Add more tests of atanh.
[glibc.git] / manual / intro.texi
blobd4045f2e06dfdbb8c807e747c485e997028b734d
1 @node Introduction, Error Reporting, Top, Top
2 @chapter Introduction
3 @c %MENU% Purpose of the GNU C Library
5 The C language provides no built-in facilities for performing such
6 common operations as input/output, memory management, string
7 manipulation, and the like.  Instead, these facilities are defined
8 in a standard @dfn{library}, which you compile and link with your
9 programs.
10 @cindex library
12 @Theglibc{}, described in this document, defines all of the
13 library functions that are specified by the @w{ISO C} standard, as well as
14 additional features specific to POSIX and other derivatives of the Unix
15 operating system, and extensions specific to @gnusystems{}.
17 The purpose of this manual is to tell you how to use the facilities
18 of @theglibc{}.  We have mentioned which features belong to which
19 standards to help you identify things that are potentially non-portable
20 to other systems.  But the emphasis in this manual is not on strict
21 portability.
23 @menu
24 * Getting Started::             What this manual is for and how to use it.
25 * Standards and Portability::   Standards and sources upon which the GNU
26                                  C library is based.
27 * Using the Library::           Some practical uses for the library.
28 * Roadmap to the Manual::       Overview of the remaining chapters in
29                                  this manual.
30 @end menu
32 @node Getting Started, Standards and Portability,  , Introduction
33 @section Getting Started
35 This manual is written with the assumption that you are at least
36 somewhat familiar with the C programming language and basic programming
37 concepts.  Specifically, familiarity with ISO standard C
38 (@pxref{ISO C}), rather than ``traditional'' pre-ISO C dialects, is
39 assumed.
41 @Theglibc{} includes several @dfn{header files}, each of which
42 provides definitions and declarations for a group of related facilities;
43 this information is used by the C compiler when processing your program.
44 For example, the header file @file{stdio.h} declares facilities for
45 performing input and output, and the header file @file{string.h}
46 declares string processing utilities.  The organization of this manual
47 generally follows the same division as the header files.
49 If you are reading this manual for the first time, you should read all
50 of the introductory material and skim the remaining chapters.  There are
51 a @emph{lot} of functions in @theglibc{} and it's not realistic to
52 expect that you will be able to remember exactly @emph{how} to use each
53 and every one of them.  It's more important to become generally familiar
54 with the kinds of facilities that the library provides, so that when you
55 are writing your programs you can recognize @emph{when} to make use of
56 library functions, and @emph{where} in this manual you can find more
57 specific information about them.
60 @node Standards and Portability, Using the Library, Getting Started, Introduction
61 @section Standards and Portability
62 @cindex standards
64 This section discusses the various standards and other sources that @theglibc{}
65 is based upon.  These sources include the @w{ISO C} and
66 POSIX standards, and the System V and Berkeley Unix implementations.
68 The primary focus of this manual is to tell you how to make effective
69 use of the @glibcadj{} facilities.  But if you are concerned about
70 making your programs compatible with these standards, or portable to
71 operating systems other than GNU, this can affect how you use the
72 library.  This section gives you an overview of these standards, so that
73 you will know what they are when they are mentioned in other parts of
74 the manual.
76 @xref{Library Summary}, for an alphabetical list of the functions and
77 other symbols provided by the library.  This list also states which
78 standards each function or symbol comes from.
80 @menu
81 * ISO C::                       The international standard for the C
82                                  programming language.
83 * POSIX::                       The ISO/IEC 9945 (aka IEEE 1003) standards
84                                  for operating systems.
85 * Berkeley Unix::               BSD and SunOS.
86 * SVID::                        The System V Interface Description.
87 * XPG::                         The X/Open Portability Guide.
88 @end menu
90 @node ISO C, POSIX,  , Standards and Portability
91 @subsection ISO C
92 @cindex ISO C
94 @Theglibc{} is compatible with the C standard adopted by the
95 American National Standards Institute (ANSI):
96 @cite{American National Standard X3.159-1989---``ANSI C''} and later
97 by the International Standardization Organization (ISO):
98 @cite{ISO/IEC 9899:1990, ``Programming languages---C''}.
99 We here refer to the standard as @w{ISO C} since this is the more
100 general standard in respect of ratification.
101 The header files and library facilities that make up @theglibc{} are
102 a superset of those specified by the @w{ISO C} standard.@refill
104 @pindex gcc
105 If you are concerned about strict adherence to the @w{ISO C} standard, you
106 should use the @samp{-ansi} option when you compile your programs with
107 the GNU C compiler.  This tells the compiler to define @emph{only} ISO
108 standard features from the library header files, unless you explicitly
109 ask for additional features.  @xref{Feature Test Macros}, for
110 information on how to do this.
112 Being able to restrict the library to include only @w{ISO C} features is
113 important because @w{ISO C} puts limitations on what names can be defined
114 by the library implementation, and the GNU extensions don't fit these
115 limitations.  @xref{Reserved Names}, for more information about these
116 restrictions.
118 This manual does not attempt to give you complete details on the
119 differences between @w{ISO C} and older dialects.  It gives advice on how
120 to write programs to work portably under multiple C dialects, but does
121 not aim for completeness.
124 @node POSIX, Berkeley Unix, ISO C, Standards and Portability
125 @subsection POSIX (The Portable Operating System Interface)
126 @cindex POSIX
127 @cindex POSIX.1
128 @cindex IEEE Std 1003.1
129 @cindex ISO/IEC 9945-1
130 @cindex POSIX.2
131 @cindex IEEE Std 1003.2
132 @cindex ISO/IEC 9945-2
134 @Theglibc{} is also compatible with the ISO @dfn{POSIX} family of
135 standards, known more formally as the @dfn{Portable Operating System
136 Interface for Computer Environments} (ISO/IEC 9945).  They were also
137 published as ANSI/IEEE Std 1003.  POSIX is derived mostly from various
138 versions of the Unix operating system.
