powerpc: Add optimized strlen for POWER10
[glibc.git] / manual / stdio.texi
blobfd7ed0cedc7c1a5950b0fdc5c09c5f5c4f702d7e
1 @node I/O on Streams, Low-Level I/O, I/O Overview, Top
2 @c %MENU% High-level, portable I/O facilities
3 @chapter Input/Output on Streams
4 @c fix an overfull:
5 @tex
6 \hyphenation{which-ever}
7 @end tex
9 This chapter describes the functions for creating streams and performing
10 input and output operations on them.  As discussed in @ref{I/O
11 Overview}, a stream is a fairly abstract, high-level concept
12 representing a communications channel to a file, device, or process.
14 @menu
15 * Streams::                     About the data type representing a stream.
16 * Standard Streams::            Streams to the standard input and output
17                                  devices are created for you.
18 * Opening Streams::             How to create a stream to talk to a file.
19 * Closing Streams::             Close a stream when you are finished with it.
20 * Streams and Threads::         Issues with streams in threaded programs.
21 * Streams and I18N::            Streams in internationalized applications.
22 * Simple Output::               Unformatted output by characters and lines.
23 * Character Input::             Unformatted input by characters and words.
24 * Line Input::                  Reading a line or a record from a stream.
25 * Unreading::                   Peeking ahead/pushing back input just read.
26 * Block Input/Output::          Input and output operations on blocks of data.
27 * Formatted Output::            @code{printf} and related functions.
28 * Customizing Printf::          You can define new conversion specifiers for
29                                  @code{printf} and friends.
30 * Formatted Input::             @code{scanf} and related functions.
31 * EOF and Errors::              How you can tell if an I/O error happens.
32 * Error Recovery::              What you can do about errors.
33 * Binary Streams::              Some systems distinguish between text files
34                                  and binary files.
35 * File Positioning::            About random-access streams.
36 * Portable Positioning::        Random access on peculiar ISO C systems.
37 * Stream Buffering::            How to control buffering of streams.
38 * Other Kinds of Streams::      Streams that do not necessarily correspond
39                                  to an open file.
40 * Formatted Messages::          Print strictly formatted messages.
41 @end menu
43 @node Streams
44 @section Streams
46 For historical reasons, the type of the C data structure that represents
47 a stream is called @code{FILE} rather than ``stream''.  Since most of
48 the library functions deal with objects of type @code{FILE *}, sometimes
49 the term @dfn{file pointer} is also used to mean ``stream''.  This leads
50 to unfortunate confusion over terminology in many books on C.  This
51 manual, however, is careful to use the terms ``file'' and ``stream''
52 only in the technical sense.
53 @cindex file pointer
55 @pindex stdio.h
56 The @code{FILE} type is declared in the header file @file{stdio.h}.
58 @deftp {Data Type} FILE
59 @standards{ISO, stdio.h}
60 This is the data type used to represent stream objects.  A @code{FILE}
61 object holds all of the internal state information about the connection
62 to the associated file, including such things as the file position
63 indicator and buffering information.  Each stream also has error and
64 end-of-file status indicators that can be tested with the @code{ferror}
65 and @code{feof} functions; see @ref{EOF and Errors}.
66 @end deftp
68 @code{FILE} objects are allocated and managed internally by the
69 input/output library functions.  Don't try to create your own objects of
70 type @code{FILE}; let the library do it.  Your programs should
71 deal only with pointers to these objects (that is, @code{FILE *} values)
72 rather than the objects themselves.
73 @c !!! should say that FILE's have "No user-serviceable parts inside."
75 @node Standard Streams
76 @section Standard Streams
77 @cindex standard streams
78 @cindex streams, standard
80 When the @code{main} function of your program is invoked, it already has
81 three predefined streams open and available for use.  These represent
82 the ``standard'' input and output channels that have been established
83 for the process.
85 These streams are declared in the header file @file{stdio.h}.
86 @pindex stdio.h
88 @deftypevar {FILE *} stdin
89 @standards{ISO, stdio.h}
90 The @dfn{standard input} stream, which is the normal source of input for the
91 program.
92 @end deftypevar
93 @cindex standard input stream
95 @deftypevar {FILE *} stdout
96 @standards{ISO, stdio.h}
97 The @dfn{standard output} stream, which is used for normal output from
98 the program.
99 @end deftypevar
100 @cindex standard output stream
102 @deftypevar {FILE *} stderr
103 @standards{ISO, stdio.h}
104 The @dfn{standard error} stream, which is used for error messages and
105 diagnostics issued by the program.
106 @end deftypevar
107 @cindex standard error stream
109 On @gnusystems{}, you can specify what files or processes correspond to
110 these streams using the pipe and redirection facilities provided by the
111 shell.  (The primitives shells use to implement these facilities are
112 described in @ref{File System Interface}.)  Most other operating systems
113 provide similar mechanisms, but the details of how to use them can vary.
115 In @theglibc{}, @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr} are
116 normal variables which you can set just like any others.  For example,
117 to redirect the standard output to a file, you could do:
119 @smallexample
120 fclose (stdout);
121 stdout = fopen ("standard-output-file", "w");
122 @end smallexample
124 Note however, that in other systems @code{stdin}, @code{stdout}, and
125 @code{stderr} are macros that you cannot assign to in the normal way.
126 But you can use @code{freopen} to get the effect of closing one and
127 reopening it.  @xref{Opening Streams}.
129 The three streams @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr} are not
130 unoriented at program start (@pxref{Streams and I18N}).
132 @node Opening Streams
133 @section Opening Streams
135 @cindex opening a stream
136 Opening a file with the @code{fopen} function creates a new stream and
137 establishes a connection between the stream and a file.  This may
138 involve creating a new file.
140 @pindex stdio.h
141 Everything described in this section is declared in the header file
142 @file{stdio.h}.
144 @deftypefun {FILE *} fopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
145 @standards{ISO, stdio.h}
146 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @acsfd{} @aculock{}}}
147 @c fopen may leak the list lock if cancelled within _IO_link_in.
148 The @code{fopen} function opens a stream for I/O to the file
149 @var{filename}, and returns a pointer to the stream.
151 The @var{opentype} argument is a string that controls how the file is
152 opened and specifies attributes of the resulting stream.  It must begin
153 with one of the following sequences of characters:
155 @table @samp
156 @item r
157 Open an existing file for reading only.
159 @item w
160 Open the file for writing only.  If the file already exists, it is
161 truncated to zero length.  Otherwise a new file is created.
163 @item a
164 Open a file for append access; that is, writing at the end of file only.
165 If the file already exists, its initial contents are unchanged and
166 output to the stream is appended to the end of the file.
167 Otherwise, a new, empty file is created.
169 @item r+
170 Open an existing file for both reading and writing.  The initial contents
171 of the file are unchanged and the initial file position is at the
172 beginning of the file.
174 @item w+
175 Open a file for both reading and writing.  If the file already exists, it
176 is truncated to zero length.  Otherwise, a new file is created.
178 @item a+
179 Open or create file for both reading and appending.  If the file exists,
180 its initial contents are unchanged.  Otherwise, a new file is created.
181 The initial file position for reading is at the beginning of the file,
182 but output is always appended to the end of the file.
183 @end table
185 As you can see, @samp{+} requests a stream that can do both input and
186 output.  When using such a stream, you must call @code{fflush}
187 (@pxref{Stream Buffering}) or a file positioning function such as
188 @code{fseek} (@pxref{File Positioning}) when switching from reading
189 to writing or vice versa.  Otherwise, internal buffers might not be
190 emptied properly.
192 Additional characters may appear after these to specify flags for the
193 call.  Always put the mode (@samp{r}, @samp{w+}, etc.) first; that is
194 the only part you are guaranteed will be understood by all systems.
196 @Theglibc{} defines additional characters for use in @var{opentype}:
198 @table @samp
199 @item c
200 The file is opened with cancellation in the I/O functions disabled.
202 @item e
203 The underlying file descriptor will be closed if you use any of the
204 @code{exec@dots{}} functions (@pxref{Executing a File}).  (This is
205 equivalent to having set @code{FD_CLOEXEC} on that descriptor.
206 @xref{Descriptor Flags}.)
208 @item m
209 The file is opened and accessed using @code{mmap}.  This is only
210 supported with files opened for reading.
212 @item x
213 Insist on creating a new file---if a file @var{filename} already
214 exists, @code{fopen} fails rather than opening it.  If you use
215 @samp{x} you are guaranteed that you will not clobber an existing
216 file.  This is equivalent to the @code{O_EXCL} option to the
217 @code{open} function (@pxref{Opening and Closing Files}).
219 The @samp{x} modifier is part of @w{ISO C11}, which says the file is
220 created with exclusive access; in @theglibc{} this means the
221 equivalent of @code{O_EXCL}.
222 @end table
224 The character @samp{b} in @var{opentype} has a standard meaning; it
225 requests a binary stream rather than a text stream.  But this makes no
226 difference in POSIX systems (including @gnusystems{}).  If both
227 @samp{+} and @samp{b} are specified, they can appear in either order.
228 @xref{Binary Streams}.
230 @cindex stream orientation
231 @cindex orientation, stream
232 If the @var{opentype} string contains the sequence
233 @code{,ccs=@var{STRING}} then @var{STRING} is taken as the name of a
234 coded character set and @code{fopen} will mark the stream as
235 wide-oriented with appropriate conversion functions in place to convert
236 from and to the character set @var{STRING}.  Any other stream
237 is opened initially unoriented and the orientation is decided with the
238 first file operation.  If the first operation is a wide character
239 operation, the stream is not only marked as wide-oriented, also the
240 conversion functions to convert to the coded character set used for the
241 current locale are loaded.  This will not change anymore from this point
242 on even if the locale selected for the @code{LC_CTYPE} category is
243 changed.
245 Any other characters in @var{opentype} are simply ignored.  They may be
246 meaningful in other systems.
248 If the open fails, @code{fopen} returns a null pointer.
250 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
251 32 bit machine this function is in fact @code{fopen64} since the LFS
252 interface replaces transparently the old interface.
253 @end deftypefun
255 You can have multiple streams (or file descriptors) pointing to the same
256 file open at the same time.  If you do only input, this works
257 straightforwardly, but you must be careful if any output streams are
258 included.  @xref{Stream/Descriptor Precautions}.  This is equally true
259 whether the streams are in one program (not usual) or in several
260 programs (which can easily happen).  It may be advantageous to use the
261 file locking facilities to avoid simultaneous access.  @xref{File
262 Locks}.
264 @deftypefun {FILE *} fopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
265 @standards{Unix98, stdio.h}
266 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @acsfd{} @aculock{}}}
267 This function is similar to @code{fopen} but the stream it returns a
268 pointer for is opened using @code{open64}.  Therefore this stream can be
269 used even on files larger than @twoexp{31} bytes on 32 bit machines.
271 Please note that the return type is still @code{FILE *}.  There is no
272 special @code{FILE} type for the LFS interface.
274 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
275 bits machine this function is available under the name @code{fopen}
276 and so transparently replaces the old interface.
277 @end deftypefun
279 @deftypevr Macro int FOPEN_MAX
280 @standards{ISO, stdio.h}
281 The value of this macro is an integer constant expression that
282 represents the minimum number of streams that the implementation
283 guarantees can be open simultaneously.  You might be able to open more
284 than this many streams, but that is not guaranteed.  The value of this
285 constant is at least eight, which includes the three standard streams
286 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  In POSIX.1 systems this
287 value is determined by the @code{OPEN_MAX} parameter; @pxref{General
288 Limits}.  In BSD and GNU, it is controlled by the @code{RLIMIT_NOFILE}
289 resource limit; @pxref{Limits on Resources}.
290 @end deftypevr
292 @deftypefun {FILE *} freopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
293 @standards{ISO, stdio.h}
294 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsfd{}}}
295 @c Like most I/O operations, this one is guarded by a recursive lock,
296 @c released even upon cancellation, but cancellation may leak file
297 @c descriptors and leave the stream in an inconsistent state (e.g.,
298 @c still bound to the closed descriptor).  Also, if the stream is
299 @c part-way through a significant update (say running freopen) when a
300 @c signal handler calls freopen again on the same stream, the result is
301 @c likely to be an inconsistent stream, and the possibility of closing
302 @c twice file descriptor number that the stream used to use, the second
303 @c time when it might have already been reused by another thread.
304 This function is like a combination of @code{fclose} and @code{fopen}.
305 It first closes the stream referred to by @var{stream}, ignoring any
306 errors that are detected in the process.  (Because errors are ignored,
307 you should not use @code{freopen} on an output stream if you have
308 actually done any output using the stream.)  Then the file named by
309 @var{filename} is opened with mode @var{opentype} as for @code{fopen},
310 and associated with the same stream object @var{stream}.
312 If the operation fails, a null pointer is returned; otherwise,
313 @code{freopen} returns @var{stream}.  On Linux, @code{freopen} may also
314 fail and set @code{errno} to @code{EBUSY} when the kernel structure for
315 the old file descriptor was not initialized completely before @code{freopen}
316 was called.  This can only happen in multi-threaded programs, when two
317 threads race to allocate the same file descriptor number.  To avoid the
318 possibility of this race, do not use @code{close} to close the underlying
319 file descriptor for a @code{FILE}; either use @code{freopen} while the
320 file is still open, or use @code{open} and then @code{dup2} to install
321 the new file descriptor.
323 @code{freopen} has traditionally been used to connect a standard stream
324 such as @code{stdin} with a file of your own choice.  This is useful in
325 programs in which use of a standard stream for certain purposes is
326 hard-coded.  In @theglibc{}, you can simply close the standard
327 streams and open new ones with @code{fopen}.  But other systems lack
328 this ability, so using @code{freopen} is more portable.
330 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
331 32 bit machine this function is in fact @code{freopen64} since the LFS
332 interface replaces transparently the old interface.
333 @end deftypefun
335 @deftypefun {FILE *} freopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
336 @standards{Unix98, stdio.h}
337 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsfd{}}}
338 This function is similar to @code{freopen}.  The only difference is that
339 on 32 bit machine the stream returned is able to read beyond the
340 @twoexp{31} bytes limits imposed by the normal interface.  It should be
341 noted that the stream pointed to by @var{stream} need not be opened
342 using @code{fopen64} or @code{freopen64} since its mode is not important
343 for this function.
345 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
346 bits machine this function is available under the name @code{freopen}
347 and so transparently replaces the old interface.
348 @end deftypefun
350 In some situations it is useful to know whether a given stream is
351 available for reading or writing.  This information is normally not
352 available and would have to be remembered separately.  Solaris
353 introduced a few functions to get this information from the stream
354 descriptor and these functions are also available in @theglibc{}.
356 @deftypefun int __freadable (FILE *@var{stream})
357 @standards{GNU, stdio_ext.h}
358 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
359 The @code{__freadable} function determines whether the stream
360 @var{stream} was opened to allow reading.  In this case the return value
361 is nonzero.  For write-only streams the function returns zero.
363 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
364 @end deftypefun
366 @deftypefun int __fwritable (FILE *@var{stream})
367 @standards{GNU, stdio_ext.h}
368 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
369 The @code{__fwritable} function determines whether the stream
370 @var{stream} was opened to allow writing.  In this case the return value
371 is nonzero.  For read-only streams the function returns zero.
373 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
374 @end deftypefun
376 For slightly different kinds of problems there are two more functions.
377 They provide even finer-grained information.
379 @deftypefun int __freading (FILE *@var{stream})
380 @standards{GNU, stdio_ext.h}
381 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
382 The @code{__freading} function determines whether the stream
383 @var{stream} was last read from or whether it is opened read-only.  In
384 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
385 Determining whether a stream opened for reading and writing was last
386 used for writing allows to draw conclusions about the content about the
387 buffer, among other things.
389 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
390 @end deftypefun
392 @deftypefun int __fwriting (FILE *@var{stream})
393 @standards{GNU, stdio_ext.h}
394 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
395 The @code{__fwriting} function determines whether the stream
396 @var{stream} was last written to or whether it is opened write-only.  In
397 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
399 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
400 @end deftypefun
403 @node Closing Streams
404 @section Closing Streams
406 @cindex closing a stream
407 When a stream is closed with @code{fclose}, the connection between the
408 stream and the file is canceled.  After you have closed a stream, you
409 cannot perform any additional operations on it.
411 @deftypefun int fclose (FILE *@var{stream})
412 @standards{ISO, stdio.h}
413 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{} @acsfd{}}}
414 @c After fclose, it is undefined behavior to use the stream it points
415 @c to.  Therefore, one must only call fclose when the stream is
416 @c otherwise unused.  Concurrent uses started before will complete
417 @c successfully because of the lock, which makes it MT-Safe.  Calling it
418 @c from a signal handler is perfectly safe if the stream is known to be
419 @c no longer used, which is a precondition for fclose to be safe in the
420 @c first place; since this is no further requirement, fclose is safe for
421 @c use in async signals too.  After calling fclose, you can no longer
422 @c use the stream, not even to fclose it again, so its memory and file
423 @c descriptor may leak if fclose is canceled before @c releasing them.
424 @c That the stream must be unused and it becomes unused after the call
425 @c is what would enable fclose to be AS- and AC-Safe while freopen
426 @c isn't.  However, because of the possibility of leaving __gconv_lock
427 @c taken upon cancellation, AC-Safety is lost.
428 This function causes @var{stream} to be closed and the connection to
429 the corresponding file to be broken.  Any buffered output is written
430 and any buffered input is discarded.  The @code{fclose} function returns
431 a value of @code{0} if the file was closed successfully, and @code{EOF}
432 if an error was detected.
434 It is important to check for errors when you call @code{fclose} to close
435 an output stream, because real, everyday errors can be detected at this
436 time.  For example, when @code{fclose} writes the remaining buffered
437 output, it might get an error because the disk is full.  Even if you
438 know the buffer is empty, errors can still occur when closing a file if
439 you are using NFS.
441 The function @code{fclose} is declared in @file{stdio.h}.
442 @end deftypefun
444 To close all streams currently available @theglibc{} provides
445 another function.
447 @deftypefun int fcloseall (void)
448 @standards{GNU, stdio.h}
449 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:streams}}@asunsafe{}@acsafe{}}
450 @c Like fclose, using any previously-opened streams after fcloseall is
451 @c undefined.  However, the implementation of fcloseall isn't equivalent
452 @c to calling fclose for all streams: it just flushes and unbuffers all
453 @c streams, without any locking.  It's the flushing without locking that
454 @c makes it unsafe.
455 This function causes all open streams of the process to be closed and
456 the connections to corresponding files to be broken.  All buffered data
457 is written and any buffered input is discarded.  The @code{fcloseall}
458 function returns a value of @code{0} if all the files were closed
459 successfully, and @code{EOF} if an error was detected.
461 This function should be used only in special situations, e.g., when an
462 error occurred and the program must be aborted.  Normally each single
463 stream should be closed separately so that problems with individual
464 streams can be identified.  It is also problematic since the standard
465 streams (@pxref{Standard Streams}) will also be closed.
467 The function @code{fcloseall} is declared in @file{stdio.h}.
468 @end deftypefun
470 If the @code{main} function to your program returns, or if you call the
471 @code{exit} function (@pxref{Normal Termination}), all open streams are
472 automatically closed properly.  If your program terminates in any other
473 manner, such as by calling the @code{abort} function (@pxref{Aborting a
474 Program}) or from a fatal signal (@pxref{Signal Handling}), open streams
475 might not be closed properly.  Buffered output might not be flushed and
476 files may be incomplete.  For more information on buffering of streams,
477 see @ref{Stream Buffering}.
479 @node Streams and Threads
480 @section Streams and Threads
482 @cindex threads
483 @cindex multi-threaded application
484 Streams can be used in multi-threaded applications in the same way they
485 are used in single-threaded applications.  But the programmer must be
486 aware of the possible complications.  It is important to know about
487 these also if the program one writes never use threads since the design
488 and implementation of many stream functions are heavily influenced by the
489 requirements added by multi-threaded programming.
491 The POSIX standard requires that by default the stream operations are
492 atomic.  I.e., issuing two stream operations for the same stream in two
493 threads at the same time will cause the operations to be executed as if
494 they were issued sequentially.  The buffer operations performed while
495 reading or writing are protected from other uses of the same stream.  To
496 do this each stream has an internal lock object which has to be
497 (implicitly) acquired before any work can be done.
499 But there are situations where this is not enough and there are also
500 situations where this is not wanted.  The implicit locking is not enough
501 if the program requires more than one stream function call to happen
502 atomically.  One example would be if an output line a program wants to
503 generate is created by several function calls.  The functions by
504 themselves would ensure only atomicity of their own operation, but not
505 atomicity over all the function calls.  For this it is necessary to
506 perform the stream locking in the application code.
508 @deftypefun void flockfile (FILE *@var{stream})
509 @standards{POSIX, stdio.h}
510 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
511 @c There's no way to tell whether the lock was acquired before or after
512 @c cancellation so as to unlock only when appropriate.
513 The @code{flockfile} function acquires the internal locking object
514 associated with the stream @var{stream}.  This ensures that no other
515 thread can explicitly through @code{flockfile}/@code{ftrylockfile} or
516 implicitly through the call of a stream function lock the stream.  The
517 thread will block until the lock is acquired.  An explicit call to
518 @code{funlockfile} has to be used to release the lock.
519 @end deftypefun
521 @deftypefun int ftrylockfile (FILE *@var{stream})
522 @standards{POSIX, stdio.h}
523 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
524 The @code{ftrylockfile} function tries to acquire the internal locking
525 object associated with the stream @var{stream} just like
526 @code{flockfile}.  But unlike @code{flockfile} this function does not
527 block if the lock is not available.  @code{ftrylockfile} returns zero if
528 the lock was successfully acquired.  Otherwise the stream is locked by
529 another thread.
530 @end deftypefun
532 @deftypefun void funlockfile (FILE *@var{stream})
533 @standards{POSIX, stdio.h}
534 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
535 The @code{funlockfile} function releases the internal locking object of
536 the stream @var{stream}.  The stream must have been locked before by a
537 call to @code{flockfile} or a successful call of @code{ftrylockfile}.
538 The implicit locking performed by the stream operations do not count.
539 The @code{funlockfile} function does not return an error status and the
540 behavior of a call for a stream which is not locked by the current
541 thread is undefined.
542 @end deftypefun
544 The following example shows how the functions above can be used to
545 generate an output line atomically even in multi-threaded applications
546 (yes, the same job could be done with one @code{fprintf} call but it is
547 sometimes not possible):
549 @smallexample
550 FILE *fp;
552    @dots{}
553    flockfile (fp);
554    fputs ("This is test number ", fp);
555    fprintf (fp, "%d\n", test);
556    funlockfile (fp)
558 @end smallexample
560 Without the explicit locking it would be possible for another thread to
561 use the stream @var{fp} after the @code{fputs} call returns and before
562 @code{fprintf} was called with the result that the number does not
563 follow the word @samp{number}.
565 From this description it might already be clear that the locking objects
566 in streams are no simple mutexes.  Since locking the same stream twice
567 in the same thread is allowed the locking objects must be equivalent to
568 recursive mutexes.  These mutexes keep track of the owner and the number
569 of times the lock is acquired.  The same number of @code{funlockfile}
570 calls by the same threads is necessary to unlock the stream completely.
571 For instance:
573 @smallexample
574 void
575 foo (FILE *fp)
577   ftrylockfile (fp);
578   fputs ("in foo\n", fp);
579   /* @r{This is very wrong!!!}  */
580   funlockfile (fp);
582 @end smallexample
584 It is important here that the @code{funlockfile} function is only called
585 if the @code{ftrylockfile} function succeeded in locking the stream.  It
586 is therefore always wrong to ignore the result of @code{ftrylockfile}.
587 And it makes no sense since otherwise one would use @code{flockfile}.
588 The result of code like that above is that either @code{funlockfile}
589 tries to free a stream that hasn't been locked by the current thread or it
590 frees the stream prematurely.  The code should look like this:
592 @smallexample
593 void
594 foo (FILE *fp)
596   if (ftrylockfile (fp) == 0)
597     @{
598       fputs ("in foo\n", fp);
599       funlockfile (fp);
600     @}
602 @end smallexample
604 Now that we covered why it is necessary to have locking it is
605 necessary to talk about situations when locking is unwanted and what can
606 be done.  The locking operations (explicit or implicit) don't come for
607 free.  Even if a lock is not taken the cost is not zero.  The operations
608 which have to be performed require memory operations that are safe in
609 multi-processor environments.  With the many local caches involved in
610 such systems this is quite costly.  So it is best to avoid the locking
611 completely if it is not needed -- because the code in question is never
612 used in a context where two or more threads may use a stream at a time.
613 This can be determined most of the time for application code; for
614 library code which can be used in many contexts one should default to be
615 conservative and use locking.
617 There are two basic mechanisms to avoid locking.  The first is to use
618 the @code{_unlocked} variants of the stream operations.  The POSIX
619 standard defines quite a few of those and @theglibc{} adds a few
620 more.  These variants of the functions behave just like the functions
621 with the name without the suffix except that they do not lock the
622 stream.  Using these functions is very desirable since they are
623 potentially much faster.  This is not only because the locking
624 operation itself is avoided.  More importantly, functions like
625 @code{putc} and @code{getc} are very simple and traditionally (before the
626 introduction of threads) were implemented as macros which are very fast
627 if the buffer is not empty.  With the addition of locking requirements
628 these functions are no longer implemented as macros since they would
629 expand to too much code.
630 But these macros are still available with the same functionality under the new
631 names @code{putc_unlocked} and @code{getc_unlocked}.  This possibly huge
632 difference of speed also suggests the use of the @code{_unlocked}
633 functions even if locking is required.  The difference is that the
634 locking then has to be performed in the program:
636 @smallexample
637 void
638 foo (FILE *fp, char *buf)
640   flockfile (fp);
641   while (*buf != '/')
642     putc_unlocked (*buf++, fp);
643   funlockfile (fp);
645 @end smallexample
647 If in this example the @code{putc} function would be used and the
648 explicit locking would be missing the @code{putc} function would have to
649 acquire the lock in every call, potentially many times depending on when
650 the loop terminates.  Writing it the way illustrated above allows the
651 @code{putc_unlocked} macro to be used which means no locking and direct
652 manipulation of the buffer of the stream.
