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[glibc.git] / manual / startup.texi
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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 systems.  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 @deftypefun int getsubopt (char **@var{optionp}, char *const *@var{tokens}, char **@var{valuep})
223 @standards{???, stdlib.h}
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 are no more suboptions 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 @deftypefun {char *} getenv (const char *@var{name})
328 @standards{ISO, stdlib.h}
329 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsenv{}}@assafe{}@acsafe{}}
330 @c Unguarded access to __environ.
331 This function returns a string that is the value of the environment
332 variable @var{name}.  You must not modify this string.  In some non-Unix
333 systems not using @theglibc{}, it might be overwritten by subsequent
334 calls to @code{getenv} (but not by any other library function).  If the
335 environment variable @var{name} is not defined, the value is a null
336 pointer.
337 @end deftypefun
339 @deftypefun {char *} secure_getenv (const char *@var{name})
340 @standards{GNU, stdlib.h}
341 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsenv{}}@assafe{}@acsafe{}}
342 @c Calls getenv unless secure mode is enabled.
343 This function is similar to @code{getenv}, but it returns a null
344 pointer if the environment is untrusted.  This happens when the
345 program file has SUID or SGID bits set.  General-purpose libraries
346 should always prefer this function over @code{getenv} to avoid
347 vulnerabilities if the library is referenced from a SUID/SGID program.
349 This function is a GNU extension.
350 @end deftypefun
353 @deftypefun int putenv (char *@var{string})
354 @standards{SVID, stdlib.h}
355 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasuconst{:@mtsenv{}}}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{} @acsmem{}}}
356 @c putenv @mtasuconst:@mtsenv @ascuheap @asulock @acucorrupt @aculock @acsmem
357 @c  strchr dup ok
358 @c  strndup dup @ascuheap @acsmem
359 @c  add_to_environ dup @mtasuconst:@mtsenv @ascuheap @asulock @acucorrupt @aculock @acsmem
360 @c  free dup @ascuheap @acsmem
361 @c  unsetenv dup @mtasuconst:@mtsenv @asulock @aculock
362 The @code{putenv} function adds or removes definitions from the environment.
363 If the @var{string} is of the form @samp{@var{name}=@var{value}}, the
364 definition is added to the environment.  Otherwise, the @var{string} is
365 interpreted as the name of an environment variable, and any definition
366 for this variable in the environment is removed.
368 If the function is successful it returns @code{0}.  Otherwise the return
369 value is nonzero and @code{errno} is set to indicate the error.
371 The difference to the @code{setenv} function is that the exact string
372 given as the parameter @var{string} is put into the environment.  If the
373 user should change the string after the @code{putenv} call this will
374 reflect automatically in the environment.  This also requires that
375 @var{string} not be an automatic variable whose scope is left before the
376 variable is removed from the environment.  The same applies of course to
377 dynamically allocated variables which are freed later.
379 This function is part of the extended Unix interface.  You should define
380 @var{_XOPEN_SOURCE} before including any header.
381 @end deftypefun
384 @deftypefun int setenv (const char *@var{name}, const char *@var{value}, int @var{replace})
385 @standards{BSD, stdlib.h}
386 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasuconst{:@mtsenv{}}}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{} @acsmem{}}}
387 @c setenv @mtasuconst:@mtsenv @ascuheap @asulock @acucorrupt @aculock @acsmem
388 @c  add_to_environ @mtasuconst:@mtsenv @ascuheap @asulock @acucorrupt @aculock @acsmem
389 @c   strlen dup ok
390 @c   libc_lock_lock @asulock @aculock
391 @c   strncmp dup ok
392 @c   realloc dup @ascuheap @acsmem
393 @c   libc_lock_unlock @aculock
394 @c   malloc dup @ascuheap @acsmem
395 @c   free dup @ascuheap @acsmem
396 @c   mempcpy dup ok
397 @c   memcpy dup ok
398 @c   KNOWN_VALUE ok
399 @c    tfind(strcmp) [no @mtsrace guarded access]
400 @c     strcmp dup ok
401 @c   STORE_VALUE @ascuheap @acucorrupt @acsmem
402 @c    tsearch(strcmp) @ascuheap @acucorrupt @acsmem [no @mtsrace or @asucorrupt guarded access makes for mtsafe and @asulock]
403 @c     strcmp dup ok
404 The @code{setenv} function can be used to add a new definition to the
405 environment.  The entry with the name @var{name} is replaced by the
406 value @samp{@var{name}=@var{value}}.  Please note that this is also true
407 if @var{value} is the empty string.  To do this a new string is created
408 and the strings @var{name} and @var{value} are copied.  A null pointer
409 for the @var{value} parameter is illegal.  If the environment already
410 contains an entry with key @var{name} the @var{replace} parameter
411 controls the action.  If replace is zero, nothing happens.  Otherwise
412 the old entry is replaced by the new one.