140 The library facilities specified by the POSIX standards are a superset
141 of those required by @w{ISO C}; POSIX specifies additional features for
142 @w{ISO C} functions, as well as specifying new additional functions.  In
143 general, the additional requirements and functionality defined by the
144 POSIX standards are aimed at providing lower-level support for a
145 particular kind of operating system environment, rather than general
146 programming language support which can run in many diverse operating
147 system environments.@refill
149 @Theglibc{} implements all of the functions specified in
150 @cite{ISO/IEC 9945-1:1996, the POSIX System Application Program
151 Interface}, commonly referred to as POSIX.1.  The primary extensions to
152 the @w{ISO C} facilities specified by this standard include file system
153 interface primitives (@pxref{File System Interface}), device-specific
154 terminal control functions (@pxref{Low-Level Terminal Interface}), and
155 process control functions (@pxref{Processes}).
157 Some facilities from @cite{ISO/IEC 9945-2:1993, the POSIX Shell and
158 Utilities standard} (POSIX.2) are also implemented in @theglibc{}.
159 These include utilities for dealing with regular expressions and other
160 pattern matching facilities (@pxref{Pattern Matching}).
162 @menu
163 * POSIX Safety Concepts::       Safety concepts from POSIX.
164 * Unsafe Features::             Features that make functions unsafe.
165 * Conditionally Safe Features:: Features that make functions unsafe
166                                  in the absence of workarounds.
167 * Other Safety Remarks::        Additional safety features and remarks.
168 @end menu
170 @comment Roland sez:
171 @comment The GNU C library as it stands conforms to 1003.2 draft 11, which
172 @comment specifies:
173 @comment
174 @comment Several new macros in <limits.h>.
175 @comment popen, pclose
176 @comment <regex.h> (which is not yet fully implemented--wait on this)
177 @comment fnmatch
178 @comment getopt
179 @comment <glob.h>
180 @comment <wordexp.h> (not yet implemented)
181 @comment confstr
183 @node POSIX Safety Concepts, Unsafe Features, , POSIX
184 @subsubsection POSIX Safety Concepts
185 @cindex POSIX Safety Concepts
187 This manual documents various safety properties of @glibcadj{}
188 functions, in lines that follow their prototypes and look like:
190 @sampsafety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
192 The properties are assessed according to the criteria set forth in the
193 POSIX standard for such safety contexts as Thread-, Async-Signal- and
194 Async-Cancel- -Safety.  Intuitive definitions of these properties,
195 attempting to capture the meaning of the standard definitions, follow.
197 @itemize @bullet
199 @item
200 @cindex MT-Safe
201 @cindex Thread-Safe
202 @code{MT-Safe} or Thread-Safe functions are safe to call in the presence
203 of other threads.  MT, in MT-Safe, stands for Multi Thread.
205 Being MT-Safe does not imply a function is atomic, nor that it uses any
206 of the memory synchronization mechanisms POSIX exposes to users.  It is
207 even possible that calling MT-Safe functions in sequence does not yield
208 an MT-Safe combination.  For example, having a thread call two MT-Safe
209 functions one right after the other does not guarantee behavior
210 equivalent to atomic execution of a combination of both functions, since
211 concurrent calls in other threads may interfere in a destructive way.
213 Whole-program optimizations that could inline functions across library
214 interfaces may expose unsafe reordering, and so performing inlining
215 across the @glibcadj{} interface is not recommended.  The documented
216 MT-Safety status is not guaranteed under whole-program optimization.
217 However, functions defined in user-visible headers are designed to be
218 safe for inlining.
221 @item
222 @cindex AS-Safe
223 @cindex Async-Signal-Safe
224 @code{AS-Safe} or Async-Signal-Safe functions are safe to call from
225 asynchronous signal handlers.  AS, in AS-Safe, stands for Asynchronous
226 Signal.
228 Many functions that are AS-Safe may set @code{errno}, or modify the
229 floating-point environment, because their doing so does not make them
230 unsuitable for use in signal handlers.  However, programs could
231 misbehave should asynchronous signal handlers modify this thread-local
232 state, and the signal handling machinery cannot be counted on to
233 preserve it.  Therefore, signal handlers that call functions that may
234 set @code{errno} or modify the floating-point environment @emph{must}
235 save their original values, and restore them before returning.
238 @item
239 @cindex AC-Safe
240 @cindex Async-Cancel-Safe
241 @code{AC-Safe} or Async-Cancel-Safe functions are safe to call when
242 asynchronous cancellation is enabled.  AC in AC-Safe stands for
243 Asynchronous Cancellation.
245 The POSIX standard defines only three functions to be AC-Safe, namely
246 @code{pthread_cancel}, @code{pthread_setcancelstate}, and
247 @code{pthread_setcanceltype}.  At present @theglibc{} provides no
248 guarantees beyond these three functions, but does document which
249 functions are presently AC-Safe.  This documentation is provided for use
250 by @theglibc{} developers.
252 Just like signal handlers, cancellation cleanup routines must configure
253 the floating point environment they require.  The routines cannot assume
254 a floating point environment, particularly when asynchronous
255 cancellation is enabled.  If the configuration of the floating point
256 environment cannot be performed atomically then it is also possible that
257 the environment encountered is internally inconsistent.
260 @item
261 @cindex MT-Unsafe
262 @cindex Thread-Unsafe
263 @cindex AS-Unsafe
264 @cindex Async-Signal-Unsafe
265 @cindex AC-Unsafe
266 @cindex Async-Cancel-Unsafe
267 @code{MT-Unsafe}, @code{AS-Unsafe}, @code{AC-Unsafe} functions are not
268 safe to call within the safety contexts described above.  Calling them
269 within such contexts invokes undefined behavior.
271 Functions not explicitly documented as safe in a safety context should
272 be regarded as Unsafe.
275 @item
276 @cindex Preliminary
277 @code{Preliminary} safety properties are documented, indicating these
278 properties may @emph{not} be counted on in future releases of
279 @theglibc{}.
281 Such preliminary properties are the result of an assessment of the
282 properties of our current implementation, rather than of what is
283 mandated and permitted by current and future standards.
