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[glibc.git] / manual / stdio.texi
blob753c50920d87a45b020806165d9c310ce5ea9251
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 C2X feature; @samp{%B} is an
1832 extension recommended by ISO C2X.  @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}
1849 Print a floating-point number in normal (fixed-point) notation.
1850 @xref{Floating-Point Conversions}, for details.
1852 @item @samp{%e}, @samp{%E}
1853 Print a floating-point number in exponential notation.  @samp{%e} uses
1854 lower-case letters and @samp{%E} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1855 Conversions}, for details.
1857 @item @samp{%g}, @samp{%G}
1858 Print a floating-point number in either normal or exponential notation,
1859 whichever is more appropriate for its magnitude.  @samp{%g} uses
1860 lower-case letters and @samp{%G} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1861 Conversions}, for details.
1863 @item @samp{%a}, @samp{%A}
1864 Print a floating-point number in a hexadecimal fractional notation with
1865 the exponent to base 2 represented in decimal digits.  @samp{%a} uses
1866 lower-case letters and @samp{%A} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1867 Conversions}, for details.
1869 @item @samp{%c}
1870 Print a single character.  @xref{Other Output Conversions}.
1872 @item @samp{%C}
1873 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
1874 with the Unix standard.
1876 @item @samp{%s}
1877 Print a string.  @xref{Other Output Conversions}.
1879 @item @samp{%S}
1880 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
1881 with the Unix standard.
1883 @item @samp{%p}
1884 Print the value of a pointer.  @xref{Other Output Conversions}.
1886 @item @samp{%n}
1887 Get the number of characters printed so far.  @xref{Other Output Conversions}.
1888 Note that this conversion specification never produces any output.
1890 @item @samp{%m}
1891 Print the string corresponding to the value of @code{errno}.
1892 (This is a GNU extension.)
1893 @xref{Other Output Conversions}.
1895 @item @samp{%%}
1896 Print a literal @samp{%} character.  @xref{Other Output Conversions}.
1897 @end table
1899 If the syntax of a conversion specification is invalid, unpredictable
1900 things will happen, so don't do this.  If there aren't enough function
1901 arguments provided to supply values for all the conversion
1902 specifications in the template string, or if the arguments are not of
1903 the correct types, the results are unpredictable.  If you supply more
1904 arguments than conversion specifications, the extra argument values are
1905 simply ignored; this is sometimes useful.
1907 @node Integer Conversions
1908 @subsection Integer Conversions
1910 This section describes the options for the @samp{%d}, @samp{%i},
1911 @samp{%b}, @samp{%B}, @samp{%o}, @samp{%u}, @samp{%x}, and @samp{%X} conversion
1912 specifications.  These conversions print integers in various formats.
1914 The @samp{%d} and @samp{%i} conversion specifications both print an
1915 @code{int} argument as a signed decimal number; while @samp{b}, @samp{%o},
1916 @samp{%u}, and @samp{%x} print the argument as an unsigned binary, octal,
1917 decimal, or hexadecimal number (respectively).  The @samp{%X} conversion
1918 specification is just like @samp{%x} except that it uses the characters
1919 @samp{ABCDEF} as digits instead of @samp{abcdef}.  The @samp{%B}
1920 conversion specification is just like @samp{%b} except that, with the
1921 @samp{#} flag, the output starts with @samp{0B} instead of @samp{0b}.
1923 The following flags are meaningful:
1925 @table @asis
1926 @item @samp{-}
1927 Left-justify the result in the field (instead of the normal
1928 right-justification).
1930 @item @samp{+}
1931 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, print a
1932 plus sign if the value is positive.
1934 @item @samp{ }
1935 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, if the result
1936 doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a space
1937 character instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result
1938 includes a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
1940 @item @samp{#}
1941 For the @samp{%o} conversion, this forces the leading digit to be
1942 @samp{0}, as if by increasing the precision.  For @samp{%x} or
1943 @samp{%X}, this prefixes a leading @samp{0x} or @samp{0X}
1944 (respectively) to the result.  For @samp{%b} or @samp{%B}, this
1945 prefixes a leading @samp{0b} or @samp{0B} (respectively)
1946 to the result.  This doesn't do anything useful for the @samp{%d},
1947 @samp{%i}, or @samp{%u} conversions.  Using this flag produces output
1948 which can be parsed by the @code{strtoul} function (@pxref{Parsing of
1949 Integers}) and @code{scanf} with the @samp{%i} conversion
1950 (@pxref{Numeric Input Conversions}).
1952 For the @samp{%m} conversion, print an error constant or decimal error
1953 number, instead of a (possibly translated) error message.
1955 @item @samp{'}
1956 Separate the digits into groups as specified by the locale specified for
1957 the @code{LC_NUMERIC} category; @pxref{General Numeric}.  This flag is a
1958 GNU extension.
1960 @item @samp{0}
1961 Pad the field with zeros instead of spaces.  The zeros are placed after
1962 any indication of sign or base.  This flag is ignored if the @samp{-}
1963 flag is also specified, or if a precision is specified.
1964 @end table
1966 If a precision is supplied, it specifies the minimum number of digits to
1967 appear; leading zeros are produced if necessary.  If you don't specify a
1968 precision, the number is printed with as many digits as it needs.  If
1969 you convert a value of zero with an explicit precision of zero, then no
1970 characters at all are produced.
1972 Without a type modifier, the corresponding argument is treated as an
1973 @code{int} (for the signed conversions @samp{%i} and @samp{%d}) or
1974 @code{unsigned int} (for the unsigned conversions @samp{%b},
1975 @samp{%B}, @samp{%o}, @samp{%u},
1976 @samp{%x}, and @samp{%X}).  Recall that since @code{printf} and friends
1977 are variadic, any @code{char} and @code{short} arguments are
1978 automatically converted to @code{int} by the default argument
1979 promotions.  For arguments of other integer types, you can use these
1980 modifiers:
1982 @table @samp
1983 @item hh
1984 Specifies that the argument is a @code{signed char} or @code{unsigned
1985 char}, as appropriate.  A @code{char} argument is converted to an
1986 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1987 anyway, but the @samp{hh} modifier says to convert it back to a
1988 @code{char} again.
1990 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1992 @item h
1993 Specifies that the argument is a @code{short int} or @code{unsigned
1994 short int}, as appropriate.  A @code{short} argument is converted to an
1995 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1996 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
1997 @code{short} again.
1999 @item j
2000 Specifies that the argument is a @code{intmax_t} or @code{uintmax_t}, as
2001 appropriate.
2003 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2005 @item l
2006 Specifies that the argument is a @code{long int} or @code{unsigned long
2007 int}, as appropriate.  Two @samp{l} characters are like the @samp{L}
2008 modifier, below.
2010 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
2011 considered as a wide character or wide character string respectively.
2012 This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90}.
2014 @item L
2015 @itemx ll
2016 @itemx q
2017 Specifies that the argument is a @code{long long int}.  (This type is
2018 an extension supported by the GNU C compiler.  On systems that don't
2019 support extra-long integers, this is the same as @code{long int}.)
2021 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
2022 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
2023 @code{int}.
2025 @item t
2026 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t}.
2028 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2030 @item z
2031 @itemx Z
2032 Specifies that the argument is a @code{size_t}.
2034 @samp{z} was introduced in @w{ISO C99}.  @samp{Z} is a GNU extension
2035 predating this addition and should not be used in new code.
2036 @end table
2038 Here is an example.  Using the template string:
2040 @smallexample
2041 "|%5d|%-5d|%+5d|%+-5d|% 5d|%05d|%5.0d|%5.2d|%d|\n"
2042 @end smallexample
2044 @noindent
2045 to print numbers using the different options for the @samp{%d}
2046 conversion gives results like:
2048 @smallexample
2049 |    0|0    |   +0|+0   |    0|00000|     |   00|0|
2050 |    1|1    |   +1|+1   |    1|00001|    1|   01|1|
2051 |   -1|-1   |   -1|-1   |   -1|-0001|   -1|  -01|-1|
2052 |100000|100000|+100000|+100000| 100000|100000|100000|100000|100000|
2053 @end smallexample
2055 In particular, notice what happens in the last case where the number
2056 is too large to fit in the minimum field width specified.
2058 Here are some more examples showing how unsigned integers print under
2059 various format options, using the template string:
2061 @smallexample
2062 "|%5u|%5o|%5x|%5X|%#5o|%#5x|%#5X|%#10.8x|\n"
2063 @end smallexample
2065 @smallexample
2066 |    0|    0|    0|    0|    0|    0|    0|  00000000|
2067 |    1|    1|    1|    1|   01|  0x1|  0X1|0x00000001|
2068 |100000|303240|186a0|186A0|0303240|0x186a0|0X186A0|0x000186a0|
2069 @end smallexample
2072 @node Floating-Point Conversions
2073 @subsection Floating-Point Conversions
2075 This section discusses the conversion specifications for floating-point
2076 numbers: the @samp{%f}, @samp{%e}, @samp{%E}, @samp{%g}, and @samp{%G}
2077 conversions.
2079 The @samp{%f} conversion prints its argument in fixed-point notation,
2080 producing output of the form
2081 @w{[@code{-}]@var{ddd}@code{.}@var{ddd}},
2082 where the number of digits following the decimal point is controlled
2083 by the precision you specify.
2085 The @samp{%e} conversion prints its argument in exponential notation,
2086 producing output of the form
2087 @w{[@code{-}]@var{d}@code{.}@var{ddd}@code{e}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
2088 Again, the number of digits following the decimal point is controlled by
2089 the precision.  The exponent always contains at least two digits.  The
2090 @samp{%E} conversion is similar but the exponent is marked with the letter
2091 @samp{E} instead of @samp{e}.
2093 The @samp{%g} and @samp{%G} conversions print the argument in the style
2094 of @samp{%e} or @samp{%E} (respectively) if the exponent would be less
2095 than -4 or greater than or equal to the precision; otherwise they use
2096 the @samp{%f} style.  A precision of @code{0}, is taken as 1.
2097 Trailing zeros are removed from the fractional portion of the result and
2098 a decimal-point character appears only if it is followed by a digit.
2100 The @samp{%a} and @samp{%A} conversions are meant for representing
2101 floating-point numbers exactly in textual form so that they can be
2102 exchanged as texts between different programs and/or machines.  The
2103 numbers are represented in the form
2104 @w{[@code{-}]@code{0x}@var{h}@code{.}@var{hhh}@code{p}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
2105 At the left of the decimal-point character exactly one digit is print.
2106 This character is only @code{0} if the number is denormalized.
2107 Otherwise the value is unspecified; it is implementation dependent how many
2108 bits are used.  The number of hexadecimal digits on the right side of
2109 the decimal-point character is equal to the precision.  If the precision
2110 is zero it is determined to be large enough to provide an exact
2111 representation of the number (or it is large enough to distinguish two
2112 adjacent values if the @code{FLT_RADIX} is not a power of 2,
2113 @pxref{Floating Point Parameters}).  For the @samp{%a} conversion
2114 lower-case characters are used to represent the hexadecimal number and
2115 the prefix and exponent sign are printed as @code{0x} and @code{p}
2116 respectively.  Otherwise upper-case characters are used and @code{0X}
2117 and @code{P} are used for the representation of prefix and exponent
2118 string.  The exponent to the base of two is printed as a decimal number
2119 using at least one digit but at most as many digits as necessary to
2120 represent the value exactly.
2122 If the value to be printed represents infinity or a NaN, the output is
2123 @w{[@code{-}]@code{inf}} or @code{nan} respectively if the conversion
2124 specifier is @samp{%a}, @samp{%e}, @samp{%f}, or @samp{%g} and it is
2125 @w{[@code{-}]@code{INF}} or @code{NAN} respectively if the conversion is
2126 @samp{%A}, @samp{%E}, or @samp{%G}.  On some implementations, a NaN
2127 may result in longer output with information about the payload of the
2128 NaN; ISO C2X defines a macro @code{_PRINTF_NAN_LEN_MAX} giving the
2129 maximum length of such output.
2131 The following flags can be used to modify the behavior:
2133 @comment We use @asis instead of @samp so we can have ` ' as an item.
2134 @table @asis
2135 @item @samp{-}
2136 Left-justify the result in the field.  Normally the result is
2137 right-justified.
2139 @item @samp{+}
2140 Always include a plus or minus sign in the result.
2142 @item @samp{ }
2143 If the result doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a
2144 space instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result includes
2145 a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
2147 @item @samp{#}
2148 Specifies that the result should always include a decimal point, even
2149 if no digits follow it.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions,
2150 this also forces trailing zeros after the decimal point to be left
2151 in place where they would otherwise be removed.
2153 @item @samp{'}
2154 Separate the digits of the integer part of the result into groups as
2155 specified by the locale specified for the @code{LC_NUMERIC} category;
2156 @pxref{General Numeric}.  This flag is a GNU extension.
2158 @item @samp{0}
2159 Pad the field with zeros instead of spaces; the zeros are placed
2160 after any sign.  This flag is ignored if the @samp{-} flag is also
2161 specified.
2162 @end table
2164 The precision specifies how many digits follow the decimal-point
2165 character for the @samp{%f}, @samp{%e}, and @samp{%E} conversions.  For
2166 these conversions, the default precision is @code{6}.  If the precision
2167 is explicitly @code{0}, this suppresses the decimal point character
2168 entirely.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions, the precision
2169 specifies how many significant digits to print.  Significant digits are
2170 the first digit before the decimal point, and all the digits after it.
2171 If the precision is @code{0} or not specified for @samp{%g} or @samp{%G},
2172 it is treated like a value of @code{1}.  If the value being printed
2173 cannot be expressed accurately in the specified number of digits, the
2174 value is rounded to the nearest number that fits.
2176 Without a type modifier, the floating-point conversions use an argument
2177 of type @code{double}.  (By the default argument promotions, any
2178 @code{float} arguments are automatically converted to @code{double}.)
2179 The following type modifier is supported:
2181 @table @samp
2182 @item L
2183 An uppercase @samp{L} specifies that the argument is a @code{long
2184 double}.
2185 @end table
2187 Here are some examples showing how numbers print using the various
2188 floating-point conversions.  All of the numbers were printed using
2189 this template string:
2191 @smallexample
2192 "|%13.4a|%13.4f|%13.4e|%13.4g|\n"
2193 @end smallexample
2195 Here is the output:
2197 @smallexample
2198 |  0x0.0000p+0|       0.0000|   0.0000e+00|            0|
2199 |  0x1.0000p-1|       0.5000|   5.0000e-01|          0.5|
2200 |  0x1.0000p+0|       1.0000|   1.0000e+00|            1|
2201 | -0x1.0000p+0|      -1.0000|  -1.0000e+00|           -1|
2202 |  0x1.9000p+6|     100.0000|   1.0000e+02|          100|
2203 |  0x1.f400p+9|    1000.0000|   1.0000e+03|         1000|
2204 | 0x1.3880p+13|   10000.0000|   1.0000e+04|        1e+04|
2205 | 0x1.81c8p+13|   12345.0000|   1.2345e+04|    1.234e+04|
2206 | 0x1.86a0p+16|  100000.0000|   1.0000e+05|        1e+05|
2207 | 0x1.e240p+16|  123456.0000|   1.2346e+05|    1.235e+05|
2208 @end smallexample
2210 Notice how the @samp{%g} conversion drops trailing zeros.
2212 @node Other Output Conversions
2213 @subsection Other Output Conversions
2215 This section describes miscellaneous conversions for @code{printf}.
2217 The @samp{%c} conversion prints a single character.  In case there is no
2218 @samp{l} modifier the @code{int} argument is first converted to an
2219 @code{unsigned char}.  Then, if used in a wide stream function, the
2220 character is converted into the corresponding wide character.  The
2221 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2222 but no other flags are defined, and no precision or type modifier can be
2223 given.  For example:
2225 @smallexample
2226 printf ("%c%c%c%c%c", 'h', 'e', 'l', 'l', 'o');
2227 @end smallexample
2229 @noindent
2230 prints @samp{hello}.
2232 If there is an @samp{l} modifier present the argument is expected to be
2233 of type @code{wint_t}.  If used in a multibyte function the wide
2234 character is converted into a multibyte character before being added to
2235 the output.  In this case more than one output byte can be produced.
2237 The @samp{%s} conversion prints a string.  If no @samp{l} modifier is
2238 present the corresponding argument must be of type @code{char *} (or
2239 @code{const char *}).  If used in a wide stream function the string is
2240 first converted to a wide character string.  A precision can be
2241 specified to indicate the maximum number of characters to write;
2242 otherwise characters in the string up to but not including the
2243 terminating null character are written to the output stream.  The
2244 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2245 but no other flags or type modifiers are defined for this conversion.
2246 For example:
2248 @smallexample
2249 printf ("%3s%-6s", "no", "where");
2250 @end smallexample
2252 @noindent
2253 prints @samp{ nowhere }.
2255 If there is an @samp{l} modifier present, the argument is expected to
2256 be of type @code{wchar_t} (or @code{const wchar_t *}).
2258 If you accidentally pass a null pointer as the argument for a @samp{%s}
2259 conversion, @theglibc{} prints it as @samp{(null)}.  We think this
2260 is more useful than crashing.  But it's not good practice to pass a null
2261 argument intentionally.