414 Please note that you cannot remove an entry completely using this function.
416 If the function is successful it returns @code{0}.  Otherwise the
417 environment is unchanged and the return value is @code{-1} and
418 @code{errno} is set.
420 This function was originally part of the BSD library but is now part of
421 the Unix standard.
422 @end deftypefun
424 @deftypefun int unsetenv (const char *@var{name})
425 @standards{BSD, stdlib.h}
426 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasuconst{:@mtsenv{}}}@asunsafe{@asulock{}}@acunsafe{@aculock{}}}
427 @c unsetenv @mtasuconst:@mtsenv @asulock @aculock
428 @c  strchr dup ok
429 @c  strlen dup ok
430 @c  libc_lock_lock @asulock @aculock
431 @c  strncmp dup ok
432 @c  libc_lock_unlock @aculock
433 Using this function one can remove an entry completely from the
434 environment.  If the environment contains an entry with the key
435 @var{name} this whole entry is removed.  A call to this function is
436 equivalent to a call to @code{putenv} when the @var{value} part of the
437 string is empty.
439 The function returns @code{-1} if @var{name} is a null pointer, points to
440 an empty string, or points to a string containing a @code{=} character.
441 It returns @code{0} if the call succeeded.
443 This function was originally part of the BSD library but is now part of
444 the Unix standard.  The BSD version had no return value, though.
445 @end deftypefun
447 There is one more function to modify the whole environment.  This
448 function is said to be used in the POSIX.9 (POSIX bindings for Fortran
449 77) and so one should expect it did made it into POSIX.1.  But this
450 never happened.  But we still provide this function as a GNU extension
451 to enable writing standard compliant Fortran environments.
453 @deftypefun int clearenv (void)
454 @standards{GNU, stdlib.h}
455 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasuconst{:@mtsenv{}}}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{}}}
456 @c clearenv @mtasuconst:@mtsenv @ascuheap @asulock @aculock @acsmem
457 @c  libc_lock_lock @asulock @aculock
458 @c  free dup @ascuheap @acsmem
459 @c  libc_lock_unlock @aculock
460 The @code{clearenv} function removes all entries from the environment.
461 Using @code{putenv} and @code{setenv} new entries can be added again
462 later.
464 If the function is successful it returns @code{0}.  Otherwise the return
465 value is nonzero.
466 @end deftypefun
469 You can deal directly with the underlying representation of environment
470 objects to add more variables to the environment (for example, to
471 communicate with another program you are about to execute;
472 @pxref{Executing a File}).
474 @deftypevar {char **} environ
475 @standards{POSIX.1, unistd.h}
476 The environment is represented as an array of strings.  Each string is
477 of the format @samp{@var{name}=@var{value}}.  The order in which
478 strings appear in the environment is not significant, but the same
479 @var{name} must not appear more than once.  The last element of the
480 array is a null pointer.
482 This variable is declared in the header file @file{unistd.h}.
484 If you just want to get the value of an environment variable, use
485 @code{getenv}.
486 @end deftypevar
488 Unix systems, and @gnusystems{}, pass the initial value of
489 @code{environ} as the third argument to @code{main}.
490 @xref{Program Arguments}.
492 @node Standard Environment
493 @subsection Standard Environment Variables
494 @cindex standard environment variables
496 These environment variables have standard meanings.  This doesn't mean
497 that they are always present in the environment; but if these variables
498 @emph{are} present, they have these meanings.  You shouldn't try to use
499 these environment variable names for some other purpose.
501 @comment Extra blank lines make it look better.
502 @table @code
503 @item HOME
504 @cindex @code{HOME} environment variable
505 @cindex home directory
507 This is a string representing the user's @dfn{home directory}, or
508 initial default working directory.