654 A second way to avoid locking is by using a non-standard function which
655 was introduced in Solaris and is available in @theglibc{} as well.
657 @deftypefun int __fsetlocking (FILE *@var{stream}, int @var{type})
658 @standards{GNU, stdio_ext.h}
659 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asulock{}}@acsafe{}}
660 @c Changing the implicit-locking status of a stream while it's in use by
661 @c another thread may cause a lock to be implicitly acquired and not
662 @c released, or vice-versa.  This function should probably hold the lock
663 @c while changing this setting, to make sure we don't change it while
664 @c there are any concurrent uses.  Meanwhile, callers should acquire the
665 @c lock themselves to be safe, and even concurrent uses with external
666 @c locking will be fine, as long as functions that require external
667 @c locking are not called without holding locks.
669 The @code{__fsetlocking} function can be used to select whether the
670 stream operations will implicitly acquire the locking object of the
671 stream @var{stream}.  By default this is done but it can be disabled and
672 reinstated using this function.  There are three values defined for the
673 @var{type} parameter.
675 @vtable @code
676 @item FSETLOCKING_INTERNAL
677 The stream @code{stream} will from now on use the default internal
678 locking.  Every stream operation with exception of the @code{_unlocked}
679 variants will implicitly lock the stream.
681 @item FSETLOCKING_BYCALLER
682 After the @code{__fsetlocking} function returns, the user is responsible
683 for locking the stream.  None of the stream operations will implicitly
684 do this anymore until the state is set back to
685 @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
687 @item FSETLOCKING_QUERY
688 @code{__fsetlocking} only queries the current locking state of the
689 stream.  The return value will be @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or
690 @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on the state.
691 @end vtable
693 The return value of @code{__fsetlocking} is either
694 @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on
695 the state of the stream before the call.
697 This function and the values for the @var{type} parameter are declared
698 in @file{stdio_ext.h}.
699 @end deftypefun
701 This function is especially useful when program code has to be used
702 which is written without knowledge about the @code{_unlocked} functions
703 (or if the programmer was too lazy to use them).
705 @node Streams and I18N
706 @section Streams in Internationalized Applications
708 @w{ISO C90} introduced the new type @code{wchar_t} to allow handling
709 larger character sets.  What was missing was a possibility to output
710 strings of @code{wchar_t} directly.  One had to convert them into
711 multibyte strings using @code{mbstowcs} (there was no @code{mbsrtowcs}
712 yet) and then use the normal stream functions.  While this is doable it
713 is very cumbersome since performing the conversions is not trivial and
714 greatly increases program complexity and size.
716 The Unix standard early on (I think in XPG4.2) introduced two additional
717 format specifiers for the @code{printf} and @code{scanf} families of
718 functions.  Printing and reading of single wide characters was made
719 possible using the @code{%C} specifier and wide character strings can be
720 handled with @code{%S}.  These modifiers behave just like @code{%c} and
721 @code{%s} only that they expect the corresponding argument to have the
722 wide character type and that the wide character and string are
723 transformed into/from multibyte strings before being used.
725 This was a beginning but it is still not good enough.  Not always is it
726 desirable to use @code{printf} and @code{scanf}.  The other, smaller and
727 faster functions cannot handle wide characters.  Second, it is not
728 possible to have a format string for @code{printf} and @code{scanf}
729 consisting of wide characters.  The result is that format strings would
730 have to be generated if they have to contain non-basic characters.
732 @cindex C++ streams
733 @cindex streams, C++
734 In the @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} a whole new set of functions was
735 added to solve the problem.  Most of the stream functions got a
736 counterpart which take a wide character or wide character string instead
737 of a character or string respectively.  The new functions operate on the
738 same streams (like @code{stdout}).  This is different from the model of
739 the C++ runtime library where separate streams for wide and normal I/O
740 are used.
742 @cindex orientation, stream
743 @cindex stream orientation
744 Being able to use the same stream for wide and normal operations comes
745 with a restriction: a stream can be used either for wide operations or
746 for normal operations.  Once it is decided there is no way back.  Only a
747 call to @code{freopen} or @code{freopen64} can reset the
748 @dfn{orientation}.  The orientation can be decided in three ways:
750 @itemize @bullet
751 @item
752 If any of the normal character functions are used (this includes the
753 @code{fread} and @code{fwrite} functions) the stream is marked as not
754 wide oriented.
756 @item
757 If any of the wide character functions are used the stream is marked as
758 wide oriented.
760 @item
761 The @code{fwide} function can be used to set the orientation either way.
762 @end itemize
764 It is important to never mix the use of wide and not wide operations on
765 a stream.  There are no diagnostics issued.  The application behavior
766 will simply be strange or the application will simply crash.  The
767 @code{fwide} function can help avoid this.
769 @deftypefun int fwide (FILE *@var{stream}, int @var{mode})
770 @standards{ISO, wchar.h}
771 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{}}}
772 @c Querying is always safe, but changing the stream when it's in use
773 @c upthread may be problematic.  Like most lock-acquiring functions,
774 @c this one may leak the lock if canceled.
776 The @code{fwide} function can be used to set and query the state of the
777 orientation of the stream @var{stream}.  If the @var{mode} parameter has
778 a positive value the streams get wide oriented, for negative values
779 narrow oriented.  It is not possible to overwrite previous orientations
780 with @code{fwide}.  I.e., if the stream @var{stream} was already
781 oriented before the call nothing is done.
783 If @var{mode} is zero the current orientation state is queried and
784 nothing is changed.
786 The @code{fwide} function returns a negative value, zero, or a positive
787 value if the stream is narrow, not at all, or wide oriented
788 respectively.
790 This function was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} and is
791 declared in @file{wchar.h}.
792 @end deftypefun
794 It is generally a good idea to orient a stream as early as possible.
795 This can prevent surprise especially for the standard streams
796 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  If some library
797 function in some situations uses one of these streams and this use
798 orients the stream in a different way the rest of the application
799 expects it one might end up with hard to reproduce errors.  Remember
800 that no errors are signal if the streams are used incorrectly.  Leaving
801 a stream unoriented after creation is normally only necessary for
802 library functions which create streams which can be used in different
803 contexts.
805 When writing code which uses streams and which can be used in different
806 contexts it is important to query the orientation of the stream before
807 using it (unless the rules of the library interface demand a specific
808 orientation).  The following little, silly function illustrates this.
810 @smallexample
811 void
812 print_f (FILE *fp)
814   if (fwide (fp, 0) > 0)
815     /* @r{Positive return value means wide orientation.}  */
816     fputwc (L'f', fp);
817   else
818     fputc ('f', fp);
820 @end smallexample
822 Note that in this case the function @code{print_f} decides about the
823 orientation of the stream if it was unoriented before (will not happen
824 if the advice above is followed).
826 The encoding used for the @code{wchar_t} values is unspecified and the
827 user must not make any assumptions about it.  For I/O of @code{wchar_t}
828 values this means that it is impossible to write these values directly
829 to the stream.  This is not what follows from the @w{ISO C} locale model
830 either.  What happens instead is that the bytes read from or written to
831 the underlying media are first converted into the internal encoding
832 chosen by the implementation for @code{wchar_t}.  The external encoding
833 is determined by the @code{LC_CTYPE} category of the current locale or
834 by the @samp{ccs} part of the mode specification given to @code{fopen},
835 @code{fopen64}, @code{freopen}, or @code{freopen64}.  How and when the
836 conversion happens is unspecified and it happens invisibly to the user.
838 Since a stream is created in the unoriented state it has at that point
839 no conversion associated with it.  The conversion which will be used is
840 determined by the @code{LC_CTYPE} category selected at the time the
841 stream is oriented.  If the locales are changed at the runtime this
842 might produce surprising results unless one pays attention.  This is
843 just another good reason to orient the stream explicitly as soon as
844 possible, perhaps with a call to @code{fwide}.
846 @node Simple Output
847 @section Simple Output by Characters or Lines
849 @cindex writing to a stream, by characters
850 This section describes functions for performing character- and
851 line-oriented output.
853 These narrow stream functions are declared in the header file
854 @file{stdio.h} and the wide stream functions in @file{wchar.h}.
855 @pindex stdio.h
856 @pindex wchar.h
858 @deftypefun int fputc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
859 @standards{ISO, stdio.h}
860 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
861 @c If the stream is in use when interrupted by a signal, the recursive
862 @c lock won't help ensure the stream is consistent; indeed, if fputc
863 @c gets a signal precisely before the post-incremented _IO_write_ptr
864 @c value is stored, we may overwrite the interrupted write.  Conversely,
865 @c depending on compiler optimizations, the incremented _IO_write_ptr
866 @c may be stored before the character is stored in the buffer,
867 @c corrupting the stream if async cancel hits between the two stores.
868 @c There may be other reasons for AS- and AC-unsafety in the overflow
869 @c cases.
870 The @code{fputc} function converts the character @var{c} to type
871 @code{unsigned char}, and writes it to the stream @var{stream}.
872 @code{EOF} is returned if a write error occurs; otherwise the
873 character @var{c} is returned.
874 @end deftypefun
876 @deftypefun wint_t fputwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
877 @standards{ISO, wchar.h}
878 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
879 The @code{fputwc} function writes the wide character @var{wc} to the
880 stream @var{stream}.  @code{WEOF} is returned if a write error occurs;
881 otherwise the character @var{wc} is returned.
882 @end deftypefun
884 @deftypefun int fputc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
885 @standards{POSIX, stdio.h}
886 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
887 @c The unlocked functions can't possibly satisfy the MT-Safety
888 @c requirements on their own, because they require external locking for
889 @c safety.
890 The @code{fputc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputc}
891 function except that it does not implicitly lock the stream.
892 @end deftypefun
894 @deftypefun wint_t fputwc_unlocked (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
895 @standards{POSIX, wchar.h}
896 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
897 The @code{fputwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputwc}
898 function except that it does not implicitly lock the stream.
900 This function is a GNU extension.
901 @end deftypefun
903 @deftypefun int putc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
904 @standards{ISO, stdio.h}
905 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
906 This is just like @code{fputc}, except that most systems implement it as
907 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
908 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
909 general rule for macros.  @code{putc} is usually the best function to
910 use for writing a single character.
911 @end deftypefun
913 @deftypefun wint_t putwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
914 @standards{ISO, wchar.h}
915 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
916 This is just like @code{fputwc}, except that it can be implement as
917 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
918 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
919 general rule for macros.  @code{putwc} is usually the best function to
920 use for writing a single wide character.
921 @end deftypefun
923 @deftypefun int putc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
924 @standards{POSIX, stdio.h}
925 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
926 The @code{putc_unlocked} function is equivalent to the @code{putc}
927 function except that it does not implicitly lock the stream.
928 @end deftypefun
930 @deftypefun wint_t putwc_unlocked (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
931 @standards{GNU, wchar.h}
932 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
933 The @code{putwc_unlocked} function is equivalent to the @code{putwc}
934 function except that it does not implicitly lock the stream.
936 This function is a GNU extension.
937 @end deftypefun
939 @deftypefun int putchar (int @var{c})
940 @standards{ISO, stdio.h}
941 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
942 The @code{putchar} function is equivalent to @code{putc} with
943 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
944 @end deftypefun
946 @deftypefun wint_t putwchar (wchar_t @var{wc})
947 @standards{ISO, wchar.h}
948 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
949 The @code{putwchar} function is equivalent to @code{putwc} with
950 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
951 @end deftypefun
953 @deftypefun int putchar_unlocked (int @var{c})
954 @standards{POSIX, stdio.h}
955 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdout}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
956 The @code{putchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putchar}
957 function except that it does not implicitly lock the stream.
958 @end deftypefun
960 @deftypefun wint_t putwchar_unlocked (wchar_t @var{wc})
961 @standards{GNU, wchar.h}
962 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdout}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
963 The @code{putwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putwchar}
964 function except that it does not implicitly lock the stream.
966 This function is a GNU extension.
967 @end deftypefun
969 @deftypefun int fputs (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
970 @standards{ISO, stdio.h}
971 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
972 The function @code{fputs} writes the string @var{s} to the stream
973 @var{stream}.  The terminating null character is not written.
974 This function does @emph{not} add a newline character, either.
975 It outputs only the characters in the string.
977 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, and otherwise
978 a non-negative value.
980 For example:
982 @smallexample
983 fputs ("Are ", stdout);
984 fputs ("you ", stdout);
985 fputs ("hungry?\n", stdout);
986 @end smallexample
988 @noindent
989 outputs the text @samp{Are you hungry?} followed by a newline.
990 @end deftypefun
992 @deftypefun int fputws (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
993 @standards{ISO, wchar.h}
994 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
995 The function @code{fputws} writes the wide character string @var{ws} to
996 the stream @var{stream}.  The terminating null character is not written.
997 This function does @emph{not} add a newline character, either.  It
998 outputs only the characters in the string.
1000 This function returns @code{WEOF} if a write error occurs, and otherwise
1001 a non-negative value.
1002 @end deftypefun
1004 @deftypefun int fputs_unlocked (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
1005 @standards{GNU, stdio.h}
1006 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1007 The @code{fputs_unlocked} function is equivalent to the @code{fputs}
1008 function except that it does not implicitly lock the stream.
1010 This function is a GNU extension.
1011 @end deftypefun
1013 @deftypefun int fputws_unlocked (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
1014 @standards{GNU, wchar.h}
1015 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1016 The @code{fputws_unlocked} function is equivalent to the @code{fputws}
1017 function except that it does not implicitly lock the stream.
1019 This function is a GNU extension.
1020 @end deftypefun
1022 @deftypefun int puts (const char *@var{s})
1023 @standards{ISO, stdio.h}
1024 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1025 The @code{puts} function writes the string @var{s} to the stream
1026 @code{stdout} followed by a newline.  The terminating null character of
1027 the string is not written.  (Note that @code{fputs} does @emph{not}
1028 write a newline as this function does.)
1030 @code{puts} is the most convenient function for printing simple
1031 messages.  For example:
1033 @smallexample
1034 puts ("This is a message.");
1035 @end smallexample
1037 @noindent
1038 outputs the text @samp{This is a message.} followed by a newline.
1039 @end deftypefun
1041 @deftypefun int putw (int @var{w}, FILE *@var{stream})
1042 @standards{SVID, stdio.h}
1043 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1044 This function writes the word @var{w} (that is, an @code{int}) to
1045 @var{stream}.  It is provided for compatibility with SVID, but we
1046 recommend you use @code{fwrite} instead (@pxref{Block Input/Output}).
1047 @end deftypefun
1049 @node Character Input
1050 @section Character Input
1052 @cindex reading from a stream, by characters
1053 This section describes functions for performing character-oriented
1054 input.  These narrow stream functions are declared in the header file
1055 @file{stdio.h} and the wide character functions are declared in
1056 @file{wchar.h}.
1057 @pindex stdio.h
1058 @pindex wchar.h
1060 These functions return an @code{int} or @code{wint_t} value (for narrow
1061 and wide stream functions respectively) that is either a character of
1062 input, or the special value @code{EOF}/@code{WEOF} (usually -1).  For
1063 the narrow stream functions it is important to store the result of these
1064 functions in a variable of type @code{int} instead of @code{char}, even
1065 when you plan to use it only as a character.  Storing @code{EOF} in a
1066 @code{char} variable truncates its value to the size of a character, so
1067 that it is no longer distinguishable from the valid character
1068 @samp{(char) -1}.  So always use an @code{int} for the result of
1069 @code{getc} and friends, and check for @code{EOF} after the call; once
1070 you've verified that the result is not @code{EOF}, you can be sure that
1071 it will fit in a @samp{char} variable without loss of information.
1073 @deftypefun int fgetc (FILE *@var{stream})
1074 @standards{ISO, stdio.h}
1075 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1076 @c Same caveats as fputc, but instead of losing a write in case of async
1077 @c signals, we may read the same character more than once, and the
1078 @c stream may be left in odd states due to cancellation in the underflow
1079 @c cases.
1080 This function reads the next character as an @code{unsigned char} from
1081 the stream @var{stream} and returns its value, converted to an
1082 @code{int}.  If an end-of-file condition or read error occurs,
1083 @code{EOF} is returned instead.
1084 @end deftypefun
1086 @deftypefun wint_t fgetwc (FILE *@var{stream})
1087 @standards{ISO, wchar.h}
1088 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1089 This function reads the next wide character from the stream @var{stream}
1090 and returns its value.  If an end-of-file condition or read error
1091 occurs, @code{WEOF} is returned instead.
1092 @end deftypefun
1094 @deftypefun int fgetc_unlocked (FILE *@var{stream})
1095 @standards{POSIX, stdio.h}
1096 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1097 The @code{fgetc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetc}
1098 function except that it does not implicitly lock the stream.
1099 @end deftypefun
1101 @deftypefun wint_t fgetwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1102 @standards{GNU, wchar.h}
1103 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1104 The @code{fgetwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetwc}
1105 function except that it does not implicitly lock the stream.
1107 This function is a GNU extension.
1108 @end deftypefun
1110 @deftypefun int getc (FILE *@var{stream})
1111 @standards{ISO, stdio.h}
1112 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1113 This is just like @code{fgetc}, except that it is permissible (and
1114 typical) for it to be implemented as a macro that evaluates the
1115 @var{stream} argument more than once.  @code{getc} is often highly
1116 optimized, so it is usually the best function to use to read a single
1117 character.
1118 @end deftypefun
1120 @deftypefun wint_t getwc (FILE *@var{stream})
1121 @standards{ISO, wchar.h}
1122 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1123 This is just like @code{fgetwc}, except that it is permissible for it to
1124 be implemented as a macro that evaluates the @var{stream} argument more
1125 than once.  @code{getwc} can be highly optimized, so it is usually the
1126 best function to use to read a single wide character.
1127 @end deftypefun
1129 @deftypefun int getc_unlocked (FILE *@var{stream})
1130 @standards{POSIX, stdio.h}
1131 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1132 The @code{getc_unlocked} function is equivalent to the @code{getc}
1133 function except that it does not implicitly lock the stream.
1134 @end deftypefun
1136 @deftypefun wint_t getwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1137 @standards{GNU, wchar.h}
1138 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1139 The @code{getwc_unlocked} function is equivalent to the @code{getwc}
1140 function except that it does not implicitly lock the stream.
1142 This function is a GNU extension.
1143 @end deftypefun
1145 @deftypefun int getchar (void)
1146 @standards{ISO, stdio.h}
1147 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1148 The @code{getchar} function is equivalent to @code{getc} with @code{stdin}
1149 as the value of the @var{stream} argument.
1150 @end deftypefun
1152 @deftypefun wint_t getwchar (void)
1153 @standards{ISO, wchar.h}
1154 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1155 The @code{getwchar} function is equivalent to @code{getwc} with @code{stdin}
1156 as the value of the @var{stream} argument.
1157 @end deftypefun
1159 @deftypefun int getchar_unlocked (void)
1160 @standards{POSIX, stdio.h}
1161 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdin}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1162 The @code{getchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getchar}
1163 function except that it does not implicitly lock the stream.
1164 @end deftypefun
1166 @deftypefun wint_t getwchar_unlocked (void)
1167 @standards{GNU, wchar.h}
1168 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdin}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1169 The @code{getwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getwchar}
1170 function except that it does not implicitly lock the stream.
1172 This function is a GNU extension.
1173 @end deftypefun
1175 Here is an example of a function that does input using @code{fgetc}.  It
1176 would work just as well using @code{getc} instead, or using
1177 @code{getchar ()} instead of @w{@code{fgetc (stdin)}}.  The code would
1178 also work the same for the wide character stream functions.
1180 @smallexample
1182 y_or_n_p (const char *question)
1184   fputs (question, stdout);
1185   while (1)
1186     @{
1187       int c, answer;
1188       /* @r{Write a space to separate answer from question.} */
1189       fputc (' ', stdout);
1190       /* @r{Read the first character of the line.}
1191          @r{This should be the answer character, but might not be.} */
1192       c = tolower (fgetc (stdin));
1193       answer = c;
1194       /* @r{Discard rest of input line.} */
1195       while (c != '\n' && c != EOF)
1196         c = fgetc (stdin);
1197       /* @r{Obey the answer if it was valid.} */
1198       if (answer == 'y')
1199         return 1;
1200       if (answer == 'n')
1201         return 0;
1202       /* @r{Answer was invalid: ask for valid answer.} */
1203       fputs ("Please answer y or n:", stdout);
1204     @}
1206 @end smallexample
1208 @deftypefun int getw (FILE *@var{stream})
1209 @standards{SVID, stdio.h}
1210 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1211 This function reads a word (that is, an @code{int}) from @var{stream}.
1212 It's provided for compatibility with SVID.  We recommend you use
1213 @code{fread} instead (@pxref{Block Input/Output}).  Unlike @code{getc},
1214 any @code{int} value could be a valid result.  @code{getw} returns
1215 @code{EOF} when it encounters end-of-file or an error, but there is no
1216 way to distinguish this from an input word with value -1.
1217 @end deftypefun
1219 @node Line Input
1220 @section Line-Oriented Input
1222 Since many programs interpret input on the basis of lines, it is
1223 convenient to have functions to read a line of text from a stream.
1225 Standard C has functions to do this, but they aren't very safe: null
1226 characters and even (for @code{gets}) long lines can confuse them.  So
1227 @theglibc{} provides the nonstandard @code{getline} function that
1228 makes it easy to read lines reliably.
1230 Another GNU extension, @code{getdelim}, generalizes @code{getline}.  It
1231 reads a delimited record, defined as everything through the next
1232 occurrence of a specified delimiter character.
1234 All these functions are declared in @file{stdio.h}.
1236 @deftypefun ssize_t getline (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, FILE *@var{stream})
1237 @standards{GNU, stdio.h}
1238 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{} @acsmem{}}}
1239 @c Besides the usual possibility of getting an inconsistent stream in a
1240 @c signal handler or leaving it inconsistent in case of cancellation,
1241 @c the possibility of leaving a dangling pointer upon cancellation
1242 @c between reallocing the buffer at *lineptr and updating the pointer
1243 @c brings about another case of @acucorrupt.
1244 This function reads an entire line from @var{stream}, storing the text
1245 (including the newline and a terminating null character) in a buffer
1246 and storing the buffer address in @code{*@var{lineptr}}.
1248 Before calling @code{getline}, you should place in @code{*@var{lineptr}}
1249 the address of a buffer @code{*@var{n}} bytes long, allocated with
1250 @code{malloc}.  If this buffer is long enough to hold the line,
1251 @code{getline} stores the line in this buffer.  Otherwise,
1252 @code{getline} makes the buffer bigger using @code{realloc}, storing the
1253 new buffer address back in @code{*@var{lineptr}} and the increased size
1254 back in @code{*@var{n}}.
1255 @xref{Unconstrained Allocation}.
1257 If you set @code{*@var{lineptr}} to a null pointer, and @code{*@var{n}}
1258 to zero, before the call, then @code{getline} allocates the initial
1259 buffer for you by calling @code{malloc}.  This buffer remains allocated
1260 even if @code{getline} encounters errors and is unable to read any bytes.
1262 In either case, when @code{getline} returns,  @code{*@var{lineptr}} is
1263 a @code{char *} which points to the text of the line.
1265 When @code{getline} is successful, it returns the number of characters
1266 read (including the newline, but not including the terminating null).
1267 This value enables you to distinguish null characters that are part of
1268 the line from the null character inserted as a terminator.
1270 This function is a GNU extension, but it is the recommended way to read
1271 lines from a stream.  The alternative standard functions are unreliable.
1273 If an error occurs or end of file is reached without any bytes read,
1274 @code{getline} returns @code{-1}.
1275 @end deftypefun
1277 @deftypefun ssize_t getdelim (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, int @var{delimiter}, FILE *@var{stream})
1278 @standards{GNU, stdio.h}
1279 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{} @acsmem{}}}
1280 @c See the getline @acucorrupt note.
1281 This function is like @code{getline} except that the character which
1282 tells it to stop reading is not necessarily newline.  The argument
1283 @var{delimiter} specifies the delimiter character; @code{getdelim} keeps
1284 reading until it sees that character (or end of file).
1286 The text is stored in @var{lineptr}, including the delimiter character
1287 and a terminating null.  Like @code{getline}, @code{getdelim} makes
1288 @var{lineptr} bigger if it isn't big enough.
1290 @code{getline} is in fact implemented in terms of @code{getdelim}, just
1291 like this:
1293 @smallexample
1294 ssize_t
1295 getline (char **lineptr, size_t *n, FILE *stream)
1297   return getdelim (lineptr, n, '\n', stream);
1299 @end smallexample
1300 @end deftypefun
1302 @deftypefun {char *} fgets (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1303 @standards{ISO, stdio.h}
1304 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1305 The @code{fgets} function reads characters from the stream @var{stream}
1306 up to and including a newline character and stores them in the string
1307 @var{s}, adding a null character to mark the end of the string.  You
1308 must supply @var{count} characters worth of space in @var{s}, but the
1309 number of characters read is at most @var{count} @minus{} 1.  The extra
1310 character space is used to hold the null character at the end of the
1311 string.
1313 If the system is already at end of file when you call @code{fgets}, then
1314 the contents of the array @var{s} are unchanged and a null pointer is
1315 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1316 Otherwise, the return value is the pointer @var{s}.
1318 @strong{Warning:}  If the input data has a null character, you can't tell.
1319 So don't use @code{fgets} unless you know the data cannot contain a null.
1320 Don't use it to read files edited by the user because, if the user inserts
1321 a null character, you should either handle it properly or print a clear
1322 error message.  We recommend using @code{getline} instead of @code{fgets}.
1323 @end deftypefun
1325 @deftypefun {wchar_t *} fgetws (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1326 @standards{ISO, wchar.h}
1327 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1328 The @code{fgetws} function reads wide characters from the stream
1329 @var{stream} up to and including a newline character and stores them in
1330 the string @var{ws}, adding a null wide character to mark the end of the
1331 string.  You must supply @var{count} wide characters worth of space in
1332 @var{ws}, but the number of characters read is at most @var{count}
1333 @minus{} 1.  The extra character space is used to hold the null wide
1334 character at the end of the string.
1336 If the system is already at end of file when you call @code{fgetws}, then
1337 the contents of the array @var{ws} are unchanged and a null pointer is
1338 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1339 Otherwise, the return value is the pointer @var{ws}.