285 Although we strive to abide by the standards, in some cases our
286 implementation is safe even when the standard does not demand safety,
287 and in other cases our implementation does not meet the standard safety
288 requirements.  The latter are most likely bugs; the former, when marked
289 as @code{Preliminary}, should not be counted on: future standards may
290 require changes that are not compatible with the additional safety
291 properties afforded by the current implementation.
293 Furthermore, the POSIX standard does not offer a detailed definition of
294 safety.  We assume that, by ``safe to call'', POSIX means that, as long
295 as the program does not invoke undefined behavior, the ``safe to call''
296 function behaves as specified, and does not cause other functions to
297 deviate from their specified behavior.  We have chosen to use its loose
298 definitions of safety, not because they are the best definitions to use,
299 but because choosing them harmonizes this manual with POSIX.
301 Please keep in mind that these are preliminary definitions and
302 annotations, and certain aspects of the definitions are still under
303 discussion and might be subject to clarification or change.
305 Over time, we envision evolving the preliminary safety notes into stable
306 commitments, as stable as those of our interfaces.  As we do, we will
307 remove the @code{Preliminary} keyword from safety notes.  As long as the
308 keyword remains, however, they are not to be regarded as a promise of
309 future behavior.
312 @end itemize
314 Other keywords that appear in safety notes are defined in subsequent
315 sections.
318 @node Unsafe Features, Conditionally Safe Features, POSIX Safety Concepts, POSIX
319 @subsubsection Unsafe Features
320 @cindex Unsafe Features
322 Functions that are unsafe to call in certain contexts are annotated with
323 keywords that document their features that make them unsafe to call.
324 AS-Unsafe features in this section indicate the functions are never safe
325 to call when asynchronous signals are enabled.  AC-Unsafe features
326 indicate they are never safe to call when asynchronous cancellation is
327 enabled.  There are no MT-Unsafe marks in this section.
329 @itemize @bullet
331 @item @code{lock}
332 @cindex lock
334 Functions marked with @code{lock} as an AS-Unsafe feature may be
335 interrupted by a signal while holding a non-recursive lock.  If the
336 signal handler calls another such function that takes the same lock, the
337 result is a deadlock.
339 Functions annotated with @code{lock} as an AC-Unsafe feature may, if
340 cancelled asynchronously, fail to release a lock that would have been
341 released if their execution had not been interrupted by asynchronous
342 thread cancellation.  Once a lock is left taken, attempts to take that
343 lock will block indefinitely.
346 @item @code{corrupt}
347 @cindex corrupt
349 Functions marked with @code{corrupt} as an AS-Unsafe feature may corrupt
350 data structures and misbehave when they interrupt, or are interrupted
351 by, another such function.  Unlike functions marked with @code{lock},
352 these take recursive locks to avoid MT-Safety problems, but this is not
353 enough to stop a signal handler from observing a partially-updated data
354 structure.  Further corruption may arise from the interrupted function's
355 failure to notice updates made by signal handlers.
357 Functions marked with @code{corrupt} as an AC-Unsafe feature may leave
358 data structures in a corrupt, partially updated state.  Subsequent uses
359 of the data structure may misbehave.
361 @c A special case, probably not worth documenting separately, involves
362 @c reallocing, or even freeing pointers.  Any case involving free could
363 @c be easily turned into an ac-safe leak by resetting the pointer before
364 @c releasing it; I don't think we have any case that calls for this sort
365 @c of fixing.  Fixing the realloc cases would require a new interface:
366 @c instead of @code{ptr=realloc(ptr,size)} we'd have to introduce
367 @c @code{acsafe_realloc(&ptr,size)} that would modify ptr before
368 @c releasing the old memory.  The ac-unsafe realloc could be implemented
369 @c in terms of an internal interface with this semantics (say
370 @c __acsafe_realloc), but since realloc can be overridden, the function
371 @c we call to implement realloc should not be this internal interface,
372 @c but another internal interface that calls __acsafe_realloc if realloc
373 @c was not overridden, and calls the overridden realloc with async
374 @c cancel disabled.  --lxoliva
377 @item @code{heap}
378 @cindex heap
380 Functions marked with @code{heap} may call heap memory management
381 functions from the @code{malloc}/@code{free} family of functions and are
382 only as safe as those functions.  This note is thus equivalent to:
384 @sampsafety{@asunsafe{@asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsfd{} @acsmem{}}}
387 @c Check for cases that should have used plugin instead of or in
388 @c addition to this.  Then, after rechecking gettext, adjust i18n if
389 @c needed.
390 @item @code{dlopen}
391 @cindex dlopen
393 Functions marked with @code{dlopen} use the dynamic loader to load
394 shared libraries into the current execution image.  This involves
395 opening files, mapping them into memory, allocating additional memory,
396 resolving symbols, applying relocations and more, all of this while
397 holding internal dynamic loader locks.
399 The locks are enough for these functions to be AS- and AC-Unsafe, but
400 other issues may arise.  At present this is a placeholder for all
401 potential safety issues raised by @code{dlopen}.
403 @c dlopen runs init and fini sections of the module; does this mean
404 @c dlopen always implies plugin?
407 @item @code{plugin}
408 @cindex plugin
410 Functions annotated with @code{plugin} may run code from plugins that
411 may be external to @theglibc{}.  Such plugin functions are assumed to be
412 MT-Safe, AS-Unsafe and AC-Unsafe.  Examples of such plugins are stack
413 @cindex NSS
414 unwinding libraries, name service switch (NSS) and character set
415 @cindex iconv
416 conversion (iconv) back-ends.
418 Although the plugins mentioned as examples are all brought in by means
419 of dlopen, the @code{plugin} keyword does not imply any direct
420 involvement of the dynamic loader or the @code{libdl} interfaces, those
421 are covered by @code{dlopen}.  For example, if one function loads a
422 module and finds the addresses of some of its functions, while another
423 just calls those already-resolved functions, the former will be marked
424 with @code{dlopen}, whereas the latter will get the @code{plugin}.  When
425 a single function takes all of these actions, then it gets both marks.