2263 The @samp{%m} conversion prints the string corresponding to the error
2264 code in @code{errno}.  @xref{Error Messages}.  Thus:
2266 @smallexample
2267 fprintf (stderr, "can't open `%s': %m\n", filename);
2268 @end smallexample
2270 @noindent
2271 is equivalent to:
2273 @smallexample
2274 fprintf (stderr, "can't open `%s': %s\n", filename, strerror (errno));
2275 @end smallexample
2277 The @samp{%m} conversion can be used with the @samp{#} flag to print an
2278 error constant, as provided by @code{strerrorname_np}.  Both @samp{%m}
2279 and @samp{%#m} are @glibcadj{} extensions.
2281 The @samp{%p} conversion prints a pointer value.  The corresponding
2282 argument must be of type @code{void *}.  In practice, you can use any
2283 type of pointer.
2285 In @theglibc{}, non-null pointers are printed as unsigned integers,
2286 as if a @samp{%#x} conversion were used.  Null pointers print as
2287 @samp{(nil)}.  (Pointers might print differently in other systems.)
2289 For example:
2291 @smallexample
2292 printf ("%p", "testing");
2293 @end smallexample
2295 @noindent
2296 prints @samp{0x} followed by a hexadecimal number---the address of the
2297 string constant @code{"testing"}.  It does not print the word
2298 @samp{testing}.
2300 You can supply the @samp{-} flag with the @samp{%p} conversion to
2301 specify left-justification, but no other flags, precision, or type
2302 modifiers are defined.
2304 The @samp{%n} conversion is unlike any of the other output conversions.
2305 It uses an argument which must be a pointer to an @code{int}, but
2306 instead of printing anything it stores the number of characters printed
2307 so far by this call at that location.  The @samp{h} and @samp{l} type
2308 modifiers are permitted to specify that the argument is of type
2309 @code{short int *} or @code{long int *} instead of @code{int *}, but no
2310 flags, field width, or precision are permitted.
2312 For example,
2314 @smallexample
2315 int nchar;
2316 printf ("%d %s%n\n", 3, "bears", &nchar);
2317 @end smallexample
2319 @noindent
2320 prints:
2322 @smallexample
2323 3 bears
2324 @end smallexample
2326 @noindent
2327 and sets @code{nchar} to @code{7}, because @samp{3 bears} is seven
2328 characters.
2331 The @samp{%%} conversion prints a literal @samp{%} character.  This
2332 conversion doesn't use an argument, and no flags, field width,
2333 precision, or type modifiers are permitted.
2336 @node Formatted Output Functions
2337 @subsection Formatted Output Functions
2339 This section describes how to call @code{printf} and related functions.
2340 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
2341 Because these functions take a variable number of arguments, you
2342 @emph{must} declare prototypes for them before using them.  Of course,
2343 the easiest way to make sure you have all the right prototypes is to
2344 just include @file{stdio.h}.
2345 @pindex stdio.h
2347 @deftypefun int printf (const char *@var{template}, @dots{})
2348 @standards{ISO, stdio.h}
2349 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2350 The @code{printf} function prints the optional arguments under the
2351 control of the template string @var{template} to the stream
2352 @code{stdout}.  It returns the number of characters printed, or a
2353 negative value if there was an output error.
2354 @end deftypefun
2356 @deftypefun int wprintf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2357 @standards{ISO, wchar.h}
2358 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2359 The @code{wprintf} function prints the optional arguments under the
2360 control of the wide template string @var{template} to the stream
2361 @code{stdout}.  It returns the number of wide characters printed, or a
2362 negative value if there was an output error.
2363 @end deftypefun
2365 @deftypefun int fprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
2366 @standards{ISO, stdio.h}
2367 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2368 This function is just like @code{printf}, except that the output is
2369 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2370 @end deftypefun
2372 @deftypefun int fwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2373 @standards{ISO, wchar.h}
2374 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2375 This function is just like @code{wprintf}, except that the output is
2376 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2377 @end deftypefun
2379 @deftypefun int sprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
2380 @standards{ISO, stdio.h}
2381 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2382 This is like @code{printf}, except that the output is stored in the character
2383 array @var{s} instead of written to a stream.  A null character is written
2384 to mark the end of the string.
2386 The @code{sprintf} function returns the number of characters stored in
2387 the array @var{s}, not including the terminating null character.
2389 The behavior of this function is undefined if copying takes place
2390 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
2391 as an argument to be printed under control of the @samp{%s} conversion.
2392 @xref{Copying Strings and Arrays}.
2394 @strong{Warning:} The @code{sprintf} function can be @strong{dangerous}
2395 because it can potentially output more characters than can fit in the
2396 allocation size of the string @var{s}.  Remember that the field width
2397 given in a conversion specification is only a @emph{minimum} value.
2399 To avoid this problem, you can use @code{snprintf} or @code{asprintf},
2400 described below.
2401 @end deftypefun
2403 @deftypefun int swprintf (wchar_t *@var{ws}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2404 @standards{GNU, wchar.h}
2405 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2406 This is like @code{wprintf}, except that the output is stored in the
2407 wide character array @var{ws} instead of written to a stream.  A null
2408 wide character is written to mark the end of the string.  The @var{size}
2409 argument specifies the maximum number of characters to produce.  The
2410 trailing null character is counted towards this limit, so you should
2411 allocate at least @var{size} wide characters for the string @var{ws}.
2413 The return value is the number of characters generated for the given
2414 input, excluding the trailing null.  If not all output fits into the
2415 provided buffer a negative value is returned.  You should try again with
2416 a bigger output string.  @emph{Note:} this is different from how
2417 @code{snprintf} handles this situation.
2419 Note that the corresponding narrow stream function takes fewer
2420 parameters.  @code{swprintf} in fact corresponds to the @code{snprintf}
2421 function.  Since the @code{sprintf} function can be dangerous and should
2422 be avoided the @w{ISO C} committee refused to make the same mistake
2423 again and decided to not define a function exactly corresponding to
2424 @code{sprintf}.
2425 @end deftypefun
2427 @deftypefun int snprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, @dots{})
2428 @standards{GNU, stdio.h}
2429 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2430 The @code{snprintf} function is similar to @code{sprintf}, except that
2431 the @var{size} argument specifies the maximum number of characters to
2432 produce.  The trailing null character is counted towards this limit, so
2433 you should allocate at least @var{size} characters for the string @var{s}.
2434 If @var{size} is zero, nothing, not even the null byte, shall be written and
2435 @var{s} may be a null pointer.
2437 The return value is the number of characters which would be generated
2438 for the given input, excluding the trailing null.  If this value is
2439 greater than or equal to @var{size}, not all characters from the result have
2440 been stored in @var{s}.  You should try again with a bigger output
2441 string.  Here is an example of doing this:
2443 @smallexample
2444 @group
2445 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2446    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2447 char *
2448 make_message (char *name, char *value)
2450   /* @r{Guess we need no more than 100 bytes of space.} */
2451   size_t size = 100;
2452   char *buffer = xmalloc (size);
2453 @end group
2454 @group
2455  /* @r{Try to print in the allocated space.} */
2456   int buflen = snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2457                          name, value);
2458   if (! (0 <= buflen && buflen < SIZE_MAX))
2459     fatal ("integer overflow");
2460 @end group
2461 @group
2462   if (buflen >= size)
2463     @{
2464       /* @r{Reallocate buffer now that we know
2465          how much space is needed.} */
2466       size = buflen;
2467       size++;
2468       buffer = xrealloc (buffer, size);
2470       /* @r{Try again.} */
2471       snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2472                 name, value);
2473     @}
2474   /* @r{The last call worked, return the string.} */
2475   return buffer;
2477 @end group
2478 @end smallexample
2480 In practice, it is often easier just to use @code{asprintf}, below.
2482 @strong{Attention:} In versions of @theglibc{} prior to 2.1 the
2483 return value is the number of characters stored, not including the
2484 terminating null; unless there was not enough space in @var{s} to
2485 store the result in which case @code{-1} is returned.  This was
2486 changed in order to comply with the @w{ISO C99} standard.
2487 @end deftypefun
2489 @node Dynamic Output
2490 @subsection Dynamically Allocating Formatted Output
2492 The functions in this section do formatted output and place the results
2493 in dynamically allocated memory.
2495 @deftypefun int asprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, @dots{})
2496 @standards{GNU, stdio.h}
2497 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2498 This function is similar to @code{sprintf}, except that it dynamically
2499 allocates a string (as with @code{malloc}; @pxref{Unconstrained
2500 Allocation}) to hold the output, instead of putting the output in a
2501 buffer you allocate in advance.  The @var{ptr} argument should be the
2502 address of a @code{char *} object, and a successful call to
2503 @code{asprintf} stores a pointer to the newly allocated string at that
2504 location.
2506 The return value is the number of characters allocated for the buffer, or
2507 less than zero if an error occurred.  Usually this means that the buffer
2508 could not be allocated.
2510 Here is how to use @code{asprintf} to get the same result as the
2511 @code{snprintf} example, but more easily:
2513 @smallexample
2514 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2515    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2516 char *
2517 make_message (char *name, char *value)
2519   char *result;
2520   if (asprintf (&result, "value of %s is %s", name, value) < 0)
2521     return NULL;
2522   return result;
2524 @end smallexample
2525 @end deftypefun
2527 @deftypefun int obstack_printf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, @dots{})
2528 @standards{GNU, stdio.h}
2529 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:obstack} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsmem{}}}
2530 This function is similar to @code{asprintf}, except that it uses the
2531 obstack @var{obstack} to allocate the space.  @xref{Obstacks}.
2533 The characters are written onto the end of the current object.
2534 To get at them, you must finish the object with @code{obstack_finish}
2535 (@pxref{Growing Objects}).
2536 @end deftypefun
2538 @node Variable Arguments Output
2539 @subsection Variable Arguments Output Functions
2541 The functions @code{vprintf} and friends are provided so that you can
2542 define your own variadic @code{printf}-like functions that make use of
2543 the same internals as the built-in formatted output functions.
2545 The most natural way to define such functions would be to use a language
2546 construct to say, ``Call @code{printf} and pass this template plus all
2547 of my arguments after the first five.''  But there is no way to do this
2548 in C, and it would be hard to provide a way, since at the C language
2549 level there is no way to tell how many arguments your function received.
2551 Since that method is impossible, we provide alternative functions, the
2552 @code{vprintf} series, which lets you pass a @code{va_list} to describe
2553 ``all of my arguments after the first five.''
2555 When it is sufficient to define a macro rather than a real function,
2556 the GNU C compiler provides a way to do this much more easily with macros.
2557 For example:
2559 @smallexample
2560 #define myprintf(a, b, c, d, e, rest...) \
2561             printf (mytemplate , ## rest)
2562 @end smallexample
2564 @noindent
2565 @xref{Variadic Macros,,, cpp, The C preprocessor}, for details.
2566 But this is limited to macros, and does not apply to real functions at all.
2568 Before calling @code{vprintf} or the other functions listed in this
2569 section, you @emph{must} call @code{va_start} (@pxref{Variadic
2570 Functions}) to initialize a pointer to the variable arguments.  Then you
2571 can call @code{va_arg} to fetch the arguments that you want to handle
2572 yourself.  This advances the pointer past those arguments.
2574 Once your @code{va_list} pointer is pointing at the argument of your
2575 choice, you are ready to call @code{vprintf}.  That argument and all
2576 subsequent arguments that were passed to your function are used by
2577 @code{vprintf} along with the template that you specified separately.
2579 @strong{Portability Note:} The value of the @code{va_list} pointer is
2580 undetermined after the call to @code{vprintf}, so you must not use
2581 @code{va_arg} after you call @code{vprintf}.  Instead, you should call
2582 @code{va_end} to retire the pointer from service.  You can call
2583 @code{va_start} again and begin fetching the arguments from the start of
2584 the variable argument list.  (Alternatively, you can use @code{va_copy}
2585 to make a copy of the @code{va_list} pointer before calling
2586 @code{vfprintf}.)  Calling @code{vprintf} does not destroy the argument
2587 list of your function, merely the particular pointer that you passed to
2590 Prototypes for these functions are declared in @file{stdio.h}.
2591 @pindex stdio.h
2593 @deftypefun int vprintf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2594 @standards{ISO, stdio.h}
2595 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2596 This function is similar to @code{printf} except that, instead of taking
2597 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2598 pointer @var{ap}.
2599 @end deftypefun
2601 @deftypefun int vwprintf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2602 @standards{ISO, wchar.h}
2603 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2604 This function is similar to @code{wprintf} except that, instead of taking
2605 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2606 pointer @var{ap}.
2607 @end deftypefun
2609 @deftypefun int vfprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2610 @standards{ISO, stdio.h}
2611 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2612 @c Although vfprintf sets up a cleanup region to release the lock on the
2613 @c output stream, it doesn't use it to release args_value or string in
2614 @c case of cancellation.  This doesn't make it unsafe, but cancelling it
2615 @c may leak memory.  The unguarded use of __printf_function_table is
2616 @c also of concern for all callers.
2617 @c _itoa ok
2618 @c   _udiv_qrnnd_preinv ok
2619 @c group_number ok
2620 @c _i18n_number_rewrite
2621 @c   __wctrans ok
2622 @c   __towctrans @mtslocale
2623 @c   __wcrtomb ok? dup below
2624 @c   outdigit_value ok
2625 @c   outdigitwc_value ok
2626 @c outchar ok
2627 @c outstring ok
2628 @c PAD ok
2629 @c __printf_fp @mtslocale @ascuheap @acsmem
2630 @c __printf_fphex @mtslocale
2631 @c __readonly_area
2632 @c   [GNU/Linux] fopen, strtoul, free
2633 @c __strerror_r ok if no translation, check otherwise
2634 @c __btowc ? gconv-modules
2635 @c __wcrtomb ok (not using internal state) gconv-modules
2636 @c ARGCHECK
2637 @c UNBUFFERED_P (tested before taking the stream lock)
2638 @c buffered_vfprintf ok
2639 @c __find_spec(wc|mb)
2640 @c read_int
2641 @c __libc_use_alloca
2642 @c process_arg
2643 @c process_string_arg
2644 @c __parse_one_spec(wc|mb)
2645 @c *__printf_arginfo_table unguarded
2646 @c __printf_va_arg_table-> unguarded
2647 @c *__printf_function_table unguarded
2648 @c done_add
2649 @c printf_unknown
2650 @c   outchar
2651 @c   _itoa_word
2652 This is the equivalent of @code{fprintf} with the variable argument list
2653 specified directly as for @code{vprintf}.
2654 @end deftypefun
2656 @deftypefun int vfwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2657 @standards{ISO, wchar.h}
2658 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2659 This is the equivalent of @code{fwprintf} with the variable argument list
2660 specified directly as for @code{vwprintf}.
2661 @end deftypefun
2663 @deftypefun int vsprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2664 @standards{ISO, stdio.h}
2665 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2666 This is the equivalent of @code{sprintf} with the variable argument list
2667 specified directly as for @code{vprintf}.
2668 @end deftypefun
2670 @deftypefun int vswprintf (wchar_t *@var{ws}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2671 @standards{GNU, wchar.h}
2672 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2673 This is the equivalent of @code{swprintf} with the variable argument list
2674 specified directly as for @code{vwprintf}.
2675 @end deftypefun
2677 @deftypefun int vsnprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2678 @standards{GNU, stdio.h}
2679 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2680 This is the equivalent of @code{snprintf} with the variable argument list
2681 specified directly as for @code{vprintf}.
2682 @end deftypefun
2684 @deftypefun int vasprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2685 @standards{GNU, stdio.h}
2686 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2687 The @code{vasprintf} function is the equivalent of @code{asprintf} with the
2688 variable argument list specified directly as for @code{vprintf}.
2689 @end deftypefun
2691 @deftypefun int obstack_vprintf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2692 @standards{GNU, stdio.h}
2693 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:obstack} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsmem{}}}
2694 @c The obstack is not guarded by mutexes, it might be at an inconsistent
2695 @c state within a signal handler, and it could be left at an
2696 @c inconsistent state in case of cancellation.
2697 The @code{obstack_vprintf} function is the equivalent of
2698 @code{obstack_printf} with the variable argument list specified directly
2699 as for @code{vprintf}.
2700 @end deftypefun
2702 Here's an example showing how you might use @code{vfprintf}.  This is a
2703 function that prints error messages to the stream @code{stderr}, along
2704 with a prefix indicating the name of the program
2705 (@pxref{Error Messages}, for a description of
2706 @code{program_invocation_short_name}).
2708 @smallexample
2709 @group
2710 #include <stdio.h>
2711 #include <stdarg.h>
2713 void
2714 eprintf (const char *template, ...)
2716   va_list ap;
2717   extern char *program_invocation_short_name;
2719   fprintf (stderr, "%s: ", program_invocation_short_name);
2720   va_start (ap, template);
2721   vfprintf (stderr, template, ap);
2722   va_end (ap);
2724 @end group
2725 @end smallexample
2727 @noindent
2728 You could call @code{eprintf} like this:
2730 @smallexample
2731 eprintf ("file `%s' does not exist\n", filename);
2732 @end smallexample
2734 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
2735 know that a function uses a @code{printf}-style format string.  Then it
2736 can check the number and types of arguments in each call to the
2737 function, and warn you when they do not match the format string.
2738 For example, take this declaration of @code{eprintf}:
2740 @smallexample
2741 void eprintf (const char *template, ...)
2742         __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
2743 @end smallexample
2745 @noindent
2746 This tells the compiler that @code{eprintf} uses a format string like
2747 @code{printf} (as opposed to @code{scanf}; @pxref{Formatted Input});
2748 the format string appears as the first argument;
2749 and the arguments to satisfy the format begin with the second.
2750 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
2751 gcc, Using GNU CC}, for more information.