510 The user can set @code{HOME} to any value.
511 If you need to make sure to obtain the proper home directory
512 for a particular user, you should not use @code{HOME}; instead,
513 look up the user's name in the user database (@pxref{User Database}).
515 For most purposes, it is better to use @code{HOME}, precisely because
516 this lets the user specify the value.
518 @c !!! also USER
519 @item LOGNAME
520 @cindex @code{LOGNAME} environment variable
522 This is the name that the user used to log in.  Since the value in the
523 environment can be tweaked arbitrarily, this is not a reliable way to
524 identify the user who is running a program; a function like
525 @code{getlogin} (@pxref{Who Logged In}) is better for that purpose.
527 For most purposes, it is better to use @code{LOGNAME}, precisely because
528 this lets the user specify the value.
530 @item PATH
531 @cindex @code{PATH} environment variable
533 A @dfn{path} is a sequence of directory names which is used for
534 searching for a file.  The variable @code{PATH} holds a path used
535 for searching for programs to be run.
537 The @code{execlp} and @code{execvp} functions (@pxref{Executing a File})
538 use this environment variable, as do many shells and other utilities
539 which are implemented in terms of those functions.
541 The syntax of a path is a sequence of directory names separated by
542 colons.  An empty string instead of a directory name stands for the
543 current directory (@pxref{Working Directory}).
545 A typical value for this environment variable might be a string like:
547 @smallexample
548 :/bin:/etc:/usr/bin:/usr/new/X11:/usr/new:/usr/local/bin
549 @end smallexample
551 This means that if the user tries to execute a program named @code{foo},
552 the system will look for files named @file{foo}, @file{/bin/foo},
553 @file{/etc/foo}, and so on.  The first of these files that exists is
554 the one that is executed.
556 @c !!! also TERMCAP
557 @item TERM
558 @cindex @code{TERM} environment variable
560 This specifies the kind of terminal that is receiving program output.
561 Some programs can make use of this information to take advantage of
562 special escape sequences or terminal modes supported by particular kinds
563 of terminals.  Many programs which use the termcap library
564 (@pxref{Finding a Terminal Description,Find,,termcap,The Termcap Library
565 Manual}) use the @code{TERM} environment variable, for example.
567 @item TZ
568 @cindex @code{TZ} environment variable
570 This specifies the time zone.  @xref{TZ Variable}, for information about
571 the format of this string and how it is used.
573 @item LANG
574 @cindex @code{LANG} environment variable
576 This specifies the default locale to use for attribute categories where
577 neither @code{LC_ALL} nor the specific environment variable for that
578 category is set.  @xref{Locales}, for more information about
579 locales.
581 @ignore
582 @c I doubt this really exists
583 @item LC_ALL
584 @cindex @code{LC_ALL} environment variable
586 This is similar to the @code{LANG} environment variable.  However, its
587 value takes precedence over any values provided for the individual
588 attribute category environment variables, or for the @code{LANG}
589 environment variable.
590 @end ignore
592 @item LC_ALL
593 @cindex @code{LC_ALL} environment variable
595 If this environment variable is set it overrides the selection for all
596 the locales done using the other @code{LC_*} environment variables.  The
597 value of the other @code{LC_*} environment variables is simply ignored
598 in this case.
600 @item LC_COLLATE
601 @cindex @code{LC_COLLATE} environment variable
603 This specifies what locale to use for string sorting.
605 @item LC_CTYPE
606 @cindex @code{LC_CTYPE} environment variable
608 This specifies what locale to use for character sets and character
609 classification.
611 @item LC_MESSAGES
612 @cindex @code{LC_MESSAGES} environment variable
614 This specifies what locale to use for printing messages and to parse
615 responses.
617 @item LC_MONETARY
618 @cindex @code{LC_MONETARY} environment variable
620 This specifies what locale to use for formatting monetary values.
622 @item LC_NUMERIC
623 @cindex @code{LC_NUMERIC} environment variable
625 This specifies what locale to use for formatting numbers.
627 @item LC_TIME
628 @cindex @code{LC_TIME} environment variable
630 This specifies what locale to use for formatting date/time values.
632 @item NLSPATH
633 @cindex @code{NLSPATH} environment variable
635 This specifies the directories in which the @code{catopen} function
636 looks for message translation catalogs.
