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[glibc.git] / manual / startup.texi
blob9a091a51517e59f50c6a1958ad71b07a9f605866
1 @node Program Basics, Processes, Signal Handling, Top
2 @c %MENU% Writing the beginning and end of your program
3 @chapter The Basic Program/System Interface
5 @cindex process
6 @cindex program
7 @cindex address space
8 @cindex thread of control
9 @dfn{Processes} are the primitive units for allocation of system
10 resources.  Each process has its own address space and (usually) one
11 thread of control.  A process executes a program; you can have multiple
12 processes executing the same program, but each process has its own copy
13 of the program within its own address space and executes it
14 independently of the other copies.  Though it may have multiple threads
15 of control within the same program and a program may be composed of
16 multiple logically separate modules, a process always executes exactly
17 one program.
19 Note that we are using a specific definition of ``program'' for the
20 purposes of this manual, which corresponds to a common definition in the
21 context of Unix system.  In popular usage, ``program'' enjoys a much
22 broader definition; it can refer for example to a system's kernel, an
23 editor macro, a complex package of software, or a discrete section of
24 code executing within a process.
26 Writing the program is what this manual is all about.  This chapter
27 explains the most basic interface between your program and the system
28 that runs, or calls, it.  This includes passing of parameters (arguments
29 and environment) from the system, requesting basic services from the
30 system, and telling the system the program is done.
32 A program starts another program with the @code{exec} family of system calls.
33 This chapter looks at program startup from the execee's point of view.  To
34 see the event from the execor's point of view, see @ref{Executing a File}.
36 @menu
37 * Program Arguments::           Parsing your program's command-line arguments
38 * Environment Variables::       Less direct parameters affecting your program
39 * Auxiliary Vector::            Least direct parameters affecting your program
40 * System Calls::                Requesting service from the system
41 * Program Termination::         Telling the system you're done; return status
42 @end menu
44 @node Program Arguments, Environment Variables, , Program Basics
45 @section Program Arguments
46 @cindex program arguments
47 @cindex command line arguments
48 @cindex arguments, to program
50 @cindex program startup
51 @cindex startup of program
52 @cindex invocation of program
53 @cindex @code{main} function
54 @findex main
55 The system starts a C program by calling the function @code{main}.  It
56 is up to you to write a function named @code{main}---otherwise, you
57 won't even be able to link your program without errors.
59 In @w{ISO C} you can define @code{main} either to take no arguments, or to
60 take two arguments that represent the command line arguments to the
61 program, like this:
63 @smallexample
64 int main (int @var{argc}, char *@var{argv}[])
65 @end smallexample
67 @cindex argc (program argument count)
68 @cindex argv (program argument vector)
69 The command line arguments are the whitespace-separated tokens given in
70 the shell command used to invoke the program; thus, in @samp{cat foo
71 bar}, the arguments are @samp{foo} and @samp{bar}.  The only way a
72 program can look at its command line arguments is via the arguments of
73 @code{main}.  If @code{main} doesn't take arguments, then you cannot get
74 at the command line.
76 The value of the @var{argc} argument is the number of command line
77 arguments.  The @var{argv} argument is a vector of C strings; its
78 elements are the individual command line argument strings.  The file
79 name of the program being run is also included in the vector as the
80 first element; the value of @var{argc} counts this element.  A null
81 pointer always follows the last element: @code{@var{argv}[@var{argc}]}
82 is this null pointer.
84 For the command @samp{cat foo bar}, @var{argc} is 3 and @var{argv} has
85 three elements, @code{"cat"}, @code{"foo"} and @code{"bar"}.
87 In Unix systems you can define @code{main} a third way, using three arguments:
89 @smallexample
90 int main (int @var{argc}, char *@var{argv}[], char *@var{envp}[])
91 @end smallexample
93 The first two arguments are just the same.  The third argument
94 @var{envp} gives the program's environment; it is the same as the value
95 of @code{environ}.  @xref{Environment Variables}.  POSIX.1 does not
96 allow this three-argument form, so to be portable it is best to write
97 @code{main} to take two arguments, and use the value of @code{environ}.
99 @menu
100 * Argument Syntax::             By convention, options start with a hyphen.
101 * Parsing Program Arguments::   Ways to parse program options and arguments.
102 @end menu
104 @node Argument Syntax, Parsing Program Arguments, , Program Arguments
105 @subsection Program Argument Syntax Conventions
106 @cindex program argument syntax
107 @cindex syntax, for program arguments
108 @cindex command argument syntax
110 POSIX recommends these conventions for command line arguments.
111 @code{getopt} (@pxref{Getopt}) and @code{argp_parse} (@pxref{Argp}) make
112 it easy to implement them.
114 @itemize @bullet
115 @item
116 Arguments are options if they begin with a hyphen delimiter (@samp{-}).
118 @item
119 Multiple options may follow a hyphen delimiter in a single token if
120 the options do not take arguments.  Thus, @samp{-abc} is equivalent to
121 @samp{-a -b -c}.
123 @item
124 Option names are single alphanumeric characters (as for @code{isalnum};
125 @pxref{Classification of Characters}).
127 @item
128 Certain options require an argument.  For example, the @samp{-o} command
129 of the @code{ld} command requires an argument---an output file name.