2753 @node Parsing a Template String
2754 @subsection Parsing a Template String
2755 @cindex parsing a template string
2757 You can use the function @code{parse_printf_format} to obtain
2758 information about the number and types of arguments that are expected by
2759 a given template string.  This function permits interpreters that
2760 provide interfaces to @code{printf} to avoid passing along invalid
2761 arguments from the user's program, which could cause a crash.
2763 All the symbols described in this section are declared in the header
2764 file @file{printf.h}.
2766 @deftypefun size_t parse_printf_format (const char *@var{template}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
2767 @standards{GNU, printf.h}
2768 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@assafe{}@acsafe{}}
2769 This function returns information about the number and types of
2770 arguments expected by the @code{printf} template string @var{template}.
2771 The information is stored in the array @var{argtypes}; each element of
2772 this array describes one argument.  This information is encoded using
2773 the various @samp{PA_} macros, listed below.
2775 The argument @var{n} specifies the number of elements in the array
2776 @var{argtypes}.  This is the maximum number of elements that
2777 @code{parse_printf_format} will try to write.
2779 @code{parse_printf_format} returns the total number of arguments required
2780 by @var{template}.  If this number is greater than @var{n}, then the
2781 information returned describes only the first @var{n} arguments.  If you
2782 want information about additional arguments, allocate a bigger
2783 array and call @code{parse_printf_format} again.
2784 @end deftypefun
2786 The argument types are encoded as a combination of a basic type and
2787 modifier flag bits.
2789 @deftypevr Macro int PA_FLAG_MASK
2790 @standards{GNU, printf.h}
2791 This macro is a bitmask for the type modifier flag bits.  You can write
2792 the expression @code{(argtypes[i] & PA_FLAG_MASK)} to extract just the
2793 flag bits for an argument, or @code{(argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)} to
2794 extract just the basic type code.
2795 @end deftypevr
2797 Here are symbolic constants that represent the basic types; they stand
2798 for integer values.
2800 @vtable @code
2801 @item PA_INT
2802 @standards{GNU, printf.h}
2803 This specifies that the base type is @code{int}.
2805 @item PA_CHAR
2806 @standards{GNU, printf.h}
2807 This specifies that the base type is @code{int}, cast to @code{char}.
2809 @item PA_STRING
2810 @standards{GNU, printf.h}
2811 This specifies that the base type is @code{char *}, a null-terminated string.
2813 @item PA_POINTER
2814 @standards{GNU, printf.h}
2815 This specifies that the base type is @code{void *}, an arbitrary pointer.
2817 @item PA_FLOAT
2818 @standards{GNU, printf.h}
2819 This specifies that the base type is @code{float}.
2821 @item PA_DOUBLE
2822 @standards{GNU, printf.h}
2823 This specifies that the base type is @code{double}.
2825 @item PA_LAST
2826 @standards{GNU, printf.h}
2827 You can define additional base types for your own programs as offsets
2828 from @code{PA_LAST}.  For example, if you have data types @samp{foo}
2829 and @samp{bar} with their own specialized @code{printf} conversions,
2830 you could define encodings for these types as:
2832 @smallexample
2833 #define PA_FOO  PA_LAST
2834 #define PA_BAR  (PA_LAST + 1)
2835 @end smallexample
2836 @end vtable
2838 Here are the flag bits that modify a basic type.  They are combined with
2839 the code for the basic type using inclusive-or.
2841 @vtable @code
2842 @item PA_FLAG_PTR
2843 @standards{GNU, printf.h}
2844 If this bit is set, it indicates that the encoded type is a pointer to
2845 the base type, rather than an immediate value.
2846 For example, @samp{PA_INT|PA_FLAG_PTR} represents the type @samp{int *}.
2848 @item PA_FLAG_SHORT
2849 @standards{GNU, printf.h}
2850 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2851 @code{short}.  (This corresponds to the @samp{h} type modifier.)
2853 @item PA_FLAG_LONG
2854 @standards{GNU, printf.h}
2855 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2856 @code{long}.  (This corresponds to the @samp{l} type modifier.)
2858 @item PA_FLAG_LONG_LONG
2859 @standards{GNU, printf.h}
2860 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2861 @code{long long}.  (This corresponds to the @samp{L} type modifier.)
2863 @item PA_FLAG_LONG_DOUBLE
2864 @standards{GNU, printf.h}
2865 This is a synonym for @code{PA_FLAG_LONG_LONG}, used by convention with
2866 a base type of @code{PA_DOUBLE} to indicate a type of @code{long double}.
2867 @end vtable
2869 @ifinfo
2870 For an example of using these facilities, see @ref{Example of Parsing}.
2871 @end ifinfo
2873 @node Example of Parsing
2874 @subsection Example of Parsing a Template String
2876 Here is an example of decoding argument types for a format string.  We
2877 assume this is part of an interpreter which contains arguments of type
2878 @code{NUMBER}, @code{CHAR}, @code{STRING} and @code{STRUCTURE} (and
2879 perhaps others which are not valid here).
2881 @smallexample
2882 /* @r{Test whether the @var{nargs} specified objects}
2883    @r{in the vector @var{args} are valid}
2884    @r{for the format string @var{format}:}
2885    @r{if so, return 1.}
2886    @r{If not, return 0 after printing an error message.}  */
2889 validate_args (char *format, int nargs, OBJECT *args)
2891   int *argtypes;
2892   int nwanted;
2894   /* @r{Get the information about the arguments.}
2895      @r{Each conversion specification must be at least two characters}
2896      @r{long, so there cannot be more specifications than half the}
2897      @r{length of the string.}  */
2899   argtypes = (int *) alloca (strlen (format) / 2 * sizeof (int));
2900   nwanted = parse_printf_format (format, nargs, argtypes);
2902   /* @r{Check the number of arguments.}  */
2903   if (nwanted > nargs)
2904     @{
2905       error ("too few arguments (at least %d required)", nwanted);
2906       return 0;
2907     @}
2909   /* @r{Check the C type wanted for each argument}
2910      @r{and see if the object given is suitable.}  */
2911   for (i = 0; i < nwanted; i++)
2912     @{
2913       int wanted;
2915       if (argtypes[i] & PA_FLAG_PTR)
2916         wanted = STRUCTURE;
2917       else
2918         switch (argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)
2919           @{
2920           case PA_INT:
2921           case PA_FLOAT:
2922           case PA_DOUBLE:
2923             wanted = NUMBER;
2924             break;
2925           case PA_CHAR:
2926             wanted = CHAR;
2927             break;
2928           case PA_STRING:
2929             wanted = STRING;
2930             break;
2931           case PA_POINTER:
2932             wanted = STRUCTURE;
2933             break;
2934           @}
2935       if (TYPE (args[i]) != wanted)
2936         @{
2937           error ("type mismatch for arg number %d", i);
2938           return 0;
2939         @}
2940     @}
2941   return 1;
2943 @end smallexample
2945 @node Customizing Printf
2946 @section Customizing @code{printf}
2947 @cindex customizing @code{printf}
2948 @cindex defining new @code{printf} conversions
2949 @cindex extending @code{printf}
2951 @Theglibc{} lets you define your own custom conversion specifiers
2952 for @code{printf} template strings, to teach @code{printf} clever ways
2953 to print the important data structures of your program.
2955 The way you do this is by registering the conversion with the function
2956 @code{register_printf_function}; see @ref{Registering New Conversions}.
2957 One of the arguments you pass to this function is a pointer to a handler
2958 function that produces the actual output; see @ref{Defining the Output
2959 Handler}, for information on how to write this function.
2961 You can also install a function that just returns information about the
2962 number and type of arguments expected by the conversion specifier.
2963 @xref{Parsing a Template String}, for information about this.
2965 The facilities of this section are declared in the header file
2966 @file{printf.h}.
2968 @menu
2969 * Registering New Conversions::         Using @code{register_printf_function}
2970                                          to register a new output conversion.
2971 * Conversion Specifier Options::        The handler must be able to get
2972                                          the options specified in the
2973                                          template when it is called.
2974 * Defining the Output Handler::         Defining the handler and arginfo
2975                                          functions that are passed as arguments
2976                                          to @code{register_printf_function}.
2977 * Printf Extension Example::            How to define a @code{printf}
2978                                          handler function.
2979 * Predefined Printf Handlers::          Predefined @code{printf} handlers.
2980 @end menu
2982 @strong{Portability Note:} The ability to extend the syntax of
2983 @code{printf} template strings is a GNU extension.  ISO standard C has
2984 nothing similar.  When using the GNU C compiler or any other compiler
2985 that interprets calls to standard I/O functions according to the rules
2986 of the language standard it is necessary to disable such handling by
2987 the appropriate compiler option.  Otherwise the behavior of a program
2988 that relies on the extension is undefined.
2990 @node Registering New Conversions
2991 @subsection Registering New Conversions
2993 The function to register a new output conversion is
2994 @code{register_printf_function}, declared in @file{printf.h}.
2995 @pindex printf.h
2997 @deftypefun int register_printf_function (int @var{spec}, printf_function @var{handler-function}, printf_arginfo_function @var{arginfo-function})
2998 @standards{GNU, printf.h}
2999 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasuconst{:printfext}}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
3000 @c This function is guarded by the global non-recursive libc lock, but
3001 @c users of the variables it sets aren't, and those should be MT-Safe,
3002 @c so we're ruling out the use of this extension with threads.  Calling
3003 @c it from a signal handler may self-deadlock, and cancellation may
3004 @c leave the lock held, besides leaking allocated memory.
3005 This function defines the conversion specifier character @var{spec}.
3006 Thus, if @var{spec} is @code{'Y'}, it defines the conversion @samp{%Y}.
3007 You can redefine the built-in conversions like @samp{%s}, but flag
3008 characters like @samp{#} and type modifiers like @samp{l} can never be
3009 used as conversions; calling @code{register_printf_function} for those
3010 characters has no effect.  It is advisable not to use lowercase letters,
3011 since the ISO C standard warns that additional lowercase letters may be
3012 standardized in future editions of the standard.
3014 The @var{handler-function} is the function called by @code{printf} and
3015 friends when this conversion appears in a template string.
3016 @xref{Defining the Output Handler}, for information about how to define
3017 a function to pass as this argument.  If you specify a null pointer, any
3018 existing handler function for @var{spec} is removed.
3020 The @var{arginfo-function} is the function called by
3021 @code{parse_printf_format} when this conversion appears in a
3022 template string.  @xref{Parsing a Template String}, for information
3023 about this.
3025 @c The following is not true anymore.  The `parse_printf_format' function
3026 @c is now also called from `vfprintf' via `parse_one_spec'.
3027 @c --drepper@gnu, 1996/11/14
3029 @c Normally, you install both functions for a conversion at the same time,
3030 @c but if you are never going to call @code{parse_printf_format}, you do
3031 @c not need to define an arginfo function.
3033 @strong{Attention:} In @theglibc{} versions before 2.0 the
3034 @var{arginfo-function} function did not need to be installed unless
3035 the user used the @code{parse_printf_format} function.  This has changed.
3036 Now a call to any of the @code{printf} functions will call this
3037 function when this format specifier appears in the format string.
3039 The return value is @code{0} on success, and @code{-1} on failure
3040 (which occurs if @var{spec} is out of range).
3042 @strong{Portability Note:} It is possible to redefine the standard output
3043 conversions but doing so is strongly discouraged because it may interfere
3044 with the behavior of programs and compiler implementations that assume
3045 the effects of the conversions conform to the relevant language standards.
3046 In addition, conforming compilers need not guarantee that the function
3047 registered for a standard conversion will be called for each such
3048 conversion in every format string in a program.
3049 @end deftypefun
3051 @node Conversion Specifier Options
3052 @subsection Conversion Specifier Options
3054 If you define a meaning for @samp{%A}, what if the template contains
3055 @samp{%+23A} or @samp{%-#A}?  To implement a sensible meaning for these,
3056 the handler when called needs to be able to get the options specified in
3057 the template.
3059 Both the @var{handler-function} and @var{arginfo-function} accept an
3060 argument that points to a @code{struct printf_info}, which contains
3061 information about the options appearing in an instance of the conversion
3062 specifier.  This data type is declared in the header file
3063 @file{printf.h}.
3064 @pindex printf.h
3066 @deftp {Type} {struct printf_info}
3067 @standards{GNU, printf.h}
3068 This structure is used to pass information about the options appearing
3069 in an instance of a conversion specifier in a @code{printf} template
3070 string to the handler and arginfo functions for that specifier.  It
3071 contains the following members:
3073 @table @code
3074 @item int prec
3075 This is the precision specified.  The value is @code{-1} if no precision
3076 was specified.  If the precision was given as @samp{*}, the
3077 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
3078 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
3079 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
3080 actual value is not known.
3082 @item int width
3083 This is the minimum field width specified.  The value is @code{0} if no
3084 width was specified.  If the field width was given as @samp{*}, the
3085 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
3086 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
3087 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
3088 actual value is not known.
3090 @item wchar_t spec
3091 This is the conversion specifier character specified.  It's stored in
3092 the structure so that you can register the same handler function for
3093 multiple characters, but still have a way to tell them apart when the
3094 handler function is called.
3096 @item unsigned int is_long_double
3097 This is a boolean that is true if the @samp{L}, @samp{ll}, or @samp{q}
3098 type modifier was specified.  For integer conversions, this indicates
3099 @code{long long int}, as opposed to @code{long double} for floating
3100 point conversions.
3102 @item unsigned int is_char
3103 This is a boolean that is true if the @samp{hh} type modifier was specified.
3105 @item unsigned int is_short
3106 This is a boolean that is true if the @samp{h} type modifier was specified.
3108 @item unsigned int is_long
3109 This is a boolean that is true if the @samp{l} type modifier was specified.
3111 @item unsigned int alt
3112 This is a boolean that is true if the @samp{#} flag was specified.
3114 @item unsigned int space
3115 This is a boolean that is true if the @samp{ } flag was specified.
3117 @item unsigned int left
3118 This is a boolean that is true if the @samp{-} flag was specified.
3120 @item unsigned int showsign
3121 This is a boolean that is true if the @samp{+} flag was specified.
3123 @item unsigned int group
3124 This is a boolean that is true if the @samp{'} flag was specified.
3126 @item unsigned int extra
3127 This flag has a special meaning depending on the context.  It could
3128 be used freely by the user-defined handlers but when called from
3129 the @code{printf} function this variable always contains the value
3130 @code{0}.
3132 @item unsigned int wide
3133 This flag is set if the stream is wide oriented.
3135 @item wchar_t pad
3136 This is the character to use for padding the output to the minimum field
3137 width.  The value is @code{'0'} if the @samp{0} flag was specified, and
3138 @code{' '} otherwise.
3139 @end table
3140 @end deftp
3143 @node Defining the Output Handler
3144 @subsection Defining the Output Handler
3146 Now let's look at how to define the handler and arginfo functions
3147 which are passed as arguments to @code{register_printf_function}.
3149 @strong{Compatibility Note:} The interface changed in @theglibc{}
3150 version 2.0.  Previously the third argument was of type
3151 @code{va_list *}.
3153 You should define your handler functions with a prototype like:
3155 @smallexample
3156 int @var{function} (FILE *stream, const struct printf_info *info,
3157                     const void *const *args)
3158 @end smallexample
3160 The @var{stream} argument passed to the handler function is the stream to
3161 which it should write output.
3163 The @var{info} argument is a pointer to a structure that contains
3164 information about the various options that were included with the
3165 conversion in the template string.  You should not modify this structure
3166 inside your handler function.  @xref{Conversion Specifier Options}, for
3167 a description of this data structure.
3169 @c The following changes some time back.  --drepper@gnu, 1996/11/14
3171 @c The @code{ap_pointer} argument is used to pass the tail of the variable
3172 @c argument list containing the values to be printed to your handler.
3173 @c Unlike most other functions that can be passed an explicit variable
3174 @c argument list, this is a @emph{pointer} to a @code{va_list}, rather than
3175 @c the @code{va_list} itself.  Thus, you should fetch arguments by
3176 @c means of @code{va_arg (*ap_pointer, @var{type})}.
3178 @c (Passing a pointer here allows the function that calls your handler
3179 @c function to update its own @code{va_list} variable to account for the
3180 @c arguments that your handler processes.  @xref{Variadic Functions}.)
3182 The @var{args} is a vector of pointers to the arguments data.
3183 The number of arguments was determined by calling the argument
3184 information function provided by the user.
3186 Your handler function should return a value just like @code{printf}
3187 does: it should return the number of characters it has written, or a
3188 negative value to indicate an error.
3190 @deftp {Data Type} printf_function
3191 @standards{GNU, printf.h}
3192 This is the data type that a handler function should have.
3193 @end deftp
3195 If you are going to use @w{@code{parse_printf_format}} in your
3196 application, you must also define a function to pass as the
3197 @var{arginfo-function} argument for each new conversion you install with
3198 @code{register_printf_function}.
3200 You have to define these functions with a prototype like:
3202 @smallexample
3203 int @var{function} (const struct printf_info *info,
3204                     size_t n, int *argtypes)
3205 @end smallexample
3207 The return value from the function should be the number of arguments the
3208 conversion expects.  The function should also fill in no more than
3209 @var{n} elements of the @var{argtypes} array with information about the
3210 types of each of these arguments.  This information is encoded using the
3211 various @samp{PA_} macros.  (You will notice that this is the same
3212 calling convention @code{parse_printf_format} itself uses.)
3214 @deftp {Data Type} printf_arginfo_function
3215 @standards{GNU, printf.h}
3216 This type is used to describe functions that return information about
3217 the number and type of arguments used by a conversion specifier.
