions it is important to store the result of these
1064 functions in a variable of type @code{int} instead of @code{char}, even
1065 when you plan to use it only as a character.  Storing @code{EOF} in a
1066 @code{char} variable truncates its value to the size of a character, so
1067 that it is no longer distinguishable from the valid character
1068 @samp{(char) -1}.  So always use an @code{int} for the result of
1069 @code{getc} and friends, and check for @code{EOF} after the call; once
1070 you've verified that the result is not @code{EOF}, you can be sure that
1071 it will fit in a @samp{char} variable without loss of information.
1073 @deftypefun int fgetc (FILE *@var{stream})
1074 @standards{ISO, stdio.h}
1075 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1076 @c Same caveats as fputc, but instead of losing a write in case of async
1077 @c signals, we may read the same character more than once, and the
1078 @c stream may be left in odd states due to cancellation in the underflow
1079 @c cases.
1080 This function reads the next character as an @code{unsigned char} from
1081 the stream @var{stream} and returns its value, converted to an
1082 @code{int}.  If an end-of-file condition or read error occurs,
1083 @code{EOF} is returned instead.
1084 @end deftypefun
1086 @deftypefun wint_t fgetwc (FILE *@var{stream})
1087 @standards{ISO, wchar.h}
1088 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1089 This function reads the next wide character from the stream @var{stream}
1090 and returns its value.  If an end-of-file condition or read error
1091 occurs, @code{WEOF} is returned instead.
1092 @end deftypefun
1094 @deftypefun int fgetc_unlocked (FILE *@var{stream})
1095 @standards{POSIX, stdio.h}
1096 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1097 The @code{fgetc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetc}
1098 function except that it does not implicitly lock the stream.
1099 @end deftypefun
1101 @deftypefun wint_t fgetwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1102 @standards{GNU, wchar.h}
1103 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1104 The @code{fgetwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetwc}
1105 function except that it does not implicitly lock the stream.
1107 This function is a GNU extension.
1108 @end deftypefun
1110 @deftypefun int getc (FILE *@var{stream})
1111 @standards{ISO, stdio.h}
1112 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1113 This is just like @code{fgetc}, except that it is permissible (and
1114 typical) for it to be implemented as a macro that evaluates the
1115 @var{stream} argument more than once.  @code{getc} is often highly
1116 optimized, so it is usually the best function to use to read a single
1117 character.
1118 @end deftypefun
1120 @deftypefun wint_t getwc (FILE *@var{stream})
1121 @standards{ISO, wchar.h}
1122 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1123 This is just like @code{fgetwc}, except that it is permissible for it to
1124 be implemented as a macro that evaluates the @var{stream} argument more
1125 than once.  @code{getwc} can be highly optimized, so it is usually the
1126 best function to use to read a single wide character.
1127 @end deftypefun
1129 @deftypefun int getc_unlocked (FILE *@var{stream})
1130 @standards{POSIX, stdio.h}
1131 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1132 The @code{getc_unlocked} function is equivalent to the @code{getc}
1133 function except that it does not implicitly lock the stream.
1134 @end deftypefun
1136 @deftypefun wint_t getwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1137 @standards{GNU, wchar.h}
1138 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1139 The @code{getwc_unlocked} function is equivalent to the @code{getwc}
1140 function except that it does not implicitly lock the stream.
1142 This function is a GNU extension.
1143 @end deftypefun
1145 @deftypefun int getchar (void)
1146 @standards{ISO, stdio.h}
1147 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1148 The @code{getchar} function is equivalent to @code{getc} with @code{stdin}
1149 as the value of the @var{stream} argument.
1150 @end deftypefun
1152 @deftypefun wint_t getwchar (void)
1153 @standards{ISO, wchar.h}
1154 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1155 The @code{getwchar} function is equivalent to @code{getwc} with @code{stdin}
1156 as the value of the @var{stream} argument.
1157 @end deftypefun
1159 @deftypefun int getchar_unlocked (void)
1160 @standards{POSIX, stdio.h}
1161 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdin}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1162 The @code{getchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getchar}
1163 function except that it does not implicitly lock the stream.
1164 @end deftypefun
1166 @deftypefun wint_t getwchar_unlocked (void)
1167 @standards{GNU, wchar.h}
1168 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdin}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1169 The @code{getwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getwchar}
1170 function except that it does not implicitly lock the stream.
1172 This function is a GNU extension.
1173 @end deftypefun
1175 Here is an example of a function that does input using @code{fgetc}.  It
1176 would work just as well using @code{getc} instead, or using
1177 @code{getchar ()} instead of @w{@code{fgetc (stdin)}}.  The code would
1178 also work the same for the wide character stream functions.
1180 @smallexample
1182 y_or_n_p (const char *question)
1184   fputs (question, stdout);
1185   while (1)
1186     @{
1187       int c, answer;
1188       /* @r{Write a space to separate answer from question.} */
1189       fputc (' ', stdout);
1190       /* @r{Read the first character of the line.}
1191          @r{This should be the answer character, but might not be.} */
1192       c = tolower (fgetc (stdin));
1193       answer = c;
1194       /* @r{Discard rest of input line.} */
1195       while (c != '\n' && c != EOF)
1196         c = fgetc (stdin);
1197       /* @r{Obey the answer if it was valid.} */
1198       if (answer == 'y')
1199         return 1;
1200       if (answer == 'n')
1201         return 0;
1202       /* @r{Answer was invalid: ask for valid answer.} */
1203       fputs ("Please answer y or n:", stdout);
1204     @}
1206 @end smallexample
1208 @deftypefun int getw (FILE *@var{stream})
1209 @standards{SVID, stdio.h}
1210 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1211 This function reads a word (that is, an @code{int}) from @var{stream}.
1212 It's provided for compatibility with SVID.  We recommend you use
1213 @code{fread} instead (@pxref{Block Input/Output}).  Unlike @code{getc},
1214 any @code{int} value could be a valid result.  @code{getw} returns
1215 @code{EOF} when it encounters end-of-file or an error, but there is no
1216 way to distinguish this from an input word with value -1.
1217 @end deftypefun
1219 @node Line Input
1220 @section Line-Oriented Input
1222 Since many programs interpret input on the basis of lines, it is
1223 convenient to have functions to read a line of text from a stream.
1225 Standard C has functions to do this, but they aren't very safe: null
1226 characters and even (for @code{gets}) long lines can confuse them.  So
1227 @theglibc{} provides the nonstandard @code{getline} function that
1228 makes it easy to read lines reliably.
1230 Another GNU extension, @code{getdelim}, generalizes @code{getline}.  It
1231 reads a delimited record, defined as everything through the next
1232 occurrence of a specified delimiter character.
1234 All these functions are declared in @file{stdio.h}.
1236 @deftypefun ssize_t getline (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, FILE *@var{stream})
1237 @standards{GNU, stdio.h}
1238 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{} @acsmem{}}}
1239 @c Besides the usual possibility of getting an inconsistent stream in a
1240 @c signal handler or leaving it inconsistent in case of cancellation,
1241 @c the possibility of leaving a dangling pointer upon cancellation
1242 @c between reallocing the buffer at *lineptr and updating the pointer
1243 @c brings about another case of @acucorrupt.
1244 This function reads an entire line from @var{stream}, storing the text
1245 (including the newline and a terminating null character) in a buffer
1246 and storing the buffer address in @code{*@var{lineptr}}.
1248 Before calling @code{getline}, you should place in @code{*@var{lineptr}}
1249 the address of a buffer @code{*@var{n}} bytes long, allocated with
1250 @code{malloc}.  If this buffer is long enough to hold the line,
1251 @code{getline} stores the line in this buffer.  Otherwise,
1252 @code{getline} makes the buffer bigger using @code{realloc}, storing the
1253 new buffer address back in @code{*@var{lineptr}} and the increased size
1254 back in @code{*@var{n}}.
1255 @xref{Unconstrained Allocation}.
1257 If you set @code{*@var{lineptr}} to a null pointer, and @code{*@var{n}}
1258 to zero, before the call, then @code{getline} allocates the initial
1259 buffer for you by calling @code{malloc}.  This buffer remains allocated
1260 even if @code{getline} encounters errors and is unable to read any bytes.
1262 In either case, when @code{getline} returns,  @code{*@var{lineptr}} is
1263 a @code{char *} which points to the text of the line.
1265 When @code{getline} is successful, it returns the number of characters
1266 read (including the newline, but not including the terminating null).
1267 This value enables you to distinguish null characters that are part of
1268 the line from the null character inserted as a terminator.
1270 This function is a GNU extension, but it is the recommended way to read
1271 lines from a stream.  The alternative standard functions are unreliable.
1273 If an error occurs or end of file is reached without any bytes read,
1274 @code{getline} returns @code{-1}.
1275 @end deftypefun
1277 @deftypefun ssize_t getdelim (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, int @var{delimiter}, FILE *@var{stream})
1278 @standards{GNU, stdio.h}
1279 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{} @acsmem{}}}
1280 @c See the getline @acucorrupt note.
1281 This function is like @code{getline} except that the character which
1282 tells it to stop reading is not necessarily newline.  The argument
1283 @var{delimiter} specifies the delimiter character; @code{getdelim} keeps
1284 reading until it sees that character (or end of file).
1286 The text is stored in @var{lineptr}, including the delimiter character
1287 and a terminating null.  Like @code{getline}, @code{getdelim} makes
1288 @var{lineptr} bigger if it isn't big enough.
1290 @code{getline} is in fact implemented in terms of @code{getdelim}, just
1291 like this:
1293 @smallexample
1294 ssize_t
1295 getline (char **lineptr, size_t *n, FILE *stream)
1297   return getdelim (lineptr, n, '\n', stream);
1299 @end smallexample
1300 @end deftypefun
1302 @deftypefun {char *} fgets (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1303 @standards{ISO, stdio.h}
1304 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1305 The @code{fgets} function reads characters from the stream @var{stream}
1306 up to and including a newline character and stores them in the string
1307 @var{s}, adding a null character to mark the end of the string.  You
1308 must supply @var{count} characters worth of space in @var{s}, but the
1309 number of characters read is at most @var{count} @minus{} 1.  The extra
1310 character space is used to hold the null character at the end of the
1311 string.
1313 If the system is already at end of file when you call @code{fgets}, then
1314 the contents of the array @var{s} are unchanged and a null pointer is
1315 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1316 Otherwise, the return value is the pointer @var{s}.
1318 @strong{Warning:}  If the input data has a null character, you can't tell.
1319 So don't use @code{fgets} unless you know the data cannot contain a null.
1320 Don't use it to read files edited by the user because, if the user inserts
1321 a null character, you should either handle it properly or print a clear
1322 error message.  We recommend using @code{getline} instead of @code{fgets}.
1323 @end deftypefun
1325 @deftypefun {wchar_t *} fgetws (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1326 @standards{ISO, wchar.h}
1327 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1328 The @code{fgetws} function reads wide characters from the stream
1329 @var{stream} up to and including a newline character and stores them in
1330 the string @var{ws}, adding a null wide character to mark the end of the
1331 string.  You must supply @var{count} wide characters worth of space in
1332 @var{ws}, but the number of characters read is at most @var{count}
1333 @minus{} 1.  The extra character space is used to hold the null wide
1334 character at the end of the string.
1336 If the system is already at end of file when you call @code{fgetws}, then
1337 the contents of the array @var{ws} are unchanged and a null pointer is
1338 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1339 Otherwise, the return value is the pointer @var{ws}.
1341 @strong{Warning:} If the input data has a null wide character (which are
1342 null bytes in the input stream), you can't tell.  So don't use
1343 @code{fgetws} unless you know the data cannot contain a null.  Don't use
1344 it to read files edited by the user because, if the user inserts a null
1345 character, you should either handle it properly or print a clear error
1346 message.
1347 @comment XXX We need getwline!!!
1348 @end deftypefun
1350 @deftypefun {char *} fgets_unlocked (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1351 @standards{GNU, stdio.h}
1352 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1353 The @code{fgets_unlocked} function is equivalent to the @code{fgets}
1354 function except that it does not implicitly lock the stream.
1356 This function is a GNU extension.
1357 @end deftypefun
1359 @deftypefun {wchar_t *} fgetws_unlocked (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1360 @standards{GNU, wchar.h}
1361 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1362 The @code{fgetws_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetws}
1363 function except that it does not implicitly lock the stream.
1365 This function is a GNU extension.
1366 @end deftypefun
1368 @deftypefn {Deprecated function} {char *} gets (char *@var{s})
1369 @standards{ISO, stdio.h}
1370 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1371 The function @code{gets} reads characters from the stream @code{stdin}
1372 up to the next newline character, and stores them in the string @var{s}.
1373 The newline character is discarded (note that this differs from the
1374 behavior of @code{fgets}, which copies the newline character into the
1375 string).  If @code{gets} encounters a read error or end-of-file, it
1376 returns a null pointer; otherwise it returns @var{s}.
1378 @strong{Warning:} The @code{gets} function is @strong{very dangerous}
1379 because it provides no protection against overflowing the string
1380 @var{s}.  @Theglibc{} includes it for compatibility only.  You
1381 should @strong{always} use @code{fgets} or @code{getline} instead.  To
1382 remind you of this, the linker (if using GNU @code{ld}) will issue a
1383 warning whenever you use @code{gets}.
1384 @end deftypefn
1386 @node Unreading
1387 @section Unreading
1388 @cindex peeking at input
1389 @cindex unreading characters
1390 @cindex pushing input back
1392 In parser programs it is often useful to examine the next character in
1393 the input stream without removing it from the stream.  This is called
1394 ``peeking ahead'' at the input because your program gets a glimpse of
1395 the input it will read next.
1397 Using stream I/O, you can peek ahead at input by first reading it and
1398 then @dfn{unreading} it (also called  @dfn{pushing it back} on the stream).
1399 Unreading a character makes it available to be input again from the stream,
1400 by  the next call to @code{fgetc} or other input function on that stream.
1402 @menu
1403 * Unreading Idea::              An explanation of unreading with pictures.
1404 * How Unread::                  How to call @code{ungetc} to do unreading.
1405 @end menu
1407 @node Unreading Idea
1408 @subsection What Unreading Means
1410 Here is a pictorial explanation of unreading.  Suppose you have a
1411 stream reading a file that contains just six characters, the letters
1412 @samp{foobar}.  Suppose you have read three characters so far.  The
1413 situation looks like this:
1415 @smallexample
1416 f  o  o  b  a  r
1417          ^
1418 @end smallexample
1420 @noindent
1421 so the next input character will be @samp{b}.
1423 @c @group   Invalid outside @example
1424 If instead of reading @samp{b} you unread the letter @samp{o}, you get a
1425 situation like this:
1427 @smallexample
1428 f  o  o  b  a  r
1429          |
1430       o--
1431       ^
1432 @end smallexample
1434 @noindent
1435 so that the next input characters will be @samp{o} and @samp{b}.
1436 @c @end group
1438 @c @group
1439 If you unread @samp{9} instead of @samp{o}, you get this situation:
1441 @smallexample
1442 f  o  o  b  a  r
1443          |
1444       9--
1445       ^
1446 @end smallexample
1448 @noindent
1449 so that the next input characters will be @samp{9} and @samp{b}.
1450 @c @end group
1452 @node How Unread
1453 @subsection Using @code{ungetc} To Do Unreading
1455 The function to unread a character is called @code{ungetc}, because it
1456 reverses the action of @code{getc}.
1458 @deftypefun int ungetc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
1459 @standards{ISO, stdio.h}
1460 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1461 The @code{ungetc} function pushes back the character @var{c} onto the
1462 input stream @var{stream}.  So the next input from @var{stream} will
1463 read @var{c} before anything else.
1465 If @var{c} is @code{EOF}, @code{ungetc} does nothing and just returns
1466 @code{EOF}.  This lets you call @code{ungetc} with the return value of
1467 @code{getc} without needing to check for an error from @code{getc}.
1469 The character that you push back doesn't have to be the same as the last
1470 character that was actually read from the stream.  In fact, it isn't
1471 necessary to actually read any characters from the stream before
1472 unreading them with @code{ungetc}!  But that is a strange way to write a
1473 program; usually @code{ungetc} is used only to unread a character that
1474 was just read from the same stream.  @Theglibc{} supports this
1475 even on files opened in binary mode, but other systems might not.
1477 @Theglibc{} only supports one character of pushback---in other
1478 words, it does not work to call @code{ungetc} twice without doing input
1479 in between.  Other systems might let you push back multiple characters;
1480 then reading from the stream retrieves the characters in the reverse
1481 order that they were pushed.
1483 Pushing back characters doesn't alter the file; only the internal
1484 buffering for the stream is affected.  If a file positioning function
1485 (such as @code{fseek}, @code{fseeko} or @code{rewind}; @pxref{File
1486 Positioning}) is called, any pending pushed-back characters are
1487 discarded.
1489 Unreading a character on a stream that is at end of file clears the
1490 end-of-file indicator for the stream, because it makes the character of
1491 input available.  After you read that character, trying to read again
1492 will encounter end of file.
1493 @end deftypefun
1495 @deftypefun wint_t ungetwc (wint_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
1496 @standards{ISO, wchar.h}
1497 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1498 The @code{ungetwc} function behaves just like @code{ungetc} just that it
1499 pushes back a wide character.
1500 @end deftypefun
1502 Here is an example showing the use of @code{getc} and @code{ungetc} to
1503 skip over whitespace characters.  When this function reaches a
1504 non-whitespace character, it unreads that character to be seen again on
1505 the next read operation on the stream.
1507 @smallexample
1508 #include <stdio.h>
1509 #include <ctype.h>
1511 void
1512 skip_whitespace (FILE *stream)
1514   int c;
1515   do
1516     /* @r{No need to check for @code{EOF} because it is not}
1517        @r{@code{isspace}, and @code{ungetc} ignores @code{EOF}.}  */
1518     c = getc (stream);
1519   while (isspace (c));
1520   ungetc (c, stream);
1522 @end smallexample
1524 @node Block Input/Output
1525 @section Block Input/Output
1527 This section describes how to do input and output operations on blocks
1528 of data.  You can use these functions to read and write binary data, as
1529 well as to read and write text in fixed-size blocks instead of by
1530 characters or lines.
1531 @cindex binary I/O to a stream
1532 @cindex block I/O to a stream
1533 @cindex reading from a stream, by blocks
1534 @cindex writing to a stream, by blocks
1536 Binary files are typically used to read and write blocks of data in the
1537 same format as is used to represent the data in a running program.  In
1538 other words, arbitrary blocks of memory---not just character or string
1539 objects---can be written to a binary file, and meaningfully read in
1540 again by the same program.
1542 Storing data in binary form is often considerably more efficient than
1543 using the formatted I/O functions.  Also, for floating-point numbers,
1544 the binary form avoids possible loss of precision in the conversion
1545 process.  On the other hand, binary files can't be examined or modified
1546 easily using many standard file utilities (such as text editors), and
1547 are not portable between different implementations of the language, or
1548 different kinds of computers.
1550 These functions are declared in @file{stdio.h}.
1551 @pindex stdio.h
1553 @deftypefun size_t fread (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1554 @standards{ISO, stdio.h}
1555 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1556 This function reads up to @var{count} objects of size @var{size} into
1557 the array @var{data}, from the stream @var{stream}.  It returns the
1558 number of objects actually read, which might be less than @var{count} if
1559 a read error occurs or the end of the file is reached.  This function
1560 returns a value of zero (and doesn't read anything) if either @var{size}
1561 or @var{count} is zero.
1563 If @code{fread} encounters end of file in the middle of an object, it
1564 returns the number of complete objects read, and discards the partial
1565 object.  Therefore, the stream remains at the actual end of the file.
1566 @end deftypefun
1568 @deftypefun size_t fread_unlocked (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1569 @standards{GNU, stdio.h}
1570 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1571 The @code{fread_unlocked} function is equivalent to the @code{fread}
1572 function except that it does not implicitly lock the stream.
1574 This function is a GNU extension.
1575 @end deftypefun
1577 @deftypefun size_t fwrite (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1578 @standards{ISO, stdio.h}
1579 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1580 This function writes up to @var{count} objects of size @var{size} from
1581 the array @var{data}, to the stream @var{stream}.  The return value is
1582 normally @var{count}, if the call succeeds.  Any other value indicates
1583 some sort of error, such as running out of space.
1584 @end deftypefun
1586 @deftypefun size_t fwrite_unlocked (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1587 @standards{GNU, stdio.h}
1588 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1589 The @code{fwrite_unlocked} function is equivalent to the @code{fwrite}
1590 function except that it does not implicitly lock the stream.
1592 This function is a GNU extension.
1593 @end deftypefun
1595 @node Formatted Output
1596 @section Formatted Output
1598 @cindex format string, for @code{printf}
1599 @cindex template, for @code{printf}
1600 @cindex formatted output to a stream
1601 @cindex writing to a stream, formatted
1602 The functions described in this section (@code{printf} and related
1603 functions) provide a convenient way to perform formatted output.  You
1604 call @code{printf} with a @dfn{format string} or @dfn{template string}
1605 that specifies how to format the values of the remaining arguments.
1607 Unless your program is a filter that specifically performs line- or
1608 character-oriented processing, using @code{printf} or one of the other
1609 related functions described in this section is usually the easiest and
1610 most concise way to perform output.  These functions are especially
1611 useful for printing error messages, tables of data, and the like.
1613 @menu
1614 * Formatted Output Basics::     Some examples to get you started.
1615 * Output Conversion Syntax::    General syntax of conversion
1616                                  specifications.
1617 * Table of Output Conversions:: Summary of output conversions and
1618                                  what they do.