131 @item
132 An option and its argument may or may not appear as separate tokens.  (In
133 other words, the whitespace separating them is optional.)  Thus,
134 @w{@samp{-o foo}} and @samp{-ofoo} are equivalent.
136 @item
137 Options typically precede other non-option arguments.
139 The implementations of @code{getopt} and @code{argp_parse} in @theglibc{}
140 normally make it appear as if all the option arguments were
141 specified before all the non-option arguments for the purposes of
142 parsing, even if the user of your program intermixed option and
143 non-option arguments.  They do this by reordering the elements of the
144 @var{argv} array.  This behavior is nonstandard; if you want to suppress
145 it, define the @code{_POSIX_OPTION_ORDER} environment variable.
146 @xref{Standard Environment}.
148 @item
149 The argument @samp{--} terminates all options; any following arguments
150 are treated as non-option arguments, even if they begin with a hyphen.
152 @item
153 A token consisting of a single hyphen character is interpreted as an
154 ordinary non-option argument.  By convention, it is used to specify
155 input from or output to the standard input and output streams.
157 @item
158 Options may be supplied in any order, or appear multiple times.  The
159 interpretation is left up to the particular application program.
160 @end itemize
162 @cindex long-named options
163 GNU adds @dfn{long options} to these conventions.  Long options consist
164 of @samp{--} followed by a name made of alphanumeric characters and
165 dashes.  Option names are typically one to three words long, with
166 hyphens to separate words.  Users can abbreviate the option names as
167 long as the abbreviations are unique.
169 To specify an argument for a long option, write
170 @samp{--@var{name}=@var{value}}.  This syntax enables a long option to
171 accept an argument that is itself optional.
173 Eventually, @gnusystems{} will provide completion for long option names
174 in the shell.
176 @node Parsing Program Arguments, , Argument Syntax, Program Arguments
177 @subsection Parsing Program Arguments
179 @cindex program arguments, parsing
180 @cindex command arguments, parsing
181 @cindex parsing program arguments
182 If the syntax for the command line arguments to your program is simple
183 enough, you can simply pick the arguments off from @var{argv} by hand.
184 But unless your program takes a fixed number of arguments, or all of the
185 arguments are interpreted in the same way (as file names, for example),
186 you are usually better off using @code{getopt} (@pxref{Getopt}) or
187 @code{argp_parse} (@pxref{Argp}) to do the parsing.
189 @code{getopt} is more standard (the short-option only version of it is a
190 part of the POSIX standard), but using @code{argp_parse} is often
191 easier, both for very simple and very complex option structures, because
192 it does more of the dirty work for you.
194 @menu
195 * Getopt::                      Parsing program options using @code{getopt}.
196 * Argp::                        Parsing program options using @code{argp_parse}.
197 * Suboptions::                  Some programs need more detailed options.
198 * Suboptions Example::          This shows how it could be done for @code{mount}.
199 @end menu
201 @c Getopt and argp start at the @section level so that there's
202 @c enough room for their internal hierarchy (mostly a problem with
203 @c argp).         -Miles
205 @include getopt.texi
206 @include argp.texi
208 @node Suboptions, Suboptions Example, Argp, Parsing Program Arguments
209 @c This is a @section so that it's at the same level as getopt and argp
210 @subsubsection Parsing of Suboptions
212 Having a single level of options is sometimes not enough.  There might
213 be too many options which have to be available or a set of options is
214 closely related.
216 For this case some programs use suboptions.  One of the most prominent
217 programs is certainly @code{mount}(8).  The @code{-o} option take one
218 argument which itself is a comma separated list of options.  To ease the
219 programming of code like this the function @code{getsubopt} is
220 available.
222 @comment stdlib.h
223 @deftypefun int getsubopt (char **@var{optionp}, char *const *@var{tokens}, char **@var{valuep})
224 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
225 @c getsubopt ok
226 @c  strchrnul dup ok
227 @c  memchr dup ok
228 @c  strncmp dup ok
230 The @var{optionp} parameter must be a pointer to a variable containing
231 the address of the string to process.  When the function returns the
232 reference is updated to point to the next suboption or to the
233 terminating @samp{\0} character if there is no more suboption available.
235 The @var{tokens} parameter references an array of strings containing the
236 known suboptions.  All strings must be @samp{\0} terminated and to mark
237 the end a null pointer must be stored.  When @code{getsubopt} finds a
238 possible legal suboption it compares it with all strings available in
239 the @var{tokens} array and returns the index in the string as the
240 indicator.
242 In case the suboption has an associated value introduced by a @samp{=}
243 character, a pointer to the value is returned in @var{valuep}.  The
244 string is @samp{\0} terminated.  If no argument is available
245 @var{valuep} is set to the null pointer.  By doing this the caller can
246 check whether a necessary value is given or whether no unexpected value
247 is present.
249 In case the next suboption in the string is not mentioned in the
250 @var{tokens} array the starting address of the suboption including a
251 possible value is returned in @var{valuep} and the return value of the
252 function is @samp{-1}.
