Fix ldbl-128ibm expm1l on large arguments (bug 16408).
[glibc.git] / manual / stdio.texi
blob7957a2adfce0888e1ad529bb40e7feae69beb9ab
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 On @gnusystems{}, 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 @theglibc{}, @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.  When using such a stream, you must call @code{fflush}
190 (@pxref{Stream Buffering}) or a file positioning function such as
191 @code{fseek} (@pxref{File Positioning}) when switching from reading
192 to writing or vice versa.  Otherwise, internal buffers might not be
193 emptied properly.
195 Additional characters may appear after these to specify flags for the
196 call.  Always put the mode (@samp{r}, @samp{w+}, etc.) first; that is
197 the only part you are guaranteed will be understood by all systems.
199 @Theglibc{} defines additional characters for use in @var{opentype}:
201 @table @samp
202 @item c
203 The file is opened with cancellation in the I/O functions disabled.
205 @item e
206 The underlying file descriptor will be closed if you use any of the
207 @code{exec@dots{}} functions (@pxref{Executing a File}).  (This is
208 equivalent to having set @code{FD_CLOEXEC} on that descriptor.
209 @xref{Descriptor Flags}.)
211 @item m
212 The file is opened and accessed using @code{mmap}.  This is only
213 supported with files opened for reading.
215 @item x
216 Insist on creating a new file---if a file @var{filename} already
217 exists, @code{fopen} fails rather than opening it.  If you use
218 @samp{x} you are guaranteed that you will not clobber an existing
219 file.  This is equivalent to the @code{O_EXCL} option to the
220 @code{open} function (@pxref{Opening and Closing Files}).
222 The @samp{x} modifier is part of @w{ISO C11}.
223 @end table
225 The character @samp{b} in @var{opentype} has a standard meaning; it
226 requests a binary stream rather than a text stream.  But this makes no
227 difference in POSIX systems (including @gnusystems{}).  If both
228 @samp{+} and @samp{b} are specified, they can appear in either order.
229 @xref{Binary Streams}.
231 @cindex stream orientation
232 @cindex orientation, stream
233 If the @var{opentype} string contains the sequence
234 @code{,ccs=@var{STRING}} then @var{STRING} is taken as the name of a
235 coded character set and @code{fopen} will mark the stream as
236 wide-oriented with appropriate conversion functions in place to convert
237 from and to the character set @var{STRING}.  Any other stream
238 is opened initially unoriented and the orientation is decided with the
239 first file operation.  If the first operation is a wide character
240 operation, the stream is not only marked as wide-oriented, also the
241 conversion functions to convert to the coded character set used for the
242 current locale are loaded.  This will not change anymore from this point
243 on even if the locale selected for the @code{LC_CTYPE} category is
244 changed.
246 Any other characters in @var{opentype} are simply ignored.  They may be
247 meaningful in other systems.
249 If the open fails, @code{fopen} returns a null pointer.
251 When the sources are compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
252 32 bit machine this function is in fact @code{fopen64} since the LFS
253 interface replaces transparently the old interface.
254 @end deftypefun
256 You can have multiple streams (or file descriptors) pointing to the same
257 file open at the same time.  If you do only input, this works
258 straightforwardly, but you must be careful if any output streams are
259 included.  @xref{Stream/Descriptor Precautions}.  This is equally true
260 whether the streams are in one program (not usual) or in several
261 programs (which can easily happen).  It may be advantageous to use the
262 file locking facilities to avoid simultaneous access.  @xref{File
263 Locks}.
265 @comment stdio.h
266 @comment Unix98
267 @deftypefun {FILE *} fopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
268 This function is similar to @code{fopen} but the stream it returns a
269 pointer for is opened using @code{open64}.  Therefore this stream can be
270 used even on files larger than @math{2^31} bytes on 32 bit machines.
272 Please note that the return type is still @code{FILE *}.  There is no
273 special @code{FILE} type for the LFS interface.
275 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
276 bits machine this function is available under the name @code{fopen}
277 and so transparently replaces the old interface.
278 @end deftypefun
280 @comment stdio.h
281 @comment ISO
282 @deftypevr Macro int FOPEN_MAX
283 The value of this macro is an integer constant expression that
284 represents the minimum number of streams that the implementation
285 guarantees can be open simultaneously.  You might be able to open more
286 than this many streams, but that is not guaranteed.  The value of this
287 constant is at least eight, which includes the three standard streams
288 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  In POSIX.1 systems this
289 value is determined by the @code{OPEN_MAX} parameter; @pxref{General
290 Limits}.  In BSD and GNU, it is controlled by the @code{RLIMIT_NOFILE}
291 resource limit; @pxref{Limits on Resources}.
292 @end deftypevr
294 @comment stdio.h
295 @comment ISO
296 @deftypefun {FILE *} freopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
297 This function is like a combination of @code{fclose} and @code{fopen}.
298 It first closes the stream referred to by @var{stream}, ignoring any
299 errors that are detected in the process.  (Because errors are ignored,
300 you should not use @code{freopen} on an output stream if you have
301 actually done any output using the stream.)  Then the file named by
302 @var{filename} is opened with mode @var{opentype} as for @code{fopen},
303 and associated with the same stream object @var{stream}.
305 If the operation fails, a null pointer is returned; otherwise,
306 @code{freopen} returns @var{stream}.
308 @code{freopen} has traditionally been used to connect a standard stream
309 such as @code{stdin} with a file of your own choice.  This is useful in
310 programs in which use of a standard stream for certain purposes is
311 hard-coded.  In @theglibc{}, you can simply close the standard
312 streams and open new ones with @code{fopen}.  But other systems lack
313 this ability, so using @code{freopen} is more portable.
315 When the sources are compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
316 32 bit machine this function is in fact @code{freopen64} since the LFS
317 interface replaces transparently the old interface.
318 @end deftypefun
320 @comment stdio.h
321 @comment Unix98
322 @deftypefun {FILE *} freopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
323 This function is similar to @code{freopen}.  The only difference is that
324 on 32 bit machine the stream returned is able to read beyond the
325 @math{2^31} bytes limits imposed by the normal interface.  It should be
326 noted that the stream pointed to by @var{stream} need not be opened
327 using @code{fopen64} or @code{freopen64} since its mode is not important
328 for this function.
330 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
331 bits machine this function is available under the name @code{freopen}
332 and so transparently replaces the old interface.
333 @end deftypefun
335 In some situations it is useful to know whether a given stream is
336 available for reading or writing.  This information is normally not
337 available and would have to be remembered separately.  Solaris
338 introduced a few functions to get this information from the stream
339 descriptor and these functions are also available in @theglibc{}.
341 @comment stdio_ext.h
342 @comment GNU
343 @deftypefun int __freadable (FILE *@var{stream})
344 The @code{__freadable} function determines whether the stream
345 @var{stream} was opened to allow reading.  In this case the return value
346 is nonzero.  For write-only streams the function returns zero.
348 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
349 @end deftypefun
351 @comment stdio_ext.h
352 @comment GNU
353 @deftypefun int __fwritable (FILE *@var{stream})
354 The @code{__fwritable} function determines whether the stream
355 @var{stream} was opened to allow writing.  In this case the return value
356 is nonzero.  For read-only streams the function returns zero.
358 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
359 @end deftypefun
361 For slightly different kind of problems there are two more functions.
362 They provide even finer-grained information.
364 @comment stdio_ext.h
365 @comment GNU
366 @deftypefun int __freading (FILE *@var{stream})
367 The @code{__freading} function determines whether the stream
368 @var{stream} was last read from or whether it is opened read-only.  In
369 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
370 Determining whether a stream opened for reading and writing was last
371 used for writing allows to draw conclusions about the content about the
372 buffer, among other things.
374 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
375 @end deftypefun
377 @comment stdio_ext.h
378 @comment GNU
379 @deftypefun int __fwriting (FILE *@var{stream})
380 The @code{__fwriting} function determines whether the stream
381 @var{stream} was last written to or whether it is opened write-only.  In
382 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
384 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
385 @end deftypefun
388 @node Closing Streams
389 @section Closing Streams
391 @cindex closing a stream
392 When a stream is closed with @code{fclose}, the connection between the
393 stream and the file is canceled.  After you have closed a stream, you
394 cannot perform any additional operations on it.
396 @comment stdio.h
397 @comment ISO
398 @deftypefun int fclose (FILE *@var{stream})
399 This function causes @var{stream} to be closed and the connection to
400 the corresponding file to be broken.  Any buffered output is written
401 and any buffered input is discarded.  The @code{fclose} function returns
402 a value of @code{0} if the file was closed successfully, and @code{EOF}
403 if an error was detected.
405 It is important to check for errors when you call @code{fclose} to close
406 an output stream, because real, everyday errors can be detected at this
407 time.  For example, when @code{fclose} writes the remaining buffered
408 output, it might get an error because the disk is full.  Even if you
409 know the buffer is empty, errors can still occur when closing a file if
410 you are using NFS.
412 The function @code{fclose} is declared in @file{stdio.h}.
413 @end deftypefun
415 To close all streams currently available @theglibc{} provides
416 another function.
418 @comment stdio.h
419 @comment GNU
420 @deftypefun int fcloseall (void)
421 This function causes all open streams of the process to be closed and
422 the connection to corresponding files to be broken.  All buffered data
423 is written and any buffered input is discarded.  The @code{fcloseall}
424 function returns a value of @code{0} if all the files were closed
425 successfully, and @code{EOF} if an error was detected.
427 This function should be used only in special situations, e.g., when an
428 error occurred and the program must be aborted.  Normally each single
429 stream should be closed separately so that problems with individual
430 streams can be identified.  It is also problematic since the standard
431 streams (@pxref{Standard Streams}) will also be closed.
433 The function @code{fcloseall} is declared in @file{stdio.h}.
434 @end deftypefun
436 If the @code{main} function to your program returns, or if you call the
437 @code{exit} function (@pxref{Normal Termination}), all open streams are
438 automatically closed properly.  If your program terminates in any other
439 manner, such as by calling the @code{abort} function (@pxref{Aborting a
440 Program}) or from a fatal signal (@pxref{Signal Handling}), open streams
441 might not be closed properly.  Buffered output might not be flushed and
442 files may be incomplete.  For more information on buffering of streams,
443 see @ref{Stream Buffering}.
445 @node Streams and Threads
446 @section Streams and Threads
448 @cindex threads
449 @cindex multi-threaded application
450 Streams can be used in multi-threaded applications in the same way they
451 are used in single-threaded applications.  But the programmer must be
452 aware of the possible complications.  It is important to know about
453 these also if the program one writes never use threads since the design
454 and implementation of many stream functions is heavily influenced by the
455 requirements added by multi-threaded programming.
457 The POSIX standard requires that by default the stream operations are
458 atomic.  I.e., issuing two stream operations for the same stream in two
459 threads at the same time will cause the operations to be executed as if
460 they were issued sequentially.  The buffer operations performed while
461 reading or writing are protected from other uses of the same stream.  To
462 do this each stream has an internal lock object which has to be
463 (implicitly) acquired before any work can be done.
465 But there are situations where this is not enough and there are also
466 situations where this is not wanted.  The implicit locking is not enough
467 if the program requires more than one stream function call to happen
468 atomically.  One example would be if an output line a program wants to
469 generate is created by several function calls.  The functions by
470 themselves would ensure only atomicity of their own operation, but not
471 atomicity over all the function calls.  For this it is necessary to
472 perform the stream locking in the application code.
474 @comment stdio.h
475 @comment POSIX
476 @deftypefun void flockfile (FILE *@var{stream})
477 The @code{flockfile} function acquires the internal locking object
478 associated with the stream @var{stream}.  This ensures that no other
479 thread can explicitly through @code{flockfile}/@code{ftrylockfile} or
480 implicit through a call of a stream function lock the stream.  The
481 thread will block until the lock is acquired.  An explicit call to
482 @code{funlockfile} has to be used to release the lock.
483 @end deftypefun
485 @comment stdio.h
486 @comment POSIX
487 @deftypefun int ftrylockfile (FILE *@var{stream})
488 The @code{ftrylockfile} function tries to acquire the internal locking
489 object associated with the stream @var{stream} just like
490 @code{flockfile}.  But unlike @code{flockfile} this function does not
491 block if the lock is not available.  @code{ftrylockfile} returns zero if
492 the lock was successfully acquired.  Otherwise the stream is locked by
493 another thread.
494 @end deftypefun
496 @comment stdio.h
497 @comment POSIX
498 @deftypefun void funlockfile (FILE *@var{stream})
499 The @code{funlockfile} function releases the internal locking object of
500 the stream @var{stream}. The stream must have been locked before by a
501 call to @code{flockfile} or a successful call of @code{ftrylockfile}.
502 The implicit locking performed by the stream operations do not count.
503 The @code{funlockfile} function does not return an error status and the
504 behavior of a call for a stream which is not locked by the current
505 thread is undefined.
506 @end deftypefun
508 The following example shows how the functions above can be used to
509 generate an output line atomically even in multi-threaded applications
510 (yes, the same job could be done with one @code{fprintf} call but it is
511 sometimes not possible):
513 @smallexample
514 FILE *fp;
516    @dots{}
517    flockfile (fp);
518    fputs ("This is test number ", fp);
519    fprintf (fp, "%d\n", test);
520    funlockfile (fp)
522 @end smallexample
524 Without the explicit locking it would be possible for another thread to
525 use the stream @var{fp} after the @code{fputs} call return and before
526 @code{fprintf} was called with the result that the number does not
527 follow the word @samp{number}.
529 From this description it might already be clear that the locking objects
530 in streams are no simple mutexes.  Since locking the same stream twice
531 in the same thread is allowed the locking objects must be equivalent to
532 recursive mutexes.  These mutexes keep track of the owner and the number
533 of times the lock is acquired.  The same number of @code{funlockfile}
534 calls by the same threads is necessary to unlock the stream completely.
535 For instance:
537 @smallexample
538 void
539 foo (FILE *fp)
541   ftrylockfile (fp);
542   fputs ("in foo\n", fp);
543   /* @r{This is very wrong!!!}  */
544   funlockfile (fp);
546 @end smallexample
548 It is important here that the @code{funlockfile} function is only called
549 if the @code{ftrylockfile} function succeeded in locking the stream.  It
550 is therefore always wrong to ignore the result of @code{ftrylockfile}.
551 And it makes no sense since otherwise one would use @code{flockfile}.
552 The result of code like that above is that either @code{funlockfile}
553 tries to free a stream that hasn't been locked by the current thread or it
554 frees the stream prematurely.  The code should look like this:
556 @smallexample
557 void
558 foo (FILE *fp)
560   if (ftrylockfile (fp) == 0)
561     @{
562       fputs ("in foo\n", fp);
563       funlockfile (fp);
564     @}
566 @end smallexample
568 Now that we covered why it is necessary to have these locking it is
569 necessary to talk about situations when locking is unwanted and what can
570 be done.  The locking operations (explicit or implicit) don't come for
571 free.  Even if a lock is not taken the cost is not zero.  The operations
572 which have to be performed require memory operations that are safe in
573 multi-processor environments.  With the many local caches involved in
574 such systems this is quite costly.  So it is best to avoid the locking
575 completely if it is not needed -- because the code in question is never
576 used in a context where two or more threads may use a stream at a time.
577 This can be determined most of the time for application code; for
578 library code which can be used in many contexts one should default to be
579 conservative and use locking.
581 There are two basic mechanisms to avoid locking.  The first is to use
582 the @code{_unlocked} variants of the stream operations.  The POSIX
583 standard defines quite a few of those and @theglibc{} adds a few
584 more.  These variants of the functions behave just like the functions
585 with the name without the suffix except that they do not lock the
586 stream.  Using these functions is very desirable since they are
587 potentially much faster.  This is not only because the locking
588 operation itself is avoided.  More importantly, functions like
589 @code{putc} and @code{getc} are very simple and traditionally (before the
590 introduction of threads) were implemented as macros which are very fast
591 if the buffer is not empty.  With the addition of locking requirements
592 these functions are no longer implemented as macros since they would
593 expand to too much code.
594 But these macros are still available with the same functionality under the new
595 names @code{putc_unlocked} and @code{getc_unlocked}.  This possibly huge
596 difference of speed also suggests the use of the @code{_unlocked}
597 functions even if locking is required.  The difference is that the
598 locking then has to be performed in the program:
600 @smallexample
601 void
602 foo (FILE *fp, char *buf)
604   flockfile (fp);
605   while (*buf != '/')
606     putc_unlocked (*buf++, fp);
607   funlockfile (fp);
609 @end smallexample
611 If in this example the @code{putc} function would be used and the
612 explicit locking would be missing the @code{putc} function would have to
613 acquire the lock in every call, potentially many times depending on when
614 the loop terminates.  Writing it the way illustrated above allows the
615 @code{putc_unlocked} macro to be used which means no locking and direct
616 manipulation of the buffer of the stream.
618 A second way to avoid locking is by using a non-standard function which
619 was introduced in Solaris and is available in @theglibc{} as well.
621 @comment stdio_ext.h
622 @comment GNU
623 @deftypefun int __fsetlocking (FILE *@var{stream}, int @var{type})
625 The @code{__fsetlocking} function can be used to select whether the
626 stream operations will implicitly acquire the locking object of the
627 stream @var{stream}.  By default this is done but it can be disabled and
628 reinstated using this function.  There are three values defined for the
629 @var{type} parameter.
631 @vtable @code
632 @item FSETLOCKING_INTERNAL
633 The stream @code{stream} will from now on use the default internal
634 locking.  Every stream operation with exception of the @code{_unlocked}
635 variants will implicitly lock the stream.
637 @item FSETLOCKING_BYCALLER
638 After the @code{__fsetlocking} function returns the user is responsible
639 for locking the stream.  None of the stream operations will implicitly
640 do this anymore until the state is set back to
641 @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
643 @item FSETLOCKING_QUERY
644 @code{__fsetlocking} only queries the current locking state of the
645 stream.  The return value will be @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or
646 @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on the state.
647 @end vtable
649 The return value of @code{__fsetlocking} is either
650 @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on
651 the state of the stream before the call.
653 This function and the values for the @var{type} parameter are declared
654 in @file{stdio_ext.h}.
655 @end deftypefun
657 This function is especially useful when program code has to be used
658 which is written without knowledge about the @code{_unlocked} functions
659 (or if the programmer was too lazy to use them).
661 @node Streams and I18N
662 @section Streams in Internationalized Applications
664 @w{ISO C90} introduced the new type @code{wchar_t} to allow handling
665 larger character sets.  What was missing was a possibility to output
666 strings of @code{wchar_t} directly.  One had to convert them into
667 multibyte strings using @code{mbstowcs} (there was no @code{mbsrtowcs}
668 yet) and then use the normal stream functions.  While this is doable it
669 is very cumbersome since performing the conversions is not trivial and
670 greatly increases program complexity and size.
672 The Unix standard early on (I think in XPG4.2) introduced two additional
673 format specifiers for the @code{printf} and @code{scanf} families of
674 functions.  Printing and reading of single wide characters was made
675 possible using the @code{%C} specifier and wide character strings can be
676 handled with @code{%S}.  These modifiers behave just like @code{%c} and
677 @code{%s} only that they expect the corresponding argument to have the
678 wide character type and that the wide character and string are
679 transformed into/from multibyte strings before being used.
681 This was a beginning but it is still not good enough.  Not always is it
682 desirable to use @code{printf} and @code{scanf}.  The other, smaller and
683 faster functions cannot handle wide characters.  Second, it is not
684 possible to have a format string for @code{printf} and @code{scanf}
685 consisting of wide characters.  The result is that format strings would
686 have to be generated if they have to contain non-basic characters.
688 @cindex C++ streams
689 @cindex streams, C++
690 In the @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} a whole new set of functions was
691 added to solve the problem.  Most of the stream functions got a
692 counterpart which take a wide character or wide character string instead
693 of a character or string respectively.  The new functions operate on the
694 same streams (like @code{stdout}).  This is different from the model of
695 the C++ runtime library where separate streams for wide and normal I/O
696 are used.
698 @cindex orientation, stream
699 @cindex stream orientation
700 Being able to use the same stream for wide and normal operations comes
701 with a restriction: a stream can be used either for wide operations or
702 for normal operations.  Once it is decided there is no way back.  Only a
703 call to @code{freopen} or @code{freopen64} can reset the
704 @dfn{orientation}.  The orientation can be decided in three ways:
706 @itemize @bullet
707 @item
708 If any of the normal character functions is used (this includes the
709 @code{fread} and @code{fwrite} functions) the stream is marked as not
710 wide oriented.
712 @item
713 If any of the wide character functions is used the stream is marked as
714 wide oriented.
716 @item
717 The @code{fwide} function can be used to set the orientation either way.
718 @end itemize
720 It is important to never mix the use of wide and not wide operations on
721 a stream.  There are no diagnostics issued.  The application behavior
722 will simply be strange or the application will simply crash.  The
723 @code{fwide} function can help avoiding this.
725 @comment wchar.h
726 @comment ISO
727 @deftypefun int fwide (FILE *@var{stream}, int @var{mode})
729 The @code{fwide} function can be used to set and query the state of the
730 orientation of the stream @var{stream}.  If the @var{mode} parameter has
731 a positive value the streams get wide oriented, for negative values
732 narrow oriented.  It is not possible to overwrite previous orientations
733 with @code{fwide}.  I.e., if the stream @var{stream} was already
734 oriented before the call nothing is done.
736 If @var{mode} is zero the current orientation state is queried and
737 nothing is changed.
739 The @code{fwide} function returns a negative value, zero, or a positive
740 value if the stream is narrow, not at all, or wide oriented
741 respectively.
743 This function was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} and is
744 declared in @file{wchar.h}.
745 @end deftypefun
747 It is generally a good idea to orient a stream as early as possible.
748 This can prevent surprise especially for the standard streams
749 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  If some library
750 function in some situations uses one of these streams and this use
751 orients the stream in a different way the rest of the application
752 expects it one might end up with hard to reproduce errors.  Remember
753 that no errors are signal if the streams are used incorrectly.  Leaving
754 a stream unoriented after creation is normally only necessary for
755 library functions which create streams which can be used in different
756 contexts.
758 When writing code which uses streams and which can be used in different
759 contexts it is important to query the orientation of the stream before
760 using it (unless the rules of the library interface demand a specific
761 orientation).  The following little, silly function illustrates this.
763 @smallexample
764 void
765 print_f (FILE *fp)
767   if (fwide (fp, 0) > 0)
768     /* @r{Positive return value means wide orientation.}  */
769     fputwc (L'f', fp);
770   else
771     fputc ('f', fp);
773 @end smallexample
775 Note that in this case the function @code{print_f} decides about the
776 orientation of the stream if it was unoriented before (will not happen
777 if the advise above is followed).
779 The encoding used for the @code{wchar_t} values is unspecified and the
780 user must not make any assumptions about it.  For I/O of @code{wchar_t}
781 values this means that it is impossible to write these values directly
782 to the stream.  This is not what follows from the @w{ISO C} locale model
783 either.  What happens instead is that the bytes read from or written to
784 the underlying media are first converted into the internal encoding
785 chosen by the implementation for @code{wchar_t}.  The external encoding
786 is determined by the @code{LC_CTYPE} category of the current locale or
787 by the @samp{ccs} part of the mode specification given to @code{fopen},
788 @code{fopen64}, @code{freopen}, or @code{freopen64}.  How and when the
789 conversion happens is unspecified and it happens invisible to the user.
791 Since a stream is created in the unoriented state it has at that point
792 no conversion associated with it.  The conversion which will be used is
793 determined by the @code{LC_CTYPE} category selected at the time the
794 stream is oriented.  If the locales are changed at the runtime this
795 might produce surprising results unless one pays attention.  This is
796 just another good reason to orient the stream explicitly as soon as
797 possible, perhaps with a call to @code{fwide}.