1619 * Integer Conversions::         Details about formatting of integers.
1620 * Floating-Point Conversions::  Details about formatting of
1621                                  floating-point numbers.
1622 * Other Output Conversions::    Details about formatting of strings,
1623                                  characters, pointers, and the like.
1624 * Formatted Output Functions::  Descriptions of the actual functions.
1625 * Dynamic Output::              Functions that allocate memory for the output.
1626 * Variable Arguments Output::   @code{vprintf} and friends.
1627 * Parsing a Template String::   What kinds of args does a given template
1628                                  call for?
1629 * Example of Parsing::          Sample program using @code{parse_printf_format}.
1630 @end menu
1632 @node Formatted Output Basics
1633 @subsection Formatted Output Basics
1635 The @code{printf} function can be used to print any number of arguments.
1636 The template string argument you supply in a call provides
1637 information not only about the number of additional arguments, but also
1638 about their types and what style should be used for printing them.
1640 Ordinary characters in the template string are simply written to the
1641 output stream as-is, while @dfn{conversion specifications} introduced by
1642 a @samp{%} character in the template cause subsequent arguments to be
1643 formatted and written to the output stream.  For example,
1644 @cindex conversion specifications (@code{printf})
1646 @smallexample
1647 int pct = 37;
1648 char filename[] = "foo.txt";
1649 printf ("Processing of `%s' is %d%% finished.\nPlease be patient.\n",
1650         filename, pct);
1651 @end smallexample
1653 @noindent
1654 produces output like
1656 @smallexample
1657 Processing of `foo.txt' is 37% finished.
1658 Please be patient.
1659 @end smallexample
1661 This example shows the use of the @samp{%d} conversion to specify that
1662 an @code{int} argument should be printed in decimal notation, the
1663 @samp{%s} conversion to specify printing of a string argument, and
1664 the @samp{%%} conversion to print a literal @samp{%} character.
1666 There are also conversions for printing an integer argument as an
1667 unsigned value in binary, octal, decimal, or hexadecimal radix
1668 (@samp{%b}, @samp{%o}, @samp{%u}, or @samp{%x}, respectively); or as a
1669 character value (@samp{%c}).
1671 Floating-point numbers can be printed in normal, fixed-point notation
1672 using the @samp{%f} conversion or in exponential notation using the
1673 @samp{%e} conversion.  The @samp{%g} conversion uses either @samp{%e}
1674 or @samp{%f} format, depending on what is more appropriate for the
1675 magnitude of the particular number.
1677 You can control formatting more precisely by writing @dfn{modifiers}
1678 between the @samp{%} and the character that indicates which conversion
1679 to apply.  These slightly alter the ordinary behavior of the conversion.
1680 For example, most conversion specifications permit you to specify a
1681 minimum field width and a flag indicating whether you want the result
1682 left- or right-justified within the field.
1684 The specific flags and modifiers that are permitted and their
1685 interpretation vary depending on the particular conversion.  They're all
1686 described in more detail in the following sections.  Don't worry if this
1687 all seems excessively complicated at first; you can almost always get
1688 reasonable free-format output without using any of the modifiers at all.
1689 The modifiers are mostly used to make the output look ``prettier'' in
1690 tables.
1692 @node Output Conversion Syntax
1693 @subsection Output Conversion Syntax
1695 This section provides details about the precise syntax of conversion
1696 specifications that can appear in a @code{printf} template
1697 string.
1699 Characters in the template string that are not part of a conversion
1700 specification are printed as-is to the output stream.  Multibyte
1701 character sequences (@pxref{Character Set Handling}) are permitted in a
1702 template string.
1704 The conversion specifications in a @code{printf} template string have
1705 the general form:
1707 @smallexample
1708 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} @r{[} . @var{precision} @r{]} @var{type} @var{conversion}
1709 @end smallexample
1711 @noindent
1714 @smallexample
1715 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} . @r{*} @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{type} @var{conversion}
1716 @end smallexample
1718 For example, in the conversion specifier @samp{%-10.8ld}, the @samp{-}
1719 is a flag, @samp{10} specifies the field width, the precision is
1720 @samp{8}, the letter @samp{l} is a type modifier, and @samp{d} specifies
1721 the conversion style.  (This particular type specifier says to
1722 print a @code{long int} argument in decimal notation, with a minimum of
1723 8 digits left-justified in a field at least 10 characters wide.)
1725 In more detail, output conversion specifications consist of an
1726 initial @samp{%} character followed in sequence by:
1728 @itemize @bullet
1729 @item
1730 An optional specification of the parameter used for this format.
1731 Normally the parameters to the @code{printf} function are assigned to the
1732 formats in the order of appearance in the format string.  But in some
1733 situations (such as message translation) this is not desirable and this
1734 extension allows an explicit parameter to be specified.
1736 The @var{param-no} parts of the format must be integers in the range of
1737 1 to the maximum number of arguments present to the function call.  Some
1738 implementations limit this number to a certain upper bound.  The exact
1739 limit can be retrieved by the following constant.
1741 @defvr Macro NL_ARGMAX
1742 The value of @code{NL_ARGMAX} is the maximum value allowed for the
1743 specification of a positional parameter in a @code{printf} call.  The
1744 actual value in effect at runtime can be retrieved by using
1745 @code{sysconf} using the @code{_SC_NL_ARGMAX} parameter @pxref{Sysconf
1746 Definition}.
1748 Some systems have a quite low limit such as @math{9} for @w{System V}
1749 systems.  @Theglibc{} has no real limit.
1750 @end defvr
1752 If any of the formats has a specification for the parameter position all
1753 of them in the format string shall have one.  Otherwise the behavior is
1754 undefined.
1756 @item
1757 Zero or more @dfn{flag characters} that modify the normal behavior of
1758 the conversion specification.
1759 @cindex flag character (@code{printf})
1761 @item
1762 An optional decimal integer specifying the @dfn{minimum field width}.
1763 If the normal conversion produces fewer characters than this, the field
1764 is padded with spaces to the specified width.  This is a @emph{minimum}
1765 value; if the normal conversion produces more characters than this, the
1766 field is @emph{not} truncated.  Normally, the output is right-justified
1767 within the field.
1768 @cindex minimum field width (@code{printf})
1770 You can also specify a field width of @samp{*}.  This means that the
1771 next argument in the argument list (before the actual value to be
1772 printed) is used as the field width.  The value must be an @code{int}.
1773 If the value is negative, this means to set the @samp{-} flag (see
1774 below) and to use the absolute value as the field width.
1776 @item
1777 An optional @dfn{precision} to specify the number of digits to be
1778 written for the numeric conversions.  If the precision is specified, it
1779 consists of a period (@samp{.}) followed optionally by a decimal integer
1780 (which defaults to zero if omitted).
1781 @cindex precision (@code{printf})
1783 You can also specify a precision of @samp{*}.  This means that the next
1784 argument in the argument list (before the actual value to be printed) is
1785 used as the precision.  The value must be an @code{int}, and is ignored
1786 if it is negative.  If you specify @samp{*} for both the field width and
1787 precision, the field width argument precedes the precision argument.
1788 Other C library versions may not recognize this syntax.
1790 @item
1791 An optional @dfn{type modifier character}, which is used to specify the
1792 data type of the corresponding argument if it differs from the default
1793 type.  (For example, the integer conversions assume a type of @code{int},
1794 but you can specify @samp{h}, @samp{l}, or @samp{L} for other integer
1795 types.)
1796 @cindex type modifier character (@code{printf})
1798 @item
1799 A character that specifies the conversion to be applied.
1800 @end itemize
1802 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
1803 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
1804 individual conversions for information about the particular options that
1805 they use.
1807 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
1808 @code{printf} and related functions.  It examines the format string and
1809 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
1810 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
1811 write uses a @code{printf}-style format string.
1812 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
1813 gcc, Using GNU CC}, for more information.
1815 @node Table of Output Conversions
1816 @subsection Table of Output Conversions
1817 @cindex output conversions, for @code{printf}
1819 Here is a table summarizing what all the different conversions do:
1821 @table @asis
1822 @item @samp{%d}, @samp{%i}
1823 Print an integer as a signed decimal number.  @xref{Integer
1824 Conversions}, for details.  @samp{%d} and @samp{%i} are synonymous for
1825 output, but are different when used with @code{scanf} for input
1826 (@pxref{Table of Input Conversions}).
1828 @item @samp{%b}, @samp{%B}
1829 Print an integer as an unsigned binary number.  @samp{%b} uses
1830 lower-case @samp{b} with the @samp{#} flag and @samp{%B} uses
1831 upper-case.  @samp{%b} is an ISO C23 feature; @samp{%B} is an
1832 optional ISO C23 feature.  @xref{Integer Conversions}, for
1833 details.
1835 @item @samp{%o}
1836 Print an integer as an unsigned octal number.  @xref{Integer
1837 Conversions}, for details.
1839 @item @samp{%u}
1840 Print an integer as an unsigned decimal number.  @xref{Integer
1841 Conversions}, for details.
1843 @item @samp{%x}, @samp{%X}
1844 Print an integer as an unsigned hexadecimal number.  @samp{%x} uses
1845 lower-case letters and @samp{%X} uses upper-case.  @xref{Integer
1846 Conversions}, for details.
1848 @item @samp{%f}, @samp{%F}
1849 Print a floating-point number in normal (fixed-point) notation.
1850 @samp{%f} uses lower-case letters and @samp{%F} uses upper-case.
1851 @xref{Floating-Point Conversions}, for details.
1853 @item @samp{%e}, @samp{%E}
1854 Print a floating-point number in exponential notation.  @samp{%e} uses
1855 lower-case letters and @samp{%E} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1856 Conversions}, for details.
1858 @item @samp{%g}, @samp{%G}
1859 Print a floating-point number in either normal or exponential notation,
1860 whichever is more appropriate for its magnitude.  @samp{%g} uses
1861 lower-case letters and @samp{%G} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1862 Conversions}, for details.
1864 @item @samp{%a}, @samp{%A}
1865 Print a floating-point number in a hexadecimal fractional notation with
1866 the exponent to base 2 represented in decimal digits.  @samp{%a} uses
1867 lower-case letters and @samp{%A} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1868 Conversions}, for details.
1870 @item @samp{%c}
1871 Print a single character.  @xref{Other Output Conversions}.
1873 @item @samp{%C}
1874 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
1875 with the Unix standard.
1877 @item @samp{%s}
1878 Print a string.  @xref{Other Output Conversions}.
1880 @item @samp{%S}
1881 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
1882 with the Unix standard.
1884 @item @samp{%p}
1885 Print the value of a pointer.  @xref{Other Output Conversions}.
1887 @item @samp{%n}
1888 Get the number of characters printed so far.  @xref{Other Output Conversions}.
1889 Note that this conversion specification never produces any output.
1891 @item @samp{%m}
1892 Print the string corresponding to the value of @code{errno}.
1893 (This is a GNU extension.)
1894 @xref{Other Output Conversions}.
1896 @item @samp{%%}
1897 Print a literal @samp{%} character.  @xref{Other Output Conversions}.
1898 @end table
1900 If the syntax of a conversion specification is invalid, unpredictable
1901 things will happen, so don't do this.  If there aren't enough function
1902 arguments provided to supply values for all the conversion
1903 specifications in the template string, or if the arguments are not of
1904 the correct types, the results are unpredictable.  If you supply more
1905 arguments than conversion specifications, the extra argument values are
1906 simply ignored; this is sometimes useful.
1908 @node Integer Conversions
1909 @subsection Integer Conversions
1911 This section describes the options for the @samp{%d}, @samp{%i},
1912 @samp{%b}, @samp{%B}, @samp{%o}, @samp{%u}, @samp{%x}, and @samp{%X} conversion
1913 specifications.  These conversions print integers in various formats.
1915 The @samp{%d} and @samp{%i} conversion specifications both print an
1916 @code{int} argument as a signed decimal number; while @samp{%b}, @samp{%o},
1917 @samp{%u}, and @samp{%x} print the argument as an unsigned binary, octal,
1918 decimal, or hexadecimal number (respectively).  The @samp{%X} conversion
1919 specification is just like @samp{%x} except that it uses the characters
1920 @samp{ABCDEF} as digits instead of @samp{abcdef}.  The @samp{%B}
1921 conversion specification is just like @samp{%b} except that, with the
1922 @samp{#} flag, the output starts with @samp{0B} instead of @samp{0b}.
1924 The following flags are meaningful:
1926 @table @asis
1927 @item @samp{-}
1928 Left-justify the result in the field (instead of the normal
1929 right-justification).
1931 @item @samp{+}
1932 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, print a
1933 plus sign if the value is positive.
1935 @item @samp{ }
1936 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, if the result
1937 doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a space
1938 character instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result
1939 includes a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
1941 @item @samp{#}
1942 For the @samp{%o} conversion, this forces the leading digit to be
1943 @samp{0}, as if by increasing the precision.  For @samp{%x} or
1944 @samp{%X}, this prefixes a leading @samp{0x} or @samp{0X}
1945 (respectively) to the result.  For @samp{%b} or @samp{%B}, this
1946 prefixes a leading @samp{0b} or @samp{0B} (respectively)
1947 to the result.  This doesn't do anything useful for the @samp{%d},
1948 @samp{%i}, or @samp{%u} conversions.  Using this flag produces output
1949 which can be parsed by the @code{strtoul} function (@pxref{Parsing of
1950 Integers}) and @code{scanf} with the @samp{%i} conversion
1951 (@pxref{Numeric Input Conversions}).
1953 For the @samp{%m} conversion, print an error constant or decimal error
1954 number, instead of a (possibly translated) error message.
1956 @item @samp{'}
1957 Separate the digits into groups as specified by the locale specified for
1958 the @code{LC_NUMERIC} category; @pxref{General Numeric}.  This flag is a
1959 GNU extension.
1961 @item @samp{0}
1962 Pad the field with zeros instead of spaces.  The zeros are placed after
1963 any indication of sign or base.  This flag is ignored if the @samp{-}
1964 flag is also specified, or if a precision is specified.
1965 @end table
1967 If a precision is supplied, it specifies the minimum number of digits to
1968 appear; leading zeros are produced if necessary.  If you don't specify a
1969 precision, the number is printed with as many digits as it needs.  If
1970 you convert a value of zero with an explicit precision of zero, then no
1971 characters at all are produced.
1973 Without a type modifier, the corresponding argument is treated as an
1974 @code{int} (for the signed conversions @samp{%i} and @samp{%d}) or
1975 @code{unsigned int} (for the unsigned conversions @samp{%b},
1976 @samp{%B}, @samp{%o}, @samp{%u},
1977 @samp{%x}, and @samp{%X}).  Recall that since @code{printf} and friends
1978 are variadic, any @code{char} and @code{short} arguments are
1979 automatically converted to @code{int} by the default argument
1980 promotions.  For arguments of other integer types, you can use these
1981 modifiers:
1983 @table @samp
1984 @item hh
1985 Specifies that the argument is a @code{signed char} or @code{unsigned
1986 char}, as appropriate.  A @code{char} argument is converted to an
1987 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1988 anyway, but the @samp{hh} modifier says to convert it back to a
1989 @code{char} again.
1991 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1993 @item h
1994 Specifies that the argument is a @code{short int} or @code{unsigned
1995 short int}, as appropriate.  A @code{short} argument is converted to an
1996 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1997 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
1998 @code{short} again.
2000 @item j
2001 Specifies that the argument is a @code{intmax_t} or @code{uintmax_t}, as
2002 appropriate.
2004 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2006 @item l
2007 Specifies that the argument is a @code{long int} or @code{unsigned long
2008 int}, as appropriate.  Two @samp{l} characters are like the @samp{L}
2009 modifier, below.
2011 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
2012 considered as a wide character or wide character string respectively.
2013 This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90}.
2015 @item L
2016 @itemx ll
2017 @itemx q
2018 Specifies that the argument is a @code{long long int}.  (This type is
2019 an extension supported by the GNU C compiler.  On systems that don't
2020 support extra-long integers, this is the same as @code{long int}.)
2022 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
2023 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
2024 @code{int}.
2026 @item t
2027 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t}.
2029 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2031 @item w@var{n}
2032 Specifies that the argument is a @code{int@var{n}_t} or
2033 @code{int_least@var{n}_t} (which are the same type), for conversions
2034 taking signed integers, or @code{uint@var{n}_t} or
2035 @code{uint_least@var{n}_t} (which are the same type), for conversions
2036 taking unsigned integers.  If the type is narrower than @code{int},
2037 the promoted argument is converted back to the specified type.
2039 This modifier was introduced in @w{ISO C23}.
2041 @item wf@var{n}
2042 Specifies that the argument is a @code{int_fast@var{n}_t} or
2043 @code{uint_fast@var{n}_t}, as appropriate.  If the type is narrower
2044 than @code{int}, the promoted argument is converted back to the
2045 specified type.
2047 This modifier was introduced in @w{ISO C23}.
2049 @item z
2050 @itemx Z
2051 Specifies that the argument is a @code{size_t}.
2053 @samp{z} was introduced in @w{ISO C99}.  @samp{Z} is a GNU extension
2054 predating this addition and should not be used in new code.
2055 @end table
2057 Here is an example.  Using the template string:
2059 @smallexample
2060 "|%5d|%-5d|%+5d|%+-5d|% 5d|%05d|%5.0d|%5.2d|%d|\n"
2061 @end smallexample
2063 @noindent
2064 to print numbers using the different options for the @samp{%d}
2065 conversion gives results like:
2067 @smallexample
2068 |    0|0    |   +0|+0   |    0|00000|     |   00|0|
2069 |    1|1    |   +1|+1   |    1|00001|    1|   01|1|
2070 |   -1|-1   |   -1|-1   |   -1|-0001|   -1|  -01|-1|
2071 |100000|100000|+100000|+100000| 100000|100000|100000|100000|100000|
2072 @end smallexample
2074 In particular, notice what happens in the last case where the number
2075 is too large to fit in the minimum field width specified.
2077 Here are some more examples showing how unsigned integers print under
2078 various format options, using the template string:
2080 @smallexample
2081 "|%5u|%5o|%5x|%5X|%#5o|%#5x|%#5X|%#10.8x|\n"
2082 @end smallexample
2084 @smallexample
2085 |    0|    0|    0|    0|    0|    0|    0|  00000000|
2086 |    1|    1|    1|    1|   01|  0x1|  0X1|0x00000001|
2087 |100000|303240|186a0|186A0|0303240|0x186a0|0X186A0|0x000186a0|
2088 @end smallexample
2091 @node Floating-Point Conversions
2092 @subsection Floating-Point Conversions
2094 This section discusses the conversion specifications for floating-point
2095 numbers: the @samp{%f}, @samp{%F}, @samp{%e}, @samp{%E}, @samp{%g}, and
2096 @samp{%G} conversions.
2098 The @samp{%f} and @samp{%F} conversions print their argument in fixed-point
2099 notation, producing output of the form
2100 @w{[@code{-}]@var{ddd}@code{.}@var{ddd}},
2101 where the number of digits following the decimal point is controlled
2102 by the precision you specify.
2104 The @samp{%e} conversion prints its argument in exponential notation,
2105 producing output of the form
2106 @w{[@code{-}]@var{d}@code{.}@var{ddd}@code{e}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
2107 Again, the number of digits following the decimal point is controlled by
2108 the precision.  The exponent always contains at least two digits.  The
2109 @samp{%E} conversion is similar but the exponent is marked with the letter
2110 @samp{E} instead of @samp{e}.
2112 The @samp{%g} and @samp{%G} conversions print the argument in the style
2113 of @samp{%e} or @samp{%E} (respectively) if the exponent would be less
2114 than -4 or greater than or equal to the precision; otherwise they use
2115 the @samp{%f} or @samp{%F} style.  A precision of @code{0}, is taken as 1.
2116 Trailing zeros are removed from the fractional portion of the result and
2117 a decimal-point character appears only if it is followed by a digit.
2119 The @samp{%a} and @samp{%A} conversions are meant for representing
2120 floating-point numbers exactly in textual form so that they can be
2121 exchanged as texts between different programs and/or machines.  The
2122 numbers are represented in the form
2123 @w{[@code{-}]@code{0x}@var{h}@code{.}@var{hhh}@code{p}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
2124 At the left of the decimal-point character exactly one digit is print.
2125 This character is only @code{0} if the number is denormalized.
2126 Otherwise the value is unspecified; it is implementation dependent how many
2127 bits are used.  The number of hexadecimal digits on the right side of
2128 the decimal-point character is equal to the precision.  If the precision
2129 is zero it is determined to be large enough to provide an exact
2130 representation of the number (or it is large enough to distinguish two
2131 adjacent values if the @code{FLT_RADIX} is not a power of 2,
2132 @pxref{Floating Point Parameters}).  For the @samp{%a} conversion
2133 lower-case characters are used to represent the hexadecimal number and
2134 the prefix and exponent sign are printed as @code{0x} and @code{p}
2135 respectively.  Otherwise upper-case characters are used and @code{0X}
2136 and @code{P} are used for the representation of prefix and exponent
2137 string.  The exponent to the base of two is printed as a decimal number
2138 using at least one digit but at most as many digits as necessary to
2139 represent the value exactly.
2141 If the value to be printed represents infinity or a NaN, the output is
2142 @w{[@code{-}]@code{inf}} or @code{nan} respectively if the conversion
2143 specifier is @samp{%a}, @samp{%e}, @samp{%f}, or @samp{%g} and it is
2144 @w{[@code{-}]@code{INF}} or @code{NAN} respectively if the conversion is
2145 @samp{%A}, @samp{%E}, @samp{%F} or @samp{%G}.  On some implementations, a NaN
2146 may result in longer output with information about the payload of the
2147 NaN; ISO C23 defines a macro @code{_PRINTF_NAN_LEN_MAX} giving the
2148 maximum length of such output.
