(Streams and I18N): Fix typos.
[glibc.git] / manual / stdio.texi
blob970f0fe499d46cc550ae618dc5f8717e0dce12aa
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 @comment stdio.h
59 @comment ISO
60 @deftp {Data Type} FILE
61 This is the data type used to represent stream objects.  A @code{FILE}
62 object holds all of the internal state information about the connection
63 to the associated file, including such things as the file position
64 indicator and buffering information.  Each stream also has error and
65 end-of-file status indicators that can be tested with the @code{ferror}
66 and @code{feof} functions; see @ref{EOF and Errors}.
67 @end deftp
69 @code{FILE} objects are allocated and managed internally by the
70 input/output library functions.  Don't try to create your own objects of
71 type @code{FILE}; let the library do it.  Your programs should
72 deal only with pointers to these objects (that is, @code{FILE *} values)
73 rather than the objects themselves.
74 @c !!! should say that FILE's have "No user-serviceable parts inside."
76 @node Standard Streams
77 @section Standard Streams
78 @cindex standard streams
79 @cindex streams, standard
81 When the @code{main} function of your program is invoked, it already has
82 three predefined streams open and available for use.  These represent
83 the ``standard'' input and output channels that have been established
84 for the process.
86 These streams are declared in the header file @file{stdio.h}.
87 @pindex stdio.h
89 @comment stdio.h
90 @comment ISO
91 @deftypevar {FILE *} stdin
92 The @dfn{standard input} stream, which is the normal source of input for the
93 program.
94 @end deftypevar
95 @cindex standard input stream
97 @comment stdio.h
98 @comment ISO
99 @deftypevar {FILE *} stdout
100 The @dfn{standard output} stream, which is used for normal output from
101 the program.
102 @end deftypevar
103 @cindex standard output stream
105 @comment stdio.h
106 @comment ISO
107 @deftypevar {FILE *} stderr
108 The @dfn{standard error} stream, which is used for error messages and
109 diagnostics issued by the program.
110 @end deftypevar
111 @cindex standard error stream
113 In the GNU system, you can specify what files or processes correspond to
114 these streams using the pipe and redirection facilities provided by the
115 shell.  (The primitives shells use to implement these facilities are
116 described in @ref{File System Interface}.)  Most other operating systems
117 provide similar mechanisms, but the details of how to use them can vary.
119 In the GNU C library, @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr} are
120 normal variables which you can set just like any others.  For example,
121 to redirect the standard output to a file, you could do:
123 @smallexample
124 fclose (stdout);
125 stdout = fopen ("standard-output-file", "w");
126 @end smallexample
128 Note however, that in other systems @code{stdin}, @code{stdout}, and
129 @code{stderr} are macros that you cannot assign to in the normal way.
130 But you can use @code{freopen} to get the effect of closing one and
131 reopening it.  @xref{Opening Streams}.
133 The three streams @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr} are not
134 unoriented at program start (@pxref{Streams and I18N}).
136 @node Opening Streams
137 @section Opening Streams
139 @cindex opening a stream
140 Opening a file with the @code{fopen} function creates a new stream and
141 establishes a connection between the stream and a file.  This may
142 involve creating a new file.
144 @pindex stdio.h
145 Everything described in this section is declared in the header file
146 @file{stdio.h}.
148 @comment stdio.h
149 @comment ISO
150 @deftypefun {FILE *} fopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
151 The @code{fopen} function opens a stream for I/O to the file
152 @var{filename}, and returns a pointer to the stream.
154 The @var{opentype} argument is a string that controls how the file is
155 opened and specifies attributes of the resulting stream.  It must begin
156 with one of the following sequences of characters:
158 @table @samp
159 @item r
160 Open an existing file for reading only.
162 @item w
163 Open the file for writing only.  If the file already exists, it is
164 truncated to zero length.  Otherwise a new file is created.
166 @item a
167 Open a file for append access; that is, writing at the end of file only.
168 If the file already exists, its initial contents are unchanged and
169 output to the stream is appended to the end of the file.
170 Otherwise, a new, empty file is created.
172 @item r+
173 Open an existing file for both reading and writing.  The initial contents
174 of the file are unchanged and the initial file position is at the
175 beginning of the file.
177 @item w+
178 Open a file for both reading and writing.  If the file already exists, it
179 is truncated to zero length.  Otherwise, a new file is created.
181 @item a+
182 Open or create file for both reading and appending.  If the file exists,
183 its initial contents are unchanged.  Otherwise, a new file is created.
184 The initial file position for reading is at the beginning of the file,
185 but output is always appended to the end of the file.
186 @end table
188 As you can see, @samp{+} requests a stream that can do both input and
189 output.  The ISO standard says that when using such a stream, you must
190 call @code{fflush} (@pxref{Stream Buffering}) or a file positioning
191 function such as @code{fseek} (@pxref{File Positioning}) when switching
192 from reading to writing or vice versa.  Otherwise, internal buffers
193 might not be emptied properly.  The GNU C library does not have this
194 limitation; you can do arbitrary reading and writing operations on a
195 stream in whatever order.
197 Additional characters may appear after these to specify flags for the
198 call.  Always put the mode (@samp{r}, @samp{w+}, etc.) first; that is
199 the only part you are guaranteed will be understood by all systems.
201 The GNU C library defines one additional character for use in
202 @var{opentype}: the character @samp{x} insists on creating a new
203 file---if a file @var{filename} already exists, @code{fopen} fails
204 rather than opening it.  If you use @samp{x} you are guaranteed that
205 you will not clobber an existing file.  This is equivalent to the
206 @code{O_EXCL} option to the @code{open} function (@pxref{Opening and
207 Closing Files}).
209 The character @samp{b} in @var{opentype} has a standard meaning; it
210 requests a binary stream rather than a text stream.  But this makes no
211 difference in POSIX systems (including the GNU system).  If both
212 @samp{+} and @samp{b} are specified, they can appear in either order.
213 @xref{Binary Streams}.
215 @cindex stream orientation
216 @cindex orientation, stream
217 If the @var{opentype} string contains the sequence
218 @code{,ccs=@var{STRING}} then @var{STRING} is taken as the name of a
219 coded character set and @code{fopen} will mark the stream as
220 wide-oriented which appropriate conversion functions in place to convert
221 from and to the character set @var{STRING} is place.  Any other stream
222 is opened initially unoriented and the orientation is decided with the
223 first file operation.  If the first operation is a wide character
224 operation, the stream is not only marked as wide-oriented, also the
225 conversion functions to convert to the coded character set used for the
226 current locale are loaded.  This will not change anymore from this point
227 on even if the locale selected for the @code{LC_CTYPE} category is
228 changed.
230 Any other characters in @var{opentype} are simply ignored.  They may be
231 meaningful in other systems.
233 If the open fails, @code{fopen} returns a null pointer.
235 When the sources are compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
236 32 bit machine this function is in fact @code{fopen64} since the LFS
237 interface replaces transparently the old interface.
238 @end deftypefun
240 You can have multiple streams (or file descriptors) pointing to the same
241 file open at the same time.  If you do only input, this works
242 straightforwardly, but you must be careful if any output streams are
243 included.  @xref{Stream/Descriptor Precautions}.  This is equally true
244 whether the streams are in one program (not usual) or in several
245 programs (which can easily happen).  It may be advantageous to use the
246 file locking facilities to avoid simultaneous access.  @xref{File
247 Locks}.
249 @comment stdio.h
250 @comment Unix98
251 @deftypefun {FILE *} fopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
252 This function is similar to @code{fopen} but the stream it returns a
253 pointer for is opened using @code{open64}.  Therefore this stream can be
254 used even on files larger then @math{2^31} bytes on 32 bit machines.
256 Please note that the return type is still @code{FILE *}.  There is no
257 special @code{FILE} type for the LFS interface.
259 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
260 bits machine this function is available under the name @code{fopen}
261 and so transparently replaces the old interface.
262 @end deftypefun
264 @comment stdio.h
265 @comment ISO
266 @deftypevr Macro int FOPEN_MAX
267 The value of this macro is an integer constant expression that
268 represents the minimum number of streams that the implementation
269 guarantees can be open simultaneously.  You might be able to open more
270 than this many streams, but that is not guaranteed.  The value of this
271 constant is at least eight, which includes the three standard streams
272 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  In POSIX.1 systems this
273 value is determined by the @code{OPEN_MAX} parameter; @pxref{General
274 Limits}.  In BSD and GNU, it is controlled by the @code{RLIMIT_NOFILE}
275 resource limit; @pxref{Limits on Resources}.
276 @end deftypevr
278 @comment stdio.h
279 @comment ISO
280 @deftypefun {FILE *} freopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
281 This function is like a combination of @code{fclose} and @code{fopen}.
282 It first closes the stream referred to by @var{stream}, ignoring any
283 errors that are detected in the process.  (Because errors are ignored,
284 you should not use @code{freopen} on an output stream if you have
285 actually done any output using the stream.)  Then the file named by
286 @var{filename} is opened with mode @var{opentype} as for @code{fopen},
287 and associated with the same stream object @var{stream}.
289 If the operation fails, a null pointer is returned; otherwise,
290 @code{freopen} returns @var{stream}.
292 @code{freopen} has traditionally been used to connect a standard stream
293 such as @code{stdin} with a file of your own choice.  This is useful in
294 programs in which use of a standard stream for certain purposes is
295 hard-coded.  In the GNU C library, you can simply close the standard
296 streams and open new ones with @code{fopen}.  But other systems lack
297 this ability, so using @code{freopen} is more portable.
299 When the sources are compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
300 32 bit machine this function is in fact @code{freopen64} since the LFS
301 interface replaces transparently the old interface.
302 @end deftypefun
304 @comment stdio.h
305 @comment Unix98
306 @deftypefun {FILE *} freopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
307 This function is similar to @code{freopen}.  The only difference is that
308 on 32 bit machine the stream returned is able to read beyond the
309 @math{2^31} bytes limits imposed by the normal interface.  It should be
310 noted that the stream pointed to by @var{stream} need not be opened
311 using @code{fopen64} or @code{freopen64} since its mode is not important
312 for this function.
314 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
315 bits machine this function is available under the name @code{freopen}
316 and so transparently replaces the old interface.
317 @end deftypefun
319 In some situations it is useful to know whether a given stream is
320 available for reading or writing.  This information is normally not
321 available and would have to be remembered separately.  Solaris
322 introduced a few functions to get this information from the stream
323 descriptor and these functions are also available in the GNU C library.
325 @comment stdio_ext.h
326 @comment GNU
327 @deftypefun int __freadable (FILE *@var{stream})
328 The @code{__freadable} function determines whether the stream
329 @var{stream} was opened to allow reading.  In this case the return value
330 is nonzero.  For write-only streams the function returns zero.
332 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
333 @end deftypefun
335 @comment stdio_ext.h
336 @comment GNU
337 @deftypefun int __fwritable (FILE *@var{stream})
338 The @code{__fwritable} function determines whether the stream
339 @var{stream} was opened to allow writing.  In this case the return value
340 is nonzero.  For read-only streams the function returns zero.
342 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
343 @end deftypefun
345 For slightly different kind of problems there are two more functions.
346 They provide even finer-grained information.
348 @comment stdio_ext.h
349 @comment GNU
350 @deftypefun int __freading (FILE *@var{stream})
351 The @code{__freading} function determines whether the stream
352 @var{stream} was last read from or whether it is opened read-only.  In
353 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
354 Determining whether a stream opened for reading and writing was last
355 used for writing allows to draw conclusions about the content about the
356 buffer, among other things.
358 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
359 @end deftypefun
361 @comment stdio_ext.h
362 @comment GNU
363 @deftypefun int __fwriting (FILE *@var{stream})
364 The @code{__fwriting} function determines whether the stream
365 @var{stream} was last written to or whether it is opened write-only.  In
366 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
368 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
369 @end deftypefun
372 @node Closing Streams
373 @section Closing Streams
375 @cindex closing a stream
376 When a stream is closed with @code{fclose}, the connection between the
377 stream and the file is cancelled.  After you have closed a stream, you
378 cannot perform any additional operations on it.
380 @comment stdio.h
381 @comment ISO
382 @deftypefun int fclose (FILE *@var{stream})
383 This function causes @var{stream} to be closed and the connection to
384 the corresponding file to be broken.  Any buffered output is written
385 and any buffered input is discarded.  The @code{fclose} function returns
386 a value of @code{0} if the file was closed successfully, and @code{EOF}
387 if an error was detected.
389 It is important to check for errors when you call @code{fclose} to close
390 an output stream, because real, everyday errors can be detected at this
391 time.  For example, when @code{fclose} writes the remaining buffered
392 output, it might get an error because the disk is full.  Even if you
393 know the buffer is empty, errors can still occur when closing a file if
394 you are using NFS.
396 The function @code{fclose} is declared in @file{stdio.h}.
397 @end deftypefun
399 To close all streams currently available the GNU C Library provides
400 another function.
402 @comment stdio.h
403 @comment GNU
404 @deftypefun int fcloseall (void)
405 This function causes all open streams of the process to be closed and
406 the connection to corresponding files to be broken.  All buffered data
407 is written and any buffered input is discarded.  The @code{fcloseall}
408 function returns a value of @code{0} if all the files were closed
409 successfully, and @code{EOF} if an error was detected.
411 This function should be used only in special situations, e.g., when an
412 error occurred and the program must be aborted.  Normally each single
413 stream should be closed separately so that problems with individual
414 streams can be identified.  It is also problematic since the standard
415 streams (@pxref{Standard Streams}) will also be closed.
417 The function @code{fcloseall} is declared in @file{stdio.h}.
418 @end deftypefun
420 If the @code{main} function to your program returns, or if you call the
421 @code{exit} function (@pxref{Normal Termination}), all open streams are
422 automatically closed properly.  If your program terminates in any other
423 manner, such as by calling the @code{abort} function (@pxref{Aborting a
424 Program}) or from a fatal signal (@pxref{Signal Handling}), open streams
425 might not be closed properly.  Buffered output might not be flushed and
426 files may be incomplete.  For more information on buffering of streams,
427 see @ref{Stream Buffering}.
429 @node Streams and Threads
430 @section Streams and Threads
432 @cindex threads
433 @cindex multi-threaded application
434 Streams can be used in multi-threaded applications in the same way they
435 are used in single-threaded applications.  But the programmer must be
436 aware of a the possible complications.  It is important to know about
437 these also if the program one writes never use threads since the design
438 and implementation of many stream functions is heavily influenced by the
439 requirements added by multi-threaded programming.
441 The POSIX standard requires that by default the stream operations are
442 atomic.  I.e., issueing two stream operations for the same stream in two
443 threads at the same time will cause the operations to be executed as if
444 they were issued sequentially.  The buffer operations performed while
445 reading or writing are protected from other uses of the same stream.  To
446 do this each stream has an internal lock object which has to be
447 (implicitly) acquired before any work can be done.
449 But there are situations where this is not enough and there are also
450 situations where this is not wanted.  The implicit locking is not enough
451 if the program requires more than one stream function call to happen
452 atomically.  One example would be if an output line a program wants to
453 generate is created by several function calls.  The functions by
454 themselves would ensure only atomicity of their own operation, but not
455 atomicity over all the function calls.  For this it is necessary to
456 perform the stream locking in the application code.
458 @comment stdio.h
459 @comment POSIX
460 @deftypefun void flockfile (FILE *@var{stream})
461 The @code{flockfile} function acquires the internal locking object
462 associated with the stream @var{stream}.  This ensures that no other
463 thread can explicitly through @code{flockfile}/@code{ftrylockfile} or
464 implicit through a call of a stream function lock the stream.  The
465 thread will block until the lock is acquired.  An explicit call to
466 @code{funlockfile} has to be used to release the lock.
467 @end deftypefun
469 @comment stdio.h
470 @comment POSIX
471 @deftypefun int ftrylockfile (FILE *@var{stream})
472 The @code{ftrylockfile} function tries to acquire the internal locking
473 object associated with the stream @var{stream} just like
474 @code{flockfile}.  But unlike @code{flockfile} this function does not
475 block if the lock is not available.  @code{ftrylockfile} returns zero if
476 the lock was successfully acquired.  Otherwise the stream is locked by
477 another thread.
478 @end deftypefun
480 @comment stdio.h
481 @comment POSIX
482 @deftypefun void funlockfile (FILE *@var{stream})
483 The @code{funlockfile} function releases the internal locking object of
484 the stream @var{stream}. The stream must have been locked before by a
485 call to @code{flockfile} or a successful call of @code{ftrylockfile}.
486 The implicit locking performed by the stream operations do not count.
487 The @code{funlockfile} function does not return an error status and the
488 behavior of a call for a stream which is not locked by the current
489 thread is undefined.
490 @end deftypefun
492 The following example shows how the functions above can be used to
493 generate an output line atomically even in multi-threaded applications
494 (yes, the same job could be done with one @code{fprintf} call but it is
495 sometimes not possible):
497 @smallexample
498 FILE *fp;
500    ...
501    flockfile (fp);
502    fputs ("This is test number ", fp);
503    fprintf (fp, "%d\n", test);
504    funlockfile (fp)
506 @end smallexample
508 Without the explicit locking it would be possible for another thread to
509 use the stream @var{fp} after the @code{fputs} call return and before
510 @code{fprintf} was called with the result that the number does not
511 follow the word @samp{number}.
513 From this description it might already be clear that the locking objects
514 in streams are no simple mutexes.  Since locking the same stream twice
515 in the same thread is allowed the locking objects must be equivalent to
516 recursive mutexes.  These mutexes keep track of the owner and the number
517 of times the lock is acquired.  The same number of @code{funlockfile}
518 calls by the same threads is necessary to unlock the stream completely.
519 For instance:
521 @smallexample
522 void
523 foo (FILE *fp)
525   ftrylockfile (fp);
526   fputs ("in foo\n", fp);
527   /* @r{This is very wrong!!!}  */
528   funlockfile (fp);
530 @end smallexample
532 It is important here that the @code{funlockfile} function is only called
533 if the @code{ftrylockfile} function succeeded in locking the stream.  It
534 is therefore always wrong to ignore the result of @code{ftrylockfile}.
535 And it makes no sense since otherwise one would use @code{flockfile}.
536 The result of code like that above is that either @code{funlockfile}
537 tries to free a stream that hasn't been locked by the current thread or it
538 frees the stream prematurely.  The code should look like this:
540 @smallexample
541 void
542 foo (FILE *fp)
544   if (ftrylockfile (fp) == 0)
545     @{
546       fputs ("in foo\n", fp);
547       funlockfile (fp);
548     @}
550 @end smallexample
552 Now that we covered why it is necessary to have these locking it is
553 necessary to talk about situations when locking is unwanted and what can
554 be done.  The locking operations (explicit or implicit) don't come for
555 free.  Even if a lock is not taken the cost is not zero.  The operations
556 which have to be performed require memory operations which are save in
557 multi-processor environments.  With the many local caches involved in
558 such systems this is quite costly.  So it is best to avoid the locking
559 completely if it is known that the code using the stream is never used
560 in a context where more than one thread can use the stream at one time.
561 This can be determined most of the time for application code; for
562 library code which can be used in many contexts one should default to be
563 conservative and use locking.
565 There are two basic mechanisms to avoid locking.  The first is to use
566 the @code{_unlocked} variants of the stream operations.  The POSIX
567 standard defines quite a few of those and the GNU library adds a few
568 more.  These variants of the functions behave just like the functions
569 with the name without the suffix except that they are not locking the
570 stream.  Using these functions is very desirable since they are
571 potentially much faster.  This is not only because the locking
572 operation itself is avoided.  More importantly, functions like
573 @code{putc} and @code{getc} are very simple and tradionally (before the
574 introduction of threads) were implemented as macros which are very fast
575 if the buffer is not empty.  With locking required these functions are
576 now no macros anymore (the code generated would be too much).  But these
577 macros are still available with the same functionality under the new
578 names @code{putc_unlocked} and @code{getc_unlocked}.  This possibly huge
579 difference of speed also suggests the use of the @code{_unlocked}
580 functions even if locking is required.  The difference is that the
581 locking then has to be performed in the program:
583 @smallexample
584 void
585 foo (FILE *fp, char *buf)
587   flockfile (fp);
588   while (*buf != '/')
589     putc_unlocked (*buf++, fp);
590   funlockfile (fp);
592 @end smallexample
594 If in this example the @code{putc} function would be used and the
595 explicit locking would be missing the @code{putc} function would have to
596 acquire the lock in every call, potentially many times depending on when
597 the loop terminates.  Writing it the way illustrated above allows the
598 @code{putc_unlocked} macro to be used which means no locking and direct
599 manipulation of the buffer of the stream.
601 A second way to avoid locking is by using a non-standard function which
602 was introduced in Solaris and is available in the GNU C library as well.
604 @comment stdio_ext.h
605 @comment GNU
606 @deftypefun int __fsetlocking (FILE *@var{stream}, int @var{type})
608 The @code{__fsetlocking} function can be used to select whether the
609 stream operations will implicitly acquire the locking object of the
610 stream @var{stream}.  By default this is done but it can be disabled and
611 reinstated using this function.  There are three values defined for the
612 @var{type} parameter.
614 @vtable @code
615 @item FSETLOCKING_INTERNAL
616 The stream @code{stream} will from now on use the default internal
617 locking.  Every stream operation with exception of the @code{_unlocked}
618 variants will implicitly lock the stream.
620 @item FSETLOCKING_BYCALLER
621 After the @code{__fsetlocking} function returns the user is responsible
622 for locking the stream.  None of the stream operations will implicitly
623 do this anymore until the state is set back to
624 @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
626 @item FSETLOCKING_QUERY
627 @code{__fsetlocking} only queries the current locking state of the
628 stream.  The return value will be @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or
629 @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on the state.
630 @end vtable
632 The return value of @code{__fsetlocking} is either
633 @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on
634 the state of the stream before the call.
636 This function and the values for the @var{type} parameter are declared
637 in @file{stdio_ext.h}.
638 @end deftypefun
640 This function is especially useful when program code has to be used
641 which is written without knowledge about the @code{_unlocked} functions
642 (or if the programmer was to lazy to use them).
644 @node Streams and I18N
645 @section Streams in Internationalized Applications
647 @w{ISO C90} introduced the new type @code{wchar_t} to allow handling
648 larger character sets.  What was missing was a possibility to output
649 strings of @code{wchar_t} directly.  One had to convert them into
650 multibyte strings using @code{mbstowcs} (there was no @code{mbsrtowcs}
651 yet) and then use the normal stream functions.  While this is doable it
652 is very cumbersome since performing the conversions is not trivial and
653 greatly increases program complexity and size.
655 The Unix standard early on (I think in XPG4.2) introduced two additional
656 format specifiers for the @code{printf} and @code{scanf} families of
657 functions.  Printing and reading of single wide characters was made
658 possible using the @code{%C} specifier and wide character strings can be
659 handled with @code{%S}.  These modifiers behave just like @code{%c} and
660 @code{%s} only that they expect the corresponding argument to have the
661 wide character type and that the wide character and string are
662 transformed into/from multibyte strings before being used.
664 This was a beginning but it is still not good enough.  Not always is it
665 desirable to use @code{printf} and @code{scanf}.  The other, smaller and
666 faster functions cannot handle wide characters.  Second, it is not
667 possible to have a format string for @code{printf} and @code{scanf}
668 consisting of wide characters.  The result is that format strings would
669 have to be generated if they have to contain non-basic characters.
671 @cindex C++ streams
672 @cindex streams, C++
673 In the @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} a whole new set of functions was
674 added to solve the problem.  Most of the stream functions got a
675 counterpart which take a wide character or wide character string instead
676 of a character or string respectively.  The new functions operate on the
677 same streams (like @code{stdout}).  This is different from the model of
678 the C++ runtime library where separate streams for wide and normal I/O
679 are used.
681 @cindex orientation, stream
682 @cindex stream orientation
683 Being able to use the same stream for wide and normal operations comes
684 with a restriction: a stream can be used either for wide operations or
685 for normal operations.  Once it is decided there is no way back.  Only a
686 call to @code{freopen} or @code{freopen64} can reset the
687 @dfn{orientation}.  The orientation can be decided in three ways:
689 @itemize @bullet
690 @item
691 If any of the normal character functions is used (this includes the
692 @code{fread} and @code{fwrite} functions) the stream is marked as not
693 wide oriented.
695 @item
696 If any of the wide character functions is used the stream is marked as
697 wide oriented.
699 @item
700 The @code{fwide} function can be used to set the orientation either way.
701 @end itemize
703 It is important to never mix the use of wide and not wide operations on
704 a stream.  There are no diagnostics issued.  The application behavior
705 will simply be strange or the application will simply crash.  The
706 @code{fwide} function can help avoiding this.
708 @comment wchar.h
709 @comment ISO
710 @deftypefun int fwide (FILE *@var{stream}, int @var{mode})
712 The @code{fwide} function can be used to set and query the state of the
713 orientation of the stream @var{stream}.  If the @var{mode} parameter has
714 a positive value the streams get wide oriented, for negative values
715 narrow oriented.  It is not possible to overwrite previous orientations
716 with @code{fwide}.  I.e., if the stream @var{stream} was already
717 oriented before the call nothing is done.