1341 @strong{Warning:} If the input data has a null wide character (which are
1342 null bytes in the input stream), you can't tell.  So don't use
1343 @code{fgetws} unless you know the data cannot contain a null.  Don't use
1344 it to read files edited by the user because, if the user inserts a null
1345 character, you should either handle it properly or print a clear error
1346 message.
1347 @comment XXX We need getwline!!!
1348 @end deftypefun
1350 @deftypefun {char *} fgets_unlocked (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1351 @standards{GNU, stdio.h}
1352 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1353 The @code{fgets_unlocked} function is equivalent to the @code{fgets}
1354 function except that it does not implicitly lock the stream.
1356 This function is a GNU extension.
1357 @end deftypefun
1359 @deftypefun {wchar_t *} fgetws_unlocked (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1360 @standards{GNU, wchar.h}
1361 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1362 The @code{fgetws_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetws}
1363 function except that it does not implicitly lock the stream.
1365 This function is a GNU extension.
1366 @end deftypefun
1368 @deftypefn {Deprecated function} {char *} gets (char *@var{s})
1369 @standards{ISO, stdio.h}
1370 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1371 The function @code{gets} reads characters from the stream @code{stdin}
1372 up to the next newline character, and stores them in the string @var{s}.
1373 The newline character is discarded (note that this differs from the
1374 behavior of @code{fgets}, which copies the newline character into the
1375 string).  If @code{gets} encounters a read error or end-of-file, it
1376 returns a null pointer; otherwise it returns @var{s}.
1378 @strong{Warning:} The @code{gets} function is @strong{very dangerous}
1379 because it provides no protection against overflowing the string
1380 @var{s}.  @Theglibc{} includes it for compatibility only.  You
1381 should @strong{always} use @code{fgets} or @code{getline} instead.  To
1382 remind you of this, the linker (if using GNU @code{ld}) will issue a
1383 warning whenever you use @code{gets}.
1384 @end deftypefn
1386 @node Unreading
1387 @section Unreading
1388 @cindex peeking at input
1389 @cindex unreading characters
1390 @cindex pushing input back
1392 In parser programs it is often useful to examine the next character in
1393 the input stream without removing it from the stream.  This is called
1394 ``peeking ahead'' at the input because your program gets a glimpse of
1395 the input it will read next.
1397 Using stream I/O, you can peek ahead at input by first reading it and
1398 then @dfn{unreading} it (also called  @dfn{pushing it back} on the stream).
1399 Unreading a character makes it available to be input again from the stream,
1400 by  the next call to @code{fgetc} or other input function on that stream.
1402 @menu
1403 * Unreading Idea::              An explanation of unreading with pictures.
1404 * How Unread::                  How to call @code{ungetc} to do unreading.
1405 @end menu
1407 @node Unreading Idea
1408 @subsection What Unreading Means
1410 Here is a pictorial explanation of unreading.  Suppose you have a
1411 stream reading a file that contains just six characters, the letters
1412 @samp{foobar}.  Suppose you have read three characters so far.  The
1413 situation looks like this:
1415 @smallexample
1416 f  o  o  b  a  r
1417          ^
1418 @end smallexample
1420 @noindent
1421 so the next input character will be @samp{b}.
1423 @c @group   Invalid outside @example
1424 If instead of reading @samp{b} you unread the letter @samp{o}, you get a
1425 situation like this:
1427 @smallexample
1428 f  o  o  b  a  r
1429          |
1430       o--
1431       ^
1432 @end smallexample
1434 @noindent
1435 so that the next input characters will be @samp{o} and @samp{b}.
1436 @c @end group
1438 @c @group
1439 If you unread @samp{9} instead of @samp{o}, you get this situation:
1441 @smallexample
1442 f  o  o  b  a  r
1443          |
1444       9--
1445       ^
1446 @end smallexample
1448 @noindent
1449 so that the next input characters will be @samp{9} and @samp{b}.
1450 @c @end group
1452 @node How Unread
1453 @subsection Using @code{ungetc} To Do Unreading
1455 The function to unread a character is called @code{ungetc}, because it
1456 reverses the action of @code{getc}.
1458 @deftypefun int ungetc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
1459 @standards{ISO, stdio.h}
1460 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1461 The @code{ungetc} function pushes back the character @var{c} onto the
1462 input stream @var{stream}.  So the next input from @var{stream} will
1463 read @var{c} before anything else.
1465 If @var{c} is @code{EOF}, @code{ungetc} does nothing and just returns
1466 @code{EOF}.  This lets you call @code{ungetc} with the return value of
1467 @code{getc} without needing to check for an error from @code{getc}.
1469 The character that you push back doesn't have to be the same as the last
1470 character that was actually read from the stream.  In fact, it isn't
1471 necessary to actually read any characters from the stream before
1472 unreading them with @code{ungetc}!  But that is a strange way to write a
1473 program; usually @code{ungetc} is used only to unread a character that
1474 was just read from the same stream.  @Theglibc{} supports this
1475 even on files opened in binary mode, but other systems might not.
1477 @Theglibc{} only supports one character of pushback---in other
1478 words, it does not work to call @code{ungetc} twice without doing input
1479 in between.  Other systems might let you push back multiple characters;
1480 then reading from the stream retrieves the characters in the reverse
1481 order that they were pushed.
1483 Pushing back characters doesn't alter the file; only the internal
1484 buffering for the stream is affected.  If a file positioning function
1485 (such as @code{fseek}, @code{fseeko} or @code{rewind}; @pxref{File
1486 Positioning}) is called, any pending pushed-back characters are
1487 discarded.
1489 Unreading a character on a stream that is at end of file clears the
1490 end-of-file indicator for the stream, because it makes the character of
1491 input available.  After you read that character, trying to read again
1492 will encounter end of file.
1493 @end deftypefun
1495 @deftypefun wint_t ungetwc (wint_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
1496 @standards{ISO, wchar.h}
1497 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1498 The @code{ungetwc} function behaves just like @code{ungetc} just that it
1499 pushes back a wide character.
1500 @end deftypefun
1502 Here is an example showing the use of @code{getc} and @code{ungetc} to
1503 skip over whitespace characters.  When this function reaches a
1504 non-whitespace character, it unreads that character to be seen again on
1505 the next read operation on the stream.
1507 @smallexample
1508 #include <stdio.h>
1509 #include <ctype.h>
1511 void
1512 skip_whitespace (FILE *stream)
1514   int c;
1515   do
1516     /* @r{No need to check for @code{EOF} because it is not}
1517        @r{@code{isspace}, and @code{ungetc} ignores @code{EOF}.}  */
1518     c = getc (stream);
1519   while (isspace (c));
1520   ungetc (c, stream);
1522 @end smallexample
1524 @node Block Input/Output
1525 @section Block Input/Output
1527 This section describes how to do input and output operations on blocks
1528 of data.  You can use these functions to read and write binary data, as
1529 well as to read and write text in fixed-size blocks instead of by
1530 characters or lines.
1531 @cindex binary I/O to a stream
1532 @cindex block I/O to a stream
1533 @cindex reading from a stream, by blocks
1534 @cindex writing to a stream, by blocks
1536 Binary files are typically used to read and write blocks of data in the
1537 same format as is used to represent the data in a running program.  In
1538 other words, arbitrary blocks of memory---not just character or string
1539 objects---can be written to a binary file, and meaningfully read in
1540 again by the same program.
1542 Storing data in binary form is often considerably more efficient than
1543 using the formatted I/O functions.  Also, for floating-point numbers,
1544 the binary form avoids possible loss of precision in the conversion
1545 process.  On the other hand, binary files can't be examined or modified
1546 easily using many standard file utilities (such as text editors), and
1547 are not portable between different implementations of the language, or
1548 different kinds of computers.
1550 These functions are declared in @file{stdio.h}.
1551 @pindex stdio.h
1553 @deftypefun size_t fread (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1554 @standards{ISO, stdio.h}
1555 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1556 This function reads up to @var{count} objects of size @var{size} into
1557 the array @var{data}, from the stream @var{stream}.  It returns the
1558 number of objects actually read, which might be less than @var{count} if
1559 a read error occurs or the end of the file is reached.  This function
1560 returns a value of zero (and doesn't read anything) if either @var{size}
1561 or @var{count} is zero.
1563 If @code{fread} encounters end of file in the middle of an object, it
1564 returns the number of complete objects read, and discards the partial
1565 object.  Therefore, the stream remains at the actual end of the file.
1566 @end deftypefun
1568 @deftypefun size_t fread_unlocked (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1569 @standards{GNU, stdio.h}
1570 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1571 The @code{fread_unlocked} function is equivalent to the @code{fread}
1572 function except that it does not implicitly lock the stream.
1574 This function is a GNU extension.
1575 @end deftypefun
1577 @deftypefun size_t fwrite (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1578 @standards{ISO, stdio.h}
1579 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1580 This function writes up to @var{count} objects of size @var{size} from
1581 the array @var{data}, to the stream @var{stream}.  The return value is
1582 normally @var{count}, if the call succeeds.  Any other value indicates
1583 some sort of error, such as running out of space.
1584 @end deftypefun
1586 @deftypefun size_t fwrite_unlocked (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1587 @standards{GNU, stdio.h}
1588 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1589 The @code{fwrite_unlocked} function is equivalent to the @code{fwrite}
1590 function except that it does not implicitly lock the stream.
1592 This function is a GNU extension.
1593 @end deftypefun
1595 @node Formatted Output
1596 @section Formatted Output
1598 @cindex format string, for @code{printf}
1599 @cindex template, for @code{printf}
1600 @cindex formatted output to a stream
1601 @cindex writing to a stream, formatted
1602 The functions described in this section (@code{printf} and related
1603 functions) provide a convenient way to perform formatted output.  You
1604 call @code{printf} with a @dfn{format string} or @dfn{template string}
1605 that specifies how to format the values of the remaining arguments.
1607 Unless your program is a filter that specifically performs line- or
1608 character-oriented processing, using @code{printf} or one of the other
1609 related functions described in this section is usually the easiest and
1610 most concise way to perform output.  These functions are especially
1611 useful for printing error messages, tables of data, and the like.
1613 @menu
1614 * Formatted Output Basics::     Some examples to get you started.
1615 * Output Conversion Syntax::    General syntax of conversion
1616                                  specifications.
1617 * Table of Output Conversions:: Summary of output conversions and
1618                                  what they do.
1619 * Integer Conversions::         Details about formatting of integers.
1620 * Floating-Point Conversions::  Details about formatting of
1621                                  floating-point numbers.
1622 * Other Output Conversions::    Details about formatting of strings,
1623                                  characters, pointers, and the like.
1624 * Formatted Output Functions::  Descriptions of the actual functions.
1625 * Dynamic Output::              Functions that allocate memory for the output.
1626 * Variable Arguments Output::   @code{vprintf} and friends.
1627 * Parsing a Template String::   What kinds of args does a given template
1628                                  call for?
1629 * Example of Parsing::          Sample program using @code{parse_printf_format}.
1630 @end menu
1632 @node Formatted Output Basics
1633 @subsection Formatted Output Basics
1635 The @code{printf} function can be used to print any number of arguments.
1636 The template string argument you supply in a call provides
1637 information not only about the number of additional arguments, but also
1638 about their types and what style should be used for printing them.
1640 Ordinary characters in the template string are simply written to the
1641 output stream as-is, while @dfn{conversion specifications} introduced by
1642 a @samp{%} character in the template cause subsequent arguments to be
1643 formatted and written to the output stream.  For example,
1644 @cindex conversion specifications (@code{printf})
1646 @smallexample
1647 int pct = 37;
1648 char filename[] = "foo.txt";
1649 printf ("Processing of `%s' is %d%% finished.\nPlease be patient.\n",
1650         filename, pct);
1651 @end smallexample
1653 @noindent
1654 produces output like
1656 @smallexample
1657 Processing of `foo.txt' is 37% finished.
1658 Please be patient.
1659 @end smallexample
1661 This example shows the use of the @samp{%d} conversion to specify that
1662 an @code{int} argument should be printed in decimal notation, the
1663 @samp{%s} conversion to specify printing of a string argument, and
1664 the @samp{%%} conversion to print a literal @samp{%} character.
1666 There are also conversions for printing an integer argument as an
1667 unsigned value in octal, decimal, or hexadecimal radix (@samp{%o},
1668 @samp{%u}, or @samp{%x}, respectively); or as a character value
1669 (@samp{%c}).
1671 Floating-point numbers can be printed in normal, fixed-point notation
1672 using the @samp{%f} conversion or in exponential notation using the
1673 @samp{%e} conversion.  The @samp{%g} conversion uses either @samp{%e}
1674 or @samp{%f} format, depending on what is more appropriate for the
1675 magnitude of the particular number.
1677 You can control formatting more precisely by writing @dfn{modifiers}
1678 between the @samp{%} and the character that indicates which conversion
1679 to apply.  These slightly alter the ordinary behavior of the conversion.
1680 For example, most conversion specifications permit you to specify a
1681 minimum field width and a flag indicating whether you want the result
1682 left- or right-justified within the field.
1684 The specific flags and modifiers that are permitted and their
1685 interpretation vary depending on the particular conversion.  They're all
1686 described in more detail in the following sections.  Don't worry if this
1687 all seems excessively complicated at first; you can almost always get
1688 reasonable free-format output without using any of the modifiers at all.
1689 The modifiers are mostly used to make the output look ``prettier'' in
1690 tables.
1692 @node Output Conversion Syntax
1693 @subsection Output Conversion Syntax
1695 This section provides details about the precise syntax of conversion
1696 specifications that can appear in a @code{printf} template
1697 string.
1699 Characters in the template string that are not part of a conversion
1700 specification are printed as-is to the output stream.  Multibyte
1701 character sequences (@pxref{Character Set Handling}) are permitted in a
1702 template string.
1704 The conversion specifications in a @code{printf} template string have
1705 the general form:
1707 @smallexample
1708 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} @r{[} . @var{precision} @r{]} @var{type} @var{conversion}
1709 @end smallexample
1711 @noindent
1714 @smallexample
1715 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} . @r{*} @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{type} @var{conversion}
1716 @end smallexample
1718 For example, in the conversion specifier @samp{%-10.8ld}, the @samp{-}
1719 is a flag, @samp{10} specifies the field width, the precision is
1720 @samp{8}, the letter @samp{l} is a type modifier, and @samp{d} specifies
1721 the conversion style.  (This particular type specifier says to
1722 print a @code{long int} argument in decimal notation, with a minimum of
1723 8 digits left-justified in a field at least 10 characters wide.)
1725 In more detail, output conversion specifications consist of an
1726 initial @samp{%} character followed in sequence by:
1728 @itemize @bullet
1729 @item
1730 An optional specification of the parameter used for this format.
1731 Normally the parameters to the @code{printf} function are assigned to the
1732 formats in the order of appearance in the format string.  But in some
1733 situations (such as message translation) this is not desirable and this
1734 extension allows an explicit parameter to be specified.
1736 The @var{param-no} parts of the format must be integers in the range of
1737 1 to the maximum number of arguments present to the function call.  Some
1738 implementations limit this number to a certain upper bound.  The exact
1739 limit can be retrieved by the following constant.
1741 @defvr Macro NL_ARGMAX
1742 The value of @code{NL_ARGMAX} is the maximum value allowed for the
1743 specification of a positional parameter in a @code{printf} call.  The
1744 actual value in effect at runtime can be retrieved by using
1745 @code{sysconf} using the @code{_SC_NL_ARGMAX} parameter @pxref{Sysconf
1746 Definition}.
1748 Some systems have a quite low limit such as @math{9} for @w{System V}
1749 systems.  @Theglibc{} has no real limit.
1750 @end defvr
1752 If any of the formats has a specification for the parameter position all
1753 of them in the format string shall have one.  Otherwise the behavior is
1754 undefined.
1756 @item
1757 Zero or more @dfn{flag characters} that modify the normal behavior of
1758 the conversion specification.
1759 @cindex flag character (@code{printf})
1761 @item
1762 An optional decimal integer specifying the @dfn{minimum field width}.
1763 If the normal conversion produces fewer characters than this, the field
1764 is padded with spaces to the specified width.  This is a @emph{minimum}
1765 value; if the normal conversion produces more characters than this, the
1766 field is @emph{not} truncated.  Normally, the output is right-justified
1767 within the field.
1768 @cindex minimum field width (@code{printf})
1770 You can also specify a field width of @samp{*}.  This means that the
1771 next argument in the argument list (before the actual value to be
1772 printed) is used as the field width.  The value must be an @code{int}.
1773 If the value is negative, this means to set the @samp{-} flag (see
1774 below) and to use the absolute value as the field width.
1776 @item
1777 An optional @dfn{precision} to specify the number of digits to be
1778 written for the numeric conversions.  If the precision is specified, it
1779 consists of a period (@samp{.}) followed optionally by a decimal integer
1780 (which defaults to zero if omitted).
1781 @cindex precision (@code{printf})
1783 You can also specify a precision of @samp{*}.  This means that the next
1784 argument in the argument list (before the actual value to be printed) is
1785 used as the precision.  The value must be an @code{int}, and is ignored
1786 if it is negative.  If you specify @samp{*} for both the field width and
1787 precision, the field width argument precedes the precision argument.
1788 Other C library versions may not recognize this syntax.
1790 @item
1791 An optional @dfn{type modifier character}, which is used to specify the
1792 data type of the corresponding argument if it differs from the default
1793 type.  (For example, the integer conversions assume a type of @code{int},
1794 but you can specify @samp{h}, @samp{l}, or @samp{L} for other integer
1795 types.)
1796 @cindex type modifier character (@code{printf})
1798 @item
1799 A character that specifies the conversion to be applied.
1800 @end itemize
1802 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
1803 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
1804 individual conversions for information about the particular options that
1805 they use.
1807 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
1808 @code{printf} and related functions.  It examines the format string and
1809 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
1810 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
1811 write uses a @code{printf}-style format string.
1812 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
1813 gcc, Using GNU CC}, for more information.
1815 @node Table of Output Conversions
1816 @subsection Table of Output Conversions
1817 @cindex output conversions, for @code{printf}
1819 Here is a table summarizing what all the different conversions do:
1821 @table @asis
1822 @item @samp{%d}, @samp{%i}
1823 Print an integer as a signed decimal number.  @xref{Integer
1824 Conversions}, for details.  @samp{%d} and @samp{%i} are synonymous for
1825 output, but are different when used with @code{scanf} for input
1826 (@pxref{Table of Input Conversions}).
1828 @item @samp{%o}
1829 Print an integer as an unsigned octal number.  @xref{Integer
1830 Conversions}, for details.
1832 @item @samp{%u}
1833 Print an integer as an unsigned decimal number.  @xref{Integer
1834 Conversions}, for details.
1836 @item @samp{%x}, @samp{%X}
1837 Print an integer as an unsigned hexadecimal number.  @samp{%x} uses
1838 lower-case letters and @samp{%X} uses upper-case.  @xref{Integer
1839 Conversions}, for details.
1841 @item @samp{%f}
1842 Print a floating-point number in normal (fixed-point) notation.
1843 @xref{Floating-Point Conversions}, for details.
1845 @item @samp{%e}, @samp{%E}
1846 Print a floating-point number in exponential notation.  @samp{%e} uses
1847 lower-case letters and @samp{%E} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1848 Conversions}, for details.
1850 @item @samp{%g}, @samp{%G}
1851 Print a floating-point number in either normal or exponential notation,
1852 whichever is more appropriate for its magnitude.  @samp{%g} uses
1853 lower-case letters and @samp{%G} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1854 Conversions}, for details.
1856 @item @samp{%a}, @samp{%A}
1857 Print a floating-point number in a hexadecimal fractional notation with
1858 the exponent to base 2 represented in decimal digits.  @samp{%a} uses
1859 lower-case letters and @samp{%A} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1860 Conversions}, for details.
1862 @item @samp{%c}
1863 Print a single character.  @xref{Other Output Conversions}.
1865 @item @samp{%C}
1866 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
1867 with the Unix standard.
1869 @item @samp{%s}
1870 Print a string.  @xref{Other Output Conversions}.
1872 @item @samp{%S}
1873 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
1874 with the Unix standard.
1876 @item @samp{%p}
1877 Print the value of a pointer.  @xref{Other Output Conversions}.
1879 @item @samp{%n}
1880 Get the number of characters printed so far.  @xref{Other Output Conversions}.
1881 Note that this conversion specification never produces any output.
1883 @item @samp{%m}
1884 Print the string corresponding to the value of @code{errno}.
1885 (This is a GNU extension.)
1886 @xref{Other Output Conversions}.
1888 @item @samp{%%}
1889 Print a literal @samp{%} character.  @xref{Other Output Conversions}.
1890 @end table
1892 If the syntax of a conversion specification is invalid, unpredictable
1893 things will happen, so don't do this.  If there aren't enough function
1894 arguments provided to supply values for all the conversion
1895 specifications in the template string, or if the arguments are not of
1896 the correct types, the results are unpredictable.  If you supply more
1897 arguments than conversion specifications, the extra argument values are
1898 simply ignored; this is sometimes useful.
1900 @node Integer Conversions
1901 @subsection Integer Conversions
1903 This section describes the options for the @samp{%d}, @samp{%i},
1904 @samp{%o}, @samp{%u}, @samp{%x}, and @samp{%X} conversion
1905 specifications.  These conversions print integers in various formats.
1907 The @samp{%d} and @samp{%i} conversion specifications both print an
1908 @code{int} argument as a signed decimal number; while @samp{%o},
1909 @samp{%u}, and @samp{%x} print the argument as an unsigned octal,
1910 decimal, or hexadecimal number (respectively).  The @samp{%X} conversion
1911 specification is just like @samp{%x} except that it uses the characters
1912 @samp{ABCDEF} as digits instead of @samp{abcdef}.
1914 The following flags are meaningful:
1916 @table @asis
1917 @item @samp{-}
1918 Left-justify the result in the field (instead of the normal
1919 right-justification).
1921 @item @samp{+}
1922 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, print a
1923 plus sign if the value is positive.
1925 @item @samp{ }
1926 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, if the result
1927 doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a space
1928 character instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result
1929 includes a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
1931 @item @samp{#}
1932 For the @samp{%o} conversion, this forces the leading digit to be
1933 @samp{0}, as if by increasing the precision.  For @samp{%x} or
1934 @samp{%X}, this prefixes a leading @samp{0x} or @samp{0X} (respectively)
1935 to the result.  This doesn't do anything useful for the @samp{%d},
1936 @samp{%i}, or @samp{%u} conversions.  Using this flag produces output
1937 which can be parsed by the @code{strtoul} function (@pxref{Parsing of
1938 Integers}) and @code{scanf} with the @samp{%i} conversion
1939 (@pxref{Numeric Input Conversions}).
1941 @item @samp{'}
1942 Separate the digits into groups as specified by the locale specified for
1943 the @code{LC_NUMERIC} category; @pxref{General Numeric}.  This flag is a
1944 GNU extension.
1946 @item @samp{0}
1947 Pad the field with zeros instead of spaces.  The zeros are placed after
1948 any indication of sign or base.  This flag is ignored if the @samp{-}
1949 flag is also specified, or if a precision is specified.
1950 @end table
1952 If a precision is supplied, it specifies the minimum number of digits to
1953 appear; leading zeros are produced if necessary.  If you don't specify a
1954 precision, the number is printed with as many digits as it needs.  If
1955 you convert a value of zero with an explicit precision of zero, then no
1956 characters at all are produced.
1958 Without a type modifier, the corresponding argument is treated as an
1959 @code{int} (for the signed conversions @samp{%i} and @samp{%d}) or
1960 @code{unsigned int} (for the unsigned conversions @samp{%o}, @samp{%u},
1961 @samp{%x}, and @samp{%X}).  Recall that since @code{printf} and friends
1962 are variadic, any @code{char} and @code{short} arguments are
1963 automatically converted to @code{int} by the default argument
1964 promotions.  For arguments of other integer types, you can use these
1965 modifiers:
1967 @table @samp
1968 @item hh
1969 Specifies that the argument is a @code{signed char} or @code{unsigned
1970 char}, as appropriate.  A @code{char} argument is converted to an
1971 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1972 anyway, but the @samp{hh} modifier says to convert it back to a
1973 @code{char} again.
1975 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1977 @item h
1978 Specifies that the argument is a @code{short int} or @code{unsigned
1979 short int}, as appropriate.  A @code{short} argument is converted to an
1980 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1981 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
1982 @code{short} again.
1984 @item j
1985 Specifies that the argument is a @code{intmax_t} or @code{uintmax_t}, as
1986 appropriate.
1988 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1990 @item l
1991 Specifies that the argument is a @code{long int} or @code{unsigned long
1992 int}, as appropriate.  Two @samp{l} characters are like the @samp{L}
1993 modifier, below.
1995 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
1996 considered as a wide character or wide character string respectively.
1997 This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90}.
1999 @item L
2000 @itemx ll
2001 @itemx q
2002 Specifies that the argument is a @code{long long int}.  (This type is
2003 an extension supported by the GNU C compiler.  On systems that don't
2004 support extra-long integers, this is the same as @code{long int}.)
2006 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
2007 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
2008 @code{int}.
2010 @item t
2011 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t}.
2013 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2015 @item z
2016 @itemx Z
2017 Specifies that the argument is a @code{size_t}.
2019 @samp{z} was introduced in @w{ISO C99}.  @samp{Z} is a GNU extension
2020 predating this addition and should not be used in new code.
2021 @end table
2023 Here is an example.  Using the template string:
2025 @smallexample
2026 "|%5d|%-5d|%+5d|%+-5d|% 5d|%05d|%5.0d|%5.2d|%d|\n"
2027 @end smallexample
2029 @noindent
2030 to print numbers using the different options for the @samp{%d}
2031 conversion gives results like:
2033 @smallexample
2034 |    0|0    |   +0|+0   |    0|00000|     |   00|0|
2035 |    1|1    |   +1|+1   |    1|00001|    1|   01|1|
2036 |   -1|-1   |   -1|-1   |   -1|-0001|   -1|  -01|-1|
2037 |100000|100000|+100000|+100000| 100000|100000|100000|100000|100000|
2038 @end smallexample
2040 In particular, notice what happens in the last case where the number
2041 is too large to fit in the minimum field width specified.