2150 The following flags can be used to modify the behavior:
2152 @comment We use @asis instead of @samp so we can have ` ' as an item.
2153 @table @asis
2154 @item @samp{-}
2155 Left-justify the result in the field.  Normally the result is
2156 right-justified.
2158 @item @samp{+}
2159 Always include a plus or minus sign in the result.
2161 @item @samp{ }
2162 If the result doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a
2163 space instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result includes
2164 a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
2166 @item @samp{#}
2167 Specifies that the result should always include a decimal point, even
2168 if no digits follow it.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions,
2169 this also forces trailing zeros after the decimal point to be left
2170 in place where they would otherwise be removed.
2172 @item @samp{'}
2173 Separate the digits of the integer part of the result into groups as
2174 specified by the locale specified for the @code{LC_NUMERIC} category;
2175 @pxref{General Numeric}.  This flag is a GNU extension.
2177 @item @samp{0}
2178 Pad the field with zeros instead of spaces; the zeros are placed
2179 after any sign.  This flag is ignored if the @samp{-} flag is also
2180 specified.
2181 @end table
2183 The precision specifies how many digits follow the decimal-point
2184 character for the @samp{%f}, @samp{%F}, @samp{%e}, and @samp{%E} conversions.
2185 For these conversions, the default precision is @code{6}.  If the precision
2186 is explicitly @code{0}, this suppresses the decimal point character
2187 entirely.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions, the precision
2188 specifies how many significant digits to print.  Significant digits are
2189 the first digit before the decimal point, and all the digits after it.
2190 If the precision is @code{0} or not specified for @samp{%g} or @samp{%G},
2191 it is treated like a value of @code{1}.  If the value being printed
2192 cannot be expressed accurately in the specified number of digits, the
2193 value is rounded to the nearest number that fits.
2195 Without a type modifier, the floating-point conversions use an argument
2196 of type @code{double}.  (By the default argument promotions, any
2197 @code{float} arguments are automatically converted to @code{double}.)
2198 The following type modifier is supported:
2200 @table @samp
2201 @item L
2202 An uppercase @samp{L} specifies that the argument is a @code{long
2203 double}.
2204 @end table
2206 Here are some examples showing how numbers print using the various
2207 floating-point conversions.  All of the numbers were printed using
2208 this template string:
2210 @smallexample
2211 "|%13.4a|%13.4f|%13.4e|%13.4g|\n"
2212 @end smallexample
2214 Here is the output:
2216 @smallexample
2217 |  0x0.0000p+0|       0.0000|   0.0000e+00|            0|
2218 |  0x1.0000p-1|       0.5000|   5.0000e-01|          0.5|
2219 |  0x1.0000p+0|       1.0000|   1.0000e+00|            1|
2220 | -0x1.0000p+0|      -1.0000|  -1.0000e+00|           -1|
2221 |  0x1.9000p+6|     100.0000|   1.0000e+02|          100|
2222 |  0x1.f400p+9|    1000.0000|   1.0000e+03|         1000|
2223 | 0x1.3880p+13|   10000.0000|   1.0000e+04|        1e+04|
2224 | 0x1.81c8p+13|   12345.0000|   1.2345e+04|    1.234e+04|
2225 | 0x1.86a0p+16|  100000.0000|   1.0000e+05|        1e+05|
2226 | 0x1.e240p+16|  123456.0000|   1.2346e+05|    1.235e+05|
2227 @end smallexample
2229 Notice how the @samp{%g} conversion drops trailing zeros.
2231 @node Other Output Conversions
2232 @subsection Other Output Conversions
2234 This section describes miscellaneous conversions for @code{printf}.
2236 The @samp{%c} conversion prints a single character.  In case there is no
2237 @samp{l} modifier the @code{int} argument is first converted to an
2238 @code{unsigned char}.  Then, if used in a wide stream function, the
2239 character is converted into the corresponding wide character.  The
2240 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2241 but no other flags are defined, and no precision or type modifier can be
2242 given.  For example:
2244 @smallexample
2245 printf ("%c%c%c%c%c", 'h', 'e', 'l', 'l', 'o');
2246 @end smallexample
2248 @noindent
2249 prints @samp{hello}.
2251 If there is an @samp{l} modifier present the argument is expected to be
2252 of type @code{wint_t}.  If used in a multibyte function the wide
2253 character is converted into a multibyte character before being added to
2254 the output.  In this case more than one output byte can be produced.
2256 The @samp{%s} conversion prints a string.  If no @samp{l} modifier is
2257 present the corresponding argument must be of type @code{char *} (or
2258 @code{const char *}).  If used in a wide stream function the string is
2259 first converted to a wide character string.  A precision can be
2260 specified to indicate the maximum number of characters to write;
2261 otherwise characters in the string up to but not including the
2262 terminating null character are written to the output stream.  The
2263 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2264 but no other flags or type modifiers are defined for this conversion.
2265 For example:
2267 @smallexample
2268 printf ("%3s%-6s", "no", "where");
2269 @end smallexample
2271 @noindent
2272 prints @samp{ nowhere }.
2274 If there is an @samp{l} modifier present, the argument is expected to
2275 be of type @code{wchar_t} (or @code{const wchar_t *}).
2277 If you accidentally pass a null pointer as the argument for a @samp{%s}
2278 conversion, @theglibc{} prints it as @samp{(null)}.  We think this
2279 is more useful than crashing.  But it's not good practice to pass a null
2280 argument intentionally.
2282 The @samp{%m} conversion prints the string corresponding to the error
2283 code in @code{errno}.  @xref{Error Messages}.  Thus:
2285 @smallexample
2286 fprintf (stderr, "can't open `%s': %m\n", filename);
2287 @end smallexample
2289 @noindent
2290 is equivalent to:
2292 @smallexample
2293 fprintf (stderr, "can't open `%s': %s\n", filename, strerror (errno));
2294 @end smallexample
2296 The @samp{%m} conversion can be used with the @samp{#} flag to print an
2297 error constant, as provided by @code{strerrorname_np}.  Both @samp{%m}
2298 and @samp{%#m} are @glibcadj{} extensions.
2300 The @samp{%p} conversion prints a pointer value.  The corresponding
2301 argument must be of type @code{void *}.  In practice, you can use any
2302 type of pointer.
2304 In @theglibc{}, non-null pointers are printed as unsigned integers,
2305 as if a @samp{%#x} conversion were used.  Null pointers print as
2306 @samp{(nil)}.  (Pointers might print differently in other systems.)
2308 For example:
2310 @smallexample
2311 printf ("%p", "testing");
2312 @end smallexample
2314 @noindent
2315 prints @samp{0x} followed by a hexadecimal number---the address of the
2316 string constant @code{"testing"}.  It does not print the word
2317 @samp{testing}.
2319 You can supply the @samp{-} flag with the @samp{%p} conversion to
2320 specify left-justification, but no other flags, precision, or type
2321 modifiers are defined.
2323 The @samp{%n} conversion is unlike any of the other output conversions.
2324 It uses an argument which must be a pointer to an @code{int}, but
2325 instead of printing anything it stores the number of characters printed
2326 so far by this call at that location.  The @samp{h} and @samp{l} type
2327 modifiers are permitted to specify that the argument is of type
2328 @code{short int *} or @code{long int *} instead of @code{int *}, but no
2329 flags, field width, or precision are permitted.
2331 For example,
2333 @smallexample
2334 int nchar;
2335 printf ("%d %s%n\n", 3, "bears", &nchar);
2336 @end smallexample
2338 @noindent
2339 prints:
2341 @smallexample
2342 3 bears
2343 @end smallexample
2345 @noindent
2346 and sets @code{nchar} to @code{7}, because @samp{3 bears} is seven
2347 characters.
2350 The @samp{%%} conversion prints a literal @samp{%} character.  This
2351 conversion doesn't use an argument, and no flags, field width,
2352 precision, or type modifiers are permitted.
2355 @node Formatted Output Functions
2356 @subsection Formatted Output Functions
2358 This section describes how to call @code{printf} and related functions.
2359 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
2360 Because these functions take a variable number of arguments, you
2361 @emph{must} declare prototypes for them before using them.  Of course,
2362 the easiest way to make sure you have all the right prototypes is to
2363 just include @file{stdio.h}.
2364 @pindex stdio.h
2366 @deftypefun int printf (const char *@var{template}, @dots{})
2367 @standards{ISO, stdio.h}
2368 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2369 The @code{printf} function prints the optional arguments under the
2370 control of the template string @var{template} to the stream
2371 @code{stdout}.  It returns the number of characters printed, or a
2372 negative value if there was an output error.
2373 @end deftypefun
2375 @deftypefun int wprintf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2376 @standards{ISO, wchar.h}
2377 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2378 The @code{wprintf} function prints the optional arguments under the
2379 control of the wide template string @var{template} to the stream
2380 @code{stdout}.  It returns the number of wide characters printed, or a
2381 negative value if there was an output error.
2382 @end deftypefun
2384 @deftypefun int fprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
2385 @standards{ISO, stdio.h}
2386 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2387 This function is just like @code{printf}, except that the output is
2388 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2389 @end deftypefun
2391 @deftypefun int fwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2392 @standards{ISO, wchar.h}
2393 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2394 This function is just like @code{wprintf}, except that the output is
2395 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2396 @end deftypefun
2398 @deftypefun int sprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
2399 @standards{ISO, stdio.h}
2400 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2401 This is like @code{printf}, except that the output is stored in the character
2402 array @var{s} instead of written to a stream.  A null character is written
2403 to mark the end of the string.
2405 The @code{sprintf} function returns the number of characters stored in
2406 the array @var{s}, not including the terminating null character.
2408 The behavior of this function is undefined if copying takes place
2409 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
2410 as an argument to be printed under control of the @samp{%s} conversion.
2411 @xref{Copying Strings and Arrays}.
2413 @strong{Warning:} The @code{sprintf} function can be @strong{dangerous}
2414 because it can potentially output more characters than can fit in the
2415 allocation size of the string @var{s}.  Remember that the field width
2416 given in a conversion specification is only a @emph{minimum} value.
2418 To avoid this problem, you can use @code{snprintf} or @code{asprintf},
2419 described below.
2420 @end deftypefun
2422 @deftypefun int swprintf (wchar_t *@var{ws}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2423 @standards{GNU, wchar.h}
2424 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2425 This is like @code{wprintf}, except that the output is stored in the
2426 wide character array @var{ws} instead of written to a stream.  A null
2427 wide character is written to mark the end of the string.  The @var{size}
2428 argument specifies the maximum number of characters to produce.  The
2429 trailing null character is counted towards this limit, so you should
2430 allocate at least @var{size} wide characters for the string @var{ws}.
2432 The return value is the number of characters generated for the given
2433 input, excluding the trailing null.  If not all output fits into the
2434 provided buffer a negative value is returned, and @code{errno} is set to
2435 @code{E2BIG}.  (The setting of @code{errno} is a GNU extension.)  You
2436 should try again with a bigger output string.  @emph{Note:} this is
2437 different from how @code{snprintf} handles this situation.
2439 Note that the corresponding narrow stream function takes fewer
2440 parameters.  @code{swprintf} in fact corresponds to the @code{snprintf}
2441 function.  Since the @code{sprintf} function can be dangerous and should
2442 be avoided the @w{ISO C} committee refused to make the same mistake
2443 again and decided to not define a function exactly corresponding to
2444 @code{sprintf}.
2445 @end deftypefun
2447 @deftypefun int snprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, @dots{})
2448 @standards{GNU, stdio.h}
2449 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2450 The @code{snprintf} function is similar to @code{sprintf}, except that
2451 the @var{size} argument specifies the maximum number of characters to
2452 produce.  The trailing null character is counted towards this limit, so
2453 you should allocate at least @var{size} characters for the string @var{s}.
2454 If @var{size} is zero, nothing, not even the null byte, shall be written and
2455 @var{s} may be a null pointer.
2457 The return value is the number of characters which would be generated
2458 for the given input, excluding the trailing null.  If this value is
2459 greater than or equal to @var{size}, not all characters from the result have
2460 been stored in @var{s}.  If this happens, you should be wary of using
2461 the truncated result as that could lead to security, encoding, or
2462 other bugs in your program (@pxref{Truncating Strings}).
2463 Instead, you should try again with a bigger output
2464 string.  Here is an example of doing this:
2466 @smallexample
2467 @group
2468 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2469    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2470 char *
2471 make_message (char *name, char *value)
2473   /* @r{Guess we need no more than 100 bytes of space.} */
2474   size_t size = 100;
2475   char *buffer = xmalloc (size);
2476 @end group
2477 @group
2478  /* @r{Try to print in the allocated space.} */
2479   int buflen = snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2480                          name, value);
2481   if (! (0 <= buflen && buflen < SIZE_MAX))
2482     fatal ("integer overflow");
2483 @end group
2484 @group
2485   if (buflen >= size)
2486     @{
2487       /* @r{Reallocate buffer now that we know
2488          how much space is needed.} */
2489       size = buflen;
2490       size++;
2491       buffer = xrealloc (buffer, size);
2493       /* @r{Try again.} */
2494       snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2495                 name, value);
2496     @}
2497   /* @r{The last call worked, return the string.} */
2498   return buffer;
2500 @end group
2501 @end smallexample
2503 In practice, it is often easier just to use @code{asprintf}, below.
2505 @strong{Attention:} In versions of @theglibc{} prior to 2.1 the
2506 return value is the number of characters stored, not including the
2507 terminating null; unless there was not enough space in @var{s} to
2508 store the result in which case @code{-1} is returned.  This was
2509 changed in order to comply with the @w{ISO C99} standard.
2510 @end deftypefun
2512 @node Dynamic Output
2513 @subsection Dynamically Allocating Formatted Output
2515 The functions in this section do formatted output and place the results
2516 in dynamically allocated memory.
2518 @deftypefun int asprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, @dots{})
2519 @standards{GNU, stdio.h}
2520 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2521 This function is similar to @code{sprintf}, except that it dynamically
2522 allocates a string (as with @code{malloc}; @pxref{Unconstrained
2523 Allocation}) to hold the output, instead of putting the output in a
2524 buffer you allocate in advance.  The @var{ptr} argument should be the
2525 address of a @code{char *} object, and a successful call to
2526 @code{asprintf} stores a pointer to the newly allocated string at that
2527 location.
2529 The return value is the number of characters allocated for the buffer, or
2530 less than zero if an error occurred.  Usually this means that the buffer
2531 could not be allocated.
2533 Here is how to use @code{asprintf} to get the same result as the
2534 @code{snprintf} example, but more easily:
2536 @smallexample
2537 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2538    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2539 char *
2540 make_message (char *name, char *value)
2542   char *result;
2543   if (asprintf (&result, "value of %s is %s", name, value) < 0)
2544     return NULL;
2545   return result;
2547 @end smallexample
2548 @end deftypefun
2550 @deftypefun int obstack_printf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, @dots{})
2551 @standards{GNU, stdio.h}
2552 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:obstack} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsmem{}}}
2553 This function is similar to @code{asprintf}, except that it uses the
2554 obstack @var{obstack} to allocate the space.  @xref{Obstacks}.
2556 The characters are written onto the end of the current object.
2557 To get at them, you must finish the object with @code{obstack_finish}
2558 (@pxref{Growing Objects}).
2559 @end deftypefun
2561 @node Variable Arguments Output
2562 @subsection Variable Arguments Output Functions
2564 The functions @code{vprintf} and friends are provided so that you can
2565 define your own variadic @code{printf}-like functions that make use of
2566 the same internals as the built-in formatted output functions.
2568 The most natural way to define such functions would be to use a language
2569 construct to say, ``Call @code{printf} and pass this template plus all
2570 of my arguments after the first five.''  But there is no way to do this
2571 in C, and it would be hard to provide a way, since at the C language
2572 level there is no way to tell how many arguments your function received.
2574 Since that method is impossible, we provide alternative functions, the
2575 @code{vprintf} series, which lets you pass a @code{va_list} to describe
2576 ``all of my arguments after the first five.''
2578 When it is sufficient to define a macro rather than a real function,
2579 the GNU C compiler provides a way to do this much more easily with macros.
2580 For example:
2582 @smallexample
2583 #define myprintf(a, b, c, d, e, rest...) \
2584             printf (mytemplate , ## rest)
2585 @end smallexample
2587 @noindent
2588 @xref{Variadic Macros,,, cpp, The C preprocessor}, for details.
2589 But this is limited to macros, and does not apply to real functions at all.
2591 Before calling @code{vprintf} or the other functions listed in this
2592 section, you @emph{must} call @code{va_start} (@pxref{Variadic
2593 Functions}) to initialize a pointer to the variable arguments.  Then you
2594 can call @code{va_arg} to fetch the arguments that you want to handle
2595 yourself.  This advances the pointer past those arguments.
2597 Once your @code{va_list} pointer is pointing at the argument of your
2598 choice, you are ready to call @code{vprintf}.  That argument and all
2599 subsequent arguments that were passed to your function are used by
2600 @code{vprintf} along with the template that you specified separately.
2602 @strong{Portability Note:} The value of the @code{va_list} pointer is
2603 undetermined after the call to @code{vprintf}, so you must not use
2604 @code{va_arg} after you call @code{vprintf}.  Instead, you should call
2605 @code{va_end} to retire the pointer from service.  You can call
2606 @code{va_start} again and begin fetching the arguments from the start of
2607 the variable argument list.  (Alternatively, you can use @code{va_copy}
2608 to make a copy of the @code{va_list} pointer before calling
2609 @code{vfprintf}.)  Calling @code{vprintf} does not destroy the argument
2610 list of your function, merely the particular pointer that you passed to
2613 Prototypes for these functions are declared in @file{stdio.h}.
2614 @pindex stdio.h
2616 @deftypefun int vprintf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2617 @standards{ISO, stdio.h}
2618 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2619 This function is similar to @code{printf} except that, instead of taking
2620 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2621 pointer @var{ap}.
2622 @end deftypefun
2624 @deftypefun int vwprintf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2625 @standards{ISO, wchar.h}
2626 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2627 This function is similar to @code{wprintf} except that, instead of taking
2628 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2629 pointer @var{ap}.
2630 @end deftypefun
2632 @deftypefun int vfprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2633 @standards{ISO, stdio.h}
2634 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2635 @c Although vfprintf sets up a cleanup region to release the lock on the
2636 @c output stream, it doesn't use it to release args_value or string in
2637 @c case of cancellation.  This doesn't make it unsafe, but cancelling it
2638 @c may leak memory.  The unguarded use of __printf_function_table is
2639 @c also of concern for all callers.
2640 @c _itoa ok
2641 @c   _udiv_qrnnd_preinv ok
2642 @c group_number ok
2643 @c _i18n_number_rewrite
2644 @c   __wctrans ok
2645 @c   __towctrans @mtslocale
2646 @c   __wcrtomb ok? dup below
2647 @c   outdigit_value ok
2648 @c   outdigitwc_value ok
2649 @c outchar ok
2650 @c outstring ok
2651 @c PAD ok
2652 @c __printf_fp @mtslocale @ascuheap @acsmem
2653 @c __printf_fphex @mtslocale
2654 @c __readonly_area
2655 @c   [GNU/Linux] fopen, strtoul, free
2656 @c __strerror_r ok if no translation, check otherwise
2657 @c __btowc ? gconv-modules
2658 @c __wcrtomb ok (not using internal state) gconv-modules
2659 @c ARGCHECK
2660 @c UNBUFFERED_P (tested before taking the stream lock)
2661 @c buffered_vfprintf ok
2662 @c __find_spec(wc|mb)
2663 @c read_int
2664 @c __libc_use_alloca
2665 @c process_arg
2666 @c process_string_arg
2667 @c __parse_one_spec(wc|mb)
2668 @c *__printf_arginfo_table unguarded
2669 @c __printf_va_arg_table-> unguarded
2670 @c *__printf_function_table unguarded
2671 @c done_add
2672 @c printf_unknown
2673 @c   outchar
2674 @c   _itoa_word
2675 This is the equivalent of @code{fprintf} with the variable argument list
2676 specified directly as for @code{vprintf}.
2677 @end deftypefun
2679 @deftypefun int vfwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2680 @standards{ISO, wchar.h}
2681 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2682 This is the equivalent of @code{fwprintf} with the variable argument list
2683 specified directly as for @code{vwprintf}.
2684 @end deftypefun
2686 @deftypefun int vsprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2687 @standards{ISO, stdio.h}
2688 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2689 This is the equivalent of @code{sprintf} with the variable argument list
2690 specified directly as for @code{vprintf}.
2691 @end deftypefun
2693 @deftypefun int vswprintf (wchar_t *@var{ws}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2694 @standards{GNU, wchar.h}
2695 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2696 This is the equivalent of @code{swprintf} with the variable argument list
2697 specified directly as for @code{vwprintf}.
2698 @end deftypefun
2700 @deftypefun int vsnprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2701 @standards{GNU, stdio.h}
2702 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2703 This is the equivalent of @code{snprintf} with the variable argument list
2704 specified directly as for @code{vprintf}.
2705 @end deftypefun
2707 @deftypefun int vasprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2708 @standards{GNU, stdio.h}
2709 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2710 The @code{vasprintf} function is the equivalent of @code{asprintf} with the
2711 variable argument list specified directly as for @code{vprintf}.
2712 @end deftypefun
2714 @deftypefun int obstack_vprintf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2715 @standards{GNU, stdio.h}
2716 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:obstack} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsmem{}}}
2717 @c The obstack is not guarded by mutexes, it might be at an inconsistent
2718 @c state within a signal handler, and it could be left at an
2719 @c inconsistent state in case of cancellation.