428 @item @code{i18n}
429 @cindex i18n
431 Functions marked with @code{i18n} may call internationalization
432 functions of the @code{gettext} family and will be only as safe as those
433 functions.  This note is thus equivalent to:
435 @sampsafety{@mtsafe{@mtsenv{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{} @ascudlopen{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
438 @item @code{timer}
439 @cindex timer
441 Functions marked with @code{timer} use the @code{alarm} function or
442 similar to set a time-out for a system call or a long-running operation.
443 In a multi-threaded program, there is a risk that the time-out signal
444 will be delivered to a different thread, thus failing to interrupt the
445 intended thread.  Besides being MT-Unsafe, such functions are always
446 AS-Unsafe, because calling them in signal handlers may interfere with
447 timers set in the interrupted code, and AC-Unsafe, because there is no
448 safe way to guarantee an earlier timer will be reset in case of
449 asynchronous cancellation.
451 @end itemize
454 @node Conditionally Safe Features, Other Safety Remarks, Unsafe Features, POSIX
455 @subsubsection Conditionally Safe Features
456 @cindex Conditionally Safe Features
458 For some features that make functions unsafe to call in certain
459 contexts, there are known ways to avoid the safety problem other than
460 refraining from calling the function altogether.  The keywords that
461 follow refer to such features, and each of their definitions indicate
462 how the whole program needs to be constrained in order to remove the
463 safety problem indicated by the keyword.  Only when all the reasons that
464 make a function unsafe are observed and addressed, by applying the
465 documented constraints, does the function become safe to call in a
466 context.
468 @itemize @bullet
470 @item @code{init}
471 @cindex init
473 Functions marked with @code{init} as an MT-Unsafe feature perform
474 MT-Unsafe initialization when they are first called.
476 Calling such a function at least once in single-threaded mode removes
477 this specific cause for the function to be regarded as MT-Unsafe.  If no
478 other cause for that remains, the function can then be safely called
479 after other threads are started.
481 Functions marked with @code{init} as an AS- or AC-Unsafe feature use the
482 internal @code{libc_once} machinery or similar to initialize internal
483 data structures.
485 If a signal handler interrupts such an initializer, and calls any
486 function that also performs @code{libc_once} initialization, it will
487 deadlock if the thread library has been loaded.
489 Furthermore, if an initializer is partially complete before it is
490 canceled or interrupted by a signal whose handler requires the same
491 initialization, some or all of the initialization may be performed more
492 than once, leaking resources or even resulting in corrupt internal data.
494 Applications that need to call functions marked with @code{init} as an
495 AS- or AC-Unsafe feature should ensure the initialization is performed
496 before configuring signal handlers or enabling cancellation, so that the
497 AS- and AC-Safety issues related with @code{libc_once} do not arise.
499 @c We may have to extend the annotations to cover conditions in which
500 @c initialization may or may not occur, since an initial call in a safe
501 @c context is no use if the initialization doesn't take place at that
502 @c time: it doesn't remove the risk for later calls.
505 @item @code{race}
506 @cindex race
508 Functions annotated with @code{race} as an MT-Safety issue operate on
509 objects in ways that may cause data races or similar forms of
510 destructive interference out of concurrent execution.  In some cases,
511 the objects are passed to the functions by users; in others, they are
512 used by the functions to return values to users; in others, they are not
513 even exposed to users.
515 We consider access to objects passed as (indirect) arguments to
516 functions to be data race free.  The assurance of data race free objects
517 is the caller's responsibility.  We will not mark a function as
518 MT-Unsafe or AS-Unsafe if it misbehaves when users fail to take the
519 measures required by POSIX to avoid data races when dealing with such
520 objects.  As a general rule, if a function is documented as reading from
521 an object passed (by reference) to it, or modifying it, users ought to
522 use memory synchronization primitives to avoid data races just as they
523 would should they perform the accesses themselves rather than by calling
524 the library function.  @code{FILE} streams are the exception to the
525 general rule, in that POSIX mandates the library to guard against data
526 races in many functions that manipulate objects of this specific opaque
527 type.  We regard this as a convenience provided to users, rather than as
528 a general requirement whose expectations should extend to other types.
530 In order to remind users that guarding certain arguments is their
531 responsibility, we will annotate functions that take objects of certain
532 types as arguments.  We draw the line for objects passed by users as
533 follows: objects whose types are exposed to users, and that users are
534 expected to access directly, such as memory buffers, strings, and
535 various user-visible @code{struct} types, do @emph{not} give reason for
536 functions to be annotated with @code{race}.  It would be noisy and
537 redundant with the general requirement, and not many would be surprised
538 by the library's lack of internal guards when accessing objects that can
539 be accessed directly by users.
541 As for objects that are opaque or opaque-like, in that they are to be
542 manipulated only by passing them to library functions (e.g.,
543 @code{FILE}, @code{DIR}, @code{obstack}, @code{iconv_t}), there might be
544 additional expectations as to internal coordination of access by the
545 library.  We will annotate, with @code{race} followed by a colon and the
546 argument name, functions that take such objects but that do not take
547 care of synchronizing access to them by default.  For example,
548 @code{FILE} stream @code{unlocked} functions will be annotated, but
549 those that perform implicit locking on @code{FILE} streams by default
550 will not, even though the implicit locking may be disabled on a
551 per-stream basis.
553 In either case, we will not regard as MT-Unsafe functions that may
554 access user-supplied objects in unsafe ways should users fail to ensure
555 the accesses are well defined.  The notion prevails that users are
556 expected to safeguard against data races any user-supplied objects that
557 the library accesses on their behalf.
559 @c The above describes @mtsrace; @mtasurace is described below.
561 This user responsibility does not apply, however, to objects controlled
562 by the library itself, such as internal objects and static buffers used
563 to return values from certain calls.  When the library doesn't guard
564 them against concurrent uses, these cases are regarded as MT-Unsafe and
565 AS-Unsafe (although the @code{race} mark under AS-Unsafe will be omitted
566 as redundant with the one under MT-Unsafe).  As in the case of
567 user-exposed objects, the mark may be followed by a colon and an
568 identifier.  The identifier groups all functions that operate on a
569 certain unguarded object; users may avoid the MT-Safety issues related
570 with unguarded concurrent access to such internal objects by creating a
571 non-recursive mutex related with the identifier, and always holding the
572 mutex when calling any function marked as racy on that identifier, as
573 they would have to should the identifier be an object under user
574 control.  The non-recursive mutex avoids the MT-Safety issue, but it
575 trades one AS-Safety issue for another, so use in asynchronous signals
576 remains undefined.