2043 Here are some more examples showing how unsigned integers print under
2044 various format options, using the template string:
2046 @smallexample
2047 "|%5u|%5o|%5x|%5X|%#5o|%#5x|%#5X|%#10.8x|\n"
2048 @end smallexample
2050 @smallexample
2051 |    0|    0|    0|    0|    0|    0|    0|  00000000|
2052 |    1|    1|    1|    1|   01|  0x1|  0X1|0x00000001|
2053 |100000|303240|186a0|186A0|0303240|0x186a0|0X186A0|0x000186a0|
2054 @end smallexample
2057 @node Floating-Point Conversions
2058 @subsection Floating-Point Conversions
2060 This section discusses the conversion specifications for floating-point
2061 numbers: the @samp{%f}, @samp{%e}, @samp{%E}, @samp{%g}, and @samp{%G}
2062 conversions.
2064 The @samp{%f} conversion prints its argument in fixed-point notation,
2065 producing output of the form
2066 @w{[@code{-}]@var{ddd}@code{.}@var{ddd}},
2067 where the number of digits following the decimal point is controlled
2068 by the precision you specify.
2070 The @samp{%e} conversion prints its argument in exponential notation,
2071 producing output of the form
2072 @w{[@code{-}]@var{d}@code{.}@var{ddd}@code{e}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
2073 Again, the number of digits following the decimal point is controlled by
2074 the precision.  The exponent always contains at least two digits.  The
2075 @samp{%E} conversion is similar but the exponent is marked with the letter
2076 @samp{E} instead of @samp{e}.
2078 The @samp{%g} and @samp{%G} conversions print the argument in the style
2079 of @samp{%e} or @samp{%E} (respectively) if the exponent would be less
2080 than -4 or greater than or equal to the precision; otherwise they use
2081 the @samp{%f} style.  A precision of @code{0}, is taken as 1.
2082 Trailing zeros are removed from the fractional portion of the result and
2083 a decimal-point character appears only if it is followed by a digit.
2085 The @samp{%a} and @samp{%A} conversions are meant for representing
2086 floating-point numbers exactly in textual form so that they can be
2087 exchanged as texts between different programs and/or machines.  The
2088 numbers are represented in the form
2089 @w{[@code{-}]@code{0x}@var{h}@code{.}@var{hhh}@code{p}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
2090 At the left of the decimal-point character exactly one digit is print.
2091 This character is only @code{0} if the number is denormalized.
2092 Otherwise the value is unspecified; it is implementation dependent how many
2093 bits are used.  The number of hexadecimal digits on the right side of
2094 the decimal-point character is equal to the precision.  If the precision
2095 is zero it is determined to be large enough to provide an exact
2096 representation of the number (or it is large enough to distinguish two
2097 adjacent values if the @code{FLT_RADIX} is not a power of 2,
2098 @pxref{Floating Point Parameters}).  For the @samp{%a} conversion
2099 lower-case characters are used to represent the hexadecimal number and
2100 the prefix and exponent sign are printed as @code{0x} and @code{p}
2101 respectively.  Otherwise upper-case characters are used and @code{0X}
2102 and @code{P} are used for the representation of prefix and exponent
2103 string.  The exponent to the base of two is printed as a decimal number
2104 using at least one digit but at most as many digits as necessary to
2105 represent the value exactly.
2107 If the value to be printed represents infinity or a NaN, the output is
2108 @w{[@code{-}]@code{inf}} or @code{nan} respectively if the conversion
2109 specifier is @samp{%a}, @samp{%e}, @samp{%f}, or @samp{%g} and it is
2110 @w{[@code{-}]@code{INF}} or @code{NAN} respectively if the conversion is
2111 @samp{%A}, @samp{%E}, or @samp{%G}.
2113 The following flags can be used to modify the behavior:
2115 @comment We use @asis instead of @samp so we can have ` ' as an item.
2116 @table @asis
2117 @item @samp{-}
2118 Left-justify the result in the field.  Normally the result is
2119 right-justified.
2121 @item @samp{+}
2122 Always include a plus or minus sign in the result.
2124 @item @samp{ }
2125 If the result doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a
2126 space instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result includes
2127 a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
2129 @item @samp{#}
2130 Specifies that the result should always include a decimal point, even
2131 if no digits follow it.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions,
2132 this also forces trailing zeros after the decimal point to be left
2133 in place where they would otherwise be removed.
2135 @item @samp{'}
2136 Separate the digits of the integer part of the result into groups as
2137 specified by the locale specified for the @code{LC_NUMERIC} category;
2138 @pxref{General Numeric}.  This flag is a GNU extension.
2140 @item @samp{0}
2141 Pad the field with zeros instead of spaces; the zeros are placed
2142 after any sign.  This flag is ignored if the @samp{-} flag is also
2143 specified.
2144 @end table
2146 The precision specifies how many digits follow the decimal-point
2147 character for the @samp{%f}, @samp{%e}, and @samp{%E} conversions.  For
2148 these conversions, the default precision is @code{6}.  If the precision
2149 is explicitly @code{0}, this suppresses the decimal point character
2150 entirely.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions, the precision
2151 specifies how many significant digits to print.  Significant digits are
2152 the first digit before the decimal point, and all the digits after it.
2153 If the precision is @code{0} or not specified for @samp{%g} or @samp{%G},
2154 it is treated like a value of @code{1}.  If the value being printed
2155 cannot be expressed accurately in the specified number of digits, the
2156 value is rounded to the nearest number that fits.
2158 Without a type modifier, the floating-point conversions use an argument
2159 of type @code{double}.  (By the default argument promotions, any
2160 @code{float} arguments are automatically converted to @code{double}.)
2161 The following type modifier is supported:
2163 @table @samp
2164 @item L
2165 An uppercase @samp{L} specifies that the argument is a @code{long
2166 double}.
2167 @end table
2169 Here are some examples showing how numbers print using the various
2170 floating-point conversions.  All of the numbers were printed using
2171 this template string:
2173 @smallexample
2174 "|%13.4a|%13.4f|%13.4e|%13.4g|\n"
2175 @end smallexample
2177 Here is the output:
2179 @smallexample
2180 |  0x0.0000p+0|       0.0000|   0.0000e+00|            0|
2181 |  0x1.0000p-1|       0.5000|   5.0000e-01|          0.5|
2182 |  0x1.0000p+0|       1.0000|   1.0000e+00|            1|
2183 | -0x1.0000p+0|      -1.0000|  -1.0000e+00|           -1|
2184 |  0x1.9000p+6|     100.0000|   1.0000e+02|          100|
2185 |  0x1.f400p+9|    1000.0000|   1.0000e+03|         1000|
2186 | 0x1.3880p+13|   10000.0000|   1.0000e+04|        1e+04|
2187 | 0x1.81c8p+13|   12345.0000|   1.2345e+04|    1.234e+04|
2188 | 0x1.86a0p+16|  100000.0000|   1.0000e+05|        1e+05|
2189 | 0x1.e240p+16|  123456.0000|   1.2346e+05|    1.235e+05|
2190 @end smallexample
2192 Notice how the @samp{%g} conversion drops trailing zeros.
2194 @node Other Output Conversions
2195 @subsection Other Output Conversions
2197 This section describes miscellaneous conversions for @code{printf}.
2199 The @samp{%c} conversion prints a single character.  In case there is no
2200 @samp{l} modifier the @code{int} argument is first converted to an
2201 @code{unsigned char}.  Then, if used in a wide stream function, the
2202 character is converted into the corresponding wide character.  The
2203 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2204 but no other flags are defined, and no precision or type modifier can be
2205 given.  For example:
2207 @smallexample
2208 printf ("%c%c%c%c%c", 'h', 'e', 'l', 'l', 'o');
2209 @end smallexample
2211 @noindent
2212 prints @samp{hello}.
2214 If there is an @samp{l} modifier present the argument is expected to be
2215 of type @code{wint_t}.  If used in a multibyte function the wide
2216 character is converted into a multibyte character before being added to
2217 the output.  In this case more than one output byte can be produced.
2219 The @samp{%s} conversion prints a string.  If no @samp{l} modifier is
2220 present the corresponding argument must be of type @code{char *} (or
2221 @code{const char *}).  If used in a wide stream function the string is
2222 first converted to a wide character string.  A precision can be
2223 specified to indicate the maximum number of characters to write;
2224 otherwise characters in the string up to but not including the
2225 terminating null character are written to the output stream.  The
2226 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2227 but no other flags or type modifiers are defined for this conversion.
2228 For example:
2230 @smallexample
2231 printf ("%3s%-6s", "no", "where");
2232 @end smallexample
2234 @noindent
2235 prints @samp{ nowhere }.
2237 If there is an @samp{l} modifier present, the argument is expected to
2238 be of type @code{wchar_t} (or @code{const wchar_t *}).
2240 If you accidentally pass a null pointer as the argument for a @samp{%s}
2241 conversion, @theglibc{} prints it as @samp{(null)}.  We think this
2242 is more useful than crashing.  But it's not good practice to pass a null
2243 argument intentionally.
2245 The @samp{%m} conversion prints the string corresponding to the error
2246 code in @code{errno}.  @xref{Error Messages}.  Thus:
2248 @smallexample
2249 fprintf (stderr, "can't open `%s': %m\n", filename);
2250 @end smallexample
2252 @noindent
2253 is equivalent to:
2255 @smallexample
2256 fprintf (stderr, "can't open `%s': %s\n", filename, strerror (errno));
2257 @end smallexample
2259 @noindent
2260 The @samp{%m} conversion is a @glibcadj{} extension.
2262 The @samp{%p} conversion prints a pointer value.  The corresponding
2263 argument must be of type @code{void *}.  In practice, you can use any
2264 type of pointer.
2266 In @theglibc{}, non-null pointers are printed as unsigned integers,
2267 as if a @samp{%#x} conversion were used.  Null pointers print as
2268 @samp{(nil)}.  (Pointers might print differently in other systems.)
2270 For example:
2272 @smallexample
2273 printf ("%p", "testing");
2274 @end smallexample
2276 @noindent
2277 prints @samp{0x} followed by a hexadecimal number---the address of the
2278 string constant @code{"testing"}.  It does not print the word
2279 @samp{testing}.
2281 You can supply the @samp{-} flag with the @samp{%p} conversion to
2282 specify left-justification, but no other flags, precision, or type
2283 modifiers are defined.
2285 The @samp{%n} conversion is unlike any of the other output conversions.
2286 It uses an argument which must be a pointer to an @code{int}, but
2287 instead of printing anything it stores the number of characters printed
2288 so far by this call at that location.  The @samp{h} and @samp{l} type
2289 modifiers are permitted to specify that the argument is of type
2290 @code{short int *} or @code{long int *} instead of @code{int *}, but no
2291 flags, field width, or precision are permitted.
2293 For example,
2295 @smallexample
2296 int nchar;
2297 printf ("%d %s%n\n", 3, "bears", &nchar);
2298 @end smallexample
2300 @noindent
2301 prints:
2303 @smallexample
2304 3 bears
2305 @end smallexample
2307 @noindent
2308 and sets @code{nchar} to @code{7}, because @samp{3 bears} is seven
2309 characters.
2312 The @samp{%%} conversion prints a literal @samp{%} character.  This
2313 conversion doesn't use an argument, and no flags, field width,
2314 precision, or type modifiers are permitted.
2317 @node Formatted Output Functions
2318 @subsection Formatted Output Functions
2320 This section describes how to call @code{printf} and related functions.
2321 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
2322 Because these functions take a variable number of arguments, you
2323 @emph{must} declare prototypes for them before using them.  Of course,
2324 the easiest way to make sure you have all the right prototypes is to
2325 just include @file{stdio.h}.
2326 @pindex stdio.h
2328 @deftypefun int printf (const char *@var{template}, @dots{})
2329 @standards{ISO, stdio.h}
2330 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2331 The @code{printf} function prints the optional arguments under the
2332 control of the template string @var{template} to the stream
2333 @code{stdout}.  It returns the number of characters printed, or a
2334 negative value if there was an output error.
2335 @end deftypefun
2337 @deftypefun int wprintf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2338 @standards{ISO, wchar.h}
2339 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2340 The @code{wprintf} function prints the optional arguments under the
2341 control of the wide template string @var{template} to the stream
2342 @code{stdout}.  It returns the number of wide characters printed, or a
2343 negative value if there was an output error.
2344 @end deftypefun
2346 @deftypefun int fprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
2347 @standards{ISO, stdio.h}
2348 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2349 This function is just like @code{printf}, except that the output is
2350 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2351 @end deftypefun
2353 @deftypefun int fwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2354 @standards{ISO, wchar.h}
2355 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2356 This function is just like @code{wprintf}, except that the output is
2357 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2358 @end deftypefun
2360 @deftypefun int sprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
2361 @standards{ISO, stdio.h}
2362 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2363 This is like @code{printf}, except that the output is stored in the character
2364 array @var{s} instead of written to a stream.  A null character is written
2365 to mark the end of the string.
2367 The @code{sprintf} function returns the number of characters stored in
2368 the array @var{s}, not including the terminating null character.
2370 The behavior of this function is undefined if copying takes place
2371 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
2372 as an argument to be printed under control of the @samp{%s} conversion.
2373 @xref{Copying Strings and Arrays}.
2375 @strong{Warning:} The @code{sprintf} function can be @strong{dangerous}
2376 because it can potentially output more characters than can fit in the
2377 allocation size of the string @var{s}.  Remember that the field width
2378 given in a conversion specification is only a @emph{minimum} value.
2380 To avoid this problem, you can use @code{snprintf} or @code{asprintf},
2381 described below.
2382 @end deftypefun
2384 @deftypefun int swprintf (wchar_t *@var{ws}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2385 @standards{GNU, wchar.h}
2386 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2387 This is like @code{wprintf}, except that the output is stored in the
2388 wide character array @var{ws} instead of written to a stream.  A null
2389 wide character is written to mark the end of the string.  The @var{size}
2390 argument specifies the maximum number of characters to produce.  The
2391 trailing null character is counted towards this limit, so you should
2392 allocate at least @var{size} wide characters for the string @var{ws}.
2394 The return value is the number of characters generated for the given
2395 input, excluding the trailing null.  If not all output fits into the
2396 provided buffer a negative value is returned.  You should try again with
2397 a bigger output string.  @emph{Note:} this is different from how
2398 @code{snprintf} handles this situation.
2400 Note that the corresponding narrow stream function takes fewer
2401 parameters.  @code{swprintf} in fact corresponds to the @code{snprintf}
2402 function.  Since the @code{sprintf} function can be dangerous and should
2403 be avoided the @w{ISO C} committee refused to make the same mistake
2404 again and decided to not define a function exactly corresponding to
2405 @code{sprintf}.
2406 @end deftypefun
2408 @deftypefun int snprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, @dots{})
2409 @standards{GNU, stdio.h}
2410 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2411 The @code{snprintf} function is similar to @code{sprintf}, except that
2412 the @var{size} argument specifies the maximum number of characters to
2413 produce.  The trailing null character is counted towards this limit, so
2414 you should allocate at least @var{size} characters for the string @var{s}.
2415 If @var{size} is zero, nothing, not even the null byte, shall be written and
2416 @var{s} may be a null pointer.
2418 The return value is the number of characters which would be generated
2419 for the given input, excluding the trailing null.  If this value is
2420 greater than or equal to @var{size}, not all characters from the result have
2421 been stored in @var{s}.  You should try again with a bigger output
2422 string.  Here is an example of doing this:
2424 @smallexample
2425 @group
2426 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2427    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2428 char *
2429 make_message (char *name, char *value)
2431   /* @r{Guess we need no more than 100 bytes of space.} */
2432   size_t size = 100;
2433   char *buffer = xmalloc (size);
2434 @end group
2435 @group
2436  /* @r{Try to print in the allocated space.} */
2437   int buflen = snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2438                          name, value);
2439   if (! (0 <= buflen && buflen < SIZE_MAX))
2440     fatal ("integer overflow");
2441 @end group
2442 @group
2443   if (buflen >= size)
2444     @{
2445       /* @r{Reallocate buffer now that we know
2446          how much space is needed.} */
2447       size = buflen;
2448       size++;
2449       buffer = xrealloc (buffer, size);
2451       /* @r{Try again.} */
2452       snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2453                 name, value);
2454     @}
2455   /* @r{The last call worked, return the string.} */
2456   return buffer;
2458 @end group
2459 @end smallexample
2461 In practice, it is often easier just to use @code{asprintf}, below.
2463 @strong{Attention:} In versions of @theglibc{} prior to 2.1 the
2464 return value is the number of characters stored, not including the
2465 terminating null; unless there was not enough space in @var{s} to
2466 store the result in which case @code{-1} is returned.  This was
2467 changed in order to comply with the @w{ISO C99} standard.
2468 @end deftypefun
2470 @node Dynamic Output
2471 @subsection Dynamically Allocating Formatted Output
2473 The functions in this section do formatted output and place the results
2474 in dynamically allocated memory.
2476 @deftypefun int asprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, @dots{})
2477 @standards{GNU, stdio.h}
2478 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2479 This function is similar to @code{sprintf}, except that it dynamically
2480 allocates a string (as with @code{malloc}; @pxref{Unconstrained
2481 Allocation}) to hold the output, instead of putting the output in a
2482 buffer you allocate in advance.  The @var{ptr} argument should be the
2483 address of a @code{char *} object, and a successful call to
2484 @code{asprintf} stores a pointer to the newly allocated string at that
2485 location.
2487 The return value is the number of characters allocated for the buffer, or
2488 less than zero if an error occurred.  Usually this means that the buffer
2489 could not be allocated.
2491 Here is how to use @code{asprintf} to get the same result as the
2492 @code{snprintf} example, but more easily:
2494 @smallexample
2495 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2496    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2497 char *
2498 make_message (char *name, char *value)
2500   char *result;
2501   if (asprintf (&result, "value of %s is %s", name, value) < 0)
2502     return NULL;
2503   return result;
2505 @end smallexample
2506 @end deftypefun
2508 @deftypefun int obstack_printf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, @dots{})
2509 @standards{GNU, stdio.h}
2510 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:obstack} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsmem{}}}
2511 This function is similar to @code{asprintf}, except that it uses the
2512 obstack @var{obstack} to allocate the space.  @xref{Obstacks}.
2514 The characters are written onto the end of the current object.
2515 To get at them, you must finish the object with @code{obstack_finish}
2516 (@pxref{Growing Objects}).@refill
2517 @end deftypefun
2519 @node Variable Arguments Output
2520 @subsection Variable Arguments Output Functions
2522 The functions @code{vprintf} and friends are provided so that you can
2523 define your own variadic @code{printf}-like functions that make use of
2524 the same internals as the built-in formatted output functions.
2526 The most natural way to define such functions would be to use a language
2527 construct to say, ``Call @code{printf} and pass this template plus all
2528 of my arguments after the first five.''  But there is no way to do this
2529 in C, and it would be hard to provide a way, since at the C language
2530 level there is no way to tell how many arguments your function received.
2532 Since that method is impossible, we provide alternative functions, the
2533 @code{vprintf} series, which lets you pass a @code{va_list} to describe
2534 ``all of my arguments after the first five.''
2536 When it is sufficient to define a macro rather than a real function,
2537 the GNU C compiler provides a way to do this much more easily with macros.
2538 For example:
2540 @smallexample
2541 #define myprintf(a, b, c, d, e, rest...) \
2542             printf (mytemplate , ## rest)
2543 @end smallexample
2545 @noindent
2546 @xref{Variadic Macros,,, cpp, The C preprocessor}, for details.
2547 But this is limited to macros, and does not apply to real functions at all.
2549 Before calling @code{vprintf} or the other functions listed in this
2550 section, you @emph{must} call @code{va_start} (@pxref{Variadic
2551 Functions}) to initialize a pointer to the variable arguments.  Then you
2552 can call @code{va_arg} to fetch the arguments that you want to handle
2553 yourself.  This advances the pointer past those arguments.
2555 Once your @code{va_list} pointer is pointing at the argument of your
2556 choice, you are ready to call @code{vprintf}.  That argument and all
2557 subsequent arguments that were passed to your function are used by
2558 @code{vprintf} along with the template that you specified separately.
2560 @strong{Portability Note:} The value of the @code{va_list} pointer is
2561 undetermined after the call to @code{vprintf}, so you must not use
2562 @code{va_arg} after you call @code{vprintf}.  Instead, you should call
2563 @code{va_end} to retire the pointer from service.  You can call
2564 @code{va_start} again and begin fetching the arguments from the start of
2565 the variable argument list.  (Alternatively, you can use @code{va_copy}
2566 to make a copy of the @code{va_list} pointer before calling
2567 @code{vfprintf}.)  Calling @code{vprintf} does not destroy the argument
2568 list of your function, merely the particular pointer that you passed to
2571 Prototypes for these functions are declared in @file{stdio.h}.
2572 @pindex stdio.h
2574 @deftypefun int vprintf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2575 @standards{ISO, stdio.h}
2576 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2577 This function is similar to @code{printf} except that, instead of taking
2578 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2579 pointer @var{ap}.
2580 @end deftypefun
2582 @deftypefun int vwprintf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2583 @standards{ISO, wchar.h}
2584 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2585 This function is similar to @code{wprintf} except that, instead of taking
2586 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2587 pointer @var{ap}.
2588 @end deftypefun
2590 @deftypefun int vfprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2591 @standards{ISO, stdio.h}
2592 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2593 @c Although vfprintf sets up a cleanup region to release the lock on the
2594 @c output stream, it doesn't use it to release args_value or string in
2595 @c case of cancellation.  This doesn't make it unsafe, but cancelling it
2596 @c may leak memory.  The unguarded use of __printf_function_table is
2597 @c also of concern for all callers.
2598 @c _itoa ok
2599 @c   _udiv_qrnnd_preinv ok
2600 @c group_number ok
2601 @c _i18n_number_rewrite
2602 @c   __wctrans ok
2603 @c   __towctrans @mtslocale
2604 @c   __wcrtomb ok? dup below
2605 @c   outdigit_value ok
2606 @c   outdigitwc_value ok
2607 @c outchar ok
2608 @c outstring ok
2609 @c PAD ok
2610 @c __printf_fp @mtslocale @ascuheap @acsmem
2611 @c __printf_fphex @mtslocale
2612 @c __readonly_area
2613 @c   [GNU/Linux] fopen, strtoul, free
2614 @c __strerror_r ok if no translation, check otherwise
2615 @c __btowc ? gconv-modules
2616 @c __wcrtomb ok (not using internal state) gconv-modules
2617 @c ARGCHECK
2618 @c UNBUFFERED_P (tested before taking the stream lock)
2619 @c buffered_vfprintf ok
2620 @c __find_spec(wc|mb)
2621 @c read_int
2622 @c __libc_use_alloca
2623 @c process_arg
2624 @c process_string_arg
2625 @c __parse_one_spec(wc|mb)
2626 @c *__printf_arginfo_table unguarded
2627 @c __printf_va_arg_table-> unguarded
2628 @c *__printf_function_table unguarded
2629 @c done_add
2630 @c printf_unknown
2631 @c   outchar
2632 @c   _itoa_word
2633 This is the equivalent of @code{fprintf} with the variable argument list
2634 specified directly as for @code{vprintf}.
2635 @end deftypefun
2637 @deftypefun int vfwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2638 @standards{ISO, wchar.h}
2639 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2640 This is the equivalent of @code{fwprintf} with the variable argument list
2641 specified directly as for @code{vwprintf}.
2642 @end deftypefun
2644 @deftypefun int vsprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2645 @standards{ISO, stdio.h}
2646 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2647 This is the equivalent of @code{sprintf} with the variable argument list
2648 specified directly as for @code{vprintf}.
2649 @end deftypefun
2651 @deftypefun int vswprintf (wchar_t *@var{ws}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2652 @standards{GNU, wchar.h}
2653 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2654 This is the equivalent of @code{swprintf} with the variable argument list
2655 specified directly as for @code{vwprintf}.
2656 @end deftypefun
2658 @deftypefun int vsnprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2659 @standards{GNU, stdio.h}
2660 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2661 This is the equivalent of @code{snprintf} with the variable argument list
2662 specified directly as for @code{vprintf}.
2663 @end deftypefun
2665 @deftypefun int vasprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2666 @standards{GNU, stdio.h}
2667 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2668 The @code{vasprintf} function is the equivalent of @code{asprintf} with the
2669 variable argument list specified directly as for @code{vprintf}.
2670 @end deftypefun
2672 @deftypefun int obstack_vprintf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2673 @standards{GNU, stdio.h}
2674 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:obstack} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsmem{}}}
2675 @c The obstack is not guarded by mutexes, it might be at an inconsistent
2676 @c state within a signal handler, and it could be left at an
2677 @c inconsistent state in case of cancellation.
2678 The @code{obstack_vprintf} function is the equivalent of
2679 @code{obstack_printf} with the variable argument list specified directly
2680 as for @code{vprintf}.@refill
2681 @end deftypefun
2683 Here's an example showing how you might use @code{vfprintf}.  This is a
2684 function that prints error messages to the stream @code{stderr}, along
2685 with a prefix indicating the name of the program
2686 (@pxref{Error Messages}, for a description of
2687 @code{program_invocation_short_name}).
2689 @smallexample
2690 @group
2691 #include <stdio.h>
2692 #include <stdarg.h>
2694 void
2695 eprintf (const char *template, ...)
2697   va_list ap;
2698   extern char *program_invocation_short_name;
2700   fprintf (stderr, "%s: ", program_invocation_short_name);
2701   va_start (ap, template);
2702   vfprintf (stderr, template, ap);
2703   va_end (ap);
2705 @end group
2706 @end smallexample
2708 @noindent
2709 You could call @code{eprintf} like this:
2711 @smallexample
2712 eprintf ("file `%s' does not exist\n", filename);
2713 @end smallexample
2715 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
2716 know that a function uses a @code{printf}-style format string.  Then it
2717 can check the number and types of arguments in each call to the
2718 function, and warn you when they do not match the format string.
2719 For example, take this declaration of @code{eprintf}:
2721 @smallexample
2722 void eprintf (const char *template, ...)
2723         __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
2724 @end smallexample
2726 @noindent
2727 This tells the compiler that @code{eprintf} uses a format string like
2728 @code{printf} (as opposed to @code{scanf}; @pxref{Formatted Input});
2729 the format string appears as the first argument;
2730 and the arguments to satisfy the format begin with the second.