719 If @var{mode} is zero the current orientation state is queried and
720 nothing is changed.
722 The @code{fwide} function returns a negative value, zero, or a positive
723 value if the stream is narrow, not at all, or wide oriented
724 respectively.
726 This function was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} and is
727 declared in @file{wchar.h}.
728 @end deftypefun
730 It is generally a good idea to orient a stream as early as possible.
731 This can prevent surprise especially for the standard streams
732 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  If some library
733 function in some situations uses one of these streams and this use
734 orients the stream in a different way the rest of the application
735 expects it one might end up with hard to reproduce errors.  Remember
736 that no errors are signal if the streams are used incorrectly.  Leaving
737 a stream unoriented after creation is normally only necessary for
738 library functions which create streams which can be used in different
739 contexts.
741 When writing code which uses streams and which can be used in different
742 contexts it is important to query the orientation of the stream before
743 using it (unless the rules of the library interface demand a specific
744 orientation).  The following little, silly function illustrates this.
746 @smallexample
747 void
748 print_f (FILE *fp)
750   if (fwide (fp, 0) > 0)
751     /* @r{Positive return value means wide orientation.}  */
752     fputwc (L'f', fp);
753   else
754     fputc ('f', fp);
756 @end smallexample
758 Note that in this case the function @code{print_f} decides about the
759 orientation of the stream if it was unoriented before (will not happen
760 if the advise above is followed).
762 The encoding used for the @code{wchar_t} values is unspecified and the
763 user must not make any assumptions about it.  For I/O of @code{wchar_t}
764 values this means that it is impossible to write these values directly
765 to the stream.  This is not what follows from the @w{ISO C} locale model
766 either.  What happens instead is that the bytes read from or written to
767 the underlying media are first converted into the internal encoding
768 chosen by the implementation for @code{wchar_t}.  The external encoding
769 is determined by the @code{LC_CTYPE} category of the current locale or
770 by the @samp{ccs} part of the mode specification given to @code{fopen},
771 @code{fopen64}, @code{freopen}, or @code{freopen64}.  How and when the
772 conversion happens is unspecified and it happens invisible to the user.
774 Since a stream is created in the unoriented state it has at that point
775 no conversion associated with it.  The conversion which will be used is
776 determined by the @code{LC_CTYPE} category selected at the time the
777 stream is oriented.  If the locales are changed at the runtime this
778 might produce surprising results unless one pays attention.  This is
779 just another good reason to orient the stream explicitly as soon as
780 possible, perhaps with a call to @code{fwide}.
782 @node Simple Output
783 @section Simple Output by Characters or Lines
785 @cindex writing to a stream, by characters
786 This section describes functions for performing character- and
787 line-oriented output.
789 These narrow streams functions are declared in the header file
790 @file{stdio.h} and the wide stream functions in @file{wchar.h}.
791 @pindex stdio.h
792 @pindex wchar.h
794 @comment stdio.h
795 @comment ISO
796 @deftypefun int fputc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
797 The @code{fputc} function converts the character @var{c} to type
798 @code{unsigned char}, and writes it to the stream @var{stream}.
799 @code{EOF} is returned if a write error occurs; otherwise the
800 character @var{c} is returned.
801 @end deftypefun
803 @comment wchar.h
804 @comment ISO
805 @deftypefun wint_t fputwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
806 The @code{fputwc} function writes the wide character @var{wc} to the
807 stream @var{stream}.  @code{WEOF} is returned if a write error occurs;
808 otherwise the character @var{wc} is returned.
809 @end deftypefun
811 @comment stdio.h
812 @comment POSIX
813 @deftypefun int fputc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
814 The @code{fputc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputc}
815 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
816 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
817 @end deftypefun
819 @comment wchar.h
820 @comment POSIX
821 @deftypefun wint_t fputwc_unlocked (wint_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
822 The @code{fputwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputwc}
823 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
824 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
826 This function is a GNU extension.
827 @end deftypefun
829 @comment stdio.h
830 @comment ISO
831 @deftypefun int putc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
832 This is just like @code{fputc}, except that most systems implement it as
833 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
834 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
835 general rule for macros.  @code{putc} is usually the best function to
836 use for writing a single character.
837 @end deftypefun
839 @comment wchar.h
840 @comment ISO
841 @deftypefun wint_t putwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
842 This is just like @code{fputwc}, except that it can be implement as
843 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
844 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
845 general rule for macros.  @code{putwc} is usually the best function to
846 use for writing a single wide character.
847 @end deftypefun
849 @comment stdio.h
850 @comment POSIX
851 @deftypefun int putc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
852 The @code{putc_unlocked} function is equivalent to the @code{putc}
853 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
854 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
855 @end deftypefun
857 @comment wchar.h
858 @comment GNU
859 @deftypefun wint_t putwc_unlocked (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
860 The @code{putwc_unlocked} function is equivalent to the @code{putwc}
861 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
862 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
864 This function is a GNU extension.
865 @end deftypefun
867 @comment stdio.h
868 @comment ISO
869 @deftypefun int putchar (int @var{c})
870 The @code{putchar} function is equivalent to @code{putc} with
871 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
872 @end deftypefun
874 @comment wchar.h
875 @comment ISO
876 @deftypefun wint_t putchar (wchar_t @var{wc})
877 The @code{putwchar} function is equivalent to @code{putwc} with
878 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
879 @end deftypefun
881 @comment stdio.h
882 @comment POSIX
883 @deftypefun int putchar_unlocked (int @var{c})
884 The @code{putchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putchar}
885 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
886 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
887 @end deftypefun
889 @comment wchar.h
890 @comment GNU
891 @deftypefun wint_t putwchar_unlocked (wchar_t @var{wc})
892 The @code{putwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putwchar}
893 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
894 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
896 This function is a GNU extension.
897 @end deftypefun
899 @comment stdio.h
900 @comment ISO
901 @deftypefun int fputs (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
902 The function @code{fputs} writes the string @var{s} to the stream
903 @var{stream}.  The terminating null character is not written.
904 This function does @emph{not} add a newline character, either.
905 It outputs only the characters in the string.
907 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, and otherwise
908 a non-negative value.
910 For example:
912 @smallexample
913 fputs ("Are ", stdout);
914 fputs ("you ", stdout);
915 fputs ("hungry?\n", stdout);
916 @end smallexample
918 @noindent
919 outputs the text @samp{Are you hungry?} followed by a newline.
920 @end deftypefun
922 @comment wchar.h
923 @comment ISO
924 @deftypefun int fputws (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
925 The function @code{fputws} writes the wide character string @var{ws} to
926 the stream @var{stream}.  The terminating null character is not written.
927 This function does @emph{not} add a newline character, either.  It
928 outputs only the characters in the string.
930 This function returns @code{WEOF} if a write error occurs, and otherwise
931 a non-negative value.
932 @end deftypefun
934 @comment stdio.h
935 @comment GNU
936 @deftypefun int fputs_unlocked (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
937 The @code{fputs_unlocked} function is equivalent to the @code{fputs}
938 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
939 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
941 This function is a GNU extension.
942 @end deftypefun
944 @comment wchar.h
945 @comment GNU
946 @deftypefun int fputws_unlocked (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
947 The @code{fputws_unlocked} function is equivalent to the @code{fputws}
948 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
949 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
951 This function is a GNU extension.
952 @end deftypefun
954 @comment stdio.h
955 @comment ISO
956 @deftypefun int puts (const char *@var{s})
957 The @code{puts} function writes the string @var{s} to the stream
958 @code{stdout} followed by a newline.  The terminating null character of
959 the string is not written.  (Note that @code{fputs} does @emph{not}
960 write a newline as this function does.)
962 @code{puts} is the most convenient function for printing simple
963 messages.  For example:
965 @smallexample
966 puts ("This is a message.");
967 @end smallexample
969 @noindent
970 outputs the text @samp{This is a message.} followed by a newline.
971 @end deftypefun
973 @comment stdio.h
974 @comment SVID
975 @deftypefun int putw (int @var{w}, FILE *@var{stream})
976 This function writes the word @var{w} (that is, an @code{int}) to
977 @var{stream}.  It is provided for compatibility with SVID, but we
978 recommend you use @code{fwrite} instead (@pxref{Block Input/Output}).
979 @end deftypefun
981 @node Character Input
982 @section Character Input
984 @cindex reading from a stream, by characters
985 This section describes functions for performing character-oriented
986 input.  These narrow streams functions are declared in the header file
987 @file{stdio.h} and the wide character functions are declared in
988 @file{wchar.h}.
989 @pindex stdio.h
990 @pindex wchar.h
992 These functions return an @code{int} or @code{wint_t} value (for narrow
993 and wide stream functions respectively) that is either a character of
994 input, or the special value @code{EOF}/@code{WEOF} (usually -1).  For
995 the narrow stream functions it is important to store the result of these
996 functions in a variable of type @code{int} instead of @code{char}, even
997 when you plan to use it only as a character.  Storing @code{EOF} in a
998 @code{char} variable truncates its value to the size of a character, so
999 that it is no longer distinguishable from the valid character
1000 @samp{(char) -1}.  So always use an @code{int} for the result of
1001 @code{getc} and friends, and check for @code{EOF} after the call; once
1002 you've verified that the result is not @code{EOF}, you can be sure that
1003 it will fit in a @samp{char} variable without loss of information.
1005 @comment stdio.h
1006 @comment ISO
1007 @deftypefun int fgetc (FILE *@var{stream})
1008 This function reads the next character as an @code{unsigned char} from
1009 the stream @var{stream} and returns its value, converted to an
1010 @code{int}.  If an end-of-file condition or read error occurs,
1011 @code{EOF} is returned instead.
1012 @end deftypefun
1014 @comment wchar.h
1015 @comment ISO
1016 @deftypefun wint_t fgetwc (FILE *@var{stream})
1017 This function reads the next wide character from the stream @var{stream}
1018 and returns its value.  If an end-of-file condition or read error
1019 occurs, @code{WEOF} is returned instead.
1020 @end deftypefun
1022 @comment stdio.h
1023 @comment POSIX
1024 @deftypefun int fgetc_unlocked (FILE *@var{stream})
1025 The @code{fgetc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetc}
1026 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
1027 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
1028 @end deftypefun
1030 @comment wchar.h
1031 @comment GNU
1032 @deftypefun wint_t fgetwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1033 The @code{fgetwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetwc}
1034 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
1035 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
1037 This function is a GNU extension.
1038 @end deftypefun
1040 @comment stdio.h
1041 @comment ISO
1042 @deftypefun int getc (FILE *@var{stream})
1043 This is just like @code{fgetc}, except that it is permissible (and
1044 typical) for it to be implemented as a macro that evaluates the
1045 @var{stream} argument more than once.  @code{getc} is often highly
1046 optimized, so it is usually the best function to use to read a single
1047 character.
1048 @end deftypefun
1050 @comment wchar.h
1051 @comment ISO
1052 @deftypefun wint_t getwc (FILE *@var{stream})
1053 This is just like @code{fgetwc}, except that it is permissible for it to
1054 be implemented as a macro that evaluates the @var{stream} argument more
1055 than once.  @code{getwc} can be highly optimized, so it is usually the
1056 best function to use to read a single wide character.
1057 @end deftypefun
1059 @comment stdio.h
1060 @comment POSIX
1061 @deftypefun int getc_unlocked (FILE *@var{stream})
1062 The @code{getc_unlocked} function is equivalent to the @code{getc}
1063 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
1064 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
1065 @end deftypefun
1067 @comment wchar.h
1068 @comment GNU
1069 @deftypefun wint_t getwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1070 The @code{getwc_unlocked} function is equivalent to the @code{getwc}
1071 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
1072 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
1074 This function is a GNU extension.
1075 @end deftypefun
1077 @comment stdio.h
1078 @comment ISO
1079 @deftypefun int getchar (void)
1080 The @code{getchar} function is equivalent to @code{getc} with @code{stdin}
1081 as the value of the @var{stream} argument.
1082 @end deftypefun
1084 @comment wchar.h
1085 @comment ISO
1086 @deftypefun wint_t getwchar (void)
1087 The @code{getwchar} function is equivalent to @code{getwc} with @code{stdin}
1088 as the value of the @var{stream} argument.
1089 @end deftypefun
1091 @comment stdio.h
1092 @comment POSIX
1093 @deftypefun int getchar_unlocked (void)
1094 The @code{getchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getchar}
1095 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
1096 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
1097 @end deftypefun
1099 @comment wchar.h
1100 @comment GNU
1101 @deftypefun wint_t getwchar_unlocked (void)
1102 The @code{getwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getwchar}
1103 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
1104 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
1106 This function is a GNU extension.
1107 @end deftypefun
1109 Here is an example of a function that does input using @code{fgetc}.  It
1110 would work just as well using @code{getc} instead, or using
1111 @code{getchar ()} instead of @w{@code{fgetc (stdin)}}.  The code would
1112 also work the same for the wide character stream functions.
1114 @smallexample
1116 y_or_n_p (const char *question)
1118   fputs (question, stdout);
1119   while (1)
1120     @{
1121       int c, answer;
1122       /* @r{Write a space to separate answer from question.} */
1123       fputc (' ', stdout);
1124       /* @r{Read the first character of the line.}
1125          @r{This should be the answer character, but might not be.} */
1126       c = tolower (fgetc (stdin));
1127       answer = c;
1128       /* @r{Discard rest of input line.} */
1129       while (c != '\n' && c != EOF)
1130         c = fgetc (stdin);
1131       /* @r{Obey the answer if it was valid.} */
1132       if (answer == 'y')
1133         return 1;
1134       if (answer == 'n')
1135         return 0;
1136       /* @r{Answer was invalid: ask for valid answer.} */
1137       fputs ("Please answer y or n:", stdout);
1138     @}
1140 @end smallexample
1142 @comment stdio.h
1143 @comment SVID
1144 @deftypefun int getw (FILE *@var{stream})
1145 This function reads a word (that is, an @code{int}) from @var{stream}.
1146 It's provided for compatibility with SVID.  We recommend you use
1147 @code{fread} instead (@pxref{Block Input/Output}).  Unlike @code{getc},
1148 any @code{int} value could be a valid result.  @code{getw} returns
1149 @code{EOF} when it encounters end-of-file or an error, but there is no
1150 way to distinguish this from an input word with value -1.
1151 @end deftypefun
1153 @node Line Input
1154 @section Line-Oriented Input
1156 Since many programs interpret input on the basis of lines, it is
1157 convenient to have functions to read a line of text from a stream.
1159 Standard C has functions to do this, but they aren't very safe: null
1160 characters and even (for @code{gets}) long lines can confuse them.  So
1161 the GNU library provides the nonstandard @code{getline} function that
1162 makes it easy to read lines reliably.
1164 Another GNU extension, @code{getdelim}, generalizes @code{getline}.  It
1165 reads a delimited record, defined as everything through the next
1166 occurrence of a specified delimiter character.
1168 All these functions are declared in @file{stdio.h}.
1170 @comment stdio.h
1171 @comment GNU
1172 @deftypefun ssize_t getline (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, FILE *@var{stream})
1173 This function reads an entire line from @var{stream}, storing the text
1174 (including the newline and a terminating null character) in a buffer
1175 and storing the buffer address in @code{*@var{lineptr}}.
1177 Before calling @code{getline}, you should place in @code{*@var{lineptr}}
1178 the address of a buffer @code{*@var{n}} bytes long, allocated with
1179 @code{malloc}.  If this buffer is long enough to hold the line,
1180 @code{getline} stores the line in this buffer.  Otherwise,
1181 @code{getline} makes the buffer bigger using @code{realloc}, storing the
1182 new buffer address back in @code{*@var{lineptr}} and the increased size
1183 back in @code{*@var{n}}.
1184 @xref{Unconstrained Allocation}.
1186 If you set @code{*@var{lineptr}} to a null pointer, and @code{*@var{n}}
1187 to zero, before the call, then @code{getline} allocates the initial
1188 buffer for you by calling @code{malloc}.
1190 In either case, when @code{getline} returns,  @code{*@var{lineptr}} is
1191 a @code{char *} which points to the text of the line.
1193 When @code{getline} is successful, it returns the number of characters
1194 read (including the newline, but not including the terminating null).
1195 This value enables you to distinguish null characters that are part of
1196 the line from the null character inserted as a terminator.
1198 This function is a GNU extension, but it is the recommended way to read
1199 lines from a stream.  The alternative standard functions are unreliable.
1201 If an error occurs or end of file is reached without any bytes read,
1202 @code{getline} returns @code{-1}.
1203 @end deftypefun
1205 @comment stdio.h
1206 @comment GNU
1207 @deftypefun ssize_t getdelim (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, int @var{delimiter}, FILE *@var{stream})
1208 This function is like @code{getline} except that the character which
1209 tells it to stop reading is not necessarily newline.  The argument
1210 @var{delimiter} specifies the delimiter character; @code{getdelim} keeps
1211 reading until it sees that character (or end of file).
1213 The text is stored in @var{lineptr}, including the delimiter character
1214 and a terminating null.  Like @code{getline}, @code{getdelim} makes
1215 @var{lineptr} bigger if it isn't big enough.
1217 @code{getline} is in fact implemented in terms of @code{getdelim}, just
1218 like this:
1220 @smallexample
1221 ssize_t
1222 getline (char **lineptr, size_t *n, FILE *stream)
1224   return getdelim (lineptr, n, '\n', stream);
1226 @end smallexample
1227 @end deftypefun
1229 @comment stdio.h
1230 @comment ISO
1231 @deftypefun {char *} fgets (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1232 The @code{fgets} function reads characters from the stream @var{stream}
1233 up to and including a newline character and stores them in the string
1234 @var{s}, adding a null character to mark the end of the string.  You
1235 must supply @var{count} characters worth of space in @var{s}, but the
1236 number of characters read is at most @var{count} @minus{} 1.  The extra
1237 character space is used to hold the null character at the end of the
1238 string.
1240 If the system is already at end of file when you call @code{fgets}, then
1241 the contents of the array @var{s} are unchanged and a null pointer is
1242 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1243 Otherwise, the return value is the pointer @var{s}.
1245 @strong{Warning:}  If the input data has a null character, you can't tell.
1246 So don't use @code{fgets} unless you know the data cannot contain a null.
1247 Don't use it to read files edited by the user because, if the user inserts
1248 a null character, you should either handle it properly or print a clear
1249 error message.  We recommend using @code{getline} instead of @code{fgets}.
1250 @end deftypefun
1252 @comment wchar.h
1253 @comment ISO
1254 @deftypefun {wchar_t *} fgetws (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1255 The @code{fgetws} function reads wide characters from the stream
1256 @var{stream} up to and including a newline character and stores them in
1257 the string @var{ws}, adding a null wide character to mark the end of the
1258 string.  You must supply @var{count} wide characters worth of space in
1259 @var{ws}, but the number of characters read is at most @var{count}
1260 @minus{} 1.  The extra character space is used to hold the null wide
1261 character at the end of the string.
1263 If the system is already at end of file when you call @code{fgetws}, then
1264 the contents of the array @var{ws} are unchanged and a null pointer is
1265 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1266 Otherwise, the return value is the pointer @var{ws}.
1268 @strong{Warning:} If the input data has a null wide character (which are
1269 null bytes in the input stream), you can't tell.  So don't use
1270 @code{fgetws} unless you know the data cannot contain a null.  Don't use
1271 it to read files edited by the user because, if the user inserts a null
1272 character, you should either handle it properly or print a clear error
1273 message.
1274 @comment XXX We need getwline!!!
1275 @end deftypefun
1277 @comment stdio.h
1278 @comment GNU
1279 @deftypefun {char *} fgets_unlocked (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1280 The @code{fgets_unlocked} function is equivalent to the @code{fgets}
1281 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
1282 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
1284 This function is a GNU extension.
1285 @end deftypefun
1287 @comment wchar.h
1288 @comment GNU
1289 @deftypefun {wchar_t *} fgetws_unlocked (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1290 The @code{fgetws_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetws}
1291 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
1292 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
1294 This function is a GNU extension.
1295 @end deftypefun
1297 @comment stdio.h
1298 @comment ISO
1299 @deftypefn {Deprecated function} {char *} gets (char *@var{s})
1300 The function @code{gets} reads characters from the stream @code{stdin}
1301 up to the next newline character, and stores them in the string @var{s}.
1302 The newline character is discarded (note that this differs from the
1303 behavior of @code{fgets}, which copies the newline character into the
1304 string).  If @code{gets} encounters a read error or end-of-file, it
1305 returns a null pointer; otherwise it returns @var{s}.
1307 @strong{Warning:} The @code{gets} function is @strong{very dangerous}
1308 because it provides no protection against overflowing the string
1309 @var{s}.  The GNU library includes it for compatibility only.  You
1310 should @strong{always} use @code{fgets} or @code{getline} instead.  To
1311 remind you of this, the linker (if using GNU @code{ld}) will issue a
1312 warning whenever you use @code{gets}.
1313 @end deftypefn
1315 @node Unreading
1316 @section Unreading
1317 @cindex peeking at input
1318 @cindex unreading characters
1319 @cindex pushing input back
1321 In parser programs it is often useful to examine the next character in
1322 the input stream without removing it from the stream.  This is called
1323 ``peeking ahead'' at the input because your program gets a glimpse of
1324 the input it will read next.
1326 Using stream I/O, you can peek ahead at input by first reading it and
1327 then @dfn{unreading} it (also called  @dfn{pushing it back} on the stream).
1328 Unreading a character makes it available to be input again from the stream,
1329 by  the next call to @code{fgetc} or other input function on that stream.
1331 @menu
1332 * Unreading Idea::              An explanation of unreading with pictures.
1333 * How Unread::                  How to call @code{ungetc} to do unreading.
1334 @end menu
1336 @node Unreading Idea
1337 @subsection What Unreading Means
1339 Here is a pictorial explanation of unreading.  Suppose you have a
1340 stream reading a file that contains just six characters, the letters
1341 @samp{foobar}.  Suppose you have read three characters so far.  The
1342 situation looks like this:
1344 @smallexample
1345 f  o  o  b  a  r
1346          ^
1347 @end smallexample
1349 @noindent
1350 so the next input character will be @samp{b}.
1352 @c @group   Invalid outside @example
1353 If instead of reading @samp{b} you unread the letter @samp{o}, you get a
1354 situation like this:
1356 @smallexample
1357 f  o  o  b  a  r
1358          |
1359       o--
1360       ^
1361 @end smallexample
1363 @noindent
1364 so that the next input characters will be @samp{o} and @samp{b}.
1365 @c @end group
1367 @c @group
1368 If you unread @samp{9} instead of @samp{o}, you get this situation:
1370 @smallexample
1371 f  o  o  b  a  r
1372          |
1373       9--
1374       ^
1375 @end smallexample
1377 @noindent
1378 so that the next input characters will be @samp{9} and @samp{b}.
1379 @c @end group
1381 @node How Unread
1382 @subsection Using @code{ungetc} To Do Unreading
1384 The function to unread a character is called @code{ungetc}, because it
1385 reverses the action of @code{getc}.
1387 @comment stdio.h
1388 @comment ISO
1389 @deftypefun int ungetc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
1390 The @code{ungetc} function pushes back the character @var{c} onto the
1391 input stream @var{stream}.  So the next input from @var{stream} will
1392 read @var{c} before anything else.
1394 If @var{c} is @code{EOF}, @code{ungetc} does nothing and just returns
1395 @code{EOF}.  This lets you call @code{ungetc} with the return value of
1396 @code{getc} without needing to check for an error from @code{getc}.
1398 The character that you push back doesn't have to be the same as the last
1399 character that was actually read from the stream.  In fact, it isn't
1400 necessary to actually read any characters from the stream before
1401 unreading them with @code{ungetc}!  But that is a strange way to write
1402 a program; usually @code{ungetc} is used only to unread a character
1403 that was just read from the same stream.
1405 The GNU C library only supports one character of pushback---in other
1406 words, it does not work to call @code{ungetc} twice without doing input
1407 in between.  Other systems might let you push back multiple characters;
1408 then reading from the stream retrieves the characters in the reverse
1409 order that they were pushed.
1411 Pushing back characters doesn't alter the file; only the internal
1412 buffering for the stream is affected.  If a file positioning function
1413 (such as @code{fseek}, @code{fseeko} or @code{rewind}; @pxref{File
1414 Positioning}) is called, any pending pushed-back characters are
1415 discarded.
1417 Unreading a character on a stream that is at end of file clears the
1418 end-of-file indicator for the stream, because it makes the character of
1419 input available.  After you read that character, trying to read again
1420 will encounter end of file.
1421 @end deftypefun
1423 @comment wchar.h
1424 @comment ISO
1425 @deftypefun wint_t ungetwc (wint_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
1426 The @code{ungetwc} function behaves just like @code{ungetc} just that it
1427 pushes back a wide character.