578 When the identifier relates to a static buffer used to hold return
579 values, the mutex must be held for as long as the buffer remains in use
580 by the caller.  Many functions that return pointers to static buffers
581 offer reentrant variants that store return values in caller-supplied
582 buffers instead.  In some cases, such as @code{tmpname}, the variant is
583 chosen not by calling an alternate entry point, but by passing a
584 non-@code{NULL} pointer to the buffer in which the returned values are
585 to be stored.  These variants are generally preferable in multi-threaded
586 programs, although some of them are not MT-Safe because of other
587 internal buffers, also documented with @code{race} notes.
590 @item @code{const}
591 @cindex const
593 Functions marked with @code{const} as an MT-Safety issue non-atomically
594 modify internal objects that are better regarded as constant, because a
595 substantial portion of @theglibc{} accesses them without
596 synchronization.  Unlike @code{race}, that causes both readers and
597 writers of internal objects to be regarded as MT-Unsafe and AS-Unsafe,
598 this mark is applied to writers only.  Writers remain equally MT- and
599 AS-Unsafe to call, but the then-mandatory constness of objects they
600 modify enables readers to be regarded as MT-Safe and AS-Safe (as long as
601 no other reasons for them to be unsafe remain), since the lack of
602 synchronization is not a problem when the objects are effectively
603 constant.
605 The identifier that follows the @code{const} mark will appear by itself
606 as a safety note in readers.  Programs that wish to work around this
607 safety issue, so as to call writers, may use a non-recursve
608 @code{rwlock} associated with the identifier, and guard @emph{all} calls
609 to functions marked with @code{const} followed by the identifier with a
610 write lock, and @emph{all} calls to functions marked with the identifier
611 by itself with a read lock.  The non-recursive locking removes the
612 MT-Safety problem, but it trades one AS-Safety problem for another, so
613 use in asynchronous signals remains undefined.
615 @c But what if, instead of marking modifiers with const:id and readers
616 @c with just id, we marked writers with race:id and readers with ro:id?
617 @c Instead of having to define each instance of “id”, we'd have a
618 @c general pattern governing all such “id”s, wherein race:id would
619 @c suggest the need for an exclusive/write lock to make the function
620 @c safe, whereas ro:id would indicate “id” is expected to be read-only,
621 @c but if any modifiers are called (while holding an exclusive lock),
622 @c then ro:id-marked functions ought to be guarded with a read lock for
623 @c safe operation.  ro:env or ro:locale, for example, seems to convey
624 @c more clearly the expectations and the meaning, than just env or
625 @c locale.
628 @item @code{sig}
629 @cindex sig
631 Functions marked with @code{sig} as a MT-Safety issue (that implies an
632 identical AS-Safety issue, omitted for brevity) may temporarily install
633 a signal handler for internal purposes, which may interfere with other
634 uses of the signal, identified after a colon.
636 This safety problem can be worked around by ensuring that no other uses
637 of the signal will take place for the duration of the call.  Holding a
638 non-recursive mutex while calling all functions that use the same
639 temporary signal; blocking that signal before the call and resetting its
640 handler afterwards is recommended.
642 There is no safe way to guarantee the original signal handler is
643 restored in case of asynchronous cancellation, therefore so-marked
644 functions are also AC-Unsafe.
646 @c fixme: at least deferred cancellation should get it right, and would
647 @c obviate the restoring bit below, and the qualifier above.
649 Besides the measures recommended to work around the MT- and AS-Safety
650 problem, in order to avert the cancellation problem, disabling
651 asynchronous cancellation @emph{and} installing a cleanup handler to
652 restore the signal to the desired state and to release the mutex are
653 recommended.
656 @item @code{term}
657 @cindex term
659 Functions marked with @code{term} as an MT-Safety issue may change the
660 terminal settings in the recommended way, namely: call @code{tcgetattr},
661 modify some flags, and then call @code{tcsetattr}; this creates a window
662 in which changes made by other threads are lost.  Thus, functions marked
663 with @code{term} are MT-Unsafe.  The same window enables changes made by
664 asynchronous signals to be lost.  These functions are also AS-Unsafe,
665 but the corresponding mark is omitted as redundant.
667 It is thus advisable for applications using the terminal to avoid
668 concurrent and reentrant interactions with it, by not using it in signal
669 handlers or blocking signals that might use it, and holding a lock while
670 calling these functions and interacting with the terminal.  This lock
671 should also be used for mutual exclusion with functions marked with
672 @code{@mtasurace{:tcattr(fd)}}, where @var{fd} is a file descriptor for
673 the controlling terminal.  The caller may use a single mutex for
674 simplicity, or use one mutex per terminal, even if referenced by
675 different file descriptors.
677 Functions marked with @code{term} as an AC-Safety issue are supposed to
678 restore terminal settings to their original state, after temporarily
679 changing them, but they may fail to do so if cancelled.
681 @c fixme: at least deferred cancellation should get it right, and would
682 @c obviate the restoring bit below, and the qualifier above.
684 Besides the measures recommended to work around the MT- and AS-Safety
685 problem, in order to avert the cancellation problem, disabling
686 asynchronous cancellation @emph{and} installing a cleanup handler to
687 restore the terminal settings to the original state and to release the
688 mutex are recommended.
691 @end itemize
694 @node Other Safety Remarks, , Conditionally Safe Features, POSIX
695 @subsubsection Other Safety Remarks
696 @cindex Other Safety Remarks
698 Additional keywords may be attached to functions, indicating features
699 that do not make a function unsafe to call, but that may need to be
700 taken into account in certain classes of programs:
702 @itemize @bullet
704 @item @code{locale}
705 @cindex locale
707 Functions annotated with @code{locale} as an MT-Safety issue read from
708 the locale object without any form of synchronization.  Functions
709 annotated with @code{locale} called concurrently with locale changes may
710 behave in ways that do not correspond to any of the locales active
711 during their execution, but an unpredictable mix thereof.