2731 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
2732 gcc, Using GNU CC}, for more information.
2734 @node Parsing a Template String
2735 @subsection Parsing a Template String
2736 @cindex parsing a template string
2738 You can use the function @code{parse_printf_format} to obtain
2739 information about the number and types of arguments that are expected by
2740 a given template string.  This function permits interpreters that
2741 provide interfaces to @code{printf} to avoid passing along invalid
2742 arguments from the user's program, which could cause a crash.
2744 All the symbols described in this section are declared in the header
2745 file @file{printf.h}.
2747 @deftypefun size_t parse_printf_format (const char *@var{template}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
2748 @standards{GNU, printf.h}
2749 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@assafe{}@acsafe{}}
2750 This function returns information about the number and types of
2751 arguments expected by the @code{printf} template string @var{template}.
2752 The information is stored in the array @var{argtypes}; each element of
2753 this array describes one argument.  This information is encoded using
2754 the various @samp{PA_} macros, listed below.
2756 The argument @var{n} specifies the number of elements in the array
2757 @var{argtypes}.  This is the maximum number of elements that
2758 @code{parse_printf_format} will try to write.
2760 @code{parse_printf_format} returns the total number of arguments required
2761 by @var{template}.  If this number is greater than @var{n}, then the
2762 information returned describes only the first @var{n} arguments.  If you
2763 want information about additional arguments, allocate a bigger
2764 array and call @code{parse_printf_format} again.
2765 @end deftypefun
2767 The argument types are encoded as a combination of a basic type and
2768 modifier flag bits.
2770 @deftypevr Macro int PA_FLAG_MASK
2771 @standards{GNU, printf.h}
2772 This macro is a bitmask for the type modifier flag bits.  You can write
2773 the expression @code{(argtypes[i] & PA_FLAG_MASK)} to extract just the
2774 flag bits for an argument, or @code{(argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)} to
2775 extract just the basic type code.
2776 @end deftypevr
2778 Here are symbolic constants that represent the basic types; they stand
2779 for integer values.
2781 @vtable @code
2782 @item PA_INT
2783 @standards{GNU, printf.h}
2784 This specifies that the base type is @code{int}.
2786 @item PA_CHAR
2787 @standards{GNU, printf.h}
2788 This specifies that the base type is @code{int}, cast to @code{char}.
2790 @item PA_STRING
2791 @standards{GNU, printf.h}
2792 This specifies that the base type is @code{char *}, a null-terminated string.
2794 @item PA_POINTER
2795 @standards{GNU, printf.h}
2796 This specifies that the base type is @code{void *}, an arbitrary pointer.
2798 @item PA_FLOAT
2799 @standards{GNU, printf.h}
2800 This specifies that the base type is @code{float}.
2802 @item PA_DOUBLE
2803 @standards{GNU, printf.h}
2804 This specifies that the base type is @code{double}.
2806 @item PA_LAST
2807 @standards{GNU, printf.h}
2808 You can define additional base types for your own programs as offsets
2809 from @code{PA_LAST}.  For example, if you have data types @samp{foo}
2810 and @samp{bar} with their own specialized @code{printf} conversions,
2811 you could define encodings for these types as:
2813 @smallexample
2814 #define PA_FOO  PA_LAST
2815 #define PA_BAR  (PA_LAST + 1)
2816 @end smallexample
2817 @end vtable
2819 Here are the flag bits that modify a basic type.  They are combined with
2820 the code for the basic type using inclusive-or.
2822 @vtable @code
2823 @item PA_FLAG_PTR
2824 @standards{GNU, printf.h}
2825 If this bit is set, it indicates that the encoded type is a pointer to
2826 the base type, rather than an immediate value.
2827 For example, @samp{PA_INT|PA_FLAG_PTR} represents the type @samp{int *}.
2829 @item PA_FLAG_SHORT
2830 @standards{GNU, printf.h}
2831 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2832 @code{short}.  (This corresponds to the @samp{h} type modifier.)
2834 @item PA_FLAG_LONG
2835 @standards{GNU, printf.h}
2836 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2837 @code{long}.  (This corresponds to the @samp{l} type modifier.)
2839 @item PA_FLAG_LONG_LONG
2840 @standards{GNU, printf.h}
2841 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2842 @code{long long}.  (This corresponds to the @samp{L} type modifier.)
2844 @item PA_FLAG_LONG_DOUBLE
2845 @standards{GNU, printf.h}
2846 This is a synonym for @code{PA_FLAG_LONG_LONG}, used by convention with
2847 a base type of @code{PA_DOUBLE} to indicate a type of @code{long double}.
2848 @end vtable
2850 @ifinfo
2851 For an example of using these facilities, see @ref{Example of Parsing}.
2852 @end ifinfo
2854 @node Example of Parsing
2855 @subsection Example of Parsing a Template String
2857 Here is an example of decoding argument types for a format string.  We
2858 assume this is part of an interpreter which contains arguments of type
2859 @code{NUMBER}, @code{CHAR}, @code{STRING} and @code{STRUCTURE} (and
2860 perhaps others which are not valid here).
2862 @smallexample
2863 /* @r{Test whether the @var{nargs} specified objects}
2864    @r{in the vector @var{args} are valid}
2865    @r{for the format string @var{format}:}
2866    @r{if so, return 1.}
2867    @r{If not, return 0 after printing an error message.}  */
2870 validate_args (char *format, int nargs, OBJECT *args)
2872   int *argtypes;
2873   int nwanted;
2875   /* @r{Get the information about the arguments.}
2876      @r{Each conversion specification must be at least two characters}
2877      @r{long, so there cannot be more specifications than half the}
2878      @r{length of the string.}  */
2880   argtypes = (int *) alloca (strlen (format) / 2 * sizeof (int));
2881   nwanted = parse_printf_format (format, nargs, argtypes);
2883   /* @r{Check the number of arguments.}  */
2884   if (nwanted > nargs)
2885     @{
2886       error ("too few arguments (at least %d required)", nwanted);
2887       return 0;
2888     @}
2890   /* @r{Check the C type wanted for each argument}
2891      @r{and see if the object given is suitable.}  */
2892   for (i = 0; i < nwanted; i++)
2893     @{
2894       int wanted;
2896       if (argtypes[i] & PA_FLAG_PTR)
2897         wanted = STRUCTURE;
2898       else
2899         switch (argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)
2900           @{
2901           case PA_INT:
2902           case PA_FLOAT:
2903           case PA_DOUBLE:
2904             wanted = NUMBER;
2905             break;
2906           case PA_CHAR:
2907             wanted = CHAR;
2908             break;
2909           case PA_STRING:
2910             wanted = STRING;
2911             break;
2912           case PA_POINTER:
2913             wanted = STRUCTURE;
2914             break;
2915           @}
2916       if (TYPE (args[i]) != wanted)
2917         @{
2918           error ("type mismatch for arg number %d", i);
2919           return 0;
2920         @}
2921     @}
2922   return 1;
2924 @end smallexample
2926 @node Customizing Printf
2927 @section Customizing @code{printf}
2928 @cindex customizing @code{printf}
2929 @cindex defining new @code{printf} conversions
2930 @cindex extending @code{printf}
2932 @Theglibc{} lets you define your own custom conversion specifiers
2933 for @code{printf} template strings, to teach @code{printf} clever ways
2934 to print the important data structures of your program.
2936 The way you do this is by registering the conversion with the function
2937 @code{register_printf_function}; see @ref{Registering New Conversions}.
2938 One of the arguments you pass to this function is a pointer to a handler
2939 function that produces the actual output; see @ref{Defining the Output
2940 Handler}, for information on how to write this function.
2942 You can also install a function that just returns information about the
2943 number and type of arguments expected by the conversion specifier.
2944 @xref{Parsing a Template String}, for information about this.
2946 The facilities of this section are declared in the header file
2947 @file{printf.h}.
2949 @menu
2950 * Registering New Conversions::         Using @code{register_printf_function}
2951                                          to register a new output conversion.
2952 * Conversion Specifier Options::        The handler must be able to get
2953                                          the options specified in the
2954                                          template when it is called.
2955 * Defining the Output Handler::         Defining the handler and arginfo
2956                                          functions that are passed as arguments
2957                                          to @code{register_printf_function}.
2958 * Printf Extension Example::            How to define a @code{printf}
2959                                          handler function.
2960 * Predefined Printf Handlers::          Predefined @code{printf} handlers.
2961 @end menu
2963 @strong{Portability Note:} The ability to extend the syntax of
2964 @code{printf} template strings is a GNU extension.  ISO standard C has
2965 nothing similar.  When using the GNU C compiler or any other compiler
2966 that interprets calls to standard I/O functions according to the rules
2967 of the language standard it is necessary to disable such handling by
2968 the appropriate compiler option.  Otherwise the behavior of a program
2969 that relies on the extension is undefined.
2971 @node Registering New Conversions
2972 @subsection Registering New Conversions
2974 The function to register a new output conversion is
2975 @code{register_printf_function}, declared in @file{printf.h}.
2976 @pindex printf.h
2978 @deftypefun int register_printf_function (int @var{spec}, printf_function @var{handler-function}, printf_arginfo_function @var{arginfo-function})
2979 @standards{GNU, printf.h}
2980 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasuconst{:printfext}}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
2981 @c This function is guarded by the global non-recursive libc lock, but
2982 @c users of the variables it sets aren't, and those should be MT-Safe,
2983 @c so we're ruling out the use of this extension with threads.  Calling
2984 @c it from a signal handler may self-deadlock, and cancellation may
2985 @c leave the lock held, besides leaking allocated memory.
2986 This function defines the conversion specifier character @var{spec}.
2987 Thus, if @var{spec} is @code{'Y'}, it defines the conversion @samp{%Y}.
2988 You can redefine the built-in conversions like @samp{%s}, but flag
2989 characters like @samp{#} and type modifiers like @samp{l} can never be
2990 used as conversions; calling @code{register_printf_function} for those
2991 characters has no effect.  It is advisable not to use lowercase letters,
2992 since the ISO C standard warns that additional lowercase letters may be
2993 standardized in future editions of the standard.
2995 The @var{handler-function} is the function called by @code{printf} and
2996 friends when this conversion appears in a template string.
2997 @xref{Defining the Output Handler}, for information about how to define
2998 a function to pass as this argument.  If you specify a null pointer, any
2999 existing handler function for @var{spec} is removed.
3001 The @var{arginfo-function} is the function called by
3002 @code{parse_printf_format} when this conversion appears in a
3003 template string.  @xref{Parsing a Template String}, for information
3004 about this.
3006 @c The following is not true anymore.  The `parse_printf_format' function
3007 @c is now also called from `vfprintf' via `parse_one_spec'.
3008 @c --drepper@gnu, 1996/11/14
3010 @c Normally, you install both functions for a conversion at the same time,
3011 @c but if you are never going to call @code{parse_printf_format}, you do
3012 @c not need to define an arginfo function.
3014 @strong{Attention:} In @theglibc{} versions before 2.0 the
3015 @var{arginfo-function} function did not need to be installed unless
3016 the user used the @code{parse_printf_format} function.  This has changed.
3017 Now a call to any of the @code{printf} functions will call this
3018 function when this format specifier appears in the format string.
3020 The return value is @code{0} on success, and @code{-1} on failure
3021 (which occurs if @var{spec} is out of range).
3023 @strong{Portability Note:} It is possible to redefine the standard output
3024 conversions but doing so is strongly discouraged because it may interfere
3025 with the behavior of programs and compiler implementations that assume
3026 the effects of the conversions conform to the relevant language standards.
3027 In addition, conforming compilers need not guarantee that the function
3028 registered for a standard conversion will be called for each such
3029 conversion in every format string in a program.
3030 @end deftypefun
3032 @node Conversion Specifier Options
3033 @subsection Conversion Specifier Options
3035 If you define a meaning for @samp{%A}, what if the template contains
3036 @samp{%+23A} or @samp{%-#A}?  To implement a sensible meaning for these,
3037 the handler when called needs to be able to get the options specified in
3038 the template.
3040 Both the @var{handler-function} and @var{arginfo-function} accept an
3041 argument that points to a @code{struct printf_info}, which contains
3042 information about the options appearing in an instance of the conversion
3043 specifier.  This data type is declared in the header file
3044 @file{printf.h}.
3045 @pindex printf.h
3047 @deftp {Type} {struct printf_info}
3048 @standards{GNU, printf.h}
3049 This structure is used to pass information about the options appearing
3050 in an instance of a conversion specifier in a @code{printf} template
3051 string to the handler and arginfo functions for that specifier.  It
3052 contains the following members:
3054 @table @code
3055 @item int prec
3056 This is the precision specified.  The value is @code{-1} if no precision
3057 was specified.  If the precision was given as @samp{*}, the
3058 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
3059 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
3060 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
3061 actual value is not known.
3063 @item int width
3064 This is the minimum field width specified.  The value is @code{0} if no
3065 width was specified.  If the field width was given as @samp{*}, the
3066 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
3067 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
3068 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
3069 actual value is not known.
3071 @item wchar_t spec
3072 This is the conversion specifier character specified.  It's stored in
3073 the structure so that you can register the same handler function for
3074 multiple characters, but still have a way to tell them apart when the
3075 handler function is called.
3077 @item unsigned int is_long_double
3078 This is a boolean that is true if the @samp{L}, @samp{ll}, or @samp{q}
3079 type modifier was specified.  For integer conversions, this indicates
3080 @code{long long int}, as opposed to @code{long double} for floating
3081 point conversions.
3083 @item unsigned int is_char
3084 This is a boolean that is true if the @samp{hh} type modifier was specified.
3086 @item unsigned int is_short
3087 This is a boolean that is true if the @samp{h} type modifier was specified.
3089 @item unsigned int is_long
3090 This is a boolean that is true if the @samp{l} type modifier was specified.
3092 @item unsigned int alt
3093 This is a boolean that is true if the @samp{#} flag was specified.
3095 @item unsigned int space
3096 This is a boolean that is true if the @samp{ } flag was specified.
3098 @item unsigned int left
3099 This is a boolean that is true if the @samp{-} flag was specified.
3101 @item unsigned int showsign
3102 This is a boolean that is true if the @samp{+} flag was specified.
3104 @item unsigned int group
3105 This is a boolean that is true if the @samp{'} flag was specified.
3107 @item unsigned int extra
3108 This flag has a special meaning depending on the context.  It could
3109 be used freely by the user-defined handlers but when called from
3110 the @code{printf} function this variable always contains the value
3111 @code{0}.
3113 @item unsigned int wide
3114 This flag is set if the stream is wide oriented.
3116 @item wchar_t pad
3117 This is the character to use for padding the output to the minimum field
3118 width.  The value is @code{'0'} if the @samp{0} flag was specified, and
3119 @code{' '} otherwise.
3120 @end table
3121 @end deftp
3124 @node Defining the Output Handler
3125 @subsection Defining the Output Handler
3127 Now let's look at how to define the handler and arginfo functions
3128 which are passed as arguments to @code{register_printf_function}.
3130 @strong{Compatibility Note:} The interface changed in @theglibc{}
3131 version 2.0.  Previously the third argument was of type
3132 @code{va_list *}.
3134 You should define your handler functions with a prototype like:
3136 @smallexample
3137 int @var{function} (FILE *stream, const struct printf_info *info,
3138                     const void *const *args)
3139 @end smallexample
3141 The @var{stream} argument passed to the handler function is the stream to
3142 which it should write output.
3144 The @var{info} argument is a pointer to a structure that contains
3145 information about the various options that were included with the
3146 conversion in the template string.  You should not modify this structure
3147 inside your handler function.  @xref{Conversion Specifier Options}, for
3148 a description of this data structure.
3150 @c The following changes some time back.  --drepper@gnu, 1996/11/14
3152 @c The @code{ap_pointer} argument is used to pass the tail of the variable
3153 @c argument list containing the values to be printed to your handler.
3154 @c Unlike most other functions that can be passed an explicit variable
3155 @c argument list, this is a @emph{pointer} to a @code{va_list}, rather than
3156 @c the @code{va_list} itself.  Thus, you should fetch arguments by
3157 @c means of @code{va_arg (*ap_pointer, @var{type})}.
3159 @c (Passing a pointer here allows the function that calls your handler
3160 @c function to update its own @code{va_list} variable to account for the
3161 @c arguments that your handler processes.  @xref{Variadic Functions}.)
3163 The @var{args} is a vector of pointers to the arguments data.
3164 The number of arguments was determined by calling the argument
3165 information function provided by the user.
3167 Your handler function should return a value just like @code{printf}
3168 does: it should return the number of characters it has written, or a
3169 negative value to indicate an error.
3171 @deftp {Data Type} printf_function
3172 @standards{GNU, printf.h}
3173 This is the data type that a handler function should have.
3174 @end deftp
3176 If you are going to use @w{@code{parse_printf_format}} in your
3177 application, you must also define a function to pass as the
3178 @var{arginfo-function} argument for each new conversion you install with
3179 @code{register_printf_function}.
3181 You have to define these functions with a prototype like:
3183 @smallexample
3184 int @var{function} (const struct printf_info *info,
3185                     size_t n, int *argtypes)
3186 @end smallexample
3188 The return value from the function should be the number of arguments the
3189 conversion expects.  The function should also fill in no more than
3190 @var{n} elements of the @var{argtypes} array with information about the
3191 types of each of these arguments.  This information is encoded using the
3192 various @samp{PA_} macros.  (You will notice that this is the same
3193 calling convention @code{parse_printf_format} itself uses.)
3195 @deftp {Data Type} printf_arginfo_function
3196 @standards{GNU, printf.h}
3197 This type is used to describe functions that return information about
3198 the number and type of arguments used by a conversion specifier.
3199 @end deftp
3201 @node Printf Extension Example
3202 @subsection @code{printf} Extension Example
3204 Here is an example showing how to define a @code{printf} handler function.
3205 This program defines a data structure called a @code{Widget} and
3206 defines the @samp{%W} conversion to print information about @w{@code{Widget *}}
3207 arguments, including the pointer value and the name stored in the data
3208 structure.  The @samp{%W} conversion supports the minimum field width and
3209 left-justification options, but ignores everything else.
3211 @smallexample
3212 @include rprintf.c.texi
3213 @end smallexample
3215 The output produced by this program looks like:
3217 @smallexample
3218 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3219 |      <Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3220 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>      |
3221 @end smallexample
3223 @node Predefined Printf Handlers
3224 @subsection Predefined @code{printf} Handlers
3226 @Theglibc{} also contains a concrete and useful application of the
3227 @code{printf} handler extension.  There are two functions available
3228 which implement a special way to print floating-point numbers.
3230 @deftypefun int printf_size (FILE *@var{fp}, const struct printf_info *@var{info}, const void *const *@var{args})
3231 @standards{GNU, printf.h}
3232 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:fp} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @acucorrupt{}}}
3233 @c This is meant to be called by vfprintf, that should hold the lock on
3234 @c the stream, but if this function is called directly, output will be
3235 @c racy, besides the uses of the global locale object while other
3236 @c threads may be changing it and the possbility of leaving the stream
3237 @c object in an inconsistent state in case of cancellation.
3238 Print a given floating point number as for the format @code{%f} except
3239 that there is a postfix character indicating the divisor for the
3240 number to make this less than 1000.  There are two possible divisors:
3241 powers of 1024 or powers of 1000.  Which one is used depends on the
3242 format character specified while registered this handler.  If the
3243 character is of lower case, 1024 is used.  For upper case characters,
3244 1000 is used.
3246 The postfix tag corresponds to bytes, kilobytes, megabytes, gigabytes,
3247 etc.  The full table is:
3249 @ifinfo
3250 @multitable {' '} {2^10 (1024)} {zetta} {Upper} {10^24 (1000)}
3251 @item low @tab Multiplier  @tab From  @tab Upper @tab Multiplier
3252 @item ' ' @tab 1           @tab       @tab ' '   @tab 1
3253 @item k   @tab 2^10 (1024) @tab kilo  @tab K     @tab 10^3 (1000)
3254 @item m   @tab 2^20        @tab mega  @tab M     @tab 10^6
3255 @item g   @tab 2^30        @tab giga  @tab G     @tab 10^9
3256 @item t   @tab 2^40        @tab tera  @tab T     @tab 10^12
3257 @item p   @tab 2^50        @tab peta  @tab P     @tab 10^15
3258 @item e   @tab 2^60        @tab exa   @tab E     @tab 10^18
3259 @item z   @tab 2^70        @tab zetta @tab Z     @tab 10^21
3260 @item y   @tab 2^80        @tab yotta @tab Y     @tab 10^24
3261 @end multitable
3262 @end ifinfo
3263 @iftex
3264 @tex
3265 \hbox to\hsize{\hfil\vbox{\offinterlineskip
3266 \hrule
3267 \halign{\strut#& \vrule#\tabskip=1em plus2em& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#\tabskip=0pt\cr
3268 \noalign{\hrule}
3269 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3270 && \omit low && Multiplier && From && \omit Upper && Multiplier &\cr
3271 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3272 \noalign{\hrule}
3273 && {\tt\char32} &&  1 && && {\tt\char32} && 1 &\cr
3274 && k && $2^{10} = 1024$ && kilo && K && $10^3 = 1000$ &\cr
3275 && m && $2^{20}$ && mega && M && $10^6$ &\cr
3276 && g && $2^{30}$ && giga && G && $10^9$ &\cr
3277 && t && $2^{40}$ && tera && T && $10^{12}$ &\cr
3278 && p && $2^{50}$ && peta && P && $10^{15}$ &\cr
3279 && e && $2^{60}$ && exa && E && $10^{18}$ &\cr
3280 && z && $2^{70}$ && zetta && Z && $10^{21}$ &\cr
3281 && y && $2^{80}$ && yotta && Y && $10^{24}$ &\cr
3282 \noalign{\hrule}}}\hfil}
3283 @end tex
3284 @end iftex
3286 The default precision is 3, i.e., 1024 is printed with a lower-case
3287 format character as if it were @code{%.3fk} and will yield @code{1.000k}.
3288 @end deftypefun
3290 Due to the requirements of @code{register_printf_function} we must also
3291 provide the function which returns information about the arguments.
3293 @deftypefun int printf_size_info (const struct printf_info *@var{info}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
3294 @standards{GNU, printf.h}
3295 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
3296 This function will return in @var{argtypes} the information about the
3297 used parameters in the way the @code{vfprintf} implementation expects
3298 it.  The format always takes one argument.
3299 @end deftypefun
3301 To use these functions both functions must be registered with a call like
3303 @smallexample
3304 register_printf_function ('B', printf_size, printf_size_info);
3305 @end smallexample
3307 Here we register the functions to print numbers as powers of 1000 since
3308 the format character @code{'B'} is an upper-case character.  If we
3309 would additionally use @code{'b'} in a line like
3311 @smallexample
3312 register_printf_function ('b', printf_size, printf_size_info);
3313 @end smallexample
3315 @noindent
3316 we could also print using a power of 1024.  Please note that all that is
3317 different in these two lines is the format specifier.  The
3318 @code{printf_size} function knows about the difference between lower and upper
3319 case format specifiers.
3321 The use of @code{'B'} and @code{'b'} is no coincidence.  Rather it is
3322 the preferred way to use this functionality since it is available on
3323 some other systems which also use format specifiers.
3325 @node Formatted Input
3326 @section Formatted Input
3328 @cindex formatted input from a stream
3329 @cindex reading from a stream, formatted
3330 @cindex format string, for @code{scanf}
3331 @cindex template, for @code{scanf}
3332 The functions described in this section (@code{scanf} and related
3333 functions) provide facilities for formatted input analogous to the
3334 formatted output facilities.  These functions provide a mechanism for
3335 reading arbitrary values under the control of a @dfn{format string} or
3336 @dfn{template string}.
3338 @menu
3339 * Formatted Input Basics::      Some basics to get you started.
3340 * Input Conversion Syntax::     Syntax of conversion specifications.
3341 * Table of Input Conversions::  Summary of input conversions and what they do.
3342 * Numeric Input Conversions::   Details of conversions for reading numbers.
3343 * String Input Conversions::    Details of conversions for reading strings.
3344 * Dynamic String Input::        String conversions that @code{malloc} the buffer.
3345 * Other Input Conversions::     Details of miscellaneous other conversions.
3346 * Formatted Input Functions::   Descriptions of the actual functions.
3347 * Variable Arguments Input::    @code{vscanf} and friends.
3348 @end menu
3350 @node Formatted Input Basics
3351 @subsection Formatted Input Basics
3353 Calls to @code{scanf} are superficially similar to calls to
3354 @code{printf} in that arbitrary arguments are read under the control of
3355 a template string.  While the syntax of the conversion specifications in
3356 the template is very similar to that for @code{printf}, the
3357 interpretation of the template is oriented more towards free-format
3358 input and simple pattern matching, rather than fixed-field formatting.
3359 For example, most @code{scanf} conversions skip over any amount of
3360 ``white space'' (including spaces, tabs, and newlines) in the input
3361 file, and there is no concept of precision for the numeric input
3362 conversions as there is for the corresponding output conversions.
3363 Ordinarily, non-whitespace characters in the template are expected to
3364 match characters in the input stream exactly, but a matching failure is
3365 distinct from an input error on the stream.
3366 @cindex conversion specifications (@code{scanf})
3368 Another area of difference between @code{scanf} and @code{printf} is
3369 that you must remember to supply pointers rather than immediate values
3370 as the optional arguments to @code{scanf}; the values that are read are
3371 stored in the objects that the pointers point to.  Even experienced
3372 programmers tend to forget this occasionally, so if your program is
3373 getting strange errors that seem to be related to @code{scanf}, you
3374 might want to double-check this.
3376 When a @dfn{matching failure} occurs, @code{scanf} returns immediately,
3377 leaving the first non-matching character as the next character to be
3378 read from the stream.  The normal return value from @code{scanf} is the
3379 number of values that were assigned, so you can use this to determine if
3380 a matching error happened before all the expected values were read.