799 @node Simple Output
800 @section Simple Output by Characters or Lines
802 @cindex writing to a stream, by characters
803 This section describes functions for performing character- and
804 line-oriented output.
806 These narrow streams functions are declared in the header file
807 @file{stdio.h} and the wide stream functions in @file{wchar.h}.
808 @pindex stdio.h
809 @pindex wchar.h
811 @comment stdio.h
812 @comment ISO
813 @deftypefun int fputc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
814 The @code{fputc} function converts the character @var{c} to type
815 @code{unsigned char}, and writes it to the stream @var{stream}.
816 @code{EOF} is returned if a write error occurs; otherwise the
817 character @var{c} is returned.
818 @end deftypefun
820 @comment wchar.h
821 @comment ISO
822 @deftypefun wint_t fputwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
823 The @code{fputwc} function writes the wide character @var{wc} to the
824 stream @var{stream}.  @code{WEOF} is returned if a write error occurs;
825 otherwise the character @var{wc} is returned.
826 @end deftypefun
828 @comment stdio.h
829 @comment POSIX
830 @deftypefun int fputc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
831 The @code{fputc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputc}
832 function except that it does not implicitly lock the stream.
833 @end deftypefun
835 @comment wchar.h
836 @comment POSIX
837 @deftypefun wint_t fputwc_unlocked (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
838 The @code{fputwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputwc}
839 function except that it does not implicitly lock the stream.
841 This function is a GNU extension.
842 @end deftypefun
844 @comment stdio.h
845 @comment ISO
846 @deftypefun int putc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
847 This is just like @code{fputc}, except that most systems implement it as
848 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
849 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
850 general rule for macros.  @code{putc} is usually the best function to
851 use for writing a single character.
852 @end deftypefun
854 @comment wchar.h
855 @comment ISO
856 @deftypefun wint_t putwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
857 This is just like @code{fputwc}, except that it can be implement as
858 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
859 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
860 general rule for macros.  @code{putwc} is usually the best function to
861 use for writing a single wide character.
862 @end deftypefun
864 @comment stdio.h
865 @comment POSIX
866 @deftypefun int putc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
867 The @code{putc_unlocked} function is equivalent to the @code{putc}
868 function except that it does not implicitly lock the stream.
869 @end deftypefun
871 @comment wchar.h
872 @comment GNU
873 @deftypefun wint_t putwc_unlocked (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
874 The @code{putwc_unlocked} function is equivalent to the @code{putwc}
875 function except that it does not implicitly lock the stream.
877 This function is a GNU extension.
878 @end deftypefun
880 @comment stdio.h
881 @comment ISO
882 @deftypefun int putchar (int @var{c})
883 The @code{putchar} function is equivalent to @code{putc} with
884 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
885 @end deftypefun
887 @comment wchar.h
888 @comment ISO
889 @deftypefun wint_t putwchar (wchar_t @var{wc})
890 The @code{putwchar} function is equivalent to @code{putwc} with
891 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
892 @end deftypefun
894 @comment stdio.h
895 @comment POSIX
896 @deftypefun int putchar_unlocked (int @var{c})
897 The @code{putchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putchar}
898 function except that it does not implicitly lock the stream.
899 @end deftypefun
901 @comment wchar.h
902 @comment GNU
903 @deftypefun wint_t putwchar_unlocked (wchar_t @var{wc})
904 The @code{putwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putwchar}
905 function except that it does not implicitly lock the stream.
907 This function is a GNU extension.
908 @end deftypefun
910 @comment stdio.h
911 @comment ISO
912 @deftypefun int fputs (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
913 The function @code{fputs} writes the string @var{s} to the stream
914 @var{stream}.  The terminating null character is not written.
915 This function does @emph{not} add a newline character, either.
916 It outputs only the characters in the string.
918 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, and otherwise
919 a non-negative value.
921 For example:
923 @smallexample
924 fputs ("Are ", stdout);
925 fputs ("you ", stdout);
926 fputs ("hungry?\n", stdout);
927 @end smallexample
929 @noindent
930 outputs the text @samp{Are you hungry?} followed by a newline.
931 @end deftypefun
933 @comment wchar.h
934 @comment ISO
935 @deftypefun int fputws (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
936 The function @code{fputws} writes the wide character string @var{ws} to
937 the stream @var{stream}.  The terminating null character is not written.
938 This function does @emph{not} add a newline character, either.  It
939 outputs only the characters in the string.
941 This function returns @code{WEOF} if a write error occurs, and otherwise
942 a non-negative value.
943 @end deftypefun
945 @comment stdio.h
946 @comment GNU
947 @deftypefun int fputs_unlocked (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
948 The @code{fputs_unlocked} function is equivalent to the @code{fputs}
949 function except that it does not implicitly lock the stream.
951 This function is a GNU extension.
952 @end deftypefun
954 @comment wchar.h
955 @comment GNU
956 @deftypefun int fputws_unlocked (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
957 The @code{fputws_unlocked} function is equivalent to the @code{fputws}
958 function except that it does not implicitly lock the stream.
960 This function is a GNU extension.
961 @end deftypefun
963 @comment stdio.h
964 @comment ISO
965 @deftypefun int puts (const char *@var{s})
966 The @code{puts} function writes the string @var{s} to the stream
967 @code{stdout} followed by a newline.  The terminating null character of
968 the string is not written.  (Note that @code{fputs} does @emph{not}
969 write a newline as this function does.)
971 @code{puts} is the most convenient function for printing simple
972 messages.  For example:
974 @smallexample
975 puts ("This is a message.");
976 @end smallexample
978 @noindent
979 outputs the text @samp{This is a message.} followed by a newline.
980 @end deftypefun
982 @comment stdio.h
983 @comment SVID
984 @deftypefun int putw (int @var{w}, FILE *@var{stream})
985 This function writes the word @var{w} (that is, an @code{int}) to
986 @var{stream}.  It is provided for compatibility with SVID, but we
987 recommend you use @code{fwrite} instead (@pxref{Block Input/Output}).
988 @end deftypefun
990 @node Character Input
991 @section Character Input
993 @cindex reading from a stream, by characters
994 This section describes functions for performing character-oriented
995 input.  These narrow streams functions are declared in the header file
996 @file{stdio.h} and the wide character functions are declared in
997 @file{wchar.h}.
998 @pindex stdio.h
999 @pindex wchar.h
1001 These functions return an @code{int} or @code{wint_t} value (for narrow
1002 and wide stream functions respectively) that is either a character of
1003 input, or the special value @code{EOF}/@code{WEOF} (usually -1).  For
1004 the narrow stream functions it is important to store the result of these
1005 functions in a variable of type @code{int} instead of @code{char}, even
1006 when you plan to use it only as a character.  Storing @code{EOF} in a
1007 @code{char} variable truncates its value to the size of a character, so
1008 that it is no longer distinguishable from the valid character
1009 @samp{(char) -1}.  So always use an @code{int} for the result of
1010 @code{getc} and friends, and check for @code{EOF} after the call; once
1011 you've verified that the result is not @code{EOF}, you can be sure that
1012 it will fit in a @samp{char} variable without loss of information.
1014 @comment stdio.h
1015 @comment ISO
1016 @deftypefun int fgetc (FILE *@var{stream})
1017 This function reads the next character as an @code{unsigned char} from
1018 the stream @var{stream} and returns its value, converted to an
1019 @code{int}.  If an end-of-file condition or read error occurs,
1020 @code{EOF} is returned instead.
1021 @end deftypefun
1023 @comment wchar.h
1024 @comment ISO
1025 @deftypefun wint_t fgetwc (FILE *@var{stream})
1026 This function reads the next wide character from the stream @var{stream}
1027 and returns its value.  If an end-of-file condition or read error
1028 occurs, @code{WEOF} is returned instead.
1029 @end deftypefun
1031 @comment stdio.h
1032 @comment POSIX
1033 @deftypefun int fgetc_unlocked (FILE *@var{stream})
1034 The @code{fgetc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetc}
1035 function except that it does not implicitly lock the stream.
1036 @end deftypefun
1038 @comment wchar.h
1039 @comment GNU
1040 @deftypefun wint_t fgetwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1041 The @code{fgetwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetwc}
1042 function except that it does not implicitly lock the stream.
1044 This function is a GNU extension.
1045 @end deftypefun
1047 @comment stdio.h
1048 @comment ISO
1049 @deftypefun int getc (FILE *@var{stream})
1050 This is just like @code{fgetc}, except that it is permissible (and
1051 typical) for it to be implemented as a macro that evaluates the
1052 @var{stream} argument more than once.  @code{getc} is often highly
1053 optimized, so it is usually the best function to use to read a single
1054 character.
1055 @end deftypefun
1057 @comment wchar.h
1058 @comment ISO
1059 @deftypefun wint_t getwc (FILE *@var{stream})
1060 This is just like @code{fgetwc}, except that it is permissible for it to
1061 be implemented as a macro that evaluates the @var{stream} argument more
1062 than once.  @code{getwc} can be highly optimized, so it is usually the
1063 best function to use to read a single wide character.
1064 @end deftypefun
1066 @comment stdio.h
1067 @comment POSIX
1068 @deftypefun int getc_unlocked (FILE *@var{stream})
1069 The @code{getc_unlocked} function is equivalent to the @code{getc}
1070 function except that it does not implicitly lock the stream.
1071 @end deftypefun
1073 @comment wchar.h
1074 @comment GNU
1075 @deftypefun wint_t getwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1076 The @code{getwc_unlocked} function is equivalent to the @code{getwc}
1077 function except that it does not implicitly lock the stream.
1079 This function is a GNU extension.
1080 @end deftypefun
1082 @comment stdio.h
1083 @comment ISO
1084 @deftypefun int getchar (void)
1085 The @code{getchar} function is equivalent to @code{getc} with @code{stdin}
1086 as the value of the @var{stream} argument.
1087 @end deftypefun
1089 @comment wchar.h
1090 @comment ISO
1091 @deftypefun wint_t getwchar (void)
1092 The @code{getwchar} function is equivalent to @code{getwc} with @code{stdin}
1093 as the value of the @var{stream} argument.
1094 @end deftypefun
1096 @comment stdio.h
1097 @comment POSIX
1098 @deftypefun int getchar_unlocked (void)
1099 The @code{getchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getchar}
1100 function except that it does not implicitly lock the stream.
1101 @end deftypefun
1103 @comment wchar.h
1104 @comment GNU
1105 @deftypefun wint_t getwchar_unlocked (void)
1106 The @code{getwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getwchar}
1107 function except that it does not implicitly lock the stream.
1109 This function is a GNU extension.
1110 @end deftypefun
1112 Here is an example of a function that does input using @code{fgetc}.  It
1113 would work just as well using @code{getc} instead, or using
1114 @code{getchar ()} instead of @w{@code{fgetc (stdin)}}.  The code would
1115 also work the same for the wide character stream functions.
1117 @smallexample
1119 y_or_n_p (const char *question)
1121   fputs (question, stdout);
1122   while (1)
1123     @{
1124       int c, answer;
1125       /* @r{Write a space to separate answer from question.} */
1126       fputc (' ', stdout);
1127       /* @r{Read the first character of the line.}
1128          @r{This should be the answer character, but might not be.} */
1129       c = tolower (fgetc (stdin));
1130       answer = c;
1131       /* @r{Discard rest of input line.} */
1132       while (c != '\n' && c != EOF)
1133         c = fgetc (stdin);
1134       /* @r{Obey the answer if it was valid.} */
1135       if (answer == 'y')
1136         return 1;
1137       if (answer == 'n')
1138         return 0;
1139       /* @r{Answer was invalid: ask for valid answer.} */
1140       fputs ("Please answer y or n:", stdout);
1141     @}
1143 @end smallexample
1145 @comment stdio.h
1146 @comment SVID
1147 @deftypefun int getw (FILE *@var{stream})
1148 This function reads a word (that is, an @code{int}) from @var{stream}.
1149 It's provided for compatibility with SVID.  We recommend you use
1150 @code{fread} instead (@pxref{Block Input/Output}).  Unlike @code{getc},
1151 any @code{int} value could be a valid result.  @code{getw} returns
1152 @code{EOF} when it encounters end-of-file or an error, but there is no
1153 way to distinguish this from an input word with value -1.
1154 @end deftypefun
1156 @node Line Input
1157 @section Line-Oriented Input
1159 Since many programs interpret input on the basis of lines, it is
1160 convenient to have functions to read a line of text from a stream.
1162 Standard C has functions to do this, but they aren't very safe: null
1163 characters and even (for @code{gets}) long lines can confuse them.  So
1164 @theglibc{} provides the nonstandard @code{getline} function that
1165 makes it easy to read lines reliably.
1167 Another GNU extension, @code{getdelim}, generalizes @code{getline}.  It
1168 reads a delimited record, defined as everything through the next
1169 occurrence of a specified delimiter character.
1171 All these functions are declared in @file{stdio.h}.
1173 @comment stdio.h
1174 @comment GNU
1175 @deftypefun ssize_t getline (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, FILE *@var{stream})
1176 This function reads an entire line from @var{stream}, storing the text
1177 (including the newline and a terminating null character) in a buffer
1178 and storing the buffer address in @code{*@var{lineptr}}.
1180 Before calling @code{getline}, you should place in @code{*@var{lineptr}}
1181 the address of a buffer @code{*@var{n}} bytes long, allocated with
1182 @code{malloc}.  If this buffer is long enough to hold the line,
1183 @code{getline} stores the line in this buffer.  Otherwise,
1184 @code{getline} makes the buffer bigger using @code{realloc}, storing the
1185 new buffer address back in @code{*@var{lineptr}} and the increased size
1186 back in @code{*@var{n}}.
1187 @xref{Unconstrained Allocation}.
1189 If you set @code{*@var{lineptr}} to a null pointer, and @code{*@var{n}}
1190 to zero, before the call, then @code{getline} allocates the initial
1191 buffer for you by calling @code{malloc}.
1193 In either case, when @code{getline} returns,  @code{*@var{lineptr}} is
1194 a @code{char *} which points to the text of the line.
1196 When @code{getline} is successful, it returns the number of characters
1197 read (including the newline, but not including the terminating null).
1198 This value enables you to distinguish null characters that are part of
1199 the line from the null character inserted as a terminator.
1201 This function is a GNU extension, but it is the recommended way to read
1202 lines from a stream.  The alternative standard functions are unreliable.
1204 If an error occurs or end of file is reached without any bytes read,
1205 @code{getline} returns @code{-1}.
1206 @end deftypefun
1208 @comment stdio.h
1209 @comment GNU
1210 @deftypefun ssize_t getdelim (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, int @var{delimiter}, FILE *@var{stream})
1211 This function is like @code{getline} except that the character which
1212 tells it to stop reading is not necessarily newline.  The argument
1213 @var{delimiter} specifies the delimiter character; @code{getdelim} keeps
1214 reading until it sees that character (or end of file).
1216 The text is stored in @var{lineptr}, including the delimiter character
1217 and a terminating null.  Like @code{getline}, @code{getdelim} makes
1218 @var{lineptr} bigger if it isn't big enough.
1220 @code{getline} is in fact implemented in terms of @code{getdelim}, just
1221 like this:
1223 @smallexample
1224 ssize_t
1225 getline (char **lineptr, size_t *n, FILE *stream)
1227   return getdelim (lineptr, n, '\n', stream);
1229 @end smallexample
1230 @end deftypefun
1232 @comment stdio.h
1233 @comment ISO
1234 @deftypefun {char *} fgets (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1235 The @code{fgets} function reads characters from the stream @var{stream}
1236 up to and including a newline character and stores them in the string
1237 @var{s}, adding a null character to mark the end of the string.  You
1238 must supply @var{count} characters worth of space in @var{s}, but the
1239 number of characters read is at most @var{count} @minus{} 1.  The extra
1240 character space is used to hold the null character at the end of the
1241 string.
1243 If the system is already at end of file when you call @code{fgets}, then
1244 the contents of the array @var{s} are unchanged and a null pointer is
1245 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1246 Otherwise, the return value is the pointer @var{s}.
1248 @strong{Warning:}  If the input data has a null character, you can't tell.
1249 So don't use @code{fgets} unless you know the data cannot contain a null.
1250 Don't use it to read files edited by the user because, if the user inserts
1251 a null character, you should either handle it properly or print a clear
1252 error message.  We recommend using @code{getline} instead of @code{fgets}.
1253 @end deftypefun
1255 @comment wchar.h
1256 @comment ISO
1257 @deftypefun {wchar_t *} fgetws (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1258 The @code{fgetws} function reads wide characters from the stream
1259 @var{stream} up to and including a newline character and stores them in
1260 the string @var{ws}, adding a null wide character to mark the end of the
1261 string.  You must supply @var{count} wide characters worth of space in
1262 @var{ws}, but the number of characters read is at most @var{count}
1263 @minus{} 1.  The extra character space is used to hold the null wide
1264 character at the end of the string.
1266 If the system is already at end of file when you call @code{fgetws}, then
1267 the contents of the array @var{ws} are unchanged and a null pointer is
1268 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1269 Otherwise, the return value is the pointer @var{ws}.
1271 @strong{Warning:} If the input data has a null wide character (which are
1272 null bytes in the input stream), you can't tell.  So don't use
1273 @code{fgetws} unless you know the data cannot contain a null.  Don't use
1274 it to read files edited by the user because, if the user inserts a null
1275 character, you should either handle it properly or print a clear error
1276 message.
1277 @comment XXX We need getwline!!!
1278 @end deftypefun
1280 @comment stdio.h
1281 @comment GNU
1282 @deftypefun {char *} fgets_unlocked (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1283 The @code{fgets_unlocked} function is equivalent to the @code{fgets}
1284 function except that it does not implicitly lock the stream.
1286 This function is a GNU extension.
1287 @end deftypefun
1289 @comment wchar.h
1290 @comment GNU
1291 @deftypefun {wchar_t *} fgetws_unlocked (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1292 The @code{fgetws_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetws}
1293 function except that it does not implicitly lock the stream.
1295 This function is a GNU extension.
1296 @end deftypefun
1298 @comment stdio.h
1299 @comment ISO
1300 @deftypefn {Deprecated function} {char *} gets (char *@var{s})
1301 The function @code{gets} reads characters from the stream @code{stdin}
1302 up to the next newline character, and stores them in the string @var{s}.
1303 The newline character is discarded (note that this differs from the
1304 behavior of @code{fgets}, which copies the newline character into the
1305 string).  If @code{gets} encounters a read error or end-of-file, it
1306 returns a null pointer; otherwise it returns @var{s}.
1308 @strong{Warning:} The @code{gets} function is @strong{very dangerous}
1309 because it provides no protection against overflowing the string
1310 @var{s}.  @Theglibc{} includes it for compatibility only.  You
1311 should @strong{always} use @code{fgets} or @code{getline} instead.  To
1312 remind you of this, the linker (if using GNU @code{ld}) will issue a
1313 warning whenever you use @code{gets}.
1314 @end deftypefn
1316 @node Unreading
1317 @section Unreading
1318 @cindex peeking at input
1319 @cindex unreading characters
1320 @cindex pushing input back
1322 In parser programs it is often useful to examine the next character in
1323 the input stream without removing it from the stream.  This is called
1324 ``peeking ahead'' at the input because your program gets a glimpse of
1325 the input it will read next.
1327 Using stream I/O, you can peek ahead at input by first reading it and
1328 then @dfn{unreading} it (also called  @dfn{pushing it back} on the stream).
1329 Unreading a character makes it available to be input again from the stream,
1330 by  the next call to @code{fgetc} or other input function on that stream.
1332 @menu
1333 * Unreading Idea::              An explanation of unreading with pictures.
1334 * How Unread::                  How to call @code{ungetc} to do unreading.
1335 @end menu
1337 @node Unreading Idea
1338 @subsection What Unreading Means
1340 Here is a pictorial explanation of unreading.  Suppose you have a
1341 stream reading a file that contains just six characters, the letters
1342 @samp{foobar}.  Suppose you have read three characters so far.  The
1343 situation looks like this:
1345 @smallexample
1346 f  o  o  b  a  r
1347          ^
1348 @end smallexample
1350 @noindent
1351 so the next input character will be @samp{b}.
1353 @c @group   Invalid outside @example
1354 If instead of reading @samp{b} you unread the letter @samp{o}, you get a
1355 situation like this:
1357 @smallexample
1358 f  o  o  b  a  r
1359          |
1360       o--
1361       ^
1362 @end smallexample
1364 @noindent
1365 so that the next input characters will be @samp{o} and @samp{b}.
1366 @c @end group
1368 @c @group
1369 If you unread @samp{9} instead of @samp{o}, you get this situation:
1371 @smallexample
1372 f  o  o  b  a  r
1373          |
1374       9--
1375       ^
1376 @end smallexample
1378 @noindent
1379 so that the next input characters will be @samp{9} and @samp{b}.
1380 @c @end group
1382 @node How Unread
1383 @subsection Using @code{ungetc} To Do Unreading
1385 The function to unread a character is called @code{ungetc}, because it
1386 reverses the action of @code{getc}.
1388 @comment stdio.h
1389 @comment ISO
1390 @deftypefun int ungetc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
1391 The @code{ungetc} function pushes back the character @var{c} onto the
1392 input stream @var{stream}.  So the next input from @var{stream} will
1393 read @var{c} before anything else.
1395 If @var{c} is @code{EOF}, @code{ungetc} does nothing and just returns
1396 @code{EOF}.  This lets you call @code{ungetc} with the return value of
1397 @code{getc} without needing to check for an error from @code{getc}.
1399 The character that you push back doesn't have to be the same as the last
1400 character that was actually read from the stream.  In fact, it isn't
1401 necessary to actually read any characters from the stream before
1402 unreading them with @code{ungetc}!  But that is a strange way to write a
1403 program; usually @code{ungetc} is used only to unread a character that
1404 was just read from the same stream.  @Theglibc{} supports this
1405 even on files opened in binary mode, but other systems might not.
1407 @Theglibc{} only supports one character of pushback---in other
1408 words, it does not work to call @code{ungetc} twice without doing input
1409 in between.  Other systems might let you push back multiple characters;
1410 then reading from the stream retrieves the characters in the reverse
1411 order that they were pushed.
1413 Pushing back characters doesn't alter the file; only the internal
1414 buffering for the stream is affected.  If a file positioning function
1415 (such as @code{fseek}, @code{fseeko} or @code{rewind}; @pxref{File
1416 Positioning}) is called, any pending pushed-back characters are
1417 discarded.
1419 Unreading a character on a stream that is at end of file clears the
1420 end-of-file indicator for the stream, because it makes the character of
1421 input available.  After you read that character, trying to read again
1422 will encounter end of file.
1423 @end deftypefun
1425 @comment wchar.h
1426 @comment ISO
1427 @deftypefun wint_t ungetwc (wint_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
1428 The @code{ungetwc} function behaves just like @code{ungetc} just that it
1429 pushes back a wide character.
1430 @end deftypefun
1432 Here is an example showing the use of @code{getc} and @code{ungetc} to
1433 skip over whitespace characters.  When this function reaches a
1434 non-whitespace character, it unreads that character to be seen again on
1435 the next read operation on the stream.
1437 @smallexample
1438 #include <stdio.h>
1439 #include <ctype.h>
1441 void
1442 skip_whitespace (FILE *stream)
1444   int c;
1445   do
1446     /* @r{No need to check for @code{EOF} because it is not}
1447        @r{@code{isspace}, and @code{ungetc} ignores @code{EOF}.}  */
1448     c = getc (stream);
1449   while (isspace (c));
1450   ungetc (c, stream);
1452 @end smallexample
1454 @node Block Input/Output
1455 @section Block Input/Output
1457 This section describes how to do input and output operations on blocks
1458 of data.  You can use these functions to read and write binary data, as
1459 well as to read and write text in fixed-size blocks instead of by
1460 characters or lines.