2720 The @code{obstack_vprintf} function is the equivalent of
2721 @code{obstack_printf} with the variable argument list specified directly
2722 as for @code{vprintf}.
2723 @end deftypefun
2725 Here's an example showing how you might use @code{vfprintf}.  This is a
2726 function that prints error messages to the stream @code{stderr}, along
2727 with a prefix indicating the name of the program
2728 (@pxref{Error Messages}, for a description of
2729 @code{program_invocation_short_name}).
2731 @smallexample
2732 @group
2733 #include <stdio.h>
2734 #include <stdarg.h>
2736 void
2737 eprintf (const char *template, ...)
2739   va_list ap;
2740   extern char *program_invocation_short_name;
2742   fprintf (stderr, "%s: ", program_invocation_short_name);
2743   va_start (ap, template);
2744   vfprintf (stderr, template, ap);
2745   va_end (ap);
2747 @end group
2748 @end smallexample
2750 @noindent
2751 You could call @code{eprintf} like this:
2753 @smallexample
2754 eprintf ("file `%s' does not exist\n", filename);
2755 @end smallexample
2757 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
2758 know that a function uses a @code{printf}-style format string.  Then it
2759 can check the number and types of arguments in each call to the
2760 function, and warn you when they do not match the format string.
2761 For example, take this declaration of @code{eprintf}:
2763 @smallexample
2764 void eprintf (const char *template, ...)
2765         __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
2766 @end smallexample
2768 @noindent
2769 This tells the compiler that @code{eprintf} uses a format string like
2770 @code{printf} (as opposed to @code{scanf}; @pxref{Formatted Input});
2771 the format string appears as the first argument;
2772 and the arguments to satisfy the format begin with the second.
2773 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
2774 gcc, Using GNU CC}, for more information.
2776 @node Parsing a Template String
2777 @subsection Parsing a Template String
2778 @cindex parsing a template string
2780 You can use the function @code{parse_printf_format} to obtain
2781 information about the number and types of arguments that are expected by
2782 a given template string.  This function permits interpreters that
2783 provide interfaces to @code{printf} to avoid passing along invalid
2784 arguments from the user's program, which could cause a crash.
2786 All the symbols described in this section are declared in the header
2787 file @file{printf.h}.
2789 @deftypefun size_t parse_printf_format (const char *@var{template}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
2790 @standards{GNU, printf.h}
2791 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@assafe{}@acsafe{}}
2792 This function returns information about the number and types of
2793 arguments expected by the @code{printf} template string @var{template}.
2794 The information is stored in the array @var{argtypes}; each element of
2795 this array describes one argument.  This information is encoded using
2796 the various @samp{PA_} macros, listed below.
2798 The argument @var{n} specifies the number of elements in the array
2799 @var{argtypes}.  This is the maximum number of elements that
2800 @code{parse_printf_format} will try to write.
2802 @code{parse_printf_format} returns the total number of arguments required
2803 by @var{template}.  If this number is greater than @var{n}, then the
2804 information returned describes only the first @var{n} arguments.  If you
2805 want information about additional arguments, allocate a bigger
2806 array and call @code{parse_printf_format} again.
2807 @end deftypefun
2809 The argument types are encoded as a combination of a basic type and
2810 modifier flag bits.
2812 @deftypevr Macro int PA_FLAG_MASK
2813 @standards{GNU, printf.h}
2814 This macro is a bitmask for the type modifier flag bits.  You can write
2815 the expression @code{(argtypes[i] & PA_FLAG_MASK)} to extract just the
2816 flag bits for an argument, or @code{(argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)} to
2817 extract just the basic type code.
2818 @end deftypevr
2820 Here are symbolic constants that represent the basic types; they stand
2821 for integer values.
2823 @vtable @code
2824 @item PA_INT
2825 @standards{GNU, printf.h}
2826 This specifies that the base type is @code{int}.
2828 @item PA_CHAR
2829 @standards{GNU, printf.h}
2830 This specifies that the base type is @code{int}, cast to @code{char}.
2832 @item PA_STRING
2833 @standards{GNU, printf.h}
2834 This specifies that the base type is @code{char *}, a null-terminated string.
2836 @item PA_POINTER
2837 @standards{GNU, printf.h}
2838 This specifies that the base type is @code{void *}, an arbitrary pointer.
2840 @item PA_FLOAT
2841 @standards{GNU, printf.h}
2842 This specifies that the base type is @code{float}.
2844 @item PA_DOUBLE
2845 @standards{GNU, printf.h}
2846 This specifies that the base type is @code{double}.
2848 @item PA_LAST
2849 @standards{GNU, printf.h}
2850 You can define additional base types for your own programs as offsets
2851 from @code{PA_LAST}.  For example, if you have data types @samp{foo}
2852 and @samp{bar} with their own specialized @code{printf} conversions,
2853 you could define encodings for these types as:
2855 @smallexample
2856 #define PA_FOO  PA_LAST
2857 #define PA_BAR  (PA_LAST + 1)
2858 @end smallexample
2859 @end vtable
2861 Here are the flag bits that modify a basic type.  They are combined with
2862 the code for the basic type using inclusive-or.
2864 @vtable @code
2865 @item PA_FLAG_PTR
2866 @standards{GNU, printf.h}
2867 If this bit is set, it indicates that the encoded type is a pointer to
2868 the base type, rather than an immediate value.
2869 For example, @samp{PA_INT|PA_FLAG_PTR} represents the type @samp{int *}.
2871 @item PA_FLAG_SHORT
2872 @standards{GNU, printf.h}
2873 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2874 @code{short}.  (This corresponds to the @samp{h} type modifier.)
2876 @item PA_FLAG_LONG
2877 @standards{GNU, printf.h}
2878 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2879 @code{long}.  (This corresponds to the @samp{l} type modifier.)
2881 @item PA_FLAG_LONG_LONG
2882 @standards{GNU, printf.h}
2883 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2884 @code{long long}.  (This corresponds to the @samp{L} type modifier.)
2886 @item PA_FLAG_LONG_DOUBLE
2887 @standards{GNU, printf.h}
2888 This is a synonym for @code{PA_FLAG_LONG_LONG}, used by convention with
2889 a base type of @code{PA_DOUBLE} to indicate a type of @code{long double}.
2890 @end vtable
2892 @ifinfo
2893 For an example of using these facilities, see @ref{Example of Parsing}.
2894 @end ifinfo
2896 @node Example of Parsing
2897 @subsection Example of Parsing a Template String
2899 Here is an example of decoding argument types for a format string.  We
2900 assume this is part of an interpreter which contains arguments of type
2901 @code{NUMBER}, @code{CHAR}, @code{STRING} and @code{STRUCTURE} (and
2902 perhaps others which are not valid here).
2904 @smallexample
2905 /* @r{Test whether the @var{nargs} specified objects}
2906    @r{in the vector @var{args} are valid}
2907    @r{for the format string @var{format}:}
2908    @r{if so, return 1.}
2909    @r{If not, return 0 after printing an error message.}  */
2912 validate_args (char *format, int nargs, OBJECT *args)
2914   int *argtypes;
2915   int nwanted;
2917   /* @r{Get the information about the arguments.}
2918      @r{Each conversion specification must be at least two characters}
2919      @r{long, so there cannot be more specifications than half the}
2920      @r{length of the string.}  */
2922   argtypes = (int *) alloca (strlen (format) / 2 * sizeof (int));
2923   nwanted = parse_printf_format (format, nargs, argtypes);
2925   /* @r{Check the number of arguments.}  */
2926   if (nwanted > nargs)
2927     @{
2928       error ("too few arguments (at least %d required)", nwanted);
2929       return 0;
2930     @}
2932   /* @r{Check the C type wanted for each argument}
2933      @r{and see if the object given is suitable.}  */
2934   for (i = 0; i < nwanted; i++)
2935     @{
2936       int wanted;
2938       if (argtypes[i] & PA_FLAG_PTR)
2939         wanted = STRUCTURE;
2940       else
2941         switch (argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)
2942           @{
2943           case PA_INT:
2944           case PA_FLOAT:
2945           case PA_DOUBLE:
2946             wanted = NUMBER;
2947             break;
2948           case PA_CHAR:
2949             wanted = CHAR;
2950             break;
2951           case PA_STRING:
2952             wanted = STRING;
2953             break;
2954           case PA_POINTER:
2955             wanted = STRUCTURE;
2956             break;
2957           @}
2958       if (TYPE (args[i]) != wanted)
2959         @{
2960           error ("type mismatch for arg number %d", i);
2961           return 0;
2962         @}
2963     @}
2964   return 1;
2966 @end smallexample
2968 @node Customizing Printf
2969 @section Customizing @code{printf}
2970 @cindex customizing @code{printf}
2971 @cindex defining new @code{printf} conversions
2972 @cindex extending @code{printf}
2974 @Theglibc{} lets you define your own custom conversion specifiers
2975 for @code{printf} template strings, to teach @code{printf} clever ways
2976 to print the important data structures of your program.
2978 The way you do this is by registering the conversion with the function
2979 @code{register_printf_function}; see @ref{Registering New Conversions}.
2980 One of the arguments you pass to this function is a pointer to a handler
2981 function that produces the actual output; see @ref{Defining the Output
2982 Handler}, for information on how to write this function.
2984 You can also install a function that just returns information about the
2985 number and type of arguments expected by the conversion specifier.
2986 @xref{Parsing a Template String}, for information about this.
2988 The facilities of this section are declared in the header file
2989 @file{printf.h}.
2991 @menu
2992 * Registering New Conversions::         Using @code{register_printf_function}
2993                                          to register a new output conversion.
2994 * Conversion Specifier Options::        The handler must be able to get
2995                                          the options specified in the
2996                                          template when it is called.
2997 * Defining the Output Handler::         Defining the handler and arginfo
2998                                          functions that are passed as arguments
2999                                          to @code{register_printf_function}.
3000 * Printf Extension Example::            How to define a @code{printf}
3001                                          handler function.
3002 * Predefined Printf Handlers::          Predefined @code{printf} handlers.
3003 @end menu
3005 @strong{Portability Note:} The ability to extend the syntax of
3006 @code{printf} template strings is a GNU extension.  ISO standard C has
3007 nothing similar.  When using the GNU C compiler or any other compiler
3008 that interprets calls to standard I/O functions according to the rules
3009 of the language standard it is necessary to disable such handling by
3010 the appropriate compiler option.  Otherwise the behavior of a program
3011 that relies on the extension is undefined.
3013 @node Registering New Conversions
3014 @subsection Registering New Conversions
3016 The function to register a new output conversion is
3017 @code{register_printf_function}, declared in @file{printf.h}.
3018 @pindex printf.h
3020 @deftypefun int register_printf_function (int @var{spec}, printf_function @var{handler-function}, printf_arginfo_function @var{arginfo-function})
3021 @standards{GNU, printf.h}
3022 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasuconst{:printfext}}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
3023 @c This function is guarded by the global non-recursive libc lock, but
3024 @c users of the variables it sets aren't, and those should be MT-Safe,
3025 @c so we're ruling out the use of this extension with threads.  Calling
3026 @c it from a signal handler may self-deadlock, and cancellation may
3027 @c leave the lock held, besides leaking allocated memory.
3028 This function defines the conversion specifier character @var{spec}.
3029 Thus, if @var{spec} is @code{'Y'}, it defines the conversion @samp{%Y}.
3030 You can redefine the built-in conversions like @samp{%s}, but flag
3031 characters like @samp{#} and type modifiers like @samp{l} can never be
3032 used as conversions; calling @code{register_printf_function} for those
3033 characters has no effect.  It is advisable not to use lowercase letters,
3034 since the ISO C standard warns that additional lowercase letters may be
3035 standardized in future editions of the standard.
3037 The @var{handler-function} is the function called by @code{printf} and
3038 friends when this conversion appears in a template string.
3039 @xref{Defining the Output Handler}, for information about how to define
3040 a function to pass as this argument.  If you specify a null pointer, any
3041 existing handler function for @var{spec} is removed.
3043 The @var{arginfo-function} is the function called by
3044 @code{parse_printf_format} when this conversion appears in a
3045 template string.  @xref{Parsing a Template String}, for information
3046 about this.
3048 @c The following is not true anymore.  The `parse_printf_format' function
3049 @c is now also called from `vfprintf' via `parse_one_spec'.
3050 @c --drepper@gnu, 1996/11/14
3052 @c Normally, you install both functions for a conversion at the same time,
3053 @c but if you are never going to call @code{parse_printf_format}, you do
3054 @c not need to define an arginfo function.
3056 @strong{Attention:} In @theglibc{} versions before 2.0 the
3057 @var{arginfo-function} function did not need to be installed unless
3058 the user used the @code{parse_printf_format} function.  This has changed.
3059 Now a call to any of the @code{printf} functions will call this
3060 function when this format specifier appears in the format string.
3062 The return value is @code{0} on success, and @code{-1} on failure
3063 (which occurs if @var{spec} is out of range).
3065 @strong{Portability Note:} It is possible to redefine the standard output
3066 conversions but doing so is strongly discouraged because it may interfere
3067 with the behavior of programs and compiler implementations that assume
3068 the effects of the conversions conform to the relevant language standards.
3069 In addition, conforming compilers need not guarantee that the function
3070 registered for a standard conversion will be called for each such
3071 conversion in every format string in a program.
3072 @end deftypefun
3074 @node Conversion Specifier Options
3075 @subsection Conversion Specifier Options
3077 If you define a meaning for @samp{%A}, what if the template contains
3078 @samp{%+23A} or @samp{%-#A}?  To implement a sensible meaning for these,
3079 the handler when called needs to be able to get the options specified in
3080 the template.
3082 Both the @var{handler-function} and @var{arginfo-function} accept an
3083 argument that points to a @code{struct printf_info}, which contains
3084 information about the options appearing in an instance of the conversion
3085 specifier.  This data type is declared in the header file
3086 @file{printf.h}.
3087 @pindex printf.h
3089 @deftp {Type} {struct printf_info}
3090 @standards{GNU, printf.h}
3091 This structure is used to pass information about the options appearing
3092 in an instance of a conversion specifier in a @code{printf} template
3093 string to the handler and arginfo functions for that specifier.  It
3094 contains the following members:
3096 @table @code
3097 @item int prec
3098 This is the precision specified.  The value is @code{-1} if no precision
3099 was specified.  If the precision was given as @samp{*}, the
3100 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
3101 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
3102 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
3103 actual value is not known.
3105 @item int width
3106 This is the minimum field width specified.  The value is @code{0} if no
3107 width was specified.  If the field width was given as @samp{*}, the
3108 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
3109 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
3110 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
3111 actual value is not known.
3113 @item wchar_t spec
3114 This is the conversion specifier character specified.  It's stored in
3115 the structure so that you can register the same handler function for
3116 multiple characters, but still have a way to tell them apart when the
3117 handler function is called.
3119 @item unsigned int is_long_double
3120 This is a boolean that is true if the @samp{L}, @samp{ll}, or @samp{q}
3121 type modifier was specified.  For integer conversions, this indicates
3122 @code{long long int}, as opposed to @code{long double} for floating
3123 point conversions.
3125 @item unsigned int is_char
3126 This is a boolean that is true if the @samp{hh} type modifier was specified.
3128 @item unsigned int is_short
3129 This is a boolean that is true if the @samp{h} type modifier was specified.
3131 @item unsigned int is_long
3132 This is a boolean that is true if the @samp{l} type modifier was specified.
3134 @item unsigned int alt
3135 This is a boolean that is true if the @samp{#} flag was specified.
3137 @item unsigned int space
3138 This is a boolean that is true if the @samp{ } flag was specified.
3140 @item unsigned int left
3141 This is a boolean that is true if the @samp{-} flag was specified.
3143 @item unsigned int showsign
3144 This is a boolean that is true if the @samp{+} flag was specified.
3146 @item unsigned int group
3147 This is a boolean that is true if the @samp{'} flag was specified.
3149 @item unsigned int extra
3150 This flag has a special meaning depending on the context.  It could
3151 be used freely by the user-defined handlers but when called from
3152 the @code{printf} function this variable always contains the value
3153 @code{0}.
3155 @item unsigned int wide
3156 This flag is set if the stream is wide oriented.
3158 @item wchar_t pad
3159 This is the character to use for padding the output to the minimum field
3160 width.  The value is @code{'0'} if the @samp{0} flag was specified, and
3161 @code{' '} otherwise.
3162 @end table
3163 @end deftp
3166 @node Defining the Output Handler
3167 @subsection Defining the Output Handler
3169 Now let's look at how to define the handler and arginfo functions
3170 which are passed as arguments to @code{register_printf_function}.
3172 @strong{Compatibility Note:} The interface changed in @theglibc{}
3173 version 2.0.  Previously the third argument was of type
3174 @code{va_list *}.
3176 You should define your handler functions with a prototype like:
3178 @smallexample
3179 int @var{function} (FILE *stream, const struct printf_info *info,
3180                     const void *const *args)
3181 @end smallexample
3183 The @var{stream} argument passed to the handler function is the stream to
3184 which it should write output.
3186 The @var{info} argument is a pointer to a structure that contains
3187 information about the various options that were included with the
3188 conversion in the template string.  You should not modify this structure
3189 inside your handler function.  @xref{Conversion Specifier Options}, for
3190 a description of this data structure.
3192 @c The following changes some time back.  --drepper@gnu, 1996/11/14
3194 @c The @code{ap_pointer} argument is used to pass the tail of the variable
3195 @c argument list containing the values to be printed to your handler.
3196 @c Unlike most other functions that can be passed an explicit variable
3197 @c argument list, this is a @emph{pointer} to a @code{va_list}, rather than
3198 @c the @code{va_list} itself.  Thus, you should fetch arguments by
3199 @c means of @code{va_arg (*ap_pointer, @var{type})}.
3201 @c (Passing a pointer here allows the function that calls your handler
3202 @c function to update its own @code{va_list} variable to account for the
3203 @c arguments that your handler processes.  @xref{Variadic Functions}.)
3205 The @var{args} is a vector of pointers to the arguments data.
3206 The number of arguments was determined by calling the argument
3207 information function provided by the user.
3209 Your handler function should return a value just like @code{printf}
3210 does: it should return the number of characters it has written, or a
3211 negative value to indicate an error.
3213 @deftp {Data Type} printf_function
3214 @standards{GNU, printf.h}
3215 This is the data type that a handler function should have.
3216 @end deftp
3218 If you are going to use @w{@code{parse_printf_format}} in your
3219 application, you must also define a function to pass as the
3220 @var{arginfo-function} argument for each new conversion you install with
3221 @code{register_printf_function}.
3223 You have to define these functions with a prototype like:
3225 @smallexample
3226 int @var{function} (const struct printf_info *info,
3227                     size_t n, int *argtypes)
3228 @end smallexample
3230 The return value from the function should be the number of arguments the
3231 conversion expects.  The function should also fill in no more than
3232 @var{n} elements of the @var{argtypes} array with information about the
3233 types of each of these arguments.  This information is encoded using the
3234 various @samp{PA_} macros.  (You will notice that this is the same
3235 calling convention @code{parse_printf_format} itself uses.)
3237 @deftp {Data Type} printf_arginfo_function
3238 @standards{GNU, printf.h}
3239 This type is used to describe functions that return information about
3240 the number and type of arguments used by a conversion specifier.
3241 @end deftp
3243 @node Printf Extension Example
3244 @subsection @code{printf} Extension Example
3246 Here is an example showing how to define a @code{printf} handler function.
3247 This program defines a data structure called a @code{Widget} and
3248 defines the @samp{%W} conversion to print information about @w{@code{Widget *}}
3249 arguments, including the pointer value and the name stored in the data
3250 structure.  The @samp{%W} conversion supports the minimum field width and
3251 left-justification options, but ignores everything else.
3253 @smallexample
3254 @include rprintf.c.texi
3255 @end smallexample
3257 The output produced by this program looks like:
3259 @smallexample
3260 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3261 |      <Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3262 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>      |
3263 @end smallexample
3265 @node Predefined Printf Handlers
3266 @subsection Predefined @code{printf} Handlers
3268 @Theglibc{} also contains a concrete and useful application of the
3269 @code{printf} handler extension.  There are two functions available
3270 which implement a special way to print floating-point numbers.
3272 @deftypefun int printf_size (FILE *@var{fp}, const struct printf_info *@var{info}, const void *const *@var{args})
3273 @standards{GNU, printf.h}
3274 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:fp} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @acucorrupt{}}}
3275 @c This is meant to be called by vfprintf, that should hold the lock on
3276 @c the stream, but if this function is called directly, output will be
3277 @c racy, besides the uses of the global locale object while other
3278 @c threads may be changing it and the possbility of leaving the stream
3279 @c object in an inconsistent state in case of cancellation.
3280 Print a given floating point number as for the format @code{%f} except
3281 that there is a postfix character indicating the divisor for the
3282 number to make this less than 1000.  There are two possible divisors:
3283 powers of 1024 or powers of 1000.  Which one is used depends on the
3284 format character specified while registered this handler.  If the
3285 character is of lower case, 1024 is used.  For upper case characters,
3286 1000 is used.