1428 @end deftypefun
1430 Here is an example showing the use of @code{getc} and @code{ungetc} to
1431 skip over whitespace characters.  When this function reaches a
1432 non-whitespace character, it unreads that character to be seen again on
1433 the next read operation on the stream.
1435 @smallexample
1436 #include <stdio.h>
1437 #include <ctype.h>
1439 void
1440 skip_whitespace (FILE *stream)
1442   int c;
1443   do
1444     /* @r{No need to check for @code{EOF} because it is not}
1445        @r{@code{isspace}, and @code{ungetc} ignores @code{EOF}.}  */
1446     c = getc (stream);
1447   while (isspace (c));
1448   ungetc (c, stream);
1450 @end smallexample
1452 @node Block Input/Output
1453 @section Block Input/Output
1455 This section describes how to do input and output operations on blocks
1456 of data.  You can use these functions to read and write binary data, as
1457 well as to read and write text in fixed-size blocks instead of by
1458 characters or lines.
1459 @cindex binary I/O to a stream
1460 @cindex block I/O to a stream
1461 @cindex reading from a stream, by blocks
1462 @cindex writing to a stream, by blocks
1464 Binary files are typically used to read and write blocks of data in the
1465 same format as is used to represent the data in a running program.  In
1466 other words, arbitrary blocks of memory---not just character or string
1467 objects---can be written to a binary file, and meaningfully read in
1468 again by the same program.
1470 Storing data in binary form is often considerably more efficient than
1471 using the formatted I/O functions.  Also, for floating-point numbers,
1472 the binary form avoids possible loss of precision in the conversion
1473 process.  On the other hand, binary files can't be examined or modified
1474 easily using many standard file utilities (such as text editors), and
1475 are not portable between different implementations of the language, or
1476 different kinds of computers.
1478 These functions are declared in @file{stdio.h}.
1479 @pindex stdio.h
1481 @comment stdio.h
1482 @comment ISO
1483 @deftypefun size_t fread (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1484 This function reads up to @var{count} objects of size @var{size} into
1485 the array @var{data}, from the stream @var{stream}.  It returns the
1486 number of objects actually read, which might be less than @var{count} if
1487 a read error occurs or the end of the file is reached.  This function
1488 returns a value of zero (and doesn't read anything) if either @var{size}
1489 or @var{count} is zero.
1491 If @code{fread} encounters end of file in the middle of an object, it
1492 returns the number of complete objects read, and discards the partial
1493 object.  Therefore, the stream remains at the actual end of the file.
1494 @end deftypefun
1496 @comment stdio.h
1497 @comment GNU
1498 @deftypefun size_t fread_unlocked (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1499 The @code{fread_unlocked} function is equivalent to the @code{fread}
1500 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
1501 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
1503 This function is a GNU extension.
1504 @end deftypefun
1506 @comment stdio.h
1507 @comment ISO
1508 @deftypefun size_t fwrite (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1509 This function writes up to @var{count} objects of size @var{size} from
1510 the array @var{data}, to the stream @var{stream}.  The return value is
1511 normally @var{count}, if the call succeeds.  Any other value indicates
1512 some sort of error, such as running out of space.
1513 @end deftypefun
1515 @comment stdio.h
1516 @comment GNU
1517 @deftypefun size_t fwrite_unlocked (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1518 The @code{fwrite_unlocked} function is equivalent to the @code{fwrite}
1519 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
1520 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
1522 This function is a GNU extension.
1523 @end deftypefun
1525 @node Formatted Output
1526 @section Formatted Output
1528 @cindex format string, for @code{printf}
1529 @cindex template, for @code{printf}
1530 @cindex formatted output to a stream
1531 @cindex writing to a stream, formatted
1532 The functions described in this section (@code{printf} and related
1533 functions) provide a convenient way to perform formatted output.  You
1534 call @code{printf} with a @dfn{format string} or @dfn{template string}
1535 that specifies how to format the values of the remaining arguments.
1537 Unless your program is a filter that specifically performs line- or
1538 character-oriented processing, using @code{printf} or one of the other
1539 related functions described in this section is usually the easiest and
1540 most concise way to perform output.  These functions are especially
1541 useful for printing error messages, tables of data, and the like.
1543 @menu
1544 * Formatted Output Basics::     Some examples to get you started.
1545 * Output Conversion Syntax::    General syntax of conversion
1546                                  specifications.
1547 * Table of Output Conversions:: Summary of output conversions and
1548                                  what they do.
1549 * Integer Conversions::         Details about formatting of integers.
1550 * Floating-Point Conversions::  Details about formatting of
1551                                  floating-point numbers.
1552 * Other Output Conversions::    Details about formatting of strings,
1553                                  characters, pointers, and the like.
1554 * Formatted Output Functions::  Descriptions of the actual functions.
1555 * Dynamic Output::              Functions that allocate memory for the output.
1556 * Variable Arguments Output::   @code{vprintf} and friends.
1557 * Parsing a Template String::   What kinds of args does a given template
1558                                  call for?
1559 * Example of Parsing::          Sample program using @code{parse_printf_format}.
1560 @end menu
1562 @node Formatted Output Basics
1563 @subsection Formatted Output Basics
1565 The @code{printf} function can be used to print any number of arguments.
1566 The template string argument you supply in a call provides
1567 information not only about the number of additional arguments, but also
1568 about their types and what style should be used for printing them.
1570 Ordinary characters in the template string are simply written to the
1571 output stream as-is, while @dfn{conversion specifications} introduced by
1572 a @samp{%} character in the template cause subsequent arguments to be
1573 formatted and written to the output stream.  For example,
1574 @cindex conversion specifications (@code{printf})
1576 @smallexample
1577 int pct = 37;
1578 char filename[] = "foo.txt";
1579 printf ("Processing of `%s' is %d%% finished.\nPlease be patient.\n",
1580         filename, pct);
1581 @end smallexample
1583 @noindent
1584 produces output like
1586 @smallexample
1587 Processing of `foo.txt' is 37% finished.
1588 Please be patient.
1589 @end smallexample
1591 This example shows the use of the @samp{%d} conversion to specify that
1592 an @code{int} argument should be printed in decimal notation, the
1593 @samp{%s} conversion to specify printing of a string argument, and
1594 the @samp{%%} conversion to print a literal @samp{%} character.
1596 There are also conversions for printing an integer argument as an
1597 unsigned value in octal, decimal, or hexadecimal radix (@samp{%o},
1598 @samp{%u}, or @samp{%x}, respectively); or as a character value
1599 (@samp{%c}).
1601 Floating-point numbers can be printed in normal, fixed-point notation
1602 using the @samp{%f} conversion or in exponential notation using the
1603 @samp{%e} conversion.  The @samp{%g} conversion uses either @samp{%e}
1604 or @samp{%f} format, depending on what is more appropriate for the
1605 magnitude of the particular number.
1607 You can control formatting more precisely by writing @dfn{modifiers}
1608 between the @samp{%} and the character that indicates which conversion
1609 to apply.  These slightly alter the ordinary behavior of the conversion.
1610 For example, most conversion specifications permit you to specify a
1611 minimum field width and a flag indicating whether you want the result
1612 left- or right-justified within the field.
1614 The specific flags and modifiers that are permitted and their
1615 interpretation vary depending on the particular conversion.  They're all
1616 described in more detail in the following sections.  Don't worry if this
1617 all seems excessively complicated at first; you can almost always get
1618 reasonable free-format output without using any of the modifiers at all.
1619 The modifiers are mostly used to make the output look ``prettier'' in
1620 tables.
1622 @node Output Conversion Syntax
1623 @subsection Output Conversion Syntax
1625 This section provides details about the precise syntax of conversion
1626 specifications that can appear in a @code{printf} template
1627 string.
1629 Characters in the template string that are not part of a conversion
1630 specification are printed as-is to the output stream.  Multibyte
1631 character sequences (@pxref{Character Set Handling}) are permitted in a
1632 template string.
1634 The conversion specifications in a @code{printf} template string have
1635 the general form:
1637 @example
1638 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} @r{[} . @var{precision} @r{]} @var{type} @var{conversion}
1639 @end example
1641 For example, in the conversion specifier @samp{%-10.8ld}, the @samp{-}
1642 is a flag, @samp{10} specifies the field width, the precision is
1643 @samp{8}, the letter @samp{l} is a type modifier, and @samp{d} specifies
1644 the conversion style.  (This particular type specifier says to
1645 print a @code{long int} argument in decimal notation, with a minimum of
1646 8 digits left-justified in a field at least 10 characters wide.)
1648 In more detail, output conversion specifications consist of an
1649 initial @samp{%} character followed in sequence by:
1651 @itemize @bullet
1652 @item
1653 An optional specification of the parameter used for this format.
1654 Normally the parameters to the @code{printf} function are assigned to the
1655 formats in the order of appearance in the format string.  But in some
1656 situations (such as message translation) this is not desirable and this
1657 extension allows an explicit parameter to be specified.
1659 The @var{param-no} part of the format must be an integer in the range of
1660 1 to the maximum number of arguments present to the function call.  Some
1661 implementations limit this number to a certainly upper bound.  The exact
1662 limit can be retrieved by the following constant.
1664 @defvr Macro NL_ARGMAX
1665 The value of @code{ARGMAX} is the maximum value allowed for the
1666 specification of an positional parameter in a @code{printf} call.  The
1667 actual value in effect at runtime can be retrieved by using
1668 @code{sysconf} using the @code{_SC_NL_ARGMAX} parameter @pxref{Sysconf
1669 Definition}.
1671 Some system have a quite low limit such as @math{9} for @w{System V}
1672 systems.  The GNU C library has no real limit.
1673 @end defvr
1675 If any of the formats has a specification for the parameter position all
1676 of them in the format string shall have one.  Otherwise the behaviour is
1677 undefined.
1679 @item
1680 Zero or more @dfn{flag characters} that modify the normal behavior of
1681 the conversion specification.
1682 @cindex flag character (@code{printf})
1684 @item
1685 An optional decimal integer specifying the @dfn{minimum field width}.
1686 If the normal conversion produces fewer characters than this, the field
1687 is padded with spaces to the specified width.  This is a @emph{minimum}
1688 value; if the normal conversion produces more characters than this, the
1689 field is @emph{not} truncated.  Normally, the output is right-justified
1690 within the field.
1691 @cindex minimum field width (@code{printf})
1693 You can also specify a field width of @samp{*}.  This means that the
1694 next argument in the argument list (before the actual value to be
1695 printed) is used as the field width.  The value must be an @code{int}.
1696 If the value is negative, this means to set the @samp{-} flag (see
1697 below) and to use the absolute value as the field width.
1699 @item
1700 An optional @dfn{precision} to specify the number of digits to be
1701 written for the numeric conversions.  If the precision is specified, it
1702 consists of a period (@samp{.}) followed optionally by a decimal integer
1703 (which defaults to zero if omitted).
1704 @cindex precision (@code{printf})
1706 You can also specify a precision of @samp{*}.  This means that the next
1707 argument in the argument list (before the actual value to be printed) is
1708 used as the precision.  The value must be an @code{int}, and is ignored
1709 if it is negative.  If you specify @samp{*} for both the field width and
1710 precision, the field width argument precedes the precision argument.
1711 Other C library versions may not recognize this syntax.
1713 @item
1714 An optional @dfn{type modifier character}, which is used to specify the
1715 data type of the corresponding argument if it differs from the default
1716 type.  (For example, the integer conversions assume a type of @code{int},
1717 but you can specify @samp{h}, @samp{l}, or @samp{L} for other integer
1718 types.)
1719 @cindex type modifier character (@code{printf})
1721 @item
1722 A character that specifies the conversion to be applied.
1723 @end itemize
1725 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
1726 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
1727 individual conversions for information about the particular options that
1728 they use.
1730 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
1731 @code{printf} and related functions.  It examines the format string and
1732 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
1733 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
1734 write uses a @code{printf}-style format string.
1735 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
1736 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
1738 @node Table of Output Conversions
1739 @subsection Table of Output Conversions
1740 @cindex output conversions, for @code{printf}
1742 Here is a table summarizing what all the different conversions do:
1744 @table @asis
1745 @item @samp{%d}, @samp{%i}
1746 Print an integer as a signed decimal number.  @xref{Integer
1747 Conversions}, for details.  @samp{%d} and @samp{%i} are synonymous for
1748 output, but are different when used with @code{scanf} for input
1749 (@pxref{Table of Input Conversions}).
1751 @item @samp{%o}
1752 Print an integer as an unsigned octal number.  @xref{Integer
1753 Conversions}, for details.
1755 @item @samp{%u}
1756 Print an integer as an unsigned decimal number.  @xref{Integer
1757 Conversions}, for details.
1759 @item @samp{%x}, @samp{%X}
1760 Print an integer as an unsigned hexadecimal number.  @samp{%x} uses
1761 lower-case letters and @samp{%X} uses upper-case.  @xref{Integer
1762 Conversions}, for details.
1764 @item @samp{%f}
1765 Print a floating-point number in normal (fixed-point) notation.
1766 @xref{Floating-Point Conversions}, for details.
1768 @item @samp{%e}, @samp{%E}
1769 Print a floating-point number in exponential notation.  @samp{%e} uses
1770 lower-case letters and @samp{%E} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1771 Conversions}, for details.
1773 @item @samp{%g}, @samp{%G}
1774 Print a floating-point number in either normal or exponential notation,
1775 whichever is more appropriate for its magnitude.  @samp{%g} uses
1776 lower-case letters and @samp{%G} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1777 Conversions}, for details.
1779 @item @samp{%a}, @samp{%A}
1780 Print a floating-point number in a hexadecimal fractional notation which
1781 the exponent to base 2 represented in decimal digits.  @samp{%a} uses
1782 lower-case letters and @samp{%A} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1783 Conversions}, for details.
1785 @item @samp{%c}
1786 Print a single character.  @xref{Other Output Conversions}.
1788 @item @samp{%C}
1789 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
1790 with the Unix standard.
1792 @item @samp{%s}
1793 Print a string.  @xref{Other Output Conversions}.
1795 @item @samp{%S}
1796 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
1797 with the Unix standard.
1799 @item @samp{%p}
1800 Print the value of a pointer.  @xref{Other Output Conversions}.
1802 @item @samp{%n}
1803 Get the number of characters printed so far.  @xref{Other Output Conversions}.
1804 Note that this conversion specification never produces any output.
1806 @item @samp{%m}
1807 Print the string corresponding to the value of @code{errno}.
1808 (This is a GNU extension.)
1809 @xref{Other Output Conversions}.
1811 @item @samp{%%}
1812 Print a literal @samp{%} character.  @xref{Other Output Conversions}.
1813 @end table
1815 If the syntax of a conversion specification is invalid, unpredictable
1816 things will happen, so don't do this.  If there aren't enough function
1817 arguments provided to supply values for all the conversion
1818 specifications in the template string, or if the arguments are not of
1819 the correct types, the results are unpredictable.  If you supply more
1820 arguments than conversion specifications, the extra argument values are
1821 simply ignored; this is sometimes useful.
1823 @node Integer Conversions
1824 @subsection Integer Conversions
1826 This section describes the options for the @samp{%d}, @samp{%i},
1827 @samp{%o}, @samp{%u}, @samp{%x}, and @samp{%X} conversion
1828 specifications.  These conversions print integers in various formats.
1830 The @samp{%d} and @samp{%i} conversion specifications both print an
1831 @code{int} argument as a signed decimal number; while @samp{%o},
1832 @samp{%u}, and @samp{%x} print the argument as an unsigned octal,
1833 decimal, or hexadecimal number (respectively).  The @samp{%X} conversion
1834 specification is just like @samp{%x} except that it uses the characters
1835 @samp{ABCDEF} as digits instead of @samp{abcdef}.
1837 The following flags are meaningful:
1839 @table @asis
1840 @item @samp{-}
1841 Left-justify the result in the field (instead of the normal
1842 right-justification).
1844 @item @samp{+}
1845 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, print a
1846 plus sign if the value is positive.
1848 @item @samp{ }
1849 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, if the result
1850 doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a space
1851 character instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result
1852 includes a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
1854 @item @samp{#}
1855 For the @samp{%o} conversion, this forces the leading digit to be
1856 @samp{0}, as if by increasing the precision.  For @samp{%x} or
1857 @samp{%X}, this prefixes a leading @samp{0x} or @samp{0X} (respectively)
1858 to the result.  This doesn't do anything useful for the @samp{%d},
1859 @samp{%i}, or @samp{%u} conversions.  Using this flag produces output
1860 which can be parsed by the @code{strtoul} function (@pxref{Parsing of
1861 Integers}) and @code{scanf} with the @samp{%i} conversion
1862 (@pxref{Numeric Input Conversions}).
1864 @item @samp{'}
1865 Separate the digits into groups as specified by the locale specified for
1866 the @code{LC_NUMERIC} category; @pxref{General Numeric}.  This flag is a
1867 GNU extension.
1869 @item @samp{0}
1870 Pad the field with zeros instead of spaces.  The zeros are placed after
1871 any indication of sign or base.  This flag is ignored if the @samp{-}
1872 flag is also specified, or if a precision is specified.
1873 @end table
1875 If a precision is supplied, it specifies the minimum number of digits to
1876 appear; leading zeros are produced if necessary.  If you don't specify a
1877 precision, the number is printed with as many digits as it needs.  If
1878 you convert a value of zero with an explicit precision of zero, then no
1879 characters at all are produced.
1881 Without a type modifier, the corresponding argument is treated as an
1882 @code{int} (for the signed conversions @samp{%i} and @samp{%d}) or
1883 @code{unsigned int} (for the unsigned conversions @samp{%o}, @samp{%u},
1884 @samp{%x}, and @samp{%X}).  Recall that since @code{printf} and friends
1885 are variadic, any @code{char} and @code{short} arguments are
1886 automatically converted to @code{int} by the default argument
1887 promotions.  For arguments of other integer types, you can use these
1888 modifiers:
1890 @table @samp
1891 @item hh
1892 Specifies that the argument is a @code{signed char} or @code{unsigned
1893 char}, as appropriate.  A @code{char} argument is converted to an
1894 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1895 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
1896 @code{char} again.
1898 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1900 @item h
1901 Specifies that the argument is a @code{short int} or @code{unsigned
1902 short int}, as appropriate.  A @code{short} argument is converted to an
1903 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1904 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
1905 @code{short} again.
1907 @item j
1908 Specifies that the argument is a @code{intmax_t} or @code{uintmax_t}, as
1909 appropriate.
1911 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1913 @item l
1914 Specifies that the argument is a @code{long int} or @code{unsigned long
1915 int}, as appropriate.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L}
1916 modifier, below.
1918 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
1919 considered as a wide character or wide character string respectively.
1920 This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90}.
1922 @item L
1923 @itemx ll
1924 @itemx q
1925 Specifies that the argument is a @code{long long int}.  (This type is
1926 an extension supported by the GNU C compiler.  On systems that don't
1927 support extra-long integers, this is the same as @code{long int}.)
1929 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
1930 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
1931 @code{int}.
1933 @item t
1934 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t}.
1936 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1938 @item z
1939 @itemx Z
1940 Specifies that the argument is a @code{size_t}.
1942 @samp{z} was introduced in @w{ISO C99}.  @samp{Z} is a GNU extension
1943 predating this addition and should not be used in new code.
1944 @end table
1946 Here is an example.  Using the template string:
1948 @smallexample
1949 "|%5d|%-5d|%+5d|%+-5d|% 5d|%05d|%5.0d|%5.2d|%d|\n"
1950 @end smallexample
1952 @noindent
1953 to print numbers using the different options for the @samp{%d}
1954 conversion gives results like:
1956 @smallexample
1957 |    0|0    |   +0|+0   |    0|00000|     |   00|0|
1958 |    1|1    |   +1|+1   |    1|00001|    1|   01|1|
1959 |   -1|-1   |   -1|-1   |   -1|-0001|   -1|  -01|-1|
1960 |100000|100000|+100000| 100000|100000|100000|100000|100000|
1961 @end smallexample
1963 In particular, notice what happens in the last case where the number
1964 is too large to fit in the minimum field width specified.
1966 Here are some more examples showing how unsigned integers print under
1967 various format options, using the template string:
1969 @smallexample
1970 "|%5u|%5o|%5x|%5X|%#5o|%#5x|%#5X|%#10.8x|\n"
1971 @end smallexample
1973 @smallexample
1974 |    0|    0|    0|    0|    0|  0x0|  0X0|0x00000000|
1975 |    1|    1|    1|    1|   01|  0x1|  0X1|0x00000001|
1976 |100000|303240|186a0|186A0|0303240|0x186a0|0X186A0|0x000186a0|
1977 @end smallexample
1980 @node Floating-Point Conversions
1981 @subsection Floating-Point Conversions
1983 This section discusses the conversion specifications for floating-point
1984 numbers: the @samp{%f}, @samp{%e}, @samp{%E}, @samp{%g}, and @samp{%G}
1985 conversions.
1987 The @samp{%f} conversion prints its argument in fixed-point notation,
1988 producing output of the form
1989 @w{[@code{-}]@var{ddd}@code{.}@var{ddd}},
1990 where the number of digits following the decimal point is controlled
1991 by the precision you specify.
1993 The @samp{%e} conversion prints its argument in exponential notation,
1994 producing output of the form
1995 @w{[@code{-}]@var{d}@code{.}@var{ddd}@code{e}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
1996 Again, the number of digits following the decimal point is controlled by
1997 the precision.  The exponent always contains at least two digits.  The
1998 @samp{%E} conversion is similar but the exponent is marked with the letter
1999 @samp{E} instead of @samp{e}.
2001 The @samp{%g} and @samp{%G} conversions print the argument in the style
2002 of @samp{%e} or @samp{%E} (respectively) if the exponent would be less
2003 than -4 or greater than or equal to the precision; otherwise they use the
2004 @samp{%f} style.  Trailing zeros are removed from the fractional portion
2005 of the result and a decimal-point character appears only if it is
2006 followed by a digit.
2008 The @samp{%a} and @samp{%A} conversions are meant for representing
2009 floating-point numbers exactly in textual form so that they can be
2010 exchanged as texts between different programs and/or machines.  The
2011 numbers are represented is the form
2012 @w{[@code{-}]@code{0x}@var{h}@code{.}@var{hhh}@code{p}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
2013 At the left of the decimal-point character exactly one digit is print.
2014 This character is only @code{0} if the number is denormalized.
2015 Otherwise the value is unspecified; it is implementation dependent how many
2016 bits are used.  The number of hexadecimal digits on the right side of
2017 the decimal-point character is equal to the precision.  If the precision
2018 is zero it is determined to be large enough to provide an exact
2019 representation of the number (or it is large enough to distinguish two
2020 adjacent values if the @code{FLT_RADIX} is not a power of 2,
2021 @pxref{Floating Point Parameters}).  For the @samp{%a} conversion
2022 lower-case characters are used to represent the hexadecimal number and
2023 the prefix and exponent sign are printed as @code{0x} and @code{p}
2024 respectively.  Otherwise upper-case characters are used and @code{0X}
2025 and @code{P} are used for the representation of prefix and exponent
2026 string.  The exponent to the base of two is printed as a decimal number
2027 using at least one digit but at most as many digits as necessary to
2028 represent the value exactly.
2030 If the value to be printed represents infinity or a NaN, the output is
2031 @w{[@code{-}]@code{inf}} or @code{nan} respectively if the conversion
2032 specifier is @samp{%a}, @samp{%e}, @samp{%f}, or @samp{%g} and it is
2033 @w{[@code{-}]@code{INF}} or @code{NAN} respectively if the conversion is
2034 @samp{%A}, @samp{%E}, or @samp{%G}.
2036 The following flags can be used to modify the behavior:
2038 @comment We use @asis instead of @samp so we can have ` ' as an item.
2039 @table @asis
2040 @item @samp{-}
2041 Left-justify the result in the field.  Normally the result is
2042 right-justified.
2044 @item @samp{+}
2045 Always include a plus or minus sign in the result.
2047 @item @samp{ }
2048 If the result doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a
2049 space instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result includes
2050 a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
2052 @item @samp{#}
2053 Specifies that the result should always include a decimal point, even
2054 if no digits follow it.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions,
2055 this also forces trailing zeros after the decimal point to be left
2056 in place where they would otherwise be removed.
2058 @item @samp{'}
2059 Separate the digits of the integer part of the result into groups as
2060 specified by the locale specified for the @code{LC_NUMERIC} category;
2061 @pxref{General Numeric}.  This flag is a GNU extension.
2063 @item @samp{0}
2064 Pad the field with zeros instead of spaces; the zeros are placed
2065 after any sign.  This flag is ignored if the @samp{-} flag is also
2066 specified.
2067 @end table
2069 The precision specifies how many digits follow the decimal-point
2070 character for the @samp{%f}, @samp{%e}, and @samp{%E} conversions.  For
2071 these conversions, the default precision is @code{6}.  If the precision
2072 is explicitly @code{0}, this suppresses the decimal point character
2073 entirely.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions, the precision
2074 specifies how many significant digits to print.  Significant digits are
2075 the first digit before the decimal point, and all the digits after it.