1461 @cindex binary I/O to a stream
1462 @cindex block I/O to a stream
1463 @cindex reading from a stream, by blocks
1464 @cindex writing to a stream, by blocks
1466 Binary files are typically used to read and write blocks of data in the
1467 same format as is used to represent the data in a running program.  In
1468 other words, arbitrary blocks of memory---not just character or string
1469 objects---can be written to a binary file, and meaningfully read in
1470 again by the same program.
1472 Storing data in binary form is often considerably more efficient than
1473 using the formatted I/O functions.  Also, for floating-point numbers,
1474 the binary form avoids possible loss of precision in the conversion
1475 process.  On the other hand, binary files can't be examined or modified
1476 easily using many standard file utilities (such as text editors), and
1477 are not portable between different implementations of the language, or
1478 different kinds of computers.
1480 These functions are declared in @file{stdio.h}.
1481 @pindex stdio.h
1483 @comment stdio.h
1484 @comment ISO
1485 @deftypefun size_t fread (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1486 This function reads up to @var{count} objects of size @var{size} into
1487 the array @var{data}, from the stream @var{stream}.  It returns the
1488 number of objects actually read, which might be less than @var{count} if
1489 a read error occurs or the end of the file is reached.  This function
1490 returns a value of zero (and doesn't read anything) if either @var{size}
1491 or @var{count} is zero.
1493 If @code{fread} encounters end of file in the middle of an object, it
1494 returns the number of complete objects read, and discards the partial
1495 object.  Therefore, the stream remains at the actual end of the file.
1496 @end deftypefun
1498 @comment stdio.h
1499 @comment GNU
1500 @deftypefun size_t fread_unlocked (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1501 The @code{fread_unlocked} function is equivalent to the @code{fread}
1502 function except that it does not implicitly lock the stream.
1504 This function is a GNU extension.
1505 @end deftypefun
1507 @comment stdio.h
1508 @comment ISO
1509 @deftypefun size_t fwrite (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1510 This function writes up to @var{count} objects of size @var{size} from
1511 the array @var{data}, to the stream @var{stream}.  The return value is
1512 normally @var{count}, if the call succeeds.  Any other value indicates
1513 some sort of error, such as running out of space.
1514 @end deftypefun
1516 @comment stdio.h
1517 @comment GNU
1518 @deftypefun size_t fwrite_unlocked (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1519 The @code{fwrite_unlocked} function is equivalent to the @code{fwrite}
1520 function except that it does not implicitly lock the stream.
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 @smallexample
1638 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} @r{[} . @var{precision} @r{]} @var{type} @var{conversion}
1639 @end smallexample
1641 @noindent
1644 @smallexample
1645 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} . @r{*} @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{type} @var{conversion}
1646 @end smallexample
1648 For example, in the conversion specifier @samp{%-10.8ld}, the @samp{-}
1649 is a flag, @samp{10} specifies the field width, the precision is
1650 @samp{8}, the letter @samp{l} is a type modifier, and @samp{d} specifies
1651 the conversion style.  (This particular type specifier says to
1652 print a @code{long int} argument in decimal notation, with a minimum of
1653 8 digits left-justified in a field at least 10 characters wide.)
1655 In more detail, output conversion specifications consist of an
1656 initial @samp{%} character followed in sequence by:
1658 @itemize @bullet
1659 @item
1660 An optional specification of the parameter used for this format.
1661 Normally the parameters to the @code{printf} function are assigned to the
1662 formats in the order of appearance in the format string.  But in some
1663 situations (such as message translation) this is not desirable and this
1664 extension allows an explicit parameter to be specified.
1666 The @var{param-no} parts of the format must be integers in the range of
1667 1 to the maximum number of arguments present to the function call.  Some
1668 implementations limit this number to a certainly upper bound.  The exact
1669 limit can be retrieved by the following constant.
1671 @defvr Macro NL_ARGMAX
1672 The value of @code{NL_ARGMAX} is the maximum value allowed for the
1673 specification of a positional parameter in a @code{printf} call.  The
1674 actual value in effect at runtime can be retrieved by using
1675 @code{sysconf} using the @code{_SC_NL_ARGMAX} parameter @pxref{Sysconf
1676 Definition}.
1678 Some system have a quite low limit such as @math{9} for @w{System V}
1679 systems.  @Theglibc{} has no real limit.
1680 @end defvr
1682 If any of the formats has a specification for the parameter position all
1683 of them in the format string shall have one.  Otherwise the behavior is
1684 undefined.
1686 @item
1687 Zero or more @dfn{flag characters} that modify the normal behavior of
1688 the conversion specification.
1689 @cindex flag character (@code{printf})
1691 @item
1692 An optional decimal integer specifying the @dfn{minimum field width}.
1693 If the normal conversion produces fewer characters than this, the field
1694 is padded with spaces to the specified width.  This is a @emph{minimum}
1695 value; if the normal conversion produces more characters than this, the
1696 field is @emph{not} truncated.  Normally, the output is right-justified
1697 within the field.
1698 @cindex minimum field width (@code{printf})
1700 You can also specify a field width of @samp{*}.  This means that the
1701 next argument in the argument list (before the actual value to be
1702 printed) is used as the field width.  The value must be an @code{int}.
1703 If the value is negative, this means to set the @samp{-} flag (see
1704 below) and to use the absolute value as the field width.
1706 @item
1707 An optional @dfn{precision} to specify the number of digits to be
1708 written for the numeric conversions.  If the precision is specified, it
1709 consists of a period (@samp{.}) followed optionally by a decimal integer
1710 (which defaults to zero if omitted).
1711 @cindex precision (@code{printf})
1713 You can also specify a precision of @samp{*}.  This means that the next
1714 argument in the argument list (before the actual value to be printed) is
1715 used as the precision.  The value must be an @code{int}, and is ignored
1716 if it is negative.  If you specify @samp{*} for both the field width and
1717 precision, the field width argument precedes the precision argument.
1718 Other C library versions may not recognize this syntax.
1720 @item
1721 An optional @dfn{type modifier character}, which is used to specify the
1722 data type of the corresponding argument if it differs from the default
1723 type.  (For example, the integer conversions assume a type of @code{int},
1724 but you can specify @samp{h}, @samp{l}, or @samp{L} for other integer
1725 types.)
1726 @cindex type modifier character (@code{printf})
1728 @item
1729 A character that specifies the conversion to be applied.
1730 @end itemize
1732 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
1733 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
1734 individual conversions for information about the particular options that
1735 they use.
1737 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
1738 @code{printf} and related functions.  It examines the format string and
1739 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
1740 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
1741 write uses a @code{printf}-style format string.
1742 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
1743 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
1745 @node Table of Output Conversions
1746 @subsection Table of Output Conversions
1747 @cindex output conversions, for @code{printf}
1749 Here is a table summarizing what all the different conversions do:
1751 @table @asis
1752 @item @samp{%d}, @samp{%i}
1753 Print an integer as a signed decimal number.  @xref{Integer
1754 Conversions}, for details.  @samp{%d} and @samp{%i} are synonymous for
1755 output, but are different when used with @code{scanf} for input
1756 (@pxref{Table of Input Conversions}).
1758 @item @samp{%o}
1759 Print an integer as an unsigned octal number.  @xref{Integer
1760 Conversions}, for details.
1762 @item @samp{%u}
1763 Print an integer as an unsigned decimal number.  @xref{Integer
1764 Conversions}, for details.
1766 @item @samp{%x}, @samp{%X}
1767 Print an integer as an unsigned hexadecimal number.  @samp{%x} uses
1768 lower-case letters and @samp{%X} uses upper-case.  @xref{Integer
1769 Conversions}, for details.
1771 @item @samp{%f}
1772 Print a floating-point number in normal (fixed-point) notation.
1773 @xref{Floating-Point Conversions}, for details.
1775 @item @samp{%e}, @samp{%E}
1776 Print a floating-point number in exponential notation.  @samp{%e} uses
1777 lower-case letters and @samp{%E} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1778 Conversions}, for details.
1780 @item @samp{%g}, @samp{%G}
1781 Print a floating-point number in either normal or exponential notation,
1782 whichever is more appropriate for its magnitude.  @samp{%g} uses
1783 lower-case letters and @samp{%G} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1784 Conversions}, for details.
1786 @item @samp{%a}, @samp{%A}
1787 Print a floating-point number in a hexadecimal fractional notation which
1788 the exponent to base 2 represented in decimal digits.  @samp{%a} uses
1789 lower-case letters and @samp{%A} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1790 Conversions}, for details.
1792 @item @samp{%c}
1793 Print a single character.  @xref{Other Output Conversions}.
1795 @item @samp{%C}
1796 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
1797 with the Unix standard.
1799 @item @samp{%s}
1800 Print a string.  @xref{Other Output Conversions}.
1802 @item @samp{%S}
1803 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
1804 with the Unix standard.
1806 @item @samp{%p}
1807 Print the value of a pointer.  @xref{Other Output Conversions}.
1809 @item @samp{%n}
1810 Get the number of characters printed so far.  @xref{Other Output Conversions}.
1811 Note that this conversion specification never produces any output.
1813 @item @samp{%m}
1814 Print the string corresponding to the value of @code{errno}.
1815 (This is a GNU extension.)
1816 @xref{Other Output Conversions}.
1818 @item @samp{%%}
1819 Print a literal @samp{%} character.  @xref{Other Output Conversions}.
1820 @end table
1822 If the syntax of a conversion specification is invalid, unpredictable
1823 things will happen, so don't do this.  If there aren't enough function
1824 arguments provided to supply values for all the conversion
1825 specifications in the template string, or if the arguments are not of
1826 the correct types, the results are unpredictable.  If you supply more
1827 arguments than conversion specifications, the extra argument values are
1828 simply ignored; this is sometimes useful.
1830 @node Integer Conversions
1831 @subsection Integer Conversions
1833 This section describes the options for the @samp{%d}, @samp{%i},
1834 @samp{%o}, @samp{%u}, @samp{%x}, and @samp{%X} conversion
1835 specifications.  These conversions print integers in various formats.
1837 The @samp{%d} and @samp{%i} conversion specifications both print an
1838 @code{int} argument as a signed decimal number; while @samp{%o},
1839 @samp{%u}, and @samp{%x} print the argument as an unsigned octal,
1840 decimal, or hexadecimal number (respectively).  The @samp{%X} conversion
1841 specification is just like @samp{%x} except that it uses the characters
1842 @samp{ABCDEF} as digits instead of @samp{abcdef}.
1844 The following flags are meaningful:
1846 @table @asis
1847 @item @samp{-}
1848 Left-justify the result in the field (instead of the normal
1849 right-justification).
1851 @item @samp{+}
1852 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, print a
1853 plus sign if the value is positive.
1855 @item @samp{ }
1856 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, if the result
1857 doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a space
1858 character instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result
1859 includes a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
1861 @item @samp{#}
1862 For the @samp{%o} conversion, this forces the leading digit to be
1863 @samp{0}, as if by increasing the precision.  For @samp{%x} or
1864 @samp{%X}, this prefixes a leading @samp{0x} or @samp{0X} (respectively)
1865 to the result.  This doesn't do anything useful for the @samp{%d},
1866 @samp{%i}, or @samp{%u} conversions.  Using this flag produces output
1867 which can be parsed by the @code{strtoul} function (@pxref{Parsing of
1868 Integers}) and @code{scanf} with the @samp{%i} conversion
1869 (@pxref{Numeric Input Conversions}).
1871 @item @samp{'}
1872 Separate the digits into groups as specified by the locale specified for
1873 the @code{LC_NUMERIC} category; @pxref{General Numeric}.  This flag is a
1874 GNU extension.
1876 @item @samp{0}
1877 Pad the field with zeros instead of spaces.  The zeros are placed after
1878 any indication of sign or base.  This flag is ignored if the @samp{-}
1879 flag is also specified, or if a precision is specified.
1880 @end table
1882 If a precision is supplied, it specifies the minimum number of digits to
1883 appear; leading zeros are produced if necessary.  If you don't specify a
1884 precision, the number is printed with as many digits as it needs.  If
1885 you convert a value of zero with an explicit precision of zero, then no
1886 characters at all are produced.
1888 Without a type modifier, the corresponding argument is treated as an
1889 @code{int} (for the signed conversions @samp{%i} and @samp{%d}) or
1890 @code{unsigned int} (for the unsigned conversions @samp{%o}, @samp{%u},
1891 @samp{%x}, and @samp{%X}).  Recall that since @code{printf} and friends
1892 are variadic, any @code{char} and @code{short} arguments are
1893 automatically converted to @code{int} by the default argument
1894 promotions.  For arguments of other integer types, you can use these
1895 modifiers:
1897 @table @samp
1898 @item hh
1899 Specifies that the argument is a @code{signed char} or @code{unsigned
1900 char}, as appropriate.  A @code{char} argument is converted to an
1901 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1902 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
1903 @code{char} again.
1905 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1907 @item h
1908 Specifies that the argument is a @code{short int} or @code{unsigned
1909 short int}, as appropriate.  A @code{short} argument is converted to an
1910 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1911 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
1912 @code{short} again.
1914 @item j
1915 Specifies that the argument is a @code{intmax_t} or @code{uintmax_t}, as
1916 appropriate.
1918 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1920 @item l
1921 Specifies that the argument is a @code{long int} or @code{unsigned long
1922 int}, as appropriate.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L}
1923 modifier, below.
1925 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
1926 considered as a wide character or wide character string respectively.
1927 This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90}.
1929 @item L
1930 @itemx ll
1931 @itemx q
1932 Specifies that the argument is a @code{long long int}.  (This type is
1933 an extension supported by the GNU C compiler.  On systems that don't
1934 support extra-long integers, this is the same as @code{long int}.)
1936 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
1937 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
1938 @code{int}.
1940 @item t
1941 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t}.
1943 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1945 @item z
1946 @itemx Z
1947 Specifies that the argument is a @code{size_t}.
1949 @samp{z} was introduced in @w{ISO C99}.  @samp{Z} is a GNU extension
1950 predating this addition and should not be used in new code.
1951 @end table
1953 Here is an example.  Using the template string:
1955 @smallexample
1956 "|%5d|%-5d|%+5d|%+-5d|% 5d|%05d|%5.0d|%5.2d|%d|\n"
1957 @end smallexample
1959 @noindent
1960 to print numbers using the different options for the @samp{%d}
1961 conversion gives results like:
1963 @smallexample
1964 |    0|0    |   +0|+0   |    0|00000|     |   00|0|
1965 |    1|1    |   +1|+1   |    1|00001|    1|   01|1|
1966 |   -1|-1   |   -1|-1   |   -1|-0001|   -1|  -01|-1|
1967 |100000|100000|+100000|+100000| 100000|100000|100000|100000|100000|
1968 @end smallexample
1970 In particular, notice what happens in the last case where the number
1971 is too large to fit in the minimum field width specified.
1973 Here are some more examples showing how unsigned integers print under
1974 various format options, using the template string:
1976 @smallexample
1977 "|%5u|%5o|%5x|%5X|%#5o|%#5x|%#5X|%#10.8x|\n"
1978 @end smallexample
1980 @smallexample
1981 |    0|    0|    0|    0|    0|    0|    0|  00000000|
1982 |    1|    1|    1|    1|   01|  0x1|  0X1|0x00000001|
1983 |100000|303240|186a0|186A0|0303240|0x186a0|0X186A0|0x000186a0|
1984 @end smallexample
1987 @node Floating-Point Conversions
1988 @subsection Floating-Point Conversions
1990 This section discusses the conversion specifications for floating-point
1991 numbers: the @samp{%f}, @samp{%e}, @samp{%E}, @samp{%g}, and @samp{%G}
1992 conversions.
1994 The @samp{%f} conversion prints its argument in fixed-point notation,
1995 producing output of the form
1996 @w{[@code{-}]@var{ddd}@code{.}@var{ddd}},
1997 where the number of digits following the decimal point is controlled
1998 by the precision you specify.
2000 The @samp{%e} conversion prints its argument in exponential notation,
2001 producing output of the form
2002 @w{[@code{-}]@var{d}@code{.}@var{ddd}@code{e}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
2003 Again, the number of digits following the decimal point is controlled by
2004 the precision.  The exponent always contains at least two digits.  The
2005 @samp{%E} conversion is similar but the exponent is marked with the letter
2006 @samp{E} instead of @samp{e}.
2008 The @samp{%g} and @samp{%G} conversions print the argument in the style
2009 of @samp{%e} or @samp{%E} (respectively) if the exponent would be less
2010 than -4 or greater than or equal to the precision; otherwise they use
2011 the @samp{%f} style.  A precision of @code{0}, is taken as 1.
2012 Trailing zeros are removed from the fractional portion of the result and
2013 a decimal-point character appears only if it is followed by a digit.
2015 The @samp{%a} and @samp{%A} conversions are meant for representing
2016 floating-point numbers exactly in textual form so that they can be
2017 exchanged as texts between different programs and/or machines.  The
2018 numbers are represented is the form
2019 @w{[@code{-}]@code{0x}@var{h}@code{.}@var{hhh}@code{p}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
2020 At the left of the decimal-point character exactly one digit is print.
2021 This character is only @code{0} if the number is denormalized.
2022 Otherwise the value is unspecified; it is implementation dependent how many
2023 bits are used.  The number of hexadecimal digits on the right side of
2024 the decimal-point character is equal to the precision.  If the precision
2025 is zero it is determined to be large enough to provide an exact
2026 representation of the number (or it is large enough to distinguish two
2027 adjacent values if the @code{FLT_RADIX} is not a power of 2,
2028 @pxref{Floating Point Parameters}).  For the @samp{%a} conversion
2029 lower-case characters are used to represent the hexadecimal number and
2030 the prefix and exponent sign are printed as @code{0x} and @code{p}
2031 respectively.  Otherwise upper-case characters are used and @code{0X}
2032 and @code{P} are used for the representation of prefix and exponent
2033 string.  The exponent to the base of two is printed as a decimal number
2034 using at least one digit but at most as many digits as necessary to
2035 represent the value exactly.
2037 If the value to be printed represents infinity or a NaN, the output is
2038 @w{[@code{-}]@code{inf}} or @code{nan} respectively if the conversion
2039 specifier is @samp{%a}, @samp{%e}, @samp{%f}, or @samp{%g} and it is
2040 @w{[@code{-}]@code{INF}} or @code{NAN} respectively if the conversion is
2041 @samp{%A}, @samp{%E}, or @samp{%G}.
2043 The following flags can be used to modify the behavior:
2045 @comment We use @asis instead of @samp so we can have ` ' as an item.
2046 @table @asis
2047 @item @samp{-}
2048 Left-justify the result in the field.  Normally the result is
2049 right-justified.
2051 @item @samp{+}
2052 Always include a plus or minus sign in the result.
2054 @item @samp{ }
2055 If the result doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a
2056 space instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result includes
2057 a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
2059 @item @samp{#}
2060 Specifies that the result should always include a decimal point, even
2061 if no digits follow it.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions,
2062 this also forces trailing zeros after the decimal point to be left
2063 in place where they would otherwise be removed.
2065 @item @samp{'}
2066 Separate the digits of the integer part of the result into groups as
2067 specified by the locale specified for the @code{LC_NUMERIC} category;
2068 @pxref{General Numeric}.  This flag is a GNU extension.
2070 @item @samp{0}
2071 Pad the field with zeros instead of spaces; the zeros are placed
2072 after any sign.  This flag is ignored if the @samp{-} flag is also
2073 specified.
2074 @end table
2076 The precision specifies how many digits follow the decimal-point
2077 character for the @samp{%f}, @samp{%e}, and @samp{%E} conversions.  For
2078 these conversions, the default precision is @code{6}.  If the precision
2079 is explicitly @code{0}, this suppresses the decimal point character
2080 entirely.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions, the precision
2081 specifies how many significant digits to print.  Significant digits are
2082 the first digit before the decimal point, and all the digits after it.
2083 If the precision is @code{0} or not specified for @samp{%g} or @samp{%G},
2084 it is treated like a value of @code{1}.  If the value being printed
2085 cannot be expressed accurately in the specified number of digits, the
2086 value is rounded to the nearest number that fits.
2088 Without a type modifier, the floating-point conversions use an argument
2089 of type @code{double}.  (By the default argument promotions, any
2090 @code{float} arguments are automatically converted to @code{double}.)
2091 The following type modifier is supported:
2093 @table @samp
2094 @item L
2095 An uppercase @samp{L} specifies that the argument is a @code{long
2096 double}.
2097 @end table
2099 Here are some examples showing how numbers print using the various
2100 floating-point conversions.  All of the numbers were printed using
2101 this template string:
2103 @smallexample
2104 "|%13.4a|%13.4f|%13.4e|%13.4g|\n"
2105 @end smallexample
2107 Here is the output:
2109 @smallexample
2110 |  0x0.0000p+0|       0.0000|   0.0000e+00|            0|
2111 |  0x1.0000p-1|       0.5000|   5.0000e-01|          0.5|
2112 |  0x1.0000p+0|       1.0000|   1.0000e+00|            1|
2113 | -0x1.0000p+0|      -1.0000|  -1.0000e+00|           -1|
2114 |  0x1.9000p+6|     100.0000|   1.0000e+02|          100|
2115 |  0x1.f400p+9|    1000.0000|   1.0000e+03|         1000|
2116 | 0x1.3880p+13|   10000.0000|   1.0000e+04|        1e+04|
2117 | 0x1.81c8p+13|   12345.0000|   1.2345e+04|    1.234e+04|
2118 | 0x1.86a0p+16|  100000.0000|   1.0000e+05|        1e+05|
2119 | 0x1.e240p+16|  123456.0000|   1.2346e+05|    1.235e+05|
2120 @end smallexample
2122 Notice how the @samp{%g} conversion drops trailing zeros.
2124 @node Other Output Conversions
2125 @subsection Other Output Conversions
2127 This section describes miscellaneous conversions for @code{printf}.
2129 The @samp{%c} conversion prints a single character.  In case there is no
2130 @samp{l} modifier the @code{int} argument is first converted to an
2131 @code{unsigned char}.  Then, if used in a wide stream function, the
2132 character is converted into the corresponding wide character.  The
2133 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2134 but no other flags are defined, and no precision or type modifier can be
2135 given.  For example:
2137 @smallexample
2138 printf ("%c%c%c%c%c", 'h', 'e', 'l', 'l', 'o');
2139 @end smallexample
2141 @noindent
2142 prints @samp{hello}.
2144 If there is a @samp{l} modifier present the argument is expected to be
2145 of type @code{wint_t}.  If used in a multibyte function the wide
2146 character is converted into a multibyte character before being added to
2147 the output.  In this case more than one output byte can be produced.
2149 The @samp{%s} conversion prints a string.  If no @samp{l} modifier is
2150 present the corresponding argument must be of type @code{char *} (or
2151 @code{const char *}).  If used in a wide stream function the string is
2152 first converted in a wide character string.  A precision can be
2153 specified to indicate the maximum number of characters to write;
2154 otherwise characters in the string up to but not including the
2155 terminating null character are written to the output stream.  The
2156 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2157 but no other flags or type modifiers are defined for this conversion.
2158 For example:
2160 @smallexample
2161 printf ("%3s%-6s", "no", "where");
2162 @end smallexample
2164 @noindent
2165 prints @samp{ nowhere }.
2167 If there is a @samp{l} modifier present the argument is expected to be of type @code{wchar_t} (or @code{const wchar_t *}).
2169 If you accidentally pass a null pointer as the argument for a @samp{%s}
2170 conversion, @theglibc{} prints it as @samp{(null)}.  We think this
2171 is more useful than crashing.  But it's not good practice to pass a null
2172 argument intentionally.