3381 @cindex matching failure, in @code{scanf}
3383 The @code{scanf} function is typically used for things like reading in
3384 the contents of tables.  For example, here is a function that uses
3385 @code{scanf} to initialize an array of @code{double}:
3387 @smallexample
3388 void
3389 readarray (double *array, int n)
3391   int i;
3392   for (i=0; i<n; i++)
3393     if (scanf (" %lf", &(array[i])) != 1)
3394       invalid_input_error ();
3396 @end smallexample
3398 The formatted input functions are not used as frequently as the
3399 formatted output functions.  Partly, this is because it takes some care
3400 to use them properly.  Another reason is that it is difficult to recover
3401 from a matching error.
3403 If you are trying to read input that doesn't match a single, fixed
3404 pattern, you may be better off using a tool such as Flex to generate a
3405 lexical scanner, or Bison to generate a parser, rather than using
3406 @code{scanf}.  For more information about these tools, see @ref{Top, , ,
3407 flex.info, Flex: The Lexical Scanner Generator}, and @ref{Top, , ,
3408 bison.info, The Bison Reference Manual}.
3410 @node Input Conversion Syntax
3411 @subsection Input Conversion Syntax
3413 A @code{scanf} template string is a string that contains ordinary
3414 multibyte characters interspersed with conversion specifications that
3415 start with @samp{%}.
3417 Any whitespace character (as defined by the @code{isspace} function;
3418 @pxref{Classification of Characters}) in the template causes any number
3419 of whitespace characters in the input stream to be read and discarded.
3420 The whitespace characters that are matched need not be exactly the same
3421 whitespace characters that appear in the template string.  For example,
3422 write @samp{ , } in the template to recognize a comma with optional
3423 whitespace before and after.
3425 Other characters in the template string that are not part of conversion
3426 specifications must match characters in the input stream exactly; if
3427 this is not the case, a matching failure occurs.
3429 The conversion specifications in a @code{scanf} template string
3430 have the general form:
3432 @smallexample
3433 % @var{flags} @var{width} @var{type} @var{conversion}
3434 @end smallexample
3436 In more detail, an input conversion specification consists of an initial
3437 @samp{%} character followed in sequence by:
3439 @itemize @bullet
3440 @item
3441 An optional @dfn{flag character} @samp{*}, which says to ignore the text
3442 read for this specification.  When @code{scanf} finds a conversion
3443 specification that uses this flag, it reads input as directed by the
3444 rest of the conversion specification, but it discards this input, does
3445 not use a pointer argument, and does not increment the count of
3446 successful assignments.
3447 @cindex flag character (@code{scanf})
3449 @item
3450 An optional flag character @samp{a} (valid with string conversions only)
3451 which requests allocation of a buffer long enough to store the string in.
3452 (This is a GNU extension.)
3453 @xref{Dynamic String Input}.
3455 @item
3456 An optional decimal integer that specifies the @dfn{maximum field
3457 width}.  Reading of characters from the input stream stops either when
3458 this maximum is reached or when a non-matching character is found,
3459 whichever happens first.  Most conversions discard initial whitespace
3460 characters (those that don't are explicitly documented), and these
3461 discarded characters don't count towards the maximum field width.
3462 String input conversions store a null character to mark the end of the
3463 input; the maximum field width does not include this terminator.
3464 @cindex maximum field width (@code{scanf})
3466 @item
3467 An optional @dfn{type modifier character}.  For example, you can
3468 specify a type modifier of @samp{l} with integer conversions such as
3469 @samp{%d} to specify that the argument is a pointer to a @code{long int}
3470 rather than a pointer to an @code{int}.
3471 @cindex type modifier character (@code{scanf})
3473 @item
3474 A character that specifies the conversion to be applied.
3475 @end itemize
3477 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
3478 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
3479 individual conversions for information about the particular options that
3480 they allow.
3482 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
3483 @code{scanf} and related functions.  It examines the format string and
3484 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
3485 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
3486 write uses a @code{scanf}-style format string.
3487 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
3488 gcc, Using GNU CC}, for more information.
3490 @node Table of Input Conversions
3491 @subsection Table of Input Conversions
3492 @cindex input conversions, for @code{scanf}
3494 Here is a table that summarizes the various conversion specifications:
3496 @table @asis
3497 @item @samp{%d}
3498 Matches an optionally signed integer written in decimal.  @xref{Numeric
3499 Input Conversions}.
3501 @item @samp{%i}
3502 Matches an optionally signed integer in any of the formats that the C
3503 language defines for specifying an integer constant.  @xref{Numeric
3504 Input Conversions}.
3506 @item @samp{%o}
3507 Matches an unsigned integer written in octal radix.
3508 @xref{Numeric Input Conversions}.
3510 @item @samp{%u}
3511 Matches an unsigned integer written in decimal radix.
3512 @xref{Numeric Input Conversions}.
3514 @item @samp{%x}, @samp{%X}
3515 Matches an unsigned integer written in hexadecimal radix.
3516 @xref{Numeric Input Conversions}.
3518 @item @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, @samp{%G}
3519 Matches an optionally signed floating-point number.  @xref{Numeric Input
3520 Conversions}.
3522 @item @samp{%s}
3524 Matches a string containing only non-whitespace characters.
3525 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3526 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3527 multibyte string.  If @samp{%s} is used in a wide character function the
3528 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3529 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3530 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3531 @samp{%ls} is used in a multibyte function the result is converted into
3532 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3533 stored in the user provided buffer.
3535 @item @samp{%S}
3536 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
3537 with the Unix standard.
3539 @item @samp{%[}
3540 Matches a string of characters that belong to a specified set.
3541 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3542 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3543 multibyte string.  If @samp{%[} is used in a wide character function the
3544 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3545 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3546 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3547 @samp{%l[} is used in a multibyte function the result is converted into
3548 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3549 stored in the user provided buffer.
3551 @item @samp{%c}
3552 Matches a string of one or more characters; the number of characters
3553 read is controlled by the maximum field width given for the conversion.
3554 @xref{String Input Conversions}.
3556 If @samp{%c} is used in a wide stream function the read value is
3557 converted from a wide character to the corresponding multibyte character
3558 before storing it.  Note that this conversion can produce more than one
3559 byte of output and therefore the provided buffer must be large enough for up
3560 to @code{MB_CUR_MAX} bytes for each character.  If @samp{%lc} is used in
3561 a multibyte function the input is treated as a multibyte sequence (and
3562 not bytes) and the result is converted as with calls to @code{mbrtowc}.
3564 @item @samp{%C}
3565 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
3566 with the Unix standard.
3568 @item @samp{%p}
3569 Matches a pointer value in the same implementation-defined format used
3570 by the @samp{%p} output conversion for @code{printf}.  @xref{Other Input
3571 Conversions}.
3573 @item @samp{%n}
3574 This conversion doesn't read any characters; it records the number of
3575 characters read so far by this call.  @xref{Other Input Conversions}.
3577 @item @samp{%%}
3578 This matches a literal @samp{%} character in the input stream.  No
3579 corresponding argument is used.  @xref{Other Input Conversions}.
3580 @end table
3582 If the syntax of a conversion specification is invalid, the behavior is
3583 undefined.  If there aren't enough function arguments provided to supply
3584 addresses for all the conversion specifications in the template strings
3585 that perform assignments, or if the arguments are not of the correct
3586 types, the behavior is also undefined.  On the other hand, extra
3587 arguments are simply ignored.
3589 @node Numeric Input Conversions
3590 @subsection Numeric Input Conversions
3592 This section describes the @code{scanf} conversions for reading numeric
3593 values.
3595 The @samp{%d} conversion matches an optionally signed integer in decimal
3596 radix.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3597 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3598 @code{10} for the @var{base} argument.
3600 The @samp{%i} conversion matches an optionally signed integer in any of
3601 the formats that the C language defines for specifying an integer
3602 constant.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3603 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3604 @code{0} for the @var{base} argument.  (You can print integers in this
3605 syntax with @code{printf} by using the @samp{#} flag character with the
3606 @samp{%x}, @samp{%o}, or @samp{%d} conversion.  @xref{Integer Conversions}.)
3608 For example, any of the strings @samp{10}, @samp{0xa}, or @samp{012}
3609 could be read in as integers under the @samp{%i} conversion.  Each of
3610 these specifies a number with decimal value @code{10}.
3612 The @samp{%o}, @samp{%u}, and @samp{%x} conversions match unsigned
3613 integers in octal, decimal, and hexadecimal radices, respectively.  The
3614 syntax that is recognized is the same as that for the @code{strtoul}
3615 function (@pxref{Parsing of Integers}) with the appropriate value
3616 (@code{8}, @code{10}, or @code{16}) for the @var{base} argument.
3618 The @samp{%X} conversion is identical to the @samp{%x} conversion.  They
3619 both permit either uppercase or lowercase letters to be used as digits.
3621 The default type of the corresponding argument for the @code{%d},
3622 @code{%i}, and @code{%n} conversions is @code{int *}, and
3623 @code{unsigned int *} for the other integer conversions.  You can use
3624 the following type modifiers to specify other sizes of integer:
3626 @table @samp
3627 @item hh
3628 Specifies that the argument is a @code{signed char *} or @code{unsigned
3629 char *}.
3631 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3633 @item h
3634 Specifies that the argument is a @code{short int *} or @code{unsigned
3635 short int *}.
3637 @item j
3638 Specifies that the argument is a @code{intmax_t *} or @code{uintmax_t *}.
3640 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3642 @item l
3643 Specifies that the argument is a @code{long int *} or @code{unsigned
3644 long int *}.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L} modifier, below.
3646 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
3647 considered as a pointer to a wide character or wide character string
3648 respectively.  This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to
3649 @w{ISO C90}.
3651 @need 100
3652 @item ll
3653 @itemx L
3654 @itemx q
3655 Specifies that the argument is a @code{long long int *} or @code{unsigned long long int *}.  (The @code{long long} type is an extension supported by the
3656 GNU C compiler.  For systems that don't provide extra-long integers, this
3657 is the same as @code{long int}.)
3659 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
3660 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
3661 @code{int}.
3663 @item t
3664 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t *}.
3666 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3668 @item z
3669 Specifies that the argument is a @code{size_t *}.
3671 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3672 @end table
3674 All of the @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, and @samp{%G}
3675 input conversions are interchangeable.  They all match an optionally
3676 signed floating point number, in the same syntax as for the
3677 @code{strtod} function (@pxref{Parsing of Floats}).
3679 For the floating-point input conversions, the default argument type is
3680 @code{float *}.  (This is different from the corresponding output
3681 conversions, where the default type is @code{double}; remember that
3682 @code{float} arguments to @code{printf} are converted to @code{double}
3683 by the default argument promotions, but @code{float *} arguments are
3684 not promoted to @code{double *}.)  You can specify other sizes of float
3685 using these type modifiers:
3687 @table @samp
3688 @item l
3689 Specifies that the argument is of type @code{double *}.
3691 @item L
3692 Specifies that the argument is of type @code{long double *}.
3693 @end table
3695 For all the above number parsing formats there is an additional optional
3696 flag @samp{'}.  When this flag is given the @code{scanf} function
3697 expects the number represented in the input string to be formatted
3698 according to the grouping rules of the currently selected locale
3699 (@pxref{General Numeric}).
3701 If the @code{"C"} or @code{"POSIX"} locale is selected there is no
3702 difference.  But for a locale which specifies values for the appropriate
3703 fields in the locale the input must have the correct form in the input.
3704 Otherwise the longest prefix with a correct form is processed.
3706 @node String Input Conversions
3707 @subsection String Input Conversions
3709 This section describes the @code{scanf} input conversions for reading
3710 string and character values: @samp{%s}, @samp{%S}, @samp{%[}, @samp{%c},
3711 and @samp{%C}.
3713 You have two options for how to receive the input from these
3714 conversions:
3716 @itemize @bullet
3717 @item
3718 Provide a buffer to store it in.  This is the default.  You should
3719 provide an argument of type @code{char *} or @code{wchar_t *} (the
3720 latter if the @samp{l} modifier is present).
3722 @strong{Warning:} To make a robust program, you must make sure that the
3723 input (plus its terminating null) cannot possibly exceed the size of the
3724 buffer you provide.  In general, the only way to do this is to specify a
3725 maximum field width one less than the buffer size.  @strong{If you
3726 provide the buffer, always specify a maximum field width to prevent
3727 overflow.}
3729 @item
3730 Ask @code{scanf} to allocate a big enough buffer, by specifying the
3731 @samp{a} flag character.  This is a GNU extension.  You should provide
3732 an argument of type @code{char **} for the buffer address to be stored
3733 in.  @xref{Dynamic String Input}.
3734 @end itemize
3736 The @samp{%c} conversion is the simplest: it matches a fixed number of
3737 characters, always.  The maximum field width says how many characters to
3738 read; if you don't specify the maximum, the default is 1.  This
3739 conversion doesn't append a null character to the end of the text it
3740 reads.  It also does not skip over initial whitespace characters.  It
3741 reads precisely the next @var{n} characters, and fails if it cannot get
3742 that many.  Since there is always a maximum field width with @samp{%c}
3743 (whether specified, or 1 by default), you can always prevent overflow by
3744 making the buffer long enough.
3745 @comment Is character == byte here???  --drepper
3747 If the format is @samp{%lc} or @samp{%C} the function stores wide
3748 characters which are converted using the conversion determined at the
3749 time the stream was opened from the external byte stream.  The number of
3750 bytes read from the medium is limited by @code{MB_CUR_LEN * @var{n}} but
3751 at most @var{n} wide characters get stored in the output string.
3753 The @samp{%s} conversion matches a string of non-whitespace characters.
3754 It skips and discards initial whitespace, but stops when it encounters
3755 more whitespace after having read something.  It stores a null character
3756 at the end of the text that it reads.
3758 For example, reading the input:
3760 @smallexample
3761  hello, world
3762 @end smallexample
3764 @noindent
3765 with the conversion @samp{%10c} produces @code{" hello, wo"}, but
3766 reading the same input with the conversion @samp{%10s} produces
3767 @code{"hello,"}.
3769 @strong{Warning:} If you do not specify a field width for @samp{%s},
3770 then the number of characters read is limited only by where the next
3771 whitespace character appears.  This almost certainly means that invalid
3772 input can make your program crash---which is a bug.
3774 The @samp{%ls} and @samp{%S} format are handled just like @samp{%s}
3775 except that the external byte sequence is converted using the conversion
3776 associated with the stream to wide characters with their own encoding.
3777 A width or precision specified with the format do not directly determine
3778 how many bytes are read from the stream since they measure wide
3779 characters.  But an upper limit can be computed by multiplying the value
3780 of the width or precision by @code{MB_CUR_MAX}.
3782 To read in characters that belong to an arbitrary set of your choice,
3783 use the @samp{%[} conversion.  You specify the set between the @samp{[}
3784 character and a following @samp{]} character, using the same syntax used
3785 in regular expressions for explicit sets of characters.  As special cases:
3787 @itemize @bullet
3788 @item
3789 A literal @samp{]} character can be specified as the first character
3790 of the set.
3792 @item
3793 An embedded @samp{-} character (that is, one that is not the first or
3794 last character of the set) is used to specify a range of characters.
3796 @item
3797 If a caret character @samp{^} immediately follows the initial @samp{[},
3798 then the set of allowed input characters is everything @emph{except}
3799 the characters listed.
3800 @end itemize
3802 The @samp{%[} conversion does not skip over initial whitespace
3803 characters.
3805 Note that the @dfn{character class} syntax available in character sets
3806 that appear inside regular expressions (such as @samp{[:alpha:]}) is
3807 @emph{not} available in the @samp{%[} conversion.
3809 Here are some examples of @samp{%[} conversions and what they mean:
3811 @table @samp
3812 @item %25[1234567890]
3813 Matches a string of up to 25 digits.
3815 @item %25[][]
3816 Matches a string of up to 25 square brackets.
3818 @item %25[^ \f\n\r\t\v]
3819 Matches a string up to 25 characters long that doesn't contain any of
3820 the standard whitespace characters.  This is slightly different from
3821 @samp{%s}, because if the input begins with a whitespace character,
3822 @samp{%[} reports a matching failure while @samp{%s} simply discards the
3823 initial whitespace.
3825 @item %25[a-z]
3826 Matches up to 25 lowercase characters.
3827 @end table
3829 As for @samp{%c} and @samp{%s} the @samp{%[} format is also modified to
3830 produce wide characters if the @samp{l} modifier is present.  All what
3831 is said about @samp{%ls} above is true for @samp{%l[}.
3833 One more reminder: the @samp{%s} and @samp{%[} conversions are
3834 @strong{dangerous} if you don't specify a maximum width or use the
3835 @samp{a} flag, because input too long would overflow whatever buffer you
3836 have provided for it.  No matter how long your buffer is, a user could
3837 supply input that is longer.  A well-written program reports invalid
3838 input with a comprehensible error message, not with a crash.
3840 @node Dynamic String Input
3841 @subsection Dynamically Allocating String Conversions
3843 A GNU extension to formatted input lets you safely read a string with no
3844 maximum size.  Using this feature, you don't supply a buffer; instead,
3845 @code{scanf} allocates a buffer big enough to hold the data and gives
3846 you its address.  To use this feature, write @samp{a} as a flag
3847 character, as in @samp{%as} or @samp{%a[0-9a-z]}.
3849 The pointer argument you supply for where to store the input should have
3850 type @code{char **}.  The @code{scanf} function allocates a buffer and
3851 stores its address in the word that the argument points to.  You should
3852 free the buffer with @code{free} when you no longer need it.
3854 Here is an example of using the @samp{a} flag with the @samp{%[@dots{}]}
3855 conversion specification to read a ``variable assignment'' of the form
3856 @samp{@var{variable} = @var{value}}.
3858 @smallexample
3860   char *variable, *value;
3862   if (2 > scanf ("%a[a-zA-Z0-9] = %a[^\n]\n",
3863                  &variable, &value))
3864     @{
3865       invalid_input_error ();
3866       return 0;
3867     @}
3869   @dots{}
3871 @end smallexample
3873 @node Other Input Conversions
3874 @subsection Other Input Conversions
3876 This section describes the miscellaneous input conversions.
3878 The @samp{%p} conversion is used to read a pointer value.  It recognizes
3879 the same syntax used by the @samp{%p} output conversion for
3880 @code{printf} (@pxref{Other Output Conversions}); that is, a hexadecimal
3881 number just as the @samp{%x} conversion accepts.  The corresponding
3882 argument should be of type @code{void **}; that is, the address of a
3883 place to store a pointer.
3885 The resulting pointer value is not guaranteed to be valid if it was not
3886 originally written during the same program execution that reads it in.
3888 The @samp{%n} conversion produces the number of characters read so far
3889 by this call.  The corresponding argument should be of type @code{int *},
3890 unless a type modifier is in effect (@pxref{Numeric Input Conversions}).
3891 This conversion works in the same way as the @samp{%n} conversion for
3892 @code{printf}; see @ref{Other Output Conversions}, for an example.
3894 The @samp{%n} conversion is the only mechanism for determining the
3895 success of literal matches or conversions with suppressed assignments.
3896 If the @samp{%n} follows the locus of a matching failure, then no value
3897 is stored for it since @code{scanf} returns before processing the
3898 @samp{%n}.  If you store @code{-1} in that argument slot before calling
3899 @code{scanf}, the presence of @code{-1} after @code{scanf} indicates an
3900 error occurred before the @samp{%n} was reached.
3902 Finally, the @samp{%%} conversion matches a literal @samp{%} character
3903 in the input stream, without using an argument.  This conversion does
3904 not permit any flags, field width, or type modifier to be specified.
3906 @node Formatted Input Functions
3907 @subsection Formatted Input Functions
3909 Here are the descriptions of the functions for performing formatted
3910 input.
3911 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
3912 @pindex stdio.h
3914 @deftypefun int scanf (const char *@var{template}, @dots{})
3915 @standards{ISO, stdio.h}
3916 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
3917 The @code{scanf} function reads formatted input from the stream
3918 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
3919 The optional arguments are pointers to the places which receive the
3920 resulting values.
3922 The return value is normally the number of successful assignments.  If
3923 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
3924 including matches against whitespace and literal characters in the
3925 template, then @code{EOF} is returned.
3926 @end deftypefun
3928 @deftypefun int wscanf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3929 @standards{ISO, wchar.h}
3930 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
3931 The @code{wscanf} function reads formatted input from the stream
3932 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
3933 The optional arguments are pointers to the places which receive the
3934 resulting values.
3936 The return value is normally the number of successful assignments.  If
3937 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
3938 including matches against whitespace and literal characters in the
3939 template, then @code{WEOF} is returned.
3940 @end deftypefun
3942 @deftypefun int fscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
3943 @standards{ISO, stdio.h}
3944 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
3945 This function is just like @code{scanf}, except that the input is read
3946 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
3947 @end deftypefun
3949 @deftypefun int fwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3950 @standards{ISO, wchar.h}
3951 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
3952 This function is just like @code{wscanf}, except that the input is read
3953 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
3954 @end deftypefun
3956 @deftypefun int sscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
3957 @standards{ISO, stdio.h}
3958 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
3959 This is like @code{scanf}, except that the characters are taken from the
3960 null-terminated string @var{s} instead of from a stream.  Reaching the
3961 end of the string is treated as an end-of-file condition.
3963 The behavior of this function is undefined if copying takes place
3964 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
3965 as an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
3966 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
3967 @end deftypefun
3969 @deftypefun int swscanf (const wchar_t *@var{ws}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3970 @standards{ISO, wchar.h}
3971 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
3972 This is like @code{wscanf}, except that the characters are taken from the
3973 null-terminated string @var{ws} instead of from a stream.  Reaching the
3974 end of the string is treated as an end-of-file condition.
3976 The behavior of this function is undefined if copying takes place
3977 between objects that overlap---for example, if @var{ws} is also given as
3978 an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
3979 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
3980 @end deftypefun
3982 @node Variable Arguments Input
3983 @subsection Variable Arguments Input Functions
3985 The functions @code{vscanf} and friends are provided so that you can
3986 define your own variadic @code{scanf}-like functions that make use of
3987 the same internals as the built-in formatted output functions.
3988 These functions are analogous to the @code{vprintf} series of output
3989 functions.  @xref{Variable Arguments Output}, for important
3990 information on how to use them.
3992 @strong{Portability Note:} The functions listed in this section were
3993 introduced in @w{ISO C99} and were before available as GNU extensions.
3995 @deftypefun int vscanf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3996 @standards{ISO, stdio.h}
3997 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
3998 This function is similar to @code{scanf}, but instead of taking
3999 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
4000 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
4001 @end deftypefun
4003 @deftypefun int vwscanf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4004 @standards{ISO, wchar.h}
4005 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4006 This function is similar to @code{wscanf}, but instead of taking
4007 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
4008 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
4009 @end deftypefun
4011 @deftypefun int vfscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4012 @standards{ISO, stdio.h}
4013 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4014 This is the equivalent of @code{fscanf} with the variable argument list
4015 specified directly as for @code{vscanf}.
4016 @end deftypefun
4018 @deftypefun int vfwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4019 @standards{ISO, wchar.h}
4020 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4021 This is the equivalent of @code{fwscanf} with the variable argument list
4022 specified directly as for @code{vwscanf}.
4023 @end deftypefun
4025 @deftypefun int vsscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4026 @standards{ISO, stdio.h}
4027 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4028 This is the equivalent of @code{sscanf} with the variable argument list
4029 specified directly as for @code{vscanf}.
4030 @end deftypefun
4032 @deftypefun int vswscanf (const wchar_t *@var{s}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4033 @standards{ISO, wchar.h}
4034 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4035 This is the equivalent of @code{swscanf} with the variable argument list
4036 specified directly as for @code{vwscanf}.
4037 @end deftypefun
4039 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
4040 know that a function uses a @code{scanf}-style format string.  Then it
4041 can check the number and types of arguments in each call to the
4042 function, and warn you when they do not match the format string.
4043 For details, see @ref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
4044 gcc, Using GNU CC}.
4046 @node EOF and Errors
4047 @section End-Of-File and Errors
4049 @cindex end of file, on a stream
4050 Many of the functions described in this chapter return the value of the
4051 macro @code{EOF} to indicate unsuccessful completion of the operation.
4052 Since @code{EOF} is used to report both end of file and random errors,
4053 it's often better to use the @code{feof} function to check explicitly
4054 for end of file and @code{ferror} to check for errors.  These functions
4055 check indicators that are part of the internal state of the stream
4056 object, indicators set if the appropriate condition was detected by a
4057 previous I/O operation on that stream.
4059 @deftypevr Macro int EOF
4060 @standards{ISO, stdio.h}
4061 This macro is an integer value that is returned by a number of narrow
4062 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
4063 error situation.  With @theglibc{}, @code{EOF} is @code{-1}.  In
4064 other libraries, its value may be some other negative number.
4066 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4067 @end deftypevr
4069 @deftypevr Macro int WEOF
4070 @standards{ISO, wchar.h}
4071 This macro is an integer value that is returned by a number of wide
4072 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
4073 error situation.  With @theglibc{}, @code{WEOF} is @code{-1}.  In
4074 other libraries, its value may be some other negative number.
4076 This symbol is declared in @file{wchar.h}.
4077 @end deftypevr
4079 @deftypefun int feof (FILE *@var{stream})
4080 @standards{ISO, stdio.h}
4081 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4082 The @code{feof} function returns nonzero if and only if the end-of-file
4083 indicator for the stream @var{stream} is set.
4085 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4086 @end deftypefun
4088 @deftypefun int feof_unlocked (FILE *@var{stream})
4089 @standards{GNU, stdio.h}
4090 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4091 @c There isn't much of a thread unsafety risk in reading a flag word and
4092 @c testing a bit in it.
4093 The @code{feof_unlocked} function is equivalent to the @code{feof}
4094 function except that it does not implicitly lock the stream.
4096 This function is a GNU extension.
4098 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4099 @end deftypefun
4101 @deftypefun int ferror (FILE *@var{stream})
4102 @standards{ISO, stdio.h}
4103 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4104 The @code{ferror} function returns nonzero if and only if the error
4105 indicator for the stream @var{stream} is set, indicating that an error
4106 has occurred on a previous operation on the stream.
4108 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4109 @end deftypefun
4111 @deftypefun int ferror_unlocked (FILE *@var{stream})
4112 @standards{GNU, stdio.h}
4113 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4114 The @code{ferror_unlocked} function is equivalent to the @code{ferror}
4115 function except that it does not implicitly lock the stream.