2076 If the precision is @code{0} or not specified for @samp{%g} or @samp{%G},
2077 it is treated like a value of @code{1}.  If the value being printed
2078 cannot be expressed accurately in the specified number of digits, the
2079 value is rounded to the nearest number that fits.
2081 Without a type modifier, the floating-point conversions use an argument
2082 of type @code{double}.  (By the default argument promotions, any
2083 @code{float} arguments are automatically converted to @code{double}.)
2084 The following type modifier is supported:
2086 @table @samp
2087 @item L
2088 An uppercase @samp{L} specifies that the argument is a @code{long
2089 double}.
2090 @end table
2092 Here are some examples showing how numbers print using the various
2093 floating-point conversions.  All of the numbers were printed using
2094 this template string:
2096 @smallexample
2097 "|%13.4a|%13.4f|%13.4e|%13.4g|\n"
2098 @end smallexample
2100 Here is the output:
2102 @smallexample
2103 |  0x0.0000p+0|       0.0000|   0.0000e+00|            0|
2104 |  0x1.0000p-1|       0.5000|   5.0000e-01|          0.5|
2105 |  0x1.0000p+0|       1.0000|   1.0000e+00|            1|
2106 | -0x1.0000p+0|      -1.0000|  -1.0000e+00|           -1|
2107 |  0x1.9000p+6|     100.0000|   1.0000e+02|          100|
2108 |  0x1.f400p+9|    1000.0000|   1.0000e+03|         1000|
2109 | 0x1.3880p+13|   10000.0000|   1.0000e+04|        1e+04|
2110 | 0x1.81c8p+13|   12345.0000|   1.2345e+04|    1.234e+04|
2111 | 0x1.86a0p+16|  100000.0000|   1.0000e+05|        1e+05|
2112 | 0x1.e240p+16|  123456.0000|   1.2346e+05|    1.235e+05|
2113 @end smallexample
2115 Notice how the @samp{%g} conversion drops trailing zeros.
2117 @node Other Output Conversions
2118 @subsection Other Output Conversions
2120 This section describes miscellaneous conversions for @code{printf}.
2122 The @samp{%c} conversion prints a single character.  In case there is no
2123 @samp{l} modifier the @code{int} argument is first converted to an
2124 @code{unsigned char}.  Then, if used in a wide stream function, the
2125 character is converted into the corresponding wide character.  The
2126 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2127 but no other flags are defined, and no precision or type modifier can be
2128 given.  For example:
2130 @smallexample
2131 printf ("%c%c%c%c%c", 'h', 'e', 'l', 'l', 'o');
2132 @end smallexample
2134 @noindent
2135 prints @samp{hello}.
2137 If there is a @samp{l} modifier present the argument is expected to be
2138 of type @code{wint_t}.  If used in a multibyte function the wide
2139 character is converted into a multibyte character before being added to
2140 the output.  In this case more than one output byte can be produced.
2142 The @samp{%s} conversion prints a string.  If no @samp{l} modifier is
2143 present the corresponding argument must be of type @code{char *} (or
2144 @code{const char *}).  If used in a wide stream function the string is
2145 first converted in a wide character string.  A precision can be
2146 specified to indicate the maximum number of characters to write;
2147 otherwise characters in the string up to but not including the
2148 terminating null character are written to the output stream.  The
2149 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2150 but no other flags or type modifiers are defined for this conversion.
2151 For example:
2153 @smallexample
2154 printf ("%3s%-6s", "no", "where");
2155 @end smallexample
2157 @noindent
2158 prints @samp{ nowhere }.
2160 If there is a @samp{l} modifier present the argument is expected to be of type @code{wchar_t} (or @code{const wchar_t *}).
2162 If you accidentally pass a null pointer as the argument for a @samp{%s}
2163 conversion, the GNU library prints it as @samp{(null)}.  We think this
2164 is more useful than crashing.  But it's not good practice to pass a null
2165 argument intentionally.
2167 The @samp{%m} conversion prints the string corresponding to the error
2168 code in @code{errno}.  @xref{Error Messages}.  Thus:
2170 @smallexample
2171 fprintf (stderr, "can't open `%s': %m\n", filename);
2172 @end smallexample
2174 @noindent
2175 is equivalent to:
2177 @smallexample
2178 fprintf (stderr, "can't open `%s': %s\n", filename, strerror (errno));
2179 @end smallexample
2181 @noindent
2182 The @samp{%m} conversion is a GNU C library extension.
2184 The @samp{%p} conversion prints a pointer value.  The corresponding
2185 argument must be of type @code{void *}.  In practice, you can use any
2186 type of pointer.
2188 In the GNU system, non-null pointers are printed as unsigned integers,
2189 as if a @samp{%#x} conversion were used.  Null pointers print as
2190 @samp{(nil)}.  (Pointers might print differently in other systems.)
2192 For example:
2194 @smallexample
2195 printf ("%p", "testing");
2196 @end smallexample
2198 @noindent
2199 prints @samp{0x} followed by a hexadecimal number---the address of the
2200 string constant @code{"testing"}.  It does not print the word
2201 @samp{testing}.
2203 You can supply the @samp{-} flag with the @samp{%p} conversion to
2204 specify left-justification, but no other flags, precision, or type
2205 modifiers are defined.
2207 The @samp{%n} conversion is unlike any of the other output conversions.
2208 It uses an argument which must be a pointer to an @code{int}, but
2209 instead of printing anything it stores the number of characters printed
2210 so far by this call at that location.  The @samp{h} and @samp{l} type
2211 modifiers are permitted to specify that the argument is of type
2212 @code{short int *} or @code{long int *} instead of @code{int *}, but no
2213 flags, field width, or precision are permitted.
2215 For example,
2217 @smallexample
2218 int nchar;
2219 printf ("%d %s%n\n", 3, "bears", &nchar);
2220 @end smallexample
2222 @noindent
2223 prints:
2225 @smallexample
2226 3 bears
2227 @end smallexample
2229 @noindent
2230 and sets @code{nchar} to @code{7}, because @samp{3 bears} is seven
2231 characters.
2234 The @samp{%%} conversion prints a literal @samp{%} character.  This
2235 conversion doesn't use an argument, and no flags, field width,
2236 precision, or type modifiers are permitted.
2239 @node Formatted Output Functions
2240 @subsection Formatted Output Functions
2242 This section describes how to call @code{printf} and related functions.
2243 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
2244 Because these functions take a variable number of arguments, you
2245 @emph{must} declare prototypes for them before using them.  Of course,
2246 the easiest way to make sure you have all the right prototypes is to
2247 just include @file{stdio.h}.
2248 @pindex stdio.h
2250 @comment stdio.h
2251 @comment ISO
2252 @deftypefun int printf (const char *@var{template}, @dots{})
2253 The @code{printf} function prints the optional arguments under the
2254 control of the template string @var{template} to the stream
2255 @code{stdout}.  It returns the number of characters printed, or a
2256 negative value if there was an output error.
2257 @end deftypefun
2259 @comment wchar.h
2260 @comment ISO
2261 @deftypefun int wprintf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2262 The @code{wprintf} function prints the optional arguments under the
2263 control of the wide template string @var{template} to the stream
2264 @code{stdout}.  It returns the number of wide characters printed, or a
2265 negative value if there was an output error.
2266 @end deftypefun
2268 @comment stdio.h
2269 @comment ISO
2270 @deftypefun int fprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
2271 This function is just like @code{printf}, except that the output is
2272 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2273 @end deftypefun
2275 @comment wchar.h
2276 @comment ISO
2277 @deftypefun int fwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2278 This function is just like @code{wprintf}, except that the output is
2279 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2280 @end deftypefun
2282 @comment stdio.h
2283 @comment ISO
2284 @deftypefun int sprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
2285 This is like @code{printf}, except that the output is stored in the character
2286 array @var{s} instead of written to a stream.  A null character is written
2287 to mark the end of the string.
2289 The @code{sprintf} function returns the number of characters stored in
2290 the array @var{s}, not including the terminating null character.
2292 The behavior of this function is undefined if copying takes place
2293 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
2294 as an argument to be printed under control of the @samp{%s} conversion.
2295 @xref{Copying and Concatenation}.
2297 @strong{Warning:} The @code{sprintf} function can be @strong{dangerous}
2298 because it can potentially output more characters than can fit in the
2299 allocation size of the string @var{s}.  Remember that the field width
2300 given in a conversion specification is only a @emph{minimum} value.
2302 To avoid this problem, you can use @code{snprintf} or @code{asprintf},
2303 described below.
2304 @end deftypefun
2306 @comment wchar.h
2307 @comment GNU
2308 @deftypefun int swprintf (wchar_t *@var{s}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2309 This is like @code{wprintf}, except that the output is stored in the
2310 wide character array @var{ws} instead of written to a stream.  A null
2311 wide character is written to mark the end of the string.  The @var{size}
2312 argument specifies the maximum number of characters to produce.  The
2313 trailing null character is counted towards this limit, so you should
2314 allocate at least @var{size} wide characters for the string @var{ws}.
2316 The return value is the number of characters which would be generated
2317 for the given input, excluding the trailing null.  If this value is
2318 greater or equal to @var{size}, not all characters from the result have
2319 been stored in @var{ws}.  You should try again with a bigger output
2320 string.
2322 Note that the corresponding narrow stream function takes fewer
2323 parameters.  @code{swprintf} in fact corresponds to the @code{snprintf}
2324 function.  Since the @code{sprintf} function can be dangerous and should
2325 be avoided the @w{ISO C} committee refused to make the same mistake
2326 again and decided to not define an function exactly corresponding to
2327 @code{sprintf}.
2328 @end deftypefun
2330 @comment stdio.h
2331 @comment GNU
2332 @deftypefun int snprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, @dots{})
2333 The @code{snprintf} function is similar to @code{sprintf}, except that
2334 the @var{size} argument specifies the maximum number of characters to
2335 produce.  The trailing null character is counted towards this limit, so
2336 you should allocate at least @var{size} characters for the string @var{s}.
2338 The return value is the number of characters which would be generated
2339 for the given input, excluding the trailing null.  If this value is
2340 greater or equal to @var{size}, not all characters from the result have
2341 been stored in @var{s}.  You should try again with a bigger output
2342 string.  Here is an example of doing this:
2344 @smallexample
2345 @group
2346 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2347    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2348 char *
2349 make_message (char *name, char *value)
2351   /* @r{Guess we need no more than 100 chars of space.} */
2352   int size = 100;
2353   char *buffer = (char *) xmalloc (size);
2354   int nchars;
2355 @end group
2356 @group
2357   if (buffer == NULL)
2358     return NULL;
2360  /* @r{Try to print in the allocated space.} */
2361   nchars = snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2362                      name, value);
2363 @end group
2364 @group
2365   if (nchars >= size)
2366     @{
2367       /* @r{Reallocate buffer now that we know
2368          how much space is needed.} */
2369       buffer = (char *) xrealloc (buffer, nchars + 1);
2371       if (buffer != NULL)
2372         /* @r{Try again.} */
2373         snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2374                   name, value);
2375     @}
2376   /* @r{The last call worked, return the string.} */
2377   return buffer;
2379 @end group
2380 @end smallexample
2382 In practice, it is often easier just to use @code{asprintf}, below.
2384 @strong{Attention:} In the GNU C library version 2.0 the return value
2385 is the number of characters stored, not including the terminating null.
2386 If this value equals @code{@var{size} - 1}, then there was not enough
2387 space in @var{s} for all the output.  This change was necessary with
2388 the adoption of snprintf by ISO C99.
2389 @end deftypefun
2391 @node Dynamic Output
2392 @subsection Dynamically Allocating Formatted Output
2394 The functions in this section do formatted output and place the results
2395 in dynamically allocated memory.
2397 @comment stdio.h
2398 @comment GNU
2399 @deftypefun int asprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, @dots{})
2400 This function is similar to @code{sprintf}, except that it dynamically
2401 allocates a string (as with @code{malloc}; @pxref{Unconstrained
2402 Allocation}) to hold the output, instead of putting the output in a
2403 buffer you allocate in advance.  The @var{ptr} argument should be the
2404 address of a @code{char *} object, and @code{asprintf} stores a pointer
2405 to the newly allocated string at that location.
2407 The return value is the number of characters allocated for the buffer, or
2408 less than zero if an error occured. Usually this means that the buffer
2409 could not be allocated.
2411 Here is how to use @code{asprintf} to get the same result as the
2412 @code{snprintf} example, but more easily:
2414 @smallexample
2415 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2416    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2417 char *
2418 make_message (char *name, char *value)
2420   char *result;
2421   if (asprintf (&result, "value of %s is %s", name, value) < 0)
2422     return NULL;
2423   return result;
2425 @end smallexample
2426 @end deftypefun
2428 @comment stdio.h
2429 @comment GNU
2430 @deftypefun int obstack_printf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, @dots{})
2431 This function is similar to @code{asprintf}, except that it uses the
2432 obstack @var{obstack} to allocate the space.  @xref{Obstacks}.
2434 The characters are written onto the end of the current object.
2435 To get at them, you must finish the object with @code{obstack_finish}
2436 (@pxref{Growing Objects}).@refill
2437 @end deftypefun
2439 @node Variable Arguments Output
2440 @subsection Variable Arguments Output Functions
2442 The functions @code{vprintf} and friends are provided so that you can
2443 define your own variadic @code{printf}-like functions that make use of
2444 the same internals as the built-in formatted output functions.
2446 The most natural way to define such functions would be to use a language
2447 construct to say, ``Call @code{printf} and pass this template plus all
2448 of my arguments after the first five.''  But there is no way to do this
2449 in C, and it would be hard to provide a way, since at the C language
2450 level there is no way to tell how many arguments your function received.
2452 Since that method is impossible, we provide alternative functions, the
2453 @code{vprintf} series, which lets you pass a @code{va_list} to describe
2454 ``all of my arguments after the first five.''
2456 When it is sufficient to define a macro rather than a real function,
2457 the GNU C compiler provides a way to do this much more easily with macros.
2458 For example:
2460 @smallexample
2461 #define myprintf(a, b, c, d, e, rest...) \
2462             printf (mytemplate , ## rest...)
2463 @end smallexample
2465 @noindent
2466 @xref{Macro Varargs, , Macros with Variable Numbers of Arguments,
2467 gcc.info, Using GNU CC}, for details.  But this is limited to macros,
2468 and does not apply to real functions at all.
2470 Before calling @code{vprintf} or the other functions listed in this
2471 section, you @emph{must} call @code{va_start} (@pxref{Variadic
2472 Functions}) to initialize a pointer to the variable arguments.  Then you
2473 can call @code{va_arg} to fetch the arguments that you want to handle
2474 yourself.  This advances the pointer past those arguments.
2476 Once your @code{va_list} pointer is pointing at the argument of your
2477 choice, you are ready to call @code{vprintf}.  That argument and all
2478 subsequent arguments that were passed to your function are used by
2479 @code{vprintf} along with the template that you specified separately.
2481 In some other systems, the @code{va_list} pointer may become invalid
2482 after the call to @code{vprintf}, so you must not use @code{va_arg}
2483 after you call @code{vprintf}.  Instead, you should call @code{va_end}
2484 to retire the pointer from service.  However, you can safely call
2485 @code{va_start} on another pointer variable and begin fetching the
2486 arguments again through that pointer.  Calling @code{vprintf} does not
2487 destroy the argument list of your function, merely the particular
2488 pointer that you passed to it.
2490 GNU C does not have such restrictions.  You can safely continue to fetch
2491 arguments from a @code{va_list} pointer after passing it to
2492 @code{vprintf}, and @code{va_end} is a no-op.  (Note, however, that
2493 subsequent @code{va_arg} calls will fetch the same arguments which
2494 @code{vprintf} previously used.)
2496 Prototypes for these functions are declared in @file{stdio.h}.
2497 @pindex stdio.h
2499 @comment stdio.h
2500 @comment ISO
2501 @deftypefun int vprintf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2502 This function is similar to @code{printf} except that, instead of taking
2503 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2504 pointer @var{ap}.
2505 @end deftypefun
2507 @comment wchar.h
2508 @comment ISO
2509 @deftypefun int vwprintf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2510 This function is similar to @code{wprintf} except that, instead of taking
2511 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2512 pointer @var{ap}.
2513 @end deftypefun
2515 @comment stdio.h
2516 @comment ISO
2517 @deftypefun int vfprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2518 This is the equivalent of @code{fprintf} with the variable argument list
2519 specified directly as for @code{vprintf}.
2520 @end deftypefun
2522 @comment wchar.h
2523 @comment ISO
2524 @deftypefun int vfwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2525 This is the equivalent of @code{fwprintf} with the variable argument list
2526 specified directly as for @code{vwprintf}.
2527 @end deftypefun
2529 @comment stdio.h
2530 @comment ISO
2531 @deftypefun int vsprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2532 This is the equivalent of @code{sprintf} with the variable argument list
2533 specified directly as for @code{vprintf}.
2534 @end deftypefun
2536 @comment wchar.h
2537 @comment GNU
2538 @deftypefun int vswprintf (wchar_t *@var{s}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2539 This is the equivalent of @code{swprintf} with the variable argument list
2540 specified directly as for @code{vwprintf}.
2541 @end deftypefun
2543 @comment stdio.h
2544 @comment GNU
2545 @deftypefun int vsnprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2546 This is the equivalent of @code{snprintf} with the variable argument list
2547 specified directly as for @code{vprintf}.
2548 @end deftypefun
2550 @comment stdio.h
2551 @comment GNU
2552 @deftypefun int vasprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2553 The @code{vasprintf} function is the equivalent of @code{asprintf} with the
2554 variable argument list specified directly as for @code{vprintf}.
2555 @end deftypefun
2557 @comment stdio.h
2558 @comment GNU
2559 @deftypefun int obstack_vprintf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2560 The @code{obstack_vprintf} function is the equivalent of
2561 @code{obstack_printf} with the variable argument list specified directly
2562 as for @code{vprintf}.@refill
2563 @end deftypefun
2565 Here's an example showing how you might use @code{vfprintf}.  This is a
2566 function that prints error messages to the stream @code{stderr}, along
2567 with a prefix indicating the name of the program
2568 (@pxref{Error Messages}, for a description of
2569 @code{program_invocation_short_name}).
2571 @smallexample
2572 @group
2573 #include <stdio.h>
2574 #include <stdarg.h>
2576 void
2577 eprintf (const char *template, ...)
2579   va_list ap;
2580   extern char *program_invocation_short_name;
2582   fprintf (stderr, "%s: ", program_invocation_short_name);
2583   va_start (ap, template);
2584   vfprintf (stderr, template, ap);
2585   va_end (ap);
2587 @end group
2588 @end smallexample
2590 @noindent
2591 You could call @code{eprintf} like this:
2593 @smallexample
2594 eprintf ("file `%s' does not exist\n", filename);
2595 @end smallexample
2597 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
2598 know that a function uses a @code{printf}-style format string.  Then it
2599 can check the number and types of arguments in each call to the
2600 function, and warn you when they do not match the format string.
2601 For example, take this declaration of @code{eprintf}:
2603 @smallexample
2604 void eprintf (const char *template, ...)
2605         __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
2606 @end smallexample
2608 @noindent
2609 This tells the compiler that @code{eprintf} uses a format string like
2610 @code{printf} (as opposed to @code{scanf}; @pxref{Formatted Input});
2611 the format string appears as the first argument;
2612 and the arguments to satisfy the format begin with the second.
2613 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
2614 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
2616 @node Parsing a Template String
2617 @subsection Parsing a Template String
2618 @cindex parsing a template string
2620 You can use the function @code{parse_printf_format} to obtain
2621 information about the number and types of arguments that are expected by
2622 a given template string.  This function permits interpreters that
2623 provide interfaces to @code{printf} to avoid passing along invalid
2624 arguments from the user's program, which could cause a crash.
2626 All the symbols described in this section are declared in the header
2627 file @file{printf.h}.
2629 @comment printf.h
2630 @comment GNU
2631 @deftypefun size_t parse_printf_format (const char *@var{template}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
2632 This function returns information about the number and types of
2633 arguments expected by the @code{printf} template string @var{template}.
2634 The information is stored in the array @var{argtypes}; each element of
2635 this array describes one argument.  This information is encoded using
2636 the various @samp{PA_} macros, listed below.
2638 The argument @var{n} specifies the number of elements in the array
2639 @var{argtypes}.  This is the maximum number of elements that
2640 @code{parse_printf_format} will try to write.
2642 @code{parse_printf_format} returns the total number of arguments required
2643 by @var{template}.  If this number is greater than @var{n}, then the
2644 information returned describes only the first @var{n} arguments.  If you
2645 want information about additional arguments, allocate a bigger
2646 array and call @code{parse_printf_format} again.
2647 @end deftypefun
2649 The argument types are encoded as a combination of a basic type and
2650 modifier flag bits.
2652 @comment printf.h
2653 @comment GNU
2654 @deftypevr Macro int PA_FLAG_MASK
2655 This macro is a bitmask for the type modifier flag bits.  You can write
2656 the expression @code{(argtypes[i] & PA_FLAG_MASK)} to extract just the
2657 flag bits for an argument, or @code{(argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)} to
2658 extract just the basic type code.
2659 @end deftypevr
2661 Here are symbolic constants that represent the basic types; they stand
2662 for integer values.
2664 @vtable @code
2665 @comment printf.h
2666 @comment GNU
2667 @item PA_INT
2668 This specifies that the base type is @code{int}.
2670 @comment printf.h
2671 @comment GNU
2672 @item PA_CHAR
2673 This specifies that the base type is @code{int}, cast to @code{char}.
2675 @comment printf.h
2676 @comment GNU
2677 @item PA_STRING
2678 This specifies that the base type is @code{char *}, a null-terminated string.
2680 @comment printf.h
2681 @comment GNU
2682 @item PA_POINTER
2683 This specifies that the base type is @code{void *}, an arbitrary pointer.
2685 @comment printf.h
2686 @comment GNU
2687 @item PA_FLOAT
2688 This specifies that the base type is @code{float}.
2690 @comment printf.h
2691 @comment GNU
2692 @item PA_DOUBLE
2693 This specifies that the base type is @code{double}.
2695 @comment printf.h
2696 @comment GNU
2697 @item PA_LAST
2698 You can define additional base types for your own programs as offsets
2699 from @code{PA_LAST}.  For example, if you have data types @samp{foo}
2700 and @samp{bar} with their own specialized @code{printf} conversions,
2701 you could define encodings for these types as:
2703 @smallexample
2704 #define PA_FOO  PA_LAST
2705 #define PA_BAR  (PA_LAST + 1)
2706 @end smallexample
2707 @end vtable
2709 Here are the flag bits that modify a basic type.  They are combined with
2710 the code for the basic type using inclusive-or.
2712 @vtable @code
2713 @comment printf.h
2714 @comment GNU
2715 @item PA_FLAG_PTR
2716 If this bit is set, it indicates that the encoded type is a pointer to
2717 the base type, rather than an immediate value.
2718 For example, @samp{PA_INT|PA_FLAG_PTR} represents the type @samp{int *}.
2720 @comment printf.h
2721 @comment GNU
2722 @item PA_FLAG_SHORT
2723 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2724 @code{short}.  (This corresponds to the @samp{h} type modifier.)
2726 @comment printf.h
2727 @comment GNU
2728 @item PA_FLAG_LONG
2729 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2730 @code{long}.  (This corresponds to the @samp{l} type modifier.)
2732 @comment printf.h
2733 @comment GNU
2734 @item PA_FLAG_LONG_LONG
2735 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2736 @code{long long}.  (This corresponds to the @samp{L} type modifier.)
2738 @comment printf.h
2739 @comment GNU
2740 @item PA_FLAG_LONG_DOUBLE
2741 This is a synonym for @code{PA_FLAG_LONG_LONG}, used by convention with
2742 a base type of @code{PA_DOUBLE} to indicate a type of @code{long double}.
2743 @end vtable
2745 @ifinfo
2746 For an example of using these facilities, see @ref{Example of Parsing}.
2747 @end ifinfo
2749 @node Example of Parsing
2750 @subsection Example of Parsing a Template String
2752 Here is an example of decoding argument types for a format string.  We
2753 assume this is part of an interpreter which contains arguments of type
2754 @code{NUMBER}, @code{CHAR}, @code{STRING} and @code{STRUCTURE} (and
2755 perhaps others which are not valid here).