2174 The @samp{%m} conversion prints the string corresponding to the error
2175 code in @code{errno}.  @xref{Error Messages}.  Thus:
2177 @smallexample
2178 fprintf (stderr, "can't open `%s': %m\n", filename);
2179 @end smallexample
2181 @noindent
2182 is equivalent to:
2184 @smallexample
2185 fprintf (stderr, "can't open `%s': %s\n", filename, strerror (errno));
2186 @end smallexample
2188 @noindent
2189 The @samp{%m} conversion is a @glibcadj{} extension.
2191 The @samp{%p} conversion prints a pointer value.  The corresponding
2192 argument must be of type @code{void *}.  In practice, you can use any
2193 type of pointer.
2195 In @theglibc{}, non-null pointers are printed as unsigned integers,
2196 as if a @samp{%#x} conversion were used.  Null pointers print as
2197 @samp{(nil)}.  (Pointers might print differently in other systems.)
2199 For example:
2201 @smallexample
2202 printf ("%p", "testing");
2203 @end smallexample
2205 @noindent
2206 prints @samp{0x} followed by a hexadecimal number---the address of the
2207 string constant @code{"testing"}.  It does not print the word
2208 @samp{testing}.
2210 You can supply the @samp{-} flag with the @samp{%p} conversion to
2211 specify left-justification, but no other flags, precision, or type
2212 modifiers are defined.
2214 The @samp{%n} conversion is unlike any of the other output conversions.
2215 It uses an argument which must be a pointer to an @code{int}, but
2216 instead of printing anything it stores the number of characters printed
2217 so far by this call at that location.  The @samp{h} and @samp{l} type
2218 modifiers are permitted to specify that the argument is of type
2219 @code{short int *} or @code{long int *} instead of @code{int *}, but no
2220 flags, field width, or precision are permitted.
2222 For example,
2224 @smallexample
2225 int nchar;
2226 printf ("%d %s%n\n", 3, "bears", &nchar);
2227 @end smallexample
2229 @noindent
2230 prints:
2232 @smallexample
2233 3 bears
2234 @end smallexample
2236 @noindent
2237 and sets @code{nchar} to @code{7}, because @samp{3 bears} is seven
2238 characters.
2241 The @samp{%%} conversion prints a literal @samp{%} character.  This
2242 conversion doesn't use an argument, and no flags, field width,
2243 precision, or type modifiers are permitted.
2246 @node Formatted Output Functions
2247 @subsection Formatted Output Functions
2249 This section describes how to call @code{printf} and related functions.
2250 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
2251 Because these functions take a variable number of arguments, you
2252 @emph{must} declare prototypes for them before using them.  Of course,
2253 the easiest way to make sure you have all the right prototypes is to
2254 just include @file{stdio.h}.
2255 @pindex stdio.h
2257 @comment stdio.h
2258 @comment ISO
2259 @deftypefun int printf (const char *@var{template}, @dots{})
2260 The @code{printf} function prints the optional arguments under the
2261 control of the template string @var{template} to the stream
2262 @code{stdout}.  It returns the number of characters printed, or a
2263 negative value if there was an output error.
2264 @end deftypefun
2266 @comment wchar.h
2267 @comment ISO
2268 @deftypefun int wprintf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2269 The @code{wprintf} function prints the optional arguments under the
2270 control of the wide template string @var{template} to the stream
2271 @code{stdout}.  It returns the number of wide characters printed, or a
2272 negative value if there was an output error.
2273 @end deftypefun
2275 @comment stdio.h
2276 @comment ISO
2277 @deftypefun int fprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
2278 This function is just like @code{printf}, except that the output is
2279 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2280 @end deftypefun
2282 @comment wchar.h
2283 @comment ISO
2284 @deftypefun int fwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2285 This function is just like @code{wprintf}, except that the output is
2286 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2287 @end deftypefun
2289 @comment stdio.h
2290 @comment ISO
2291 @deftypefun int sprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
2292 This is like @code{printf}, except that the output is stored in the character
2293 array @var{s} instead of written to a stream.  A null character is written
2294 to mark the end of the string.
2296 The @code{sprintf} function returns the number of characters stored in
2297 the array @var{s}, not including the terminating null character.
2299 The behavior of this function is undefined if copying takes place
2300 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
2301 as an argument to be printed under control of the @samp{%s} conversion.
2302 @xref{Copying and Concatenation}.
2304 @strong{Warning:} The @code{sprintf} function can be @strong{dangerous}
2305 because it can potentially output more characters than can fit in the
2306 allocation size of the string @var{s}.  Remember that the field width
2307 given in a conversion specification is only a @emph{minimum} value.
2309 To avoid this problem, you can use @code{snprintf} or @code{asprintf},
2310 described below.
2311 @end deftypefun
2313 @comment wchar.h
2314 @comment GNU
2315 @deftypefun int swprintf (wchar_t *@var{s}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2316 This is like @code{wprintf}, except that the output is stored in the
2317 wide character array @var{ws} instead of written to a stream.  A null
2318 wide character is written to mark the end of the string.  The @var{size}
2319 argument specifies the maximum number of characters to produce.  The
2320 trailing null character is counted towards this limit, so you should
2321 allocate at least @var{size} wide characters for the string @var{ws}.
2323 The return value is the number of characters generated for the given
2324 input, excluding the trailing null.  If not all output fits into the
2325 provided buffer a negative value is returned.  You should try again with
2326 a bigger output string.  @emph{Note:} this is different from how
2327 @code{snprintf} handles this situation.
2329 Note that the corresponding narrow stream function takes fewer
2330 parameters.  @code{swprintf} in fact corresponds to the @code{snprintf}
2331 function.  Since the @code{sprintf} function can be dangerous and should
2332 be avoided the @w{ISO C} committee refused to make the same mistake
2333 again and decided to not define a function exactly corresponding to
2334 @code{sprintf}.
2335 @end deftypefun
2337 @comment stdio.h
2338 @comment GNU
2339 @deftypefun int snprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, @dots{})
2340 The @code{snprintf} function is similar to @code{sprintf}, except that
2341 the @var{size} argument specifies the maximum number of characters to
2342 produce.  The trailing null character is counted towards this limit, so
2343 you should allocate at least @var{size} characters for the string @var{s}.
2344 If @var{size} is zero, nothing, not even the null byte, shall be written and
2345 @var{s} may be a null pointer.
2347 The return value is the number of characters which would be generated
2348 for the given input, excluding the trailing null.  If this value is
2349 greater or equal to @var{size}, not all characters from the result have
2350 been stored in @var{s}.  You should try again with a bigger output
2351 string.  Here is an example of doing this:
2353 @smallexample
2354 @group
2355 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2356    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2357 char *
2358 make_message (char *name, char *value)
2360   /* @r{Guess we need no more than 100 chars of space.} */
2361   int size = 100;
2362   char *buffer = (char *) xmalloc (size);
2363   int nchars;
2364 @end group
2365 @group
2366   if (buffer == NULL)
2367     return NULL;
2369  /* @r{Try to print in the allocated space.} */
2370   nchars = snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2371                      name, value);
2372 @end group
2373 @group
2374   if (nchars >= size)
2375     @{
2376       /* @r{Reallocate buffer now that we know
2377          how much space is needed.} */
2378       size = nchars + 1;
2379       buffer = (char *) xrealloc (buffer, size);
2381       if (buffer != NULL)
2382         /* @r{Try again.} */
2383         snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2384                   name, value);
2385     @}
2386   /* @r{The last call worked, return the string.} */
2387   return buffer;
2389 @end group
2390 @end smallexample
2392 In practice, it is often easier just to use @code{asprintf}, below.
2394 @strong{Attention:} In versions of @theglibc{} prior to 2.1 the
2395 return value is the number of characters stored, not including the
2396 terminating null; unless there was not enough space in @var{s} to
2397 store the result in which case @code{-1} is returned.  This was
2398 changed in order to comply with the @w{ISO C99} standard.
2399 @end deftypefun
2401 @node Dynamic Output
2402 @subsection Dynamically Allocating Formatted Output
2404 The functions in this section do formatted output and place the results
2405 in dynamically allocated memory.
2407 @comment stdio.h
2408 @comment GNU
2409 @deftypefun int asprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, @dots{})
2410 This function is similar to @code{sprintf}, except that it dynamically
2411 allocates a string (as with @code{malloc}; @pxref{Unconstrained
2412 Allocation}) to hold the output, instead of putting the output in a
2413 buffer you allocate in advance.  The @var{ptr} argument should be the
2414 address of a @code{char *} object, and a successful call to
2415 @code{asprintf} stores a pointer to the newly allocated string at that
2416 location.
2418 The return value is the number of characters allocated for the buffer, or
2419 less than zero if an error occurred. Usually this means that the buffer
2420 could not be allocated.
2422 Here is how to use @code{asprintf} to get the same result as the
2423 @code{snprintf} example, but more easily:
2425 @smallexample
2426 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2427    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2428 char *
2429 make_message (char *name, char *value)
2431   char *result;
2432   if (asprintf (&result, "value of %s is %s", name, value) < 0)
2433     return NULL;
2434   return result;
2436 @end smallexample
2437 @end deftypefun
2439 @comment stdio.h
2440 @comment GNU
2441 @deftypefun int obstack_printf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, @dots{})
2442 This function is similar to @code{asprintf}, except that it uses the
2443 obstack @var{obstack} to allocate the space.  @xref{Obstacks}.
2445 The characters are written onto the end of the current object.
2446 To get at them, you must finish the object with @code{obstack_finish}
2447 (@pxref{Growing Objects}).@refill
2448 @end deftypefun
2450 @node Variable Arguments Output
2451 @subsection Variable Arguments Output Functions
2453 The functions @code{vprintf} and friends are provided so that you can
2454 define your own variadic @code{printf}-like functions that make use of
2455 the same internals as the built-in formatted output functions.
2457 The most natural way to define such functions would be to use a language
2458 construct to say, ``Call @code{printf} and pass this template plus all
2459 of my arguments after the first five.''  But there is no way to do this
2460 in C, and it would be hard to provide a way, since at the C language
2461 level there is no way to tell how many arguments your function received.
2463 Since that method is impossible, we provide alternative functions, the
2464 @code{vprintf} series, which lets you pass a @code{va_list} to describe
2465 ``all of my arguments after the first five.''
2467 When it is sufficient to define a macro rather than a real function,
2468 the GNU C compiler provides a way to do this much more easily with macros.
2469 For example:
2471 @smallexample
2472 #define myprintf(a, b, c, d, e, rest...) \
2473             printf (mytemplate , ## rest)
2474 @end smallexample
2476 @noindent
2477 @xref{Variadic Macros,,, cpp, The C preprocessor}, for details.
2478 But this is limited to macros, and does not apply to real functions at all.
2480 Before calling @code{vprintf} or the other functions listed in this
2481 section, you @emph{must} call @code{va_start} (@pxref{Variadic
2482 Functions}) to initialize a pointer to the variable arguments.  Then you
2483 can call @code{va_arg} to fetch the arguments that you want to handle
2484 yourself.  This advances the pointer past those arguments.
2486 Once your @code{va_list} pointer is pointing at the argument of your
2487 choice, you are ready to call @code{vprintf}.  That argument and all
2488 subsequent arguments that were passed to your function are used by
2489 @code{vprintf} along with the template that you specified separately.
2491 In some other systems, the @code{va_list} pointer may become invalid
2492 after the call to @code{vprintf}, so you must not use @code{va_arg}
2493 after you call @code{vprintf}.  Instead, you should call @code{va_end}
2494 to retire the pointer from service.  However, you can safely call
2495 @code{va_start} on another pointer variable and begin fetching the
2496 arguments again through that pointer.  Calling @code{vprintf} does not
2497 destroy the argument list of your function, merely the particular
2498 pointer that you passed to it.
2500 GNU C does not have such restrictions.  You can safely continue to fetch
2501 arguments from a @code{va_list} pointer after passing it to
2502 @code{vprintf}, and @code{va_end} is a no-op.  (Note, however, that
2503 subsequent @code{va_arg} calls will fetch the same arguments which
2504 @code{vprintf} previously used.)
2506 Prototypes for these functions are declared in @file{stdio.h}.
2507 @pindex stdio.h
2509 @comment stdio.h
2510 @comment ISO
2511 @deftypefun int vprintf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2512 This function is similar to @code{printf} except that, instead of taking
2513 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2514 pointer @var{ap}.
2515 @end deftypefun
2517 @comment wchar.h
2518 @comment ISO
2519 @deftypefun int vwprintf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2520 This function is similar to @code{wprintf} except that, instead of taking
2521 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2522 pointer @var{ap}.
2523 @end deftypefun
2525 @comment stdio.h
2526 @comment ISO
2527 @deftypefun int vfprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2528 This is the equivalent of @code{fprintf} with the variable argument list
2529 specified directly as for @code{vprintf}.
2530 @end deftypefun
2532 @comment wchar.h
2533 @comment ISO
2534 @deftypefun int vfwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2535 This is the equivalent of @code{fwprintf} with the variable argument list
2536 specified directly as for @code{vwprintf}.
2537 @end deftypefun
2539 @comment stdio.h
2540 @comment ISO
2541 @deftypefun int vsprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2542 This is the equivalent of @code{sprintf} with the variable argument list
2543 specified directly as for @code{vprintf}.
2544 @end deftypefun
2546 @comment wchar.h
2547 @comment GNU
2548 @deftypefun int vswprintf (wchar_t *@var{s}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2549 This is the equivalent of @code{swprintf} with the variable argument list
2550 specified directly as for @code{vwprintf}.
2551 @end deftypefun
2553 @comment stdio.h
2554 @comment GNU
2555 @deftypefun int vsnprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2556 This is the equivalent of @code{snprintf} with the variable argument list
2557 specified directly as for @code{vprintf}.
2558 @end deftypefun
2560 @comment stdio.h
2561 @comment GNU
2562 @deftypefun int vasprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2563 The @code{vasprintf} function is the equivalent of @code{asprintf} with the
2564 variable argument list specified directly as for @code{vprintf}.
2565 @end deftypefun
2567 @comment stdio.h
2568 @comment GNU
2569 @deftypefun int obstack_vprintf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2570 The @code{obstack_vprintf} function is the equivalent of
2571 @code{obstack_printf} with the variable argument list specified directly
2572 as for @code{vprintf}.@refill
2573 @end deftypefun
2575 Here's an example showing how you might use @code{vfprintf}.  This is a
2576 function that prints error messages to the stream @code{stderr}, along
2577 with a prefix indicating the name of the program
2578 (@pxref{Error Messages}, for a description of
2579 @code{program_invocation_short_name}).
2581 @smallexample
2582 @group
2583 #include <stdio.h>
2584 #include <stdarg.h>
2586 void
2587 eprintf (const char *template, ...)
2589   va_list ap;
2590   extern char *program_invocation_short_name;
2592   fprintf (stderr, "%s: ", program_invocation_short_name);
2593   va_start (ap, template);
2594   vfprintf (stderr, template, ap);
2595   va_end (ap);
2597 @end group
2598 @end smallexample
2600 @noindent
2601 You could call @code{eprintf} like this:
2603 @smallexample
2604 eprintf ("file `%s' does not exist\n", filename);
2605 @end smallexample
2607 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
2608 know that a function uses a @code{printf}-style format string.  Then it
2609 can check the number and types of arguments in each call to the
2610 function, and warn you when they do not match the format string.
2611 For example, take this declaration of @code{eprintf}:
2613 @smallexample
2614 void eprintf (const char *template, ...)
2615         __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
2616 @end smallexample
2618 @noindent
2619 This tells the compiler that @code{eprintf} uses a format string like
2620 @code{printf} (as opposed to @code{scanf}; @pxref{Formatted Input});
2621 the format string appears as the first argument;
2622 and the arguments to satisfy the format begin with the second.
2623 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
2624 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
2626 @node Parsing a Template String
2627 @subsection Parsing a Template String
2628 @cindex parsing a template string
2630 You can use the function @code{parse_printf_format} to obtain
2631 information about the number and types of arguments that are expected by
2632 a given template string.  This function permits interpreters that
2633 provide interfaces to @code{printf} to avoid passing along invalid
2634 arguments from the user's program, which could cause a crash.
2636 All the symbols described in this section are declared in the header
2637 file @file{printf.h}.
2639 @comment printf.h
2640 @comment GNU
2641 @deftypefun size_t parse_printf_format (const char *@var{template}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
2642 This function returns information about the number and types of
2643 arguments expected by the @code{printf} template string @var{template}.
2644 The information is stored in the array @var{argtypes}; each element of
2645 this array describes one argument.  This information is encoded using
2646 the various @samp{PA_} macros, listed below.
2648 The argument @var{n} specifies the number of elements in the array
2649 @var{argtypes}.  This is the maximum number of elements that
2650 @code{parse_printf_format} will try to write.
2652 @code{parse_printf_format} returns the total number of arguments required
2653 by @var{template}.  If this number is greater than @var{n}, then the
2654 information returned describes only the first @var{n} arguments.  If you
2655 want information about additional arguments, allocate a bigger
2656 array and call @code{parse_printf_format} again.
2657 @end deftypefun
2659 The argument types are encoded as a combination of a basic type and
2660 modifier flag bits.
2662 @comment printf.h
2663 @comment GNU
2664 @deftypevr Macro int PA_FLAG_MASK
2665 This macro is a bitmask for the type modifier flag bits.  You can write
2666 the expression @code{(argtypes[i] & PA_FLAG_MASK)} to extract just the
2667 flag bits for an argument, or @code{(argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)} to
2668 extract just the basic type code.
2669 @end deftypevr
2671 Here are symbolic constants that represent the basic types; they stand
2672 for integer values.
2674 @vtable @code
2675 @comment printf.h
2676 @comment GNU
2677 @item PA_INT
2678 This specifies that the base type is @code{int}.
2680 @comment printf.h
2681 @comment GNU
2682 @item PA_CHAR
2683 This specifies that the base type is @code{int}, cast to @code{char}.
2685 @comment printf.h
2686 @comment GNU
2687 @item PA_STRING
2688 This specifies that the base type is @code{char *}, a null-terminated string.
2690 @comment printf.h
2691 @comment GNU
2692 @item PA_POINTER
2693 This specifies that the base type is @code{void *}, an arbitrary pointer.
2695 @comment printf.h
2696 @comment GNU
2697 @item PA_FLOAT
2698 This specifies that the base type is @code{float}.
2700 @comment printf.h
2701 @comment GNU
2702 @item PA_DOUBLE
2703 This specifies that the base type is @code{double}.
2705 @comment printf.h
2706 @comment GNU
2707 @item PA_LAST
2708 You can define additional base types for your own programs as offsets
2709 from @code{PA_LAST}.  For example, if you have data types @samp{foo}
2710 and @samp{bar} with their own specialized @code{printf} conversions,
2711 you could define encodings for these types as:
2713 @smallexample
2714 #define PA_FOO  PA_LAST
2715 #define PA_BAR  (PA_LAST + 1)
2716 @end smallexample
2717 @end vtable
2719 Here are the flag bits that modify a basic type.  They are combined with
2720 the code for the basic type using inclusive-or.
2722 @vtable @code
2723 @comment printf.h
2724 @comment GNU
2725 @item PA_FLAG_PTR
2726 If this bit is set, it indicates that the encoded type is a pointer to
2727 the base type, rather than an immediate value.
2728 For example, @samp{PA_INT|PA_FLAG_PTR} represents the type @samp{int *}.
2730 @comment printf.h
2731 @comment GNU
2732 @item PA_FLAG_SHORT
2733 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2734 @code{short}.  (This corresponds to the @samp{h} type modifier.)
2736 @comment printf.h
2737 @comment GNU
2738 @item PA_FLAG_LONG
2739 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2740 @code{long}.  (This corresponds to the @samp{l} type modifier.)
2742 @comment printf.h
2743 @comment GNU
2744 @item PA_FLAG_LONG_LONG
2745 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2746 @code{long long}.  (This corresponds to the @samp{L} type modifier.)
2748 @comment printf.h
2749 @comment GNU
2750 @item PA_FLAG_LONG_DOUBLE
2751 This is a synonym for @code{PA_FLAG_LONG_LONG}, used by convention with
2752 a base type of @code{PA_DOUBLE} to indicate a type of @code{long double}.
2753 @end vtable
2755 @ifinfo
2756 For an example of using these facilities, see @ref{Example of Parsing}.
2757 @end ifinfo
2759 @node Example of Parsing
2760 @subsection Example of Parsing a Template String
2762 Here is an example of decoding argument types for a format string.  We
2763 assume this is part of an interpreter which contains arguments of type
2764 @code{NUMBER}, @code{CHAR}, @code{STRING} and @code{STRUCTURE} (and
2765 perhaps others which are not valid here).
2767 @smallexample
2768 /* @r{Test whether the @var{nargs} specified objects}
2769    @r{in the vector @var{args} are valid}
2770    @r{for the format string @var{format}:}
2771    @r{if so, return 1.}
2772    @r{If not, return 0 after printing an error message.}  */
2775 validate_args (char *format, int nargs, OBJECT *args)
2777   int *argtypes;
2778   int nwanted;
2780   /* @r{Get the information about the arguments.}
2781      @r{Each conversion specification must be at least two characters}
2782      @r{long, so there cannot be more specifications than half the}
2783      @r{length of the string.}  */
2785   argtypes = (int *) alloca (strlen (format) / 2 * sizeof (int));
2786   nwanted = parse_printf_format (string, nelts, argtypes);
2788   /* @r{Check the number of arguments.}  */
2789   if (nwanted > nargs)
2790     @{
2791       error ("too few arguments (at least %d required)", nwanted);
2792       return 0;
2793     @}
2795   /* @r{Check the C type wanted for each argument}
2796      @r{and see if the object given is suitable.}  */
2797   for (i = 0; i < nwanted; i++)
2798     @{
2799       int wanted;
2801       if (argtypes[i] & PA_FLAG_PTR)
2802         wanted = STRUCTURE;
2803       else
2804         switch (argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)
2805           @{
2806           case PA_INT:
2807           case PA_FLOAT:
2808           case PA_DOUBLE:
2809             wanted = NUMBER;
2810             break;
2811           case PA_CHAR:
2812             wanted = CHAR;
2813             break;
2814           case PA_STRING:
2815             wanted = STRING;
2816             break;
2817           case PA_POINTER:
2818             wanted = STRUCTURE;
2819             break;
2820           @}
2821       if (TYPE (args[i]) != wanted)
2822         @{
2823           error ("type mismatch for arg number %d", i);
2824           return 0;
2825         @}
2826     @}
2827   return 1;
2829 @end smallexample
2831 @node Customizing Printf
2832 @section Customizing @code{printf}
2833 @cindex customizing @code{printf}
2834 @cindex defining new @code{printf} conversions
2835 @cindex extending @code{printf}
2837 @Theglibc{} lets you define your own custom conversion specifiers
2838 for @code{printf} template strings, to teach @code{printf} clever ways
2839 to print the important data structures of your program.
2841 The way you do this is by registering the conversion with the function
2842 @code{register_printf_function}; see @ref{Registering New Conversions}.
2843 One of the arguments you pass to this function is a pointer to a handler
2844 function that produces the actual output; see @ref{Defining the Output
2845 Handler}, for information on how to write this function.
2847 You can also install a function that just returns information about the
2848 number and type of arguments expected by the conversion specifier.
2849 @xref{Parsing a Template String}, for information about this.
2851 The facilities of this section are declared in the header file
2852 @file{printf.h}.
2854 @menu
2855 * Registering New Conversions::         Using @code{register_printf_function}
2856                                          to register a new output conversion.
2857 * Conversion Specifier Options::        The handler must be able to get
2858                                          the options specified in the
2859                                          template when it is called.
2860 * Defining the Output Handler::         Defining the handler and arginfo
2861                                          functions that are passed as arguments
2862                                          to @code{register_printf_function}.