4117 This function is a GNU extension.
4119 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4120 @end deftypefun
4122 In addition to setting the error indicator associated with the stream,
4123 the functions that operate on streams also set @code{errno} in the same
4124 way as the corresponding low-level functions that operate on file
4125 descriptors.  For example, all of the functions that perform output to a
4126 stream---such as @code{fputc}, @code{printf}, and @code{fflush}---are
4127 implemented in terms of @code{write}, and all of the @code{errno} error
4128 conditions defined for @code{write} are meaningful for these functions.
4129 For more information about the descriptor-level I/O functions, see
4130 @ref{Low-Level I/O}.
4132 @node Error Recovery
4133 @section Recovering from errors
4135 You may explicitly clear the error and EOF flags with the @code{clearerr}
4136 function.
4138 @deftypefun void clearerr (FILE *@var{stream})
4139 @standards{ISO, stdio.h}
4140 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4141 This function clears the end-of-file and error indicators for the
4142 stream @var{stream}.
4144 The file positioning functions (@pxref{File Positioning}) also clear the
4145 end-of-file indicator for the stream.
4146 @end deftypefun
4148 @deftypefun void clearerr_unlocked (FILE *@var{stream})
4149 @standards{GNU, stdio.h}
4150 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@assafe{}@acsafe{}}
4151 The @code{clearerr_unlocked} function is equivalent to the @code{clearerr}
4152 function except that it does not implicitly lock the stream.
4154 This function is a GNU extension.
4155 @end deftypefun
4157 Note that it is @emph{not} correct to just clear the error flag and retry
4158 a failed stream operation.  After a failed write, any number of
4159 characters since the last buffer flush may have been committed to the
4160 file, while some buffered data may have been discarded.  Merely retrying
4161 can thus cause lost or repeated data.
4163 A failed read may leave the file pointer in an inappropriate position for
4164 a second try.  In both cases, you should seek to a known position before
4165 retrying.
4167 Most errors that can happen are not recoverable --- a second try will
4168 always fail again in the same way.  So usually it is best to give up and
4169 report the error to the user, rather than install complicated recovery
4170 logic.
4172 One important exception is @code{EINTR} (@pxref{Interrupted Primitives}).
4173 Many stream I/O implementations will treat it as an ordinary error, which
4174 can be quite inconvenient.  You can avoid this hassle by installing all
4175 signals with the @code{SA_RESTART} flag.
4177 For similar reasons, setting nonblocking I/O on a stream's file
4178 descriptor is not usually advisable.
4180 @node Binary Streams
4181 @section Text and Binary Streams
4183 @gnusystems{} and other POSIX-compatible operating systems organize all
4184 files as uniform sequences of characters.  However, some other systems
4185 make a distinction between files containing text and files containing
4186 binary data, and the input and output facilities of @w{ISO C} provide for
4187 this distinction.  This section tells you how to write programs portable
4188 to such systems.
4190 @cindex text stream
4191 @cindex binary stream
4192 When you open a stream, you can specify either a @dfn{text stream} or a
4193 @dfn{binary stream}.  You indicate that you want a binary stream by
4194 specifying the @samp{b} modifier in the @var{opentype} argument to
4195 @code{fopen}; see @ref{Opening Streams}.  Without this
4196 option, @code{fopen} opens the file as a text stream.
4198 Text and binary streams differ in several ways:
4200 @itemize @bullet
4201 @item
4202 The data read from a text stream is divided into @dfn{lines} which are
4203 terminated by newline (@code{'\n'}) characters, while a binary stream is
4204 simply a long series of characters.  A text stream might on some systems
4205 fail to handle lines more than 254 characters long (including the
4206 terminating newline character).
4207 @cindex lines (in a text file)
4209 @item
4210 On some systems, text files can contain only printing characters,
4211 horizontal tab characters, and newlines, and so text streams may not
4212 support other characters.  However, binary streams can handle any
4213 character value.
4215 @item
4216 Space characters that are written immediately preceding a newline
4217 character in a text stream may disappear when the file is read in again.
4219 @item
4220 More generally, there need not be a one-to-one mapping between
4221 characters that are read from or written to a text stream, and the
4222 characters in the actual file.
4223 @end itemize
4225 Since a binary stream is always more capable and more predictable than a
4226 text stream, you might wonder what purpose text streams serve.  Why not
4227 simply always use binary streams?  The answer is that on these operating
4228 systems, text and binary streams use different file formats, and the
4229 only way to read or write ``an ordinary file of text'' that can work
4230 with other text-oriented programs is through a text stream.
4232 In @theglibc{}, and on all POSIX systems, there is no difference
4233 between text streams and binary streams.  When you open a stream, you
4234 get the same kind of stream regardless of whether you ask for binary.
4235 This stream can handle any file content, and has none of the
4236 restrictions that text streams sometimes have.
4238 @node File Positioning
4239 @section File Positioning
4240 @cindex file positioning on a stream
4241 @cindex positioning a stream
4242 @cindex seeking on a stream
4244 The @dfn{file position} of a stream describes where in the file the
4245 stream is currently reading or writing.  I/O on the stream advances the
4246 file position through the file.  On @gnusystems{}, the file position is
4247 represented as an integer, which counts the number of bytes from the
4248 beginning of the file.  @xref{File Position}.
4250 During I/O to an ordinary disk file, you can change the file position
4251 whenever you wish, so as to read or write any portion of the file.  Some
4252 other kinds of files may also permit this.  Files which support changing
4253 the file position are sometimes referred to as @dfn{random-access}
4254 files.
4256 You can use the functions in this section to examine or modify the file
4257 position indicator associated with a stream.  The symbols listed below
4258 are declared in the header file @file{stdio.h}.
4259 @pindex stdio.h
4261 @deftypefun {long int} ftell (FILE *@var{stream})
4262 @standards{ISO, stdio.h}
4263 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4264 This function returns the current file position of the stream
4265 @var{stream}.
4267 This function can fail if the stream doesn't support file positioning,
4268 or if the file position can't be represented in a @code{long int}, and
4269 possibly for other reasons as well.  If a failure occurs, a value of
4270 @code{-1} is returned.
4271 @end deftypefun
4273 @deftypefun off_t ftello (FILE *@var{stream})
4274 @standards{Unix98, stdio.h}
4275 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4276 The @code{ftello} function is similar to @code{ftell}, except that it
4277 returns a value of type @code{off_t}.  Systems which support this type
4278 use it to describe all file positions, unlike the POSIX specification
4279 which uses a long int.  The two are not necessarily the same size.
4280 Therefore, using ftell can lead to problems if the implementation is
4281 written on top of a POSIX compliant low-level I/O implementation, and using
4282 @code{ftello} is preferable whenever it is available.
4284 If this function fails it returns @code{(off_t) -1}.  This can happen due
4285 to missing support for file positioning or internal errors.  Otherwise
4286 the return value is the current file position.
4288 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4289 version 2.
4291 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4292 32 bit system this function is in fact @code{ftello64}.  I.e., the
4293 LFS interface transparently replaces the old interface.
4294 @end deftypefun
4296 @deftypefun off64_t ftello64 (FILE *@var{stream})
4297 @standards{Unix98, stdio.h}
4298 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4299 This function is similar to @code{ftello} with the only difference that
4300 the return value is of type @code{off64_t}.  This also requires that the
4301 stream @var{stream} was opened using either @code{fopen64},
4302 @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise the underlying
4303 file operations to position the file pointer beyond the @twoexp{31}
4304 bytes limit might fail.
4306 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4307 bits machine this function is available under the name @code{ftello}
4308 and so transparently replaces the old interface.
4309 @end deftypefun
4311 @deftypefun int fseek (FILE *@var{stream}, long int @var{offset}, int @var{whence})
4312 @standards{ISO, stdio.h}
4313 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4314 The @code{fseek} function is used to change the file position of the
4315 stream @var{stream}.  The value of @var{whence} must be one of the
4316 constants @code{SEEK_SET}, @code{SEEK_CUR}, or @code{SEEK_END}, to
4317 indicate whether the @var{offset} is relative to the beginning of the
4318 file, the current file position, or the end of the file, respectively.
4320 This function returns a value of zero if the operation was successful,
4321 and a nonzero value to indicate failure.  A successful call also clears
4322 the end-of-file indicator of @var{stream} and discards any characters
4323 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}.
4325 @code{fseek} either flushes any buffered output before setting the file
4326 position or else remembers it so it will be written later in its proper
4327 place in the file.
4328 @end deftypefun
4330 @deftypefun int fseeko (FILE *@var{stream}, off_t @var{offset}, int @var{whence})
4331 @standards{Unix98, stdio.h}
4332 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4333 This function is similar to @code{fseek} but it corrects a problem with
4334 @code{fseek} in a system with POSIX types.  Using a value of type
4335 @code{long int} for the offset is not compatible with POSIX.
4336 @code{fseeko} uses the correct type @code{off_t} for the @var{offset}
4337 parameter.
4339 For this reason it is a good idea to prefer @code{ftello} whenever it is
4340 available since its functionality is (if different at all) closer the
4341 underlying definition.
4343 The functionality and return value are the same as for @code{fseek}.
4345 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4346 version 2.
4348 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4349 32 bit system this function is in fact @code{fseeko64}.  I.e., the
4350 LFS interface transparently replaces the old interface.
4351 @end deftypefun
4353 @deftypefun int fseeko64 (FILE *@var{stream}, off64_t @var{offset}, int @var{whence})
4354 @standards{Unix98, stdio.h}
4355 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4356 This function is similar to @code{fseeko} with the only difference that
4357 the @var{offset} parameter is of type @code{off64_t}.  This also
4358 requires that the stream @var{stream} was opened using either
4359 @code{fopen64}, @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise
4360 the underlying file operations to position the file pointer beyond the
4361 @twoexp{31} bytes limit might fail.
4363 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4364 bits machine this function is available under the name @code{fseeko}
4365 and so transparently replaces the old interface.
4366 @end deftypefun
4368 @strong{Portability Note:} In non-POSIX systems, @code{ftell},
4369 @code{ftello}, @code{fseek} and @code{fseeko} might work reliably only
4370 on binary streams.  @xref{Binary Streams}.
4372 The following symbolic constants are defined for use as the @var{whence}
4373 argument to @code{fseek}.  They are also used with the @code{lseek}
4374 function (@pxref{I/O Primitives}) and to specify offsets for file locks
4375 (@pxref{Control Operations}).
4377 @deftypevr Macro int SEEK_SET
4378 @standards{ISO, stdio.h}
4379 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4380 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} functions, specifies that
4381 the offset provided is relative to the beginning of the file.
4382 @end deftypevr
4384 @deftypevr Macro int SEEK_CUR
4385 @standards{ISO, stdio.h}
4386 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4387 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} functions, specifies that
4388 the offset provided is relative to the current file position.
4389 @end deftypevr
4391 @deftypevr Macro int SEEK_END
4392 @standards{ISO, stdio.h}
4393 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4394 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} functions, specifies that
4395 the offset provided is relative to the end of the file.
4396 @end deftypevr
4398 @deftypefun void rewind (FILE *@var{stream})
4399 @standards{ISO, stdio.h}
4400 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4401 The @code{rewind} function positions the stream @var{stream} at the
4402 beginning of the file.  It is equivalent to calling @code{fseek} or
4403 @code{fseeko} on the @var{stream} with an @var{offset} argument of
4404 @code{0L} and a @var{whence} argument of @code{SEEK_SET}, except that
4405 the return value is discarded and the error indicator for the stream is
4406 reset.
4407 @end deftypefun
4409 These three aliases for the @samp{SEEK_@dots{}} constants exist for the
4410 sake of compatibility with older BSD systems.  They are defined in two
4411 different header files: @file{fcntl.h} and @file{sys/file.h}.
4413 @vtable @code
4414 @item L_SET
4415 @standards{BSD, sys/file.h}
4416 An alias for @code{SEEK_SET}.
4418 @item L_INCR
4419 @standards{BSD, sys/file.h}
4420 An alias for @code{SEEK_CUR}.
4422 @item L_XTND
4423 @standards{BSD, sys/file.h}
4424 An alias for @code{SEEK_END}.
4425 @end vtable
4427 @node Portable Positioning
4428 @section Portable File-Position Functions
4430 On @gnusystems{}, the file position is truly a character count.  You
4431 can specify any character count value as an argument to @code{fseek} or
4432 @code{fseeko} and get reliable results for any random access file.
4433 However, some @w{ISO C} systems do not represent file positions in this
4434 way.
4436 On some systems where text streams truly differ from binary streams, it
4437 is impossible to represent the file position of a text stream as a count
4438 of characters from the beginning of the file.  For example, the file
4439 position on some systems must encode both a record offset within the
4440 file, and a character offset within the record.
4442 As a consequence, if you want your programs to be portable to these
4443 systems, you must observe certain rules:
4445 @itemize @bullet
4446 @item
4447 The value returned from @code{ftell} on a text stream has no predictable
4448 relationship to the number of characters you have read so far.  The only
4449 thing you can rely on is that you can use it subsequently as the
4450 @var{offset} argument to @code{fseek} or @code{fseeko} to move back to
4451 the same file position.
4453 @item
4454 In a call to @code{fseek} or @code{fseeko} on a text stream, either the
4455 @var{offset} must be zero, or @var{whence} must be @code{SEEK_SET} and
4456 the @var{offset} must be the result of an earlier call to @code{ftell}
4457 on the same stream.
4459 @item
4460 The value of the file position indicator of a text stream is undefined
4461 while there are characters that have been pushed back with @code{ungetc}
4462 that haven't been read or discarded.  @xref{Unreading}.
4463 @end itemize
4465 But even if you observe these rules, you may still have trouble for long
4466 files, because @code{ftell} and @code{fseek} use a @code{long int} value
4467 to represent the file position.  This type may not have room to encode
4468 all the file positions in a large file.  Using the @code{ftello} and
4469 @code{fseeko} functions might help here since the @code{off_t} type is
4470 expected to be able to hold all file position values but this still does
4471 not help to handle additional information which must be associated with
4472 a file position.
4474 So if you do want to support systems with peculiar encodings for the
4475 file positions, it is better to use the functions @code{fgetpos} and
4476 @code{fsetpos} instead.  These functions represent the file position
4477 using the data type @code{fpos_t}, whose internal representation varies
4478 from system to system.
4480 These symbols are declared in the header file @file{stdio.h}.
4481 @pindex stdio.h
4483 @deftp {Data Type} fpos_t
4484 @standards{ISO, stdio.h}
4485 This is the type of an object that can encode information about the
4486 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos} and
4487 @code{fsetpos}.
4489 In @theglibc{}, @code{fpos_t} is an opaque data structure that
4490 contains internal data to represent file offset and conversion state
4491 information.  In other systems, it might have a different internal
4492 representation.
4494 When compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32 bit machine
4495 this type is in fact equivalent to @code{fpos64_t} since the LFS
4496 interface transparently replaces the old interface.
4497 @end deftp
4499 @deftp {Data Type} fpos64_t
4500 @standards{Unix98, stdio.h}
4501 This is the type of an object that can encode information about the
4502 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos64} and
4503 @code{fsetpos64}.
4505 In @theglibc{}, @code{fpos64_t} is an opaque data structure that
4506 contains internal data to represent file offset and conversion state
4507 information.  In other systems, it might have a different internal
4508 representation.
4509 @end deftp
4511 @deftypefun int fgetpos (FILE *@var{stream}, fpos_t *@var{position})
4512 @standards{ISO, stdio.h}
4513 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4514 This function stores the value of the file position indicator for the
4515 stream @var{stream} in the @code{fpos_t} object pointed to by
4516 @var{position}.  If successful, @code{fgetpos} returns zero; otherwise
4517 it returns a nonzero value and stores an implementation-defined positive
4518 value in @code{errno}.
4520 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4521 32 bit system the function is in fact @code{fgetpos64}.  I.e., the LFS
4522 interface transparently replaces the old interface.
4523 @end deftypefun
4525 @deftypefun int fgetpos64 (FILE *@var{stream}, fpos64_t *@var{position})
4526 @standards{Unix98, stdio.h}
4527 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4528 This function is similar to @code{fgetpos} but the file position is
4529 returned in a variable of type @code{fpos64_t} to which @var{position}
4530 points.
4532 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4533 bits machine this function is available under the name @code{fgetpos}
4534 and so transparently replaces the old interface.
4535 @end deftypefun
4537 @deftypefun int fsetpos (FILE *@var{stream}, const fpos_t *@var{position})
4538 @standards{ISO, stdio.h}
4539 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4540 This function sets the file position indicator for the stream @var{stream}
4541 to the position @var{position}, which must have been set by a previous
4542 call to @code{fgetpos} on the same stream.  If successful, @code{fsetpos}
4543 clears the end-of-file indicator on the stream, discards any characters
4544 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}, and returns a value
4545 of zero.  Otherwise, @code{fsetpos} returns a nonzero value and stores
4546 an implementation-defined positive value in @code{errno}.
4548 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4549 32 bit system the function is in fact @code{fsetpos64}.  I.e., the LFS
4550 interface transparently replaces the old interface.
4551 @end deftypefun
4553 @deftypefun int fsetpos64 (FILE *@var{stream}, const fpos64_t *@var{position})
4554 @standards{Unix98, stdio.h}
4555 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4556 This function is similar to @code{fsetpos} but the file position used
4557 for positioning is provided in a variable of type @code{fpos64_t} to
4558 which @var{position} points.
4560 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4561 bits machine this function is available under the name @code{fsetpos}
4562 and so transparently replaces the old interface.
4563 @end deftypefun
4565 @node Stream Buffering
4566 @section Stream Buffering
4568 @cindex buffering of streams
4569 Characters that are written to a stream are normally accumulated and
4570 transmitted asynchronously to the file in a block, instead of appearing
4571 as soon as they are output by the application program.  Similarly,
4572 streams often retrieve input from the host environment in blocks rather
4573 than on a character-by-character basis.  This is called @dfn{buffering}.
4575 If you are writing programs that do interactive input and output using
4576 streams, you need to understand how buffering works when you design the
4577 user interface to your program.  Otherwise, you might find that output
4578 (such as progress or prompt messages) doesn't appear when you intended
4579 it to, or displays some other unexpected behavior.
4581 This section deals only with controlling when characters are transmitted
4582 between the stream and the file or device, and @emph{not} with how
4583 things like echoing, flow control, and the like are handled on specific
4584 classes of devices.  For information on common control operations on
4585 terminal devices, see @ref{Low-Level Terminal Interface}.
4587 You can bypass the stream buffering facilities altogether by using the
4588 low-level input and output functions that operate on file descriptors
4589 instead.  @xref{Low-Level I/O}.
4591 @menu
4592 * Buffering Concepts::          Terminology is defined here.
4593 * Flushing Buffers::            How to ensure that output buffers are flushed.
4594 * Controlling Buffering::       How to specify what kind of buffering to use.
4595 @end menu
4597 @node Buffering Concepts
4598 @subsection Buffering Concepts
4600 There are three different kinds of buffering strategies:
4602 @itemize @bullet
4603 @item
4604 Characters written to or read from an @dfn{unbuffered} stream are
4605 transmitted individually to or from the file as soon as possible.
4606 @cindex unbuffered stream
4608 @item
4609 Characters written to a @dfn{line buffered} stream are transmitted to
4610 the file in blocks when a newline character is encountered.
4611 @cindex line buffered stream
4613 @item
4614 Characters written to or read from a @dfn{fully buffered} stream are
4615 transmitted to or from the file in blocks of arbitrary size.
4616 @cindex fully buffered stream
4617 @end itemize
4619 Newly opened streams are normally fully buffered, with one exception: a
4620 stream connected to an interactive device such as a terminal is
4621 initially line buffered.  @xref{Controlling Buffering}, for information
4622 on how to select a different kind of buffering.  Usually the automatic
4623 selection gives you the most convenient kind of buffering for the file
4624 or device you open.
4626 The use of line buffering for interactive devices implies that output
4627 messages ending in a newline will appear immediately---which is usually
4628 what you want.  Output that doesn't end in a newline might or might not
4629 show up immediately, so if you want them to appear immediately, you
4630 should flush buffered output explicitly with @code{fflush}, as described
4631 in @ref{Flushing Buffers}.
4633 @node Flushing Buffers
4634 @subsection Flushing Buffers
4636 @cindex flushing a stream
4637 @dfn{Flushing} output on a buffered stream means transmitting all
4638 accumulated characters to the file.  There are many circumstances when
4639 buffered output on a stream is flushed automatically:
4641 @itemize @bullet
4642 @item
4643 When you try to do output and the output buffer is full.
4645 @item
4646 When the stream is closed.  @xref{Closing Streams}.
4648 @item
4649 When the program terminates by calling @code{exit}.
4650 @xref{Normal Termination}.
4652 @item
4653 When a newline is written, if the stream is line buffered.
4655 @item
4656 Whenever an input operation on @emph{any} stream actually reads data
4657 from its file.
4658 @end itemize
4660 If you want to flush the buffered output at another time, call
4661 @code{fflush}, which is declared in the header file @file{stdio.h}.
4662 @pindex stdio.h
4664 @deftypefun int fflush (FILE *@var{stream})
4665 @standards{ISO, stdio.h}
4666 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4667 This function causes any buffered output on @var{stream} to be delivered
4668 to the file.  If @var{stream} is a null pointer, then
4669 @code{fflush} causes buffered output on @emph{all} open output streams
4670 to be flushed.
4672 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, or zero
4673 otherwise.
4674 @end deftypefun
4676 @deftypefun int fflush_unlocked (FILE *@var{stream})
4677 @standards{POSIX, stdio.h}
4678 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
4679 The @code{fflush_unlocked} function is equivalent to the @code{fflush}
4680 function except that it does not implicitly lock the stream.
4681 @end deftypefun
4683 The @code{fflush} function can be used to flush all streams currently
4684 opened.  While this is useful in some situations it does often more than
4685 necessary since it might be done in situations when terminal input is
4686 required and the program wants to be sure that all output is visible on
4687 the terminal.  But this means that only line buffered streams have to be
4688 flushed.  Solaris introduced a function especially for this.  It was
4689 always available in @theglibc{} in some form but never officially
4690 exported.
4692 @deftypefun void _flushlbf (void)
4693 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4694 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4695 The @code{_flushlbf} function flushes all line buffered streams
4696 currently opened.
4698 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4699 @end deftypefun
4701 @strong{Compatibility Note:} Some brain-damaged operating systems have
4702 been known to be so thoroughly fixated on line-oriented input and output
4703 that flushing a line buffered stream causes a newline to be written!
4704 Fortunately, this ``feature'' seems to be becoming less common.  You do
4705 not need to worry about this with @theglibc{}.
4707 In some situations it might be useful to not flush the output pending
4708 for a stream but instead simply forget it.  If transmission is costly
4709 and the output is not needed anymore this is valid reasoning.  In this
4710 situation a non-standard function introduced in Solaris and available in
4711 @theglibc{} can be used.
4713 @deftypefun void __fpurge (FILE *@var{stream})
4714 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4715 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
4716 The @code{__fpurge} function causes the buffer of the stream
4717 @var{stream} to be emptied.  If the stream is currently in read mode all
4718 input in the buffer is lost.  If the stream is in output mode the
4719 buffered output is not written to the device (or whatever other
4720 underlying storage) and the buffer is cleared.
4722 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
4723 @end deftypefun
4725 @node Controlling Buffering
4726 @subsection Controlling Which Kind of Buffering
4728 After opening a stream (but before any other operations have been
4729 performed on it), you can explicitly specify what kind of buffering you
4730 want it to have using the @code{setvbuf} function.
4731 @cindex buffering, controlling
4733 The facilities listed in this section are declared in the header
4734 file @file{stdio.h}.
4735 @pindex stdio.h
4737 @deftypefun int setvbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, int @var{mode}, size_t @var{size})
4738 @standards{ISO, stdio.h}
4739 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4740 This function is used to specify that the stream @var{stream} should
4741 have the buffering mode @var{mode}, which can be either @code{_IOFBF}
4742 (for full buffering), @code{_IOLBF} (for line buffering), or
4743 @code{_IONBF} (for unbuffered input/output).
4745 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, then @code{setvbuf}
4746 allocates a buffer itself using @code{malloc}.  This buffer will be freed
4747 when you close the stream.
4749 Otherwise, @var{buf} should be a character array that can hold at least
4750 @var{size} characters.  You should not free the space for this array as
4751 long as the stream remains open and this array remains its buffer.  You
4752 should usually either allocate it statically, or @code{malloc}
4753 (@pxref{Unconstrained Allocation}) the buffer.  Using an automatic array
4754 is not a good idea unless you close the file before exiting the block
4755 that declares the array.
4757 While the array remains a stream buffer, the stream I/O functions will
4758 use the buffer for their internal purposes.  You shouldn't try to access
4759 the values in the array directly while the stream is using it for
4760 buffering.
4762 The @code{setvbuf} function returns zero on success, or a nonzero value
4763 if the value of @var{mode} is not valid or if the request could not
4764 be honored.
4765 @end deftypefun
4767 @deftypevr Macro int _IOFBF
4768 @standards{ISO, stdio.h}
4769 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4770 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4771 specify that the stream should be fully buffered.
4772 @end deftypevr
4774 @deftypevr Macro int _IOLBF
4775 @standards{ISO, stdio.h}
4776 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4777 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4778 specify that the stream should be line buffered.
4779 @end deftypevr
4781 @deftypevr Macro int _IONBF
4782 @standards{ISO, stdio.h}
4783 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4784 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4785 specify that the stream should be unbuffered.
4786 @end deftypevr
4788 @deftypevr Macro int BUFSIZ
4789 @standards{ISO, stdio.h}
4790 The value of this macro is an integer constant expression that is good
4791 to use for the @var{size} argument to @code{setvbuf}.  This value is
4792 guaranteed to be at least @code{256}.
4794 The value of @code{BUFSIZ} is chosen on each system so as to make stream
4795 I/O efficient.  So it is a good idea to use @code{BUFSIZ} as the size
4796 for the buffer when you call @code{setvbuf}.
4798 Actually, you can get an even better value to use for the buffer size
4799 by means of the @code{fstat} system call: it is found in the
4800 @code{st_blksize} field of the file attributes.  @xref{Attribute Meanings}.