253 @end deftypefun
255 @node Suboptions Example, , Suboptions, Parsing Program Arguments
256 @subsection Parsing of Suboptions Example
258 The code which might appear in the @code{mount}(8) program is a perfect
259 example of the use of @code{getsubopt}:
261 @smallexample
262 @include subopt.c.texi
263 @end smallexample
266 @node Environment Variables, Auxiliary Vector, Program Arguments, Program Basics
267 @section Environment Variables
269 @cindex environment variable
270 When a program is executed, it receives information about the context in
271 which it was invoked in two ways.  The first mechanism uses the
272 @var{argv} and @var{argc} arguments to its @code{main} function, and is
273 discussed in @ref{Program Arguments}.  The second mechanism uses
274 @dfn{environment variables} and is discussed in this section.
276 The @var{argv} mechanism is typically used to pass command-line
277 arguments specific to the particular program being invoked.  The
278 environment, on the other hand, keeps track of information that is
279 shared by many programs, changes infrequently, and that is less
280 frequently used.
282 The environment variables discussed in this section are the same
283 environment variables that you set using assignments and the
284 @code{export} command in the shell.  Programs executed from the shell
285 inherit all of the environment variables from the shell.
286 @c !!! xref to right part of bash manual when it exists
288 @cindex environment
289 Standard environment variables are used for information about the user's
290 home directory, terminal type, current locale, and so on; you can define
291 additional variables for other purposes.  The set of all environment
292 variables that have values is collectively known as the
293 @dfn{environment}.
295 Names of environment variables are case-sensitive and must not contain
296 the character @samp{=}.  System-defined environment variables are
297 invariably uppercase.
299 The values of environment variables can be anything that can be
300 represented as a string.  A value must not contain an embedded null
301 character, since this is assumed to terminate the string.
304 @menu
305 * Environment Access::          How to get and set the values of
306                                  environment variables.
307 * Standard Environment::        These environment variables have
308                                  standard interpretations.
309 @end menu
311 @node Environment Access
312 @subsection Environment Access
313 @cindex environment access
314 @cindex environment representation
316 The value of an environment variable can be accessed with the
317 @code{getenv} function.  This is declared in the header file
318 @file{stdlib.h}.
319 @pindex stdlib.h
321 Libraries should use @code{secure_getenv} instead of @code{getenv}, so
322 that they do not accidentally use untrusted environment variables.
323 Modifications of environment variables are not allowed in
324 multi-threaded programs.  The @code{getenv} and @code{secure_getenv}
325 functions can be safely used in multi-threaded programs.
327 @comment stdlib.h
328 @comment ISO
329 @deftypefun {char *} getenv (const char *@var{name})
330 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsenv{}}@assafe{}@acsafe{}}
331 @c Unguarded access to __environ.
332 This function returns a string that is the value of the environment
333 variable @var{name}.  You must not modify this string.  In some non-Unix
334 systems not using @theglibc{}, it might be overwritten by subsequent
335 calls to @code{getenv} (but not by any other library function).  If the
336 environment variable @var{name} is not defined, the value is a null
337 pointer.
338 @end deftypefun
340 @comment stdlib.h
341 @comment GNU
342 @deftypefun {char *} secure_getenv (const char *@var{name})
343 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsenv{}}@assafe{}@acsafe{}}
344 @c Calls getenv unless secure mode is enabled.
345 This function is similar to @code{getenv}, but it returns a null
346 pointer if the environment is untrusted.  This happens when the
347 program file has SUID or SGID bits set.  General-purpose libraries
348 should always prefer this function over @code{getenv} to avoid
349 vulnerabilities if the library is referenced from a SUID/SGID program.
351 This function is a GNU extension.
352 @end deftypefun
355 @comment stdlib.h
356 @comment SVID
357 @deftypefun int putenv (char *@var{string})
358 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasuconst{:@mtsenv{}}}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{} @acsmem{}}}
359 @c putenv @mtasuconst:@mtsenv @ascuheap @asulock @acucorrupt @aculock @acsmem
360 @c  strchr dup ok
361 @c  strndup dup @ascuheap @acsmem
362 @c  add_to_environ dup @mtasuconst:@mtsenv @ascuheap @asulock @acucorrupt @aculock @acsmem
363 @c  free dup @ascuheap @acsmem
364 @c  unsetenv dup @mtasuconst:@mtsenv @asulock @aculock
365 The @code{putenv} function adds or removes definitions from the environment.
366 If the @var{string} is of the form @samp{@var{name}=@var{value}}, the
367 definition is added to the environment.  Otherwise, the @var{string} is
368 interpreted as the name of an environment variable, and any definition
369 for this variable in the environment is removed.
371 If the function is successful it returns @code{0}.  Otherwise the return
372 value is nonzero and @code{errno} is set to indicate the error.
374 The difference to the @code{setenv} function is that the exact string
375 given as the parameter @var{string} is put into the environment.  If the
376 user should change the string after the @code{putenv} call this will
377 reflect automatically in the environment.  This also requires that
378 @var{string} not be an automatic variable whose scope is left before the
379 variable is removed from the environment.  The same applies of course to
380 dynamically allocated variables which are freed later.
382 This function is part of the extended Unix interface.  You should define
383 @var{_XOPEN_SOURCE} before including any header.