2863 * Printf Extension Example::            How to define a @code{printf}
2864                                          handler function.
2865 * Predefined Printf Handlers::          Predefined @code{printf} handlers.
2866 @end menu
2868 @strong{Portability Note:} The ability to extend the syntax of
2869 @code{printf} template strings is a GNU extension.  ISO standard C has
2870 nothing similar.
2872 @node Registering New Conversions
2873 @subsection Registering New Conversions
2875 The function to register a new output conversion is
2876 @code{register_printf_function}, declared in @file{printf.h}.
2877 @pindex printf.h
2879 @comment printf.h
2880 @comment GNU
2881 @deftypefun int register_printf_function (int @var{spec}, printf_function @var{handler-function}, printf_arginfo_function @var{arginfo-function})
2882 This function defines the conversion specifier character @var{spec}.
2883 Thus, if @var{spec} is @code{'Y'}, it defines the conversion @samp{%Y}.
2884 You can redefine the built-in conversions like @samp{%s}, but flag
2885 characters like @samp{#} and type modifiers like @samp{l} can never be
2886 used as conversions; calling @code{register_printf_function} for those
2887 characters has no effect.  It is advisable not to use lowercase letters,
2888 since the ISO C standard warns that additional lowercase letters may be
2889 standardized in future editions of the standard.
2891 The @var{handler-function} is the function called by @code{printf} and
2892 friends when this conversion appears in a template string.
2893 @xref{Defining the Output Handler}, for information about how to define
2894 a function to pass as this argument.  If you specify a null pointer, any
2895 existing handler function for @var{spec} is removed.
2897 The @var{arginfo-function} is the function called by
2898 @code{parse_printf_format} when this conversion appears in a
2899 template string.  @xref{Parsing a Template String}, for information
2900 about this.
2902 @c The following is not true anymore.  The `parse_printf_format' function
2903 @c is now also called from `vfprintf' via `parse_one_spec'.
2904 @c --drepper@gnu, 1996/11/14
2906 @c Normally, you install both functions for a conversion at the same time,
2907 @c but if you are never going to call @code{parse_printf_format}, you do
2908 @c not need to define an arginfo function.
2910 @strong{Attention:} In @theglibc{} versions before 2.0 the
2911 @var{arginfo-function} function did not need to be installed unless
2912 the user used the @code{parse_printf_format} function.  This has changed.
2913 Now a call to any of the @code{printf} functions will call this
2914 function when this format specifier appears in the format string.
2916 The return value is @code{0} on success, and @code{-1} on failure
2917 (which occurs if @var{spec} is out of range).
2919 You can redefine the standard output conversions, but this is probably
2920 not a good idea because of the potential for confusion.  Library routines
2921 written by other people could break if you do this.
2922 @end deftypefun
2924 @node Conversion Specifier Options
2925 @subsection Conversion Specifier Options
2927 If you define a meaning for @samp{%A}, what if the template contains
2928 @samp{%+23A} or @samp{%-#A}?  To implement a sensible meaning for these,
2929 the handler when called needs to be able to get the options specified in
2930 the template.
2932 Both the @var{handler-function} and @var{arginfo-function} accept an
2933 argument that points to a @code{struct printf_info}, which contains
2934 information about the options appearing in an instance of the conversion
2935 specifier.  This data type is declared in the header file
2936 @file{printf.h}.
2937 @pindex printf.h
2939 @comment printf.h
2940 @comment GNU
2941 @deftp {Type} {struct printf_info}
2942 This structure is used to pass information about the options appearing
2943 in an instance of a conversion specifier in a @code{printf} template
2944 string to the handler and arginfo functions for that specifier.  It
2945 contains the following members:
2947 @table @code
2948 @item int prec
2949 This is the precision specified.  The value is @code{-1} if no precision
2950 was specified.  If the precision was given as @samp{*}, the
2951 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
2952 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
2953 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
2954 actual value is not known.
2956 @item int width
2957 This is the minimum field width specified.  The value is @code{0} if no
2958 width was specified.  If the field width was given as @samp{*}, the
2959 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
2960 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
2961 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
2962 actual value is not known.
2964 @item wchar_t spec
2965 This is the conversion specifier character specified.  It's stored in
2966 the structure so that you can register the same handler function for
2967 multiple characters, but still have a way to tell them apart when the
2968 handler function is called.
2970 @item unsigned int is_long_double
2971 This is a boolean that is true if the @samp{L}, @samp{ll}, or @samp{q}
2972 type modifier was specified.  For integer conversions, this indicates
2973 @code{long long int}, as opposed to @code{long double} for floating
2974 point conversions.
2976 @item unsigned int is_char
2977 This is a boolean that is true if the @samp{hh} type modifier was specified.
2979 @item unsigned int is_short
2980 This is a boolean that is true if the @samp{h} type modifier was specified.
2982 @item unsigned int is_long
2983 This is a boolean that is true if the @samp{l} type modifier was specified.
2985 @item unsigned int alt
2986 This is a boolean that is true if the @samp{#} flag was specified.
2988 @item unsigned int space
2989 This is a boolean that is true if the @samp{ } flag was specified.
2991 @item unsigned int left
2992 This is a boolean that is true if the @samp{-} flag was specified.
2994 @item unsigned int showsign
2995 This is a boolean that is true if the @samp{+} flag was specified.
2997 @item unsigned int group
2998 This is a boolean that is true if the @samp{'} flag was specified.
3000 @item unsigned int extra
3001 This flag has a special meaning depending on the context.  It could
3002 be used freely by the user-defined handlers but when called from
3003 the @code{printf} function this variable always contains the value
3004 @code{0}.
3006 @item unsigned int wide
3007 This flag is set if the stream is wide oriented.
3009 @item wchar_t pad
3010 This is the character to use for padding the output to the minimum field
3011 width.  The value is @code{'0'} if the @samp{0} flag was specified, and
3012 @code{' '} otherwise.
3013 @end table
3014 @end deftp
3017 @node Defining the Output Handler
3018 @subsection Defining the Output Handler
3020 Now let's look at how to define the handler and arginfo functions
3021 which are passed as arguments to @code{register_printf_function}.
3023 @strong{Compatibility Note:} The interface changed in @theglibc{}
3024 version 2.0.  Previously the third argument was of type
3025 @code{va_list *}.
3027 You should define your handler functions with a prototype like:
3029 @smallexample
3030 int @var{function} (FILE *stream, const struct printf_info *info,
3031                     const void *const *args)
3032 @end smallexample
3034 The @var{stream} argument passed to the handler function is the stream to
3035 which it should write output.
3037 The @var{info} argument is a pointer to a structure that contains
3038 information about the various options that were included with the
3039 conversion in the template string.  You should not modify this structure
3040 inside your handler function.  @xref{Conversion Specifier Options}, for
3041 a description of this data structure.
3043 @c The following changes some time back.  --drepper@gnu, 1996/11/14
3045 @c The @code{ap_pointer} argument is used to pass the tail of the variable
3046 @c argument list containing the values to be printed to your handler.
3047 @c Unlike most other functions that can be passed an explicit variable
3048 @c argument list, this is a @emph{pointer} to a @code{va_list}, rather than
3049 @c the @code{va_list} itself.  Thus, you should fetch arguments by
3050 @c means of @code{va_arg (*ap_pointer, @var{type})}.
3052 @c (Passing a pointer here allows the function that calls your handler
3053 @c function to update its own @code{va_list} variable to account for the
3054 @c arguments that your handler processes.  @xref{Variadic Functions}.)
3056 The @var{args} is a vector of pointers to the arguments data.
3057 The number of arguments was determined by calling the argument
3058 information function provided by the user.
3060 Your handler function should return a value just like @code{printf}
3061 does: it should return the number of characters it has written, or a
3062 negative value to indicate an error.
3064 @comment printf.h
3065 @comment GNU
3066 @deftp {Data Type} printf_function
3067 This is the data type that a handler function should have.
3068 @end deftp
3070 If you are going to use @w{@code{parse_printf_format}} in your
3071 application, you must also define a function to pass as the
3072 @var{arginfo-function} argument for each new conversion you install with
3073 @code{register_printf_function}.
3075 You have to define these functions with a prototype like:
3077 @smallexample
3078 int @var{function} (const struct printf_info *info,
3079                     size_t n, int *argtypes)
3080 @end smallexample
3082 The return value from the function should be the number of arguments the
3083 conversion expects.  The function should also fill in no more than
3084 @var{n} elements of the @var{argtypes} array with information about the
3085 types of each of these arguments.  This information is encoded using the
3086 various @samp{PA_} macros.  (You will notice that this is the same
3087 calling convention @code{parse_printf_format} itself uses.)
3089 @comment printf.h
3090 @comment GNU
3091 @deftp {Data Type} printf_arginfo_function
3092 This type is used to describe functions that return information about
3093 the number and type of arguments used by a conversion specifier.
3094 @end deftp
3096 @node Printf Extension Example
3097 @subsection @code{printf} Extension Example
3099 Here is an example showing how to define a @code{printf} handler function.
3100 This program defines a data structure called a @code{Widget} and
3101 defines the @samp{%W} conversion to print information about @w{@code{Widget *}}
3102 arguments, including the pointer value and the name stored in the data
3103 structure.  The @samp{%W} conversion supports the minimum field width and
3104 left-justification options, but ignores everything else.
3106 @smallexample
3107 @include rprintf.c.texi
3108 @end smallexample
3110 The output produced by this program looks like:
3112 @smallexample
3113 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3114 |      <Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3115 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>      |
3116 @end smallexample
3118 @node Predefined Printf Handlers
3119 @subsection Predefined @code{printf} Handlers
3121 @Theglibc{} also contains a concrete and useful application of the
3122 @code{printf} handler extension.  There are two functions available
3123 which implement a special way to print floating-point numbers.
3125 @comment printf.h
3126 @comment GNU
3127 @deftypefun int printf_size (FILE *@var{fp}, const struct printf_info *@var{info}, const void *const *@var{args})
3128 Print a given floating point number as for the format @code{%f} except
3129 that there is a postfix character indicating the divisor for the
3130 number to make this less than 1000.  There are two possible divisors:
3131 powers of 1024 or powers of 1000.  Which one is used depends on the
3132 format character specified while registered this handler.  If the
3133 character is of lower case, 1024 is used.  For upper case characters,
3134 1000 is used.
3136 The postfix tag corresponds to bytes, kilobytes, megabytes, gigabytes,
3137 etc.  The full table is:
3139 @ifinfo
3140 @multitable {' '} {2^10 (1024)} {zetta} {Upper} {10^24 (1000)}
3141 @item low @tab Multiplier  @tab From  @tab Upper @tab Multiplier
3142 @item ' ' @tab 1           @tab       @tab ' '   @tab 1
3143 @item k   @tab 2^10 (1024) @tab kilo  @tab K     @tab 10^3 (1000)
3144 @item m   @tab 2^20        @tab mega  @tab M     @tab 10^6
3145 @item g   @tab 2^30        @tab giga  @tab G     @tab 10^9
3146 @item t   @tab 2^40        @tab tera  @tab T     @tab 10^12
3147 @item p   @tab 2^50        @tab peta  @tab P     @tab 10^15
3148 @item e   @tab 2^60        @tab exa   @tab E     @tab 10^18
3149 @item z   @tab 2^70        @tab zetta @tab Z     @tab 10^21
3150 @item y   @tab 2^80        @tab yotta @tab Y     @tab 10^24
3151 @end multitable
3152 @end ifinfo
3153 @iftex
3154 @tex
3155 \hbox to\hsize{\hfil\vbox{\offinterlineskip
3156 \hrule
3157 \halign{\strut#& \vrule#\tabskip=1em plus2em& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#\tabskip=0pt\cr
3158 \noalign{\hrule}
3159 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3160 && \omit low && Multiplier && From && \omit Upper && Multiplier &\cr
3161 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3162 \noalign{\hrule}
3163 && {\tt\char32} &&  1 && && {\tt\char32} && 1 &\cr
3164 && k && $2^{10} = 1024$ && kilo && K && $10^3 = 1000$ &\cr
3165 && m && $2^{20}$ && mega && M && $10^6$ &\cr
3166 && g && $2^{30}$ && giga && G && $10^9$ &\cr
3167 && t && $2^{40}$ && tera && T && $10^{12}$ &\cr
3168 && p && $2^{50}$ && peta && P && $10^{15}$ &\cr
3169 && e && $2^{60}$ && exa && E && $10^{18}$ &\cr
3170 && z && $2^{70}$ && zetta && Z && $10^{21}$ &\cr
3171 && y && $2^{80}$ && yotta && Y && $10^{24}$ &\cr
3172 \noalign{\hrule}}}\hfil}
3173 @end tex
3174 @end iftex
3176 The default precision is 3, i.e., 1024 is printed with a lower-case
3177 format character as if it were @code{%.3fk} and will yield @code{1.000k}.
3178 @end deftypefun
3180 Due to the requirements of @code{register_printf_function} we must also
3181 provide the function which returns information about the arguments.
3183 @comment printf.h
3184 @comment GNU
3185 @deftypefun int printf_size_info (const struct printf_info *@var{info}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
3186 This function will return in @var{argtypes} the information about the
3187 used parameters in the way the @code{vfprintf} implementation expects
3188 it.  The format always takes one argument.
3189 @end deftypefun
3191 To use these functions both functions must be registered with a call like
3193 @smallexample
3194 register_printf_function ('B', printf_size, printf_size_info);
3195 @end smallexample
3197 Here we register the functions to print numbers as powers of 1000 since
3198 the format character @code{'B'} is an upper-case character.  If we
3199 would additionally use @code{'b'} in a line like
3201 @smallexample
3202 register_printf_function ('b', printf_size, printf_size_info);
3203 @end smallexample
3205 @noindent
3206 we could also print using a power of 1024.  Please note that all that is
3207 different in these two lines is the format specifier.  The
3208 @code{printf_size} function knows about the difference between lower and upper
3209 case format specifiers.
3211 The use of @code{'B'} and @code{'b'} is no coincidence.  Rather it is
3212 the preferred way to use this functionality since it is available on
3213 some other systems which also use format specifiers.
3215 @node Formatted Input
3216 @section Formatted Input
3218 @cindex formatted input from a stream
3219 @cindex reading from a stream, formatted
3220 @cindex format string, for @code{scanf}
3221 @cindex template, for @code{scanf}
3222 The functions described in this section (@code{scanf} and related
3223 functions) provide facilities for formatted input analogous to the
3224 formatted output facilities.  These functions provide a mechanism for
3225 reading arbitrary values under the control of a @dfn{format string} or
3226 @dfn{template string}.
3228 @menu
3229 * Formatted Input Basics::      Some basics to get you started.
3230 * Input Conversion Syntax::     Syntax of conversion specifications.
3231 * Table of Input Conversions::  Summary of input conversions and what they do.
3232 * Numeric Input Conversions::   Details of conversions for reading numbers.
3233 * String Input Conversions::    Details of conversions for reading strings.
3234 * Dynamic String Input::        String conversions that @code{malloc} the buffer.
3235 * Other Input Conversions::     Details of miscellaneous other conversions.
3236 * Formatted Input Functions::   Descriptions of the actual functions.
3237 * Variable Arguments Input::    @code{vscanf} and friends.
3238 @end menu
3240 @node Formatted Input Basics
3241 @subsection Formatted Input Basics
3243 Calls to @code{scanf} are superficially similar to calls to
3244 @code{printf} in that arbitrary arguments are read under the control of
3245 a template string.  While the syntax of the conversion specifications in
3246 the template is very similar to that for @code{printf}, the
3247 interpretation of the template is oriented more towards free-format
3248 input and simple pattern matching, rather than fixed-field formatting.
3249 For example, most @code{scanf} conversions skip over any amount of
3250 ``white space'' (including spaces, tabs, and newlines) in the input
3251 file, and there is no concept of precision for the numeric input
3252 conversions as there is for the corresponding output conversions.
3253 Ordinarily, non-whitespace characters in the template are expected to
3254 match characters in the input stream exactly, but a matching failure is
3255 distinct from an input error on the stream.
3256 @cindex conversion specifications (@code{scanf})
3258 Another area of difference between @code{scanf} and @code{printf} is
3259 that you must remember to supply pointers rather than immediate values
3260 as the optional arguments to @code{scanf}; the values that are read are
3261 stored in the objects that the pointers point to.  Even experienced
3262 programmers tend to forget this occasionally, so if your program is
3263 getting strange errors that seem to be related to @code{scanf}, you
3264 might want to double-check this.
3266 When a @dfn{matching failure} occurs, @code{scanf} returns immediately,
3267 leaving the first non-matching character as the next character to be
3268 read from the stream.  The normal return value from @code{scanf} is the
3269 number of values that were assigned, so you can use this to determine if
3270 a matching error happened before all the expected values were read.
3271 @cindex matching failure, in @code{scanf}
3273 The @code{scanf} function is typically used for things like reading in
3274 the contents of tables.  For example, here is a function that uses
3275 @code{scanf} to initialize an array of @code{double}:
3277 @smallexample
3278 void
3279 readarray (double *array, int n)
3281   int i;
3282   for (i=0; i<n; i++)
3283     if (scanf (" %lf", &(array[i])) != 1)
3284       invalid_input_error ();
3286 @end smallexample
3288 The formatted input functions are not used as frequently as the
3289 formatted output functions.  Partly, this is because it takes some care
3290 to use them properly.  Another reason is that it is difficult to recover
3291 from a matching error.
3293 If you are trying to read input that doesn't match a single, fixed
3294 pattern, you may be better off using a tool such as Flex to generate a
3295 lexical scanner, or Bison to generate a parser, rather than using
3296 @code{scanf}.  For more information about these tools, see @ref{Top, , ,
3297 flex.info, Flex: The Lexical Scanner Generator}, and @ref{Top, , ,
3298 bison.info, The Bison Reference Manual}.
3300 @node Input Conversion Syntax
3301 @subsection Input Conversion Syntax
3303 A @code{scanf} template string is a string that contains ordinary
3304 multibyte characters interspersed with conversion specifications that
3305 start with @samp{%}.
3307 Any whitespace character (as defined by the @code{isspace} function;
3308 @pxref{Classification of Characters}) in the template causes any number
3309 of whitespace characters in the input stream to be read and discarded.
3310 The whitespace characters that are matched need not be exactly the same
3311 whitespace characters that appear in the template string.  For example,
3312 write @samp{ , } in the template to recognize a comma with optional
3313 whitespace before and after.
3315 Other characters in the template string that are not part of conversion
3316 specifications must match characters in the input stream exactly; if
3317 this is not the case, a matching failure occurs.
3319 The conversion specifications in a @code{scanf} template string
3320 have the general form:
3322 @smallexample
3323 % @var{flags} @var{width} @var{type} @var{conversion}
3324 @end smallexample
3326 In more detail, an input conversion specification consists of an initial
3327 @samp{%} character followed in sequence by:
3329 @itemize @bullet
3330 @item
3331 An optional @dfn{flag character} @samp{*}, which says to ignore the text
3332 read for this specification.  When @code{scanf} finds a conversion
3333 specification that uses this flag, it reads input as directed by the
3334 rest of the conversion specification, but it discards this input, does
3335 not use a pointer argument, and does not increment the count of
3336 successful assignments.
3337 @cindex flag character (@code{scanf})
3339 @item
3340 An optional flag character @samp{a} (valid with string conversions only)
3341 which requests allocation of a buffer long enough to store the string in.
3342 (This is a GNU extension.)
3343 @xref{Dynamic String Input}.
3345 @item
3346 An optional decimal integer that specifies the @dfn{maximum field
3347 width}.  Reading of characters from the input stream stops either when
3348 this maximum is reached or when a non-matching character is found,
3349 whichever happens first.  Most conversions discard initial whitespace
3350 characters (those that don't are explicitly documented), and these
3351 discarded characters don't count towards the maximum field width.
3352 String input conversions store a null character to mark the end of the
3353 input; the maximum field width does not include this terminator.
3354 @cindex maximum field width (@code{scanf})
3356 @item
3357 An optional @dfn{type modifier character}.  For example, you can
3358 specify a type modifier of @samp{l} with integer conversions such as
3359 @samp{%d} to specify that the argument is a pointer to a @code{long int}
3360 rather than a pointer to an @code{int}.
3361 @cindex type modifier character (@code{scanf})
3363 @item
3364 A character that specifies the conversion to be applied.
3365 @end itemize
3367 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
3368 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
3369 individual conversions for information about the particular options that
3370 they allow.
3372 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
3373 @code{scanf} and related functions.  It examines the format string and
3374 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
3375 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
3376 write uses a @code{scanf}-style format string.
3377 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
3378 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
3380 @node Table of Input Conversions
3381 @subsection Table of Input Conversions
3382 @cindex input conversions, for @code{scanf}
3384 Here is a table that summarizes the various conversion specifications:
3386 @table @asis
3387 @item @samp{%d}
3388 Matches an optionally signed integer written in decimal.  @xref{Numeric
3389 Input Conversions}.
3391 @item @samp{%i}
3392 Matches an optionally signed integer in any of the formats that the C
3393 language defines for specifying an integer constant.  @xref{Numeric
3394 Input Conversions}.
3396 @item @samp{%o}
3397 Matches an unsigned integer written in octal radix.
3398 @xref{Numeric Input Conversions}.
3400 @item @samp{%u}
3401 Matches an unsigned integer written in decimal radix.
3402 @xref{Numeric Input Conversions}.
3404 @item @samp{%x}, @samp{%X}
3405 Matches an unsigned integer written in hexadecimal radix.
3406 @xref{Numeric Input Conversions}.
3408 @item @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, @samp{%G}
3409 Matches an optionally signed floating-point number.  @xref{Numeric Input
3410 Conversions}.
3412 @item @samp{%s}
3414 Matches a string containing only non-whitespace characters.
3415 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3416 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3417 multibyte string.  If @samp{%s} is used in a wide character function the
3418 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3419 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3420 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3421 @samp{%ls} is used in a multibyte function the result is converted into
3422 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3423 stored in the user provided buffer.
3425 @item @samp{%S}
3426 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
3427 with the Unix standard.
3429 @item @samp{%[}
3430 Matches a string of characters that belong to a specified set.
3431 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3432 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3433 multibyte string.  If @samp{%[} is used in a wide character function the
3434 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3435 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3436 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3437 @samp{%l[} is used in a multibyte function the result is converted into
3438 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3439 stored in the user provided buffer.
3441 @item @samp{%c}
3442 Matches a string of one or more characters; the number of characters
3443 read is controlled by the maximum field width given for the conversion.
3444 @xref{String Input Conversions}.
3446 If the @samp{%c} is used in a wide stream function the read value is
3447 converted from a wide character to the corresponding multibyte character
3448 before storing it.  Note that this conversion can produce more than one
3449 byte of output and therefore the provided buffer be large enough for up
3450 to @code{MB_CUR_MAX} bytes for each character.  If @samp{%lc} is used in
3451 a multibyte function the input is treated as a multibyte sequence (and
3452 not bytes) and the result is converted as with calls to @code{mbrtowc}.
3454 @item @samp{%C}
3455 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
3456 with the Unix standard.
3458 @item @samp{%p}
3459 Matches a pointer value in the same implementation-defined format used
3460 by the @samp{%p} output conversion for @code{printf}.  @xref{Other Input
3461 Conversions}.
3463 @item @samp{%n}
3464 This conversion doesn't read any characters; it records the number of
3465 characters read so far by this call.  @xref{Other Input Conversions}.
3467 @item @samp{%%}
3468 This matches a literal @samp{%} character in the input stream.  No
3469 corresponding argument is used.  @xref{Other Input Conversions}.