713 We do not mark these functions as MT- or AS-Unsafe, however, because
714 functions that modify the locale object are marked with
715 @code{const:locale} and regarded as unsafe.  Being unsafe, the latter
716 are not to be called when multiple threads are running or asynchronous
717 signals are enabled, and so the locale can be considered effectively
718 constant in these contexts, which makes the former safe.
720 @c Should the locking strategy suggested under @code{const} be used,
721 @c failure to guard locale uses is not as fatal as data races in
722 @c general: unguarded uses will @emph{not} follow dangling pointers or
723 @c access uninitialized, unmapped or recycled memory.  Each access will
724 @c read from a consistent locale object that is or was active at some
725 @c point during its execution.  Without synchronization, however, it
726 @c cannot even be assumed that, after a change in locale, earlier
727 @c locales will no longer be used, even after the newly-chosen one is
728 @c used in the thread.  Nevertheless, even though unguarded reads from
729 @c the locale will not violate type safety, functions that access the
730 @c locale multiple times may invoke all sorts of undefined behavior
731 @c because of the unexpected locale changes.
734 @item @code{env}
735 @cindex env
737 Functions marked with @code{env} as an MT-Safety issue access the
738 environment with @code{getenv} or similar, without any guards to ensure
739 safety in the presence of concurrent modifications.
741 We do not mark these functions as MT- or AS-Unsafe, however, because
742 functions that modify the environment are all marked with
743 @code{const:env} and regarded as unsafe.  Being unsafe, the latter are
744 not to be called when multiple threads are running or asynchronous
745 signals are enabled, and so the environment can be considered
746 effectively constant in these contexts, which makes the former safe.
749 @item @code{hostid}
750 @cindex hostid
752 The function marked with @code{hostid} as an MT-Safety issue reads from
753 the system-wide data structures that hold the ``host ID'' of the
754 machine.  These data structures cannot generally be modified atomically.
755 Since it is expected that the ``host ID'' will not normally change, the
756 function that reads from it (@code{gethostid}) is regarded as safe,
757 whereas the function that modifies it (@code{sethostid}) is marked with
758 @code{@mtasuconst{:@mtshostid{}}}, indicating it may require special
759 care if it is to be called.  In this specific case, the special care
760 amounts to system-wide (not merely intra-process) coordination.
763 @item @code{sigintr}
764 @cindex sigintr
766 Functions marked with @code{sigintr} as an MT-Safety issue access the
767 @code{_sigintr} internal data structure without any guards to ensure
768 safety in the presence of concurrent modifications.
770 We do not mark these functions as MT- or AS-Unsafe, however, because
771 functions that modify the this data structure are all marked with
772 @code{const:sigintr} and regarded as unsafe.  Being unsafe, the latter
773 are not to be called when multiple threads are running or asynchronous
774 signals are enabled, and so the data structure can be considered
775 effectively constant in these contexts, which makes the former safe.
778 @item @code{fd}
779 @cindex fd
781 Functions annotated with @code{fd} as an AC-Safety issue may leak file
782 descriptors if asynchronous thread cancellation interrupts their
783 execution.
785 Functions that allocate or deallocate file descriptors will generally be
786 marked as such.  Even if they attempted to protect the file descriptor
787 allocation and deallocation with cleanup regions, allocating a new
788 descriptor and storing its number where the cleanup region could release
789 it cannot be performed as a single atomic operation.  Similarly,
790 releasing the descriptor and taking it out of the data structure
791 normally responsible for releasing it cannot be performed atomically.
792 There will always be a window in which the descriptor cannot be released
793 because it was not stored in the cleanup handler argument yet, or it was
794 already taken out before releasing it.  It cannot be taken out after
795 release: an open descriptor could mean either that the descriptor still
796 has to be closed, or that it already did so but the descriptor was
797 reallocated by another thread or signal handler.
799 Such leaks could be internally avoided, with some performance penalty,
800 by temporarily disabling asynchronous thread cancellation.  However,
801 since callers of allocation or deallocation functions would have to do
802 this themselves, to avoid the same sort of leak in their own layer, it
803 makes more sense for the library to assume they are taking care of it
804 than to impose a performance penalty that is redundant when the problem
805 is solved in upper layers, and insufficient when it is not.
807 This remark by itself does not cause a function to be regarded as
808 AC-Unsafe.  However, cumulative effects of such leaks may pose a
809 problem for some programs.  If this is the case, suspending asynchronous
810 cancellation for the duration of calls to such functions is recommended.
813 @item @code{mem}
814 @cindex mem
816 Functions annotated with @code{mem} as an AC-Safety issue may leak
817 memory if asynchronous thread cancellation interrupts their execution.
819 The problem is similar to that of file descriptors: there is no atomic
820 interface to allocate memory and store its address in the argument to a
821 cleanup handler, or to release it and remove its address from that
822 argument, without at least temporarily disabling asynchronous
823 cancellation, which these functions do not do.
825 This remark does not by itself cause a function to be regarded as
826 generally AC-Unsafe.  However, cumulative effects of such leaks may be
827 severe enough for some programs that disabling asynchronous cancellation
828 for the duration of calls to such functions may be required.
831 @item @code{cwd}
832 @cindex cwd
834 Functions marked with @code{cwd} as an MT-Safety issue may temporarily
835 change the current working directory during their execution, which may
836 cause relative pathnames to be resolved in unexpected ways in other
837 threads or within asynchronous signal or cancellation handlers.
839 This is not enough of a reason to mark so-marked functions as MT- or
840 AS-Unsafe, but when this behavior is optional (e.g., @code{nftw} with
841 @code{FTW_CHDIR}), avoiding the option may be a good alternative to
842 using full pathnames or file descriptor-relative (e.g. @code{openat})
843 system calls.