384 @end deftypefun
387 @comment stdlib.h
388 @comment BSD
389 @deftypefun int setenv (const char *@var{name}, const char *@var{value}, int @var{replace})
390 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasuconst{:@mtsenv{}}}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{} @acsmem{}}}
391 @c setenv @mtasuconst:@mtsenv @ascuheap @asulock @acucorrupt @aculock @acsmem
392 @c  add_to_environ @mtasuconst:@mtsenv @ascuheap @asulock @acucorrupt @aculock @acsmem
393 @c   strlen dup ok
394 @c   libc_lock_lock @asulock @aculock
395 @c   strncmp dup ok
396 @c   realloc dup @ascuheap @acsmem
397 @c   libc_lock_unlock @aculock
398 @c   malloc dup @ascuheap @acsmem
399 @c   free dup @ascuheap @acsmem
400 @c   mempcpy dup ok
401 @c   memcpy dup ok
402 @c   KNOWN_VALUE ok
403 @c    tfind(strcmp) [no @mtsrace guarded access]
404 @c     strcmp dup ok
405 @c   STORE_VALUE @ascuheap @acucorrupt @acsmem
406 @c    tsearch(strcmp) @ascuheap @acucorrupt @acsmem [no @mtsrace or @asucorrupt guarded access makes for mtsafe and @asulock]
407 @c     strcmp dup ok
408 The @code{setenv} function can be used to add a new definition to the
409 environment.  The entry with the name @var{name} is replaced by the
410 value @samp{@var{name}=@var{value}}.  Please note that this is also true
411 if @var{value} is the empty string.  To do this a new string is created
412 and the strings @var{name} and @var{value} are copied.  A null pointer
413 for the @var{value} parameter is illegal.  If the environment already
414 contains an entry with key @var{name} the @var{replace} parameter
415 controls the action.  If replace is zero, nothing happens.  Otherwise
416 the old entry is replaced by the new one.
418 Please note that you cannot remove an entry completely using this function.
420 If the function is successful it returns @code{0}.  Otherwise the
421 environment is unchanged and the return value is @code{-1} and
422 @code{errno} is set.
424 This function was originally part of the BSD library but is now part of
425 the Unix standard.
426 @end deftypefun
428 @comment stdlib.h
429 @comment BSD
430 @deftypefun int unsetenv (const char *@var{name})
431 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasuconst{:@mtsenv{}}}@asunsafe{@asulock{}}@acunsafe{@aculock{}}}
432 @c unsetenv @mtasuconst:@mtsenv @asulock @aculock
433 @c  strchr dup ok
434 @c  strlen dup ok
435 @c  libc_lock_lock @asulock @aculock
436 @c  strncmp dup ok
437 @c  libc_lock_unlock @aculock
438 Using this function one can remove an entry completely from the
439 environment.  If the environment contains an entry with the key
440 @var{name} this whole entry is removed.  A call to this function is
441 equivalent to a call to @code{putenv} when the @var{value} part of the
442 string is empty.
444 The function return @code{-1} if @var{name} is a null pointer, points to
445 an empty string, or points to a string containing a @code{=} character.
446 It returns @code{0} if the call succeeded.
448 This function was originally part of the BSD library but is now part of
449 the Unix standard.  The BSD version had no return value, though.
450 @end deftypefun
452 There is one more function to modify the whole environment.  This
453 function is said to be used in the POSIX.9 (POSIX bindings for Fortran
454 77) and so one should expect it did made it into POSIX.1.  But this
455 never happened.  But we still provide this function as a GNU extension
456 to enable writing standard compliant Fortran environments.
458 @comment stdlib.h
459 @comment GNU
460 @deftypefun int clearenv (void)
461 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasuconst{:@mtsenv{}}}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{}}}
462 @c clearenv @mtasuconst:@mtsenv @ascuheap @asulock @aculock @acsmem
463 @c  libc_lock_lock @asulock @aculock
464 @c  free dup @ascuheap @acsmem
465 @c  libc_lock_unlock @aculock
466 The @code{clearenv} function removes all entries from the environment.
467 Using @code{putenv} and @code{setenv} new entries can be added again
468 later.
470 If the function is successful it returns @code{0}.  Otherwise the return
471 value is nonzero.
472 @end deftypefun
475 You can deal directly with the underlying representation of environment
476 objects to add more variables to the environment (for example, to
477 communicate with another program you are about to execute;
478 @pxref{Executing a File}).
480 @comment unistd.h
481 @comment POSIX.1
482 @deftypevar {char **} environ
483 The environment is represented as an array of strings.  Each string is
484 of the format @samp{@var{name}=@var{value}}.  The order in which
485 strings appear in the environment is not significant, but the same
486 @var{name} must not appear more than once.  The last element of the
487 array is a null pointer.
489 This variable is declared in the header file @file{unistd.h}.
491 If you just want to get the value of an environment variable, use
492 @code{getenv}.
493 @end deftypevar
495 Unix systems, and @gnusystems{}, pass the initial value of
496 @code{environ} as the third argument to @code{main}.
497 @xref{Program Arguments}.
499 @node Standard Environment
500 @subsection Standard Environment Variables
501 @cindex standard environment variables
503 These environment variables have standard meanings.  This doesn't mean
504 that they are always present in the environment; but if these variables
505 @emph{are} present, they have these meanings.  You shouldn't try to use
506 these environment variable names for some other purpose.
508 @comment Extra blank lines make it look better.
509 @table @code
510 @item HOME
511 @cindex @code{HOME} environment variable
512 @cindex home directory
514 This is a string representing the user's @dfn{home directory}, or
515 initial default working directory.