3470 @end table
3472 If the syntax of a conversion specification is invalid, the behavior is
3473 undefined.  If there aren't enough function arguments provided to supply
3474 addresses for all the conversion specifications in the template strings
3475 that perform assignments, or if the arguments are not of the correct
3476 types, the behavior is also undefined.  On the other hand, extra
3477 arguments are simply ignored.
3479 @node Numeric Input Conversions
3480 @subsection Numeric Input Conversions
3482 This section describes the @code{scanf} conversions for reading numeric
3483 values.
3485 The @samp{%d} conversion matches an optionally signed integer in decimal
3486 radix.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3487 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3488 @code{10} for the @var{base} argument.
3490 The @samp{%i} conversion matches an optionally signed integer in any of
3491 the formats that the C language defines for specifying an integer
3492 constant.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3493 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3494 @code{0} for the @var{base} argument.  (You can print integers in this
3495 syntax with @code{printf} by using the @samp{#} flag character with the
3496 @samp{%x}, @samp{%o}, or @samp{%d} conversion.  @xref{Integer Conversions}.)
3498 For example, any of the strings @samp{10}, @samp{0xa}, or @samp{012}
3499 could be read in as integers under the @samp{%i} conversion.  Each of
3500 these specifies a number with decimal value @code{10}.
3502 The @samp{%o}, @samp{%u}, and @samp{%x} conversions match unsigned
3503 integers in octal, decimal, and hexadecimal radices, respectively.  The
3504 syntax that is recognized is the same as that for the @code{strtoul}
3505 function (@pxref{Parsing of Integers}) with the appropriate value
3506 (@code{8}, @code{10}, or @code{16}) for the @var{base} argument.
3508 The @samp{%X} conversion is identical to the @samp{%x} conversion.  They
3509 both permit either uppercase or lowercase letters to be used as digits.
3511 The default type of the corresponding argument for the @code{%d} and
3512 @code{%i} conversions is @code{int *}, and @code{unsigned int *} for the
3513 other integer conversions.  You can use the following type modifiers to
3514 specify other sizes of integer:
3516 @table @samp
3517 @item hh
3518 Specifies that the argument is a @code{signed char *} or @code{unsigned
3519 char *}.
3521 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3523 @item h
3524 Specifies that the argument is a @code{short int *} or @code{unsigned
3525 short int *}.
3527 @item j
3528 Specifies that the argument is a @code{intmax_t *} or @code{uintmax_t *}.
3530 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3532 @item l
3533 Specifies that the argument is a @code{long int *} or @code{unsigned
3534 long int *}.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L} modifier, below.
3536 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
3537 considered as a pointer to a wide character or wide character string
3538 respectively.  This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to
3539 @w{ISO C90}.
3541 @need 100
3542 @item ll
3543 @itemx L
3544 @itemx q
3545 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
3546 GNU C compiler.  For systems that don't provide extra-long integers, this
3547 is the same as @code{long int}.)
3549 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
3550 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
3551 @code{int}.
3553 @item t
3554 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t *}.
3556 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3558 @item z
3559 Specifies that the argument is a @code{size_t *}.
3561 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3562 @end table
3564 All of the @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, and @samp{%G}
3565 input conversions are interchangeable.  They all match an optionally
3566 signed floating point number, in the same syntax as for the
3567 @code{strtod} function (@pxref{Parsing of Floats}).
3569 For the floating-point input conversions, the default argument type is
3570 @code{float *}.  (This is different from the corresponding output
3571 conversions, where the default type is @code{double}; remember that
3572 @code{float} arguments to @code{printf} are converted to @code{double}
3573 by the default argument promotions, but @code{float *} arguments are
3574 not promoted to @code{double *}.)  You can specify other sizes of float
3575 using these type modifiers:
3577 @table @samp
3578 @item l
3579 Specifies that the argument is of type @code{double *}.
3581 @item L
3582 Specifies that the argument is of type @code{long double *}.
3583 @end table
3585 For all the above number parsing formats there is an additional optional
3586 flag @samp{'}.  When this flag is given the @code{scanf} function
3587 expects the number represented in the input string to be formatted
3588 according to the grouping rules of the currently selected locale
3589 (@pxref{General Numeric}).
3591 If the @code{"C"} or @code{"POSIX"} locale is selected there is no
3592 difference.  But for a locale which specifies values for the appropriate
3593 fields in the locale the input must have the correct form in the input.
3594 Otherwise the longest prefix with a correct form is processed.
3596 @node String Input Conversions
3597 @subsection String Input Conversions
3599 This section describes the @code{scanf} input conversions for reading
3600 string and character values: @samp{%s}, @samp{%S}, @samp{%[}, @samp{%c},
3601 and @samp{%C}.
3603 You have two options for how to receive the input from these
3604 conversions:
3606 @itemize @bullet
3607 @item
3608 Provide a buffer to store it in.  This is the default.  You should
3609 provide an argument of type @code{char *} or @code{wchar_t *} (the
3610 latter of the @samp{l} modifier is present).
3612 @strong{Warning:} To make a robust program, you must make sure that the
3613 input (plus its terminating null) cannot possibly exceed the size of the
3614 buffer you provide.  In general, the only way to do this is to specify a
3615 maximum field width one less than the buffer size.  @strong{If you
3616 provide the buffer, always specify a maximum field width to prevent
3617 overflow.}
3619 @item
3620 Ask @code{scanf} to allocate a big enough buffer, by specifying the
3621 @samp{a} flag character.  This is a GNU extension.  You should provide
3622 an argument of type @code{char **} for the buffer address to be stored
3623 in.  @xref{Dynamic String Input}.
3624 @end itemize
3626 The @samp{%c} conversion is the simplest: it matches a fixed number of
3627 characters, always.  The maximum field width says how many characters to
3628 read; if you don't specify the maximum, the default is 1.  This
3629 conversion doesn't append a null character to the end of the text it
3630 reads.  It also does not skip over initial whitespace characters.  It
3631 reads precisely the next @var{n} characters, and fails if it cannot get
3632 that many.  Since there is always a maximum field width with @samp{%c}
3633 (whether specified, or 1 by default), you can always prevent overflow by
3634 making the buffer long enough.
3635 @comment Is character == byte here???  --drepper
3637 If the format is @samp{%lc} or @samp{%C} the function stores wide
3638 characters which are converted using the conversion determined at the
3639 time the stream was opened from the external byte stream.  The number of
3640 bytes read from the medium is limited by @code{MB_CUR_LEN * @var{n}} but
3641 at most @var{n} wide character get stored in the output string.
3643 The @samp{%s} conversion matches a string of non-whitespace characters.
3644 It skips and discards initial whitespace, but stops when it encounters
3645 more whitespace after having read something.  It stores a null character
3646 at the end of the text that it reads.
3648 For example, reading the input:
3650 @smallexample
3651  hello, world
3652 @end smallexample
3654 @noindent
3655 with the conversion @samp{%10c} produces @code{" hello, wo"}, but
3656 reading the same input with the conversion @samp{%10s} produces
3657 @code{"hello,"}.
3659 @strong{Warning:} If you do not specify a field width for @samp{%s},
3660 then the number of characters read is limited only by where the next
3661 whitespace character appears.  This almost certainly means that invalid
3662 input can make your program crash---which is a bug.
3664 The @samp{%ls} and @samp{%S} format are handled just like @samp{%s}
3665 except that the external byte sequence is converted using the conversion
3666 associated with the stream to wide characters with their own encoding.
3667 A width or precision specified with the format do not directly determine
3668 how many bytes are read from the stream since they measure wide
3669 characters.  But an upper limit can be computed by multiplying the value
3670 of the width or precision by @code{MB_CUR_MAX}.
3672 To read in characters that belong to an arbitrary set of your choice,
3673 use the @samp{%[} conversion.  You specify the set between the @samp{[}
3674 character and a following @samp{]} character, using the same syntax used
3675 in regular expressions for explicit sets of characters.  As special cases:
3677 @itemize @bullet
3678 @item
3679 A literal @samp{]} character can be specified as the first character
3680 of the set.
3682 @item
3683 An embedded @samp{-} character (that is, one that is not the first or
3684 last character of the set) is used to specify a range of characters.
3686 @item
3687 If a caret character @samp{^} immediately follows the initial @samp{[},
3688 then the set of allowed input characters is the everything @emph{except}
3689 the characters listed.
3690 @end itemize
3692 The @samp{%[} conversion does not skip over initial whitespace
3693 characters.
3695 Note that the @dfn{character class} syntax available in character sets
3696 that appear inside regular expressions (such as @samp{[:alpha:]}) is
3697 @emph{not} available in the @samp{%[} conversion.
3699 Here are some examples of @samp{%[} conversions and what they mean:
3701 @table @samp
3702 @item %25[1234567890]
3703 Matches a string of up to 25 digits.
3705 @item %25[][]
3706 Matches a string of up to 25 square brackets.
3708 @item %25[^ \f\n\r\t\v]
3709 Matches a string up to 25 characters long that doesn't contain any of
3710 the standard whitespace characters.  This is slightly different from
3711 @samp{%s}, because if the input begins with a whitespace character,
3712 @samp{%[} reports a matching failure while @samp{%s} simply discards the
3713 initial whitespace.
3715 @item %25[a-z]
3716 Matches up to 25 lowercase characters.
3717 @end table
3719 As for @samp{%c} and @samp{%s} the @samp{%[} format is also modified to
3720 produce wide characters if the @samp{l} modifier is present.  All what
3721 is said about @samp{%ls} above is true for @samp{%l[}.
3723 One more reminder: the @samp{%s} and @samp{%[} conversions are
3724 @strong{dangerous} if you don't specify a maximum width or use the
3725 @samp{a} flag, because input too long would overflow whatever buffer you
3726 have provided for it.  No matter how long your buffer is, a user could
3727 supply input that is longer.  A well-written program reports invalid
3728 input with a comprehensible error message, not with a crash.
3730 @node Dynamic String Input
3731 @subsection Dynamically Allocating String Conversions
3733 A GNU extension to formatted input lets you safely read a string with no
3734 maximum size.  Using this feature, you don't supply a buffer; instead,
3735 @code{scanf} allocates a buffer big enough to hold the data and gives
3736 you its address.  To use this feature, write @samp{a} as a flag
3737 character, as in @samp{%as} or @samp{%a[0-9a-z]}.
3739 The pointer argument you supply for where to store the input should have
3740 type @code{char **}.  The @code{scanf} function allocates a buffer and
3741 stores its address in the word that the argument points to.  You should
3742 free the buffer with @code{free} when you no longer need it.
3744 Here is an example of using the @samp{a} flag with the @samp{%[@dots{}]}
3745 conversion specification to read a ``variable assignment'' of the form
3746 @samp{@var{variable} = @var{value}}.
3748 @smallexample
3750   char *variable, *value;
3752   if (2 > scanf ("%a[a-zA-Z0-9] = %a[^\n]\n",
3753                  &variable, &value))
3754     @{
3755       invalid_input_error ();
3756       return 0;
3757     @}
3759   @dots{}
3761 @end smallexample
3763 @node Other Input Conversions
3764 @subsection Other Input Conversions
3766 This section describes the miscellaneous input conversions.
3768 The @samp{%p} conversion is used to read a pointer value.  It recognizes
3769 the same syntax used by the @samp{%p} output conversion for
3770 @code{printf} (@pxref{Other Output Conversions}); that is, a hexadecimal
3771 number just as the @samp{%x} conversion accepts.  The corresponding
3772 argument should be of type @code{void **}; that is, the address of a
3773 place to store a pointer.
3775 The resulting pointer value is not guaranteed to be valid if it was not
3776 originally written during the same program execution that reads it in.
3778 The @samp{%n} conversion produces the number of characters read so far
3779 by this call.  The corresponding argument should be of type @code{int *}.
3780 This conversion works in the same way as the @samp{%n} conversion for
3781 @code{printf}; see @ref{Other Output Conversions}, for an example.
3783 The @samp{%n} conversion is the only mechanism for determining the
3784 success of literal matches or conversions with suppressed assignments.
3785 If the @samp{%n} follows the locus of a matching failure, then no value
3786 is stored for it since @code{scanf} returns before processing the
3787 @samp{%n}.  If you store @code{-1} in that argument slot before calling
3788 @code{scanf}, the presence of @code{-1} after @code{scanf} indicates an
3789 error occurred before the @samp{%n} was reached.
3791 Finally, the @samp{%%} conversion matches a literal @samp{%} character
3792 in the input stream, without using an argument.  This conversion does
3793 not permit any flags, field width, or type modifier to be specified.
3795 @node Formatted Input Functions
3796 @subsection Formatted Input Functions
3798 Here are the descriptions of the functions for performing formatted
3799 input.
3800 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
3801 @pindex stdio.h
3803 @comment stdio.h
3804 @comment ISO
3805 @deftypefun int scanf (const char *@var{template}, @dots{})
3806 The @code{scanf} 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{EOF} is returned.
3815 @end deftypefun
3817 @comment wchar.h
3818 @comment ISO
3819 @deftypefun int wscanf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3820 The @code{wscanf} function reads formatted input from the stream
3821 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
3822 The optional arguments are pointers to the places which receive the
3823 resulting values.
3825 The return value is normally the number of successful assignments.  If
3826 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
3827 including matches against whitespace and literal characters in the
3828 template, then @code{WEOF} is returned.
3829 @end deftypefun
3831 @comment stdio.h
3832 @comment ISO
3833 @deftypefun int fscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
3834 This function is just like @code{scanf}, except that the input is read
3835 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
3836 @end deftypefun
3838 @comment wchar.h
3839 @comment ISO
3840 @deftypefun int fwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3841 This function is just like @code{wscanf}, except that the input is read
3842 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
3843 @end deftypefun
3845 @comment stdio.h
3846 @comment ISO
3847 @deftypefun int sscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
3848 This is like @code{scanf}, except that the characters are taken from the
3849 null-terminated string @var{s} instead of from a stream.  Reaching the
3850 end of the string is treated as an end-of-file condition.
3852 The behavior of this function is undefined if copying takes place
3853 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
3854 as an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
3855 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
3856 @end deftypefun
3858 @comment wchar.h
3859 @comment ISO
3860 @deftypefun int swscanf (const wchar_t *@var{ws}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3861 This is like @code{wscanf}, except that the characters are taken from the
3862 null-terminated string @var{ws} instead of from a stream.  Reaching the
3863 end of the string is treated as an end-of-file condition.
3865 The behavior of this function is undefined if copying takes place
3866 between objects that overlap---for example, if @var{ws} is also given as
3867 an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
3868 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
3869 @end deftypefun
3871 @node Variable Arguments Input
3872 @subsection Variable Arguments Input Functions
3874 The functions @code{vscanf} and friends are provided so that you can
3875 define your own variadic @code{scanf}-like functions that make use of
3876 the same internals as the built-in formatted output functions.
3877 These functions are analogous to the @code{vprintf} series of output
3878 functions.  @xref{Variable Arguments Output}, for important
3879 information on how to use them.
3881 @strong{Portability Note:} The functions listed in this section were
3882 introduced in @w{ISO C99} and were before available as GNU extensions.
3884 @comment stdio.h
3885 @comment ISO
3886 @deftypefun int vscanf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3887 This function is similar to @code{scanf}, but instead of taking
3888 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
3889 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
3890 @end deftypefun
3892 @comment wchar.h
3893 @comment ISO
3894 @deftypefun int vwscanf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
3895 This function is similar to @code{wscanf}, but instead of taking
3896 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
3897 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
3898 @end deftypefun
3900 @comment stdio.h
3901 @comment ISO
3902 @deftypefun int vfscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3903 This is the equivalent of @code{fscanf} 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 vfwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
3910 This is the equivalent of @code{fwscanf} with the variable argument list
3911 specified directly as for @code{vwscanf}.
3912 @end deftypefun
3914 @comment stdio.h
3915 @comment ISO
3916 @deftypefun int vsscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3917 This is the equivalent of @code{sscanf} with the variable argument list
3918 specified directly as for @code{vscanf}.
3919 @end deftypefun
3921 @comment wchar.h
3922 @comment ISO
3923 @deftypefun int vswscanf (const wchar_t *@var{s}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
3924 This is the equivalent of @code{swscanf} with the variable argument list
3925 specified directly as for @code{vwscanf}.
3926 @end deftypefun
3928 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
3929 know that a function uses a @code{scanf}-style format string.  Then it
3930 can check the number and types of arguments in each call to the
3931 function, and warn you when they do not match the format string.
3932 For details, see @ref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
3933 gcc.info, Using GNU CC}.
3935 @node EOF and Errors
3936 @section End-Of-File and Errors
3938 @cindex end of file, on a stream
3939 Many of the functions described in this chapter return the value of the
3940 macro @code{EOF} to indicate unsuccessful completion of the operation.
3941 Since @code{EOF} is used to report both end of file and random errors,
3942 it's often better to use the @code{feof} function to check explicitly
3943 for end of file and @code{ferror} to check for errors.  These functions
3944 check indicators that are part of the internal state of the stream
3945 object, indicators set if the appropriate condition was detected by a
3946 previous I/O operation on that stream.
3948 @comment stdio.h
3949 @comment ISO
3950 @deftypevr Macro int EOF
3951 This macro is an integer value that is returned by a number of narrow
3952 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
3953 error situation.  With @theglibc{}, @code{EOF} is @code{-1}.  In
3954 other libraries, its value may be some other negative number.
3956 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3957 @end deftypevr
3959 @comment wchar.h
3960 @comment ISO
3961 @deftypevr Macro int WEOF
3962 This macro is an integer value that is returned by a number of wide
3963 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
3964 error situation.  With @theglibc{}, @code{WEOF} is @code{-1}.  In
3965 other libraries, its value may be some other negative number.
3967 This symbol is declared in @file{wchar.h}.
3968 @end deftypevr
3970 @comment stdio.h
3971 @comment ISO
3972 @deftypefun int feof (FILE *@var{stream})
3973 The @code{feof} function returns nonzero if and only if the end-of-file
3974 indicator for the stream @var{stream} is set.
3976 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3977 @end deftypefun
3979 @comment stdio.h
3980 @comment GNU
3981 @deftypefun int feof_unlocked (FILE *@var{stream})
3982 The @code{feof_unlocked} function is equivalent to the @code{feof}
3983 function except that it does not implicitly lock the stream.
3985 This function is a GNU extension.
3987 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3988 @end deftypefun
3990 @comment stdio.h
3991 @comment ISO
3992 @deftypefun int ferror (FILE *@var{stream})
3993 The @code{ferror} function returns nonzero if and only if the error
3994 indicator for the stream @var{stream} is set, indicating that an error
3995 has occurred on a previous operation on the stream.
3997 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3998 @end deftypefun
4000 @comment stdio.h
4001 @comment GNU
4002 @deftypefun int ferror_unlocked (FILE *@var{stream})
4003 The @code{ferror_unlocked} function is equivalent to the @code{ferror}
4004 function except that it does not implicitly lock the stream.
4006 This function is a GNU extension.
4008 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4009 @end deftypefun
4011 In addition to setting the error indicator associated with the stream,
4012 the functions that operate on streams also set @code{errno} in the same
4013 way as the corresponding low-level functions that operate on file
4014 descriptors.  For example, all of the functions that perform output to a
4015 stream---such as @code{fputc}, @code{printf}, and @code{fflush}---are
4016 implemented in terms of @code{write}, and all of the @code{errno} error
4017 conditions defined for @code{write} are meaningful for these functions.
4018 For more information about the descriptor-level I/O functions, see
4019 @ref{Low-Level I/O}.
4021 @node Error Recovery
4022 @section Recovering from errors
4024 You may explicitly clear the error and EOF flags with the @code{clearerr}
4025 function.
4027 @comment stdio.h
4028 @comment ISO
4029 @deftypefun void clearerr (FILE *@var{stream})
4030 This function clears the end-of-file and error indicators for the
4031 stream @var{stream}.
4033 The file positioning functions (@pxref{File Positioning}) also clear the
4034 end-of-file indicator for the stream.
4035 @end deftypefun
4037 @comment stdio.h
4038 @comment GNU
4039 @deftypefun void clearerr_unlocked (FILE *@var{stream})
4040 The @code{clearerr_unlocked} function is equivalent to the @code{clearerr}
4041 function except that it does not implicitly lock the stream.
4043 This function is a GNU extension.
4044 @end deftypefun
4046 Note that it is @emph{not} correct to just clear the error flag and retry
4047 a failed stream operation.  After a failed write, any number of
4048 characters since the last buffer flush may have been committed to the
4049 file, while some buffered data may have been discarded.  Merely retrying
4050 can thus cause lost or repeated data.
4052 A failed read may leave the file pointer in an inappropriate position for
4053 a second try.  In both cases, you should seek to a known position before
4054 retrying.
4056 Most errors that can happen are not recoverable --- a second try will
4057 always fail again in the same way.  So usually it is best to give up and
4058 report the error to the user, rather than install complicated recovery
4059 logic.
4061 One important exception is @code{EINTR} (@pxref{Interrupted Primitives}).
4062 Many stream I/O implementations will treat it as an ordinary error, which
4063 can be quite inconvenient.  You can avoid this hassle by installing all
4064 signals with the @code{SA_RESTART} flag.
4066 For similar reasons, setting nonblocking I/O on a stream's file
4067 descriptor is not usually advisable.
4069 @node Binary Streams
4070 @section Text and Binary Streams
4072 @gnusystems{} and other POSIX-compatible operating systems organize all
4073 files as uniform sequences of characters.  However, some other systems
4074 make a distinction between files containing text and files containing
4075 binary data, and the input and output facilities of @w{ISO C} provide for
4076 this distinction.  This section tells you how to write programs portable
4077 to such systems.
4079 @cindex text stream
4080 @cindex binary stream
4081 When you open a stream, you can specify either a @dfn{text stream} or a
4082 @dfn{binary stream}.  You indicate that you want a binary stream by
4083 specifying the @samp{b} modifier in the @var{opentype} argument to
4084 @code{fopen}; see @ref{Opening Streams}.  Without this
4085 option, @code{fopen} opens the file as a text stream.
4087 Text and binary streams differ in several ways:
4089 @itemize @bullet
4090 @item
4091 The data read from a text stream is divided into @dfn{lines} which are
4092 terminated by newline (@code{'\n'}) characters, while a binary stream is
4093 simply a long series of characters.  A text stream might on some systems
4094 fail to handle lines more than 254 characters long (including the
4095 terminating newline character).
4096 @cindex lines (in a text file)
4098 @item
4099 On some systems, text files can contain only printing characters,
4100 horizontal tab characters, and newlines, and so text streams may not
4101 support other characters.  However, binary streams can handle any
4102 character value.
4104 @item
4105 Space characters that are written immediately preceding a newline
4106 character in a text stream may disappear when the file is read in again.
4108 @item
4109 More generally, there need not be a one-to-one mapping between
4110 characters that are read from or written to a text stream, and the
4111 characters in the actual file.
4112 @end itemize
4114 Since a binary stream is always more capable and more predictable than a
4115 text stream, you might wonder what purpose text streams serve.  Why not
4116 simply always use binary streams?  The answer is that on these operating
4117 systems, text and binary streams use different file formats, and the
4118 only way to read or write ``an ordinary file of text'' that can work
4119 with other text-oriented programs is through a text stream.
4121 In @theglibc{}, and on all POSIX systems, there is no difference
4122 between text streams and binary streams.  When you open a stream, you
4123 get the same kind of stream regardless of whether you ask for binary.
4124 This stream can handle any file content, and has none of the
4125 restrictions that text streams sometimes have.
4127 @node File Positioning
4128 @section File Positioning
4129 @cindex file positioning on a stream
4130 @cindex positioning a stream
4131 @cindex seeking on a stream
4133 The @dfn{file position} of a stream describes where in the file the
4134 stream is currently reading or writing.  I/O on the stream advances the
4135 file position through the file.  On @gnusystems{}, the file position is
4136 represented as an integer, which counts the number of bytes from the
4137 beginning of the file.  @xref{File Position}.