3288 The postfix tag corresponds to bytes, kilobytes, megabytes, gigabytes,
3289 etc.  The full table is:
3291 @ifinfo
3292 @multitable {' '} {2^10 (1024)} {zetta} {Upper} {10^24 (1000)}
3293 @item low @tab Multiplier  @tab From  @tab Upper @tab Multiplier
3294 @item ' ' @tab 1           @tab       @tab ' '   @tab 1
3295 @item k   @tab 2^10 (1024) @tab kilo  @tab K     @tab 10^3 (1000)
3296 @item m   @tab 2^20        @tab mega  @tab M     @tab 10^6
3297 @item g   @tab 2^30        @tab giga  @tab G     @tab 10^9
3298 @item t   @tab 2^40        @tab tera  @tab T     @tab 10^12
3299 @item p   @tab 2^50        @tab peta  @tab P     @tab 10^15
3300 @item e   @tab 2^60        @tab exa   @tab E     @tab 10^18
3301 @item z   @tab 2^70        @tab zetta @tab Z     @tab 10^21
3302 @item y   @tab 2^80        @tab yotta @tab Y     @tab 10^24
3303 @end multitable
3304 @end ifinfo
3305 @iftex
3306 @tex
3307 \hbox to\hsize{\hfil\vbox{\offinterlineskip
3308 \hrule
3309 \halign{\strut#& \vrule#\tabskip=1em plus2em& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#\tabskip=0pt\cr
3310 \noalign{\hrule}
3311 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3312 && \omit low && Multiplier && From && \omit Upper && Multiplier &\cr
3313 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3314 \noalign{\hrule}
3315 && {\tt\char32} &&  1 && && {\tt\char32} && 1 &\cr
3316 && k && $2^{10} = 1024$ && kilo && K && $10^3 = 1000$ &\cr
3317 && m && $2^{20}$ && mega && M && $10^6$ &\cr
3318 && g && $2^{30}$ && giga && G && $10^9$ &\cr
3319 && t && $2^{40}$ && tera && T && $10^{12}$ &\cr
3320 && p && $2^{50}$ && peta && P && $10^{15}$ &\cr
3321 && e && $2^{60}$ && exa && E && $10^{18}$ &\cr
3322 && z && $2^{70}$ && zetta && Z && $10^{21}$ &\cr
3323 && y && $2^{80}$ && yotta && Y && $10^{24}$ &\cr
3324 \noalign{\hrule}}}\hfil}
3325 @end tex
3326 @end iftex
3328 The default precision is 3, i.e., 1024 is printed with a lower-case
3329 format character as if it were @code{%.3fk} and will yield @code{1.000k}.
3330 @end deftypefun
3332 Due to the requirements of @code{register_printf_function} we must also
3333 provide the function which returns information about the arguments.
3335 @deftypefun int printf_size_info (const struct printf_info *@var{info}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
3336 @standards{GNU, printf.h}
3337 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
3338 This function will return in @var{argtypes} the information about the
3339 used parameters in the way the @code{vfprintf} implementation expects
3340 it.  The format always takes one argument.
3341 @end deftypefun
3343 To use these functions both functions must be registered with a call like
3345 @smallexample
3346 register_printf_function ('B', printf_size, printf_size_info);
3347 @end smallexample
3349 Here we register the functions to print numbers as powers of 1000 since
3350 the format character @code{'B'} is an upper-case character.  If we
3351 would additionally use @code{'b'} in a line like
3353 @smallexample
3354 register_printf_function ('b', printf_size, printf_size_info);
3355 @end smallexample
3357 @noindent
3358 we could also print using a power of 1024.  Please note that all that is
3359 different in these two lines is the format specifier.  The
3360 @code{printf_size} function knows about the difference between lower and upper
3361 case format specifiers.
3363 The use of @code{'B'} and @code{'b'} is no coincidence.  Rather it is
3364 the preferred way to use this functionality since it is available on
3365 some other systems which also use format specifiers.
3367 @node Formatted Input
3368 @section Formatted Input
3370 @cindex formatted input from a stream
3371 @cindex reading from a stream, formatted
3372 @cindex format string, for @code{scanf}
3373 @cindex template, for @code{scanf}
3374 The functions described in this section (@code{scanf} and related
3375 functions) provide facilities for formatted input analogous to the
3376 formatted output facilities.  These functions provide a mechanism for
3377 reading arbitrary values under the control of a @dfn{format string} or
3378 @dfn{template string}.
3380 @menu
3381 * Formatted Input Basics::      Some basics to get you started.
3382 * Input Conversion Syntax::     Syntax of conversion specifications.
3383 * Table of Input Conversions::  Summary of input conversions and what they do.
3384 * Numeric Input Conversions::   Details of conversions for reading numbers.
3385 * String Input Conversions::    Details of conversions for reading strings.
3386 * Dynamic String Input::        String conversions that @code{malloc} the buffer.
3387 * Other Input Conversions::     Details of miscellaneous other conversions.
3388 * Formatted Input Functions::   Descriptions of the actual functions.
3389 * Variable Arguments Input::    @code{vscanf} and friends.
3390 @end menu
3392 @node Formatted Input Basics
3393 @subsection Formatted Input Basics
3395 Calls to @code{scanf} are superficially similar to calls to
3396 @code{printf} in that arbitrary arguments are read under the control of
3397 a template string.  While the syntax of the conversion specifications in
3398 the template is very similar to that for @code{printf}, the
3399 interpretation of the template is oriented more towards free-format
3400 input and simple pattern matching, rather than fixed-field formatting.
3401 For example, most @code{scanf} conversions skip over any amount of
3402 ``white space'' (including spaces, tabs, and newlines) in the input
3403 file, and there is no concept of precision for the numeric input
3404 conversions as there is for the corresponding output conversions.
3405 Ordinarily, non-whitespace characters in the template are expected to
3406 match characters in the input stream exactly, but a matching failure is
3407 distinct from an input error on the stream.
3408 @cindex conversion specifications (@code{scanf})
3410 Another area of difference between @code{scanf} and @code{printf} is
3411 that you must remember to supply pointers rather than immediate values
3412 as the optional arguments to @code{scanf}; the values that are read are
3413 stored in the objects that the pointers point to.  Even experienced
3414 programmers tend to forget this occasionally, so if your program is
3415 getting strange errors that seem to be related to @code{scanf}, you
3416 might want to double-check this.
3418 When a @dfn{matching failure} occurs, @code{scanf} returns immediately,
3419 leaving the first non-matching character as the next character to be
3420 read from the stream.  The normal return value from @code{scanf} is the
3421 number of values that were assigned, so you can use this to determine if
3422 a matching error happened before all the expected values were read.
3423 @cindex matching failure, in @code{scanf}
3425 The @code{scanf} function is typically used for things like reading in
3426 the contents of tables.  For example, here is a function that uses
3427 @code{scanf} to initialize an array of @code{double}:
3429 @smallexample
3430 void
3431 readarray (double *array, int n)
3433   int i;
3434   for (i=0; i<n; i++)
3435     if (scanf (" %lf", &(array[i])) != 1)
3436       invalid_input_error ();
3438 @end smallexample
3440 The formatted input functions are not used as frequently as the
3441 formatted output functions.  Partly, this is because it takes some care
3442 to use them properly.  Another reason is that it is difficult to recover
3443 from a matching error.
3445 If you are trying to read input that doesn't match a single, fixed
3446 pattern, you may be better off using a tool such as Flex to generate a
3447 lexical scanner, or Bison to generate a parser, rather than using
3448 @code{scanf}.  For more information about these tools, see @ref{Top, , ,
3449 flex.info, Flex: The Lexical Scanner Generator}, and @ref{Top, , ,
3450 bison.info, The Bison Reference Manual}.
3452 @node Input Conversion Syntax
3453 @subsection Input Conversion Syntax
3455 A @code{scanf} template string is a string that contains ordinary
3456 multibyte characters interspersed with conversion specifications that
3457 start with @samp{%}.
3459 Any whitespace character (as defined by the @code{isspace} function;
3460 @pxref{Classification of Characters}) in the template causes any number
3461 of whitespace characters in the input stream to be read and discarded.
3462 The whitespace characters that are matched need not be exactly the same
3463 whitespace characters that appear in the template string.  For example,
3464 write @samp{ , } in the template to recognize a comma with optional
3465 whitespace before and after.
3467 Other characters in the template string that are not part of conversion
3468 specifications must match characters in the input stream exactly; if
3469 this is not the case, a matching failure occurs.
3471 The conversion specifications in a @code{scanf} template string
3472 have the general form:
3474 @smallexample
3475 % @var{flags} @var{width} @var{type} @var{conversion}
3476 @end smallexample
3478 In more detail, an input conversion specification consists of an initial
3479 @samp{%} character followed in sequence by:
3481 @itemize @bullet
3482 @item
3483 An optional @dfn{flag character} @samp{*}, which says to ignore the text
3484 read for this specification.  When @code{scanf} finds a conversion
3485 specification that uses this flag, it reads input as directed by the
3486 rest of the conversion specification, but it discards this input, does
3487 not use a pointer argument, and does not increment the count of
3488 successful assignments.
3489 @cindex flag character (@code{scanf})
3491 @item
3492 An optional flag character @samp{a} (valid with string conversions only)
3493 which requests allocation of a buffer long enough to store the string in.
3494 (This is a GNU extension.)
3495 @xref{Dynamic String Input}.
3497 @item
3498 An optional decimal integer that specifies the @dfn{maximum field
3499 width}.  Reading of characters from the input stream stops either when
3500 this maximum is reached or when a non-matching character is found,
3501 whichever happens first.  Most conversions discard initial whitespace
3502 characters (those that don't are explicitly documented), and these
3503 discarded characters don't count towards the maximum field width.
3504 String input conversions store a null character to mark the end of the
3505 input; the maximum field width does not include this terminator.
3506 @cindex maximum field width (@code{scanf})
3508 @item
3509 An optional @dfn{type modifier character}.  For example, you can
3510 specify a type modifier of @samp{l} with integer conversions such as
3511 @samp{%d} to specify that the argument is a pointer to a @code{long int}
3512 rather than a pointer to an @code{int}.
3513 @cindex type modifier character (@code{scanf})
3515 @item
3516 A character that specifies the conversion to be applied.
3517 @end itemize
3519 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
3520 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
3521 individual conversions for information about the particular options that
3522 they allow.
3524 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
3525 @code{scanf} and related functions.  It examines the format string and
3526 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
3527 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
3528 write uses a @code{scanf}-style format string.
3529 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
3530 gcc, Using GNU CC}, for more information.
3532 @node Table of Input Conversions
3533 @subsection Table of Input Conversions
3534 @cindex input conversions, for @code{scanf}
3536 Here is a table that summarizes the various conversion specifications:
3538 @table @asis
3539 @item @samp{%d}
3540 Matches an optionally signed integer written in decimal.  @xref{Numeric
3541 Input Conversions}.
3543 @item @samp{%i}
3544 Matches an optionally signed integer in any of the formats that the C
3545 language defines for specifying an integer constant.  @xref{Numeric
3546 Input Conversions}.
3548 @item @samp{%b}
3549 Matches an unsigned integer written in binary radix.  This is an ISO
3550 C23 feature.  @xref{Numeric Input Conversions}.
3552 @item @samp{%o}
3553 Matches an unsigned integer written in octal radix.
3554 @xref{Numeric Input Conversions}.
3556 @item @samp{%u}
3557 Matches an unsigned integer written in decimal radix.
3558 @xref{Numeric Input Conversions}.
3560 @item @samp{%x}, @samp{%X}
3561 Matches an unsigned integer written in hexadecimal radix.
3562 @xref{Numeric Input Conversions}.
3564 @item @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, @samp{%F}, @samp{%G}
3565 Matches an optionally signed floating-point number.  @xref{Numeric Input
3566 Conversions}.
3568 @item @samp{%s}
3570 Matches a string containing only non-whitespace characters.
3571 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3572 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3573 multibyte string.  If @samp{%s} is used in a wide character function the
3574 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3575 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3576 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3577 @samp{%ls} is used in a multibyte function the result is converted into
3578 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3579 stored in the user provided buffer.
3581 @item @samp{%S}
3582 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
3583 with the Unix standard.
3585 @item @samp{%[}
3586 Matches a string of characters that belong to a specified set.
3587 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3588 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3589 multibyte string.  If @samp{%[} is used in a wide character function the
3590 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3591 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3592 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3593 @samp{%l[} is used in a multibyte function the result is converted into
3594 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3595 stored in the user provided buffer.
3597 @item @samp{%c}
3598 Matches a string of one or more characters; the number of characters
3599 read is controlled by the maximum field width given for the conversion.
3600 @xref{String Input Conversions}.
3602 If @samp{%c} is used in a wide stream function the read value is
3603 converted from a wide character to the corresponding multibyte character
3604 before storing it.  Note that this conversion can produce more than one
3605 byte of output and therefore the provided buffer must be large enough for up
3606 to @code{MB_CUR_MAX} bytes for each character.  If @samp{%lc} is used in
3607 a multibyte function the input is treated as a multibyte sequence (and
3608 not bytes) and the result is converted as with calls to @code{mbrtowc}.
3610 @item @samp{%C}
3611 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
3612 with the Unix standard.
3614 @item @samp{%p}
3615 Matches a pointer value in the same implementation-defined format used
3616 by the @samp{%p} output conversion for @code{printf}.  @xref{Other Input
3617 Conversions}.
3619 @item @samp{%n}
3620 This conversion doesn't read any characters; it records the number of
3621 characters read so far by this call.  @xref{Other Input Conversions}.
3623 @item @samp{%%}
3624 This matches a literal @samp{%} character in the input stream.  No
3625 corresponding argument is used.  @xref{Other Input Conversions}.
3626 @end table
3628 If the syntax of a conversion specification is invalid, the behavior is
3629 undefined.  If there aren't enough function arguments provided to supply
3630 addresses for all the conversion specifications in the template strings
3631 that perform assignments, or if the arguments are not of the correct
3632 types, the behavior is also undefined.  On the other hand, extra
3633 arguments are simply ignored.
3635 @node Numeric Input Conversions
3636 @subsection Numeric Input Conversions
3638 This section describes the @code{scanf} conversions for reading numeric
3639 values.
3641 The @samp{%d} conversion matches an optionally signed integer in decimal
3642 radix.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3643 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3644 @code{10} for the @var{base} argument.
3646 The @samp{%i} conversion matches an optionally signed integer in any of
3647 the formats that the C language defines for specifying an integer
3648 constant.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3649 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3650 @code{0} for the @var{base} argument.  (You can print integers in this
3651 syntax with @code{printf} by using the @samp{#} flag character with the
3652 @samp{%x}, @samp{%o}, @samp{%b}, or @samp{%d} conversion.
3653 @xref{Integer Conversions}.)
3655 For example, any of the strings @samp{10}, @samp{0xa}, or @samp{012}
3656 could be read in as integers under the @samp{%i} conversion.  Each of
3657 these specifies a number with decimal value @code{10}.
3659 The @samp{%b}, @samp{%o}, @samp{%u}, and @samp{%x} conversions match unsigned
3660 integers in binary, octal, decimal, and hexadecimal radices, respectively.  The
3661 syntax that is recognized is the same as that for the @code{strtoul}
3662 function (@pxref{Parsing of Integers}) with the appropriate value
3663 (@code{2}, @code{8}, @code{10}, or @code{16}) for the @var{base}
3664 argument.  The @samp{%b} conversion accepts an optional leading
3665 @samp{0b} or @samp{0B} in all standards modes.
3667 The @samp{%X} conversion is identical to the @samp{%x} conversion.  They
3668 both permit either uppercase or lowercase letters to be used as digits.
3670 The default type of the corresponding argument for the @code{%d},
3671 @code{%i}, and @code{%n} conversions is @code{int *}, and
3672 @code{unsigned int *} for the other integer conversions.  You can use
3673 the following type modifiers to specify other sizes of integer:
3675 @table @samp
3676 @item hh
3677 Specifies that the argument is a @code{signed char *} or @code{unsigned
3678 char *}.
3680 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3682 @item h
3683 Specifies that the argument is a @code{short int *} or @code{unsigned
3684 short int *}.
3686 @item j
3687 Specifies that the argument is a @code{intmax_t *} or @code{uintmax_t *}.
3689 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3691 @item l
3692 Specifies that the argument is a @code{long int *} or @code{unsigned
3693 long int *}.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L} modifier, below.
3695 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
3696 considered as a pointer to a wide character or wide character string
3697 respectively.  This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to
3698 @w{ISO C90}.
3700 @need 100
3701 @item ll
3702 @itemx L
3703 @itemx q
3704 Specifies that the argument is a @code{long long int *} or @code{unsigned long long int *}.  (The @code{long long} type is an extension supported by the
3705 GNU C compiler.  For systems that don't provide extra-long integers, this
3706 is the same as @code{long int}.)
3708 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
3709 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
3710 @code{int}.
3712 @item t
3713 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t *}.
3715 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3717 @item w@var{n}
3718 Specifies that the argument is an @code{int@var{n}_t *} or
3719 @code{int_least@var{n}_t *} (which are the same type), or
3720 @code{uint@var{n}_t *} or @code{uint_least@var{n}_t *} (which are the
3721 same type).
3723 This modifier was introduced in @w{ISO C23}.
3725 @item wf@var{n}
3726 Specifies that the argument is an @code{int_fast@var{n}_t *} or
3727 @code{uint_fast@var{n}_t *}.
3729 This modifier was introduced in @w{ISO C23}.
3731 @item z
3732 Specifies that the argument is a @code{size_t *}.
3734 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3735 @end table
3737 All of the @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, @samp{%F} and @samp{%G}
3738 input conversions are interchangeable.  They all match an optionally
3739 signed floating point number, in the same syntax as for the
3740 @code{strtod} function (@pxref{Parsing of Floats}).
3742 For the floating-point input conversions, the default argument type is
3743 @code{float *}.  (This is different from the corresponding output
3744 conversions, where the default type is @code{double}; remember that
3745 @code{float} arguments to @code{printf} are converted to @code{double}
3746 by the default argument promotions, but @code{float *} arguments are
3747 not promoted to @code{double *}.)  You can specify other sizes of float
3748 using these type modifiers:
3750 @table @samp
3751 @item l
3752 Specifies that the argument is of type @code{double *}.
3754 @item L
3755 Specifies that the argument is of type @code{long double *}.
3756 @end table
3758 For all the above number parsing formats there is an additional optional
3759 flag @samp{'}.  When this flag is given the @code{scanf} function
3760 expects the number represented in the input string to be formatted
3761 according to the grouping rules of the currently selected locale
3762 (@pxref{General Numeric}).
3764 If the @code{"C"} or @code{"POSIX"} locale is selected there is no
3765 difference.  But for a locale which specifies values for the appropriate
3766 fields in the locale the input must have the correct form in the input.
3767 Otherwise the longest prefix with a correct form is processed.
3769 @node String Input Conversions
3770 @subsection String Input Conversions
3772 This section describes the @code{scanf} input conversions for reading
3773 string and character values: @samp{%s}, @samp{%S}, @samp{%[}, @samp{%c},
3774 and @samp{%C}.
3776 You have two options for how to receive the input from these
3777 conversions:
3779 @itemize @bullet
3780 @item
3781 Provide a buffer to store it in.  This is the default.  You should
3782 provide an argument of type @code{char *} or @code{wchar_t *} (the
3783 latter if the @samp{l} modifier is present).
3785 @strong{Warning:} To make a robust program, you must make sure that the
3786 input (plus its terminating null) cannot possibly exceed the size of the
3787 buffer you provide.  In general, the only way to do this is to specify a
3788 maximum field width one less than the buffer size.  @strong{If you
3789 provide the buffer, always specify a maximum field width to prevent
3790 overflow.}
3792 @item
3793 Ask @code{scanf} to allocate a big enough buffer, by specifying the
3794 @samp{a} flag character.  This is a GNU extension.  You should provide
3795 an argument of type @code{char **} for the buffer address to be stored
3796 in.  @xref{Dynamic String Input}.
3797 @end itemize
3799 The @samp{%c} conversion is the simplest: it matches a fixed number of
3800 characters, always.  The maximum field width says how many characters to
3801 read; if you don't specify the maximum, the default is 1.  This
3802 conversion doesn't append a null character to the end of the text it
3803 reads.  It also does not skip over initial whitespace characters.  It
3804 reads precisely the next @var{n} characters, and fails if it cannot get
3805 that many.  Since there is always a maximum field width with @samp{%c}
3806 (whether specified, or 1 by default), you can always prevent overflow by
3807 making the buffer long enough.
3808 @comment Is character == byte here???  --drepper
3810 If the format is @samp{%lc} or @samp{%C} the function stores wide
3811 characters which are converted using the conversion determined at the
3812 time the stream was opened from the external byte stream.  The number of
3813 bytes read from the medium is limited by @code{MB_CUR_LEN * @var{n}} but
3814 at most @var{n} wide characters get stored in the output string.
3816 The @samp{%s} conversion matches a string of non-whitespace characters.
3817 It skips and discards initial whitespace, but stops when it encounters
3818 more whitespace after having read something.  It stores a null character
3819 at the end of the text that it reads.
3821 For example, reading the input:
3823 @smallexample
3824  hello, world
3825 @end smallexample
3827 @noindent
3828 with the conversion @samp{%10c} produces @code{" hello, wo"}, but
3829 reading the same input with the conversion @samp{%10s} produces
3830 @code{"hello,"}.
3832 @strong{Warning:} If you do not specify a field width for @samp{%s},
3833 then the number of characters read is limited only by where the next
3834 whitespace character appears.  This almost certainly means that invalid
3835 input can make your program crash---which is a bug.
3837 The @samp{%ls} and @samp{%S} format are handled just like @samp{%s}
3838 except that the external byte sequence is converted using the conversion
3839 associated with the stream to wide characters with their own encoding.
3840 A width or precision specified with the format do not directly determine
3841 how many bytes are read from the stream since they measure wide
3842 characters.  But an upper limit can be computed by multiplying the value
3843 of the width or precision by @code{MB_CUR_MAX}.