517 The user can set @code{HOME} to any value.
518 If you need to make sure to obtain the proper home directory
519 for a particular user, you should not use @code{HOME}; instead,
520 look up the user's name in the user database (@pxref{User Database}).
522 For most purposes, it is better to use @code{HOME}, precisely because
523 this lets the user specify the value.
525 @c !!! also USER
526 @item LOGNAME
527 @cindex @code{LOGNAME} environment variable
529 This is the name that the user used to log in.  Since the value in the
530 environment can be tweaked arbitrarily, this is not a reliable way to
531 identify the user who is running a program; a function like
532 @code{getlogin} (@pxref{Who Logged In}) is better for that purpose.
534 For most purposes, it is better to use @code{LOGNAME}, precisely because
535 this lets the user specify the value.
537 @item PATH
538 @cindex @code{PATH} environment variable
540 A @dfn{path} is a sequence of directory names which is used for
541 searching for a file.  The variable @code{PATH} holds a path used
542 for searching for programs to be run.
544 The @code{execlp} and @code{execvp} functions (@pxref{Executing a File})
545 use this environment variable, as do many shells and other utilities
546 which are implemented in terms of those functions.
548 The syntax of a path is a sequence of directory names separated by
549 colons.  An empty string instead of a directory name stands for the
550 current directory (@pxref{Working Directory}).
552 A typical value for this environment variable might be a string like:
554 @smallexample
555 :/bin:/etc:/usr/bin:/usr/new/X11:/usr/new:/usr/local/bin
556 @end smallexample
558 This means that if the user tries to execute a program named @code{foo},
559 the system will look for files named @file{foo}, @file{/bin/foo},
560 @file{/etc/foo}, and so on.  The first of these files that exists is
561 the one that is executed.
563 @c !!! also TERMCAP
564 @item TERM
565 @cindex @code{TERM} environment variable
567 This specifies the kind of terminal that is receiving program output.
568 Some programs can make use of this information to take advantage of
569 special escape sequences or terminal modes supported by particular kinds
570 of terminals.  Many programs which use the termcap library
571 (@pxref{Finding a Terminal Description,Find,,termcap,The Termcap Library
572 Manual}) use the @code{TERM} environment variable, for example.
574 @item TZ
575 @cindex @code{TZ} environment variable
577 This specifies the time zone.  @xref{TZ Variable}, for information about
578 the format of this string and how it is used.
580 @item LANG
581 @cindex @code{LANG} environment variable
583 This specifies the default locale to use for attribute categories where
584 neither @code{LC_ALL} nor the specific environment variable for that
585 category is set.  @xref{Locales}, for more information about
586 locales.
588 @ignore
589 @c I doubt this really exists
590 @item LC_ALL
591 @cindex @code{LC_ALL} environment variable
593 This is similar to the @code{LANG} environment variable.  However, its
594 value takes precedence over any values provided for the individual
595 attribute category environment variables, or for the @code{LANG}
596 environment variable.
597 @end ignore
599 @item LC_ALL
600 @cindex @code{LC_ALL} environment variable
602 If this environment variable is set it overrides the selection for all
603 the locales done using the other @code{LC_*} environment variables.  The
604 value of the other @code{LC_*} environment variables is simply ignored
605 in this case.
607 @item LC_COLLATE
608 @cindex @code{LC_COLLATE} environment variable
610 This specifies what locale to use for string sorting.
612 @item LC_CTYPE
613 @cindex @code{LC_CTYPE} environment variable
615 This specifies what locale to use for character sets and character
616 classification.
618 @item LC_MESSAGES
619 @cindex @code{LC_MESSAGES} environment variable
621 This specifies what locale to use for printing messages and to parse
622 responses.
624 @item LC_MONETARY
625 @cindex @code{LC_MONETARY} environment variable
627 This specifies what locale to use for formatting monetary values.
629 @item LC_NUMERIC
630 @cindex @code{LC_NUMERIC} environment variable
632 This specifies what locale to use for formatting numbers.
634 @item LC_TIME
635 @cindex @code{LC_TIME} environment variable
637 This specifies what locale to use for formatting date/time values.
639 @item NLSPATH
640 @cindex @code{NLSPATH} environment variable
642 This specifies the directories in which the @code{catopen} function
643 looks for message translation catalogs.
645 @item _POSIX_OPTION_ORDER
646 @cindex @code{_POSIX_OPTION_ORDER} environment variable.
648 If this environment variable is defined, it suppresses the usual
649 reordering of command line arguments by @code{getopt} and
650 @code{argp_parse}.  @xref{Argument Syntax}.
652 @c !!! GNU also has COREFILE, CORESERVER, EXECSERVERS
653 @end table
655 @node Auxiliary Vector
656 @section Auxiliary Vector
657 @cindex auxiliary vector
659 When a program is executed, it receives information from the operating
660 system about the environment in which it is operating.  The form of this
661 information is a table of key-value pairs, where the keys are from the
662 set of @samp{AT_} values in @file{elf.h}.  Some of the data is provided
663 by the kernel for libc consumption, and may be obtained by ordinary
664 interfaces, such as @code{sysconf}.  However, on a platform-by-platform
665 basis there may be information that is not available any other way.
667 @subsection Definition of @code{getauxval}
668 @comment sys/auxv.h
669 @deftypefun {unsigned long int} getauxval (unsigned long int @var{type})
670 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
671 @c Reads from hwcap or iterates over constant auxv.