3218 @end deftp
3220 @node Printf Extension Example
3221 @subsection @code{printf} Extension Example
3223 Here is an example showing how to define a @code{printf} handler function.
3224 This program defines a data structure called a @code{Widget} and
3225 defines the @samp{%W} conversion to print information about @w{@code{Widget *}}
3226 arguments, including the pointer value and the name stored in the data
3227 structure.  The @samp{%W} conversion supports the minimum field width and
3228 left-justification options, but ignores everything else.
3230 @smallexample
3231 @include rprintf.c.texi
3232 @end smallexample
3234 The output produced by this program looks like:
3236 @smallexample
3237 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3238 |      <Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3239 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>      |
3240 @end smallexample
3242 @node Predefined Printf Handlers
3243 @subsection Predefined @code{printf} Handlers
3245 @Theglibc{} also contains a concrete and useful application of the
3246 @code{printf} handler extension.  There are two functions available
3247 which implement a special way to print floating-point numbers.
3249 @deftypefun int printf_size (FILE *@var{fp}, const struct printf_info *@var{info}, const void *const *@var{args})
3250 @standards{GNU, printf.h}
3251 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:fp} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @acucorrupt{}}}
3252 @c This is meant to be called by vfprintf, that should hold the lock on
3253 @c the stream, but if this function is called directly, output will be
3254 @c racy, besides the uses of the global locale object while other
3255 @c threads may be changing it and the possbility of leaving the stream
3256 @c object in an inconsistent state in case of cancellation.
3257 Print a given floating point number as for the format @code{%f} except
3258 that there is a postfix character indicating the divisor for the
3259 number to make this less than 1000.  There are two possible divisors:
3260 powers of 1024 or powers of 1000.  Which one is used depends on the
3261 format character specified while registered this handler.  If the
3262 character is of lower case, 1024 is used.  For upper case characters,
3263 1000 is used.
3265 The postfix tag corresponds to bytes, kilobytes, megabytes, gigabytes,
3266 etc.  The full table is:
3268 @ifinfo
3269 @multitable {' '} {2^10 (1024)} {zetta} {Upper} {10^24 (1000)}
3270 @item low @tab Multiplier  @tab From  @tab Upper @tab Multiplier
3271 @item ' ' @tab 1           @tab       @tab ' '   @tab 1
3272 @item k   @tab 2^10 (1024) @tab kilo  @tab K     @tab 10^3 (1000)
3273 @item m   @tab 2^20        @tab mega  @tab M     @tab 10^6
3274 @item g   @tab 2^30        @tab giga  @tab G     @tab 10^9
3275 @item t   @tab 2^40        @tab tera  @tab T     @tab 10^12
3276 @item p   @tab 2^50        @tab peta  @tab P     @tab 10^15
3277 @item e   @tab 2^60        @tab exa   @tab E     @tab 10^18
3278 @item z   @tab 2^70        @tab zetta @tab Z     @tab 10^21
3279 @item y   @tab 2^80        @tab yotta @tab Y     @tab 10^24
3280 @end multitable
3281 @end ifinfo
3282 @iftex
3283 @tex
3284 \hbox to\hsize{\hfil\vbox{\offinterlineskip
3285 \hrule
3286 \halign{\strut#& \vrule#\tabskip=1em plus2em& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#\tabskip=0pt\cr
3287 \noalign{\hrule}
3288 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3289 && \omit low && Multiplier && From && \omit Upper && Multiplier &\cr
3290 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3291 \noalign{\hrule}
3292 && {\tt\char32} &&  1 && && {\tt\char32} && 1 &\cr
3293 && k && $2^{10} = 1024$ && kilo && K && $10^3 = 1000$ &\cr
3294 && m && $2^{20}$ && mega && M && $10^6$ &\cr
3295 && g && $2^{30}$ && giga && G && $10^9$ &\cr
3296 && t && $2^{40}$ && tera && T && $10^{12}$ &\cr
3297 && p && $2^{50}$ && peta && P && $10^{15}$ &\cr
3298 && e && $2^{60}$ && exa && E && $10^{18}$ &\cr
3299 && z && $2^{70}$ && zetta && Z && $10^{21}$ &\cr
3300 && y && $2^{80}$ && yotta && Y && $10^{24}$ &\cr
3301 \noalign{\hrule}}}\hfil}
3302 @end tex
3303 @end iftex
3305 The default precision is 3, i.e., 1024 is printed with a lower-case
3306 format character as if it were @code{%.3fk} and will yield @code{1.000k}.
3307 @end deftypefun
3309 Due to the requirements of @code{register_printf_function} we must also
3310 provide the function which returns information about the arguments.
3312 @deftypefun int printf_size_info (const struct printf_info *@var{info}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
3313 @standards{GNU, printf.h}
3314 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
3315 This function will return in @var{argtypes} the information about the
3316 used parameters in the way the @code{vfprintf} implementation expects
3317 it.  The format always takes one argument.
3318 @end deftypefun
3320 To use these functions both functions must be registered with a call like
3322 @smallexample
3323 register_printf_function ('B', printf_size, printf_size_info);
3324 @end smallexample
3326 Here we register the functions to print numbers as powers of 1000 since
3327 the format character @code{'B'} is an upper-case character.  If we
3328 would additionally use @code{'b'} in a line like
3330 @smallexample
3331 register_printf_function ('b', printf_size, printf_size_info);
3332 @end smallexample
3334 @noindent
3335 we could also print using a power of 1024.  Please note that all that is
3336 different in these two lines is the format specifier.  The
3337 @code{printf_size} function knows about the difference between lower and upper
3338 case format specifiers.
3340 The use of @code{'B'} and @code{'b'} is no coincidence.  Rather it is
3341 the preferred way to use this functionality since it is available on
3342 some other systems which also use format specifiers.
3344 @node Formatted Input
3345 @section Formatted Input
3347 @cindex formatted input from a stream
3348 @cindex reading from a stream, formatted
3349 @cindex format string, for @code{scanf}
3350 @cindex template, for @code{scanf}
3351 The functions described in this section (@code{scanf} and related
3352 functions) provide facilities for formatted input analogous to the
3353 formatted output facilities.  These functions provide a mechanism for
3354 reading arbitrary values under the control of a @dfn{format string} or
3355 @dfn{template string}.
3357 @menu
3358 * Formatted Input Basics::      Some basics to get you started.
3359 * Input Conversion Syntax::     Syntax of conversion specifications.
3360 * Table of Input Conversions::  Summary of input conversions and what they do.
3361 * Numeric Input Conversions::   Details of conversions for reading numbers.
3362 * String Input Conversions::    Details of conversions for reading strings.
3363 * Dynamic String Input::        String conversions that @code{malloc} the buffer.
3364 * Other Input Conversions::     Details of miscellaneous other conversions.
3365 * Formatted Input Functions::   Descriptions of the actual functions.
3366 * Variable Arguments Input::    @code{vscanf} and friends.
3367 @end menu
3369 @node Formatted Input Basics
3370 @subsection Formatted Input Basics
3372 Calls to @code{scanf} are superficially similar to calls to
3373 @code{printf} in that arbitrary arguments are read under the control of
3374 a template string.  While the syntax of the conversion specifications in
3375 the template is very similar to that for @code{printf}, the
3376 interpretation of the template is oriented more towards free-format
3377 input and simple pattern matching, rather than fixed-field formatting.
3378 For example, most @code{scanf} conversions skip over any amount of
3379 ``white space'' (including spaces, tabs, and newlines) in the input
3380 file, and there is no concept of precision for the numeric input
3381 conversions as there is for the corresponding output conversions.
3382 Ordinarily, non-whitespace characters in the template are expected to
3383 match characters in the input stream exactly, but a matching failure is
3384 distinct from an input error on the stream.
3385 @cindex conversion specifications (@code{scanf})
3387 Another area of difference between @code{scanf} and @code{printf} is
3388 that you must remember to supply pointers rather than immediate values
3389 as the optional arguments to @code{scanf}; the values that are read are
3390 stored in the objects that the pointers point to.  Even experienced
3391 programmers tend to forget this occasionally, so if your program is
3392 getting strange errors that seem to be related to @code{scanf}, you
3393 might want to double-check this.
3395 When a @dfn{matching failure} occurs, @code{scanf} returns immediately,
3396 leaving the first non-matching character as the next character to be
3397 read from the stream.  The normal return value from @code{scanf} is the
3398 number of values that were assigned, so you can use this to determine if
3399 a matching error happened before all the expected values were read.
3400 @cindex matching failure, in @code{scanf}
3402 The @code{scanf} function is typically used for things like reading in
3403 the contents of tables.  For example, here is a function that uses
3404 @code{scanf} to initialize an array of @code{double}:
3406 @smallexample
3407 void
3408 readarray (double *array, int n)
3410   int i;
3411   for (i=0; i<n; i++)
3412     if (scanf (" %lf", &(array[i])) != 1)
3413       invalid_input_error ();
3415 @end smallexample
3417 The formatted input functions are not used as frequently as the
3418 formatted output functions.  Partly, this is because it takes some care
3419 to use them properly.  Another reason is that it is difficult to recover
3420 from a matching error.
3422 If you are trying to read input that doesn't match a single, fixed
3423 pattern, you may be better off using a tool such as Flex to generate a
3424 lexical scanner, or Bison to generate a parser, rather than using
3425 @code{scanf}.  For more information about these tools, see @ref{Top, , ,
3426 flex.info, Flex: The Lexical Scanner Generator}, and @ref{Top, , ,
3427 bison.info, The Bison Reference Manual}.
3429 @node Input Conversion Syntax
3430 @subsection Input Conversion Syntax
3432 A @code{scanf} template string is a string that contains ordinary
3433 multibyte characters interspersed with conversion specifications that
3434 start with @samp{%}.
3436 Any whitespace character (as defined by the @code{isspace} function;
3437 @pxref{Classification of Characters}) in the template causes any number
3438 of whitespace characters in the input stream to be read and discarded.
3439 The whitespace characters that are matched need not be exactly the same
3440 whitespace characters that appear in the template string.  For example,
3441 write @samp{ , } in the template to recognize a comma with optional
3442 whitespace before and after.
3444 Other characters in the template string that are not part of conversion
3445 specifications must match characters in the input stream exactly; if
3446 this is not the case, a matching failure occurs.
3448 The conversion specifications in a @code{scanf} template string
3449 have the general form:
3451 @smallexample
3452 % @var{flags} @var{width} @var{type} @var{conversion}
3453 @end smallexample
3455 In more detail, an input conversion specification consists of an initial
3456 @samp{%} character followed in sequence by:
3458 @itemize @bullet
3459 @item
3460 An optional @dfn{flag character} @samp{*}, which says to ignore the text
3461 read for this specification.  When @code{scanf} finds a conversion
3462 specification that uses this flag, it reads input as directed by the
3463 rest of the conversion specification, but it discards this input, does
3464 not use a pointer argument, and does not increment the count of
3465 successful assignments.
3466 @cindex flag character (@code{scanf})
3468 @item
3469 An optional flag character @samp{a} (valid with string conversions only)
3470 which requests allocation of a buffer long enough to store the string in.
3471 (This is a GNU extension.)
3472 @xref{Dynamic String Input}.
3474 @item
3475 An optional decimal integer that specifies the @dfn{maximum field
3476 width}.  Reading of characters from the input stream stops either when
3477 this maximum is reached or when a non-matching character is found,
3478 whichever happens first.  Most conversions discard initial whitespace
3479 characters (those that don't are explicitly documented), and these
3480 discarded characters don't count towards the maximum field width.
3481 String input conversions store a null character to mark the end of the
3482 input; the maximum field width does not include this terminator.
3483 @cindex maximum field width (@code{scanf})
3485 @item
3486 An optional @dfn{type modifier character}.  For example, you can
3487 specify a type modifier of @samp{l} with integer conversions such as
3488 @samp{%d} to specify that the argument is a pointer to a @code{long int}
3489 rather than a pointer to an @code{int}.
3490 @cindex type modifier character (@code{scanf})
3492 @item
3493 A character that specifies the conversion to be applied.
3494 @end itemize
3496 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
3497 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
3498 individual conversions for information about the particular options that
3499 they allow.
3501 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
3502 @code{scanf} and related functions.  It examines the format string and
3503 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
3504 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
3505 write uses a @code{scanf}-style format string.
3506 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
3507 gcc, Using GNU CC}, for more information.
3509 @node Table of Input Conversions
3510 @subsection Table of Input Conversions
3511 @cindex input conversions, for @code{scanf}
3513 Here is a table that summarizes the various conversion specifications:
3515 @table @asis
3516 @item @samp{%d}
3517 Matches an optionally signed integer written in decimal.  @xref{Numeric
3518 Input Conversions}.
3520 @item @samp{%i}
3521 Matches an optionally signed integer in any of the formats that the C
3522 language defines for specifying an integer constant.  @xref{Numeric
3523 Input Conversions}.
3525 @item @samp{%o}
3526 Matches an unsigned integer written in octal radix.
3527 @xref{Numeric Input Conversions}.
3529 @item @samp{%u}
3530 Matches an unsigned integer written in decimal radix.
3531 @xref{Numeric Input Conversions}.
3533 @item @samp{%x}, @samp{%X}
3534 Matches an unsigned integer written in hexadecimal radix.
3535 @xref{Numeric Input Conversions}.
3537 @item @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, @samp{%G}
3538 Matches an optionally signed floating-point number.  @xref{Numeric Input
3539 Conversions}.
3541 @item @samp{%s}
3543 Matches a string containing only non-whitespace characters.
3544 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3545 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3546 multibyte string.  If @samp{%s} is used in a wide character function the
3547 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3548 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3549 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3550 @samp{%ls} is used in a multibyte function the result is converted into
3551 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3552 stored in the user provided buffer.
3554 @item @samp{%S}
3555 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
3556 with the Unix standard.
3558 @item @samp{%[}
3559 Matches a string of characters that belong to a specified set.
3560 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3561 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3562 multibyte string.  If @samp{%[} is used in a wide character function the
3563 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3564 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3565 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3566 @samp{%l[} is used in a multibyte function the result is converted into
3567 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3568 stored in the user provided buffer.
3570 @item @samp{%c}
3571 Matches a string of one or more characters; the number of characters
3572 read is controlled by the maximum field width given for the conversion.
3573 @xref{String Input Conversions}.
3575 If @samp{%c} is used in a wide stream function the read value is
3576 converted from a wide character to the corresponding multibyte character
3577 before storing it.  Note that this conversion can produce more than one
3578 byte of output and therefore the provided buffer must be large enough for up
3579 to @code{MB_CUR_MAX} bytes for each character.  If @samp{%lc} is used in
3580 a multibyte function the input is treated as a multibyte sequence (and
3581 not bytes) and the result is converted as with calls to @code{mbrtowc}.
3583 @item @samp{%C}
3584 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
3585 with the Unix standard.
3587 @item @samp{%p}
3588 Matches a pointer value in the same implementation-defined format used
3589 by the @samp{%p} output conversion for @code{printf}.  @xref{Other Input
3590 Conversions}.
3592 @item @samp{%n}
3593 This conversion doesn't read any characters; it records the number of
3594 characters read so far by this call.  @xref{Other Input Conversions}.
3596 @item @samp{%%}
3597 This matches a literal @samp{%} character in the input stream.  No
3598 corresponding argument is used.  @xref{Other Input Conversions}.
3599 @end table
3601 If the syntax of a conversion specification is invalid, the behavior is
3602 undefined.  If there aren't enough function arguments provided to supply
3603 addresses for all the conversion specifications in the template strings
3604 that perform assignments, or if the arguments are not of the correct
3605 types, the behavior is also undefined.  On the other hand, extra
3606 arguments are simply ignored.
3608 @node Numeric Input Conversions
3609 @subsection Numeric Input Conversions
3611 This section describes the @code{scanf} conversions for reading numeric
3612 values.
3614 The @samp{%d} conversion matches an optionally signed integer in decimal
3615 radix.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3616 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3617 @code{10} for the @var{base} argument.
3619 The @samp{%i} conversion matches an optionally signed integer in any of
3620 the formats that the C language defines for specifying an integer
3621 constant.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3622 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3623 @code{0} for the @var{base} argument.  (You can print integers in this
3624 syntax with @code{printf} by using the @samp{#} flag character with the
3625 @samp{%x}, @samp{%o}, or @samp{%d} conversion.  @xref{Integer Conversions}.)
3627 For example, any of the strings @samp{10}, @samp{0xa}, or @samp{012}
3628 could be read in as integers under the @samp{%i} conversion.  Each of
3629 these specifies a number with decimal value @code{10}.
3631 The @samp{%o}, @samp{%u}, and @samp{%x} conversions match unsigned
3632 integers in octal, decimal, and hexadecimal radices, respectively.  The
3633 syntax that is recognized is the same as that for the @code{strtoul}
3634 function (@pxref{Parsing of Integers}) with the appropriate value
3635 (@code{8}, @code{10}, or @code{16}) for the @var{base} argument.
3637 The @samp{%X} conversion is identical to the @samp{%x} conversion.  They
3638 both permit either uppercase or lowercase letters to be used as digits.
3640 The default type of the corresponding argument for the @code{%d},
3641 @code{%i}, and @code{%n} conversions is @code{int *}, and
3642 @code{unsigned int *} for the other integer conversions.  You can use
3643 the following type modifiers to specify other sizes of integer:
3645 @table @samp
3646 @item hh
3647 Specifies that the argument is a @code{signed char *} or @code{unsigned
3648 char *}.