3845 To read in characters that belong to an arbitrary set of your choice,
3846 use the @samp{%[} conversion.  You specify the set between the @samp{[}
3847 character and a following @samp{]} character, using the same syntax used
3848 in regular expressions for explicit sets of characters.  As special cases:
3850 @itemize @bullet
3851 @item
3852 A literal @samp{]} character can be specified as the first character
3853 of the set.
3855 @item
3856 An embedded @samp{-} character (that is, one that is not the first or
3857 last character of the set) is used to specify a range of characters.
3859 @item
3860 If a caret character @samp{^} immediately follows the initial @samp{[},
3861 then the set of allowed input characters is everything @emph{except}
3862 the characters listed.
3863 @end itemize
3865 The @samp{%[} conversion does not skip over initial whitespace
3866 characters.
3868 Note that the @dfn{character class} syntax available in character sets
3869 that appear inside regular expressions (such as @samp{[:alpha:]}) is
3870 @emph{not} available in the @samp{%[} conversion.
3872 Here are some examples of @samp{%[} conversions and what they mean:
3874 @table @samp
3875 @item %25[1234567890]
3876 Matches a string of up to 25 digits.
3878 @item %25[][]
3879 Matches a string of up to 25 square brackets.
3881 @item %25[^ \f\n\r\t\v]
3882 Matches a string up to 25 characters long that doesn't contain any of
3883 the standard whitespace characters.  This is slightly different from
3884 @samp{%s}, because if the input begins with a whitespace character,
3885 @samp{%[} reports a matching failure while @samp{%s} simply discards the
3886 initial whitespace.
3888 @item %25[a-z]
3889 Matches up to 25 lowercase characters.
3890 @end table
3892 As for @samp{%c} and @samp{%s} the @samp{%[} format is also modified to
3893 produce wide characters if the @samp{l} modifier is present.  All what
3894 is said about @samp{%ls} above is true for @samp{%l[}.
3896 One more reminder: the @samp{%s} and @samp{%[} conversions are
3897 @strong{dangerous} if you don't specify a maximum width or use the
3898 @samp{a} flag, because input too long would overflow whatever buffer you
3899 have provided for it.  No matter how long your buffer is, a user could
3900 supply input that is longer.  A well-written program reports invalid
3901 input with a comprehensible error message, not with a crash.
3903 @node Dynamic String Input
3904 @subsection Dynamically Allocating String Conversions
3906 A GNU extension to formatted input lets you safely read a string with no
3907 maximum size.  Using this feature, you don't supply a buffer; instead,
3908 @code{scanf} allocates a buffer big enough to hold the data and gives
3909 you its address.  To use this feature, write @samp{a} as a flag
3910 character, as in @samp{%as} or @samp{%a[0-9a-z]}.
3912 The pointer argument you supply for where to store the input should have
3913 type @code{char **}.  The @code{scanf} function allocates a buffer and
3914 stores its address in the word that the argument points to.  You should
3915 free the buffer with @code{free} when you no longer need it.
3917 Here is an example of using the @samp{a} flag with the @samp{%[@dots{}]}
3918 conversion specification to read a ``variable assignment'' of the form
3919 @samp{@var{variable} = @var{value}}.
3921 @smallexample
3923   char *variable, *value;
3925   if (2 > scanf ("%a[a-zA-Z0-9] = %a[^\n]\n",
3926                  &variable, &value))
3927     @{
3928       invalid_input_error ();
3929       return 0;
3930     @}
3932   @dots{}
3934 @end smallexample
3936 @node Other Input Conversions
3937 @subsection Other Input Conversions
3939 This section describes the miscellaneous input conversions.
3941 The @samp{%p} conversion is used to read a pointer value.  It recognizes
3942 the same syntax used by the @samp{%p} output conversion for
3943 @code{printf} (@pxref{Other Output Conversions}); that is, a hexadecimal
3944 number just as the @samp{%x} conversion accepts.  The corresponding
3945 argument should be of type @code{void **}; that is, the address of a
3946 place to store a pointer.
3948 The resulting pointer value is not guaranteed to be valid if it was not
3949 originally written during the same program execution that reads it in.
3951 The @samp{%n} conversion produces the number of characters read so far
3952 by this call.  The corresponding argument should be of type @code{int *},
3953 unless a type modifier is in effect (@pxref{Numeric Input Conversions}).
3954 This conversion works in the same way as the @samp{%n} conversion for
3955 @code{printf}; see @ref{Other Output Conversions}, for an example.
3957 The @samp{%n} conversion is the only mechanism for determining the
3958 success of literal matches or conversions with suppressed assignments.
3959 If the @samp{%n} follows the locus of a matching failure, then no value
3960 is stored for it since @code{scanf} returns before processing the
3961 @samp{%n}.  If you store @code{-1} in that argument slot before calling
3962 @code{scanf}, the presence of @code{-1} after @code{scanf} indicates an
3963 error occurred before the @samp{%n} was reached.
3965 Finally, the @samp{%%} conversion matches a literal @samp{%} character
3966 in the input stream, without using an argument.  This conversion does
3967 not permit any flags, field width, or type modifier to be specified.
3969 @node Formatted Input Functions
3970 @subsection Formatted Input Functions
3972 Here are the descriptions of the functions for performing formatted
3973 input.
3974 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
3975 @pindex stdio.h
3977 @deftypefun int scanf (const char *@var{template}, @dots{})
3978 @standards{ISO, stdio.h}
3979 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
3980 The @code{scanf} function reads formatted input from the stream
3981 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
3982 The optional arguments are pointers to the places which receive the
3983 resulting values.
3985 The return value is normally the number of successful assignments.  If
3986 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
3987 including matches against whitespace and literal characters in the
3988 template, then @code{EOF} is returned.
3989 @end deftypefun
3991 @deftypefun int wscanf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3992 @standards{ISO, wchar.h}
3993 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
3994 The @code{wscanf} function reads formatted input from the stream
3995 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
3996 The optional arguments are pointers to the places which receive the
3997 resulting values.
3999 The return value is normally the number of successful assignments.  If
4000 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
4001 including matches against whitespace and literal characters in the
4002 template, then @code{WEOF} is returned.
4003 @end deftypefun
4005 @deftypefun int fscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
4006 @standards{ISO, stdio.h}
4007 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4008 This function is just like @code{scanf}, except that the input is read
4009 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
4010 @end deftypefun
4012 @deftypefun int fwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
4013 @standards{ISO, wchar.h}
4014 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4015 This function is just like @code{wscanf}, except that the input is read
4016 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
4017 @end deftypefun
4019 @deftypefun int sscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
4020 @standards{ISO, stdio.h}
4021 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4022 This is like @code{scanf}, except that the characters are taken from the
4023 null-terminated string @var{s} instead of from a stream.  Reaching the
4024 end of the string is treated as an end-of-file condition.
4026 The behavior of this function is undefined if copying takes place
4027 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
4028 as an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
4029 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
4030 @end deftypefun
4032 @deftypefun int swscanf (const wchar_t *@var{ws}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
4033 @standards{ISO, wchar.h}
4034 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4035 This is like @code{wscanf}, except that the characters are taken from the
4036 null-terminated string @var{ws} instead of from a stream.  Reaching the
4037 end of the string is treated as an end-of-file condition.
4039 The behavior of this function is undefined if copying takes place
4040 between objects that overlap---for example, if @var{ws} is also given as
4041 an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
4042 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
4043 @end deftypefun
4045 @node Variable Arguments Input
4046 @subsection Variable Arguments Input Functions
4048 The functions @code{vscanf} and friends are provided so that you can
4049 define your own variadic @code{scanf}-like functions that make use of
4050 the same internals as the built-in formatted output functions.
4051 These functions are analogous to the @code{vprintf} series of output
4052 functions.  @xref{Variable Arguments Output}, for important
4053 information on how to use them.
4055 @strong{Portability Note:} The functions listed in this section were
4056 introduced in @w{ISO C99} and were before available as GNU extensions.
4058 @deftypefun int vscanf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4059 @standards{ISO, stdio.h}
4060 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4061 This function is similar to @code{scanf}, but instead of taking
4062 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
4063 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
4064 @end deftypefun
4066 @deftypefun int vwscanf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4067 @standards{ISO, wchar.h}
4068 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4069 This function is similar to @code{wscanf}, but instead of taking
4070 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
4071 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
4072 @end deftypefun
4074 @deftypefun int vfscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4075 @standards{ISO, stdio.h}
4076 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4077 This is the equivalent of @code{fscanf} with the variable argument list
4078 specified directly as for @code{vscanf}.
4079 @end deftypefun
4081 @deftypefun int vfwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4082 @standards{ISO, wchar.h}
4083 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4084 This is the equivalent of @code{fwscanf} with the variable argument list
4085 specified directly as for @code{vwscanf}.
4086 @end deftypefun
4088 @deftypefun int vsscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4089 @standards{ISO, stdio.h}
4090 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4091 This is the equivalent of @code{sscanf} with the variable argument list
4092 specified directly as for @code{vscanf}.
4093 @end deftypefun
4095 @deftypefun int vswscanf (const wchar_t *@var{s}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4096 @standards{ISO, wchar.h}
4097 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4098 This is the equivalent of @code{swscanf} with the variable argument list
4099 specified directly as for @code{vwscanf}.
4100 @end deftypefun
4102 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
4103 know that a function uses a @code{scanf}-style format string.  Then it
4104 can check the number and types of arguments in each call to the
4105 function, and warn you when they do not match the format string.
4106 For details, see @ref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
4107 gcc, Using GNU CC}.
4109 @node EOF and Errors
4110 @section End-Of-File and Errors
4112 @cindex end of file, on a stream
4113 Many of the functions described in this chapter return the value of the
4114 macro @code{EOF} to indicate unsuccessful completion of the operation.
4115 Since @code{EOF} is used to report both end of file and random errors,
4116 it's often better to use the @code{feof} function to check explicitly
4117 for end of file and @code{ferror} to check for errors.  These functions
4118 check indicators that are part of the internal state of the stream
4119 object, indicators set if the appropriate condition was detected by a
4120 previous I/O operation on that stream.
4122 @deftypevr Macro int EOF
4123 @standards{ISO, stdio.h}
4124 This macro is an integer value that is returned by a number of narrow
4125 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
4126 error situation.  With @theglibc{}, @code{EOF} is @code{-1}.  In
4127 other libraries, its value may be some other negative number.
4129 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4130 @end deftypevr
4132 @deftypevr Macro int WEOF
4133 @standards{ISO, wchar.h}
4134 This macro is an integer value that is returned by a number of wide
4135 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
4136 error situation.  With @theglibc{}, @code{WEOF} is @code{-1}.  In
4137 other libraries, its value may be some other negative number.
4139 This symbol is declared in @file{wchar.h}.
4140 @end deftypevr
4142 @deftypefun int feof (FILE *@var{stream})
4143 @standards{ISO, stdio.h}
4144 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4145 The @code{feof} function returns nonzero if and only if the end-of-file
4146 indicator for the stream @var{stream} is set.
4148 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4149 @end deftypefun
4151 @deftypefun int feof_unlocked (FILE *@var{stream})
4152 @standards{GNU, stdio.h}
4153 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4154 @c There isn't much of a thread unsafety risk in reading a flag word and
4155 @c testing a bit in it.
4156 The @code{feof_unlocked} function is equivalent to the @code{feof}
4157 function except that it does not implicitly lock the stream.
4159 This function is a GNU extension.
4161 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4162 @end deftypefun
4164 @deftypefun int ferror (FILE *@var{stream})
4165 @standards{ISO, stdio.h}
4166 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4167 The @code{ferror} function returns nonzero if and only if the error
4168 indicator for the stream @var{stream} is set, indicating that an error
4169 has occurred on a previous operation on the stream.
4171 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4172 @end deftypefun
4174 @deftypefun int ferror_unlocked (FILE *@var{stream})
4175 @standards{GNU, stdio.h}
4176 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4177 The @code{ferror_unlocked} function is equivalent to the @code{ferror}
4178 function except that it does not implicitly lock the stream.
4180 This function is a GNU extension.
4182 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4183 @end deftypefun
4185 In addition to setting the error indicator associated with the stream,
4186 the functions that operate on streams also set @code{errno} in the same
4187 way as the corresponding low-level functions that operate on file
4188 descriptors.  For example, all of the functions that perform output to a
4189 stream---such as @code{fputc}, @code{printf}, and @code{fflush}---are
4190 implemented in terms of @code{write}, and all of the @code{errno} error
4191 conditions defined for @code{write} are meaningful for these functions.
4192 For more information about the descriptor-level I/O functions, see
4193 @ref{Low-Level I/O}.
4195 @node Error Recovery
4196 @section Recovering from errors
4198 You may explicitly clear the error and EOF flags with the @code{clearerr}
4199 function.
4201 @deftypefun void clearerr (FILE *@var{stream})
4202 @standards{ISO, stdio.h}
4203 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4204 This function clears the end-of-file and error indicators for the
4205 stream @var{stream}.
4207 The file positioning functions (@pxref{File Positioning}) also clear the
4208 end-of-file indicator for the stream.
4209 @end deftypefun
4211 @deftypefun void clearerr_unlocked (FILE *@var{stream})
4212 @standards{GNU, stdio.h}
4213 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@assafe{}@acsafe{}}
4214 The @code{clearerr_unlocked} function is equivalent to the @code{clearerr}
4215 function except that it does not implicitly lock the stream.
4217 This function is a GNU extension.
4218 @end deftypefun
4220 Note that it is @emph{not} correct to just clear the error flag and retry
4221 a failed stream operation.  After a failed write, any number of
4222 characters since the last buffer flush may have been committed to the
4223 file, while some buffered data may have been discarded.  Merely retrying
4224 can thus cause lost or repeated data.
4226 A failed read may leave the file pointer in an inappropriate position for
4227 a second try.  In both cases, you should seek to a known position before
4228 retrying.
4230 Most errors that can happen are not recoverable --- a second try will
4231 always fail again in the same way.  So usually it is best to give up and
4232 report the error to the user, rather than install complicated recovery
4233 logic.
4235 One important exception is @code{EINTR} (@pxref{Interrupted Primitives}).
4236 Many stream I/O implementations will treat it as an ordinary error, which
4237 can be quite inconvenient.  You can avoid this hassle by installing all
4238 signals with the @code{SA_RESTART} flag.
4240 For similar reasons, setting nonblocking I/O on a stream's file
4241 descriptor is not usually advisable.
4243 @node Binary Streams
4244 @section Text and Binary Streams
4246 @gnusystems{} and other POSIX-compatible operating systems organize all
4247 files as uniform sequences of characters.  However, some other systems
4248 make a distinction between files containing text and files containing
4249 binary data, and the input and output facilities of @w{ISO C} provide for
4250 this distinction.  This section tells you how to write programs portable
4251 to such systems.
4253 @cindex text stream
4254 @cindex binary stream
4255 When you open a stream, you can specify either a @dfn{text stream} or a
4256 @dfn{binary stream}.  You indicate that you want a binary stream by
4257 specifying the @samp{b} modifier in the @var{opentype} argument to
4258 @code{fopen}; see @ref{Opening Streams}.  Without this
4259 option, @code{fopen} opens the file as a text stream.
4261 Text and binary streams differ in several ways:
4263 @itemize @bullet
4264 @item
4265 The data read from a text stream is divided into @dfn{lines} which are
4266 terminated by newline (@code{'\n'}) characters, while a binary stream is
4267 simply a long series of characters.  A text stream might on some systems
4268 fail to handle lines more than 254 characters long (including the
4269 terminating newline character).
4270 @cindex lines (in a text file)
4272 @item
4273 On some systems, text files can contain only printing characters,
4274 horizontal tab characters, and newlines, and so text streams may not
4275 support other characters.  However, binary streams can handle any
4276 character value.
4278 @item
4279 Space characters that are written immediately preceding a newline
4280 character in a text stream may disappear when the file is read in again.
4282 @item
4283 More generally, there need not be a one-to-one mapping between
4284 characters that are read from or written to a text stream, and the
4285 characters in the actual file.
4286 @end itemize
4288 Since a binary stream is always more capable and more predictable than a
4289 text stream, you might wonder what purpose text streams serve.  Why not
4290 simply always use binary streams?  The answer is that on these operating
4291 systems, text and binary streams use different file formats, and the
4292 only way to read or write ``an ordinary file of text'' that can work
4293 with other text-oriented programs is through a text stream.
4295 In @theglibc{}, and on all POSIX systems, there is no difference
4296 between text streams and binary streams.  When you open a stream, you
4297 get the same kind of stream regardless of whether you ask for binary.
4298 This stream can handle any file content, and has none of the
4299 restrictions that text streams sometimes have.
4301 @node File Positioning
4302 @section File Positioning
4303 @cindex file positioning on a stream
4304 @cindex positioning a stream
4305 @cindex seeking on a stream
4307 The @dfn{file position} of a stream describes where in the file the
4308 stream is currently reading or writing.  I/O on the stream advances the
4309 file position through the file.  On @gnusystems{}, the file position is
4310 represented as an integer, which counts the number of bytes from the
4311 beginning of the file.  @xref{File Position}.
4313 During I/O to an ordinary disk file, you can change the file position
4314 whenever you wish, so as to read or write any portion of the file.  Some
4315 other kinds of files may also permit this.  Files which support changing
4316 the file position are sometimes referred to as @dfn{random-access}
4317 files.
4319 You can use the functions in this section to examine or modify the file
4320 position indicator associated with a stream.  The symbols listed below
4321 are declared in the header file @file{stdio.h}.
4322 @pindex stdio.h
4324 @deftypefun {long int} ftell (FILE *@var{stream})
4325 @standards{ISO, stdio.h}
4326 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4327 This function returns the current file position of the stream
4328 @var{stream}.
4330 This function can fail if the stream doesn't support file positioning,
4331 or if the file position can't be represented in a @code{long int}, and
4332 possibly for other reasons as well.  If a failure occurs, a value of
4333 @code{-1} is returned.
4334 @end deftypefun
4336 @deftypefun off_t ftello (FILE *@var{stream})
4337 @standards{Unix98, stdio.h}
4338 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4339 The @code{ftello} function is similar to @code{ftell}, except that it
4340 returns a value of type @code{off_t}.  Systems which support this type
4341 use it to describe all file positions, unlike the POSIX specification
4342 which uses a long int.  The two are not necessarily the same size.
4343 Therefore, using ftell can lead to problems if the implementation is
4344 written on top of a POSIX compliant low-level I/O implementation, and using
4345 @code{ftello} is preferable whenever it is available.
4347 If this function fails it returns @code{(off_t) -1}.  This can happen due
4348 to missing support for file positioning or internal errors.  Otherwise
4349 the return value is the current file position.
4351 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4352 version 2.
4354 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4355 32 bit system this function is in fact @code{ftello64}.  I.e., the
4356 LFS interface transparently replaces the old interface.
4357 @end deftypefun
4359 @deftypefun off64_t ftello64 (FILE *@var{stream})
4360 @standards{Unix98, stdio.h}
4361 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4362 This function is similar to @code{ftello} with the only difference that
4363 the return value is of type @code{off64_t}.  This also requires that the
4364 stream @var{stream} was opened using either @code{fopen64},
4365 @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise the underlying
4366 file operations to position the file pointer beyond the @twoexp{31}
4367 bytes limit might fail.
4369 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4370 bits machine this function is available under the name @code{ftello}
4371 and so transparently replaces the old interface.
4372 @end deftypefun
4374 @deftypefun int fseek (FILE *@var{stream}, long int @var{offset}, int @var{whence})
4375 @standards{ISO, stdio.h}
4376 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4377 The @code{fseek} function is used to change the file position of the
4378 stream @var{stream}.  The value of @var{whence} must be one of the
4379 constants @code{SEEK_SET}, @code{SEEK_CUR}, or @code{SEEK_END}, to
4380 indicate whether the @var{offset} is relative to the beginning of the
4381 file, the current file position, or the end of the file, respectively.
4383 This function returns a value of zero if the operation was successful,
4384 and a nonzero value to indicate failure.  A successful call also clears
4385 the end-of-file indicator of @var{stream} and discards any characters
4386 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}.
4388 @code{fseek} either flushes any buffered output before setting the file
4389 position or else remembers it so it will be written later in its proper
4390 place in the file.
4391 @end deftypefun
4393 @deftypefun int fseeko (FILE *@var{stream}, off_t @var{offset}, int @var{whence})
4394 @standards{Unix98, stdio.h}
4395 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4396 This function is similar to @code{fseek} but it corrects a problem with
4397 @code{fseek} in a system with POSIX types.  Using a value of type
4398 @code{long int} for the offset is not compatible with POSIX.
4399 @code{fseeko} uses the correct type @code{off_t} for the @var{offset}
4400 parameter.
4402 For this reason it is a good idea to prefer @code{ftello} whenever it is
4403 available since its functionality is (if different at all) closer the
4404 underlying definition.
4406 The functionality and return value are the same as for @code{fseek}.
4408 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4409 version 2.
4411 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4412 32 bit system this function is in fact @code{fseeko64}.  I.e., the
4413 LFS interface transparently replaces the old interface.
4414 @end deftypefun
4416 @deftypefun int fseeko64 (FILE *@var{stream}, off64_t @var{offset}, int @var{whence})
4417 @standards{Unix98, stdio.h}
4418 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4419 This function is similar to @code{fseeko} with the only difference that
4420 the @var{offset} parameter is of type @code{off64_t}.  This also
4421 requires that the stream @var{stream} was opened using either
4422 @code{fopen64}, @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise
4423 the underlying file operations to position the file pointer beyond the
4424 @twoexp{31} bytes limit might fail.