672 This function is used to inquire about the entries in the auxiliary
673 vector.  The @var{type} argument should be one of the @samp{AT_} symbols
674 defined in @file{elf.h}.  If a matching entry is found, the value is
675 returned; if the entry is not found, zero is returned and @code{errno} is
676 set to @code{ENOENT}.
677 @end deftypefun
679 For some platforms, the key @code{AT_HWCAP} is the easiest way to inquire
680 about any instruction set extensions available at runtime.  In this case,
681 there will (of necessity) be a platform-specific set of @samp{HWCAP_}
682 values masked together that describe the capabilities of the cpu on which
683 the program is being executed.
685 @node System Calls
686 @section System Calls
688 @cindex system call
689 A system call is a request for service that a program makes of the
690 kernel.  The service is generally something that only the kernel has
691 the privilege to do, such as doing I/O.  Programmers don't normally
692 need to be concerned with system calls because there are functions in
693 @theglibc{} to do virtually everything that system calls do.
694 These functions work by making system calls themselves.  For example,
695 there is a system call that changes the permissions of a file, but
696 you don't need to know about it because you can just use @theglibc{}'s
697 @code{chmod} function.
699 @cindex kernel call
700 System calls are sometimes called kernel calls.
702 However, there are times when you want to make a system call explicitly,
703 and for that, @theglibc{} provides the @code{syscall} function.
704 @code{syscall} is harder to use and less portable than functions like
705 @code{chmod}, but easier and more portable than coding the system call
706 in assembler instructions.
708 @code{syscall} is most useful when you are working with a system call
709 which is special to your system or is newer than @theglibc{} you
710 are using.  @code{syscall} is implemented in an entirely generic way;
711 the function does not know anything about what a particular system
712 call does or even if it is valid.
714 The description of @code{syscall} in this section assumes a certain
715 protocol for system calls on the various platforms on which @theglibc{}
716 runs.  That protocol is not defined by any strong authority, but
717 we won't describe it here either because anyone who is coding
718 @code{syscall} probably won't accept anything less than kernel and C
719 library source code as a specification of the interface between them
720 anyway.
723 @code{syscall} is declared in @file{unistd.h}.
725 @comment unistd.h
726 @comment ???
727 @deftypefun {long int} syscall (long int @var{sysno}, @dots{})
728 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
730 @code{syscall} performs a generic system call.
732 @cindex system call number
733 @var{sysno} is the system call number.  Each kind of system call is
734 identified by a number.  Macros for all the possible system call numbers
735 are defined in @file{sys/syscall.h}
737 The remaining arguments are the arguments for the system call, in
738 order, and their meanings depend on the kind of system call.  Each kind
739 of system call has a definite number of arguments, from zero to five.
740 If you code more arguments than the system call takes, the extra ones to
741 the right are ignored.
743 The return value is the return value from the system call, unless the
744 system call failed.  In that case, @code{syscall} returns @code{-1} and
745 sets @code{errno} to an error code that the system call returned.  Note
746 that system calls do not return @code{-1} when they succeed.
747 @cindex errno
749 If you specify an invalid @var{sysno}, @code{syscall} returns @code{-1}
750 with @code{errno} = @code{ENOSYS}.
752 Example:
754 @smallexample
756 #include <unistd.h>
757 #include <sys/syscall.h>
758 #include <errno.h>
760 @dots{}
762 int rc;
764 rc = syscall(SYS_chmod, "/etc/passwd", 0444);
766 if (rc == -1)
767    fprintf(stderr, "chmod failed, errno = %d\n", errno);
769 @end smallexample
771 This, if all the compatibility stars are aligned, is equivalent to the
772 following preferable code:
774 @smallexample
776 #include <sys/types.h>
777 #include <sys/stat.h>
778 #include <errno.h>
780 @dots{}
782 int rc;
784 rc = chmod("/etc/passwd", 0444);
785 if (rc == -1)
786    fprintf(stderr, "chmod failed, errno = %d\n", errno);
788 @end smallexample
790 @end deftypefun
793 @node Program Termination
794 @section Program Termination
795 @cindex program termination
796 @cindex process termination
798 @cindex exit status value
799 The usual way for a program to terminate is simply for its @code{main}
800 function to return.  The @dfn{exit status value} returned from the
801 @code{main} function is used to report information back to the process's
802 parent process or shell.
804 A program can also terminate normally by calling the @code{exit}
805 function.
807 In addition, programs can be terminated by signals; this is discussed in
808 more detail in @ref{Signal Handling}.  The @code{abort} function causes
809 a signal that kills the program.
811 @menu
812 * Normal Termination::          If a program calls @code{exit}, a
813                                  process terminates normally.
814 * Exit Status::                 The @code{exit status} provides information
815                                  about why the process terminated.
816 * Cleanups on Exit::            A process can run its own cleanup
817                                  functions upon normal termination.
818 * Aborting a Program::          The @code{abort} function causes
819                                  abnormal program termination.
820 * Termination Internals::       What happens when a process terminates.
821 @end menu
823 @node Normal Termination
824 @subsection Normal Termination
826 A process terminates normally when its program signals it is done by
827 calling @code{exit}.  Returning from @code{main} is equivalent to
828 calling @code{exit}, and the value that @code{main} returns is used as
829 the argument to @code{exit}.