638 @item _POSIX_OPTION_ORDER
639 @cindex @code{_POSIX_OPTION_ORDER} environment variable.
641 If this environment variable is defined, it suppresses the usual
642 reordering of command line arguments by @code{getopt} and
643 @code{argp_parse}.  @xref{Argument Syntax}.
645 @c !!! GNU also has COREFILE, CORESERVER, EXECSERVERS
646 @end table
648 @node Auxiliary Vector
649 @section Auxiliary Vector
650 @cindex auxiliary vector
652 When a program is executed, it receives information from the operating
653 system about the environment in which it is operating.  The form of this
654 information is a table of key-value pairs, where the keys are from the
655 set of @samp{AT_} values in @file{elf.h}.  Some of the data is provided
656 by the kernel for libc consumption, and may be obtained by ordinary
657 interfaces, such as @code{sysconf}.  However, on a platform-by-platform
658 basis there may be information that is not available any other way.
660 @subsection Definition of @code{getauxval}
661 @deftypefun {unsigned long int} getauxval (unsigned long int @var{type})
662 @standards{???, sys/auxv.h}
663 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
664 @c Reads from hwcap or iterates over constant auxv.
665 This function is used to inquire about the entries in the auxiliary
666 vector.  The @var{type} argument should be one of the @samp{AT_} symbols
667 defined in @file{elf.h}.  If a matching entry is found, the value is
668 returned; if the entry is not found, zero is returned and @code{errno} is
669 set to @code{ENOENT}.
670 @end deftypefun
672 For some platforms, the key @code{AT_HWCAP} is the easiest way to inquire
673 about any instruction set extensions available at runtime.  In this case,
674 there will (of necessity) be a platform-specific set of @samp{HWCAP_}
675 values masked together that describe the capabilities of the cpu on which
676 the program is being executed.
678 @node System Calls
679 @section System Calls
681 @cindex system call
682 A system call is a request for service that a program makes of the
683 kernel.  The service is generally something that only the kernel has
684 the privilege to do, such as doing I/O.  Programmers don't normally
685 need to be concerned with system calls because there are functions in
686 @theglibc{} to do virtually everything that system calls do.
687 These functions work by making system calls themselves.  For example,
688 there is a system call that changes the permissions of a file, but
689 you don't need to know about it because you can just use @theglibc{}'s
690 @code{chmod} function.
692 @cindex kernel call
693 System calls are sometimes called kernel calls.
695 However, there are times when you want to make a system call explicitly,
696 and for that, @theglibc{} provides the @code{syscall} function.
697 @code{syscall} is harder to use and less portable than functions like
698 @code{chmod}, but easier and more portable than coding the system call
699 in assembler instructions.
701 @code{syscall} is most useful when you are working with a system call
702 which is special to your system or is newer than @theglibc{} you
703 are using.  @code{syscall} is implemented in an entirely generic way;
704 the function does not know anything about what a particular system
705 call does or even if it is valid.
707 The description of @code{syscall} in this section assumes a certain
708 protocol for system calls on the various platforms on which @theglibc{}
709 runs.  That protocol is not defined by any strong authority, but
710 we won't describe it here either because anyone who is coding
711 @code{syscall} probably won't accept anything less than kernel and C
712 library source code as a specification of the interface between them
713 anyway.
716 @code{syscall} is declared in @file{unistd.h}.
718 @deftypefun {long int} syscall (long int @var{sysno}, @dots{})
719 @standards{???, unistd.h}
720 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
722 @code{syscall} performs a generic system call.
724 @cindex system call number
725 @var{sysno} is the system call number.  Each kind of system call is
726 identified by a number.  Macros for all the possible system call numbers
727 are defined in @file{sys/syscall.h}
729 The remaining arguments are the arguments for the system call, in
730 order, and their meanings depend on the kind of system call.  Each kind
731 of system call has a definite number of arguments, from zero to five.
732 If you code more arguments than the system call takes, the extra ones to
733 the right are ignored.
735 The return value is the return value from the system call, unless the
736 system call failed.  In that case, @code{syscall} returns @code{-1} and
737 sets @code{errno} to an error code that the system call returned.  Note
738 that system calls do not return @code{-1} when they succeed.