846 @item @code{!posix}
847 @cindex !posix
849 This remark, as an MT-, AS- or AC-Safety note to a function, indicates
850 the safety status of the function is known to differ from the specified
851 status in the POSIX standard.  For example, POSIX does not require a
852 function to be Safe, but our implementation is, or vice-versa.
854 For the time being, the absence of this remark does not imply the safety
855 properties we documented are identical to those mandated by POSIX for
856 the corresponding functions.
859 @item @code{:identifier}
860 @cindex :identifier
862 Annotations may sometimes be followed by identifiers, intended to group
863 several functions that e.g. access the data structures in an unsafe way,
864 as in @code{race} and @code{const}, or to provide more specific
865 information, such as naming a signal in a function marked with
866 @code{sig}.  It is envisioned that it may be applied to @code{lock} and
867 @code{corrupt} as well in the future.
869 In most cases, the identifier will name a set of functions, but it may
870 name global objects or function arguments, or identifiable properties or
871 logical components associated with them, with a notation such as
872 e.g. @code{:buf(arg)} to denote a buffer associated with the argument
873 @var{arg}, or @code{:tcattr(fd)} to denote the terminal attributes of a
874 file descriptor @var{fd}.
876 The most common use for identifiers is to provide logical groups of
877 functions and arguments that need to be protected by the same
878 synchronization primitive in order to ensure safe operation in a given
879 context.
882 @item @code{/condition}
883 @cindex /condition
885 Some safety annotations may be conditional, in that they only apply if a
886 boolean expression involving arguments, global variables or even the
887 underlying kernel evaluates evaluates to true.  Such conditions as
888 @code{/hurd} or @code{/!linux!bsd} indicate the preceding marker only
889 applies when the underlying kernel is the HURD, or when it is neither
890 Linux nor a BSD kernel, respectively.  @code{/!ps} and
891 @code{/one_per_line} indicate the preceding marker only applies when
892 argument @var{ps} is NULL, or global variable @var{one_per_line} is
893 nonzero.
895 When all marks that render a function unsafe are adorned with such
896 conditions, and none of the named conditions hold, then the function can
897 be regarded as safe.
900 @end itemize
903 @node Berkeley Unix, SVID, POSIX, Standards and Portability
904 @subsection Berkeley Unix
905 @cindex BSD Unix
906 @cindex 4.@var{n} BSD Unix
907 @cindex Berkeley Unix
908 @cindex SunOS
909 @cindex Unix, Berkeley
911 @Theglibc{} defines facilities from some versions of Unix which
912 are not formally standardized, specifically from the 4.2 BSD, 4.3 BSD,
913 and 4.4 BSD Unix systems (also known as @dfn{Berkeley Unix}) and from
914 @dfn{SunOS} (a popular 4.2 BSD derivative that includes some Unix System
915 V functionality).  These systems support most of the @w{ISO C} and POSIX
916 facilities, and 4.4 BSD and newer releases of SunOS in fact support them all.
918 The BSD facilities include symbolic links (@pxref{Symbolic Links}), the
919 @code{select} function (@pxref{Waiting for I/O}), the BSD signal
920 functions (@pxref{BSD Signal Handling}), and sockets (@pxref{Sockets}).
922 @node SVID, XPG, Berkeley Unix, Standards and Portability
923 @subsection SVID (The System V Interface Description)
924 @cindex SVID
925 @cindex System V Unix
926 @cindex Unix, System V
928 The @dfn{System V Interface Description} (SVID) is a document describing
929 the AT&T Unix System V operating system.  It is to some extent a
930 superset of the POSIX standard (@pxref{POSIX}).
932 @Theglibc{} defines most of the facilities required by the SVID
933 that are not also required by the @w{ISO C} or POSIX standards, for
934 compatibility with  System V Unix and other Unix systems (such as
935 SunOS) which include these facilities.  However, many of the more
936 obscure and less generally useful facilities required by the SVID are
937 not included.  (In fact, Unix System V itself does not provide them all.)
939 The supported facilities from System V include the methods for
940 inter-process communication and shared memory, the @code{hsearch} and
941 @code{drand48} families of functions, @code{fmtmsg} and several of the
942 mathematical functions.
944 @node XPG, , SVID, Standards and Portability
945 @subsection XPG (The X/Open Portability Guide)
947 The X/Open Portability Guide, published by the X/Open Company, Ltd., is
948 a more general standard than POSIX.  X/Open owns the Unix copyright and
949 the XPG specifies the requirements for systems which are intended to be
950 a Unix system.
952 @Theglibc{} complies to the X/Open Portability Guide, Issue 4.2,
953 with all extensions common to XSI (X/Open System Interface)
954 compliant systems and also all X/Open UNIX extensions.
956 The additions on top of POSIX are mainly derived from functionality
957 available in @w{System V} and BSD systems.  Some of the really bad
958 mistakes in @w{System V} systems were corrected, though.  Since
959 fulfilling the XPG standard with the Unix extensions is a
960 precondition for getting the Unix brand chances are good that the
961 functionality is available on commercial systems.
964 @node Using the Library, Roadmap to the Manual, Standards and Portability, Introduction
965 @section Using the Library
967 This section describes some of the practical issues involved in using
968 @theglibc{}.
970 @menu
971 * Header Files::                How to include the header files in your
972                                  programs.
973 * Macro Definitions::           Some functions in the library may really
974                                  be implemented as macros.
975 * Reserved Names::              The C standard reserves some names for
976                                  the library, and some for users.
977 * Feature Test Macros::         How to control what names are defined.
978 @end menu
980 @node Header Files, Macro Definitions,  , Using the Library
981 @subsection Header Files
982 @cindex header files
984 Libraries for use by C programs really consist of two parts: @dfn{header
985 files} that define types and macros and declare variables and
986 functions; and the actual library or @dfn{archive} that contains the
987 definitions of the variables and functions.
989 (Recall that in C, a @dfn{declaration} merely provides information that
990 a function or variable exists and gives its type.  For a function
991 declaration, information about the types of its arguments might be
992 provided as well.  The purpose of declarations is to allow the compiler
993 to correctly process references to the declared variables and functions.