2757 @smallexample
2758 /* @r{Test whether the @var{nargs} specified objects}
2759    @r{in the vector @var{args} are valid}
2760    @r{for the format string @var{format}:}
2761    @r{if so, return 1.}
2762    @r{If not, return 0 after printing an error message.}  */
2765 validate_args (char *format, int nargs, OBJECT *args)
2767   int *argtypes;
2768   int nwanted;
2770   /* @r{Get the information about the arguments.}
2771      @r{Each conversion specification must be at least two characters}
2772      @r{long, so there cannot be more specifications than half the}
2773      @r{length of the string.}  */
2775   argtypes = (int *) alloca (strlen (format) / 2 * sizeof (int));
2776   nwanted = parse_printf_format (string, nelts, argtypes);
2778   /* @r{Check the number of arguments.}  */
2779   if (nwanted > nargs)
2780     @{
2781       error ("too few arguments (at least %d required)", nwanted);
2782       return 0;
2783     @}
2785   /* @r{Check the C type wanted for each argument}
2786      @r{and see if the object given is suitable.}  */
2787   for (i = 0; i < nwanted; i++)
2788     @{
2789       int wanted;
2791       if (argtypes[i] & PA_FLAG_PTR)
2792         wanted = STRUCTURE;
2793       else
2794         switch (argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)
2795           @{
2796           case PA_INT:
2797           case PA_FLOAT:
2798           case PA_DOUBLE:
2799             wanted = NUMBER;
2800             break;
2801           case PA_CHAR:
2802             wanted = CHAR;
2803             break;
2804           case PA_STRING:
2805             wanted = STRING;
2806             break;
2807           case PA_POINTER:
2808             wanted = STRUCTURE;
2809             break;
2810           @}
2811       if (TYPE (args[i]) != wanted)
2812         @{
2813           error ("type mismatch for arg number %d", i);
2814           return 0;
2815         @}
2816     @}
2817   return 1;
2819 @end smallexample
2821 @node Customizing Printf
2822 @section Customizing @code{printf}
2823 @cindex customizing @code{printf}
2824 @cindex defining new @code{printf} conversions
2825 @cindex extending @code{printf}
2827 The GNU C library lets you define your own custom conversion specifiers
2828 for @code{printf} template strings, to teach @code{printf} clever ways
2829 to print the important data structures of your program.
2831 The way you do this is by registering the conversion with the function
2832 @code{register_printf_function}; see @ref{Registering New Conversions}.
2833 One of the arguments you pass to this function is a pointer to a handler
2834 function that produces the actual output; see @ref{Defining the Output
2835 Handler}, for information on how to write this function.
2837 You can also install a function that just returns information about the
2838 number and type of arguments expected by the conversion specifier.
2839 @xref{Parsing a Template String}, for information about this.
2841 The facilities of this section are declared in the header file
2842 @file{printf.h}.
2844 @menu
2845 * Registering New Conversions::         Using @code{register_printf_function}
2846                                          to register a new output conversion.
2847 * Conversion Specifier Options::        The handler must be able to get
2848                                          the options specified in the
2849                                          template when it is called.
2850 * Defining the Output Handler::         Defining the handler and arginfo
2851                                          functions that are passed as arguments
2852                                          to @code{register_printf_function}.
2853 * Printf Extension Example::            How to define a @code{printf}
2854                                          handler function.
2855 * Predefined Printf Handlers::          Predefined @code{printf} handlers.
2856 @end menu
2858 @strong{Portability Note:} The ability to extend the syntax of
2859 @code{printf} template strings is a GNU extension.  ISO standard C has
2860 nothing similar.
2862 @node Registering New Conversions
2863 @subsection Registering New Conversions
2865 The function to register a new output conversion is
2866 @code{register_printf_function}, declared in @file{printf.h}.
2867 @pindex printf.h
2869 @comment printf.h
2870 @comment GNU
2871 @deftypefun int register_printf_function (int @var{spec}, printf_function @var{handler-function}, printf_arginfo_function @var{arginfo-function})
2872 This function defines the conversion specifier character @var{spec}.
2873 Thus, if @var{spec} is @code{'Y'}, it defines the conversion @samp{%Y}.
2874 You can redefine the built-in conversions like @samp{%s}, but flag
2875 characters like @samp{#} and type modifiers like @samp{l} can never be
2876 used as conversions; calling @code{register_printf_function} for those
2877 characters has no effect.  It is advisable not to use lowercase letters,
2878 since the ISO C standard warns that additional lowercase letters may be
2879 standardized in future editions of the standard.
2881 The @var{handler-function} is the function called by @code{printf} and
2882 friends when this conversion appears in a template string.
2883 @xref{Defining the Output Handler}, for information about how to define
2884 a function to pass as this argument.  If you specify a null pointer, any
2885 existing handler function for @var{spec} is removed.
2887 The @var{arginfo-function} is the function called by
2888 @code{parse_printf_format} when this conversion appears in a
2889 template string.  @xref{Parsing a Template String}, for information
2890 about this.
2892 @c The following is not true anymore.  The `parse_printf_format' function
2893 @c is now also called from `vfprintf' via `parse_one_spec'.
2894 @c --drepper@gnu, 1996/11/14
2896 @c Normally, you install both functions for a conversion at the same time,
2897 @c but if you are never going to call @code{parse_printf_format}, you do
2898 @c not need to define an arginfo function.
2900 @strong{Attention:} In the GNU C library versions before 2.0 the
2901 @var{arginfo-function} function did not need to be installed unless
2902 the user used the @code{parse_printf_format} function.  This has changed.
2903 Now a call to any of the @code{printf} functions will call this
2904 function when this format specifier appears in the format string.
2906 The return value is @code{0} on success, and @code{-1} on failure
2907 (which occurs if @var{spec} is out of range).
2909 You can redefine the standard output conversions, but this is probably
2910 not a good idea because of the potential for confusion.  Library routines
2911 written by other people could break if you do this.
2912 @end deftypefun
2914 @node Conversion Specifier Options
2915 @subsection Conversion Specifier Options
2917 If you define a meaning for @samp{%A}, what if the template contains
2918 @samp{%+23A} or @samp{%-#A}?  To implement a sensible meaning for these,
2919 the handler when called needs to be able to get the options specified in
2920 the template.
2922 Both the @var{handler-function} and @var{arginfo-function} accept an
2923 argument that points to a @code{struct printf_info}, which contains
2924 information about the options appearing in an instance of the conversion
2925 specifier.  This data type is declared in the header file
2926 @file{printf.h}.
2927 @pindex printf.h
2929 @comment printf.h
2930 @comment GNU
2931 @deftp {Type} {struct printf_info}
2932 This structure is used to pass information about the options appearing
2933 in an instance of a conversion specifier in a @code{printf} template
2934 string to the handler and arginfo functions for that specifier.  It
2935 contains the following members:
2937 @table @code
2938 @item int prec
2939 This is the precision specified.  The value is @code{-1} if no precision
2940 was specified.  If the precision was given as @samp{*}, the
2941 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
2942 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
2943 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
2944 actual value is not known.
2946 @item int width
2947 This is the minimum field width specified.  The value is @code{0} if no
2948 width was specified.  If the field width was given as @samp{*}, the
2949 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
2950 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
2951 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
2952 actual value is not known.
2954 @item wchar_t spec
2955 This is the conversion specifier character specified.  It's stored in
2956 the structure so that you can register the same handler function for
2957 multiple characters, but still have a way to tell them apart when the
2958 handler function is called.
2960 @item unsigned int is_long_double
2961 This is a boolean that is true if the @samp{L}, @samp{ll}, or @samp{q}
2962 type modifier was specified.  For integer conversions, this indicates
2963 @code{long long int}, as opposed to @code{long double} for floating
2964 point conversions.
2966 @item unsigned int is_char
2967 This is a boolean that is true if the @samp{hh} type modifier was specified.
2969 @item unsigned int is_short
2970 This is a boolean that is true if the @samp{h} type modifier was specified.
2972 @item unsigned int is_long
2973 This is a boolean that is true if the @samp{l} type modifier was specified.
2975 @item unsigned int alt
2976 This is a boolean that is true if the @samp{#} flag was specified.
2978 @item unsigned int space
2979 This is a boolean that is true if the @samp{ } flag was specified.
2981 @item unsigned int left
2982 This is a boolean that is true if the @samp{-} flag was specified.
2984 @item unsigned int showsign
2985 This is a boolean that is true if the @samp{+} flag was specified.
2987 @item unsigned int group
2988 This is a boolean that is true if the @samp{'} flag was specified.
2990 @item unsigned int extra
2991 This flag has a special meaning depending on the context.  It could
2992 be used freely by the user-defined handlers but when called from
2993 the @code{printf} function this variable always contains the value
2994 @code{0}.
2996 @item unsigned int wide
2997 This flag is set if the stream is wide oriented.
2999 @item wchar_t pad
3000 This is the character to use for padding the output to the minimum field
3001 width.  The value is @code{'0'} if the @samp{0} flag was specified, and
3002 @code{' '} otherwise.
3003 @end table
3004 @end deftp
3007 @node Defining the Output Handler
3008 @subsection Defining the Output Handler
3010 Now let's look at how to define the handler and arginfo functions
3011 which are passed as arguments to @code{register_printf_function}.
3013 @strong{Compatibility Note:} The interface changed in GNU libc
3014 version 2.0.  Previously the third argument was of type
3015 @code{va_list *}.
3017 You should define your handler functions with a prototype like:
3019 @smallexample
3020 int @var{function} (FILE *stream, const struct printf_info *info,
3021                     const void *const *args)
3022 @end smallexample
3024 The @var{stream} argument passed to the handler function is the stream to
3025 which it should write output.
3027 The @var{info} argument is a pointer to a structure that contains
3028 information about the various options that were included with the
3029 conversion in the template string.  You should not modify this structure
3030 inside your handler function.  @xref{Conversion Specifier Options}, for
3031 a description of this data structure.
3033 @c The following changes some time back.  --drepper@gnu, 1996/11/14
3035 @c The @code{ap_pointer} argument is used to pass the tail of the variable
3036 @c argument list containing the values to be printed to your handler.
3037 @c Unlike most other functions that can be passed an explicit variable
3038 @c argument list, this is a @emph{pointer} to a @code{va_list}, rather than
3039 @c the @code{va_list} itself.  Thus, you should fetch arguments by
3040 @c means of @code{va_arg (*ap_pointer, @var{type})}.
3042 @c (Passing a pointer here allows the function that calls your handler
3043 @c function to update its own @code{va_list} variable to account for the
3044 @c arguments that your handler processes.  @xref{Variadic Functions}.)
3046 The @var{args} is a vector of pointers to the arguments data.
3047 The number of arguments was determined by calling the argument
3048 information function provided by the user.
3050 Your handler function should return a value just like @code{printf}
3051 does: it should return the number of characters it has written, or a
3052 negative value to indicate an error.
3054 @comment printf.h
3055 @comment GNU
3056 @deftp {Data Type} printf_function
3057 This is the data type that a handler function should have.
3058 @end deftp
3060 If you are going to use @w{@code{parse_printf_format}} in your
3061 application, you must also define a function to pass as the
3062 @var{arginfo-function} argument for each new conversion you install with
3063 @code{register_printf_function}.
3065 You have to define these functions with a prototype like:
3067 @smallexample
3068 int @var{function} (const struct printf_info *info,
3069                     size_t n, int *argtypes)
3070 @end smallexample
3072 The return value from the function should be the number of arguments the
3073 conversion expects.  The function should also fill in no more than
3074 @var{n} elements of the @var{argtypes} array with information about the
3075 types of each of these arguments.  This information is encoded using the
3076 various @samp{PA_} macros.  (You will notice that this is the same
3077 calling convention @code{parse_printf_format} itself uses.)
3079 @comment printf.h
3080 @comment GNU
3081 @deftp {Data Type} printf_arginfo_function
3082 This type is used to describe functions that return information about
3083 the number and type of arguments used by a conversion specifier.
3084 @end deftp
3086 @node Printf Extension Example
3087 @subsection @code{printf} Extension Example
3089 Here is an example showing how to define a @code{printf} handler function.
3090 This program defines a data structure called a @code{Widget} and
3091 defines the @samp{%W} conversion to print information about @w{@code{Widget *}}
3092 arguments, including the pointer value and the name stored in the data
3093 structure.  The @samp{%W} conversion supports the minimum field width and
3094 left-justification options, but ignores everything else.
3096 @smallexample
3097 @include rprintf.c.texi
3098 @end smallexample
3100 The output produced by this program looks like:
3102 @smallexample
3103 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3104 |      <Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3105 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>      |
3106 @end smallexample
3108 @node Predefined Printf Handlers
3109 @subsection Predefined @code{printf} Handlers
3111 The GNU libc also contains a concrete and useful application of the
3112 @code{printf} handler extension.  There are two functions available
3113 which implement a special way to print floating-point numbers.
3115 @comment printf.h
3116 @comment GNU
3117 @deftypefun int printf_size (FILE *@var{fp}, const struct printf_info *@var{info}, const void *const *@var{args})
3118 Print a given floating point number as for the format @code{%f} except
3119 that there is a postfix character indicating the divisor for the
3120 number to make this less than 1000.  There are two possible divisors:
3121 powers of 1024 or powers of 1000.  Which one is used depends on the
3122 format character specified while registered this handler.  If the
3123 character is of lower case, 1024 is used.  For upper case characters,
3124 1000 is used.
3126 The postfix tag corresponds to bytes, kilobytes, megabytes, gigabytes,
3127 etc.  The full table is:
3129 @ifinfo
3130 @multitable @hsep @vsep {' '} {2^10 (1024)} {zetta} {Upper} {10^24 (1000)}
3131 @item low @tab Multiplier  @tab From  @tab Upper @tab Multiplier
3132 @item ' ' @tab 1           @tab       @tab ' '   @tab 1
3133 @item k   @tab 2^10 (1024) @tab kilo  @tab K     @tab 10^3 (1000)
3134 @item m   @tab 2^20        @tab mega  @tab M     @tab 10^6
3135 @item g   @tab 2^30        @tab giga  @tab G     @tab 10^9
3136 @item t   @tab 2^40        @tab tera  @tab T     @tab 10^12
3137 @item p   @tab 2^50        @tab peta  @tab P     @tab 10^15
3138 @item e   @tab 2^60        @tab exa   @tab E     @tab 10^18
3139 @item z   @tab 2^70        @tab zetta @tab Z     @tab 10^21
3140 @item y   @tab 2^80        @tab yotta @tab Y     @tab 10^24
3141 @end multitable
3142 @end ifinfo
3143 @iftex
3144 @tex
3145 \hbox to\hsize{\hfil\vbox{\offinterlineskip
3146 \hrule
3147 \halign{\strut#& \vrule#\tabskip=1em plus2em& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#\tabskip=0pt\cr
3148 \noalign{\hrule}
3149 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3150 && \omit low && Multiplier && From && \omit Upper && Multiplier &\cr
3151 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3152 \noalign{\hrule}
3153 && {\tt\char32} &&  1 && && {\tt\char32} && 1 &\cr
3154 && k && $2^{10} = 1024$ && kilo && K && $10^3 = 1000$ &\cr
3155 && m && $2^{20}$ && mega && M && $10^6$ &\cr
3156 && g && $2^{30}$ && giga && G && $10^9$ &\cr
3157 && t && $2^{40}$ && tera && T && $10^{12}$ &\cr
3158 && p && $2^{50}$ && peta && P && $10^{15}$ &\cr
3159 && e && $2^{60}$ && exa && E && $10^{18}$ &\cr
3160 && z && $2^{70}$ && zetta && Z && $10^{21}$ &\cr
3161 && y && $2^{80}$ && yotta && Y && $10^{24}$ &\cr
3162 \noalign{\hrule}}}\hfil}
3163 @end tex
3164 @end iftex
3166 The default precision is 3, i.e., 1024 is printed with a lower-case
3167 format character as if it were @code{%.3fk} and will yield @code{1.000k}.
3168 @end deftypefun
3170 Due to the requirements of @code{register_printf_function} we must also
3171 provide the function which returns information about the arguments.
3173 @comment printf.h
3174 @comment GNU
3175 @deftypefun int printf_size_info (const struct printf_info *@var{info}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
3176 This function will return in @var{argtypes} the information about the
3177 used parameters in the way the @code{vfprintf} implementation expects
3178 it.  The format always takes one argument.
3179 @end deftypefun
3181 To use these functions both functions must be registered with a call like
3183 @smallexample
3184 register_printf_function ('B', printf_size, printf_size_info);
3185 @end smallexample
3187 Here we register the functions to print numbers as powers of 1000 since
3188 the format character @code{'B'} is an upper-case character.  If we
3189 would additionally use @code{'b'} in a line like
3191 @smallexample
3192 register_printf_function ('b', printf_size, printf_size_info);
3193 @end smallexample
3195 @noindent
3196 we could also print using a power of 1024.  Please note that all that is
3197 different in these two lines is the format specifier.  The
3198 @code{printf_size} function knows about the difference between lower and upper
3199 case format specifiers.
3201 The use of @code{'B'} and @code{'b'} is no coincidence.  Rather it is
3202 the preferred way to use this functionality since it is available on
3203 some other systems which also use format specifiers.
3205 @node Formatted Input
3206 @section Formatted Input
3208 @cindex formatted input from a stream
3209 @cindex reading from a stream, formatted
3210 @cindex format string, for @code{scanf}
3211 @cindex template, for @code{scanf}
3212 The functions described in this section (@code{scanf} and related
3213 functions) provide facilities for formatted input analogous to the
3214 formatted output facilities.  These functions provide a mechanism for
3215 reading arbitrary values under the control of a @dfn{format string} or
3216 @dfn{template string}.
3218 @menu
3219 * Formatted Input Basics::      Some basics to get you started.
3220 * Input Conversion Syntax::     Syntax of conversion specifications.
3221 * Table of Input Conversions::  Summary of input conversions and what they do.
3222 * Numeric Input Conversions::   Details of conversions for reading numbers.
3223 * String Input Conversions::    Details of conversions for reading strings.
3224 * Dynamic String Input::        String conversions that @code{malloc} the buffer.
3225 * Other Input Conversions::     Details of miscellaneous other conversions.
3226 * Formatted Input Functions::   Descriptions of the actual functions.
3227 * Variable Arguments Input::    @code{vscanf} and friends.
3228 @end menu
3230 @node Formatted Input Basics
3231 @subsection Formatted Input Basics
3233 Calls to @code{scanf} are superficially similar to calls to
3234 @code{printf} in that arbitrary arguments are read under the control of
3235 a template string.  While the syntax of the conversion specifications in
3236 the template is very similar to that for @code{printf}, the
3237 interpretation of the template is oriented more towards free-format
3238 input and simple pattern matching, rather than fixed-field formatting.
3239 For example, most @code{scanf} conversions skip over any amount of
3240 ``white space'' (including spaces, tabs, and newlines) in the input
3241 file, and there is no concept of precision for the numeric input
3242 conversions as there is for the corresponding output conversions.
3243 Ordinarily, non-whitespace characters in the template are expected to
3244 match characters in the input stream exactly, but a matching failure is
3245 distinct from an input error on the stream.
3246 @cindex conversion specifications (@code{scanf})
3248 Another area of difference between @code{scanf} and @code{printf} is
3249 that you must remember to supply pointers rather than immediate values
3250 as the optional arguments to @code{scanf}; the values that are read are
3251 stored in the objects that the pointers point to.  Even experienced
3252 programmers tend to forget this occasionally, so if your program is
3253 getting strange errors that seem to be related to @code{scanf}, you
3254 might want to double-check this.
3256 When a @dfn{matching failure} occurs, @code{scanf} returns immediately,
3257 leaving the first non-matching character as the next character to be
3258 read from the stream.  The normal return value from @code{scanf} is the
3259 number of values that were assigned, so you can use this to determine if
3260 a matching error happened before all the expected values were read.
3261 @cindex matching failure, in @code{scanf}
3263 The @code{scanf} function is typically used for things like reading in
3264 the contents of tables.  For example, here is a function that uses
3265 @code{scanf} to initialize an array of @code{double}:
3267 @smallexample
3268 void
3269 readarray (double *array, int n)
3271   int i;
3272   for (i=0; i<n; i++)
3273     if (scanf (" %lf", &(array[i])) != 1)
3274       invalid_input_error ();
3276 @end smallexample
3278 The formatted input functions are not used as frequently as the
3279 formatted output functions.  Partly, this is because it takes some care
3280 to use them properly.  Another reason is that it is difficult to recover
3281 from a matching error.
3283 If you are trying to read input that doesn't match a single, fixed
3284 pattern, you may be better off using a tool such as Flex to generate a
3285 lexical scanner, or Bison to generate a parser, rather than using
3286 @code{scanf}.  For more information about these tools, see @ref{, , ,
3287 flex.info, Flex: The Lexical Scanner Generator}, and @ref{, , ,
3288 bison.info, The Bison Reference Manual}.
3290 @node Input Conversion Syntax
3291 @subsection Input Conversion Syntax
3293 A @code{scanf} template string is a string that contains ordinary
3294 multibyte characters interspersed with conversion specifications that
3295 start with @samp{%}.
3297 Any whitespace character (as defined by the @code{isspace} function;
3298 @pxref{Classification of Characters}) in the template causes any number
3299 of whitespace characters in the input stream to be read and discarded.
3300 The whitespace characters that are matched need not be exactly the same
3301 whitespace characters that appear in the template string.  For example,
3302 write @samp{ , } in the template to recognize a comma with optional
3303 whitespace before and after.
3305 Other characters in the template string that are not part of conversion
3306 specifications must match characters in the input stream exactly; if
3307 this is not the case, a matching failure occurs.
3309 The conversion specifications in a @code{scanf} template string
3310 have the general form:
3312 @smallexample
3313 % @var{flags} @var{width} @var{type} @var{conversion}
3314 @end smallexample
3316 In more detail, an input conversion specification consists of an initial
3317 @samp{%} character followed in sequence by:
3319 @itemize @bullet
3320 @item
3321 An optional @dfn{flag character} @samp{*}, which says to ignore the text
3322 read for this specification.  When @code{scanf} finds a conversion
3323 specification that uses this flag, it reads input as directed by the
3324 rest of the conversion specification, but it discards this input, does
3325 not use a pointer argument, and does not increment the count of
3326 successful assignments.
3327 @cindex flag character (@code{scanf})
3329 @item
3330 An optional flag character @samp{a} (valid with string conversions only)
3331 which requests allocation of a buffer long enough to store the string in.
3332 (This is a GNU extension.)
3333 @xref{Dynamic String Input}.
3335 @item
3336 An optional decimal integer that specifies the @dfn{maximum field
3337 width}.  Reading of characters from the input stream stops either when
3338 this maximum is reached or when a non-matching character is found,
3339 whichever happens first.  Most conversions discard initial whitespace
3340 characters (those that don't are explicitly documented), and these
3341 discarded characters don't count towards the maximum field width.
3342 String input conversions store a null character to mark the end of the
3343 input; the maximum field width does not include this terminator.
3344 @cindex maximum field width (@code{scanf})
3346 @item
3347 An optional @dfn{type modifier character}.  For example, you can
3348 specify a type modifier of @samp{l} with integer conversions such as
3349 @samp{%d} to specify that the argument is a pointer to a @code{long int}
3350 rather than a pointer to an @code{int}.
3351 @cindex type modifier character (@code{scanf})
3353 @item
3354 A character that specifies the conversion to be applied.
3355 @end itemize
3357 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
3358 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
3359 individual conversions for information about the particular options that
3360 they allow.
3362 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
3363 @code{scanf} and related functions.  It examines the format string and
3364 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
3365 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
3366 write uses a @code{scanf}-style format string.
3367 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
3368 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
3370 @node Table of Input Conversions
3371 @subsection Table of Input Conversions
3372 @cindex input conversions, for @code{scanf}
3374 Here is a table that summarizes the various conversion specifications:
3376 @table @asis
3377 @item @samp{%d}
3378 Matches an optionally signed integer written in decimal.  @xref{Numeric
3379 Input Conversions}.
3381 @item @samp{%i}
3382 Matches an optionally signed integer in any of the formats that the C
3383 language defines for specifying an integer constant.  @xref{Numeric
3384 Input Conversions}.
3386 @item @samp{%o}
3387 Matches an unsigned integer written in octal radix.
3388 @xref{Numeric Input Conversions}.
3390 @item @samp{%u}
3391 Matches an unsigned integer written in decimal radix.
3392 @xref{Numeric Input Conversions}.
3394 @item @samp{%x}, @samp{%X}
3395 Matches an unsigned integer written in hexadecimal radix.
3396 @xref{Numeric Input Conversions}.
3398 @item @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, @samp{%G}
3399 Matches an optionally signed floating-point number.  @xref{Numeric Input
3400 Conversions}.
3402 @item @samp{%s}
3404 Matches a string containing only non-whitespace characters.
3405 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3406 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3407 multibyte string.  If @samp{%s} is used in a wide character function the
3408 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3409 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3410 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3411 @samp{%ls} is used in a multibyte function the result is converted into
3412 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3413 stored in the user provided buffer.
3415 @item @samp{%S}
3416 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
3417 with the Unix standard.
3419 @item @samp{%[}
3420 Matches a string of characters that belong to a specified set.
3421 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3422 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3423 multibyte string.  If @samp{%[} is used in a wide character function the
3424 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3425 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3426 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3427 @samp{%l[} is used in a multibyte function the result is converted into
3428 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3429 stored in the user provided buffer.