3650 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3652 @item h
3653 Specifies that the argument is a @code{short int *} or @code{unsigned
3654 short int *}.
3656 @item j
3657 Specifies that the argument is a @code{intmax_t *} or @code{uintmax_t *}.
3659 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3661 @item l
3662 Specifies that the argument is a @code{long int *} or @code{unsigned
3663 long int *}.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L} modifier, below.
3665 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
3666 considered as a pointer to a wide character or wide character string
3667 respectively.  This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to
3668 @w{ISO C90}.
3670 @need 100
3671 @item ll
3672 @itemx L
3673 @itemx q
3674 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
3675 GNU C compiler.  For systems that don't provide extra-long integers, this
3676 is the same as @code{long int}.)
3678 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
3679 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
3680 @code{int}.
3682 @item t
3683 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t *}.
3685 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3687 @item z
3688 Specifies that the argument is a @code{size_t *}.
3690 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3691 @end table
3693 All of the @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, and @samp{%G}
3694 input conversions are interchangeable.  They all match an optionally
3695 signed floating point number, in the same syntax as for the
3696 @code{strtod} function (@pxref{Parsing of Floats}).
3698 For the floating-point input conversions, the default argument type is
3699 @code{float *}.  (This is different from the corresponding output
3700 conversions, where the default type is @code{double}; remember that
3701 @code{float} arguments to @code{printf} are converted to @code{double}
3702 by the default argument promotions, but @code{float *} arguments are
3703 not promoted to @code{double *}.)  You can specify other sizes of float
3704 using these type modifiers:
3706 @table @samp
3707 @item l
3708 Specifies that the argument is of type @code{double *}.
3710 @item L
3711 Specifies that the argument is of type @code{long double *}.
3712 @end table
3714 For all the above number parsing formats there is an additional optional
3715 flag @samp{'}.  When this flag is given the @code{scanf} function
3716 expects the number represented in the input string to be formatted
3717 according to the grouping rules of the currently selected locale
3718 (@pxref{General Numeric}).
3720 If the @code{"C"} or @code{"POSIX"} locale is selected there is no
3721 difference.  But for a locale which specifies values for the appropriate
3722 fields in the locale the input must have the correct form in the input.
3723 Otherwise the longest prefix with a correct form is processed.
3725 @node String Input Conversions
3726 @subsection String Input Conversions
3728 This section describes the @code{scanf} input conversions for reading
3729 string and character values: @samp{%s}, @samp{%S}, @samp{%[}, @samp{%c},
3730 and @samp{%C}.
3732 You have two options for how to receive the input from these
3733 conversions:
3735 @itemize @bullet
3736 @item
3737 Provide a buffer to store it in.  This is the default.  You should
3738 provide an argument of type @code{char *} or @code{wchar_t *} (the
3739 latter if the @samp{l} modifier is present).
3741 @strong{Warning:} To make a robust program, you must make sure that the
3742 input (plus its terminating null) cannot possibly exceed the size of the
3743 buffer you provide.  In general, the only way to do this is to specify a
3744 maximum field width one less than the buffer size.  @strong{If you
3745 provide the buffer, always specify a maximum field width to prevent
3746 overflow.}
3748 @item
3749 Ask @code{scanf} to allocate a big enough buffer, by specifying the
3750 @samp{a} flag character.  This is a GNU extension.  You should provide
3751 an argument of type @code{char **} for the buffer address to be stored
3752 in.  @xref{Dynamic String Input}.
3753 @end itemize
3755 The @samp{%c} conversion is the simplest: it matches a fixed number of
3756 characters, always.  The maximum field width says how many characters to
3757 read; if you don't specify the maximum, the default is 1.  This
3758 conversion doesn't append a null character to the end of the text it
3759 reads.  It also does not skip over initial whitespace characters.  It
3760 reads precisely the next @var{n} characters, and fails if it cannot get
3761 that many.  Since there is always a maximum field width with @samp{%c}
3762 (whether specified, or 1 by default), you can always prevent overflow by
3763 making the buffer long enough.
3764 @comment Is character == byte here???  --drepper
3766 If the format is @samp{%lc} or @samp{%C} the function stores wide
3767 characters which are converted using the conversion determined at the
3768 time the stream was opened from the external byte stream.  The number of
3769 bytes read from the medium is limited by @code{MB_CUR_LEN * @var{n}} but
3770 at most @var{n} wide characters get stored in the output string.
3772 The @samp{%s} conversion matches a string of non-whitespace characters.
3773 It skips and discards initial whitespace, but stops when it encounters
3774 more whitespace after having read something.  It stores a null character
3775 at the end of the text that it reads.
3777 For example, reading the input:
3779 @smallexample
3780  hello, world
3781 @end smallexample
3783 @noindent
3784 with the conversion @samp{%10c} produces @code{" hello, wo"}, but
3785 reading the same input with the conversion @samp{%10s} produces
3786 @code{"hello,"}.
3788 @strong{Warning:} If you do not specify a field width for @samp{%s},
3789 then the number of characters read is limited only by where the next
3790 whitespace character appears.  This almost certainly means that invalid
3791 input can make your program crash---which is a bug.
3793 The @samp{%ls} and @samp{%S} format are handled just like @samp{%s}
3794 except that the external byte sequence is converted using the conversion
3795 associated with the stream to wide characters with their own encoding.
3796 A width or precision specified with the format do not directly determine
3797 how many bytes are read from the stream since they measure wide
3798 characters.  But an upper limit can be computed by multiplying the value
3799 of the width or precision by @code{MB_CUR_MAX}.
3801 To read in characters that belong to an arbitrary set of your choice,
3802 use the @samp{%[} conversion.  You specify the set between the @samp{[}
3803 character and a following @samp{]} character, using the same syntax used
3804 in regular expressions for explicit sets of characters.  As special cases:
3806 @itemize @bullet
3807 @item
3808 A literal @samp{]} character can be specified as the first character
3809 of the set.
3811 @item
3812 An embedded @samp{-} character (that is, one that is not the first or
3813 last character of the set) is used to specify a range of characters.
3815 @item
3816 If a caret character @samp{^} immediately follows the initial @samp{[},
3817 then the set of allowed input characters is everything @emph{except}
3818 the characters listed.
3819 @end itemize
3821 The @samp{%[} conversion does not skip over initial whitespace
3822 characters.
3824 Note that the @dfn{character class} syntax available in character sets
3825 that appear inside regular expressions (such as @samp{[:alpha:]}) is
3826 @emph{not} available in the @samp{%[} conversion.
3828 Here are some examples of @samp{%[} conversions and what they mean:
3830 @table @samp
3831 @item %25[1234567890]
3832 Matches a string of up to 25 digits.
3834 @item %25[][]
3835 Matches a string of up to 25 square brackets.
3837 @item %25[^ \f\n\r\t\v]
3838 Matches a string up to 25 characters long that doesn't contain any of
3839 the standard whitespace characters.  This is slightly different from
3840 @samp{%s}, because if the input begins with a whitespace character,
3841 @samp{%[} reports a matching failure while @samp{%s} simply discards the
3842 initial whitespace.
3844 @item %25[a-z]
3845 Matches up to 25 lowercase characters.
3846 @end table
3848 As for @samp{%c} and @samp{%s} the @samp{%[} format is also modified to
3849 produce wide characters if the @samp{l} modifier is present.  All what
3850 is said about @samp{%ls} above is true for @samp{%l[}.
3852 One more reminder: the @samp{%s} and @samp{%[} conversions are
3853 @strong{dangerous} if you don't specify a maximum width or use the
3854 @samp{a} flag, because input too long would overflow whatever buffer you
3855 have provided for it.  No matter how long your buffer is, a user could
3856 supply input that is longer.  A well-written program reports invalid
3857 input with a comprehensible error message, not with a crash.
3859 @node Dynamic String Input
3860 @subsection Dynamically Allocating String Conversions
3862 A GNU extension to formatted input lets you safely read a string with no
3863 maximum size.  Using this feature, you don't supply a buffer; instead,
3864 @code{scanf} allocates a buffer big enough to hold the data and gives
3865 you its address.  To use this feature, write @samp{a} as a flag
3866 character, as in @samp{%as} or @samp{%a[0-9a-z]}.
3868 The pointer argument you supply for where to store the input should have
3869 type @code{char **}.  The @code{scanf} function allocates a buffer and
3870 stores its address in the word that the argument points to.  You should
3871 free the buffer with @code{free} when you no longer need it.
3873 Here is an example of using the @samp{a} flag with the @samp{%[@dots{}]}
3874 conversion specification to read a ``variable assignment'' of the form
3875 @samp{@var{variable} = @var{value}}.
3877 @smallexample
3879   char *variable, *value;
3881   if (2 > scanf ("%a[a-zA-Z0-9] = %a[^\n]\n",
3882                  &variable, &value))
3883     @{
3884       invalid_input_error ();
3885       return 0;
3886     @}
3888   @dots{}
3890 @end smallexample
3892 @node Other Input Conversions
3893 @subsection Other Input Conversions
3895 This section describes the miscellaneous input conversions.
3897 The @samp{%p} conversion is used to read a pointer value.  It recognizes
3898 the same syntax used by the @samp{%p} output conversion for
3899 @code{printf} (@pxref{Other Output Conversions}); that is, a hexadecimal
3900 number just as the @samp{%x} conversion accepts.  The corresponding
3901 argument should be of type @code{void **}; that is, the address of a
3902 place to store a pointer.
3904 The resulting pointer value is not guaranteed to be valid if it was not
3905 originally written during the same program execution that reads it in.
3907 The @samp{%n} conversion produces the number of characters read so far
3908 by this call.  The corresponding argument should be of type @code{int *},
3909 unless a type modifier is in effect (@pxref{Numeric Input Conversions}).
3910 This conversion works in the same way as the @samp{%n} conversion for
3911 @code{printf}; see @ref{Other Output Conversions}, for an example.
3913 The @samp{%n} conversion is the only mechanism for determining the
3914 success of literal matches or conversions with suppressed assignments.
3915 If the @samp{%n} follows the locus of a matching failure, then no value
3916 is stored for it since @code{scanf} returns before processing the
3917 @samp{%n}.  If you store @code{-1} in that argument slot before calling
3918 @code{scanf}, the presence of @code{-1} after @code{scanf} indicates an
3919 error occurred before the @samp{%n} was reached.
3921 Finally, the @samp{%%} conversion matches a literal @samp{%} character
3922 in the input stream, without using an argument.  This conversion does
3923 not permit any flags, field width, or type modifier to be specified.
3925 @node Formatted Input Functions
3926 @subsection Formatted Input Functions
3928 Here are the descriptions of the functions for performing formatted
3929 input.
3930 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
3931 @pindex stdio.h
3933 @deftypefun int scanf (const char *@var{template}, @dots{})
3934 @standards{ISO, stdio.h}
3935 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
3936 The @code{scanf} function reads formatted input from the stream
3937 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
3938 The optional arguments are pointers to the places which receive the
3939 resulting values.
3941 The return value is normally the number of successful assignments.  If
3942 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
3943 including matches against whitespace and literal characters in the
3944 template, then @code{EOF} is returned.
3945 @end deftypefun
3947 @deftypefun int wscanf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3948 @standards{ISO, wchar.h}
3949 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
3950 The @code{wscanf} function reads formatted input from the stream
3951 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
3952 The optional arguments are pointers to the places which receive the
3953 resulting values.
3955 The return value is normally the number of successful assignments.  If
3956 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
3957 including matches against whitespace and literal characters in the
3958 template, then @code{WEOF} is returned.
3959 @end deftypefun
3961 @deftypefun int fscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
3962 @standards{ISO, stdio.h}
3963 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
3964 This function is just like @code{scanf}, except that the input is read
3965 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
3966 @end deftypefun
3968 @deftypefun int fwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3969 @standards{ISO, wchar.h}
3970 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
3971 This function is just like @code{wscanf}, except that the input is read
3972 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
3973 @end deftypefun
3975 @deftypefun int sscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
3976 @standards{ISO, stdio.h}
3977 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
3978 This is like @code{scanf}, except that the characters are taken from the
3979 null-terminated string @var{s} instead of from a stream.  Reaching the
3980 end of the string is treated as an end-of-file condition.
3982 The behavior of this function is undefined if copying takes place
3983 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
3984 as an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
3985 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
3986 @end deftypefun
3988 @deftypefun int swscanf (const wchar_t *@var{ws}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3989 @standards{ISO, wchar.h}
3990 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
3991 This is like @code{wscanf}, except that the characters are taken from the
3992 null-terminated string @var{ws} instead of from a stream.  Reaching the
3993 end of the string is treated as an end-of-file condition.
3995 The behavior of this function is undefined if copying takes place
3996 between objects that overlap---for example, if @var{ws} is also given as
3997 an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
3998 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
3999 @end deftypefun
4001 @node Variable Arguments Input
4002 @subsection Variable Arguments Input Functions
4004 The functions @code{vscanf} and friends are provided so that you can
4005 define your own variadic @code{scanf}-like functions that make use of
4006 the same internals as the built-in formatted output functions.
4007 These functions are analogous to the @code{vprintf} series of output
4008 functions.  @xref{Variable Arguments Output}, for important
4009 information on how to use them.
4011 @strong{Portability Note:} The functions listed in this section were
4012 introduced in @w{ISO C99} and were before available as GNU extensions.
4014 @deftypefun int vscanf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4015 @standards{ISO, stdio.h}
4016 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4017 This function is similar to @code{scanf}, but instead of taking
4018 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
4019 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
4020 @end deftypefun
4022 @deftypefun int vwscanf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4023 @standards{ISO, wchar.h}
4024 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4025 This function is similar to @code{wscanf}, but instead of taking
4026 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
4027 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
4028 @end deftypefun
4030 @deftypefun int vfscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4031 @standards{ISO, stdio.h}
4032 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4033 This is the equivalent of @code{fscanf} with the variable argument list
4034 specified directly as for @code{vscanf}.
4035 @end deftypefun
4037 @deftypefun int vfwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4038 @standards{ISO, wchar.h}
4039 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4040 This is the equivalent of @code{fwscanf} with the variable argument list
4041 specified directly as for @code{vwscanf}.
4042 @end deftypefun
4044 @deftypefun int vsscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4045 @standards{ISO, stdio.h}
4046 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4047 This is the equivalent of @code{sscanf} with the variable argument list
4048 specified directly as for @code{vscanf}.
4049 @end deftypefun
4051 @deftypefun int vswscanf (const wchar_t *@var{s}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4052 @standards{ISO, wchar.h}
4053 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4054 This is the equivalent of @code{swscanf} with the variable argument list
4055 specified directly as for @code{vwscanf}.
4056 @end deftypefun
4058 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
4059 know that a function uses a @code{scanf}-style format string.  Then it
4060 can check the number and types of arguments in each call to the
4061 function, and warn you when they do not match the format string.
4062 For details, see @ref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
4063 gcc, Using GNU CC}.
4065 @node EOF and Errors
4066 @section End-Of-File and Errors
4068 @cindex end of file, on a stream
4069 Many of the functions described in this chapter return the value of the
4070 macro @code{EOF} to indicate unsuccessful completion of the operation.
4071 Since @code{EOF} is used to report both end of file and random errors,
4072 it's often better to use the @code{feof} function to check explicitly
4073 for end of file and @code{ferror} to check for errors.  These functions
4074 check indicators that are part of the internal state of the stream
4075 object, indicators set if the appropriate condition was detected by a
4076 previous I/O operation on that stream.
4078 @deftypevr Macro int EOF
4079 @standards{ISO, stdio.h}
4080 This macro is an integer value that is returned by a number of narrow
4081 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
4082 error situation.  With @theglibc{}, @code{EOF} is @code{-1}.  In
4083 other libraries, its value may be some other negative number.
4085 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4086 @end deftypevr
4088 @deftypevr Macro int WEOF
4089 @standards{ISO, wchar.h}
4090 This macro is an integer value that is returned by a number of wide
4091 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
4092 error situation.  With @theglibc{}, @code{WEOF} is @code{-1}.  In
4093 other libraries, its value may be some other negative number.
4095 This symbol is declared in @file{wchar.h}.
4096 @end deftypevr
4098 @deftypefun int feof (FILE *@var{stream})
4099 @standards{ISO, stdio.h}
4100 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4101 The @code{feof} function returns nonzero if and only if the end-of-file
4102 indicator for the stream @var{stream} is set.
4104 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4105 @end deftypefun
4107 @deftypefun int feof_unlocked (FILE *@var{stream})
4108 @standards{GNU, stdio.h}
4109 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4110 @c There isn't much of a thread unsafety risk in reading a flag word and
4111 @c testing a bit in it.
4112 The @code{feof_unlocked} function is equivalent to the @code{feof}
4113 function except that it does not implicitly lock the stream.
4115 This function is a GNU extension.
4117 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4118 @end deftypefun
4120 @deftypefun int ferror (FILE *@var{stream})
4121 @standards{ISO, stdio.h}
4122 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4123 The @code{ferror} function returns nonzero if and only if the error
4124 indicator for the stream @var{stream} is set, indicating that an error
4125 has occurred on a previous operation on the stream.
4127 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4128 @end deftypefun
4130 @deftypefun int ferror_unlocked (FILE *@var{stream})
4131 @standards{GNU, stdio.h}
4132 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4133 The @code{ferror_unlocked} function is equivalent to the @code{ferror}
4134 function except that it does not implicitly lock the stream.