4426 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4427 bits machine this function is available under the name @code{fseeko}
4428 and so transparently replaces the old interface.
4429 @end deftypefun
4431 @strong{Portability Note:} In non-POSIX systems, @code{ftell},
4432 @code{ftello}, @code{fseek} and @code{fseeko} might work reliably only
4433 on binary streams.  @xref{Binary Streams}.
4435 The following symbolic constants are defined for use as the @var{whence}
4436 argument to @code{fseek}.  They are also used with the @code{lseek}
4437 function (@pxref{I/O Primitives}) and to specify offsets for file locks
4438 (@pxref{Control Operations}).
4440 @deftypevr Macro int SEEK_SET
4441 @standards{ISO, stdio.h}
4442 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4443 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} functions, specifies that
4444 the offset provided is relative to the beginning of the file.
4445 @end deftypevr
4447 @deftypevr Macro int SEEK_CUR
4448 @standards{ISO, stdio.h}
4449 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4450 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} functions, specifies that
4451 the offset provided is relative to the current file position.
4452 @end deftypevr
4454 @deftypevr Macro int SEEK_END
4455 @standards{ISO, stdio.h}
4456 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4457 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} functions, specifies that
4458 the offset provided is relative to the end of the file.
4459 @end deftypevr
4461 @deftypefun void rewind (FILE *@var{stream})
4462 @standards{ISO, stdio.h}
4463 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4464 The @code{rewind} function positions the stream @var{stream} at the
4465 beginning of the file.  It is equivalent to calling @code{fseek} or
4466 @code{fseeko} on the @var{stream} with an @var{offset} argument of
4467 @code{0L} and a @var{whence} argument of @code{SEEK_SET}, except that
4468 the return value is discarded and the error indicator for the stream is
4469 reset.
4470 @end deftypefun
4472 These three aliases for the @samp{SEEK_@dots{}} constants exist for the
4473 sake of compatibility with older BSD systems.  They are defined in two
4474 different header files: @file{fcntl.h} and @file{sys/file.h}.
4476 @vtable @code
4477 @item L_SET
4478 @standards{BSD, sys/file.h}
4479 An alias for @code{SEEK_SET}.
4481 @item L_INCR
4482 @standards{BSD, sys/file.h}
4483 An alias for @code{SEEK_CUR}.
4485 @item L_XTND
4486 @standards{BSD, sys/file.h}
4487 An alias for @code{SEEK_END}.
4488 @end vtable
4490 @node Portable Positioning
4491 @section Portable File-Position Functions
4493 On @gnusystems{}, the file position is truly a character count.  You
4494 can specify any character count value as an argument to @code{fseek} or
4495 @code{fseeko} and get reliable results for any random access file.
4496 However, some @w{ISO C} systems do not represent file positions in this
4497 way.
4499 On some systems where text streams truly differ from binary streams, it
4500 is impossible to represent the file position of a text stream as a count
4501 of characters from the beginning of the file.  For example, the file
4502 position on some systems must encode both a record offset within the
4503 file, and a character offset within the record.
4505 As a consequence, if you want your programs to be portable to these
4506 systems, you must observe certain rules:
4508 @itemize @bullet
4509 @item
4510 The value returned from @code{ftell} on a text stream has no predictable
4511 relationship to the number of characters you have read so far.  The only
4512 thing you can rely on is that you can use it subsequently as the
4513 @var{offset} argument to @code{fseek} or @code{fseeko} to move back to
4514 the same file position.
4516 @item
4517 In a call to @code{fseek} or @code{fseeko} on a text stream, either the
4518 @var{offset} must be zero, or @var{whence} must be @code{SEEK_SET} and
4519 the @var{offset} must be the result of an earlier call to @code{ftell}
4520 on the same stream.
4522 @item
4523 The value of the file position indicator of a text stream is undefined
4524 while there are characters that have been pushed back with @code{ungetc}
4525 that haven't been read or discarded.  @xref{Unreading}.
4526 @end itemize
4528 But even if you observe these rules, you may still have trouble for long
4529 files, because @code{ftell} and @code{fseek} use a @code{long int} value
4530 to represent the file position.  This type may not have room to encode
4531 all the file positions in a large file.  Using the @code{ftello} and
4532 @code{fseeko} functions might help here since the @code{off_t} type is
4533 expected to be able to hold all file position values but this still does
4534 not help to handle additional information which must be associated with
4535 a file position.
4537 So if you do want to support systems with peculiar encodings for the
4538 file positions, it is better to use the functions @code{fgetpos} and
4539 @code{fsetpos} instead.  These functions represent the file position
4540 using the data type @code{fpos_t}, whose internal representation varies
4541 from system to system.
4543 These symbols are declared in the header file @file{stdio.h}.
4544 @pindex stdio.h
4546 @deftp {Data Type} fpos_t
4547 @standards{ISO, stdio.h}
4548 This is the type of an object that can encode information about the
4549 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos} and
4550 @code{fsetpos}.
4552 In @theglibc{}, @code{fpos_t} is an opaque data structure that
4553 contains internal data to represent file offset and conversion state
4554 information.  In other systems, it might have a different internal
4555 representation.
4557 When compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32 bit machine
4558 this type is in fact equivalent to @code{fpos64_t} since the LFS
4559 interface transparently replaces the old interface.
4560 @end deftp
4562 @deftp {Data Type} fpos64_t
4563 @standards{Unix98, stdio.h}
4564 This is the type of an object that can encode information about the
4565 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos64} and
4566 @code{fsetpos64}.
4568 In @theglibc{}, @code{fpos64_t} is an opaque data structure that
4569 contains internal data to represent file offset and conversion state
4570 information.  In other systems, it might have a different internal
4571 representation.
4572 @end deftp
4574 @deftypefun int fgetpos (FILE *@var{stream}, fpos_t *@var{position})
4575 @standards{ISO, stdio.h}
4576 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4577 This function stores the value of the file position indicator for the
4578 stream @var{stream} in the @code{fpos_t} object pointed to by
4579 @var{position}.  If successful, @code{fgetpos} returns zero; otherwise
4580 it returns a nonzero value and stores an implementation-defined positive
4581 value in @code{errno}.
4583 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4584 32 bit system the function is in fact @code{fgetpos64}.  I.e., the LFS
4585 interface transparently replaces the old interface.
4586 @end deftypefun
4588 @deftypefun int fgetpos64 (FILE *@var{stream}, fpos64_t *@var{position})
4589 @standards{Unix98, stdio.h}
4590 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4591 This function is similar to @code{fgetpos} but the file position is
4592 returned in a variable of type @code{fpos64_t} to which @var{position}
4593 points.
4595 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4596 bits machine this function is available under the name @code{fgetpos}
4597 and so transparently replaces the old interface.
4598 @end deftypefun
4600 @deftypefun int fsetpos (FILE *@var{stream}, const fpos_t *@var{position})
4601 @standards{ISO, stdio.h}
4602 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4603 This function sets the file position indicator for the stream @var{stream}
4604 to the position @var{position}, which must have been set by a previous
4605 call to @code{fgetpos} on the same stream.  If successful, @code{fsetpos}
4606 clears the end-of-file indicator on the stream, discards any characters
4607 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}, and returns a value
4608 of zero.  Otherwise, @code{fsetpos} returns a nonzero value and stores
4609 an implementation-defined positive value in @code{errno}.
4611 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4612 32 bit system the function is in fact @code{fsetpos64}.  I.e., the LFS
4613 interface transparently replaces the old interface.
4614 @end deftypefun
4616 @deftypefun int fsetpos64 (FILE *@var{stream}, const fpos64_t *@var{position})
4617 @standards{Unix98, stdio.h}
4618 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4619 This function is similar to @code{fsetpos} but the file position used
4620 for positioning is provided in a variable of type @code{fpos64_t} to
4621 which @var{position} points.
4623 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4624 bits machine this function is available under the name @code{fsetpos}
4625 and so transparently replaces the old interface.
4626 @end deftypefun
4628 @node Stream Buffering
4629 @section Stream Buffering
4631 @cindex buffering of streams
4632 Characters that are written to a stream are normally accumulated and
4633 transmitted asynchronously to the file in a block, instead of appearing
4634 as soon as they are output by the application program.  Similarly,
4635 streams often retrieve input from the host environment in blocks rather
4636 than on a character-by-character basis.  This is called @dfn{buffering}.
4638 If you are writing programs that do interactive input and output using
4639 streams, you need to understand how buffering works when you design the
4640 user interface to your program.  Otherwise, you might find that output
4641 (such as progress or prompt messages) doesn't appear when you intended
4642 it to, or displays some other unexpected behavior.
4644 This section deals only with controlling when characters are transmitted
4645 between the stream and the file or device, and @emph{not} with how
4646 things like echoing, flow control, and the like are handled on specific
4647 classes of devices.  For information on common control operations on
4648 terminal devices, see @ref{Low-Level Terminal Interface}.
4650 You can bypass the stream buffering facilities altogether by using the
4651 low-level input and output functions that operate on file descriptors
4652 instead.  @xref{Low-Level I/O}.
4654 @menu
4655 * Buffering Concepts::          Terminology is defined here.
4656 * Flushing Buffers::            How to ensure that output buffers are flushed.
4657 * Controlling Buffering::       How to specify what kind of buffering to use.
4658 @end menu
4660 @node Buffering Concepts
4661 @subsection Buffering Concepts
4663 There are three different kinds of buffering strategies:
4665 @itemize @bullet
4666 @item
4667 Characters written to or read from an @dfn{unbuffered} stream are
4668 transmitted individually to or from the file as soon as possible.
4669 @cindex unbuffered stream
4671 @item
4672 Characters written to a @dfn{line buffered} stream are transmitted to
4673 the file in blocks when a newline character is encountered.
4674 @cindex line buffered stream
4676 @item
4677 Characters written to or read from a @dfn{fully buffered} stream are
4678 transmitted to or from the file in blocks of arbitrary size.
4679 @cindex fully buffered stream
4680 @end itemize
4682 Newly opened streams are normally fully buffered, with one exception: a
4683 stream connected to an interactive device such as a terminal is
4684 initially line buffered.  @xref{Controlling Buffering}, for information
4685 on how to select a different kind of buffering.  Usually the automatic
4686 selection gives you the most convenient kind of buffering for the file
4687 or device you open.
4689 The use of line buffering for interactive devices implies that output
4690 messages ending in a newline will appear immediately---which is usually
4691 what you want.  Output that doesn't end in a newline might or might not
4692 show up immediately, so if you want them to appear immediately, you
4693 should flush buffered output explicitly with @code{fflush}, as described
4694 in @ref{Flushing Buffers}.
4696 @node Flushing Buffers
4697 @subsection Flushing Buffers
4699 @cindex flushing a stream
4700 @dfn{Flushing} output on a buffered stream means transmitting all
4701 accumulated characters to the file.  There are many circumstances when
4702 buffered output on a stream is flushed automatically:
4704 @itemize @bullet
4705 @item
4706 When you try to do output and the output buffer is full.
4708 @item
4709 When the stream is closed.  @xref{Closing Streams}.
4711 @item
4712 When the program terminates by calling @code{exit}.
4713 @xref{Normal Termination}.
4715 @item
4716 When a newline is written, if the stream is line buffered.
4718 @item
4719 Whenever an input operation on @emph{any} stream actually reads data
4720 from its file.
4721 @end itemize
4723 If you want to flush the buffered output at another time, call
4724 @code{fflush}, which is declared in the header file @file{stdio.h}.
4725 @pindex stdio.h
4727 @deftypefun int fflush (FILE *@var{stream})
4728 @standards{ISO, stdio.h}
4729 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4730 This function causes any buffered output on @var{stream} to be delivered
4731 to the file.  If @var{stream} is a null pointer, then
4732 @code{fflush} causes buffered output on @emph{all} open output streams
4733 to be flushed.
4735 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, or zero
4736 otherwise.
4737 @end deftypefun
4739 @deftypefun int fflush_unlocked (FILE *@var{stream})
4740 @standards{POSIX, stdio.h}
4741 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
4742 The @code{fflush_unlocked} function is equivalent to the @code{fflush}
4743 function except that it does not implicitly lock the stream.
4744 @end deftypefun
4746 The @code{fflush} function can be used to flush all streams currently
4747 opened.  While this is useful in some situations it does often more than
4748 necessary since it might be done in situations when terminal input is
4749 required and the program wants to be sure that all output is visible on
4750 the terminal.  But this means that only line buffered streams have to be
4751 flushed.  Solaris introduced a function especially for this.  It was
4752 always available in @theglibc{} in some form but never officially
4753 exported.
4755 @deftypefun void _flushlbf (void)
4756 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4757 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4758 The @code{_flushlbf} function flushes all line buffered streams
4759 currently opened.
4761 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4762 @end deftypefun
4764 @strong{Compatibility Note:} Some brain-damaged operating systems have
4765 been known to be so thoroughly fixated on line-oriented input and output
4766 that flushing a line buffered stream causes a newline to be written!
4767 Fortunately, this ``feature'' seems to be becoming less common.  You do
4768 not need to worry about this with @theglibc{}.
4770 In some situations it might be useful to not flush the output pending
4771 for a stream but instead simply forget it.  If transmission is costly
4772 and the output is not needed anymore this is valid reasoning.  In this
4773 situation a non-standard function introduced in Solaris and available in
4774 @theglibc{} can be used.
4776 @deftypefun void __fpurge (FILE *@var{stream})
4777 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4778 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
4779 The @code{__fpurge} function causes the buffer of the stream
4780 @var{stream} to be emptied.  If the stream is currently in read mode all
4781 input in the buffer is lost.  If the stream is in output mode the
4782 buffered output is not written to the device (or whatever other
4783 underlying storage) and the buffer is cleared.
4785 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
4786 @end deftypefun
4788 @node Controlling Buffering
4789 @subsection Controlling Which Kind of Buffering
4791 After opening a stream (but before any other operations have been
4792 performed on it), you can explicitly specify what kind of buffering you
4793 want it to have using the @code{setvbuf} function.
4794 @cindex buffering, controlling
4796 The facilities listed in this section are declared in the header
4797 file @file{stdio.h}.
4798 @pindex stdio.h
4800 @deftypefun int setvbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, int @var{mode}, size_t @var{size})
4801 @standards{ISO, stdio.h}
4802 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4803 This function is used to specify that the stream @var{stream} should
4804 have the buffering mode @var{mode}, which can be either @code{_IOFBF}
4805 (for full buffering), @code{_IOLBF} (for line buffering), or
4806 @code{_IONBF} (for unbuffered input/output).
4808 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, then @code{setvbuf}
4809 allocates a buffer itself using @code{malloc}.  This buffer will be freed
4810 when you close the stream.
4812 Otherwise, @var{buf} should be a character array that can hold at least
4813 @var{size} characters.  You should not free the space for this array as
4814 long as the stream remains open and this array remains its buffer.  You
4815 should usually either allocate it statically, or @code{malloc}
4816 (@pxref{Unconstrained Allocation}) the buffer.  Using an automatic array
4817 is not a good idea unless you close the file before exiting the block
4818 that declares the array.
4820 While the array remains a stream buffer, the stream I/O functions will
4821 use the buffer for their internal purposes.  You shouldn't try to access
4822 the values in the array directly while the stream is using it for
4823 buffering.
4825 The @code{setvbuf} function returns zero on success, or a nonzero value
4826 if the value of @var{mode} is not valid or if the request could not
4827 be honored.
4828 @end deftypefun
4830 @deftypevr Macro int _IOFBF
4831 @standards{ISO, stdio.h}
4832 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4833 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4834 specify that the stream should be fully buffered.
4835 @end deftypevr
4837 @deftypevr Macro int _IOLBF
4838 @standards{ISO, stdio.h}
4839 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4840 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4841 specify that the stream should be line buffered.
4842 @end deftypevr
4844 @deftypevr Macro int _IONBF
4845 @standards{ISO, stdio.h}
4846 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4847 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4848 specify that the stream should be unbuffered.
4849 @end deftypevr
4851 @deftypevr Macro int BUFSIZ
4852 @standards{ISO, stdio.h}
4853 The value of this macro is an integer constant expression that is good
4854 to use for the @var{size} argument to @code{setvbuf}.  This value is
4855 guaranteed to be at least @code{256}.
4857 The value of @code{BUFSIZ} is chosen on each system so as to make stream
4858 I/O efficient.  So it is a good idea to use @code{BUFSIZ} as the size
4859 for the buffer when you call @code{setvbuf}.
4861 Actually, you can get an even better value to use for the buffer size
4862 by means of the @code{fstat} system call: it is found in the
4863 @code{st_blksize} field of the file attributes.  @xref{Attribute Meanings}.
4865 Sometimes people also use @code{BUFSIZ} as the allocation size of
4866 buffers used for related purposes, such as strings used to receive a
4867 line of input with @code{fgets} (@pxref{Character Input}).  There is no
4868 particular reason to use @code{BUFSIZ} for this instead of any other
4869 integer, except that it might lead to doing I/O in chunks of an
4870 efficient size.
4871 @end deftypevr
4873 @deftypefun void setbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf})
4874 @standards{ISO, stdio.h}
4875 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4876 If @var{buf} is a null pointer, the effect of this function is
4877 equivalent to calling @code{setvbuf} with a @var{mode} argument of
4878 @code{_IONBF}.  Otherwise, it is equivalent to calling @code{setvbuf}
4879 with @var{buf}, and a @var{mode} of @code{_IOFBF} and a @var{size}
4880 argument of @code{BUFSIZ}.
4882 The @code{setbuf} function is provided for compatibility with old code;
4883 use @code{setvbuf} in all new programs.
4884 @end deftypefun
4886 @deftypefun void setbuffer (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, size_t @var{size})
4887 @standards{BSD, stdio.h}
4888 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4889 If @var{buf} is a null pointer, this function makes @var{stream} unbuffered.
4890 Otherwise, it makes @var{stream} fully buffered using @var{buf} as the
4891 buffer.  The @var{size} argument specifies the length of @var{buf}.
4893 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4894 @code{setvbuf} instead.
4895 @end deftypefun
4897 @deftypefun void setlinebuf (FILE *@var{stream})
4898 @standards{BSD, stdio.h}
4899 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4900 This function makes @var{stream} be line buffered, and allocates the
4901 buffer for you.
4903 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4904 @code{setvbuf} instead.
4905 @end deftypefun
4907 It is possible to query whether a given stream is line buffered or not
4908 using a non-standard function introduced in Solaris and available in
4909 @theglibc{}.
4911 @deftypefun int __flbf (FILE *@var{stream})
4912 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4913 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4914 The @code{__flbf} function will return a nonzero value in case the
4915 stream @var{stream} is line buffered.  Otherwise the return value is
4916 zero.
4918 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4919 @end deftypefun
4921 Two more extensions allow to determine the size of the buffer and how
4922 much of it is used.  These functions were also introduced in Solaris.
4924 @deftypefun size_t __fbufsize (FILE *@var{stream})
4925 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4926 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acsafe{}}
4927 The @code{__fbufsize} function return the size of the buffer in the
4928 stream @var{stream}.  This value can be used to optimize the use of the
4929 stream.
4931 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4932 @end deftypefun
4934 @deftypefun size_t __fpending (FILE *@var{stream})
4935 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4936 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acsafe{}}
4937 The @code{__fpending}
4938 function returns the number of bytes currently in the output buffer.
4939 For wide-oriented streams the measuring unit is wide characters.  This
4940 function should not be used on buffers in read mode or opened read-only.
4942 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4943 @end deftypefun
4945 @node Other Kinds of Streams
4946 @section Other Kinds of Streams
4948 @Theglibc{} provides ways for you to define additional kinds of
4949 streams that do not necessarily correspond to an open file.
4951 One such type of stream takes input from or writes output to a string.
4952 These kinds of streams are used internally to implement the
4953 @code{sprintf} and @code{sscanf} functions.  You can also create such a
4954 stream explicitly, using the functions described in @ref{String Streams}.
4956 More generally, you can define streams that do input/output to arbitrary
4957 objects using functions supplied by your program.  This protocol is
4958 discussed in @ref{Custom Streams}.
4960 @strong{Portability Note:} The facilities described in this section are
4961 specific to GNU.  Other systems or C implementations might or might not
4962 provide equivalent functionality.
4964 @menu
4965 * String Streams::              Streams that get data from or put data in
4966                                  a string or memory buffer.
4967 * Custom Streams::              Defining your own streams with an arbitrary
4968                                  input data source and/or output data sink.
4969 @end menu
4971 @node String Streams
4972 @subsection String Streams
4974 @cindex stream, for I/O to a string
4975 @cindex string stream
4976 The @code{fmemopen} and @code{open_memstream} functions allow you to do
4977 I/O to a string or memory buffer.  These facilities are declared in
4978 @file{stdio.h}.
4979 @pindex stdio.h
4981 @deftypefun {FILE *} fmemopen (void *@var{buf}, size_t @var{size}, const char *@var{opentype})
4982 @standards{GNU, stdio.h}
4983 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
4984 @c Unlike open_memstream, fmemopen does (indirectly) call _IO_link_in,
4985 @c bringing with it additional potential for async trouble with
4986 @c list_all_lock.
4987 This function opens a stream that allows the access specified by the
4988 @var{opentype} argument, that reads from or writes to the buffer specified
4989 by the argument @var{buf}.  This array must be at least @var{size} bytes long.