3431 @item @samp{%c}
3432 Matches a string of one or more characters; the number of characters
3433 read is controlled by the maximum field width given for the conversion.
3434 @xref{String Input Conversions}.
3436 If the @samp{%c} is used in a wide stream function the read value is
3437 converted from a wide character to the corresponding multibyte character
3438 before storing it.  Note that this conversion can produce more than one
3439 byte of output and therefore the provided buffer be large enough for up
3440 to @code{MB_CUR_MAX} bytes for each character.  If @samp{%lc} is used in
3441 a multibyte function the input is treated as a multibyte sequence (and
3442 not bytes) and the result is converted as with calls to @code{mbrtowc}.
3444 @item @samp{%C}
3445 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
3446 with the Unix standard.
3448 @item @samp{%p}
3449 Matches a pointer value in the same implementation-defined format used
3450 by the @samp{%p} output conversion for @code{printf}.  @xref{Other Input
3451 Conversions}.
3453 @item @samp{%n}
3454 This conversion doesn't read any characters; it records the number of
3455 characters read so far by this call.  @xref{Other Input Conversions}.
3457 @item @samp{%%}
3458 This matches a literal @samp{%} character in the input stream.  No
3459 corresponding argument is used.  @xref{Other Input Conversions}.
3460 @end table
3462 If the syntax of a conversion specification is invalid, the behavior is
3463 undefined.  If there aren't enough function arguments provided to supply
3464 addresses for all the conversion specifications in the template strings
3465 that perform assignments, or if the arguments are not of the correct
3466 types, the behavior is also undefined.  On the other hand, extra
3467 arguments are simply ignored.
3469 @node Numeric Input Conversions
3470 @subsection Numeric Input Conversions
3472 This section describes the @code{scanf} conversions for reading numeric
3473 values.
3475 The @samp{%d} conversion matches an optionally signed integer in decimal
3476 radix.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3477 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3478 @code{10} for the @var{base} argument.
3480 The @samp{%i} conversion matches an optionally signed integer in any of
3481 the formats that the C language defines for specifying an integer
3482 constant.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3483 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3484 @code{0} for the @var{base} argument.  (You can print integers in this
3485 syntax with @code{printf} by using the @samp{#} flag character with the
3486 @samp{%x}, @samp{%o}, or @samp{%d} conversion.  @xref{Integer Conversions}.)
3488 For example, any of the strings @samp{10}, @samp{0xa}, or @samp{012}
3489 could be read in as integers under the @samp{%i} conversion.  Each of
3490 these specifies a number with decimal value @code{10}.
3492 The @samp{%o}, @samp{%u}, and @samp{%x} conversions match unsigned
3493 integers in octal, decimal, and hexadecimal radices, respectively.  The
3494 syntax that is recognized is the same as that for the @code{strtoul}
3495 function (@pxref{Parsing of Integers}) with the appropriate value
3496 (@code{8}, @code{10}, or @code{16}) for the @var{base} argument.
3498 The @samp{%X} conversion is identical to the @samp{%x} conversion.  They
3499 both permit either uppercase or lowercase letters to be used as digits.
3501 The default type of the corresponding argument for the @code{%d} and
3502 @code{%i} conversions is @code{int *}, and @code{unsigned int *} for the
3503 other integer conversions.  You can use the following type modifiers to
3504 specify other sizes of integer:
3506 @table @samp
3507 @item hh
3508 Specifies that the argument is a @code{signed char *} or @code{unsigned
3509 char *}.
3511 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3513 @item h
3514 Specifies that the argument is a @code{short int *} or @code{unsigned
3515 short int *}.
3517 @item j
3518 Specifies that the argument is a @code{intmax_t *} or @code{uintmax_t *}.
3520 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3522 @item l
3523 Specifies that the argument is a @code{long int *} or @code{unsigned
3524 long int *}.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L} modifier, below.
3526 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
3527 considered as a pointer to a wide character or wide character string
3528 respectively.  This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to
3529 @w{ISO C90}.
3531 @need 100
3532 @item ll
3533 @itemx L
3534 @itemx q
3535 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
3536 GNU C compiler.  For systems that don't provide extra-long integers, this
3537 is the same as @code{long int}.)
3539 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
3540 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
3541 @code{int}.
3543 @item t
3544 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t *}.
3546 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3548 @item z
3549 Specifies that the argument is a @code{size_t *}.
3551 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3552 @end table
3554 All of the @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, and @samp{%G}
3555 input conversions are interchangeable.  They all match an optionally
3556 signed floating point number, in the same syntax as for the
3557 @code{strtod} function (@pxref{Parsing of Floats}).
3559 For the floating-point input conversions, the default argument type is
3560 @code{float *}.  (This is different from the corresponding output
3561 conversions, where the default type is @code{double}; remember that
3562 @code{float} arguments to @code{printf} are converted to @code{double}
3563 by the default argument promotions, but @code{float *} arguments are
3564 not promoted to @code{double *}.)  You can specify other sizes of float
3565 using these type modifiers:
3567 @table @samp
3568 @item l
3569 Specifies that the argument is of type @code{double *}.
3571 @item L
3572 Specifies that the argument is of type @code{long double *}.
3573 @end table
3575 For all the above number parsing formats there is an additional optional
3576 flag @samp{'}.  When this flag is given the @code{scanf} function
3577 expects the number represented in the input string to be formatted
3578 according to the grouping rules of the currently selected locale
3579 (@pxref{General Numeric}).
3581 If the @code{"C"} or @code{"POSIX"} locale is selected there is no
3582 difference.  But for a locale which specifies values for the appropriate
3583 fields in the locale the input must have the correct form in the input.
3584 Otherwise the longest prefix with a correct form is processed.
3586 @node String Input Conversions
3587 @subsection String Input Conversions
3589 This section describes the @code{scanf} input conversions for reading
3590 string and character values: @samp{%s}, @samp{%S}, @samp{%[}, @samp{%c},
3591 and @samp{%C}.
3593 You have two options for how to receive the input from these
3594 conversions:
3596 @itemize @bullet
3597 @item
3598 Provide a buffer to store it in.  This is the default.  You should
3599 provide an argument of type @code{char *} or @code{wchar_t *} (the
3600 latter of the @samp{l} modifier is present).
3602 @strong{Warning:} To make a robust program, you must make sure that the
3603 input (plus its terminating null) cannot possibly exceed the size of the
3604 buffer you provide.  In general, the only way to do this is to specify a
3605 maximum field width one less than the buffer size.  @strong{If you
3606 provide the buffer, always specify a maximum field width to prevent
3607 overflow.}
3609 @item
3610 Ask @code{scanf} to allocate a big enough buffer, by specifying the
3611 @samp{a} flag character.  This is a GNU extension.  You should provide
3612 an argument of type @code{char **} for the buffer address to be stored
3613 in.  @xref{Dynamic String Input}.
3614 @end itemize
3616 The @samp{%c} conversion is the simplest: it matches a fixed number of
3617 characters, always.  The maximum field width says how many characters to
3618 read; if you don't specify the maximum, the default is 1.  This
3619 conversion doesn't append a null character to the end of the text it
3620 reads.  It also does not skip over initial whitespace characters.  It
3621 reads precisely the next @var{n} characters, and fails if it cannot get
3622 that many.  Since there is always a maximum field width with @samp{%c}
3623 (whether specified, or 1 by default), you can always prevent overflow by
3624 making the buffer long enough.
3625 @comment Is character == byte here???  --drepper
3627 If the format is @samp{%lc} or @samp{%C} the function stores wide
3628 characters which are converted using the conversion determined at the
3629 time the stream was opened from the external byte stream.  The number of
3630 bytes read from the medium is limited by @code{MB_CUR_LEN * @var{n}} but
3631 at most @var{n} wide character get stored in the output string.
3633 The @samp{%s} conversion matches a string of non-whitespace characters.
3634 It skips and discards initial whitespace, but stops when it encounters
3635 more whitespace after having read something.  It stores a null character
3636 at the end of the text that it reads.
3638 For example, reading the input:
3640 @smallexample
3641  hello, world
3642 @end smallexample
3644 @noindent
3645 with the conversion @samp{%10c} produces @code{" hello, wo"}, but
3646 reading the same input with the conversion @samp{%10s} produces
3647 @code{"hello,"}.
3649 @strong{Warning:} If you do not specify a field width for @samp{%s},
3650 then the number of characters read is limited only by where the next
3651 whitespace character appears.  This almost certainly means that invalid
3652 input can make your program crash---which is a bug.
3654 The @samp{%ls} and @samp{%S} format are handled just like @samp{%s}
3655 except that the external byte sequence is converted using the conversion
3656 associated with the stream to wide characters with their own encoding.
3657 A width or precision specified with the format do not directly determine
3658 how many bytes are read from the stream since they measure wide
3659 characters.  But an upper limit can be computed by multiplying the value
3660 of the width or precision by @code{MB_CUR_MAX}.
3662 To read in characters that belong to an arbitrary set of your choice,
3663 use the @samp{%[} conversion.  You specify the set between the @samp{[}
3664 character and a following @samp{]} character, using the same syntax used
3665 in regular expressions.  As special cases:
3667 @itemize @bullet
3668 @item
3669 A literal @samp{]} character can be specified as the first character
3670 of the set.
3672 @item
3673 An embedded @samp{-} character (that is, one that is not the first or
3674 last character of the set) is used to specify a range of characters.
3676 @item
3677 If a caret character @samp{^} immediately follows the initial @samp{[},
3678 then the set of allowed input characters is the everything @emph{except}
3679 the characters listed.
3680 @end itemize
3682 The @samp{%[} conversion does not skip over initial whitespace
3683 characters.
3685 Here are some examples of @samp{%[} conversions and what they mean:
3687 @table @samp
3688 @item %25[1234567890]
3689 Matches a string of up to 25 digits.
3691 @item %25[][]
3692 Matches a string of up to 25 square brackets.
3694 @item %25[^ \f\n\r\t\v]
3695 Matches a string up to 25 characters long that doesn't contain any of
3696 the standard whitespace characters.  This is slightly different from
3697 @samp{%s}, because if the input begins with a whitespace character,
3698 @samp{%[} reports a matching failure while @samp{%s} simply discards the
3699 initial whitespace.
3701 @item %25[a-z]
3702 Matches up to 25 lowercase characters.
3703 @end table
3705 As for @samp{%c} and @samp{%s} the @samp{%[} format is also modified to
3706 produce wide characters if the @samp{l} modifier is present.  All what
3707 is said about @samp{%ls} above is true for @samp{%l[}.
3709 One more reminder: the @samp{%s} and @samp{%[} conversions are
3710 @strong{dangerous} if you don't specify a maximum width or use the
3711 @samp{a} flag, because input too long would overflow whatever buffer you
3712 have provided for it.  No matter how long your buffer is, a user could
3713 supply input that is longer.  A well-written program reports invalid
3714 input with a comprehensible error message, not with a crash.
3716 @node Dynamic String Input
3717 @subsection Dynamically Allocating String Conversions
3719 A GNU extension to formatted input lets you safely read a string with no
3720 maximum size.  Using this feature, you don't supply a buffer; instead,
3721 @code{scanf} allocates a buffer big enough to hold the data and gives
3722 you its address.  To use this feature, write @samp{a} as a flag
3723 character, as in @samp{%as} or @samp{%a[0-9a-z]}.
3725 The pointer argument you supply for where to store the input should have
3726 type @code{char **}.  The @code{scanf} function allocates a buffer and
3727 stores its address in the word that the argument points to.  You should
3728 free the buffer with @code{free} when you no longer need it.
3730 Here is an example of using the @samp{a} flag with the @samp{%[@dots{}]}
3731 conversion specification to read a ``variable assignment'' of the form
3732 @samp{@var{variable} = @var{value}}.
3734 @smallexample
3736   char *variable, *value;
3738   if (2 > scanf ("%a[a-zA-Z0-9] = %a[^\n]\n",
3739                  &variable, &value))
3740     @{
3741       invalid_input_error ();
3742       return 0;
3743     @}
3745   @dots{}
3747 @end smallexample
3749 @node Other Input Conversions
3750 @subsection Other Input Conversions
3752 This section describes the miscellaneous input conversions.
3754 The @samp{%p} conversion is used to read a pointer value.  It recognizes
3755 the same syntax used by the @samp{%p} output conversion for
3756 @code{printf} (@pxref{Other Output Conversions}); that is, a hexadecimal
3757 number just as the @samp{%x} conversion accepts.  The corresponding
3758 argument should be of type @code{void **}; that is, the address of a
3759 place to store a pointer.
3761 The resulting pointer value is not guaranteed to be valid if it was not
3762 originally written during the same program execution that reads it in.
3764 The @samp{%n} conversion produces the number of characters read so far
3765 by this call.  The corresponding argument should be of type @code{int *}.
3766 This conversion works in the same way as the @samp{%n} conversion for
3767 @code{printf}; see @ref{Other Output Conversions}, for an example.
3769 The @samp{%n} conversion is the only mechanism for determining the
3770 success of literal matches or conversions with suppressed assignments.
3771 If the @samp{%n} follows the locus of a matching failure, then no value
3772 is stored for it since @code{scanf} returns before processing the
3773 @samp{%n}.  If you store @code{-1} in that argument slot before calling
3774 @code{scanf}, the presence of @code{-1} after @code{scanf} indicates an
3775 error occurred before the @samp{%n} was reached.
3777 Finally, the @samp{%%} conversion matches a literal @samp{%} character
3778 in the input stream, without using an argument.  This conversion does
3779 not permit any flags, field width, or type modifier to be specified.
3781 @node Formatted Input Functions
3782 @subsection Formatted Input Functions
3784 Here are the descriptions of the functions for performing formatted
3785 input.
3786 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
3787 @pindex stdio.h
3789 @comment stdio.h
3790 @comment ISO
3791 @deftypefun int scanf (const char *@var{template}, @dots{})
3792 The @code{scanf} function reads formatted input from the stream
3793 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
3794 The optional arguments are pointers to the places which receive the
3795 resulting values.
3797 The return value is normally the number of successful assignments.  If
3798 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
3799 including matches against whitespace and literal characters in the
3800 template, then @code{EOF} is returned.
3801 @end deftypefun
3803 @comment wchar.h
3804 @comment ISO
3805 @deftypefun int wscanf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3806 The @code{wscanf} function reads formatted input from the stream
3807 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
3808 The optional arguments are pointers to the places which receive the
3809 resulting values.
3811 The return value is normally the number of successful assignments.  If
3812 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
3813 including matches against whitespace and literal characters in the
3814 template, then @code{WEOF} is returned.
3815 @end deftypefun
3817 @comment stdio.h
3818 @comment ISO
3819 @deftypefun int fscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
3820 This function is just like @code{scanf}, except that the input is read
3821 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
3822 @end deftypefun
3824 @comment wchar.h
3825 @comment ISO
3826 @deftypefun int fwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3827 This function is just like @code{wscanf}, except that the input is read
3828 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
3829 @end deftypefun
3831 @comment stdio.h
3832 @comment ISO
3833 @deftypefun int sscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
3834 This is like @code{scanf}, except that the characters are taken from the
3835 null-terminated string @var{s} instead of from a stream.  Reaching the
3836 end of the string is treated as an end-of-file condition.
3838 The behavior of this function is undefined if copying takes place
3839 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
3840 as an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
3841 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
3842 @end deftypefun
3844 @comment wchar.h
3845 @comment ISO
3846 @deftypefun int swscanf (const wchar_t *@var{ws}, const char *@var{template}, @dots{})
3847 This is like @code{wscanf}, except that the characters are taken from the
3848 null-terminated string @var{ws} instead of from a stream.  Reaching the
3849 end of the string is treated as an end-of-file condition.
3851 The behavior of this function is undefined if copying takes place
3852 between objects that overlap---for example, if @var{ws} is also given as
3853 an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
3854 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
3855 @end deftypefun
3857 @node Variable Arguments Input
3858 @subsection Variable Arguments Input Functions
3860 The functions @code{vscanf} and friends are provided so that you can
3861 define your own variadic @code{scanf}-like functions that make use of
3862 the same internals as the built-in formatted output functions.
3863 These functions are analogous to the @code{vprintf} series of output
3864 functions.  @xref{Variable Arguments Output}, for important
3865 information on how to use them.
3867 @strong{Portability Note:} The functions listed in this section were
3868 introduced in @w{ISO C99} and were before available as GNU extensions.
3870 @comment stdio.h
3871 @comment ISO
3872 @deftypefun int vscanf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3873 This function is similar to @code{scanf}, but instead of taking
3874 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
3875 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
3876 @end deftypefun
3878 @comment wchar.h
3879 @comment ISO
3880 @deftypefun int vwscanf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
3881 This function is similar to @code{wscanf}, but instead of taking
3882 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
3883 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
3884 @end deftypefun
3886 @comment stdio.h
3887 @comment ISO
3888 @deftypefun int vfscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3889 This is the equivalent of @code{fscanf} with the variable argument list
3890 specified directly as for @code{vscanf}.
3891 @end deftypefun
3893 @comment wchar.h
3894 @comment ISO
3895 @deftypefun int vfwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
3896 This is the equivalent of @code{fwscanf} with the variable argument list
3897 specified directly as for @code{vwscanf}.
3898 @end deftypefun
3900 @comment stdio.h
3901 @comment ISO
3902 @deftypefun int vsscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3903 This is the equivalent of @code{sscanf} with the variable argument list
3904 specified directly as for @code{vscanf}.
3905 @end deftypefun
3907 @comment wchar.h
3908 @comment ISO
3909 @deftypefun int vswscanf (const wchar_t *@var{s}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
3910 This is the equivalent of @code{swscanf} with the variable argument list
3911 specified directly as for @code{vwscanf}.
3912 @end deftypefun
3914 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
3915 know that a function uses a @code{scanf}-style format string.  Then it
3916 can check the number and types of arguments in each call to the
3917 function, and warn you when they do not match the format string.
3918 For details, @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
3919 gcc.info, Using GNU CC}.
3921 @node EOF and Errors
3922 @section End-Of-File and Errors
3924 @cindex end of file, on a stream
3925 Many of the functions described in this chapter return the value of the
3926 macro @code{EOF} to indicate unsuccessful completion of the operation.
3927 Since @code{EOF} is used to report both end of file and random errors,
3928 it's often better to use the @code{feof} function to check explicitly
3929 for end of file and @code{ferror} to check for errors.  These functions
3930 check indicators that are part of the internal state of the stream
3931 object, indicators set if the appropriate condition was detected by a
3932 previous I/O operation on that stream.
3934 @comment stdio.h
3935 @comment ISO
3936 @deftypevr Macro int EOF
3937 This macro is an integer value that is returned by a number of narrow
3938 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
3939 error situation.  With the GNU library, @code{EOF} is @code{-1}.  In
3940 other libraries, its value may be some other negative number.
3942 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3943 @end deftypevr
3945 @comment wchar.h
3946 @comment ISO
3947 @deftypevr Macro int WEOF
3948 This macro is an integer value that is returned by a number of wide
3949 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
3950 error situation.  With the GNU library, @code{WEOF} is @code{-1}.  In
3951 other libraries, its value may be some other negative number.
3953 This symbol is declared in @file{wchar.h}.
3954 @end deftypevr
3956 @comment stdio.h
3957 @comment ISO
3958 @deftypefun int feof (FILE *@var{stream})
3959 The @code{feof} function returns nonzero if and only if the end-of-file
3960 indicator for the stream @var{stream} is set.
3962 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3963 @end deftypefun
3965 @comment stdio.h
3966 @comment GNU
3967 @deftypefun int feof_unlocked (FILE *@var{stream})
3968 The @code{feof_unlocked} function is equivalent to the @code{feof}
3969 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
3970 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
3972 This function is a GNU extension.
3974 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3975 @end deftypefun
3977 @comment stdio.h
3978 @comment ISO
3979 @deftypefun int ferror (FILE *@var{stream})
3980 The @code{ferror} function returns nonzero if and only if the error
3981 indicator for the stream @var{stream} is set, indicating that an error
3982 has occurred on a previous operation on the stream.
3984 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3985 @end deftypefun
3987 @comment stdio.h
3988 @comment GNU
3989 @deftypefun int ferror_unlocked (FILE *@var{stream})
3990 The @code{ferror_unlocked} function is equivalent to the @code{ferror}
3991 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
3992 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
3994 This function is a GNU extension.
3996 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3997 @end deftypefun
3999 In addition to setting the error indicator associated with the stream,
4000 the functions that operate on streams also set @code{errno} in the same
4001 way as the corresponding low-level functions that operate on file
4002 descriptors.  For example, all of the functions that perform output to a
4003 stream---such as @code{fputc}, @code{printf}, and @code{fflush}---are
4004 implemented in terms of @code{write}, and all of the @code{errno} error
4005 conditions defined for @code{write} are meaningful for these functions.
4006 For more information about the descriptor-level I/O functions, see
4007 @ref{Low-Level I/O}.
4009 @node Error Recovery
4010 @section Recovering from errors
4012 You may explicitly clear the error and EOF flags with the @code{clearerr}
4013 function.
4015 @comment stdio.h
4016 @comment ISO
4017 @deftypefun void clearerr (FILE *@var{stream})
4018 This function clears the end-of-file and error indicators for the
4019 stream @var{stream}.
4021 The file positioning functions (@pxref{File Positioning}) also clear the
4022 end-of-file indicator for the stream.
4023 @end deftypefun
4025 @comment stdio.h
4026 @comment GNU
4027 @deftypefun void clearerr_unlocked (FILE *@var{stream})
4028 The @code{clearerr_unlocked} function is equivalent to the @code{clearerr}
4029 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
4030 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
4032 This function is a GNU extension.
4033 @end deftypefun
4035 Note that it is @emph{not} correct to just clear the error flag and retry
4036 a failed stream operation.  After a failed write, any number of
4037 characters since the last buffer flush may have been committed to the
4038 file, while some buffered data may have been discarded.  Merely retrying
4039 can thus cause lost or repeated data.
4041 A failed read may leave the file pointer in an inappropriate position for
4042 a second try.  In both cases, you should seek to a known position before
4043 retrying.
4045 Most errors that can happen are not recoverable --- a second try will
4046 always fail again in the same way.  So usually it is best to give up and
4047 report the error to the user, rather than install complicated recovery
4048 logic.
4050 One important exception is @code{EINTR} (@pxref{Interrupted Primitives}).
4051 Many stream I/O implementations will treat it as an ordinary error, which
4052 can be quite inconvenient.  You can avoid this hassle by installing all
4053 signals with the @code{SA_RESTART} flag.
4055 For similar reasons, setting nonblocking I/O on a stream's file
4056 descriptor is not usually advisable.
4058 @node Binary Streams
4059 @section Text and Binary Streams
4061 The GNU system and other POSIX-compatible operating systems organize all
4062 files as uniform sequences of characters.  However, some other systems
4063 make a distinction between files containing text and files containing
4064 binary data, and the input and output facilities of @w{ISO C} provide for
4065 this distinction.  This section tells you how to write programs portable
4066 to such systems.
4068 @cindex text stream
4069 @cindex binary stream
4070 When you open a stream, you can specify either a @dfn{text stream} or a
4071 @dfn{binary stream}.  You indicate that you want a binary stream by
4072 specifying the @samp{b} modifier in the @var{opentype} argument to
4073 @code{fopen}; see @ref{Opening Streams}.  Without this
4074 option, @code{fopen} opens the file as a text stream.
4076 Text and binary streams differ in several ways:
4078 @itemize @bullet
4079 @item
4080 The data read from a text stream is divided into @dfn{lines} which are
4081 terminated by newline (@code{'\n'}) characters, while a binary stream is
4082 simply a long series of characters.  A text stream might on some systems
4083 fail to handle lines more than 254 characters long (including the
4084 terminating newline character).
4085 @cindex lines (in a text file)
4087 @item
4088 On some systems, text files can contain only printing characters,
4089 horizontal tab characters, and newlines, and so text streams may not
4090 support other characters.  However, binary streams can handle any
4091 character value.
4093 @item
4094 Space characters that are written immediately preceding a newline
4095 character in a text stream may disappear when the file is read in again.
4097 @item
4098 More generally, there need not be a one-to-one mapping between
4099 characters that are read from or written to a text stream, and the
4100 characters in the actual file.
4101 @end itemize
4103 Since a binary stream is always more capable and more predictable than a
4104 text stream, you might wonder what purpose text streams serve.  Why not
4105 simply always use binary streams?  The answer is that on these operating
4106 systems, text and binary streams use different file formats, and the
4107 only way to read or write ``an ordinary file of text'' that can work
4108 with other text-oriented programs is through a text stream.
4110 In the GNU library, and on all POSIX systems, there is no difference
4111 between text streams and binary streams.  When you open a stream, you
4112 get the same kind of stream regardless of whether you ask for binary.
4113 This stream can handle any file content, and has none of the
4114 restrictions that text streams sometimes have.