739 @cindex errno
741 If you specify an invalid @var{sysno}, @code{syscall} returns @code{-1}
742 with @code{errno} = @code{ENOSYS}.
744 Example:
746 @smallexample
748 #include <unistd.h>
749 #include <sys/syscall.h>
750 #include <errno.h>
752 @dots{}
754 int rc;
756 rc = syscall(SYS_chmod, "/etc/passwd", 0444);
758 if (rc == -1)
759    fprintf(stderr, "chmod failed, errno = %d\n", errno);
761 @end smallexample
763 This, if all the compatibility stars are aligned, is equivalent to the
764 following preferable code:
766 @smallexample
768 #include <sys/types.h>
769 #include <sys/stat.h>
770 #include <errno.h>
772 @dots{}
774 int rc;
776 rc = chmod("/etc/passwd", 0444);
777 if (rc == -1)
778    fprintf(stderr, "chmod failed, errno = %d\n", errno);
780 @end smallexample
782 @end deftypefun
785 @node Program Termination
786 @section Program Termination
787 @cindex program termination
788 @cindex process termination
790 @cindex exit status value
791 The usual way for a program to terminate is simply for its @code{main}
792 function to return.  The @dfn{exit status value} returned from the
793 @code{main} function is used to report information back to the process's
794 parent process or shell.
796 A program can also terminate normally by calling the @code{exit}
797 function.
799 In addition, programs can be terminated by signals; this is discussed in
800 more detail in @ref{Signal Handling}.  The @code{abort} function causes
801 a signal that kills the program.
803 @menu
804 * Normal Termination::          If a program calls @code{exit}, a
805                                  process terminates normally.
806 * Exit Status::                 The @code{exit status} provides information
807                                  about why the process terminated.
808 * Cleanups on Exit::            A process can run its own cleanup
809                                  functions upon normal termination.
810 * Aborting a Program::          The @code{abort} function causes
811                                  abnormal program termination.
812 * Termination Internals::       What happens when a process terminates.
813 @end menu
815 @node Normal Termination
816 @subsection Normal Termination
818 A process terminates normally when its program signals it is done by
819 calling @code{exit}.  Returning from @code{main} is equivalent to
820 calling @code{exit}, and the value that @code{main} returns is used as
821 the argument to @code{exit}.
823 @deftypefun void exit (int @var{status})
824 @standards{ISO, stdlib.h}
825 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:exit}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
826 @c Access to the atexit/on_exit list, the libc_atexit hook and tls dtors
827 @c is not guarded.  Streams must be flushed, and that triggers the usual
828 @c AS and AC issues with streams.
829 The @code{exit} function tells the system that the program is done, which
830 causes it to terminate the process.
832 @var{status} is the program's exit status, which becomes part of the
833 process' termination status.  This function does not return.
834 @end deftypefun
836 Normal termination causes the following actions:
838 @enumerate
839 @item
840 Functions that were registered with the @code{atexit} or @code{on_exit}
841 functions are called in the reverse order of their registration.  This
842 mechanism allows your application to specify its own ``cleanup'' actions
843 to be performed at program termination.  Typically, this is used to do
844 things like saving program state information in a file, or unlocking
845 locks in shared data bases.
847 @item
848 All open streams are closed, writing out any buffered output data.  See
849 @ref{Closing Streams}.  In addition, temporary files opened
850 with the @code{tmpfile} function are removed; see @ref{Temporary Files}.
852 @item
853 @code{_exit} is called, terminating the program.  @xref{Termination Internals}.
854 @end enumerate
856 @node Exit Status
857 @subsection Exit Status
858 @cindex exit status
860 When a program exits, it can return to the parent process a small
861 amount of information about the cause of termination, using the
862 @dfn{exit status}.  This is a value between 0 and 255 that the exiting
863 process passes as an argument to @code{exit}.
865 Normally you should use the exit status to report very broad information
866 about success or failure.  You can't provide a lot of detail about the
867 reasons for the failure, and most parent processes would not want much
868 detail anyway.
870 There are conventions for what sorts of status values certain programs
871 should return.  The most common convention is simply 0 for success and 1
872 for failure.  Programs that perform comparison use a different
873 convention: they use status 1 to indicate a mismatch, and status 2 to
874 indicate an inability to compare.  Your program should follow an
875 existing convention if an existing convention makes sense for it.