831 @comment stdlib.h
832 @comment ISO
833 @deftypefun void exit (int @var{status})
834 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:exit}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
835 @c Access to the atexit/on_exit list, the libc_atexit hook and tls dtors
836 @c is not guarded.  Streams must be flushed, and that triggers the usual
837 @c AS and AC issues with streams.
838 The @code{exit} function tells the system that the program is done, which
839 causes it to terminate the process.
841 @var{status} is the program's exit status, which becomes part of the
842 process' termination status.  This function does not return.
843 @end deftypefun
845 Normal termination causes the following actions:
847 @enumerate
848 @item
849 Functions that were registered with the @code{atexit} or @code{on_exit}
850 functions are called in the reverse order of their registration.  This
851 mechanism allows your application to specify its own ``cleanup'' actions
852 to be performed at program termination.  Typically, this is used to do
853 things like saving program state information in a file, or unlocking
854 locks in shared data bases.
856 @item
857 All open streams are closed, writing out any buffered output data.  See
858 @ref{Closing Streams}.  In addition, temporary files opened
859 with the @code{tmpfile} function are removed; see @ref{Temporary Files}.
861 @item
862 @code{_exit} is called, terminating the program.  @xref{Termination Internals}.
863 @end enumerate
865 @node Exit Status
866 @subsection Exit Status
867 @cindex exit status
869 When a program exits, it can return to the parent process a small
870 amount of information about the cause of termination, using the
871 @dfn{exit status}.  This is a value between 0 and 255 that the exiting
872 process passes as an argument to @code{exit}.
874 Normally you should use the exit status to report very broad information
875 about success or failure.  You can't provide a lot of detail about the
876 reasons for the failure, and most parent processes would not want much
877 detail anyway.
879 There are conventions for what sorts of status values certain programs
880 should return.  The most common convention is simply 0 for success and 1
881 for failure.  Programs that perform comparison use a different
882 convention: they use status 1 to indicate a mismatch, and status 2 to
883 indicate an inability to compare.  Your program should follow an
884 existing convention if an existing convention makes sense for it.
886 A general convention reserves status values 128 and up for special
887 purposes.  In particular, the value 128 is used to indicate failure to
888 execute another program in a subprocess.  This convention is not
889 universally obeyed, but it is a good idea to follow it in your programs.
891 @strong{Warning:} Don't try to use the number of errors as the exit
892 status.  This is actually not very useful; a parent process would
893 generally not care how many errors occurred.  Worse than that, it does
894 not work, because the status value is truncated to eight bits.
895 Thus, if the program tried to report 256 errors, the parent would
896 receive a report of 0 errors---that is, success.
898 For the same reason, it does not work to use the value of @code{errno}
899 as the exit status---these can exceed 255.
901 @strong{Portability note:} Some non-POSIX systems use different
902 conventions for exit status values.  For greater portability, you can
903 use the macros @code{EXIT_SUCCESS} and @code{EXIT_FAILURE} for the
904 conventional status value for success and failure, respectively.  They
905 are declared in the file @file{stdlib.h}.
906 @pindex stdlib.h
908 @comment stdlib.h
909 @comment ISO
910 @deftypevr Macro int EXIT_SUCCESS
911 This macro can be used with the @code{exit} function to indicate
912 successful program completion.
914 On POSIX systems, the value of this macro is @code{0}.  On other
915 systems, the value might be some other (possibly non-constant) integer
916 expression.
917 @end deftypevr
919 @comment stdlib.h
920 @comment ISO
921 @deftypevr Macro int EXIT_FAILURE
922 This macro can be used with the @code{exit} function to indicate
923 unsuccessful program completion in a general sense.
925 On POSIX systems, the value of this macro is @code{1}.  On other
926 systems, the value might be some other (possibly non-constant) integer
927 expression.  Other nonzero status values also indicate failures.  Certain
928 programs use different nonzero status values to indicate particular
929 kinds of "non-success".  For example, @code{diff} uses status value
930 @code{1} to mean that the files are different, and @code{2} or more to
931 mean that there was difficulty in opening the files.
932 @end deftypevr
934 Don't confuse a program's exit status with a process' termination status.
935 There are lots of ways a process can terminate besides having its program
936 finish.  In the event that the process termination @emph{is} caused by program
937 termination (i.e., @code{exit}), though, the program's exit status becomes
938 part of the process' termination status.
940 @node Cleanups on Exit
941 @subsection Cleanups on Exit
943 Your program can arrange to run its own cleanup functions if normal
944 termination happens.  If you are writing a library for use in various
945 application programs, then it is unreliable to insist that all
946 applications call the library's cleanup functions explicitly before
947 exiting.  It is much more robust to make the cleanup invisible to the
948 application, by setting up a cleanup function in the library itself
949 using @code{atexit} or @code{on_exit}.
951 @comment stdlib.h
952 @comment ISO
953 @deftypefun int atexit (void (*@var{function}) (void))
954 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{}}}
955 @c atexit @ascuheap @asulock @aculock @acsmem
956 @c  cxa_atexit @ascuheap @asulock @aculock @acsmem
957 @c   __internal_atexit @ascuheap @asulock @aculock @acsmem
958 @c    __new_exitfn @ascuheap @asulock @aculock @acsmem
959 @c     __libc_lock_lock @asulock @aculock
960 @c     calloc dup @ascuheap @acsmem
961 @c     __libc_lock_unlock @aculock
962 @c    atomic_write_barrier dup ok
963 The @code{atexit} function registers the function @var{function} to be
964 called at normal program termination.  The @var{function} is called with
965 no arguments.