4116 @node File Positioning
4117 @section File Positioning
4118 @cindex file positioning on a stream
4119 @cindex positioning a stream
4120 @cindex seeking on a stream
4122 The @dfn{file position} of a stream describes where in the file the
4123 stream is currently reading or writing.  I/O on the stream advances the
4124 file position through the file.  In the GNU system, the file position is
4125 represented as an integer, which counts the number of bytes from the
4126 beginning of the file.  @xref{File Position}.
4128 During I/O to an ordinary disk file, you can change the file position
4129 whenever you wish, so as to read or write any portion of the file.  Some
4130 other kinds of files may also permit this.  Files which support changing
4131 the file position are sometimes referred to as @dfn{random-access}
4132 files.
4134 You can use the functions in this section to examine or modify the file
4135 position indicator associated with a stream.  The symbols listed below
4136 are declared in the header file @file{stdio.h}.
4137 @pindex stdio.h
4139 @comment stdio.h
4140 @comment ISO
4141 @deftypefun {long int} ftell (FILE *@var{stream})
4142 This function returns the current file position of the stream
4143 @var{stream}.
4145 This function can fail if the stream doesn't support file positioning,
4146 or if the file position can't be represented in a @code{long int}, and
4147 possibly for other reasons as well.  If a failure occurs, a value of
4148 @code{-1} is returned.
4149 @end deftypefun
4151 @comment stdio.h
4152 @comment Unix98
4153 @deftypefun off_t ftello (FILE *@var{stream})
4154 The @code{ftello} function is similar to @code{ftell}, except that it
4155 returns a value of type @code{off_t}.  Systems which support this type
4156 use it to describe all file positions, unlike the POSIX specification
4157 which uses a long int.  The two are not necessarily the same size.
4158 Therefore, using ftell can lead to problems if the implementation is
4159 written on top of a POSIX compliant low-level I/O implementation, and using
4160 @code{ftello} is preferable whenever it is available.
4162 If this function fails it returns @code{(off_t) -1}.  This can happen due
4163 to missing support for file positioning or internal errors.  Otherwise
4164 the return value is the current file position.
4166 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4167 version 2.
4169 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4170 32 bit system this function is in fact @code{ftello64}.  I.e., the
4171 LFS interface transparently replaces the old interface.
4172 @end deftypefun
4174 @comment stdio.h
4175 @comment Unix98
4176 @deftypefun off64_t ftello64 (FILE *@var{stream})
4177 This function is similar to @code{ftello} with the only difference that
4178 the return value is of type @code{off64_t}.  This also requires that the
4179 stream @var{stream} was opened using either @code{fopen64},
4180 @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise the underlying
4181 file operations to position the file pointer beyond the @math{2^31}
4182 bytes limit might fail.
4184 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4185 bits machine this function is available under the name @code{ftello}
4186 and so transparently replaces the old interface.
4187 @end deftypefun
4189 @comment stdio.h
4190 @comment ISO
4191 @deftypefun int fseek (FILE *@var{stream}, long int @var{offset}, int @var{whence})
4192 The @code{fseek} function is used to change the file position of the
4193 stream @var{stream}.  The value of @var{whence} must be one of the
4194 constants @code{SEEK_SET}, @code{SEEK_CUR}, or @code{SEEK_END}, to
4195 indicate whether the @var{offset} is relative to the beginning of the
4196 file, the current file position, or the end of the file, respectively.
4198 This function returns a value of zero if the operation was successful,
4199 and a nonzero value to indicate failure.  A successful call also clears
4200 the end-of-file indicator of @var{stream} and discards any characters
4201 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}.
4203 @code{fseek} either flushes any buffered output before setting the file
4204 position or else remembers it so it will be written later in its proper
4205 place in the file.
4206 @end deftypefun
4208 @comment stdio.h
4209 @comment Unix98
4210 @deftypefun int fseeko (FILE *@var{stream}, off_t @var{offset}, int @var{whence})
4211 This function is similar to @code{fseek} but it corrects a problem with
4212 @code{fseek} in a system with POSIX types.  Using a value of type
4213 @code{long int} for the offset is not compatible with POSIX.
4214 @code{fseeko} uses the correct type @code{off_t} for the @var{offset}
4215 parameter.
4217 For this reason it is a good idea to prefer @code{ftello} whenever it is
4218 available since its functionality is (if different at all) closer the
4219 underlying definition.
4221 The functionality and return value is the same as for @code{fseek}.
4223 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4224 version 2.
4226 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4227 32 bit system this function is in fact @code{fseeko64}.  I.e., the
4228 LFS interface transparently replaces the old interface.
4229 @end deftypefun
4231 @comment stdio.h
4232 @comment Unix98
4233 @deftypefun int fseeko64 (FILE *@var{stream}, off64_t @var{offset}, int @var{whence})
4234 This function is similar to @code{fseeko} with the only difference that
4235 the @var{offset} parameter is of type @code{off64_t}.  This also
4236 requires that the stream @var{stream} was opened using either
4237 @code{fopen64}, @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise
4238 the underlying file operations to position the file pointer beyond the
4239 @math{2^31} bytes limit might fail.
4241 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4242 bits machine this function is available under the name @code{fseeko}
4243 and so transparently replaces the old interface.
4244 @end deftypefun
4246 @strong{Portability Note:} In non-POSIX systems, @code{ftell},
4247 @code{ftello}, @code{fseek} and @code{fseeko} might work reliably only
4248 on binary streams.  @xref{Binary Streams}.
4250 The following symbolic constants are defined for use as the @var{whence}
4251 argument to @code{fseek}.  They are also used with the @code{lseek}
4252 function (@pxref{I/O Primitives}) and to specify offsets for file locks
4253 (@pxref{Control Operations}).
4255 @comment stdio.h
4256 @comment ISO
4257 @deftypevr Macro int SEEK_SET
4258 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4259 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4260 the offset provided is relative to the beginning of the file.
4261 @end deftypevr
4263 @comment stdio.h
4264 @comment ISO
4265 @deftypevr Macro int SEEK_CUR
4266 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4267 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4268 the offset provided is relative to the current file position.
4269 @end deftypevr
4271 @comment stdio.h
4272 @comment ISO
4273 @deftypevr Macro int SEEK_END
4274 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4275 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4276 the offset provided is relative to the end of the file.
4277 @end deftypevr
4279 @comment stdio.h
4280 @comment ISO
4281 @deftypefun void rewind (FILE *@var{stream})
4282 The @code{rewind} function positions the stream @var{stream} at the
4283 beginning of the file.  It is equivalent to calling @code{fseek} or
4284 @code{fseeko} on the @var{stream} with an @var{offset} argument of
4285 @code{0L} and a @var{whence} argument of @code{SEEK_SET}, except that
4286 the return value is discarded and the error indicator for the stream is
4287 reset.
4288 @end deftypefun
4290 These three aliases for the @samp{SEEK_@dots{}} constants exist for the
4291 sake of compatibility with older BSD systems.  They are defined in two
4292 different header files: @file{fcntl.h} and @file{sys/file.h}.
4294 @table @code
4295 @comment sys/file.h
4296 @comment BSD
4297 @item L_SET
4298 @vindex L_SET
4299 An alias for @code{SEEK_SET}.
4301 @comment sys/file.h
4302 @comment BSD
4303 @item L_INCR
4304 @vindex L_INCR
4305 An alias for @code{SEEK_CUR}.
4307 @comment sys/file.h
4308 @comment BSD
4309 @item L_XTND
4310 @vindex L_XTND
4311 An alias for @code{SEEK_END}.
4312 @end table
4314 @node Portable Positioning
4315 @section Portable File-Position Functions
4317 On the GNU system, the file position is truly a character count.  You
4318 can specify any character count value as an argument to @code{fseek} or
4319 @code{fseeko} and get reliable results for any random access file.
4320 However, some @w{ISO C} systems do not represent file positions in this
4321 way.
4323 On some systems where text streams truly differ from binary streams, it
4324 is impossible to represent the file position of a text stream as a count
4325 of characters from the beginning of the file.  For example, the file
4326 position on some systems must encode both a record offset within the
4327 file, and a character offset within the record.
4329 As a consequence, if you want your programs to be portable to these
4330 systems, you must observe certain rules:
4332 @itemize @bullet
4333 @item
4334 The value returned from @code{ftell} on a text stream has no predictable
4335 relationship to the number of characters you have read so far.  The only
4336 thing you can rely on is that you can use it subsequently as the
4337 @var{offset} argument to @code{fseek} or @code{fseeko} to move back to
4338 the same file position.
4340 @item
4341 In a call to @code{fseek} or @code{fseeko} on a text stream, either the
4342 @var{offset} must be zero, or @var{whence} must be @code{SEEK_SET} and
4343 and the @var{offset} must be the result of an earlier call to @code{ftell}
4344 on the same stream.
4346 @item
4347 The value of the file position indicator of a text stream is undefined
4348 while there are characters that have been pushed back with @code{ungetc}
4349 that haven't been read or discarded.  @xref{Unreading}.
4350 @end itemize
4352 But even if you observe these rules, you may still have trouble for long
4353 files, because @code{ftell} and @code{fseek} use a @code{long int} value
4354 to represent the file position.  This type may not have room to encode
4355 all the file positions in a large file.  Using the @code{ftello} and
4356 @code{fseeko} functions might help here since the @code{off_t} type is
4357 expected to be able to hold all file position values but this still does
4358 not help to handle additional information which must be associated with
4359 a file position.
4361 So if you do want to support systems with peculiar encodings for the
4362 file positions, it is better to use the functions @code{fgetpos} and
4363 @code{fsetpos} instead.  These functions represent the file position
4364 using the data type @code{fpos_t}, whose internal representation varies
4365 from system to system.
4367 These symbols are declared in the header file @file{stdio.h}.
4368 @pindex stdio.h
4370 @comment stdio.h
4371 @comment ISO
4372 @deftp {Data Type} fpos_t
4373 This is the type of an object that can encode information about the
4374 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos} and
4375 @code{fsetpos}.
4377 In the GNU system, @code{fpos_t} is equivalent to @code{off_t} or
4378 @code{long int}.  In other systems, it might have a different internal
4379 representation.
4381 When compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32 bit machine
4382 this type is in fact equivalent to @code{off64_t} since the LFS
4383 interface transparently replaced the old interface.
4384 @end deftp
4386 @comment stdio.h
4387 @comment Unix98
4388 @deftp {Data Type} fpos64_t
4389 This is the type of an object that can encode information about the
4390 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos64} and
4391 @code{fsetpos64}.
4393 In the GNU system, @code{fpos64_t} is equivalent to @code{off64_t} or
4394 @code{long long int}.  In other systems, it might have a different internal
4395 representation.
4396 @end deftp
4398 @comment stdio.h
4399 @comment ISO
4400 @deftypefun int fgetpos (FILE *@var{stream}, fpos_t *@var{position})
4401 This function stores the value of the file position indicator for the
4402 stream @var{stream} in the @code{fpos_t} object pointed to by
4403 @var{position}.  If successful, @code{fgetpos} returns zero; otherwise
4404 it returns a nonzero value and stores an implementation-defined positive
4405 value in @code{errno}.
4407 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4408 32 bit system the function is in fact @code{fgetpos64}.  I.e., the LFS
4409 interface transparently replaced the old interface.
4410 @end deftypefun
4412 @comment stdio.h
4413 @comment Unix98
4414 @deftypefun int fgetpos64 (FILE *@var{stream}, fpos64_t *@var{position})
4415 This function is similar to @code{fgetpos} but the file position is
4416 returned in a variable of type @code{fpos64_t} to which @var{position}
4417 points.
4419 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4420 bits machine this function is available under the name @code{fgetpos}
4421 and so transparently replaces the old interface.
4422 @end deftypefun
4424 @comment stdio.h
4425 @comment ISO
4426 @deftypefun int fsetpos (FILE *@var{stream}, const fpos_t *@var{position})
4427 This function sets the file position indicator for the stream @var{stream}
4428 to the position @var{position}, which must have been set by a previous
4429 call to @code{fgetpos} on the same stream.  If successful, @code{fsetpos}
4430 clears the end-of-file indicator on the stream, discards any characters
4431 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}, and returns a value
4432 of zero.  Otherwise, @code{fsetpos} returns a nonzero value and stores
4433 an implementation-defined positive value in @code{errno}.
4435 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4436 32 bit system the function is in fact @code{fsetpos64}.  I.e., the LFS
4437 interface transparently replaced the old interface.
4438 @end deftypefun
4440 @comment stdio.h
4441 @comment Unix98
4442 @deftypefun int fsetpos64 (FILE *@var{stream}, const fpos64_t *@var{position})
4443 This function is similar to @code{fsetpos} but the file position used
4444 for positioning is provided in a variable of type @code{fpos64_t} to
4445 which @var{position} points.
4447 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4448 bits machine this function is available under the name @code{fsetpos}
4449 and so transparently replaces the old interface.
4450 @end deftypefun
4452 @node Stream Buffering
4453 @section Stream Buffering
4455 @cindex buffering of streams
4456 Characters that are written to a stream are normally accumulated and
4457 transmitted asynchronously to the file in a block, instead of appearing
4458 as soon as they are output by the application program.  Similarly,
4459 streams often retrieve input from the host environment in blocks rather
4460 than on a character-by-character basis.  This is called @dfn{buffering}.
4462 If you are writing programs that do interactive input and output using
4463 streams, you need to understand how buffering works when you design the
4464 user interface to your program.  Otherwise, you might find that output
4465 (such as progress or prompt messages) doesn't appear when you intended
4466 it to, or displays some other unexpected behavior.
4468 This section deals only with controlling when characters are transmitted
4469 between the stream and the file or device, and @emph{not} with how
4470 things like echoing, flow control, and the like are handled on specific
4471 classes of devices.  For information on common control operations on
4472 terminal devices, see @ref{Low-Level Terminal Interface}.
4474 You can bypass the stream buffering facilities altogether by using the
4475 low-level input and output functions that operate on file descriptors
4476 instead.  @xref{Low-Level I/O}.
4478 @menu
4479 * Buffering Concepts::          Terminology is defined here.
4480 * Flushing Buffers::            How to ensure that output buffers are flushed.
4481 * Controlling Buffering::       How to specify what kind of buffering to use.
4482 @end menu
4484 @node Buffering Concepts
4485 @subsection Buffering Concepts
4487 There are three different kinds of buffering strategies:
4489 @itemize @bullet
4490 @item
4491 Characters written to or read from an @dfn{unbuffered} stream are
4492 transmitted individually to or from the file as soon as possible.
4493 @cindex unbuffered stream
4495 @item
4496 Characters written to a @dfn{line buffered} stream are transmitted to
4497 the file in blocks when a newline character is encountered.
4498 @cindex line buffered stream
4500 @item
4501 Characters written to or read from a @dfn{fully buffered} stream are
4502 transmitted to or from the file in blocks of arbitrary size.
4503 @cindex fully buffered stream
4504 @end itemize
4506 Newly opened streams are normally fully buffered, with one exception: a
4507 stream connected to an interactive device such as a terminal is
4508 initially line buffered.  @xref{Controlling Buffering}, for information
4509 on how to select a different kind of buffering.  Usually the automatic
4510 selection gives you the most convenient kind of buffering for the file
4511 or device you open.
4513 The use of line buffering for interactive devices implies that output
4514 messages ending in a newline will appear immediately---which is usually
4515 what you want.  Output that doesn't end in a newline might or might not
4516 show up immediately, so if you want them to appear immediately, you
4517 should flush buffered output explicitly with @code{fflush}, as described
4518 in @ref{Flushing Buffers}.
4520 @node Flushing Buffers
4521 @subsection Flushing Buffers
4523 @cindex flushing a stream
4524 @dfn{Flushing} output on a buffered stream means transmitting all
4525 accumulated characters to the file.  There are many circumstances when
4526 buffered output on a stream is flushed automatically:
4528 @itemize @bullet
4529 @item
4530 When you try to do output and the output buffer is full.
4532 @item
4533 When the stream is closed.  @xref{Closing Streams}.
4535 @item
4536 When the program terminates by calling @code{exit}.
4537 @xref{Normal Termination}.
4539 @item
4540 When a newline is written, if the stream is line buffered.
4542 @item
4543 Whenever an input operation on @emph{any} stream actually reads data
4544 from its file.
4545 @end itemize
4547 If you want to flush the buffered output at another time, call
4548 @code{fflush}, which is declared in the header file @file{stdio.h}.
4549 @pindex stdio.h
4551 @comment stdio.h
4552 @comment ISO
4553 @deftypefun int fflush (FILE *@var{stream})
4554 This function causes any buffered output on @var{stream} to be delivered
4555 to the file.  If @var{stream} is a null pointer, then
4556 @code{fflush} causes buffered output on @emph{all} open output streams
4557 to be flushed.
4559 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, or zero
4560 otherwise.
4561 @end deftypefun
4563 @comment stdio.h
4564 @comment POSIX
4565 @deftypefun int fflush_unlocked (FILE *@var{stream})
4566 The @code{fflush_unlocked} function is equivalent to the @code{fflush}
4567 function except that it does not implicitly lock the stream if the state
4568 is @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
4569 @end deftypefun
4571 The @code{fflush} function can be used to flush all streams currently
4572 opened.  While this is useful in some situations it does often more than
4573 necessary since it might be done in situations when terminal input is
4574 required and the program wants to be sure that all output is visible on
4575 the terminal.  But this means that only line buffered streams have to be
4576 flushed.  Solaris introduced a function especially for this.  It was
4577 always available in the GNU C library in some form but never officially
4578 exported.
4580 @comment stdio.h
4581 @comment GNU
4582 @deftypefun void _flushlbf (void)
4583 The @code{_flushlbf} function flushes all line buffered streams
4584 currently opened.
4586 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4587 @end deftypefun
4589 @strong{Compatibility Note:} Some brain-damaged operating systems have
4590 been known to be so thoroughly fixated on line-oriented input and output
4591 that flushing a line buffered stream causes a newline to be written!
4592 Fortunately, this ``feature'' seems to be becoming less common.  You do
4593 not need to worry about this in the GNU system.
4595 In some situations it might be useful to not flush the output pending
4596 for a stream but instead simply forget it.  If transmission is costly
4597 and the output is not needed anymore this is valid reasoning.  In this
4598 situation a non-standard function introduced in Solaris and available in
4599 the GNU C library can be used.
4601 @comment stdio_ext.h
4602 @comment GNU
4603 @deftypefun void __fpurge (FILE *@var{stream})
4604 The @code{__fpurge} function causes the buffer of the stream
4605 @var{stream} to be emptied.  If the stream is currently in read mode all
4606 input in the buffer is lost.  If the stream is in output mode the
4607 buffered output is not written to the device (or whatever other
4608 underlying storage) and the buffer the cleared.
4610 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
4611 @end deftypefun
4613 @node Controlling Buffering
4614 @subsection Controlling Which Kind of Buffering
4616 After opening a stream (but before any other operations have been
4617 performed on it), you can explicitly specify what kind of buffering you
4618 want it to have using the @code{setvbuf} function.
4619 @cindex buffering, controlling
4621 The facilities listed in this section are declared in the header
4622 file @file{stdio.h}.
4623 @pindex stdio.h
4625 @comment stdio.h
4626 @comment ISO
4627 @deftypefun int setvbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, int @var{mode}, size_t @var{size})
4628 This function is used to specify that the stream @var{stream} should
4629 have the buffering mode @var{mode}, which can be either @code{_IOFBF}
4630 (for full buffering), @code{_IOLBF} (for line buffering), or
4631 @code{_IONBF} (for unbuffered input/output).
4633 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, then @code{setvbuf}
4634 allocates a buffer itself using @code{malloc}.  This buffer will be freed
4635 when you close the stream.
4637 Otherwise, @var{buf} should be a character array that can hold at least
4638 @var{size} characters.  You should not free the space for this array as
4639 long as the stream remains open and this array remains its buffer.  You
4640 should usually either allocate it statically, or @code{malloc}
4641 (@pxref{Unconstrained Allocation}) the buffer.  Using an automatic array
4642 is not a good idea unless you close the file before exiting the block
4643 that declares the array.
4645 While the array remains a stream buffer, the stream I/O functions will
4646 use the buffer for their internal purposes.  You shouldn't try to access
4647 the values in the array directly while the stream is using it for
4648 buffering.
4650 The @code{setvbuf} function returns zero on success, or a nonzero value
4651 if the value of @var{mode} is not valid or if the request could not
4652 be honored.
4653 @end deftypefun
4655 @comment stdio.h
4656 @comment ISO
4657 @deftypevr Macro int _IOFBF
4658 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4659 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4660 specify that the stream should be fully buffered.
4661 @end deftypevr
4663 @comment stdio.h
4664 @comment ISO
4665 @deftypevr Macro int _IOLBF
4666 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4667 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4668 specify that the stream should be line buffered.
4669 @end deftypevr
4671 @comment stdio.h
4672 @comment ISO
4673 @deftypevr Macro int _IONBF
4674 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4675 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4676 specify that the stream should be unbuffered.
4677 @end deftypevr
4679 @comment stdio.h
4680 @comment ISO
4681 @deftypevr Macro int BUFSIZ
4682 The value of this macro is an integer constant expression that is good
4683 to use for the @var{size} argument to @code{setvbuf}.  This value is
4684 guaranteed to be at least @code{256}.
4686 The value of @code{BUFSIZ} is chosen on each system so as to make stream
4687 I/O efficient.  So it is a good idea to use @code{BUFSIZ} as the size
4688 for the buffer when you call @code{setvbuf}.
4690 Actually, you can get an even better value to use for the buffer size
4691 by means of the @code{fstat} system call: it is found in the
4692 @code{st_blksize} field of the file attributes.  @xref{Attribute Meanings}.
4694 Sometimes people also use @code{BUFSIZ} as the allocation size of
4695 buffers used for related purposes, such as strings used to receive a
4696 line of input with @code{fgets} (@pxref{Character Input}).  There is no
4697 particular reason to use @code{BUFSIZ} for this instead of any other
4698 integer, except that it might lead to doing I/O in chunks of an
4699 efficient size.
4700 @end deftypevr
4702 @comment stdio.h
4703 @comment ISO
4704 @deftypefun void setbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf})
4705 If @var{buf} is a null pointer, the effect of this function is
4706 equivalent to calling @code{setvbuf} with a @var{mode} argument of
4707 @code{_IONBF}.  Otherwise, it is equivalent to calling @code{setvbuf}
4708 with @var{buf}, and a @var{mode} of @code{_IOFBF} and a @var{size}
4709 argument of @code{BUFSIZ}.
4711 The @code{setbuf} function is provided for compatibility with old code;
4712 use @code{setvbuf} in all new programs.
4713 @end deftypefun
4715 @comment stdio.h
4716 @comment BSD
4717 @deftypefun void setbuffer (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, size_t @var{size})
4718 If @var{buf} is a null pointer, this function makes @var{stream} unbuffered.
4719 Otherwise, it makes @var{stream} fully buffered using @var{buf} as the
4720 buffer.  The @var{size} argument specifies the length of @var{buf}.
4722 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4723 @code{setvbuf} instead.
4724 @end deftypefun
4726 @comment stdio.h
4727 @comment BSD
4728 @deftypefun void setlinebuf (FILE *@var{stream})
4729 This function makes @var{stream} be line buffered, and allocates the
4730 buffer for you.
4732 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4733 @code{setvbuf} instead.
4734 @end deftypefun
4736 It is possible to query whether a given stream is line buffered or not
4737 using a non-standard function introduced in Solaris and available in the
4738 GNU C library.
4740 @comment stdio_ext.h
4741 @comment GNU
4742 @deftypefun int __flbf (FILE *@var{stream})
4743 The @code{__flbf} function will return a nonzero value in case the
4744 stream @var{stream} is line buffered.  Otherwise the return value is
4745 zero.
4747 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4748 @end deftypefun
4750 Two more extensions allow to determine the size of the buffer and how
4751 much of it is used.  These functions were also introduced in Solaris.
4753 @comment stdio_ext.h
4754 @comment GNU
4755 @deftypefun size_t __fbufsize (FILE *@var{stream})
4756 The @code{__fbufsize} function return the size of the buffer in the
4757 stream @var{stream}.  This value can be used to optimize the use of the
4758 stream.
4760 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4761 @end deftypefun
4763 @comment stdio_ext.h
4764 @comment GNU
4765 @deftypefun size_t __fpending (FILE *@var{stream}) The @code{__fpending}
4766 function returns the number of bytes currently in the output buffer.
4767 For wide-oriented stream the measuring unit is wide characters.  This
4768 function should not be used on buffers in read mode or opened read-only.
4770 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4771 @end deftypefun
4773 @node Other Kinds of Streams
4774 @section Other Kinds of Streams
4776 The GNU library provides ways for you to define additional kinds of
4777 streams that do not necessarily correspond to an open file.
4779 One such type of stream takes input from or writes output to a string.
4780 These kinds of streams are used internally to implement the
4781 @code{sprintf} and @code{sscanf} functions.  You can also create such a
4782 stream explicitly, using the functions described in @ref{String Streams}.