4136 This function is a GNU extension.
4138 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4139 @end deftypefun
4141 In addition to setting the error indicator associated with the stream,
4142 the functions that operate on streams also set @code{errno} in the same
4143 way as the corresponding low-level functions that operate on file
4144 descriptors.  For example, all of the functions that perform output to a
4145 stream---such as @code{fputc}, @code{printf}, and @code{fflush}---are
4146 implemented in terms of @code{write}, and all of the @code{errno} error
4147 conditions defined for @code{write} are meaningful for these functions.
4148 For more information about the descriptor-level I/O functions, see
4149 @ref{Low-Level I/O}.
4151 @node Error Recovery
4152 @section Recovering from errors
4154 You may explicitly clear the error and EOF flags with the @code{clearerr}
4155 function.
4157 @deftypefun void clearerr (FILE *@var{stream})
4158 @standards{ISO, stdio.h}
4159 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4160 This function clears the end-of-file and error indicators for the
4161 stream @var{stream}.
4163 The file positioning functions (@pxref{File Positioning}) also clear the
4164 end-of-file indicator for the stream.
4165 @end deftypefun
4167 @deftypefun void clearerr_unlocked (FILE *@var{stream})
4168 @standards{GNU, stdio.h}
4169 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@assafe{}@acsafe{}}
4170 The @code{clearerr_unlocked} function is equivalent to the @code{clearerr}
4171 function except that it does not implicitly lock the stream.
4173 This function is a GNU extension.
4174 @end deftypefun
4176 Note that it is @emph{not} correct to just clear the error flag and retry
4177 a failed stream operation.  After a failed write, any number of
4178 characters since the last buffer flush may have been committed to the
4179 file, while some buffered data may have been discarded.  Merely retrying
4180 can thus cause lost or repeated data.
4182 A failed read may leave the file pointer in an inappropriate position for
4183 a second try.  In both cases, you should seek to a known position before
4184 retrying.
4186 Most errors that can happen are not recoverable --- a second try will
4187 always fail again in the same way.  So usually it is best to give up and
4188 report the error to the user, rather than install complicated recovery
4189 logic.
4191 One important exception is @code{EINTR} (@pxref{Interrupted Primitives}).
4192 Many stream I/O implementations will treat it as an ordinary error, which
4193 can be quite inconvenient.  You can avoid this hassle by installing all
4194 signals with the @code{SA_RESTART} flag.
4196 For similar reasons, setting nonblocking I/O on a stream's file
4197 descriptor is not usually advisable.
4199 @node Binary Streams
4200 @section Text and Binary Streams
4202 @gnusystems{} and other POSIX-compatible operating systems organize all
4203 files as uniform sequences of characters.  However, some other systems
4204 make a distinction between files containing text and files containing
4205 binary data, and the input and output facilities of @w{ISO C} provide for
4206 this distinction.  This section tells you how to write programs portable
4207 to such systems.
4209 @cindex text stream
4210 @cindex binary stream
4211 When you open a stream, you can specify either a @dfn{text stream} or a
4212 @dfn{binary stream}.  You indicate that you want a binary stream by
4213 specifying the @samp{b} modifier in the @var{opentype} argument to
4214 @code{fopen}; see @ref{Opening Streams}.  Without this
4215 option, @code{fopen} opens the file as a text stream.
4217 Text and binary streams differ in several ways:
4219 @itemize @bullet
4220 @item
4221 The data read from a text stream is divided into @dfn{lines} which are
4222 terminated by newline (@code{'\n'}) characters, while a binary stream is
4223 simply a long series of characters.  A text stream might on some systems
4224 fail to handle lines more than 254 characters long (including the
4225 terminating newline character).
4226 @cindex lines (in a text file)
4228 @item
4229 On some systems, text files can contain only printing characters,
4230 horizontal tab characters, and newlines, and so text streams may not
4231 support other characters.  However, binary streams can handle any
4232 character value.
4234 @item
4235 Space characters that are written immediately preceding a newline
4236 character in a text stream may disappear when the file is read in again.
4238 @item
4239 More generally, there need not be a one-to-one mapping between
4240 characters that are read from or written to a text stream, and the
4241 characters in the actual file.
4242 @end itemize
4244 Since a binary stream is always more capable and more predictable than a
4245 text stream, you might wonder what purpose text streams serve.  Why not
4246 simply always use binary streams?  The answer is that on these operating
4247 systems, text and binary streams use different file formats, and the
4248 only way to read or write ``an ordinary file of text'' that can work
4249 with other text-oriented programs is through a text stream.
4251 In @theglibc{}, and on all POSIX systems, there is no difference
4252 between text streams and binary streams.  When you open a stream, you
4253 get the same kind of stream regardless of whether you ask for binary.
4254 This stream can handle any file content, and has none of the
4255 restrictions that text streams sometimes have.
4257 @node File Positioning
4258 @section File Positioning
4259 @cindex file positioning on a stream
4260 @cindex positioning a stream
4261 @cindex seeking on a stream
4263 The @dfn{file position} of a stream describes where in the file the
4264 stream is currently reading or writing.  I/O on the stream advances the
4265 file position through the file.  On @gnusystems{}, the file position is
4266 represented as an integer, which counts the number of bytes from the
4267 beginning of the file.  @xref{File Position}.
4269 During I/O to an ordinary disk file, you can change the file position
4270 whenever you wish, so as to read or write any portion of the file.  Some
4271 other kinds of files may also permit this.  Files which support changing
4272 the file position are sometimes referred to as @dfn{random-access}
4273 files.
4275 You can use the functions in this section to examine or modify the file
4276 position indicator associated with a stream.  The symbols listed below
4277 are declared in the header file @file{stdio.h}.
4278 @pindex stdio.h
4280 @deftypefun {long int} ftell (FILE *@var{stream})
4281 @standards{ISO, stdio.h}
4282 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4283 This function returns the current file position of the stream
4284 @var{stream}.
4286 This function can fail if the stream doesn't support file positioning,
4287 or if the file position can't be represented in a @code{long int}, and
4288 possibly for other reasons as well.  If a failure occurs, a value of
4289 @code{-1} is returned.
4290 @end deftypefun
4292 @deftypefun off_t ftello (FILE *@var{stream})
4293 @standards{Unix98, stdio.h}
4294 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4295 The @code{ftello} function is similar to @code{ftell}, except that it
4296 returns a value of type @code{off_t}.  Systems which support this type
4297 use it to describe all file positions, unlike the POSIX specification
4298 which uses a long int.  The two are not necessarily the same size.
4299 Therefore, using ftell can lead to problems if the implementation is
4300 written on top of a POSIX compliant low-level I/O implementation, and using
4301 @code{ftello} is preferable whenever it is available.
4303 If this function fails it returns @code{(off_t) -1}.  This can happen due
4304 to missing support for file positioning or internal errors.  Otherwise
4305 the return value is the current file position.
4307 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4308 version 2.
4310 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4311 32 bit system this function is in fact @code{ftello64}.  I.e., the
4312 LFS interface transparently replaces the old interface.
4313 @end deftypefun
4315 @deftypefun off64_t ftello64 (FILE *@var{stream})
4316 @standards{Unix98, stdio.h}
4317 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4318 This function is similar to @code{ftello} with the only difference that
4319 the return value is of type @code{off64_t}.  This also requires that the
4320 stream @var{stream} was opened using either @code{fopen64},
4321 @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise the underlying
4322 file operations to position the file pointer beyond the @twoexp{31}
4323 bytes limit might fail.
4325 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4326 bits machine this function is available under the name @code{ftello}
4327 and so transparently replaces the old interface.
4328 @end deftypefun
4330 @deftypefun int fseek (FILE *@var{stream}, long int @var{offset}, int @var{whence})
4331 @standards{ISO, stdio.h}
4332 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4333 The @code{fseek} function is used to change the file position of the
4334 stream @var{stream}.  The value of @var{whence} must be one of the
4335 constants @code{SEEK_SET}, @code{SEEK_CUR}, or @code{SEEK_END}, to
4336 indicate whether the @var{offset} is relative to the beginning of the
4337 file, the current file position, or the end of the file, respectively.
4339 This function returns a value of zero if the operation was successful,
4340 and a nonzero value to indicate failure.  A successful call also clears
4341 the end-of-file indicator of @var{stream} and discards any characters
4342 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}.
4344 @code{fseek} either flushes any buffered output before setting the file
4345 position or else remembers it so it will be written later in its proper
4346 place in the file.
4347 @end deftypefun
4349 @deftypefun int fseeko (FILE *@var{stream}, off_t @var{offset}, int @var{whence})
4350 @standards{Unix98, stdio.h}
4351 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4352 This function is similar to @code{fseek} but it corrects a problem with
4353 @code{fseek} in a system with POSIX types.  Using a value of type
4354 @code{long int} for the offset is not compatible with POSIX.
4355 @code{fseeko} uses the correct type @code{off_t} for the @var{offset}
4356 parameter.
4358 For this reason it is a good idea to prefer @code{ftello} whenever it is
4359 available since its functionality is (if different at all) closer the
4360 underlying definition.
4362 The functionality and return value are the same as for @code{fseek}.
4364 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4365 version 2.
4367 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4368 32 bit system this function is in fact @code{fseeko64}.  I.e., the
4369 LFS interface transparently replaces the old interface.
4370 @end deftypefun
4372 @deftypefun int fseeko64 (FILE *@var{stream}, off64_t @var{offset}, int @var{whence})
4373 @standards{Unix98, stdio.h}
4374 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4375 This function is similar to @code{fseeko} with the only difference that
4376 the @var{offset} parameter is of type @code{off64_t}.  This also
4377 requires that the stream @var{stream} was opened using either
4378 @code{fopen64}, @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise
4379 the underlying file operations to position the file pointer beyond the
4380 @twoexp{31} bytes limit might fail.
4382 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4383 bits machine this function is available under the name @code{fseeko}
4384 and so transparently replaces the old interface.
4385 @end deftypefun
4387 @strong{Portability Note:} In non-POSIX systems, @code{ftell},
4388 @code{ftello}, @code{fseek} and @code{fseeko} might work reliably only
4389 on binary streams.  @xref{Binary Streams}.
4391 The following symbolic constants are defined for use as the @var{whence}
4392 argument to @code{fseek}.  They are also used with the @code{lseek}
4393 function (@pxref{I/O Primitives}) and to specify offsets for file locks
4394 (@pxref{Control Operations}).
4396 @deftypevr Macro int SEEK_SET
4397 @standards{ISO, stdio.h}
4398 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4399 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} functions, specifies that
4400 the offset provided is relative to the beginning of the file.
4401 @end deftypevr
4403 @deftypevr Macro int SEEK_CUR
4404 @standards{ISO, stdio.h}
4405 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4406 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} functions, specifies that
4407 the offset provided is relative to the current file position.
4408 @end deftypevr
4410 @deftypevr Macro int SEEK_END
4411 @standards{ISO, stdio.h}
4412 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4413 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} functions, specifies that
4414 the offset provided is relative to the end of the file.
4415 @end deftypevr
4417 @deftypefun void rewind (FILE *@var{stream})
4418 @standards{ISO, stdio.h}
4419 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4420 The @code{rewind} function positions the stream @var{stream} at the
4421 beginning of the file.  It is equivalent to calling @code{fseek} or
4422 @code{fseeko} on the @var{stream} with an @var{offset} argument of
4423 @code{0L} and a @var{whence} argument of @code{SEEK_SET}, except that
4424 the return value is discarded and the error indicator for the stream is
4425 reset.
4426 @end deftypefun
4428 These three aliases for the @samp{SEEK_@dots{}} constants exist for the
4429 sake of compatibility with older BSD systems.  They are defined in two
4430 different header files: @file{fcntl.h} and @file{sys/file.h}.
4432 @vtable @code
4433 @item L_SET
4434 @standards{BSD, sys/file.h}
4435 An alias for @code{SEEK_SET}.
4437 @item L_INCR
4438 @standards{BSD, sys/file.h}
4439 An alias for @code{SEEK_CUR}.
4441 @item L_XTND
4442 @standards{BSD, sys/file.h}
4443 An alias for @code{SEEK_END}.
4444 @end vtable
4446 @node Portable Positioning
4447 @section Portable File-Position Functions
4449 On @gnusystems{}, the file position is truly a character count.  You
4450 can specify any character count value as an argument to @code{fseek} or
4451 @code{fseeko} and get reliable results for any random access file.
4452 However, some @w{ISO C} systems do not represent file positions in this
4453 way.
4455 On some systems where text streams truly differ from binary streams, it
4456 is impossible to represent the file position of a text stream as a count
4457 of characters from the beginning of the file.  For example, the file
4458 position on some systems must encode both a record offset within the
4459 file, and a character offset within the record.
4461 As a consequence, if you want your programs to be portable to these
4462 systems, you must observe certain rules:
4464 @itemize @bullet
4465 @item
4466 The value returned from @code{ftell} on a text stream has no predictable
4467 relationship to the number of characters you have read so far.  The only
4468 thing you can rely on is that you can use it subsequently as the
4469 @var{offset} argument to @code{fseek} or @code{fseeko} to move back to
4470 the same file position.
4472 @item
4473 In a call to @code{fseek} or @code{fseeko} on a text stream, either the
4474 @var{offset} must be zero, or @var{whence} must be @code{SEEK_SET} and
4475 the @var{offset} must be the result of an earlier call to @code{ftell}
4476 on the same stream.
4478 @item
4479 The value of the file position indicator of a text stream is undefined
4480 while there are characters that have been pushed back with @code{ungetc}
4481 that haven't been read or discarded.  @xref{Unreading}.
4482 @end itemize
4484 But even if you observe these rules, you may still have trouble for long
4485 files, because @code{ftell} and @code{fseek} use a @code{long int} value
4486 to represent the file position.  This type may not have room to encode
4487 all the file positions in a large file.  Using the @code{ftello} and
4488 @code{fseeko} functions might help here since the @code{off_t} type is
4489 expected to be able to hold all file position values but this still does
4490 not help to handle additional information which must be associated with
4491 a file position.
4493 So if you do want to support systems with peculiar encodings for the
4494 file positions, it is better to use the functions @code{fgetpos} and
4495 @code{fsetpos} instead.  These functions represent the file position
4496 using the data type @code{fpos_t}, whose internal representation varies
4497 from system to system.
4499 These symbols are declared in the header file @file{stdio.h}.
4500 @pindex stdio.h
4502 @deftp {Data Type} fpos_t
4503 @standards{ISO, stdio.h}
4504 This is the type of an object that can encode information about the
4505 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos} and
4506 @code{fsetpos}.
4508 In @theglibc{}, @code{fpos_t} is an opaque data structure that
4509 contains internal data to represent file offset and conversion state
4510 information.  In other systems, it might have a different internal
4511 representation.
4513 When compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32 bit machine
4514 this type is in fact equivalent to @code{fpos64_t} since the LFS
4515 interface transparently replaces the old interface.
4516 @end deftp
4518 @deftp {Data Type} fpos64_t
4519 @standards{Unix98, stdio.h}
4520 This is the type of an object that can encode information about the
4521 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos64} and
4522 @code{fsetpos64}.
4524 In @theglibc{}, @code{fpos64_t} is an opaque data structure that
4525 contains internal data to represent file offset and conversion state
4526 information.  In other systems, it might have a different internal
4527 representation.
4528 @end deftp
4530 @deftypefun int fgetpos (FILE *@var{stream}, fpos_t *@var{position})
4531 @standards{ISO, stdio.h}
4532 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4533 This function stores the value of the file position indicator for the
4534 stream @var{stream} in the @code{fpos_t} object pointed to by
4535 @var{position}.  If successful, @code{fgetpos} returns zero; otherwise
4536 it returns a nonzero value and stores an implementation-defined positive
4537 value in @code{errno}.
4539 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4540 32 bit system the function is in fact @code{fgetpos64}.  I.e., the LFS
4541 interface transparently replaces the old interface.
4542 @end deftypefun
4544 @deftypefun int fgetpos64 (FILE *@var{stream}, fpos64_t *@var{position})
4545 @standards{Unix98, stdio.h}
4546 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4547 This function is similar to @code{fgetpos} but the file position is
4548 returned in a variable of type @code{fpos64_t} to which @var{position}
4549 points.
4551 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4552 bits machine this function is available under the name @code{fgetpos}
4553 and so transparently replaces the old interface.
4554 @end deftypefun
4556 @deftypefun int fsetpos (FILE *@var{stream}, const fpos_t *@var{position})
4557 @standards{ISO, stdio.h}
4558 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4559 This function sets the file position indicator for the stream @var{stream}
4560 to the position @var{position}, which must have been set by a previous
4561 call to @code{fgetpos} on the same stream.  If successful, @code{fsetpos}
4562 clears the end-of-file indicator on the stream, discards any characters
4563 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}, and returns a value
4564 of zero.  Otherwise, @code{fsetpos} returns a nonzero value and stores
4565 an implementation-defined positive value in @code{errno}.
4567 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4568 32 bit system the function is in fact @code{fsetpos64}.  I.e., the LFS
4569 interface transparently replaces the old interface.
4570 @end deftypefun
4572 @deftypefun int fsetpos64 (FILE *@var{stream}, const fpos64_t *@var{position})
4573 @standards{Unix98, stdio.h}
4574 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4575 This function is similar to @code{fsetpos} but the file position used
4576 for positioning is provided in a variable of type @code{fpos64_t} to
4577 which @var{position} points.
4579 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4580 bits machine this function is available under the name @code{fsetpos}
4581 and so transparently replaces the old interface.