4991 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, @code{fmemopen}
4992 dynamically allocates an array @var{size} bytes long (as with @code{malloc};
4993 @pxref{Unconstrained Allocation}).  This is really only useful
4994 if you are going to write things to the buffer and then read them back
4995 in again, because you have no way of actually getting a pointer to the
4996 buffer (for this, try @code{open_memstream}, below).  The buffer is
4997 freed when the stream is closed.
4999 The argument @var{opentype} is the same as in @code{fopen}
5000 (@pxref{Opening Streams}).  If the @var{opentype} specifies
5001 append mode, then the initial file position is set to the first null
5002 character in the buffer.  Otherwise the initial file position is at the
5003 beginning of the buffer.
5005 When a stream open for writing is flushed or closed, a null character
5006 (zero byte) is written at the end of the buffer if it fits.  You
5007 should add an extra byte to the @var{size} argument to account for this.
5008 Attempts to write more than @var{size} bytes to the buffer result
5009 in an error.
5011 For a stream open for reading, null characters (zero bytes) in the
5012 buffer do not count as ``end of file''.  Read operations indicate end of
5013 file only when the file position advances past @var{size} bytes.  So, if
5014 you want to read characters from a null-terminated string, you should
5015 supply the length of the string as the @var{size} argument.
5016 @end deftypefun
5018 Here is an example of using @code{fmemopen} to create a stream for
5019 reading from a string:
5021 @smallexample
5022 @include memopen.c.texi
5023 @end smallexample
5025 This program produces the following output:
5027 @smallexample
5028 Got f
5029 Got o
5030 Got o
5031 Got b
5032 Got a
5033 Got r
5034 @end smallexample
5036 @deftypefun {FILE *} open_memstream (char **@var{ptr}, size_t *@var{sizeloc})
5037 @standards{GNU, stdio.h}
5038 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
5039 This function opens a stream for writing to a buffer.  The buffer is
5040 allocated dynamically and grown as necessary, using @code{malloc}.
5041 After you've closed the stream, this buffer is your responsibility to
5042 clean up using @code{free} or @code{realloc}.  @xref{Unconstrained Allocation}.
5044 When the stream is closed with @code{fclose} or flushed with
5045 @code{fflush}, the locations @var{ptr} and @var{sizeloc} are updated to
5046 contain the pointer to the buffer and its size.  The values thus stored
5047 remain valid only as long as no further output on the stream takes
5048 place.  If you do more output, you must flush the stream again to store
5049 new values before you use them again.
5051 A null character is written at the end of the buffer.  This null character
5052 is @emph{not} included in the size value stored at @var{sizeloc}.
5054 You can move the stream's file position with @code{fseek} or
5055 @code{fseeko} (@pxref{File Positioning}).  Moving the file position past
5056 the end of the data already written fills the intervening space with
5057 zeroes.
5058 @end deftypefun
5060 Here is an example of using @code{open_memstream}:
5062 @smallexample
5063 @include memstrm.c.texi
5064 @end smallexample
5066 This program produces the following output:
5068 @smallexample
5069 buf = `hello', size = 5
5070 buf = `hello, world', size = 12
5071 @end smallexample
5073 @node Custom Streams
5074 @subsection Programming Your Own Custom Streams
5075 @cindex custom streams
5076 @cindex programming your own streams
5078 This section describes how you can make a stream that gets input from an
5079 arbitrary data source or writes output to an arbitrary data sink
5080 programmed by you.  We call these @dfn{custom streams}.  The functions
5081 and types described here are all GNU extensions.
5083 @c !!! this does not talk at all about the higher-level hooks
5085 @menu
5086 * Streams and Cookies::         The @dfn{cookie} records where to fetch or
5087                                  store data that is read or written.
5088 * Hook Functions::              How you should define the four @dfn{hook
5089                                  functions} that a custom stream needs.
5090 @end menu
5092 @node Streams and Cookies
5093 @subsubsection Custom Streams and Cookies
5094 @cindex cookie, for custom stream
5096 Inside every custom stream is a special object called the @dfn{cookie}.
5097 This is an object supplied by you which records where to fetch or store
5098 the data read or written.  It is up to you to define a data type to use
5099 for the cookie.  The stream functions in the library never refer
5100 directly to its contents, and they don't even know what the type is;
5101 they record its address with type @code{void *}.
5103 To implement a custom stream, you must specify @emph{how} to fetch or
5104 store the data in the specified place.  You do this by defining
5105 @dfn{hook functions} to read, write, change ``file position'', and close
5106 the stream.  All four of these functions will be passed the stream's
5107 cookie so they can tell where to fetch or store the data.  The library
5108 functions don't know what's inside the cookie, but your functions will
5109 know.
5111 When you create a custom stream, you must specify the cookie pointer,
5112 and also the four hook functions stored in a structure of type
5113 @code{cookie_io_functions_t}.
5115 These facilities are declared in @file{stdio.h}.
5116 @pindex stdio.h
5118 @deftp {Data Type} {cookie_io_functions_t}
5119 @standards{GNU, stdio.h}
5120 This is a structure type that holds the functions that define the
5121 communications protocol between the stream and its cookie.  It has
5122 the following members:
5124 @table @code
5125 @item cookie_read_function_t *read
5126 This is the function that reads data from the cookie.  If the value is a
5127 null pointer instead of a function, then read operations on this stream
5128 always return @code{EOF}.
5130 @item cookie_write_function_t *write
5131 This is the function that writes data to the cookie.  If the value is a
5132 null pointer instead of a function, then data written to the stream is
5133 discarded.
5135 @item cookie_seek_function_t *seek
5136 This is the function that performs the equivalent of file positioning on
5137 the cookie.  If the value is a null pointer instead of a function, calls
5138 to @code{fseek} or @code{fseeko} on this stream can only seek to
5139 locations within the buffer; any attempt to seek outside the buffer will
5140 return an @code{ESPIPE} error.
5142 @item cookie_close_function_t *close
5143 This function performs any appropriate cleanup on the cookie when
5144 closing the stream.  If the value is a null pointer instead of a
5145 function, nothing special is done to close the cookie when the stream is
5146 closed.
5147 @end table
5148 @end deftp
5150 @deftypefun {FILE *} fopencookie (void *@var{cookie}, const char *@var{opentype}, cookie_io_functions_t @var{io-functions})
5151 @standards{GNU, stdio.h}
5152 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
5153 This function actually creates the stream for communicating with the
5154 @var{cookie} using the functions in the @var{io-functions} argument.
5155 The @var{opentype} argument is interpreted as for @code{fopen};
5156 see @ref{Opening Streams}.  (But note that the ``truncate on
5157 open'' option is ignored.)  The new stream is fully buffered.
5159 The @code{fopencookie} function returns the newly created stream, or a null
5160 pointer in case of an error.
5161 @end deftypefun
5163 @node Hook Functions
5164 @subsubsection Custom Stream Hook Functions
5165 @cindex hook functions (of custom streams)
5167 Here are more details on how you should define the four hook functions
5168 that a custom stream needs.
5170 You should define the function to read data from the cookie as:
5172 @smallexample
5173 ssize_t @var{reader} (void *@var{cookie}, char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5174 @end smallexample
5176 This is very similar to the @code{read} function; see @ref{I/O
5177 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes into
5178 the @var{buffer}, and return the number of bytes read, or zero to
5179 indicate end-of-file.  You can return a value of @code{-1} to indicate
5180 an error.
5182 You should define the function to write data to the cookie as:
5184 @smallexample
5185 ssize_t @var{writer} (void *@var{cookie}, const char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5186 @end smallexample
5188 This is very similar to the @code{write} function; see @ref{I/O
5189 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes from
5190 the buffer, and return the number of bytes written.  You can return a
5191 value of @code{0} to indicate an error.  You must not return any
5192 negative value.
5194 You should define the function to perform seek operations on the cookie
5197 @smallexample
5198 int @var{seeker} (void *@var{cookie}, off64_t *@var{position}, int @var{whence})
5199 @end smallexample
5201 For this function, the @var{position} and @var{whence} arguments are
5202 interpreted as for @code{fgetpos}; see @ref{Portable Positioning}.
5204 After doing the seek operation, your function should store the resulting
5205 file position relative to the beginning of the file in @var{position}.
5206 Your function should return a value of @code{0} on success and @code{-1}
5207 to indicate an error.
5209 You should define the function to do cleanup operations on the cookie
5210 appropriate for closing the stream as:
5212 @smallexample
5213 int @var{cleaner} (void *@var{cookie})
5214 @end smallexample
5216 Your function should return @code{-1} to indicate an error, and @code{0}
5217 otherwise.
5219 @deftp {Data Type} cookie_read_function_t
5220 @standards{GNU, stdio.h}
5221 This is the data type that the read function for a custom stream should have.
5222 If you declare the function as shown above, this is the type it will have.
5223 @end deftp
5225 @deftp {Data Type} cookie_write_function_t
5226 @standards{GNU, stdio.h}
5227 The data type of the write function for a custom stream.
5228 @end deftp
5230 @deftp {Data Type} cookie_seek_function_t
5231 @standards{GNU, stdio.h}
5232 The data type of the seek function for a custom stream.
5233 @end deftp
5235 @deftp {Data Type} cookie_close_function_t
5236 @standards{GNU, stdio.h}
5237 The data type of the close function for a custom stream.
5238 @end deftp
5240 @ignore
5241 Roland says:
5243 @quotation
5244 There is another set of functions one can give a stream, the
5245 input-room and output-room functions.  These functions must
5246 understand stdio internals.  To describe how to use these
5247 functions, you also need to document lots of how stdio works
5248 internally (which isn't relevant for other uses of stdio).
5249 Perhaps I can write an interface spec from which you can write
5250 good documentation.  But it's pretty complex and deals with lots
5251 of nitty-gritty details.  I think it might be better to let this
5252 wait until the rest of the manual is more done and polished.
5253 @end quotation
5254 @end ignore
5256 @c ??? This section could use an example.
5259 @node Formatted Messages
5260 @section Formatted Messages
5261 @cindex formatted messages
5263 On systems which are based on System V messages of programs (especially
5264 the system tools) are printed in a strict form using the @code{fmtmsg}
5265 function.  The uniformity sometimes helps the user to interpret messages
5266 and the strictness tests of the @code{fmtmsg} function ensure that the
5267 programmer follows some minimal requirements.
5269 @menu
5270 * Printing Formatted Messages::   The @code{fmtmsg} function.
5271 * Adding Severity Classes::       Add more severity classes.
5272 * Example::                       How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}.
5273 @end menu
5276 @node Printing Formatted Messages
5277 @subsection Printing Formatted Messages
5279 Messages can be printed to standard error and/or to the console.  To
5280 select the destination the programmer can use the following two values,
5281 bitwise OR combined if wanted, for the @var{classification} parameter of
5282 @code{fmtmsg}:
5284 @vtable @code
5285 @item MM_PRINT
5286 Display the message in standard error.
5287 @item MM_CONSOLE
5288 Display the message on the system console.
5289 @end vtable
5291 The erroneous piece of the system can be signalled by exactly one of the
5292 following values which also is bitwise ORed with the
5293 @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}:
5295 @vtable @code
5296 @item MM_HARD
5297 The source of the condition is some hardware.
5298 @item MM_SOFT
5299 The source of the condition is some software.
5300 @item MM_FIRM
5301 The source of the condition is some firmware.
5302 @end vtable
5304 A third component of the @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}
5305 can describe the part of the system which detects the problem.  This is
5306 done by using exactly one of the following values:
5308 @vtable @code
5309 @item MM_APPL
5310 The erroneous condition is detected by the application.
5311 @item MM_UTIL
5312 The erroneous condition is detected by a utility.
5313 @item MM_OPSYS
5314 The erroneous condition is detected by the operating system.
5315 @end vtable
5317 A last component of @var{classification} can signal the results of this
5318 message.  Exactly one of the following values can be used:
5320 @vtable @code
5321 @item MM_RECOVER
5322 It is a recoverable error.
5323 @item MM_NRECOV
5324 It is a non-recoverable error.
5325 @end vtable
5327 @deftypefun int fmtmsg (long int @var{classification}, const char *@var{label}, int @var{severity}, const char *@var{text}, const char *@var{action}, const char *@var{tag})
5328 @standards{XPG, fmtmsg.h}
5329 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asulock{}}@acsafe{}}
5330 Display a message described by its parameters on the device(s) specified
5331 in the @var{classification} parameter.  The @var{label} parameter
5332 identifies the source of the message.  The string should consist of two
5333 colon separated parts where the first part has not more than 10 and the
5334 second part not more than 14 characters.  The @var{text} parameter
5335 describes the condition of the error, the @var{action} parameter possible
5336 steps to recover from the error and the @var{tag} parameter is a
5337 reference to the online documentation where more information can be
5338 found.  It should contain the @var{label} value and a unique
5339 identification number.
5341 Each of the parameters can be a special value which means this value
5342 is to be omitted.  The symbolic names for these values are:
5344 @vtable @code
5345 @item MM_NULLLBL
5346 Ignore @var{label} parameter.
5347 @item MM_NULLSEV
5348 Ignore @var{severity} parameter.
5349 @item MM_NULLMC
5350 Ignore @var{classification} parameter.  This implies that nothing is
5351 actually printed.
5352 @item MM_NULLTXT
5353 Ignore @var{text} parameter.
5354 @item MM_NULLACT
5355 Ignore @var{action} parameter.
5356 @item MM_NULLTAG
5357 Ignore @var{tag} parameter.
5358 @end vtable
5360 There is another way certain fields can be omitted from the output to
5361 standard error.  This is described below in the description of
5362 environment variables influencing the behavior.
5364 The @var{severity} parameter can have one of the values in the following
5365 table:
5366 @cindex severity class
5368 @vtable @code
5369 @item MM_NOSEV
5370 Nothing is printed, this value is the same as @code{MM_NULLSEV}.
5371 @item MM_HALT
5372 This value is printed as @code{HALT}.
5373 @item MM_ERROR
5374 This value is printed as @code{ERROR}.
5375 @item MM_WARNING
5376 This value is printed as @code{WARNING}.
5377 @item MM_INFO
5378 This value is printed as @code{INFO}.
5379 @end vtable
5381 The numeric value of these five macros are between @code{0} and
5382 @code{4}.  Using the environment variable @code{SEV_LEVEL} or using the
5383 @code{addseverity} function one can add more severity levels with their
5384 corresponding string to print.  This is described below
5385 (@pxref{Adding Severity Classes}).
5387 @noindent
5388 If no parameter is ignored the output looks like this:
5390 @smallexample
5391 @var{label}: @var{severity-string}: @var{text}
5392 TO FIX: @var{action} @var{tag}
5393 @end smallexample
5395 The colons, new line characters and the @code{TO FIX} string are
5396 inserted if necessary, i.e., if the corresponding parameter is not
5397 ignored.
5399 This function is specified in the X/Open Portability Guide.  It is also
5400 available on all systems derived from System V.
5402 The function returns the value @code{MM_OK} if no error occurred.  If
5403 only the printing to standard error failed, it returns @code{MM_NOMSG}.
5404 If printing to the console fails, it returns @code{MM_NOCON}.  If
5405 nothing is printed @code{MM_NOTOK} is returned.  Among situations where
5406 all outputs fail this last value is also returned if a parameter value
5407 is incorrect.
5408 @end deftypefun
5410 There are two environment variables which influence the behavior of
5411 @code{fmtmsg}.  The first is @code{MSGVERB}.  It is used to control the
5412 output actually happening on standard error (@emph{not} the console
5413 output).  Each of the five fields can explicitly be enabled.  To do
5414 this the user has to put the @code{MSGVERB} variable with a format like
5415 the following in the environment before calling the @code{fmtmsg} function
5416 the first time:
5418 @smallexample
5419 MSGVERB=@var{keyword}[:@var{keyword}[:@dots{}]]
5420 @end smallexample
5422 Valid @var{keyword}s are @code{label}, @code{severity}, @code{text},
5423 @code{action}, and @code{tag}.  If the environment variable is not given
5424 or is the empty string, a not supported keyword is given or the value is
5425 somehow else invalid, no part of the message is masked out.
5427 The second environment variable which influences the behavior of
5428 @code{fmtmsg} is @code{SEV_LEVEL}.  This variable and the change in the
5429 behavior of @code{fmtmsg} is not specified in the X/Open Portability
5430 Guide.  It is available in System V systems, though.  It can be used to
5431 introduce new severity levels.  By default, only the five severity levels
5432 described above are available.  Any other numeric value would make
5433 @code{fmtmsg} print nothing.
5435 If the user puts @code{SEV_LEVEL} with a format like
5437 @smallexample
5438 SEV_LEVEL=[@var{description}[:@var{description}[:@dots{}]]]
5439 @end smallexample
5441 @noindent
5442 in the environment of the process before the first call to
5443 @code{fmtmsg}, where @var{description} has a value of the form
5445 @smallexample
5446 @var{severity-keyword},@var{level},@var{printstring}
5447 @end smallexample
5449 The @var{severity-keyword} part is not used by @code{fmtmsg} but it has
5450 to be present.  The @var{level} part is a string representation of a
5451 number.  The numeric value must be a number greater than 4.  This value
5452 must be used in the @var{severity} parameter of @code{fmtmsg} to select
5453 this class.  It is not possible to overwrite any of the predefined
5454 classes.  The @var{printstring} is the string printed when a message of
5455 this class is processed by @code{fmtmsg} (see above, @code{fmtsmg} does
5456 not print the numeric value but instead the string representation).
5459 @node Adding Severity Classes
5460 @subsection Adding Severity Classes
5461 @cindex severity class
5463 There is another possibility to introduce severity classes besides using
5464 the environment variable @code{SEV_LEVEL}.  This simplifies the task of
5465 introducing new classes in a running program.  One could use the
5466 @code{setenv} or @code{putenv} function to set the environment variable,
5467 but this is toilsome.
5469 @deftypefun int addseverity (int @var{severity}, const char *@var{string})
5470 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{}}}
5471 This function allows the introduction of new severity classes which can be
5472 addressed by the @var{severity} parameter of the @code{fmtmsg} function.
5473 The @var{severity} parameter of @code{addseverity} must match the value
5474 for the parameter with the same name of @code{fmtmsg}, and @var{string}
5475 is the string printed in the actual messages instead of the numeric
5476 value.
5478 If @var{string} is @code{NULL} the severity class with the numeric value
5479 according to @var{severity} is removed.
5481 It is not possible to overwrite or remove one of the default severity
5482 classes.  All calls to @code{addseverity} with @var{severity} set to one
5483 of the values for the default classes will fail.
5485 The return value is @code{MM_OK} if the task was successfully performed.
5486 If the return value is @code{MM_NOTOK} something went wrong.  This could
5487 mean that no more memory is available or a class is not available when
5488 it has to be removed.
5490 This function is not specified in the X/Open Portability Guide although
5491 the @code{fmtsmg} function is.  It is available on System V systems.
5492 @end deftypefun
5495 @node Example
5496 @subsection How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}
5498 Here is a simple example program to illustrate the use of both
5499 functions described in this section.
5501 @smallexample
5502 @include fmtmsgexpl.c.texi
5503 @end smallexample
5505 The second call to @code{fmtmsg} illustrates a use of this function as
5506 it usually occurs on System V systems, which heavily use this function.
5507 It seems worthwhile to give a short explanation here of how this system
5508 works on System V.  The value of the
5509 @var{label} field (@code{UX:cat}) says that the error occurred in the
5510 Unix program @code{cat}.  The explanation of the error follows and the
5511 value for the @var{action} parameter is @code{"refer to manual"}.  One
5512 could be more specific here, if necessary.  The @var{tag} field contains,
5513 as proposed above, the value of the string given for the @var{label}
5514 parameter, and additionally a unique ID (@code{001} in this case).  For
5515 a GNU environment this string could contain a reference to the
5516 corresponding node in the Info page for the program.
5518 @noindent
5519 Running this program without specifying the @code{MSGVERB} and
5520 @code{SEV_LEVEL} function produces the following output:
5522 @smallexample
5523 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5524 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5525 @end smallexample
5527 We see the different fields of the message and how the extra glue (the
5528 colons and the @code{TO FIX} string) is printed.  But only one of the
5529 three calls to @code{fmtmsg} produced output.  The first call does not
5530 print anything because the @var{label} parameter is not in the correct
5531 form.  The string must contain two fields, separated by a colon
5532 (@pxref{Printing Formatted Messages}).  The third @code{fmtmsg} call
5533 produced no output since the class with the numeric value @code{6} is
5534 not defined.  Although a class with numeric value @code{5} is also not
5535 defined by default, the call to @code{addseverity} introduces it and
5536 the second call to @code{fmtmsg} produces the above output.
5538 When we change the environment of the program to contain
5539 @code{SEV_LEVEL=XXX,6,NOTE} when running it we get a different result:
5541 @smallexample
5542 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5543 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5544 label:foo: NOTE: text
5545 TO FIX: action tag
5546 @end smallexample
5548 Now the third call to @code{fmtmsg} produced some output and we see how
5549 the string @code{NOTE} from the environment variable appears in the
5550 message.
5552 Now we can reduce the output by specifying which fields we are
5553 interested in.  If we additionally set the environment variable
5554 @code{MSGVERB} to the value @code{severity:label:action} we get the
5555 following output:
5557 @smallexample
5558 UX:cat: NOTE2
5559 TO FIX: refer to manual
5560 label:foo: NOTE
5561 TO FIX: action
5562 @end smallexample
5564 @noindent
5565 I.e., the output produced by the @var{text} and the @var{tag} parameters
5566 to @code{fmtmsg} vanished.  Please also note that now there is no colon
5567 after the @code{NOTE} and @code{NOTE2} strings in the output.  This is
5568 not necessary since there is no more output on this line because the text
5569 is missing.