4139 During I/O to an ordinary disk file, you can change the file position
4140 whenever you wish, so as to read or write any portion of the file.  Some
4141 other kinds of files may also permit this.  Files which support changing
4142 the file position are sometimes referred to as @dfn{random-access}
4143 files.
4145 You can use the functions in this section to examine or modify the file
4146 position indicator associated with a stream.  The symbols listed below
4147 are declared in the header file @file{stdio.h}.
4148 @pindex stdio.h
4150 @comment stdio.h
4151 @comment ISO
4152 @deftypefun {long int} ftell (FILE *@var{stream})
4153 This function returns the current file position of the stream
4154 @var{stream}.
4156 This function can fail if the stream doesn't support file positioning,
4157 or if the file position can't be represented in a @code{long int}, and
4158 possibly for other reasons as well.  If a failure occurs, a value of
4159 @code{-1} is returned.
4160 @end deftypefun
4162 @comment stdio.h
4163 @comment Unix98
4164 @deftypefun off_t ftello (FILE *@var{stream})
4165 The @code{ftello} function is similar to @code{ftell}, except that it
4166 returns a value of type @code{off_t}.  Systems which support this type
4167 use it to describe all file positions, unlike the POSIX specification
4168 which uses a long int.  The two are not necessarily the same size.
4169 Therefore, using ftell can lead to problems if the implementation is
4170 written on top of a POSIX compliant low-level I/O implementation, and using
4171 @code{ftello} is preferable whenever it is available.
4173 If this function fails it returns @code{(off_t) -1}.  This can happen due
4174 to missing support for file positioning or internal errors.  Otherwise
4175 the return value is the current file position.
4177 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4178 version 2.
4180 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4181 32 bit system this function is in fact @code{ftello64}.  I.e., the
4182 LFS interface transparently replaces the old interface.
4183 @end deftypefun
4185 @comment stdio.h
4186 @comment Unix98
4187 @deftypefun off64_t ftello64 (FILE *@var{stream})
4188 This function is similar to @code{ftello} with the only difference that
4189 the return value is of type @code{off64_t}.  This also requires that the
4190 stream @var{stream} was opened using either @code{fopen64},
4191 @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise the underlying
4192 file operations to position the file pointer beyond the @math{2^31}
4193 bytes limit might fail.
4195 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4196 bits machine this function is available under the name @code{ftello}
4197 and so transparently replaces the old interface.
4198 @end deftypefun
4200 @comment stdio.h
4201 @comment ISO
4202 @deftypefun int fseek (FILE *@var{stream}, long int @var{offset}, int @var{whence})
4203 The @code{fseek} function is used to change the file position of the
4204 stream @var{stream}.  The value of @var{whence} must be one of the
4205 constants @code{SEEK_SET}, @code{SEEK_CUR}, or @code{SEEK_END}, to
4206 indicate whether the @var{offset} is relative to the beginning of the
4207 file, the current file position, or the end of the file, respectively.
4209 This function returns a value of zero if the operation was successful,
4210 and a nonzero value to indicate failure.  A successful call also clears
4211 the end-of-file indicator of @var{stream} and discards any characters
4212 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}.
4214 @code{fseek} either flushes any buffered output before setting the file
4215 position or else remembers it so it will be written later in its proper
4216 place in the file.
4217 @end deftypefun
4219 @comment stdio.h
4220 @comment Unix98
4221 @deftypefun int fseeko (FILE *@var{stream}, off_t @var{offset}, int @var{whence})
4222 This function is similar to @code{fseek} but it corrects a problem with
4223 @code{fseek} in a system with POSIX types.  Using a value of type
4224 @code{long int} for the offset is not compatible with POSIX.
4225 @code{fseeko} uses the correct type @code{off_t} for the @var{offset}
4226 parameter.
4228 For this reason it is a good idea to prefer @code{ftello} whenever it is
4229 available since its functionality is (if different at all) closer the
4230 underlying definition.
4232 The functionality and return value is the same as for @code{fseek}.
4234 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4235 version 2.
4237 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4238 32 bit system this function is in fact @code{fseeko64}.  I.e., the
4239 LFS interface transparently replaces the old interface.
4240 @end deftypefun
4242 @comment stdio.h
4243 @comment Unix98
4244 @deftypefun int fseeko64 (FILE *@var{stream}, off64_t @var{offset}, int @var{whence})
4245 This function is similar to @code{fseeko} with the only difference that
4246 the @var{offset} parameter is of type @code{off64_t}.  This also
4247 requires that the stream @var{stream} was opened using either
4248 @code{fopen64}, @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise
4249 the underlying file operations to position the file pointer beyond the
4250 @math{2^31} bytes limit might fail.
4252 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4253 bits machine this function is available under the name @code{fseeko}
4254 and so transparently replaces the old interface.
4255 @end deftypefun
4257 @strong{Portability Note:} In non-POSIX systems, @code{ftell},
4258 @code{ftello}, @code{fseek} and @code{fseeko} might work reliably only
4259 on binary streams.  @xref{Binary Streams}.
4261 The following symbolic constants are defined for use as the @var{whence}
4262 argument to @code{fseek}.  They are also used with the @code{lseek}
4263 function (@pxref{I/O Primitives}) and to specify offsets for file locks
4264 (@pxref{Control Operations}).
4266 @comment stdio.h
4267 @comment ISO
4268 @deftypevr Macro int SEEK_SET
4269 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4270 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4271 the offset provided is relative to the beginning of the file.
4272 @end deftypevr
4274 @comment stdio.h
4275 @comment ISO
4276 @deftypevr Macro int SEEK_CUR
4277 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4278 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4279 the offset provided is relative to the current file position.
4280 @end deftypevr
4282 @comment stdio.h
4283 @comment ISO
4284 @deftypevr Macro int SEEK_END
4285 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4286 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4287 the offset provided is relative to the end of the file.
4288 @end deftypevr
4290 @comment stdio.h
4291 @comment ISO
4292 @deftypefun void rewind (FILE *@var{stream})
4293 The @code{rewind} function positions the stream @var{stream} at the
4294 beginning of the file.  It is equivalent to calling @code{fseek} or
4295 @code{fseeko} on the @var{stream} with an @var{offset} argument of
4296 @code{0L} and a @var{whence} argument of @code{SEEK_SET}, except that
4297 the return value is discarded and the error indicator for the stream is
4298 reset.
4299 @end deftypefun
4301 These three aliases for the @samp{SEEK_@dots{}} constants exist for the
4302 sake of compatibility with older BSD systems.  They are defined in two
4303 different header files: @file{fcntl.h} and @file{sys/file.h}.
4305 @table @code
4306 @comment sys/file.h
4307 @comment BSD
4308 @item L_SET
4309 @vindex L_SET
4310 An alias for @code{SEEK_SET}.
4312 @comment sys/file.h
4313 @comment BSD
4314 @item L_INCR
4315 @vindex L_INCR
4316 An alias for @code{SEEK_CUR}.
4318 @comment sys/file.h
4319 @comment BSD
4320 @item L_XTND
4321 @vindex L_XTND
4322 An alias for @code{SEEK_END}.
4323 @end table
4325 @node Portable Positioning
4326 @section Portable File-Position Functions
4328 On @gnusystems{}, the file position is truly a character count.  You
4329 can specify any character count value as an argument to @code{fseek} or
4330 @code{fseeko} and get reliable results for any random access file.
4331 However, some @w{ISO C} systems do not represent file positions in this
4332 way.
4334 On some systems where text streams truly differ from binary streams, it
4335 is impossible to represent the file position of a text stream as a count
4336 of characters from the beginning of the file.  For example, the file
4337 position on some systems must encode both a record offset within the
4338 file, and a character offset within the record.
4340 As a consequence, if you want your programs to be portable to these
4341 systems, you must observe certain rules:
4343 @itemize @bullet
4344 @item
4345 The value returned from @code{ftell} on a text stream has no predictable
4346 relationship to the number of characters you have read so far.  The only
4347 thing you can rely on is that you can use it subsequently as the
4348 @var{offset} argument to @code{fseek} or @code{fseeko} to move back to
4349 the same file position.
4351 @item
4352 In a call to @code{fseek} or @code{fseeko} on a text stream, either the
4353 @var{offset} must be zero, or @var{whence} must be @code{SEEK_SET} and
4354 the @var{offset} must be the result of an earlier call to @code{ftell}
4355 on the same stream.
4357 @item
4358 The value of the file position indicator of a text stream is undefined
4359 while there are characters that have been pushed back with @code{ungetc}
4360 that haven't been read or discarded.  @xref{Unreading}.
4361 @end itemize
4363 But even if you observe these rules, you may still have trouble for long
4364 files, because @code{ftell} and @code{fseek} use a @code{long int} value
4365 to represent the file position.  This type may not have room to encode
4366 all the file positions in a large file.  Using the @code{ftello} and
4367 @code{fseeko} functions might help here since the @code{off_t} type is
4368 expected to be able to hold all file position values but this still does
4369 not help to handle additional information which must be associated with
4370 a file position.
4372 So if you do want to support systems with peculiar encodings for the
4373 file positions, it is better to use the functions @code{fgetpos} and
4374 @code{fsetpos} instead.  These functions represent the file position
4375 using the data type @code{fpos_t}, whose internal representation varies
4376 from system to system.
4378 These symbols are declared in the header file @file{stdio.h}.
4379 @pindex stdio.h
4381 @comment stdio.h
4382 @comment ISO
4383 @deftp {Data Type} fpos_t
4384 This is the type of an object that can encode information about the
4385 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos} and
4386 @code{fsetpos}.
4388 In @theglibc{}, @code{fpos_t} is an opaque data structure that
4389 contains internal data to represent file offset and conversion state
4390 information.  In other systems, it might have a different internal
4391 representation.
4393 When compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32 bit machine
4394 this type is in fact equivalent to @code{fpos64_t} since the LFS
4395 interface transparently replaces the old interface.
4396 @end deftp
4398 @comment stdio.h
4399 @comment Unix98
4400 @deftp {Data Type} fpos64_t
4401 This is the type of an object that can encode information about the
4402 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos64} and
4403 @code{fsetpos64}.
4405 In @theglibc{}, @code{fpos64_t} is an opaque data structure that
4406 contains internal data to represent file offset and conversion state
4407 information.  In other systems, it might have a different internal
4408 representation.
4409 @end deftp
4411 @comment stdio.h
4412 @comment ISO
4413 @deftypefun int fgetpos (FILE *@var{stream}, fpos_t *@var{position})
4414 This function stores the value of the file position indicator for the
4415 stream @var{stream} in the @code{fpos_t} object pointed to by
4416 @var{position}.  If successful, @code{fgetpos} returns zero; otherwise
4417 it returns a nonzero value and stores an implementation-defined positive
4418 value in @code{errno}.
4420 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4421 32 bit system the function is in fact @code{fgetpos64}.  I.e., the LFS
4422 interface transparently replaces the old interface.
4423 @end deftypefun
4425 @comment stdio.h
4426 @comment Unix98
4427 @deftypefun int fgetpos64 (FILE *@var{stream}, fpos64_t *@var{position})
4428 This function is similar to @code{fgetpos} but the file position is
4429 returned in a variable of type @code{fpos64_t} to which @var{position}
4430 points.
4432 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4433 bits machine this function is available under the name @code{fgetpos}
4434 and so transparently replaces the old interface.
4435 @end deftypefun
4437 @comment stdio.h
4438 @comment ISO
4439 @deftypefun int fsetpos (FILE *@var{stream}, const fpos_t *@var{position})
4440 This function sets the file position indicator for the stream @var{stream}
4441 to the position @var{position}, which must have been set by a previous
4442 call to @code{fgetpos} on the same stream.  If successful, @code{fsetpos}
4443 clears the end-of-file indicator on the stream, discards any characters
4444 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}, and returns a value
4445 of zero.  Otherwise, @code{fsetpos} returns a nonzero value and stores
4446 an implementation-defined positive value in @code{errno}.
4448 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4449 32 bit system the function is in fact @code{fsetpos64}.  I.e., the LFS
4450 interface transparently replaces the old interface.
4451 @end deftypefun
4453 @comment stdio.h
4454 @comment Unix98
4455 @deftypefun int fsetpos64 (FILE *@var{stream}, const fpos64_t *@var{position})
4456 This function is similar to @code{fsetpos} but the file position used
4457 for positioning is provided in a variable of type @code{fpos64_t} to
4458 which @var{position} points.
4460 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4461 bits machine this function is available under the name @code{fsetpos}
4462 and so transparently replaces the old interface.
4463 @end deftypefun
4465 @node Stream Buffering
4466 @section Stream Buffering
4468 @cindex buffering of streams
4469 Characters that are written to a stream are normally accumulated and
4470 transmitted asynchronously to the file in a block, instead of appearing
4471 as soon as they are output by the application program.  Similarly,
4472 streams often retrieve input from the host environment in blocks rather
4473 than on a character-by-character basis.  This is called @dfn{buffering}.
4475 If you are writing programs that do interactive input and output using
4476 streams, you need to understand how buffering works when you design the
4477 user interface to your program.  Otherwise, you might find that output
4478 (such as progress or prompt messages) doesn't appear when you intended
4479 it to, or displays some other unexpected behavior.
4481 This section deals only with controlling when characters are transmitted
4482 between the stream and the file or device, and @emph{not} with how
4483 things like echoing, flow control, and the like are handled on specific
4484 classes of devices.  For information on common control operations on
4485 terminal devices, see @ref{Low-Level Terminal Interface}.
4487 You can bypass the stream buffering facilities altogether by using the
4488 low-level input and output functions that operate on file descriptors
4489 instead.  @xref{Low-Level I/O}.
4491 @menu
4492 * Buffering Concepts::          Terminology is defined here.
4493 * Flushing Buffers::            How to ensure that output buffers are flushed.
4494 * Controlling Buffering::       How to specify what kind of buffering to use.
4495 @end menu
4497 @node Buffering Concepts
4498 @subsection Buffering Concepts
4500 There are three different kinds of buffering strategies:
4502 @itemize @bullet
4503 @item
4504 Characters written to or read from an @dfn{unbuffered} stream are
4505 transmitted individually to or from the file as soon as possible.
4506 @cindex unbuffered stream
4508 @item
4509 Characters written to a @dfn{line buffered} stream are transmitted to
4510 the file in blocks when a newline character is encountered.
4511 @cindex line buffered stream
4513 @item
4514 Characters written to or read from a @dfn{fully buffered} stream are
4515 transmitted to or from the file in blocks of arbitrary size.
4516 @cindex fully buffered stream
4517 @end itemize
4519 Newly opened streams are normally fully buffered, with one exception: a
4520 stream connected to an interactive device such as a terminal is
4521 initially line buffered.  @xref{Controlling Buffering}, for information
4522 on how to select a different kind of buffering.  Usually the automatic
4523 selection gives you the most convenient kind of buffering for the file
4524 or device you open.
4526 The use of line buffering for interactive devices implies that output
4527 messages ending in a newline will appear immediately---which is usually
4528 what you want.  Output that doesn't end in a newline might or might not
4529 show up immediately, so if you want them to appear immediately, you
4530 should flush buffered output explicitly with @code{fflush}, as described
4531 in @ref{Flushing Buffers}.
4533 @node Flushing Buffers
4534 @subsection Flushing Buffers
4536 @cindex flushing a stream
4537 @dfn{Flushing} output on a buffered stream means transmitting all
4538 accumulated characters to the file.  There are many circumstances when
4539 buffered output on a stream is flushed automatically:
4541 @itemize @bullet
4542 @item
4543 When you try to do output and the output buffer is full.
4545 @item
4546 When the stream is closed.  @xref{Closing Streams}.
4548 @item
4549 When the program terminates by calling @code{exit}.
4550 @xref{Normal Termination}.
4552 @item
4553 When a newline is written, if the stream is line buffered.
4555 @item
4556 Whenever an input operation on @emph{any} stream actually reads data
4557 from its file.
4558 @end itemize
4560 If you want to flush the buffered output at another time, call
4561 @code{fflush}, which is declared in the header file @file{stdio.h}.
4562 @pindex stdio.h
4564 @comment stdio.h
4565 @comment ISO
4566 @deftypefun int fflush (FILE *@var{stream})
4567 This function causes any buffered output on @var{stream} to be delivered
4568 to the file.  If @var{stream} is a null pointer, then
4569 @code{fflush} causes buffered output on @emph{all} open output streams
4570 to be flushed.
4572 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, or zero
4573 otherwise.
4574 @end deftypefun
4576 @comment stdio.h
4577 @comment POSIX
4578 @deftypefun int fflush_unlocked (FILE *@var{stream})
4579 The @code{fflush_unlocked} function is equivalent to the @code{fflush}
4580 function except that it does not implicitly lock the stream.
4581 @end deftypefun
4583 The @code{fflush} function can be used to flush all streams currently
4584 opened.  While this is useful in some situations it does often more than
4585 necessary since it might be done in situations when terminal input is
4586 required and the program wants to be sure that all output is visible on
4587 the terminal.  But this means that only line buffered streams have to be
4588 flushed.  Solaris introduced a function especially for this.  It was
4589 always available in @theglibc{} in some form but never officially
4590 exported.
4592 @comment stdio_ext.h
4593 @comment GNU
4594 @deftypefun void _flushlbf (void)
4595 The @code{_flushlbf} function flushes all line buffered streams
4596 currently opened.
4598 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4599 @end deftypefun
4601 @strong{Compatibility Note:} Some brain-damaged operating systems have
4602 been known to be so thoroughly fixated on line-oriented input and output
4603 that flushing a line buffered stream causes a newline to be written!
4604 Fortunately, this ``feature'' seems to be becoming less common.  You do
4605 not need to worry about this with @theglibc{}.
4607 In some situations it might be useful to not flush the output pending
4608 for a stream but instead simply forget it.  If transmission is costly
4609 and the output is not needed anymore this is valid reasoning.  In this
4610 situation a non-standard function introduced in Solaris and available in
4611 @theglibc{} can be used.
4613 @comment stdio_ext.h
4614 @comment GNU
4615 @deftypefun void __fpurge (FILE *@var{stream})
4616 The @code{__fpurge} function causes the buffer of the stream
4617 @var{stream} to be emptied.  If the stream is currently in read mode all
4618 input in the buffer is lost.  If the stream is in output mode the
4619 buffered output is not written to the device (or whatever other
4620 underlying storage) and the buffer the cleared.
4622 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
4623 @end deftypefun
4625 @node Controlling Buffering
4626 @subsection Controlling Which Kind of Buffering
4628 After opening a stream (but before any other operations have been
4629 performed on it), you can explicitly specify what kind of buffering you
4630 want it to have using the @code{setvbuf} function.
4631 @cindex buffering, controlling
4633 The facilities listed in this section are declared in the header
4634 file @file{stdio.h}.
4635 @pindex stdio.h
4637 @comment stdio.h
4638 @comment ISO
4639 @deftypefun int setvbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, int @var{mode}, size_t @var{size})
4640 This function is used to specify that the stream @var{stream} should
4641 have the buffering mode @var{mode}, which can be either @code{_IOFBF}
4642 (for full buffering), @code{_IOLBF} (for line buffering), or
4643 @code{_IONBF} (for unbuffered input/output).
4645 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, then @code{setvbuf}
4646 allocates a buffer itself using @code{malloc}.  This buffer will be freed
4647 when you close the stream.
4649 Otherwise, @var{buf} should be a character array that can hold at least
4650 @var{size} characters.  You should not free the space for this array as
4651 long as the stream remains open and this array remains its buffer.  You
4652 should usually either allocate it statically, or @code{malloc}
4653 (@pxref{Unconstrained Allocation}) the buffer.  Using an automatic array
4654 is not a good idea unless you close the file before exiting the block
4655 that declares the array.
4657 While the array remains a stream buffer, the stream I/O functions will
4658 use the buffer for their internal purposes.  You shouldn't try to access
4659 the values in the array directly while the stream is using it for
4660 buffering.
4662 The @code{setvbuf} function returns zero on success, or a nonzero value
4663 if the value of @var{mode} is not valid or if the request could not
4664 be honored.
4665 @end deftypefun
4667 @comment stdio.h
4668 @comment ISO
4669 @deftypevr Macro int _IOFBF
4670 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4671 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4672 specify that the stream should be fully buffered.
4673 @end deftypevr
4675 @comment stdio.h
4676 @comment ISO
4677 @deftypevr Macro int _IOLBF
4678 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4679 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4680 specify that the stream should be line buffered.
4681 @end deftypevr
4683 @comment stdio.h
4684 @comment ISO
4685 @deftypevr Macro int _IONBF
4686 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4687 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4688 specify that the stream should be unbuffered.
4689 @end deftypevr
4691 @comment stdio.h
4692 @comment ISO
4693 @deftypevr Macro int BUFSIZ
4694 The value of this macro is an integer constant expression that is good
4695 to use for the @var{size} argument to @code{setvbuf}.  This value is
4696 guaranteed to be at least @code{256}.
4698 The value of @code{BUFSIZ} is chosen on each system so as to make stream
4699 I/O efficient.  So it is a good idea to use @code{BUFSIZ} as the size
4700 for the buffer when you call @code{setvbuf}.
4702 Actually, you can get an even better value to use for the buffer size
4703 by means of the @code{fstat} system call: it is found in the
4704 @code{st_blksize} field of the file attributes.  @xref{Attribute Meanings}.
4706 Sometimes people also use @code{BUFSIZ} as the allocation size of
4707 buffers used for related purposes, such as strings used to receive a
4708 line of input with @code{fgets} (@pxref{Character Input}).  There is no
4709 particular reason to use @code{BUFSIZ} for this instead of any other
4710 integer, except that it might lead to doing I/O in chunks of an
4711 efficient size.
4712 @end deftypevr
4714 @comment stdio.h
4715 @comment ISO
4716 @deftypefun void setbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf})
4717 If @var{buf} is a null pointer, the effect of this function is
4718 equivalent to calling @code{setvbuf} with a @var{mode} argument of
4719 @code{_IONBF}.  Otherwise, it is equivalent to calling @code{setvbuf}
4720 with @var{buf}, and a @var{mode} of @code{_IOFBF} and a @var{size}
4721 argument of @code{BUFSIZ}.
4723 The @code{setbuf} function is provided for compatibility with old code;
4724 use @code{setvbuf} in all new programs.
4725 @end deftypefun
4727 @comment stdio.h
4728 @comment BSD
4729 @deftypefun void setbuffer (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, size_t @var{size})
4730 If @var{buf} is a null pointer, this function makes @var{stream} unbuffered.
4731 Otherwise, it makes @var{stream} fully buffered using @var{buf} as the
4732 buffer.  The @var{size} argument specifies the length of @var{buf}.
4734 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4735 @code{setvbuf} instead.
4736 @end deftypefun
4738 @comment stdio.h
4739 @comment BSD
4740 @deftypefun void setlinebuf (FILE *@var{stream})
4741 This function makes @var{stream} be line buffered, and allocates the
4742 buffer for you.
4744 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4745 @code{setvbuf} instead.
4746 @end deftypefun
4748 It is possible to query whether a given stream is line buffered or not
4749 using a non-standard function introduced in Solaris and available in
4750 @theglibc{}.
4752 @comment stdio_ext.h
4753 @comment GNU
4754 @deftypefun int __flbf (FILE *@var{stream})
4755 The @code{__flbf} function will return a nonzero value in case the
4756 stream @var{stream} is line buffered.  Otherwise the return value is
4757 zero.
4759 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4760 @end deftypefun
4762 Two more extensions allow to determine the size of the buffer and how
4763 much of it is used.  These functions were also introduced in Solaris.