4802 Sometimes people also use @code{BUFSIZ} as the allocation size of
4803 buffers used for related purposes, such as strings used to receive a
4804 line of input with @code{fgets} (@pxref{Character Input}).  There is no
4805 particular reason to use @code{BUFSIZ} for this instead of any other
4806 integer, except that it might lead to doing I/O in chunks of an
4807 efficient size.
4808 @end deftypevr
4810 @deftypefun void setbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf})
4811 @standards{ISO, stdio.h}
4812 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4813 If @var{buf} is a null pointer, the effect of this function is
4814 equivalent to calling @code{setvbuf} with a @var{mode} argument of
4815 @code{_IONBF}.  Otherwise, it is equivalent to calling @code{setvbuf}
4816 with @var{buf}, and a @var{mode} of @code{_IOFBF} and a @var{size}
4817 argument of @code{BUFSIZ}.
4819 The @code{setbuf} function is provided for compatibility with old code;
4820 use @code{setvbuf} in all new programs.
4821 @end deftypefun
4823 @deftypefun void setbuffer (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, size_t @var{size})
4824 @standards{BSD, stdio.h}
4825 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4826 If @var{buf} is a null pointer, this function makes @var{stream} unbuffered.
4827 Otherwise, it makes @var{stream} fully buffered using @var{buf} as the
4828 buffer.  The @var{size} argument specifies the length of @var{buf}.
4830 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4831 @code{setvbuf} instead.
4832 @end deftypefun
4834 @deftypefun void setlinebuf (FILE *@var{stream})
4835 @standards{BSD, stdio.h}
4836 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4837 This function makes @var{stream} be line buffered, and allocates the
4838 buffer for you.
4840 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4841 @code{setvbuf} instead.
4842 @end deftypefun
4844 It is possible to query whether a given stream is line buffered or not
4845 using a non-standard function introduced in Solaris and available in
4846 @theglibc{}.
4848 @deftypefun int __flbf (FILE *@var{stream})
4849 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4850 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4851 The @code{__flbf} function will return a nonzero value in case the
4852 stream @var{stream} is line buffered.  Otherwise the return value is
4853 zero.
4855 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4856 @end deftypefun
4858 Two more extensions allow to determine the size of the buffer and how
4859 much of it is used.  These functions were also introduced in Solaris.
4861 @deftypefun size_t __fbufsize (FILE *@var{stream})
4862 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4863 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acsafe{}}
4864 The @code{__fbufsize} function return the size of the buffer in the
4865 stream @var{stream}.  This value can be used to optimize the use of the
4866 stream.
4868 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4869 @end deftypefun
4871 @deftypefun size_t __fpending (FILE *@var{stream})
4872 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4873 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acsafe{}}
4874 The @code{__fpending}
4875 function returns the number of bytes currently in the output buffer.
4876 For wide-oriented streams the measuring unit is wide characters.  This
4877 function should not be used on buffers in read mode or opened read-only.
4879 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4880 @end deftypefun
4882 @node Other Kinds of Streams
4883 @section Other Kinds of Streams
4885 @Theglibc{} provides ways for you to define additional kinds of
4886 streams that do not necessarily correspond to an open file.
4888 One such type of stream takes input from or writes output to a string.
4889 These kinds of streams are used internally to implement the
4890 @code{sprintf} and @code{sscanf} functions.  You can also create such a
4891 stream explicitly, using the functions described in @ref{String Streams}.
4893 More generally, you can define streams that do input/output to arbitrary
4894 objects using functions supplied by your program.  This protocol is
4895 discussed in @ref{Custom Streams}.
4897 @strong{Portability Note:} The facilities described in this section are
4898 specific to GNU.  Other systems or C implementations might or might not
4899 provide equivalent functionality.
4901 @menu
4902 * String Streams::              Streams that get data from or put data in
4903                                  a string or memory buffer.
4904 * Custom Streams::              Defining your own streams with an arbitrary
4905                                  input data source and/or output data sink.
4906 @end menu
4908 @node String Streams
4909 @subsection String Streams
4911 @cindex stream, for I/O to a string
4912 @cindex string stream
4913 The @code{fmemopen} and @code{open_memstream} functions allow you to do
4914 I/O to a string or memory buffer.  These facilities are declared in
4915 @file{stdio.h}.
4916 @pindex stdio.h
4918 @deftypefun {FILE *} fmemopen (void *@var{buf}, size_t @var{size}, const char *@var{opentype})
4919 @standards{GNU, stdio.h}
4920 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
4921 @c Unlike open_memstream, fmemopen does (indirectly) call _IO_link_in,
4922 @c bringing with it additional potential for async trouble with
4923 @c list_all_lock.
4924 This function opens a stream that allows the access specified by the
4925 @var{opentype} argument, that reads from or writes to the buffer specified
4926 by the argument @var{buf}.  This array must be at least @var{size} bytes long.
4928 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, @code{fmemopen}
4929 dynamically allocates an array @var{size} bytes long (as with @code{malloc};
4930 @pxref{Unconstrained Allocation}).  This is really only useful
4931 if you are going to write things to the buffer and then read them back
4932 in again, because you have no way of actually getting a pointer to the
4933 buffer (for this, try @code{open_memstream}, below).  The buffer is
4934 freed when the stream is closed.
4936 The argument @var{opentype} is the same as in @code{fopen}
4937 (@pxref{Opening Streams}).  If the @var{opentype} specifies
4938 append mode, then the initial file position is set to the first null
4939 character in the buffer.  Otherwise the initial file position is at the
4940 beginning of the buffer.
4942 When a stream open for writing is flushed or closed, a null character
4943 (zero byte) is written at the end of the buffer if it fits.  You
4944 should add an extra byte to the @var{size} argument to account for this.
4945 Attempts to write more than @var{size} bytes to the buffer result
4946 in an error.
4948 For a stream open for reading, null characters (zero bytes) in the
4949 buffer do not count as ``end of file''.  Read operations indicate end of
4950 file only when the file position advances past @var{size} bytes.  So, if
4951 you want to read characters from a null-terminated string, you should
4952 supply the length of the string as the @var{size} argument.
4953 @end deftypefun
4955 Here is an example of using @code{fmemopen} to create a stream for
4956 reading from a string:
4958 @smallexample
4959 @include memopen.c.texi
4960 @end smallexample
4962 This program produces the following output:
4964 @smallexample
4965 Got f
4966 Got o
4967 Got o
4968 Got b
4969 Got a
4970 Got r
4971 @end smallexample
4973 @deftypefun {FILE *} open_memstream (char **@var{ptr}, size_t *@var{sizeloc})
4974 @standards{GNU, stdio.h}
4975 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4976 This function opens a stream for writing to a buffer.  The buffer is
4977 allocated dynamically and grown as necessary, using @code{malloc}.
4978 After you've closed the stream, this buffer is your responsibility to
4979 clean up using @code{free} or @code{realloc}.  @xref{Unconstrained Allocation}.
4981 When the stream is closed with @code{fclose} or flushed with
4982 @code{fflush}, the locations @var{ptr} and @var{sizeloc} are updated to
4983 contain the pointer to the buffer and its size.  The values thus stored
4984 remain valid only as long as no further output on the stream takes
4985 place.  If you do more output, you must flush the stream again to store
4986 new values before you use them again.
4988 A null character is written at the end of the buffer.  This null character
4989 is @emph{not} included in the size value stored at @var{sizeloc}.
4991 You can move the stream's file position with @code{fseek} or
4992 @code{fseeko} (@pxref{File Positioning}).  Moving the file position past
4993 the end of the data already written fills the intervening space with
4994 zeroes.
4995 @end deftypefun
4997 Here is an example of using @code{open_memstream}:
4999 @smallexample
5000 @include memstrm.c.texi
5001 @end smallexample
5003 This program produces the following output:
5005 @smallexample
5006 buf = `hello', size = 5
5007 buf = `hello, world', size = 12
5008 @end smallexample
5010 @node Custom Streams
5011 @subsection Programming Your Own Custom Streams
5012 @cindex custom streams
5013 @cindex programming your own streams
5015 This section describes how you can make a stream that gets input from an
5016 arbitrary data source or writes output to an arbitrary data sink
5017 programmed by you.  We call these @dfn{custom streams}.  The functions
5018 and types described here are all GNU extensions.
5020 @c !!! this does not talk at all about the higher-level hooks
5022 @menu
5023 * Streams and Cookies::         The @dfn{cookie} records where to fetch or
5024                                  store data that is read or written.
5025 * Hook Functions::              How you should define the four @dfn{hook
5026                                  functions} that a custom stream needs.
5027 @end menu
5029 @node Streams and Cookies
5030 @subsubsection Custom Streams and Cookies
5031 @cindex cookie, for custom stream
5033 Inside every custom stream is a special object called the @dfn{cookie}.
5034 This is an object supplied by you which records where to fetch or store
5035 the data read or written.  It is up to you to define a data type to use
5036 for the cookie.  The stream functions in the library never refer
5037 directly to its contents, and they don't even know what the type is;
5038 they record its address with type @code{void *}.
5040 To implement a custom stream, you must specify @emph{how} to fetch or
5041 store the data in the specified place.  You do this by defining
5042 @dfn{hook functions} to read, write, change ``file position'', and close
5043 the stream.  All four of these functions will be passed the stream's
5044 cookie so they can tell where to fetch or store the data.  The library
5045 functions don't know what's inside the cookie, but your functions will
5046 know.
5048 When you create a custom stream, you must specify the cookie pointer,
5049 and also the four hook functions stored in a structure of type
5050 @code{cookie_io_functions_t}.
5052 These facilities are declared in @file{stdio.h}.
5053 @pindex stdio.h
5055 @deftp {Data Type} {cookie_io_functions_t}
5056 @standards{GNU, stdio.h}
5057 This is a structure type that holds the functions that define the
5058 communications protocol between the stream and its cookie.  It has
5059 the following members:
5061 @table @code
5062 @item cookie_read_function_t *read
5063 This is the function that reads data from the cookie.  If the value is a
5064 null pointer instead of a function, then read operations on this stream
5065 always return @code{EOF}.
5067 @item cookie_write_function_t *write
5068 This is the function that writes data to the cookie.  If the value is a
5069 null pointer instead of a function, then data written to the stream is
5070 discarded.
5072 @item cookie_seek_function_t *seek
5073 This is the function that performs the equivalent of file positioning on
5074 the cookie.  If the value is a null pointer instead of a function, calls
5075 to @code{fseek} or @code{fseeko} on this stream can only seek to
5076 locations within the buffer; any attempt to seek outside the buffer will
5077 return an @code{ESPIPE} error.
5079 @item cookie_close_function_t *close
5080 This function performs any appropriate cleanup on the cookie when
5081 closing the stream.  If the value is a null pointer instead of a
5082 function, nothing special is done to close the cookie when the stream is
5083 closed.
5084 @end table
5085 @end deftp
5087 @deftypefun {FILE *} fopencookie (void *@var{cookie}, const char *@var{opentype}, cookie_io_functions_t @var{io-functions})
5088 @standards{GNU, stdio.h}
5089 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
5090 This function actually creates the stream for communicating with the
5091 @var{cookie} using the functions in the @var{io-functions} argument.
5092 The @var{opentype} argument is interpreted as for @code{fopen};
5093 see @ref{Opening Streams}.  (But note that the ``truncate on
5094 open'' option is ignored.)  The new stream is fully buffered.
5096 The @code{fopencookie} function returns the newly created stream, or a null
5097 pointer in case of an error.
5098 @end deftypefun
5100 @node Hook Functions
5101 @subsubsection Custom Stream Hook Functions
5102 @cindex hook functions (of custom streams)
5104 Here are more details on how you should define the four hook functions
5105 that a custom stream needs.
5107 You should define the function to read data from the cookie as:
5109 @smallexample
5110 ssize_t @var{reader} (void *@var{cookie}, char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5111 @end smallexample
5113 This is very similar to the @code{read} function; see @ref{I/O
5114 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes into
5115 the @var{buffer}, and return the number of bytes read, or zero to
5116 indicate end-of-file.  You can return a value of @code{-1} to indicate
5117 an error.
5119 You should define the function to write data to the cookie as:
5121 @smallexample
5122 ssize_t @var{writer} (void *@var{cookie}, const char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5123 @end smallexample
5125 This is very similar to the @code{write} function; see @ref{I/O
5126 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes from
5127 the buffer, and return the number of bytes written.  You can return a
5128 value of @code{0} to indicate an error.  You must not return any
5129 negative value.
5131 You should define the function to perform seek operations on the cookie
5134 @smallexample
5135 int @var{seeker} (void *@var{cookie}, off64_t *@var{position}, int @var{whence})
5136 @end smallexample
5138 For this function, the @var{position} and @var{whence} arguments are
5139 interpreted as for @code{fgetpos}; see @ref{Portable Positioning}.
5141 After doing the seek operation, your function should store the resulting
5142 file position relative to the beginning of the file in @var{position}.
5143 Your function should return a value of @code{0} on success and @code{-1}
5144 to indicate an error.
5146 You should define the function to do cleanup operations on the cookie
5147 appropriate for closing the stream as:
5149 @smallexample
5150 int @var{cleaner} (void *@var{cookie})
5151 @end smallexample
5153 Your function should return @code{-1} to indicate an error, and @code{0}
5154 otherwise.
5156 @deftp {Data Type} cookie_read_function_t
5157 @standards{GNU, stdio.h}
5158 This is the data type that the read function for a custom stream should have.
5159 If you declare the function as shown above, this is the type it will have.
5160 @end deftp
5162 @deftp {Data Type} cookie_write_function_t
5163 @standards{GNU, stdio.h}
5164 The data type of the write function for a custom stream.
5165 @end deftp
5167 @deftp {Data Type} cookie_seek_function_t
5168 @standards{GNU, stdio.h}
5169 The data type of the seek function for a custom stream.
5170 @end deftp
5172 @deftp {Data Type} cookie_close_function_t
5173 @standards{GNU, stdio.h}
5174 The data type of the close function for a custom stream.
5175 @end deftp
5177 @ignore
5178 Roland says:
5180 @quotation
5181 There is another set of functions one can give a stream, the
5182 input-room and output-room functions.  These functions must
5183 understand stdio internals.  To describe how to use these
5184 functions, you also need to document lots of how stdio works
5185 internally (which isn't relevant for other uses of stdio).
5186 Perhaps I can write an interface spec from which you can write
5187 good documentation.  But it's pretty complex and deals with lots
5188 of nitty-gritty details.  I think it might be better to let this
5189 wait until the rest of the manual is more done and polished.
5190 @end quotation
5191 @end ignore
5193 @c ??? This section could use an example.
5196 @node Formatted Messages
5197 @section Formatted Messages
5198 @cindex formatted messages
5200 On systems which are based on System V messages of programs (especially
5201 the system tools) are printed in a strict form using the @code{fmtmsg}
5202 function.  The uniformity sometimes helps the user to interpret messages
5203 and the strictness tests of the @code{fmtmsg} function ensure that the
5204 programmer follows some minimal requirements.
5206 @menu
5207 * Printing Formatted Messages::   The @code{fmtmsg} function.
5208 * Adding Severity Classes::       Add more severity classes.
5209 * Example::                       How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}.
5210 @end menu
5213 @node Printing Formatted Messages
5214 @subsection Printing Formatted Messages
5216 Messages can be printed to standard error and/or to the console.  To
5217 select the destination the programmer can use the following two values,
5218 bitwise OR combined if wanted, for the @var{classification} parameter of
5219 @code{fmtmsg}:
5221 @vtable @code
5222 @item MM_PRINT
5223 Display the message in standard error.
5224 @item MM_CONSOLE
5225 Display the message on the system console.
5226 @end vtable
5228 The erroneous piece of the system can be signalled by exactly one of the
5229 following values which also is bitwise ORed with the
5230 @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}:
5232 @vtable @code
5233 @item MM_HARD
5234 The source of the condition is some hardware.
5235 @item MM_SOFT
5236 The source of the condition is some software.
5237 @item MM_FIRM
5238 The source of the condition is some firmware.
5239 @end vtable
5241 A third component of the @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}
5242 can describe the part of the system which detects the problem.  This is
5243 done by using exactly one of the following values:
5245 @vtable @code
5246 @item MM_APPL
5247 The erroneous condition is detected by the application.
5248 @item MM_UTIL
5249 The erroneous condition is detected by a utility.
5250 @item MM_OPSYS
5251 The erroneous condition is detected by the operating system.
5252 @end vtable
5254 A last component of @var{classification} can signal the results of this
5255 message.  Exactly one of the following values can be used:
5257 @vtable @code
5258 @item MM_RECOVER
5259 It is a recoverable error.
5260 @item MM_NRECOV
5261 It is a non-recoverable error.
5262 @end vtable
5264 @deftypefun int fmtmsg (long int @var{classification}, const char *@var{label}, int @var{severity}, const char *@var{text}, const char *@var{action}, const char *@var{tag})
5265 @standards{XPG, fmtmsg.h}
5266 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asulock{}}@acsafe{}}
5267 Display a message described by its parameters on the device(s) specified
5268 in the @var{classification} parameter.  The @var{label} parameter
5269 identifies the source of the message.  The string should consist of two
5270 colon separated parts where the first part has not more than 10 and the
5271 second part not more than 14 characters.  The @var{text} parameter
5272 describes the condition of the error, the @var{action} parameter possible
5273 steps to recover from the error and the @var{tag} parameter is a
5274 reference to the online documentation where more information can be
5275 found.  It should contain the @var{label} value and a unique
5276 identification number.
5278 Each of the parameters can be a special value which means this value
5279 is to be omitted.  The symbolic names for these values are:
5281 @vtable @code
5282 @item MM_NULLLBL
5283 Ignore @var{label} parameter.
5284 @item MM_NULLSEV
5285 Ignore @var{severity} parameter.
5286 @item MM_NULLMC
5287 Ignore @var{classification} parameter.  This implies that nothing is
5288 actually printed.
5289 @item MM_NULLTXT
5290 Ignore @var{text} parameter.
5291 @item MM_NULLACT
5292 Ignore @var{action} parameter.
5293 @item MM_NULLTAG
5294 Ignore @var{tag} parameter.
5295 @end vtable
5297 There is another way certain fields can be omitted from the output to
5298 standard error.  This is described below in the description of
5299 environment variables influencing the behavior.
5301 The @var{severity} parameter can have one of the values in the following
5302 table:
5303 @cindex severity class
5305 @vtable @code
5306 @item MM_NOSEV
5307 Nothing is printed, this value is the same as @code{MM_NULLSEV}.
5308 @item MM_HALT
5309 This value is printed as @code{HALT}.
5310 @item MM_ERROR
5311 This value is printed as @code{ERROR}.
5312 @item MM_WARNING
5313 This value is printed as @code{WARNING}.
5314 @item MM_INFO
5315 This value is printed as @code{INFO}.
5316 @end vtable
5318 The numeric value of these five macros are between @code{0} and
5319 @code{4}.  Using the environment variable @code{SEV_LEVEL} or using the
5320 @code{addseverity} function one can add more severity levels with their
5321 corresponding string to print.  This is described below
5322 (@pxref{Adding Severity Classes}).
5324 @noindent
5325 If no parameter is ignored the output looks like this:
5327 @smallexample
5328 @var{label}: @var{severity-string}: @var{text}
5329 TO FIX: @var{action} @var{tag}
5330 @end smallexample
5332 The colons, new line characters and the @code{TO FIX} string are
5333 inserted if necessary, i.e., if the corresponding parameter is not
5334 ignored.
5336 This function is specified in the X/Open Portability Guide.  It is also
5337 available on all systems derived from System V.
5339 The function returns the value @code{MM_OK} if no error occurred.  If
5340 only the printing to standard error failed, it returns @code{MM_NOMSG}.
5341 If printing to the console fails, it returns @code{MM_NOCON}.  If
5342 nothing is printed @code{MM_NOTOK} is returned.  Among situations where
5343 all outputs fail this last value is also returned if a parameter value
5344 is incorrect.
5345 @end deftypefun
5347 There are two environment variables which influence the behavior of
5348 @code{fmtmsg}.  The first is @code{MSGVERB}.  It is used to control the
5349 output actually happening on standard error (@emph{not} the console
5350 output).  Each of the five fields can explicitly be enabled.  To do
5351 this the user has to put the @code{MSGVERB} variable with a format like
5352 the following in the environment before calling the @code{fmtmsg} function
5353 the first time:
5355 @smallexample
5356 MSGVERB=@var{keyword}[:@var{keyword}[:@dots{}]]
5357 @end smallexample
5359 Valid @var{keyword}s are @code{label}, @code{severity}, @code{text},
5360 @code{action}, and @code{tag}.  If the environment variable is not given
5361 or is the empty string, a not supported keyword is given or the value is
5362 somehow else invalid, no part of the message is masked out.
5364 The second environment variable which influences the behavior of
5365 @code{fmtmsg} is @code{SEV_LEVEL}.  This variable and the change in the
5366 behavior of @code{fmtmsg} is not specified in the X/Open Portability
5367 Guide.  It is available in System V systems, though.  It can be used to
5368 introduce new severity levels.  By default, only the five severity levels
5369 described above are available.  Any other numeric value would make
5370 @code{fmtmsg} print nothing.
5372 If the user puts @code{SEV_LEVEL} with a format like
5374 @smallexample
5375 SEV_LEVEL=[@var{description}[:@var{description}[:@dots{}]]]
5376 @end smallexample
5378 @noindent
5379 in the environment of the process before the first call to
5380 @code{fmtmsg}, where @var{description} has a value of the form
5382 @smallexample
5383 @var{severity-keyword},@var{level},@var{printstring}
5384 @end smallexample
5386 The @var{severity-keyword} part is not used by @code{fmtmsg} but it has
5387 to be present.  The @var{level} part is a string representation of a
5388 number.  The numeric value must be a number greater than 4.  This value
5389 must be used in the @var{severity} parameter of @code{fmtmsg} to select
5390 this class.  It is not possible to overwrite any of the predefined
5391 classes.  The @var{printstring} is the string printed when a message of
5392 this class is processed by @code{fmtmsg} (see above, @code{fmtsmg} does
5393 not print the numeric value but instead the string representation).
5396 @node Adding Severity Classes
5397 @subsection Adding Severity Classes
5398 @cindex severity class
5400 There is another possibility to introduce severity classes besides using
5401 the environment variable @code{SEV_LEVEL}.  This simplifies the task of
5402 introducing new classes in a running program.  One could use the
5403 @code{setenv} or @code{putenv} function to set the environment variable,
5404 but this is toilsome.
5406 @deftypefun int addseverity (int @var{severity}, const char *@var{string})
5407 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{}}}
5408 This function allows the introduction of new severity classes which can be
5409 addressed by the @var{severity} parameter of the @code{fmtmsg} function.
5410 The @var{severity} parameter of @code{addseverity} must match the value
5411 for the parameter with the same name of @code{fmtmsg}, and @var{string}
5412 is the string printed in the actual messages instead of the numeric
5413 value.
5415 If @var{string} is @code{NULL} the severity class with the numeric value
5416 according to @var{severity} is removed.
5418 It is not possible to overwrite or remove one of the default severity
5419 classes.  All calls to @code{addseverity} with @var{severity} set to one
5420 of the values for the default classes will fail.
5422 The return value is @code{MM_OK} if the task was successfully performed.
5423 If the return value is @code{MM_NOTOK} something went wrong.  This could
5424 mean that no more memory is available or a class is not available when
5425 it has to be removed.
5427 This function is not specified in the X/Open Portability Guide although
5428 the @code{fmtsmg} function is.  It is available on System V systems.
5429 @end deftypefun
5432 @node Example
5433 @subsection How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}
5435 Here is a simple example program to illustrate the use of both
5436 functions described in this section.
5438 @smallexample
5439 @include fmtmsgexpl.c.texi
5440 @end smallexample
5442 The second call to @code{fmtmsg} illustrates a use of this function as
5443 it usually occurs on System V systems, which heavily use this function.
5444 It seems worthwhile to give a short explanation here of how this system
5445 works on System V.  The value of the
5446 @var{label} field (@code{UX:cat}) says that the error occurred in the
5447 Unix program @code{cat}.  The explanation of the error follows and the
5448 value for the @var{action} parameter is @code{"refer to manual"}.  One
5449 could be more specific here, if necessary.  The @var{tag} field contains,
5450 as proposed above, the value of the string given for the @var{label}
5451 parameter, and additionally a unique ID (@code{001} in this case).  For
5452 a GNU environment this string could contain a reference to the
5453 corresponding node in the Info page for the program.
5455 @noindent
5456 Running this program without specifying the @code{MSGVERB} and
5457 @code{SEV_LEVEL} function produces the following output:
5459 @smallexample
5460 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5461 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5462 @end smallexample
5464 We see the different fields of the message and how the extra glue (the
5465 colons and the @code{TO FIX} string) is printed.  But only one of the
5466 three calls to @code{fmtmsg} produced output.  The first call does not
5467 print anything because the @var{label} parameter is not in the correct
5468 form.  The string must contain two fields, separated by a colon
5469 (@pxref{Printing Formatted Messages}).  The third @code{fmtmsg} call
5470 produced no output since the class with the numeric value @code{6} is
5471 not defined.  Although a class with numeric value @code{5} is also not
5472 defined by default, the call to @code{addseverity} introduces it and
5473 the second call to @code{fmtmsg} produces the above output.
5475 When we change the environment of the program to contain
5476 @code{SEV_LEVEL=XXX,6,NOTE} when running it we get a different result:
5478 @smallexample
5479 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5480 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5481 label:foo: NOTE: text
5482 TO FIX: action tag
5483 @end smallexample
5485 Now the third call to @code{fmtmsg} produced some output and we see how
5486 the string @code{NOTE} from the environment variable appears in the
5487 message.
5489 Now we can reduce the output by specifying which fields we are
5490 interested in.  If we additionally set the environment variable
5491 @code{MSGVERB} to the value @code{severity:label:action} we get the
5492 following output:
5494 @smallexample
5495 UX:cat: NOTE2
5496 TO FIX: refer to manual
5497 label:foo: NOTE
5498 TO FIX: action
5499 @end smallexample
5501 @noindent
5502 I.e., the output produced by the @var{text} and the @var{tag} parameters
5503 to @code{fmtmsg} vanished.  Please also note that now there is no colon
5504 after the @code{NOTE} and @code{NOTE2} strings in the output.  This is
5505 not necessary since there is no more output on this line because the text
5506 is missing.