877 A general convention reserves status values 128 and up for special
878 purposes.  In particular, the value 128 is used to indicate failure to
879 execute another program in a subprocess.  This convention is not
880 universally obeyed, but it is a good idea to follow it in your programs.
882 @strong{Warning:} Don't try to use the number of errors as the exit
883 status.  This is actually not very useful; a parent process would
884 generally not care how many errors occurred.  Worse than that, it does
885 not work, because the status value is truncated to eight bits.
886 Thus, if the program tried to report 256 errors, the parent would
887 receive a report of 0 errors---that is, success.
889 For the same reason, it does not work to use the value of @code{errno}
890 as the exit status---these can exceed 255.
892 @strong{Portability note:} Some non-POSIX systems use different
893 conventions for exit status values.  For greater portability, you can
894 use the macros @code{EXIT_SUCCESS} and @code{EXIT_FAILURE} for the
895 conventional status value for success and failure, respectively.  They
896 are declared in the file @file{stdlib.h}.
897 @pindex stdlib.h
899 @deftypevr Macro int EXIT_SUCCESS
900 @standards{ISO, stdlib.h}
901 This macro can be used with the @code{exit} function to indicate
902 successful program completion.
904 On POSIX systems, the value of this macro is @code{0}.  On other
905 systems, the value might be some other (possibly non-constant) integer
906 expression.
907 @end deftypevr
909 @deftypevr Macro int EXIT_FAILURE
910 @standards{ISO, stdlib.h}
911 This macro can be used with the @code{exit} function to indicate
912 unsuccessful program completion in a general sense.
914 On POSIX systems, the value of this macro is @code{1}.  On other
915 systems, the value might be some other (possibly non-constant) integer
916 expression.  Other nonzero status values also indicate failures.  Certain
917 programs use different nonzero status values to indicate particular
918 kinds of "non-success".  For example, @code{diff} uses status value
919 @code{1} to mean that the files are different, and @code{2} or more to
920 mean that there was difficulty in opening the files.
921 @end deftypevr
923 Don't confuse a program's exit status with a process' termination status.
924 There are lots of ways a process can terminate besides having its program
925 finish.  In the event that the process termination @emph{is} caused by program
926 termination (i.e., @code{exit}), though, the program's exit status becomes
927 part of the process' termination status.
929 @node Cleanups on Exit
930 @subsection Cleanups on Exit
932 Your program can arrange to run its own cleanup functions if normal
933 termination happens.  If you are writing a library for use in various
934 application programs, then it is unreliable to insist that all
935 applications call the library's cleanup functions explicitly before
936 exiting.  It is much more robust to make the cleanup invisible to the
937 application, by setting up a cleanup function in the library itself
938 using @code{atexit} or @code{on_exit}.
940 @deftypefun int atexit (void (*@var{function}) (void))
941 @standards{ISO, stdlib.h}
942 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{}}}
943 @c atexit @ascuheap @asulock @aculock @acsmem
944 @c  cxa_atexit @ascuheap @asulock @aculock @acsmem
945 @c   __internal_atexit @ascuheap @asulock @aculock @acsmem
946 @c    __new_exitfn @ascuheap @asulock @aculock @acsmem
947 @c     __libc_lock_lock @asulock @aculock
948 @c     calloc dup @ascuheap @acsmem
949 @c     __libc_lock_unlock @aculock
950 @c    atomic_write_barrier dup ok
951 The @code{atexit} function registers the function @var{function} to be
952 called at normal program termination.  The @var{function} is called with
953 no arguments.
955 The return value from @code{atexit} is zero on success and nonzero if
956 the function cannot be registered.
957 @end deftypefun
959 @deftypefun int on_exit (void (*@var{function})(int @var{status}, void *@var{arg}), void *@var{arg})
960 @standards{SunOS, stdlib.h}
961 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{}}}
962 @c on_exit @ascuheap @asulock @aculock @acsmem
963 @c  new_exitfn dup @ascuheap @asulock @aculock @acsmem
964 @c  atomic_write_barrier dup ok
965 This function is a somewhat more powerful variant of @code{atexit}.  It
966 accepts two arguments, a function @var{function} and an arbitrary
967 pointer @var{arg}.  At normal program termination, the @var{function} is
968 called with two arguments:  the @var{status} value passed to @code{exit},
969 and the @var{arg}.