4784 More generally, you can define streams that do input/output to arbitrary
4785 objects using functions supplied by your program.  This protocol is
4786 discussed in @ref{Custom Streams}.
4788 @strong{Portability Note:} The facilities described in this section are
4789 specific to GNU.  Other systems or C implementations might or might not
4790 provide equivalent functionality.
4792 @menu
4793 * String Streams::              Streams that get data from or put data in
4794                                  a string or memory buffer.
4795 * Obstack Streams::             Streams that store data in an obstack.
4796 * Custom Streams::              Defining your own streams with an arbitrary
4797                                  input data source and/or output data sink.
4798 @end menu
4800 @node String Streams
4801 @subsection String Streams
4803 @cindex stream, for I/O to a string
4804 @cindex string stream
4805 The @code{fmemopen} and @code{open_memstream} functions allow you to do
4806 I/O to a string or memory buffer.  These facilities are declared in
4807 @file{stdio.h}.
4808 @pindex stdio.h
4810 @comment stdio.h
4811 @comment GNU
4812 @deftypefun {FILE *} fmemopen (void *@var{buf}, size_t @var{size}, const char *@var{opentype})
4813 This function opens a stream that allows the access specified by the
4814 @var{opentype} argument, that reads from or writes to the buffer specified
4815 by the argument @var{buf}.  This array must be at least @var{size} bytes long.
4817 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, @code{fmemopen}
4818 dynamically allocates an array @var{size} bytes long (as with @code{malloc};
4819 @pxref{Unconstrained Allocation}).  This is really only useful
4820 if you are going to write things to the buffer and then read them back
4821 in again, because you have no way of actually getting a pointer to the
4822 buffer (for this, try @code{open_memstream}, below).  The buffer is
4823 freed when the stream is open.
4825 The argument @var{opentype} is the same as in @code{fopen}
4826 (@pxref{Opening Streams}).  If the @var{opentype} specifies
4827 append mode, then the initial file position is set to the first null
4828 character in the buffer.  Otherwise the initial file position is at the
4829 beginning of the buffer.
4831 When a stream open for writing is flushed or closed, a null character
4832 (zero byte) is written at the end of the buffer if it fits.  You
4833 should add an extra byte to the @var{size} argument to account for this.
4834 Attempts to write more than @var{size} bytes to the buffer result
4835 in an error.
4837 For a stream open for reading, null characters (zero bytes) in the
4838 buffer do not count as ``end of file''.  Read operations indicate end of
4839 file only when the file position advances past @var{size} bytes.  So, if
4840 you want to read characters from a null-terminated string, you should
4841 supply the length of the string as the @var{size} argument.
4842 @end deftypefun
4844 Here is an example of using @code{fmemopen} to create a stream for
4845 reading from a string:
4847 @smallexample
4848 @include memopen.c.texi
4849 @end smallexample
4851 This program produces the following output:
4853 @smallexample
4854 Got f
4855 Got o
4856 Got o
4857 Got b
4858 Got a
4859 Got r
4860 @end smallexample
4862 @comment stdio.h
4863 @comment GNU
4864 @deftypefun {FILE *} open_memstream (char **@var{ptr}, size_t *@var{sizeloc})
4865 This function opens a stream for writing to a buffer.  The buffer is
4866 allocated dynamically (as with @code{malloc}; @pxref{Unconstrained
4867 Allocation}) and grown as necessary.
4869 When the stream is closed with @code{fclose} or flushed with
4870 @code{fflush}, the locations @var{ptr} and @var{sizeloc} are updated to
4871 contain the pointer to the buffer and its size.  The values thus stored
4872 remain valid only as long as no further output on the stream takes
4873 place.  If you do more output, you must flush the stream again to store
4874 new values before you use them again.
4876 A null character is written at the end of the buffer.  This null character
4877 is @emph{not} included in the size value stored at @var{sizeloc}.
4879 You can move the stream's file position with @code{fseek} or
4880 @code{fseeko} (@pxref{File Positioning}).  Moving the file position past
4881 the end of the data already written fills the intervening space with
4882 zeroes.
4883 @end deftypefun
4885 Here is an example of using @code{open_memstream}:
4887 @smallexample
4888 @include memstrm.c.texi
4889 @end smallexample
4891 This program produces the following output:
4893 @smallexample
4894 buf = `hello', size = 5
4895 buf = `hello, world', size = 12
4896 @end smallexample
4898 @c @group  Invalid outside @example.
4899 @node Obstack Streams
4900 @subsection Obstack Streams
4902 You can open an output stream that puts it data in an obstack.
4903 @xref{Obstacks}.
4905 @comment stdio.h
4906 @comment GNU
4907 @deftypefun {FILE *} open_obstack_stream (struct obstack *@var{obstack})
4908 This function opens a stream for writing data into the obstack @var{obstack}.
4909 This starts an object in the obstack and makes it grow as data is
4910 written (@pxref{Growing Objects}).
4911 @c @end group  Doubly invalid because not nested right.
4913 Calling @code{fflush} on this stream updates the current size of the
4914 object to match the amount of data that has been written.  After a call
4915 to @code{fflush}, you can examine the object temporarily.
4917 You can move the file position of an obstack stream with @code{fseek} or
4918 @code{fseeko} (@pxref{File Positioning}).  Moving the file position past
4919 the end of the data written fills the intervening space with zeros.
4921 To make the object permanent, update the obstack with @code{fflush}, and
4922 then use @code{obstack_finish} to finalize the object and get its address.
4923 The following write to the stream starts a new object in the obstack,
4924 and later writes add to that object until you do another @code{fflush}
4925 and @code{obstack_finish}.
4927 But how do you find out how long the object is?  You can get the length
4928 in bytes by calling @code{obstack_object_size} (@pxref{Status of an
4929 Obstack}), or you can null-terminate the object like this:
4931 @smallexample
4932 obstack_1grow (@var{obstack}, 0);
4933 @end smallexample
4935 Whichever one you do, you must do it @emph{before} calling
4936 @code{obstack_finish}.  (You can do both if you wish.)
4937 @end deftypefun
4939 Here is a sample function that uses @code{open_obstack_stream}:
4941 @smallexample
4942 char *
4943 make_message_string (const char *a, int b)
4945   FILE *stream = open_obstack_stream (&message_obstack);
4946   output_task (stream);
4947   fprintf (stream, ": ");
4948   fprintf (stream, a, b);
4949   fprintf (stream, "\n");
4950   fclose (stream);
4951   obstack_1grow (&message_obstack, 0);
4952   return obstack_finish (&message_obstack);
4954 @end smallexample
4956 @node Custom Streams
4957 @subsection Programming Your Own Custom Streams
4958 @cindex custom streams
4959 @cindex programming your own streams
4961 This section describes how you can make a stream that gets input from an
4962 arbitrary data source or writes output to an arbitrary data sink
4963 programmed by you.  We call these @dfn{custom streams}.  The functions
4964 and types described here are all GNU extensions.
4966 @c !!! this does not talk at all about the higher-level hooks
4968 @menu
4969 * Streams and Cookies::         The @dfn{cookie} records where to fetch or
4970                                  store data that is read or written.
4971 * Hook Functions::              How you should define the four @dfn{hook
4972                                  functions} that a custom stream needs.
4973 @end menu
4975 @node Streams and Cookies
4976 @subsubsection Custom Streams and Cookies
4977 @cindex cookie, for custom stream
4979 Inside every custom stream is a special object called the @dfn{cookie}.
4980 This is an object supplied by you which records where to fetch or store
4981 the data read or written.  It is up to you to define a data type to use
4982 for the cookie.  The stream functions in the library never refer
4983 directly to its contents, and they don't even know what the type is;
4984 they record its address with type @code{void *}.
4986 To implement a custom stream, you must specify @emph{how} to fetch or
4987 store the data in the specified place.  You do this by defining
4988 @dfn{hook functions} to read, write, change ``file position'', and close
4989 the stream.  All four of these functions will be passed the stream's
4990 cookie so they can tell where to fetch or store the data.  The library
4991 functions don't know what's inside the cookie, but your functions will
4992 know.
4994 When you create a custom stream, you must specify the cookie pointer,
4995 and also the four hook functions stored in a structure of type
4996 @code{cookie_io_functions_t}.
4998 These facilities are declared in @file{stdio.h}.
4999 @pindex stdio.h
5001 @comment stdio.h
5002 @comment GNU
5003 @deftp {Data Type} {cookie_io_functions_t}
5004 This is a structure type that holds the functions that define the
5005 communications protocol between the stream and its cookie.  It has
5006 the following members:
5008 @table @code
5009 @item cookie_read_function_t *read
5010 This is the function that reads data from the cookie.  If the value is a
5011 null pointer instead of a function, then read operations on this stream
5012 always return @code{EOF}.
5014 @item cookie_write_function_t *write
5015 This is the function that writes data to the cookie.  If the value is a
5016 null pointer instead of a function, then data written to the stream is
5017 discarded.
5019 @item cookie_seek_function_t *seek
5020 This is the function that performs the equivalent of file positioning on
5021 the cookie.  If the value is a null pointer instead of a function, calls
5022 to @code{fseek} or @code{fseeko} on this stream can only seek to
5023 locations within the buffer; any attempt to seek outside the buffer will
5024 return an @code{ESPIPE} error.
5026 @item cookie_close_function_t *close
5027 This function performs any appropriate cleanup on the cookie when
5028 closing the stream.  If the value is a null pointer instead of a
5029 function, nothing special is done to close the cookie when the stream is
5030 closed.
5031 @end table
5032 @end deftp
5034 @comment stdio.h
5035 @comment GNU
5036 @deftypefun {FILE *} fopencookie (void *@var{cookie}, const char *@var{opentype}, cookie_io_functions_t @var{io-functions})
5037 This function actually creates the stream for communicating with the
5038 @var{cookie} using the functions in the @var{io-functions} argument.
5039 The @var{opentype} argument is interpreted as for @code{fopen};
5040 see @ref{Opening Streams}.  (But note that the ``truncate on
5041 open'' option is ignored.)  The new stream is fully buffered.
5043 The @code{fopencookie} function returns the newly created stream, or a null
5044 pointer in case of an error.
5045 @end deftypefun
5047 @node Hook Functions
5048 @subsubsection Custom Stream Hook Functions
5049 @cindex hook functions (of custom streams)
5051 Here are more details on how you should define the four hook functions
5052 that a custom stream needs.
5054 You should define the function to read data from the cookie as:
5056 @smallexample
5057 ssize_t @var{reader} (void *@var{cookie}, char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5058 @end smallexample
5060 This is very similar to the @code{read} function; see @ref{I/O
5061 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes into
5062 the @var{buffer}, and return the number of bytes read, or zero to
5063 indicate end-of-file.  You can return a value of @code{-1} to indicate
5064 an error.
5066 You should define the function to write data to the cookie as:
5068 @smallexample
5069 ssize_t @var{writer} (void *@var{cookie}, const char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5070 @end smallexample
5072 This is very similar to the @code{write} function; see @ref{I/O
5073 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes from
5074 the buffer, and return the number of bytes written.  You can return a
5075 value of @code{-1} to indicate an error.
5077 You should define the function to perform seek operations on the cookie
5080 @smallexample
5081 int @var{seeker} (void *@var{cookie}, fpos_t *@var{position}, int @var{whence})
5082 @end smallexample
5084 For this function, the @var{position} and @var{whence} arguments are
5085 interpreted as for @code{fgetpos}; see @ref{Portable Positioning}.  In
5086 the GNU library, @code{fpos_t} is equivalent to @code{off_t} or
5087 @code{long int}, and simply represents the number of bytes from the
5088 beginning of the file.
5090 After doing the seek operation, your function should store the resulting
5091 file position relative to the beginning of the file in @var{position}.
5092 Your function should return a value of @code{0} on success and @code{-1}
5093 to indicate an error.
5095 You should define the function to do cleanup operations on the cookie
5096 appropriate for closing the stream as:
5098 @smallexample
5099 int @var{cleaner} (void *@var{cookie})
5100 @end smallexample
5102 Your function should return @code{-1} to indicate an error, and @code{0}
5103 otherwise.
5105 @comment stdio.h
5106 @comment GNU
5107 @deftp {Data Type} cookie_read_function
5108 This is the data type that the read function for a custom stream should have.
5109 If you declare the function as shown above, this is the type it will have.
5110 @end deftp
5112 @comment stdio.h
5113 @comment GNU
5114 @deftp {Data Type} cookie_write_function
5115 The data type of the write function for a custom stream.
5116 @end deftp
5118 @comment stdio.h
5119 @comment GNU
5120 @deftp {Data Type} cookie_seek_function
5121 The data type of the seek function for a custom stream.
5122 @end deftp
5124 @comment stdio.h
5125 @comment GNU
5126 @deftp {Data Type} cookie_close_function
5127 The data type of the close function for a custom stream.
5128 @end deftp
5130 @ignore
5131 Roland says:
5133 @quotation
5134 There is another set of functions one can give a stream, the
5135 input-room and output-room functions.  These functions must
5136 understand stdio internals.  To describe how to use these
5137 functions, you also need to document lots of how stdio works
5138 internally (which isn't relevant for other uses of stdio).
5139 Perhaps I can write an interface spec from which you can write
5140 good documentation.  But it's pretty complex and deals with lots
5141 of nitty-gritty details.  I think it might be better to let this
5142 wait until the rest of the manual is more done and polished.
5143 @end quotation
5144 @end ignore
5146 @c ??? This section could use an example.
5149 @node Formatted Messages
5150 @section Formatted Messages
5151 @cindex formatted messages
5153 On systems which are based on System V messages of programs (especially
5154 the system tools) are printed in a strict form using the @code{fmtmsg}
5155 function.  The uniformity sometimes helps the user to interpret messages
5156 and the strictness tests of the @code{fmtmsg} function ensure that the
5157 programmer follows some minimal requirements.
5159 @menu
5160 * Printing Formatted Messages::   The @code{fmtmsg} function.
5161 * Adding Severity Classes::       Add more severity classes.
5162 * Example::                       How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}.
5163 @end menu
5166 @node Printing Formatted Messages
5167 @subsection Printing Formatted Messages
5169 Messages can be printed to standard error and/or to the console.  To
5170 select the destination the programmer can use the following two values,
5171 bitwise OR combined if wanted, for the @var{classification} parameter of
5172 @code{fmtmsg}:
5174 @vtable @code
5175 @item MM_PRINT
5176 Display the message in standard error.
5177 @item MM_CONSOLE
5178 Display the message on the system console.
5179 @end vtable
5181 The erroneous piece of the system can be signalled by exactly one of the
5182 following values which also is bitwise ORed with the
5183 @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}:
5185 @vtable @code
5186 @item MM_HARD
5187 The source of the condition is some hardware.
5188 @item MM_SOFT
5189 The source of the condition is some software.
5190 @item MM_FIRM
5191 The source of the condition is some firmware.
5192 @end vtable
5194 A third component of the @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}
5195 can describe the part of the system which detects the problem.  This is
5196 done by using exactly one of the following values:
5198 @vtable @code
5199 @item MM_APPL
5200 The erroneous condition is detected by the application.
5201 @item MM_UTIL
5202 The erroneous condition is detected by a utility.
5203 @item MM_OPSYS
5204 The erroneous condition is detected by the operating system.
5205 @end vtable
5207 A last component of @var{classification} can signal the results of this
5208 message.  Exactly one of the following values can be used:
5210 @vtable @code
5211 @item MM_RECOVER
5212 It is a recoverable error.
5213 @item MM_NRECOV
5214 It is a non-recoverable error.
5215 @end vtable
5217 @comment fmtmsg.h
5218 @comment XPG
5219 @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})
5220 Display a message described by its parameters on the device(s) specified
5221 in the @var{classification} parameter.  The @var{label} parameter
5222 identifies the source of the message.  The string should consist of two
5223 colon separated parts where the first part has not more than 10 and the
5224 second part not more than 14 characters.  The @var{text} parameter
5225 describes the condition of the error, the @var{action} parameter possible
5226 steps to recover from the error and the @var{tag} parameter is a
5227 reference to the online documentation where more information can be
5228 found.  It should contain the @var{label} value and a unique
5229 identification number.
5231 Each of the parameters can be a special value which means this value
5232 is to be omitted.  The symbolic names for these values are:
5234 @vtable @code
5235 @item MM_NULLLBL
5236 Ignore @var{label} parameter.
5237 @item MM_NULLSEV
5238 Ignore @var{severity} parameter.
5239 @item MM_NULLMC
5240 Ignore @var{classification} parameter.  This implies that nothing is
5241 actually printed.
5242 @item MM_NULLTXT
5243 Ignore @var{text} parameter.
5244 @item MM_NULLACT
5245 Ignore @var{action} parameter.
5246 @item MM_NULLTAG
5247 Ignore @var{tag} parameter.
5248 @end vtable
5250 There is another way certain fields can be omitted from the output to
5251 standard error.  This is described below in the description of
5252 environment variables influencing the behaviour.
5254 The @var{severity} parameter can have one of the values in the following
5255 table:
5256 @cindex severity class
5258 @vtable @code
5259 @item MM_NOSEV
5260 Nothing is printed, this value is the same as @code{MM_NULLSEV}.
5261 @item MM_HALT
5262 This value is printed as @code{HALT}.
5263 @item MM_ERROR
5264 This value is printed as @code{ERROR}.
5265 @item MM_WARNING
5266 This value is printed as @code{WARNING}.
5267 @item MM_INFO
5268 This value is printed as @code{INFO}.
5269 @end vtable
5271 The numeric value of these five macros are between @code{0} and
5272 @code{4}.  Using the environment variable @code{SEV_LEVEL} or using the
5273 @code{addseverity} function one can add more severity levels with their
5274 corresponding string to print.  This is described below
5275 (@pxref{Adding Severity Classes}).
5277 @noindent
5278 If no parameter is ignored the output looks like this:
5280 @smallexample
5281 @var{label}: @var{severity-string}: @var{text}
5282 TO FIX: @var{action} @var{tag}
5283 @end smallexample
5285 The colons, new line characters and the @code{TO FIX} string are
5286 inserted if necessary, i.e., if the corresponding parameter is not
5287 ignored.
5289 This function is specified in the X/Open Portability Guide.  It is also
5290 available on all systems derived from System V.
5292 The function returns the value @code{MM_OK} if no error occurred.  If
5293 only the printing to standard error failed, it returns @code{MM_NOMSG}.
5294 If printing to the console fails, it returns @code{MM_NOCON}.  If
5295 nothing is printed @code{MM_NOTOK} is returned.  Among situations where
5296 all outputs fail this last value is also returned if a parameter value
5297 is incorrect.
5298 @end deftypefun
5300 There are two environment variables which influence the behaviour of
5301 @code{fmtmsg}.  The first is @code{MSGVERB}.  It is used to control the
5302 output actually happening on standard error (@emph{not} the console
5303 output).  Each of the five fields can explicitly be enabled.  To do
5304 this the user has to put the @code{MSGVERB} variable with a format like
5305 the following in the environment before calling the @code{fmtmsg} function
5306 the first time:
5308 @smallexample
5309 MSGVERB=@var{keyword}[:@var{keyword}[:...]]
5310 @end smallexample
5312 Valid @var{keyword}s are @code{label}, @code{severity}, @code{text},
5313 @code{action}, and @code{tag}.  If the environment variable is not given
5314 or is the empty string, a not supported keyword is given or the value is
5315 somehow else invalid, no part of the message is masked out.
5317 The second environment variable which influences the behaviour of
5318 @code{fmtmsg} is @code{SEV_LEVEL}.  This variable and the change in the
5319 behaviour of @code{fmtmsg} is not specified in the X/Open Portability
5320 Guide.  It is available in System V systems, though.  It can be used to
5321 introduce new severity levels.  By default, only the five severity levels
5322 described above are available.  Any other numeric value would make
5323 @code{fmtmsg} print nothing.
5325 If the user puts @code{SEV_LEVEL} with a format like
5327 @smallexample
5328 SEV_LEVEL=[@var{description}[:@var{description}[:...]]]
5329 @end smallexample
5331 @noindent
5332 in the environment of the process before the first call to
5333 @code{fmtmsg}, where @var{description} has a value of the form
5335 @smallexample
5336 @var{severity-keyword},@var{level},@var{printstring}
5337 @end smallexample
5339 The @var{severity-keyword} part is not used by @code{fmtmsg} but it has
5340 to be present.  The @var{level} part is a string representation of a
5341 number.  The numeric value must be a number greater than 4.  This value
5342 must be used in the @var{severity} parameter of @code{fmtmsg} to select
5343 this class.  It is not possible to overwrite any of the predefined
5344 classes.  The @var{printstring} is the string printed when a message of
5345 this class is processed by @code{fmtmsg} (see above, @code{fmtsmg} does
5346 not print the numeric value but instead the string representation).
5349 @node Adding Severity Classes
5350 @subsection Adding Severity Classes
5351 @cindex severity class
5353 There is another possibility to introduce severity classes besides using
5354 the environment variable @code{SEV_LEVEL}.  This simplifies the task of
5355 introducing new classes in a running program.  One could use the
5356 @code{setenv} or @code{putenv} function to set the environment variable,
5357 but this is toilsome.
5359 @deftypefun int addseverity (int @var{severity}, const char *@var{string})
5360 This function allows the introduction of new severity classes which can be
5361 addressed by the @var{severity} parameter of the @code{fmtmsg} function.
5362 The @var{severity} parameter of @code{addseverity} must match the value
5363 for the parameter with the same name of @code{fmtmsg}, and @var{string}
5364 is the string printed in the actual messages instead of the numeric
5365 value.
5367 If @var{string} is @code{NULL} the severity class with the numeric value
5368 according to @var{severity} is removed.
5370 It is not possible to overwrite or remove one of the default severity
5371 classes.  All calls to @code{addseverity} with @var{severity} set to one
5372 of the values for the default classes will fail.
5374 The return value is @code{MM_OK} if the task was successfully performed.
5375 If the return value is @code{MM_NOTOK} something went wrong.  This could
5376 mean that no more memory is available or a class is not available when
5377 it has to be removed.
5379 This function is not specified in the X/Open Portability Guide although
5380 the @code{fmtsmg} function is.  It is available on System V systems.
5381 @end deftypefun
5384 @node Example
5385 @subsection How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}
5387 Here is a simple example program to illustrate the use of the both
5388 functions described in this section.
5390 @smallexample
5391 @include fmtmsgexpl.c.texi
5392 @end smallexample
5394 The second call to @code{fmtmsg} illustrates a use of this function as
5395 it usually occurs on System V systems, which heavily use this function.
5396 It seems worthwhile to give a short explanation here of how this system
5397 works on System V.  The value of the
5398 @var{label} field (@code{UX:cat}) says that the error occured in the
5399 Unix program @code{cat}.  The explanation of the error follows and the
5400 value for the @var{action} parameter is @code{"refer to manual"}.  One
5401 could be more specific here, if necessary.  The @var{tag} field contains,
5402 as proposed above, the value of the string given for the @var{label}
5403 parameter, and additionally a unique ID (@code{001} in this case).  For
5404 a GNU environment this string could contain a reference to the
5405 corresponding node in the Info page for the program.
5407 @noindent
5408 Running this program without specifying the @code{MSGVERB} and
5409 @code{SEV_LEVEL} function produces the following output:
5411 @smallexample
5412 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5413 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5414 @end smallexample
5416 We see the different fields of the message and how the extra glue (the
5417 colons and the @code{TO FIX} string) are printed.  But only one of the
5418 three calls to @code{fmtmsg} produced output.  The first call does not
5419 print anything because the @var{label} parameter is not in the correct
5420 form.  The string must contain two fields, separated by a colon
5421 (@pxref{Printing Formatted Messages}).  The third @code{fmtmsg} call
5422 produced no output since the class with the numeric value @code{6} is
5423 not defined.  Although a class with numeric value @code{5} is also not
5424 defined by default, the call to @code{addseverity} introduces it and
5425 the second call to @code{fmtmsg} produces the above output.
5427 When we change the environment of the program to contain
5428 @code{SEV_LEVEL=XXX,6,NOTE} when running it we get a different result:
5430 @smallexample
5431 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5432 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5433 label:foo: NOTE: text
5434 TO FIX: action tag
5435 @end smallexample
5437 Now the third call to @code{fmtmsg} produced some output and we see how
5438 the string @code{NOTE} from the environment variable appears in the
5439 message.
5441 Now we can reduce the output by specifying which fields we are
5442 interested in.  If we additionally set the environment variable
5443 @code{MSGVERB} to the value @code{severity:label:action} we get the
5444 following output:
5446 @smallexample
5447 UX:cat: NOTE2
5448 TO FIX: refer to manual
5449 label:foo: NOTE
5450 TO FIX: action
5451 @end smallexample
5453 @noindent
5454 I.e., the output produced by the @var{text} and the @var{tag} parameters
5455 to @code{fmtmsg} vanished.  Please also note that now there is no colon
5456 after the @code{NOTE} and @code{NOTE2} strings in the output.  This is
5457 not necessary since there is no more output on this line because the text
5458 is missing.