4582 @end deftypefun
4584 @node Stream Buffering
4585 @section Stream Buffering
4587 @cindex buffering of streams
4588 Characters that are written to a stream are normally accumulated and
4589 transmitted asynchronously to the file in a block, instead of appearing
4590 as soon as they are output by the application program.  Similarly,
4591 streams often retrieve input from the host environment in blocks rather
4592 than on a character-by-character basis.  This is called @dfn{buffering}.
4594 If you are writing programs that do interactive input and output using
4595 streams, you need to understand how buffering works when you design the
4596 user interface to your program.  Otherwise, you might find that output
4597 (such as progress or prompt messages) doesn't appear when you intended
4598 it to, or displays some other unexpected behavior.
4600 This section deals only with controlling when characters are transmitted
4601 between the stream and the file or device, and @emph{not} with how
4602 things like echoing, flow control, and the like are handled on specific
4603 classes of devices.  For information on common control operations on
4604 terminal devices, see @ref{Low-Level Terminal Interface}.
4606 You can bypass the stream buffering facilities altogether by using the
4607 low-level input and output functions that operate on file descriptors
4608 instead.  @xref{Low-Level I/O}.
4610 @menu
4611 * Buffering Concepts::          Terminology is defined here.
4612 * Flushing Buffers::            How to ensure that output buffers are flushed.
4613 * Controlling Buffering::       How to specify what kind of buffering to use.
4614 @end menu
4616 @node Buffering Concepts
4617 @subsection Buffering Concepts
4619 There are three different kinds of buffering strategies:
4621 @itemize @bullet
4622 @item
4623 Characters written to or read from an @dfn{unbuffered} stream are
4624 transmitted individually to or from the file as soon as possible.
4625 @cindex unbuffered stream
4627 @item
4628 Characters written to a @dfn{line buffered} stream are transmitted to
4629 the file in blocks when a newline character is encountered.
4630 @cindex line buffered stream
4632 @item
4633 Characters written to or read from a @dfn{fully buffered} stream are
4634 transmitted to or from the file in blocks of arbitrary size.
4635 @cindex fully buffered stream
4636 @end itemize
4638 Newly opened streams are normally fully buffered, with one exception: a
4639 stream connected to an interactive device such as a terminal is
4640 initially line buffered.  @xref{Controlling Buffering}, for information
4641 on how to select a different kind of buffering.  Usually the automatic
4642 selection gives you the most convenient kind of buffering for the file
4643 or device you open.
4645 The use of line buffering for interactive devices implies that output
4646 messages ending in a newline will appear immediately---which is usually
4647 what you want.  Output that doesn't end in a newline might or might not
4648 show up immediately, so if you want them to appear immediately, you
4649 should flush buffered output explicitly with @code{fflush}, as described
4650 in @ref{Flushing Buffers}.
4652 @node Flushing Buffers
4653 @subsection Flushing Buffers
4655 @cindex flushing a stream
4656 @dfn{Flushing} output on a buffered stream means transmitting all
4657 accumulated characters to the file.  There are many circumstances when
4658 buffered output on a stream is flushed automatically:
4660 @itemize @bullet
4661 @item
4662 When you try to do output and the output buffer is full.
4664 @item
4665 When the stream is closed.  @xref{Closing Streams}.
4667 @item
4668 When the program terminates by calling @code{exit}.
4669 @xref{Normal Termination}.
4671 @item
4672 When a newline is written, if the stream is line buffered.
4674 @item
4675 Whenever an input operation on @emph{any} stream actually reads data
4676 from its file.
4677 @end itemize
4679 If you want to flush the buffered output at another time, call
4680 @code{fflush}, which is declared in the header file @file{stdio.h}.
4681 @pindex stdio.h
4683 @deftypefun int fflush (FILE *@var{stream})
4684 @standards{ISO, stdio.h}
4685 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4686 This function causes any buffered output on @var{stream} to be delivered
4687 to the file.  If @var{stream} is a null pointer, then
4688 @code{fflush} causes buffered output on @emph{all} open output streams
4689 to be flushed.
4691 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, or zero
4692 otherwise.
4693 @end deftypefun
4695 @deftypefun int fflush_unlocked (FILE *@var{stream})
4696 @standards{POSIX, stdio.h}
4697 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
4698 The @code{fflush_unlocked} function is equivalent to the @code{fflush}
4699 function except that it does not implicitly lock the stream.
4700 @end deftypefun
4702 The @code{fflush} function can be used to flush all streams currently
4703 opened.  While this is useful in some situations it does often more than
4704 necessary since it might be done in situations when terminal input is
4705 required and the program wants to be sure that all output is visible on
4706 the terminal.  But this means that only line buffered streams have to be
4707 flushed.  Solaris introduced a function especially for this.  It was
4708 always available in @theglibc{} in some form but never officially
4709 exported.
4711 @deftypefun void _flushlbf (void)
4712 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4713 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4714 The @code{_flushlbf} function flushes all line buffered streams
4715 currently opened.
4717 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4718 @end deftypefun
4720 @strong{Compatibility Note:} Some brain-damaged operating systems have
4721 been known to be so thoroughly fixated on line-oriented input and output
4722 that flushing a line buffered stream causes a newline to be written!
4723 Fortunately, this ``feature'' seems to be becoming less common.  You do
4724 not need to worry about this with @theglibc{}.
4726 In some situations it might be useful to not flush the output pending
4727 for a stream but instead simply forget it.  If transmission is costly
4728 and the output is not needed anymore this is valid reasoning.  In this
4729 situation a non-standard function introduced in Solaris and available in
4730 @theglibc{} can be used.
4732 @deftypefun void __fpurge (FILE *@var{stream})
4733 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4734 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
4735 The @code{__fpurge} function causes the buffer of the stream
4736 @var{stream} to be emptied.  If the stream is currently in read mode all
4737 input in the buffer is lost.  If the stream is in output mode the
4738 buffered output is not written to the device (or whatever other
4739 underlying storage) and the buffer is cleared.
4741 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
4742 @end deftypefun
4744 @node Controlling Buffering
4745 @subsection Controlling Which Kind of Buffering
4747 After opening a stream (but before any other operations have been
4748 performed on it), you can explicitly specify what kind of buffering you
4749 want it to have using the @code{setvbuf} function.
4750 @cindex buffering, controlling
4752 The facilities listed in this section are declared in the header
4753 file @file{stdio.h}.
4754 @pindex stdio.h
4756 @deftypefun int setvbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, int @var{mode}, size_t @var{size})
4757 @standards{ISO, stdio.h}
4758 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4759 This function is used to specify that the stream @var{stream} should
4760 have the buffering mode @var{mode}, which can be either @code{_IOFBF}
4761 (for full buffering), @code{_IOLBF} (for line buffering), or
4762 @code{_IONBF} (for unbuffered input/output).
4764 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, then @code{setvbuf}
4765 allocates a buffer itself using @code{malloc}.  This buffer will be freed
4766 when you close the stream.
4768 Otherwise, @var{buf} should be a character array that can hold at least
4769 @var{size} characters.  You should not free the space for this array as
4770 long as the stream remains open and this array remains its buffer.  You
4771 should usually either allocate it statically, or @code{malloc}
4772 (@pxref{Unconstrained Allocation}) the buffer.  Using an automatic array
4773 is not a good idea unless you close the file before exiting the block
4774 that declares the array.
4776 While the array remains a stream buffer, the stream I/O functions will
4777 use the buffer for their internal purposes.  You shouldn't try to access
4778 the values in the array directly while the stream is using it for
4779 buffering.
4781 The @code{setvbuf} function returns zero on success, or a nonzero value
4782 if the value of @var{mode} is not valid or if the request could not
4783 be honored.
4784 @end deftypefun
4786 @deftypevr Macro int _IOFBF
4787 @standards{ISO, stdio.h}
4788 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4789 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4790 specify that the stream should be fully buffered.
4791 @end deftypevr
4793 @deftypevr Macro int _IOLBF
4794 @standards{ISO, stdio.h}
4795 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4796 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4797 specify that the stream should be line buffered.
4798 @end deftypevr
4800 @deftypevr Macro int _IONBF
4801 @standards{ISO, stdio.h}
4802 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4803 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4804 specify that the stream should be unbuffered.
4805 @end deftypevr
4807 @deftypevr Macro int BUFSIZ
4808 @standards{ISO, stdio.h}
4809 The value of this macro is an integer constant expression that is good
4810 to use for the @var{size} argument to @code{setvbuf}.  This value is
4811 guaranteed to be at least @code{256}.
4813 The value of @code{BUFSIZ} is chosen on each system so as to make stream
4814 I/O efficient.  So it is a good idea to use @code{BUFSIZ} as the size
4815 for the buffer when you call @code{setvbuf}.
4817 Actually, you can get an even better value to use for the buffer size
4818 by means of the @code{fstat} system call: it is found in the
4819 @code{st_blksize} field of the file attributes.  @xref{Attribute Meanings}.
4821 Sometimes people also use @code{BUFSIZ} as the allocation size of
4822 buffers used for related purposes, such as strings used to receive a
4823 line of input with @code{fgets} (@pxref{Character Input}).  There is no
4824 particular reason to use @code{BUFSIZ} for this instead of any other
4825 integer, except that it might lead to doing I/O in chunks of an
4826 efficient size.
4827 @end deftypevr
4829 @deftypefun void setbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf})
4830 @standards{ISO, stdio.h}
4831 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4832 If @var{buf} is a null pointer, the effect of this function is
4833 equivalent to calling @code{setvbuf} with a @var{mode} argument of
4834 @code{_IONBF}.  Otherwise, it is equivalent to calling @code{setvbuf}
4835 with @var{buf}, and a @var{mode} of @code{_IOFBF} and a @var{size}
4836 argument of @code{BUFSIZ}.
4838 The @code{setbuf} function is provided for compatibility with old code;
4839 use @code{setvbuf} in all new programs.
4840 @end deftypefun
4842 @deftypefun void setbuffer (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, size_t @var{size})
4843 @standards{BSD, stdio.h}
4844 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4845 If @var{buf} is a null pointer, this function makes @var{stream} unbuffered.
4846 Otherwise, it makes @var{stream} fully buffered using @var{buf} as the
4847 buffer.  The @var{size} argument specifies the length of @var{buf}.
4849 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4850 @code{setvbuf} instead.
4851 @end deftypefun
4853 @deftypefun void setlinebuf (FILE *@var{stream})
4854 @standards{BSD, stdio.h}
4855 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4856 This function makes @var{stream} be line buffered, and allocates the
4857 buffer for you.
4859 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4860 @code{setvbuf} instead.
4861 @end deftypefun
4863 It is possible to query whether a given stream is line buffered or not
4864 using a non-standard function introduced in Solaris and available in
4865 @theglibc{}.
4867 @deftypefun int __flbf (FILE *@var{stream})
4868 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4869 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4870 The @code{__flbf} function will return a nonzero value in case the
4871 stream @var{stream} is line buffered.  Otherwise the return value is
4872 zero.
4874 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4875 @end deftypefun
4877 Two more extensions allow to determine the size of the buffer and how
4878 much of it is used.  These functions were also introduced in Solaris.
4880 @deftypefun size_t __fbufsize (FILE *@var{stream})
4881 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4882 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acsafe{}}
4883 The @code{__fbufsize} function return the size of the buffer in the
4884 stream @var{stream}.  This value can be used to optimize the use of the
4885 stream.
4887 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4888 @end deftypefun
4890 @deftypefun size_t __fpending (FILE *@var{stream})
4891 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4892 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acsafe{}}
4893 The @code{__fpending}
4894 function returns the number of bytes currently in the output buffer.
4895 For wide-oriented streams the measuring unit is wide characters.  This
4896 function should not be used on buffers in read mode or opened read-only.
4898 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4899 @end deftypefun
4901 @node Other Kinds of Streams
4902 @section Other Kinds of Streams
4904 @Theglibc{} provides ways for you to define additional kinds of
4905 streams that do not necessarily correspond to an open file.
4907 One such type of stream takes input from or writes output to a string.
4908 These kinds of streams are used internally to implement the
4909 @code{sprintf} and @code{sscanf} functions.  You can also create such a
4910 stream explicitly, using the functions described in @ref{String Streams}.
4912 More generally, you can define streams that do input/output to arbitrary
4913 objects using functions supplied by your program.  This protocol is
4914 discussed in @ref{Custom Streams}.
4916 @strong{Portability Note:} The facilities described in this section are
4917 specific to GNU.  Other systems or C implementations might or might not
4918 provide equivalent functionality.
4920 @menu
4921 * String Streams::              Streams that get data from or put data in
4922                                  a string or memory buffer.
4923 * Custom Streams::              Defining your own streams with an arbitrary
4924                                  input data source and/or output data sink.
4925 @end menu
4927 @node String Streams
4928 @subsection String Streams
4930 @cindex stream, for I/O to a string
4931 @cindex string stream
4932 The @code{fmemopen} and @code{open_memstream} functions allow you to do
4933 I/O to a string or memory buffer.  These facilities are declared in
4934 @file{stdio.h}.
4935 @pindex stdio.h
4937 @deftypefun {FILE *} fmemopen (void *@var{buf}, size_t @var{size}, const char *@var{opentype})
4938 @standards{GNU, stdio.h}
4939 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
4940 @c Unlike open_memstream, fmemopen does (indirectly) call _IO_link_in,
4941 @c bringing with it additional potential for async trouble with
4942 @c list_all_lock.
4943 This function opens a stream that allows the access specified by the
4944 @var{opentype} argument, that reads from or writes to the buffer specified
4945 by the argument @var{buf}.  This array must be at least @var{size} bytes long.
4947 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, @code{fmemopen}
4948 dynamically allocates an array @var{size} bytes long (as with @code{malloc};
4949 @pxref{Unconstrained Allocation}).  This is really only useful
4950 if you are going to write things to the buffer and then read them back
4951 in again, because you have no way of actually getting a pointer to the
4952 buffer (for this, try @code{open_memstream}, below).  The buffer is
4953 freed when the stream is closed.
4955 The argument @var{opentype} is the same as in @code{fopen}
4956 (@pxref{Opening Streams}).  If the @var{opentype} specifies
4957 append mode, then the initial file position is set to the first null
4958 character in the buffer.  Otherwise the initial file position is at the
4959 beginning of the buffer.
4961 When a stream open for writing is flushed or closed, a null character
4962 (zero byte) is written at the end of the buffer if it fits.  You
4963 should add an extra byte to the @var{size} argument to account for this.
4964 Attempts to write more than @var{size} bytes to the buffer result
4965 in an error.
4967 For a stream open for reading, null characters (zero bytes) in the
4968 buffer do not count as ``end of file''.  Read operations indicate end of
4969 file only when the file position advances past @var{size} bytes.  So, if
4970 you want to read characters from a null-terminated string, you should
4971 supply the length of the string as the @var{size} argument.
4972 @end deftypefun
4974 Here is an example of using @code{fmemopen} to create a stream for
4975 reading from a string:
4977 @smallexample
4978 @include memopen.c.texi
4979 @end smallexample
4981 This program produces the following output:
4983 @smallexample
4984 Got f
4985 Got o
4986 Got o
4987 Got b
4988 Got a
4989 Got r
4990 @end smallexample
4992 @deftypefun {FILE *} open_memstream (char **@var{ptr}, size_t *@var{sizeloc})
4993 @standards{GNU, stdio.h}
4994 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4995 This function opens a stream for writing to a buffer.  The buffer is
4996 allocated dynamically and grown as necessary, using @code{malloc}.
4997 After you've closed the stream, this buffer is your responsibility to
4998 clean up using @code{free} or @code{realloc}.  @xref{Unconstrained Allocation}.
5000 When the stream is closed with @code{fclose} or flushed with
5001 @code{fflush}, the locations @var{ptr} and @var{sizeloc} are updated to
5002 contain the pointer to the buffer and its size.  The values thus stored
5003 remain valid only as long as no further output on the stream takes
5004 place.  If you do more output, you must flush the stream again to store
5005 new values before you use them again.
5007 A null character is written at the end of the buffer.  This null character
5008 is @emph{not} included in the size value stored at @var{sizeloc}.
5010 You can move the stream's file position with @code{fseek} or
5011 @code{fseeko} (@pxref{File Positioning}).  Moving the file position past
5012 the end of the data already written fills the intervening space with
5013 zeroes.
5014 @end deftypefun
5016 Here is an example of using @code{open_memstream}:
5018 @smallexample
5019 @include memstrm.c.texi
5020 @end smallexample
5022 This program produces the following output:
5024 @smallexample
5025 buf = `hello', size = 5
5026 buf = `hello, world', size = 12
5027 @end smallexample
5029 @node Custom Streams
5030 @subsection Programming Your Own Custom Streams
5031 @cindex custom streams
5032 @cindex programming your own streams
5034 This section describes how you can make a stream that gets input from an
5035 arbitrary data source or writes output to an arbitrary data sink
5036 programmed by you.  We call these @dfn{custom streams}.  The functions
5037 and types described here are all GNU extensions.
5039 @c !!! this does not talk at all about the higher-level hooks
5041 @menu
5042 * Streams and Cookies::         The @dfn{cookie} records where to fetch or
5043                                  store data that is read or written.
5044 * Hook Functions::              How you should define the four @dfn{hook
5045                                  functions} that a custom stream needs.
5046 @end menu
5048 @node Streams and Cookies
5049 @subsubsection Custom Streams and Cookies
5050 @cindex cookie, for custom stream
5052 Inside every custom stream is a special object called the @dfn{cookie}.
5053 This is an object supplied by you which records where to fetch or store
5054 the data read or written.  It is up to you to define a data type to use
5055 for the cookie.  The stream functions in the library never refer
5056 directly to its contents, and they don't even know what the type is;
5057 they record its address with type @code{void *}.