4765 @comment stdio_ext.h
4766 @comment GNU
4767 @deftypefun size_t __fbufsize (FILE *@var{stream})
4768 The @code{__fbufsize} function return the size of the buffer in the
4769 stream @var{stream}.  This value can be used to optimize the use of the
4770 stream.
4772 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4773 @end deftypefun
4775 @comment stdio_ext.h
4776 @comment GNU
4777 @deftypefun size_t __fpending (FILE *@var{stream})
4778 The @code{__fpending}
4779 function returns the number of bytes currently in the output buffer.
4780 For wide-oriented stream the measuring unit is wide characters.  This
4781 function should not be used on buffers in read mode or opened read-only.
4783 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4784 @end deftypefun
4786 @node Other Kinds of Streams
4787 @section Other Kinds of Streams
4789 @Theglibc{} provides ways for you to define additional kinds of
4790 streams that do not necessarily correspond to an open file.
4792 One such type of stream takes input from or writes output to a string.
4793 These kinds of streams are used internally to implement the
4794 @code{sprintf} and @code{sscanf} functions.  You can also create such a
4795 stream explicitly, using the functions described in @ref{String Streams}.
4797 More generally, you can define streams that do input/output to arbitrary
4798 objects using functions supplied by your program.  This protocol is
4799 discussed in @ref{Custom Streams}.
4801 @strong{Portability Note:} The facilities described in this section are
4802 specific to GNU.  Other systems or C implementations might or might not
4803 provide equivalent functionality.
4805 @menu
4806 * String Streams::              Streams that get data from or put data in
4807                                  a string or memory buffer.
4808 * Custom Streams::              Defining your own streams with an arbitrary
4809                                  input data source and/or output data sink.
4810 @end menu
4812 @node String Streams
4813 @subsection String Streams
4815 @cindex stream, for I/O to a string
4816 @cindex string stream
4817 The @code{fmemopen} and @code{open_memstream} functions allow you to do
4818 I/O to a string or memory buffer.  These facilities are declared in
4819 @file{stdio.h}.
4820 @pindex stdio.h
4822 @comment stdio.h
4823 @comment GNU
4824 @deftypefun {FILE *} fmemopen (void *@var{buf}, size_t @var{size}, const char *@var{opentype})
4825 This function opens a stream that allows the access specified by the
4826 @var{opentype} argument, that reads from or writes to the buffer specified
4827 by the argument @var{buf}.  This array must be at least @var{size} bytes long.
4829 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, @code{fmemopen}
4830 dynamically allocates an array @var{size} bytes long (as with @code{malloc};
4831 @pxref{Unconstrained Allocation}).  This is really only useful
4832 if you are going to write things to the buffer and then read them back
4833 in again, because you have no way of actually getting a pointer to the
4834 buffer (for this, try @code{open_memstream}, below).  The buffer is
4835 freed when the stream is closed.
4837 The argument @var{opentype} is the same as in @code{fopen}
4838 (@pxref{Opening Streams}).  If the @var{opentype} specifies
4839 append mode, then the initial file position is set to the first null
4840 character in the buffer.  Otherwise the initial file position is at the
4841 beginning of the buffer.
4843 When a stream open for writing is flushed or closed, a null character
4844 (zero byte) is written at the end of the buffer if it fits.  You
4845 should add an extra byte to the @var{size} argument to account for this.
4846 Attempts to write more than @var{size} bytes to the buffer result
4847 in an error.
4849 For a stream open for reading, null characters (zero bytes) in the
4850 buffer do not count as ``end of file''.  Read operations indicate end of
4851 file only when the file position advances past @var{size} bytes.  So, if
4852 you want to read characters from a null-terminated string, you should
4853 supply the length of the string as the @var{size} argument.
4854 @end deftypefun
4856 Here is an example of using @code{fmemopen} to create a stream for
4857 reading from a string:
4859 @smallexample
4860 @include memopen.c.texi
4861 @end smallexample
4863 This program produces the following output:
4865 @smallexample
4866 Got f
4867 Got o
4868 Got o
4869 Got b
4870 Got a
4871 Got r
4872 @end smallexample
4874 @comment stdio.h
4875 @comment GNU
4876 @deftypefun {FILE *} open_memstream (char **@var{ptr}, size_t *@var{sizeloc})
4877 This function opens a stream for writing to a buffer.  The buffer is
4878 allocated dynamically and grown as necessary, using @code{malloc}.
4879 After you've closed the stream, this buffer is your responsibility to
4880 clean up using @code{free} or @code{realloc}.  @xref{Unconstrained Allocation}.
4882 When the stream is closed with @code{fclose} or flushed with
4883 @code{fflush}, the locations @var{ptr} and @var{sizeloc} are updated to
4884 contain the pointer to the buffer and its size.  The values thus stored
4885 remain valid only as long as no further output on the stream takes
4886 place.  If you do more output, you must flush the stream again to store
4887 new values before you use them again.
4889 A null character is written at the end of the buffer.  This null character
4890 is @emph{not} included in the size value stored at @var{sizeloc}.
4892 You can move the stream's file position with @code{fseek} or
4893 @code{fseeko} (@pxref{File Positioning}).  Moving the file position past
4894 the end of the data already written fills the intervening space with
4895 zeroes.
4896 @end deftypefun
4898 Here is an example of using @code{open_memstream}:
4900 @smallexample
4901 @include memstrm.c.texi
4902 @end smallexample
4904 This program produces the following output:
4906 @smallexample
4907 buf = `hello', size = 5
4908 buf = `hello, world', size = 12
4909 @end smallexample
4911 @node Custom Streams
4912 @subsection Programming Your Own Custom Streams
4913 @cindex custom streams
4914 @cindex programming your own streams
4916 This section describes how you can make a stream that gets input from an
4917 arbitrary data source or writes output to an arbitrary data sink
4918 programmed by you.  We call these @dfn{custom streams}.  The functions
4919 and types described here are all GNU extensions.
4921 @c !!! this does not talk at all about the higher-level hooks
4923 @menu
4924 * Streams and Cookies::         The @dfn{cookie} records where to fetch or
4925                                  store data that is read or written.
4926 * Hook Functions::              How you should define the four @dfn{hook
4927                                  functions} that a custom stream needs.
4928 @end menu
4930 @node Streams and Cookies
4931 @subsubsection Custom Streams and Cookies
4932 @cindex cookie, for custom stream
4934 Inside every custom stream is a special object called the @dfn{cookie}.
4935 This is an object supplied by you which records where to fetch or store
4936 the data read or written.  It is up to you to define a data type to use
4937 for the cookie.  The stream functions in the library never refer
4938 directly to its contents, and they don't even know what the type is;
4939 they record its address with type @code{void *}.
4941 To implement a custom stream, you must specify @emph{how} to fetch or
4942 store the data in the specified place.  You do this by defining
4943 @dfn{hook functions} to read, write, change ``file position'', and close
4944 the stream.  All four of these functions will be passed the stream's
4945 cookie so they can tell where to fetch or store the data.  The library
4946 functions don't know what's inside the cookie, but your functions will
4947 know.
4949 When you create a custom stream, you must specify the cookie pointer,
4950 and also the four hook functions stored in a structure of type
4951 @code{cookie_io_functions_t}.
4953 These facilities are declared in @file{stdio.h}.
4954 @pindex stdio.h
4956 @comment stdio.h
4957 @comment GNU
4958 @deftp {Data Type} {cookie_io_functions_t}
4959 This is a structure type that holds the functions that define the
4960 communications protocol between the stream and its cookie.  It has
4961 the following members:
4963 @table @code
4964 @item cookie_read_function_t *read
4965 This is the function that reads data from the cookie.  If the value is a
4966 null pointer instead of a function, then read operations on this stream
4967 always return @code{EOF}.
4969 @item cookie_write_function_t *write
4970 This is the function that writes data to the cookie.  If the value is a
4971 null pointer instead of a function, then data written to the stream is
4972 discarded.
4974 @item cookie_seek_function_t *seek
4975 This is the function that performs the equivalent of file positioning on
4976 the cookie.  If the value is a null pointer instead of a function, calls
4977 to @code{fseek} or @code{fseeko} on this stream can only seek to
4978 locations within the buffer; any attempt to seek outside the buffer will
4979 return an @code{ESPIPE} error.
4981 @item cookie_close_function_t *close
4982 This function performs any appropriate cleanup on the cookie when
4983 closing the stream.  If the value is a null pointer instead of a
4984 function, nothing special is done to close the cookie when the stream is
4985 closed.
4986 @end table
4987 @end deftp
4989 @comment stdio.h
4990 @comment GNU
4991 @deftypefun {FILE *} fopencookie (void *@var{cookie}, const char *@var{opentype}, cookie_io_functions_t @var{io-functions})
4992 This function actually creates the stream for communicating with the
4993 @var{cookie} using the functions in the @var{io-functions} argument.
4994 The @var{opentype} argument is interpreted as for @code{fopen};
4995 see @ref{Opening Streams}.  (But note that the ``truncate on
4996 open'' option is ignored.)  The new stream is fully buffered.
4998 The @code{fopencookie} function returns the newly created stream, or a null
4999 pointer in case of an error.
5000 @end deftypefun
5002 @node Hook Functions
5003 @subsubsection Custom Stream Hook Functions
5004 @cindex hook functions (of custom streams)
5006 Here are more details on how you should define the four hook functions
5007 that a custom stream needs.
5009 You should define the function to read data from the cookie as:
5011 @smallexample
5012 ssize_t @var{reader} (void *@var{cookie}, char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5013 @end smallexample
5015 This is very similar to the @code{read} function; see @ref{I/O
5016 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes into
5017 the @var{buffer}, and return the number of bytes read, or zero to
5018 indicate end-of-file.  You can return a value of @code{-1} to indicate
5019 an error.
5021 You should define the function to write data to the cookie as:
5023 @smallexample
5024 ssize_t @var{writer} (void *@var{cookie}, const char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5025 @end smallexample
5027 This is very similar to the @code{write} function; see @ref{I/O
5028 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes from
5029 the buffer, and return the number of bytes written.  You can return a
5030 value of @code{0} to indicate an error.  You must not return any
5031 negative value.
5033 You should define the function to perform seek operations on the cookie
5036 @smallexample
5037 int @var{seeker} (void *@var{cookie}, off64_t *@var{position}, int @var{whence})
5038 @end smallexample
5040 For this function, the @var{position} and @var{whence} arguments are
5041 interpreted as for @code{fgetpos}; see @ref{Portable Positioning}.
5043 After doing the seek operation, your function should store the resulting
5044 file position relative to the beginning of the file in @var{position}.
5045 Your function should return a value of @code{0} on success and @code{-1}
5046 to indicate an error.
5048 You should define the function to do cleanup operations on the cookie
5049 appropriate for closing the stream as:
5051 @smallexample
5052 int @var{cleaner} (void *@var{cookie})
5053 @end smallexample
5055 Your function should return @code{-1} to indicate an error, and @code{0}
5056 otherwise.
5058 @comment stdio.h
5059 @comment GNU
5060 @deftp {Data Type} cookie_read_function
5061 This is the data type that the read function for a custom stream should have.
5062 If you declare the function as shown above, this is the type it will have.
5063 @end deftp
5065 @comment stdio.h
5066 @comment GNU
5067 @deftp {Data Type} cookie_write_function
5068 The data type of the write function for a custom stream.
5069 @end deftp
5071 @comment stdio.h
5072 @comment GNU
5073 @deftp {Data Type} cookie_seek_function
5074 The data type of the seek function for a custom stream.
5075 @end deftp
5077 @comment stdio.h
5078 @comment GNU
5079 @deftp {Data Type} cookie_close_function
5080 The data type of the close function for a custom stream.
5081 @end deftp
5083 @ignore
5084 Roland says:
5086 @quotation
5087 There is another set of functions one can give a stream, the
5088 input-room and output-room functions.  These functions must
5089 understand stdio internals.  To describe how to use these
5090 functions, you also need to document lots of how stdio works
5091 internally (which isn't relevant for other uses of stdio).
5092 Perhaps I can write an interface spec from which you can write
5093 good documentation.  But it's pretty complex and deals with lots
5094 of nitty-gritty details.  I think it might be better to let this
5095 wait until the rest of the manual is more done and polished.
5096 @end quotation
5097 @end ignore
5099 @c ??? This section could use an example.
5102 @node Formatted Messages
5103 @section Formatted Messages
5104 @cindex formatted messages
5106 On systems which are based on System V messages of programs (especially
5107 the system tools) are printed in a strict form using the @code{fmtmsg}
5108 function.  The uniformity sometimes helps the user to interpret messages
5109 and the strictness tests of the @code{fmtmsg} function ensure that the
5110 programmer follows some minimal requirements.
5112 @menu
5113 * Printing Formatted Messages::   The @code{fmtmsg} function.
5114 * Adding Severity Classes::       Add more severity classes.
5115 * Example::                       How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}.
5116 @end menu
5119 @node Printing Formatted Messages
5120 @subsection Printing Formatted Messages
5122 Messages can be printed to standard error and/or to the console.  To
5123 select the destination the programmer can use the following two values,
5124 bitwise OR combined if wanted, for the @var{classification} parameter of
5125 @code{fmtmsg}:
5127 @vtable @code
5128 @item MM_PRINT
5129 Display the message in standard error.
5130 @item MM_CONSOLE
5131 Display the message on the system console.
5132 @end vtable
5134 The erroneous piece of the system can be signalled by exactly one of the
5135 following values which also is bitwise ORed with the
5136 @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}:
5138 @vtable @code
5139 @item MM_HARD
5140 The source of the condition is some hardware.
5141 @item MM_SOFT
5142 The source of the condition is some software.
5143 @item MM_FIRM
5144 The source of the condition is some firmware.
5145 @end vtable
5147 A third component of the @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}
5148 can describe the part of the system which detects the problem.  This is
5149 done by using exactly one of the following values:
5151 @vtable @code
5152 @item MM_APPL
5153 The erroneous condition is detected by the application.
5154 @item MM_UTIL
5155 The erroneous condition is detected by a utility.
5156 @item MM_OPSYS
5157 The erroneous condition is detected by the operating system.
5158 @end vtable
5160 A last component of @var{classification} can signal the results of this
5161 message.  Exactly one of the following values can be used:
5163 @vtable @code
5164 @item MM_RECOVER
5165 It is a recoverable error.
5166 @item MM_NRECOV
5167 It is a non-recoverable error.
5168 @end vtable
5170 @comment fmtmsg.h
5171 @comment XPG
5172 @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})
5173 Display a message described by its parameters on the device(s) specified
5174 in the @var{classification} parameter.  The @var{label} parameter
5175 identifies the source of the message.  The string should consist of two
5176 colon separated parts where the first part has not more than 10 and the
5177 second part not more than 14 characters.  The @var{text} parameter
5178 describes the condition of the error, the @var{action} parameter possible
5179 steps to recover from the error and the @var{tag} parameter is a
5180 reference to the online documentation where more information can be
5181 found.  It should contain the @var{label} value and a unique
5182 identification number.
5184 Each of the parameters can be a special value which means this value
5185 is to be omitted.  The symbolic names for these values are:
5187 @vtable @code
5188 @item MM_NULLLBL
5189 Ignore @var{label} parameter.
5190 @item MM_NULLSEV
5191 Ignore @var{severity} parameter.
5192 @item MM_NULLMC
5193 Ignore @var{classification} parameter.  This implies that nothing is
5194 actually printed.
5195 @item MM_NULLTXT
5196 Ignore @var{text} parameter.
5197 @item MM_NULLACT
5198 Ignore @var{action} parameter.
5199 @item MM_NULLTAG
5200 Ignore @var{tag} parameter.
5201 @end vtable
5203 There is another way certain fields can be omitted from the output to
5204 standard error.  This is described below in the description of
5205 environment variables influencing the behavior.
5207 The @var{severity} parameter can have one of the values in the following
5208 table:
5209 @cindex severity class
5211 @vtable @code
5212 @item MM_NOSEV
5213 Nothing is printed, this value is the same as @code{MM_NULLSEV}.
5214 @item MM_HALT
5215 This value is printed as @code{HALT}.
5216 @item MM_ERROR
5217 This value is printed as @code{ERROR}.
5218 @item MM_WARNING
5219 This value is printed as @code{WARNING}.
5220 @item MM_INFO
5221 This value is printed as @code{INFO}.
5222 @end vtable
5224 The numeric value of these five macros are between @code{0} and
5225 @code{4}.  Using the environment variable @code{SEV_LEVEL} or using the
5226 @code{addseverity} function one can add more severity levels with their
5227 corresponding string to print.  This is described below
5228 (@pxref{Adding Severity Classes}).
5230 @noindent
5231 If no parameter is ignored the output looks like this:
5233 @smallexample
5234 @var{label}: @var{severity-string}: @var{text}
5235 TO FIX: @var{action} @var{tag}
5236 @end smallexample
5238 The colons, new line characters and the @code{TO FIX} string are
5239 inserted if necessary, i.e., if the corresponding parameter is not
5240 ignored.
5242 This function is specified in the X/Open Portability Guide.  It is also
5243 available on all systems derived from System V.
5245 The function returns the value @code{MM_OK} if no error occurred.  If
5246 only the printing to standard error failed, it returns @code{MM_NOMSG}.
5247 If printing to the console fails, it returns @code{MM_NOCON}.  If
5248 nothing is printed @code{MM_NOTOK} is returned.  Among situations where
5249 all outputs fail this last value is also returned if a parameter value
5250 is incorrect.
5251 @end deftypefun
5253 There are two environment variables which influence the behavior of
5254 @code{fmtmsg}.  The first is @code{MSGVERB}.  It is used to control the
5255 output actually happening on standard error (@emph{not} the console
5256 output).  Each of the five fields can explicitly be enabled.  To do
5257 this the user has to put the @code{MSGVERB} variable with a format like
5258 the following in the environment before calling the @code{fmtmsg} function
5259 the first time:
5261 @smallexample
5262 MSGVERB=@var{keyword}[:@var{keyword}[:@dots{}]]
5263 @end smallexample
5265 Valid @var{keyword}s are @code{label}, @code{severity}, @code{text},
5266 @code{action}, and @code{tag}.  If the environment variable is not given
5267 or is the empty string, a not supported keyword is given or the value is
5268 somehow else invalid, no part of the message is masked out.
5270 The second environment variable which influences the behavior of
5271 @code{fmtmsg} is @code{SEV_LEVEL}.  This variable and the change in the
5272 behavior of @code{fmtmsg} is not specified in the X/Open Portability
5273 Guide.  It is available in System V systems, though.  It can be used to
5274 introduce new severity levels.  By default, only the five severity levels
5275 described above are available.  Any other numeric value would make
5276 @code{fmtmsg} print nothing.
5278 If the user puts @code{SEV_LEVEL} with a format like
5280 @smallexample
5281 SEV_LEVEL=[@var{description}[:@var{description}[:@dots{}]]]
5282 @end smallexample
5284 @noindent
5285 in the environment of the process before the first call to
5286 @code{fmtmsg}, where @var{description} has a value of the form
5288 @smallexample
5289 @var{severity-keyword},@var{level},@var{printstring}
5290 @end smallexample
5292 The @var{severity-keyword} part is not used by @code{fmtmsg} but it has
5293 to be present.  The @var{level} part is a string representation of a
5294 number.  The numeric value must be a number greater than 4.  This value
5295 must be used in the @var{severity} parameter of @code{fmtmsg} to select
5296 this class.  It is not possible to overwrite any of the predefined
5297 classes.  The @var{printstring} is the string printed when a message of
5298 this class is processed by @code{fmtmsg} (see above, @code{fmtsmg} does
5299 not print the numeric value but instead the string representation).
5302 @node Adding Severity Classes
5303 @subsection Adding Severity Classes
5304 @cindex severity class
5306 There is another possibility to introduce severity classes besides using
5307 the environment variable @code{SEV_LEVEL}.  This simplifies the task of
5308 introducing new classes in a running program.  One could use the
5309 @code{setenv} or @code{putenv} function to set the environment variable,
5310 but this is toilsome.
5312 @deftypefun int addseverity (int @var{severity}, const char *@var{string})
5313 This function allows the introduction of new severity classes which can be
5314 addressed by the @var{severity} parameter of the @code{fmtmsg} function.
5315 The @var{severity} parameter of @code{addseverity} must match the value
5316 for the parameter with the same name of @code{fmtmsg}, and @var{string}
5317 is the string printed in the actual messages instead of the numeric
5318 value.
5320 If @var{string} is @code{NULL} the severity class with the numeric value
5321 according to @var{severity} is removed.
5323 It is not possible to overwrite or remove one of the default severity
5324 classes.  All calls to @code{addseverity} with @var{severity} set to one
5325 of the values for the default classes will fail.
5327 The return value is @code{MM_OK} if the task was successfully performed.
5328 If the return value is @code{MM_NOTOK} something went wrong.  This could
5329 mean that no more memory is available or a class is not available when
5330 it has to be removed.
5332 This function is not specified in the X/Open Portability Guide although
5333 the @code{fmtsmg} function is.  It is available on System V systems.
5334 @end deftypefun
5337 @node Example
5338 @subsection How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}
5340 Here is a simple example program to illustrate the use of the both
5341 functions described in this section.
5343 @smallexample
5344 @include fmtmsgexpl.c.texi
5345 @end smallexample
5347 The second call to @code{fmtmsg} illustrates a use of this function as
5348 it usually occurs on System V systems, which heavily use this function.
5349 It seems worthwhile to give a short explanation here of how this system
5350 works on System V.  The value of the
5351 @var{label} field (@code{UX:cat}) says that the error occurred in the
5352 Unix program @code{cat}.  The explanation of the error follows and the
5353 value for the @var{action} parameter is @code{"refer to manual"}.  One
5354 could be more specific here, if necessary.  The @var{tag} field contains,
5355 as proposed above, the value of the string given for the @var{label}
5356 parameter, and additionally a unique ID (@code{001} in this case).  For
5357 a GNU environment this string could contain a reference to the
5358 corresponding node in the Info page for the program.
5360 @noindent
5361 Running this program without specifying the @code{MSGVERB} and
5362 @code{SEV_LEVEL} function produces the following output:
5364 @smallexample
5365 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5366 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5367 @end smallexample
5369 We see the different fields of the message and how the extra glue (the
5370 colons and the @code{TO FIX} string) are printed.  But only one of the
5371 three calls to @code{fmtmsg} produced output.  The first call does not
5372 print anything because the @var{label} parameter is not in the correct
5373 form.  The string must contain two fields, separated by a colon
5374 (@pxref{Printing Formatted Messages}).  The third @code{fmtmsg} call
5375 produced no output since the class with the numeric value @code{6} is
5376 not defined.  Although a class with numeric value @code{5} is also not
5377 defined by default, the call to @code{addseverity} introduces it and
5378 the second call to @code{fmtmsg} produces the above output.
5380 When we change the environment of the program to contain
5381 @code{SEV_LEVEL=XXX,6,NOTE} when running it we get a different result:
5383 @smallexample
5384 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5385 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5386 label:foo: NOTE: text
5387 TO FIX: action tag
5388 @end smallexample
5390 Now the third call to @code{fmtmsg} produced some output and we see how
5391 the string @code{NOTE} from the environment variable appears in the
5392 message.
5394 Now we can reduce the output by specifying which fields we are
5395 interested in.  If we additionally set the environment variable
5396 @code{MSGVERB} to the value @code{severity:label:action} we get the
5397 following output:
5399 @smallexample
5400 UX:cat: NOTE2
5401 TO FIX: refer to manual
5402 label:foo: NOTE
5403 TO FIX: action
5404 @end smallexample
5406 @noindent
5407 I.e., the output produced by the @var{text} and the @var{tag} parameters
5408 to @code{fmtmsg} vanished.  Please also note that now there is no colon
5409 after the @code{NOTE} and @code{NOTE2} strings in the output.  This is
5410 not necessary since there is no more output on this line because the text
5411 is missing.