967 The return value from @code{atexit} is zero on success and nonzero if
968 the function cannot be registered.
969 @end deftypefun
971 @comment stdlib.h
972 @comment SunOS
973 @deftypefun int on_exit (void (*@var{function})(int @var{status}, void *@var{arg}), void *@var{arg})
974 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{}}}
975 @c on_exit @ascuheap @asulock @aculock @acsmem
976 @c  new_exitfn dup @ascuheap @asulock @aculock @acsmem
977 @c  atomic_write_barrier dup ok
978 This function is a somewhat more powerful variant of @code{atexit}.  It
979 accepts two arguments, a function @var{function} and an arbitrary
980 pointer @var{arg}.  At normal program termination, the @var{function} is
981 called with two arguments:  the @var{status} value passed to @code{exit},
982 and the @var{arg}.
984 This function is included in @theglibc{} only for compatibility
985 for SunOS, and may not be supported by other implementations.
986 @end deftypefun
988 Here's a trivial program that illustrates the use of @code{exit} and
989 @code{atexit}:
991 @smallexample
992 @include atexit.c.texi
993 @end smallexample
995 @noindent
996 When this program is executed, it just prints the message and exits.
998 @node Aborting a Program
999 @subsection Aborting a Program
1000 @cindex aborting a program
1002 You can abort your program using the @code{abort} function.  The prototype
1003 for this function is in @file{stdlib.h}.
1004 @pindex stdlib.h
1006 @comment stdlib.h
1007 @comment ISO
1008 @deftypefun void abort (void)
1009 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1010 @c The implementation takes a recursive lock and attempts to support
1011 @c calls from signal handlers, but if we're in the middle of flushing or
1012 @c using streams, we may encounter them in inconsistent states.
1013 The @code{abort} function causes abnormal program termination.  This
1014 does not execute cleanup functions registered with @code{atexit} or
1015 @code{on_exit}.
1017 This function actually terminates the process by raising a
1018 @code{SIGABRT} signal, and your program can include a handler to
1019 intercept this signal; see @ref{Signal Handling}.
1020 @end deftypefun
1022 @c Put in by rms.  Don't remove.
1023 @cartouche
1024 @strong{Future Change Warning:} Proposed Federal censorship regulations
1025 may prohibit us from giving you information about the possibility of
1026 calling this function.  We would be required to say that this is not an
1027 acceptable way of terminating a program.
1028 @end cartouche
1030 @node Termination Internals
1031 @subsection Termination Internals
1033 The @code{_exit} function is the primitive used for process termination
1034 by @code{exit}.  It is declared in the header file @file{unistd.h}.
1035 @pindex unistd.h
1037 @comment unistd.h
1038 @comment POSIX.1
1039 @deftypefun void _exit (int @var{status})
1040 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
1041 @c Direct syscall (exit_group or exit); calls __task_terminate on hurd,
1042 @c and abort in the generic posix implementation.
1043 The @code{_exit} function is the primitive for causing a process to
1044 terminate with status @var{status}.  Calling this function does not
1045 execute cleanup functions registered with @code{atexit} or
1046 @code{on_exit}.
1047 @end deftypefun
1049 @comment stdlib.h
1050 @comment ISO
1051 @deftypefun void _Exit (int @var{status})
1052 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
1053 @c Alias for _exit.
1054 The @code{_Exit} function is the @w{ISO C} equivalent to @code{_exit}.
1055 The @w{ISO C} committee members were not sure whether the definitions of
1056 @code{_exit} and @code{_Exit} were compatible so they have not used the
1057 POSIX name.
1059 This function was introduced in @w{ISO C99} and is declared in
1060 @file{stdlib.h}.
1061 @end deftypefun
1063 When a process terminates for any reason---either because the program
1064 terminates, or as a result of a signal---the
1065 following things happen:
1067 @itemize @bullet
1068 @item
1069 All open file descriptors in the process are closed.  @xref{Low-Level I/O}.
1070 Note that streams are not flushed automatically when the process
1071 terminates; see @ref{I/O on Streams}.
1073 @item
1074 A process exit status is saved to be reported back to the parent process
1075 via @code{wait} or @code{waitpid}; see @ref{Process Completion}.  If the
1076 program exited, this status includes as its low-order 8 bits the program
1077 exit status.
1080 @item
1081 Any child processes of the process being terminated are assigned a new
1082 parent process.  (On most systems, including GNU, this is the @code{init}
1083 process, with process ID 1.)
1085 @item
1086 A @code{SIGCHLD} signal is sent to the parent process.
1088 @item
1089 If the process is a session leader that has a controlling terminal, then
1090 a @code{SIGHUP} signal is sent to each process in the foreground job,
1091 and the controlling terminal is disassociated from that session.
1092 @xref{Job Control}.
1094 @item
1095 If termination of a process causes a process group to become orphaned,
1096 and any member of that process group is stopped, then a @code{SIGHUP}
1097 signal and a @code{SIGCONT} signal are sent to each process in the
1098 group.  @xref{Job Control}.
1099 @end itemize