5059 To implement a custom stream, you must specify @emph{how} to fetch or
5060 store the data in the specified place.  You do this by defining
5061 @dfn{hook functions} to read, write, change ``file position'', and close
5062 the stream.  All four of these functions will be passed the stream's
5063 cookie so they can tell where to fetch or store the data.  The library
5064 functions don't know what's inside the cookie, but your functions will
5065 know.
5067 When you create a custom stream, you must specify the cookie pointer,
5068 and also the four hook functions stored in a structure of type
5069 @code{cookie_io_functions_t}.
5071 These facilities are declared in @file{stdio.h}.
5072 @pindex stdio.h
5074 @deftp {Data Type} {cookie_io_functions_t}
5075 @standards{GNU, stdio.h}
5076 This is a structure type that holds the functions that define the
5077 communications protocol between the stream and its cookie.  It has
5078 the following members:
5080 @table @code
5081 @item cookie_read_function_t *read
5082 This is the function that reads data from the cookie.  If the value is a
5083 null pointer instead of a function, then read operations on this stream
5084 always return @code{EOF}.
5086 @item cookie_write_function_t *write
5087 This is the function that writes data to the cookie.  If the value is a
5088 null pointer instead of a function, then data written to the stream is
5089 discarded.
5091 @item cookie_seek_function_t *seek
5092 This is the function that performs the equivalent of file positioning on
5093 the cookie.  If the value is a null pointer instead of a function, calls
5094 to @code{fseek} or @code{fseeko} on this stream can only seek to
5095 locations within the buffer; any attempt to seek outside the buffer will
5096 return an @code{ESPIPE} error.
5098 @item cookie_close_function_t *close
5099 This function performs any appropriate cleanup on the cookie when
5100 closing the stream.  If the value is a null pointer instead of a
5101 function, nothing special is done to close the cookie when the stream is
5102 closed.
5103 @end table
5104 @end deftp
5106 @deftypefun {FILE *} fopencookie (void *@var{cookie}, const char *@var{opentype}, cookie_io_functions_t @var{io-functions})
5107 @standards{GNU, stdio.h}
5108 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
5109 This function actually creates the stream for communicating with the
5110 @var{cookie} using the functions in the @var{io-functions} argument.
5111 The @var{opentype} argument is interpreted as for @code{fopen};
5112 see @ref{Opening Streams}.  (But note that the ``truncate on
5113 open'' option is ignored.)  The new stream is fully buffered.
5115 The @code{fopencookie} function returns the newly created stream, or a null
5116 pointer in case of an error.
5117 @end deftypefun
5119 @node Hook Functions
5120 @subsubsection Custom Stream Hook Functions
5121 @cindex hook functions (of custom streams)
5123 Here are more details on how you should define the four hook functions
5124 that a custom stream needs.
5126 You should define the function to read data from the cookie as:
5128 @smallexample
5129 ssize_t @var{reader} (void *@var{cookie}, char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5130 @end smallexample
5132 This is very similar to the @code{read} function; see @ref{I/O
5133 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes into
5134 the @var{buffer}, and return the number of bytes read, or zero to
5135 indicate end-of-file.  You can return a value of @code{-1} to indicate
5136 an error.
5138 You should define the function to write data to the cookie as:
5140 @smallexample
5141 ssize_t @var{writer} (void *@var{cookie}, const char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5142 @end smallexample
5144 This is very similar to the @code{write} function; see @ref{I/O
5145 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes from
5146 the buffer, and return the number of bytes written.  You can return a
5147 value of @code{0} to indicate an error.  You must not return any
5148 negative value.
5150 You should define the function to perform seek operations on the cookie
5153 @smallexample
5154 int @var{seeker} (void *@var{cookie}, off64_t *@var{position}, int @var{whence})
5155 @end smallexample
5157 For this function, the @var{position} and @var{whence} arguments are
5158 interpreted as for @code{fgetpos}; see @ref{Portable Positioning}.
5160 After doing the seek operation, your function should store the resulting
5161 file position relative to the beginning of the file in @var{position}.
5162 Your function should return a value of @code{0} on success and @code{-1}
5163 to indicate an error.
5165 You should define the function to do cleanup operations on the cookie
5166 appropriate for closing the stream as:
5168 @smallexample
5169 int @var{cleaner} (void *@var{cookie})
5170 @end smallexample
5172 Your function should return @code{-1} to indicate an error, and @code{0}
5173 otherwise.
5175 @deftp {Data Type} cookie_read_function_t
5176 @standards{GNU, stdio.h}
5177 This is the data type that the read function for a custom stream should have.
5178 If you declare the function as shown above, this is the type it will have.
5179 @end deftp
5181 @deftp {Data Type} cookie_write_function_t
5182 @standards{GNU, stdio.h}
5183 The data type of the write function for a custom stream.
5184 @end deftp
5186 @deftp {Data Type} cookie_seek_function_t
5187 @standards{GNU, stdio.h}
5188 The data type of the seek function for a custom stream.
5189 @end deftp
5191 @deftp {Data Type} cookie_close_function_t
5192 @standards{GNU, stdio.h}
5193 The data type of the close function for a custom stream.
5194 @end deftp
5196 @ignore
5197 Roland says:
5199 @quotation
5200 There is another set of functions one can give a stream, the
5201 input-room and output-room functions.  These functions must
5202 understand stdio internals.  To describe how to use these
5203 functions, you also need to document lots of how stdio works
5204 internally (which isn't relevant for other uses of stdio).
5205 Perhaps I can write an interface spec from which you can write
5206 good documentation.  But it's pretty complex and deals with lots
5207 of nitty-gritty details.  I think it might be better to let this
5208 wait until the rest of the manual is more done and polished.
5209 @end quotation
5210 @end ignore
5212 @c ??? This section could use an example.
5215 @node Formatted Messages
5216 @section Formatted Messages
5217 @cindex formatted messages
5219 On systems which are based on System V messages of programs (especially
5220 the system tools) are printed in a strict form using the @code{fmtmsg}
5221 function.  The uniformity sometimes helps the user to interpret messages
5222 and the strictness tests of the @code{fmtmsg} function ensure that the
5223 programmer follows some minimal requirements.
5225 @menu
5226 * Printing Formatted Messages::   The @code{fmtmsg} function.
5227 * Adding Severity Classes::       Add more severity classes.
5228 * Example::                       How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}.
5229 @end menu
5232 @node Printing Formatted Messages
5233 @subsection Printing Formatted Messages
5235 Messages can be printed to standard error and/or to the console.  To
5236 select the destination the programmer can use the following two values,
5237 bitwise OR combined if wanted, for the @var{classification} parameter of
5238 @code{fmtmsg}:
5240 @vtable @code
5241 @item MM_PRINT
5242 Display the message in standard error.
5243 @item MM_CONSOLE
5244 Display the message on the system console.
5245 @end vtable
5247 The erroneous piece of the system can be signalled by exactly one of the
5248 following values which also is bitwise ORed with the
5249 @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}:
5251 @vtable @code
5252 @item MM_HARD
5253 The source of the condition is some hardware.
5254 @item MM_SOFT
5255 The source of the condition is some software.
5256 @item MM_FIRM
5257 The source of the condition is some firmware.
5258 @end vtable
5260 A third component of the @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}
5261 can describe the part of the system which detects the problem.  This is
5262 done by using exactly one of the following values:
5264 @vtable @code
5265 @item MM_APPL
5266 The erroneous condition is detected by the application.
5267 @item MM_UTIL
5268 The erroneous condition is detected by a utility.
5269 @item MM_OPSYS
5270 The erroneous condition is detected by the operating system.
5271 @end vtable
5273 A last component of @var{classification} can signal the results of this
5274 message.  Exactly one of the following values can be used:
5276 @vtable @code
5277 @item MM_RECOVER
5278 It is a recoverable error.
5279 @item MM_NRECOV
5280 It is a non-recoverable error.
5281 @end vtable
5283 @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})
5284 @standards{XPG, fmtmsg.h}
5285 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asulock{}}@acsafe{}}
5286 Display a message described by its parameters on the device(s) specified
5287 in the @var{classification} parameter.  The @var{label} parameter
5288 identifies the source of the message.  The string should consist of two
5289 colon separated parts where the first part has not more than 10 and the
5290 second part not more than 14 characters.  The @var{text} parameter
5291 describes the condition of the error, the @var{action} parameter possible
5292 steps to recover from the error and the @var{tag} parameter is a
5293 reference to the online documentation where more information can be
5294 found.  It should contain the @var{label} value and a unique
5295 identification number.
5297 Each of the parameters can be a special value which means this value
5298 is to be omitted.  The symbolic names for these values are:
5300 @vtable @code
5301 @item MM_NULLLBL
5302 Ignore @var{label} parameter.
5303 @item MM_NULLSEV
5304 Ignore @var{severity} parameter.
5305 @item MM_NULLMC
5306 Ignore @var{classification} parameter.  This implies that nothing is
5307 actually printed.
5308 @item MM_NULLTXT
5309 Ignore @var{text} parameter.
5310 @item MM_NULLACT
5311 Ignore @var{action} parameter.
5312 @item MM_NULLTAG
5313 Ignore @var{tag} parameter.
5314 @end vtable
5316 There is another way certain fields can be omitted from the output to
5317 standard error.  This is described below in the description of
5318 environment variables influencing the behavior.
5320 The @var{severity} parameter can have one of the values in the following
5321 table:
5322 @cindex severity class
5324 @vtable @code
5325 @item MM_NOSEV
5326 Nothing is printed, this value is the same as @code{MM_NULLSEV}.
5327 @item MM_HALT
5328 This value is printed as @code{HALT}.
5329 @item MM_ERROR
5330 This value is printed as @code{ERROR}.
5331 @item MM_WARNING
5332 This value is printed as @code{WARNING}.
5333 @item MM_INFO
5334 This value is printed as @code{INFO}.
5335 @end vtable
5337 The numeric value of these five macros are between @code{0} and
5338 @code{4}.  Using the environment variable @code{SEV_LEVEL} or using the
5339 @code{addseverity} function one can add more severity levels with their
5340 corresponding string to print.  This is described below
5341 (@pxref{Adding Severity Classes}).
5343 @noindent
5344 If no parameter is ignored the output looks like this:
5346 @smallexample
5347 @var{label}: @var{severity-string}: @var{text}
5348 TO FIX: @var{action} @var{tag}
5349 @end smallexample
5351 The colons, new line characters and the @code{TO FIX} string are
5352 inserted if necessary, i.e., if the corresponding parameter is not
5353 ignored.
5355 This function is specified in the X/Open Portability Guide.  It is also
5356 available on all systems derived from System V.
5358 The function returns the value @code{MM_OK} if no error occurred.  If
5359 only the printing to standard error failed, it returns @code{MM_NOMSG}.
5360 If printing to the console fails, it returns @code{MM_NOCON}.  If
5361 nothing is printed @code{MM_NOTOK} is returned.  Among situations where
5362 all outputs fail this last value is also returned if a parameter value
5363 is incorrect.
5364 @end deftypefun
5366 There are two environment variables which influence the behavior of
5367 @code{fmtmsg}.  The first is @code{MSGVERB}.  It is used to control the
5368 output actually happening on standard error (@emph{not} the console
5369 output).  Each of the five fields can explicitly be enabled.  To do
5370 this the user has to put the @code{MSGVERB} variable with a format like
5371 the following in the environment before calling the @code{fmtmsg} function
5372 the first time:
5374 @smallexample
5375 MSGVERB=@var{keyword}[:@var{keyword}[:@dots{}]]
5376 @end smallexample
5378 Valid @var{keyword}s are @code{label}, @code{severity}, @code{text},
5379 @code{action}, and @code{tag}.  If the environment variable is not given
5380 or is the empty string, a not supported keyword is given or the value is
5381 somehow else invalid, no part of the message is masked out.
5383 The second environment variable which influences the behavior of
5384 @code{fmtmsg} is @code{SEV_LEVEL}.  This variable and the change in the
5385 behavior of @code{fmtmsg} is not specified in the X/Open Portability
5386 Guide.  It is available in System V systems, though.  It can be used to
5387 introduce new severity levels.  By default, only the five severity levels
5388 described above are available.  Any other numeric value would make
5389 @code{fmtmsg} print nothing.
5391 If the user puts @code{SEV_LEVEL} with a format like
5393 @smallexample
5394 SEV_LEVEL=[@var{description}[:@var{description}[:@dots{}]]]
5395 @end smallexample
5397 @noindent
5398 in the environment of the process before the first call to
5399 @code{fmtmsg}, where @var{description} has a value of the form
5401 @smallexample
5402 @var{severity-keyword},@var{level},@var{printstring}
5403 @end smallexample
5405 The @var{severity-keyword} part is not used by @code{fmtmsg} but it has
5406 to be present.  The @var{level} part is a string representation of a
5407 number.  The numeric value must be a number greater than 4.  This value
5408 must be used in the @var{severity} parameter of @code{fmtmsg} to select
5409 this class.  It is not possible to overwrite any of the predefined
5410 classes.  The @var{printstring} is the string printed when a message of
5411 this class is processed by @code{fmtmsg} (see above, @code{fmtsmg} does
5412 not print the numeric value but instead the string representation).
5415 @node Adding Severity Classes
5416 @subsection Adding Severity Classes
5417 @cindex severity class
5419 There is another possibility to introduce severity classes besides using
5420 the environment variable @code{SEV_LEVEL}.  This simplifies the task of
5421 introducing new classes in a running program.  One could use the
5422 @code{setenv} or @code{putenv} function to set the environment variable,
5423 but this is toilsome.
5425 @deftypefun int addseverity (int @var{severity}, const char *@var{string})
5426 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{}}}
5427 This function allows the introduction of new severity classes which can be
5428 addressed by the @var{severity} parameter of the @code{fmtmsg} function.
5429 The @var{severity} parameter of @code{addseverity} must match the value
5430 for the parameter with the same name of @code{fmtmsg}, and @var{string}
5431 is the string printed in the actual messages instead of the numeric
5432 value.
5434 If @var{string} is @code{NULL} the severity class with the numeric value
5435 according to @var{severity} is removed.
5437 It is not possible to overwrite or remove one of the default severity
5438 classes.  All calls to @code{addseverity} with @var{severity} set to one
5439 of the values for the default classes will fail.
5441 The return value is @code{MM_OK} if the task was successfully performed.
5442 If the return value is @code{MM_NOTOK} something went wrong.  This could
5443 mean that no more memory is available or a class is not available when
5444 it has to be removed.
5446 This function is not specified in the X/Open Portability Guide although
5447 the @code{fmtsmg} function is.  It is available on System V systems.
5448 @end deftypefun
5451 @node Example
5452 @subsection How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}
5454 Here is a simple example program to illustrate the use of both
5455 functions described in this section.
5457 @smallexample
5458 @include fmtmsgexpl.c.texi
5459 @end smallexample
5461 The second call to @code{fmtmsg} illustrates a use of this function as
5462 it usually occurs on System V systems, which heavily use this function.
5463 It seems worthwhile to give a short explanation here of how this system
5464 works on System V.  The value of the
5465 @var{label} field (@code{UX:cat}) says that the error occurred in the
5466 Unix program @code{cat}.  The explanation of the error follows and the
5467 value for the @var{action} parameter is @code{"refer to manual"}.  One
5468 could be more specific here, if necessary.  The @var{tag} field contains,
5469 as proposed above, the value of the string given for the @var{label}
5470 parameter, and additionally a unique ID (@code{001} in this case).  For
5471 a GNU environment this string could contain a reference to the
5472 corresponding node in the Info page for the program.
5474 @noindent
5475 Running this program without specifying the @code{MSGVERB} and
5476 @code{SEV_LEVEL} function produces the following output:
5478 @smallexample
5479 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5480 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5481 @end smallexample
5483 We see the different fields of the message and how the extra glue (the
5484 colons and the @code{TO FIX} string) is printed.  But only one of the
5485 three calls to @code{fmtmsg} produced output.  The first call does not
5486 print anything because the @var{label} parameter is not in the correct
5487 form.  The string must contain two fields, separated by a colon
5488 (@pxref{Printing Formatted Messages}).  The third @code{fmtmsg} call
5489 produced no output since the class with the numeric value @code{6} is
5490 not defined.  Although a class with numeric value @code{5} is also not
5491 defined by default, the call to @code{addseverity} introduces it and
5492 the second call to @code{fmtmsg} produces the above output.
5494 When we change the environment of the program to contain
5495 @code{SEV_LEVEL=XXX,6,NOTE} when running it we get a different result:
5497 @smallexample
5498 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5499 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5500 label:foo: NOTE: text
5501 TO FIX: action tag
5502 @end smallexample
5504 Now the third call to @code{fmtmsg} produced some output and we see how
5505 the string @code{NOTE} from the environment variable appears in the
5506 message.
5508 Now we can reduce the output by specifying which fields we are
5509 interested in.  If we additionally set the environment variable
5510 @code{MSGVERB} to the value @code{severity:label:action} we get the
5511 following output:
5513 @smallexample
5514 UX:cat: NOTE2
5515 TO FIX: refer to manual
5516 label:foo: NOTE
5517 TO FIX: action
5518 @end smallexample
5520 @noindent
5521 I.e., the output produced by the @var{text} and the @var{tag} parameters
5522 to @code{fmtmsg} vanished.  Please also note that now there is no colon
5523 after the @code{NOTE} and @code{NOTE2} strings in the output.  This is
5524 not necessary since there is no more output on this line because the text
5525 is missing.