971 This function is included in @theglibc{} only for compatibility
972 for SunOS, and may not be supported by other implementations.
973 @end deftypefun
975 Here's a trivial program that illustrates the use of @code{exit} and
976 @code{atexit}:
978 @smallexample
979 @include atexit.c.texi
980 @end smallexample
982 @noindent
983 When this program is executed, it just prints the message and exits.
985 @node Aborting a Program
986 @subsection Aborting a Program
987 @cindex aborting a program
989 You can abort your program using the @code{abort} function.  The prototype
990 for this function is in @file{stdlib.h}.
991 @pindex stdlib.h
993 @deftypefun void abort (void)
994 @standards{ISO, stdlib.h}
995 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
996 @c The implementation takes a recursive lock and attempts to support
997 @c calls from signal handlers, but if we're in the middle of flushing or
998 @c using streams, we may encounter them in inconsistent states.
999 The @code{abort} function causes abnormal program termination.  This
1000 does not execute cleanup functions registered with @code{atexit} or
1001 @code{on_exit}.
1003 This function actually terminates the process by raising a
1004 @code{SIGABRT} signal, and your program can include a handler to
1005 intercept this signal; see @ref{Signal Handling}.
1006 @end deftypefun
1008 @c Put in by rms.  Don't remove.
1009 @cartouche
1010 @strong{Future Change Warning:} Proposed Federal censorship regulations
1011 may prohibit us from giving you information about the possibility of
1012 calling this function.  We would be required to say that this is not an
1013 acceptable way of terminating a program.
1014 @end cartouche
1016 @node Termination Internals
1017 @subsection Termination Internals
1019 The @code{_exit} function is the primitive used for process termination
1020 by @code{exit}.  It is declared in the header file @file{unistd.h}.
1021 @pindex unistd.h
1023 @deftypefun void _exit (int @var{status})
1024 @standards{POSIX.1, unistd.h}
1025 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
1026 @c Direct syscall (exit_group or exit); calls __task_terminate on hurd,
1027 @c and abort in the generic posix implementation.
1028 The @code{_exit} function is the primitive for causing a process to
1029 terminate with status @var{status}.  Calling this function does not
1030 execute cleanup functions registered with @code{atexit} or
1031 @code{on_exit}.
1032 @end deftypefun
1034 @deftypefun void _Exit (int @var{status})
1035 @standards{ISO, stdlib.h}
1036 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
1037 @c Alias for _exit.
1038 The @code{_Exit} function is the @w{ISO C} equivalent to @code{_exit}.
1039 The @w{ISO C} committee members were not sure whether the definitions of
1040 @code{_exit} and @code{_Exit} were compatible so they have not used the
1041 POSIX name.
1043 This function was introduced in @w{ISO C99} and is declared in
1044 @file{stdlib.h}.
1045 @end deftypefun
1047 When a process terminates for any reason---either because the program
1048 terminates, or as a result of a signal---the
1049 following things happen:
1051 @itemize @bullet
1052 @item
1053 All open file descriptors in the process are closed.  @xref{Low-Level I/O}.
1054 Note that streams are not flushed automatically when the process
1055 terminates; see @ref{I/O on Streams}.
1057 @item
1058 A process exit status is saved to be reported back to the parent process
1059 via @code{wait} or @code{waitpid}; see @ref{Process Completion}.  If the
1060 program exited, this status includes as its low-order 8 bits the program
1061 exit status.
1064 @item
1065 Any child processes of the process being terminated are assigned a new
1066 parent process.  (On most systems, including GNU, this is the @code{init}
1067 process, with process ID 1.)
1069 @item
1070 A @code{SIGCHLD} signal is sent to the parent process.
1072 @item
1073 If the process is a session leader that has a controlling terminal, then
1074 a @code{SIGHUP} signal is sent to each process in the foreground job,
1075 and the controlling terminal is disassociated from that session.
1076 @xref{Job Control}.
1078 @item
1079 If termination of a process causes a process group to become orphaned,
1080 and any member of that process group is stopped, then a @code{SIGHUP}
1081 signal and a @code{SIGCONT} signal are sent to each process in the
1082 group.  @xref{Job Control}.
1083 @end itemize