994 A @dfn{definition}, on the other hand, actually allocates storage for a
995 variable or says what a function does.)
996 @cindex definition (compared to declaration)
997 @cindex declaration (compared to definition)
999 In order to use the facilities in @theglibc{}, you should be sure
1000 that your program source files include the appropriate header files.
1001 This is so that the compiler has declarations of these facilities
1002 available and can correctly process references to them.  Once your
1003 program has been compiled, the linker resolves these references to
1004 the actual definitions provided in the archive file.
1006 Header files are included into a program source file by the
1007 @samp{#include} preprocessor directive.  The C language supports two
1008 forms of this directive; the first,
1010 @smallexample
1011 #include "@var{header}"
1012 @end smallexample
1014 @noindent
1015 is typically used to include a header file @var{header} that you write
1016 yourself; this would contain definitions and declarations describing the
1017 interfaces between the different parts of your particular application.
1018 By contrast,
1020 @smallexample
1021 #include <file.h>
1022 @end smallexample
1024 @noindent
1025 is typically used to include a header file @file{file.h} that contains
1026 definitions and declarations for a standard library.  This file would
1027 normally be installed in a standard place by your system administrator.
1028 You should use this second form for the C library header files.
1030 Typically, @samp{#include} directives are placed at the top of the C
1031 source file, before any other code.  If you begin your source files with
1032 some comments explaining what the code in the file does (a good idea),
1033 put the @samp{#include} directives immediately afterwards, following the
1034 feature test macro definition (@pxref{Feature Test Macros}).
1036 For more information about the use of header files and @samp{#include}
1037 directives, @pxref{Header Files,,, cpp.info, The GNU C Preprocessor
1038 Manual}.@refill
1040 @Theglibc{} provides several header files, each of which contains
1041 the type and macro definitions and variable and function declarations
1042 for a group of related facilities.  This means that your programs may
1043 need to include several header files, depending on exactly which
1044 facilities you are using.
1046 Some library header files include other library header files
1047 automatically.  However, as a matter of programming style, you should
1048 not rely on this; it is better to explicitly include all the header
1049 files required for the library facilities you are using.  The @glibcadj{}
1050 header files have been written in such a way that it doesn't
1051 matter if a header file is accidentally included more than once;
1052 including a header file a second time has no effect.  Likewise, if your
1053 program needs to include multiple header files, the order in which they
1054 are included doesn't matter.
1056 @strong{Compatibility Note:} Inclusion of standard header files in any
1057 order and any number of times works in any @w{ISO C} implementation.
1058 However, this has traditionally not been the case in many older C
1059 implementations.
1061 Strictly speaking, you don't @emph{have to} include a header file to use
1062 a function it declares; you could declare the function explicitly
1063 yourself, according to the specifications in this manual.  But it is
1064 usually better to include the header file because it may define types
1065 and macros that are not otherwise available and because it may define
1066 more efficient macro replacements for some functions.  It is also a sure
1067 way to have the correct declaration.
1069 @node Macro Definitions, Reserved Names, Header Files, Using the Library
1070 @subsection Macro Definitions of Functions
1071 @cindex shadowing functions with macros
1072 @cindex removing macros that shadow functions
1073 @cindex undefining macros that shadow functions
1075 If we describe something as a function in this manual, it may have a
1076 macro definition as well.  This normally has no effect on how your
1077 program runs---the macro definition does the same thing as the function
1078 would.  In particular, macro equivalents for library functions evaluate
1079 arguments exactly once, in the same way that a function call would.  The
1080 main reason for these macro definitions is that sometimes they can
1081 produce an inline expansion that is considerably faster than an actual
1082 function call.
1084 Taking the address of a library function works even if it is also
1085 defined as a macro.  This is because, in this context, the name of the
1086 function isn't followed by the left parenthesis that is syntactically
1087 necessary to recognize a macro call.
1089 You might occasionally want to avoid using the macro definition of a
1090 function---perhaps to make your program easier to debug.  There are
1091 two ways you can do this:
1093 @itemize @bullet
1094 @item
1095 You can avoid a macro definition in a specific use by enclosing the name
1096 of the function in parentheses.  This works because the name of the
1097 function doesn't appear in a syntactic context where it is recognizable
1098 as a macro call.
1100 @item
1101 You can suppress any macro definition for a whole source file by using
1102 the @samp{#undef} preprocessor directive, unless otherwise stated
1103 explicitly in the description of that facility.
1104 @end itemize
1106 For example, suppose the header file @file{stdlib.h} declares a function
1107 named @code{abs} with
1109 @smallexample
1110 extern int abs (int);
1111 @end smallexample
1113 @noindent
1114 and also provides a macro definition for @code{abs}.  Then, in:
1116 @smallexample
1117 #include <stdlib.h>
1118 int f (int *i) @{ return abs (++*i); @}
1119 @end smallexample
1121 @noindent
1122 the reference to @code{abs} might refer to either a macro or a function.
1123 On the other hand, in each of the following examples the reference is
1124 to a function and not a macro.
1126 @smallexample
1127 #include <stdlib.h>
1128 int g (int *i) @{ return (abs) (++*i); @}
1130 #undef abs
1131 int h (int *i) @{ return abs (++*i); @}
1132 @end smallexample
1134 Since macro definitions that double for a function behave in
1135 exactly the same way as the actual function version, there is usually no
1136 need for any of these methods.  In fact, removing macro definitions usually
1137 just makes your program slower.
1140 @node Reserved Names, Feature Test Macros, Macro Definitions, Using the Library
1141 @subsection Reserved Names
1142 @cindex reserved names
1143 @cindex name space
1145 The names of all library types, macros, variables and functions that
1146 come from the @w{ISO C} standard are reserved unconditionally; your program
1147 @strong{may not} redefine these names.  All other library names are
1148 reserved if your program explicitly includes the header file that
1149 defines or declares them.  There are several reasons for these
1150 restrictions:
1152 @itemize @bullet
1153 @item
1154 Other people reading your code could get very confused if you were using
1155 a function named @code{exit} to do something completely different from
1156 what the standard @code{exit} function does, for example.  Preventing
1157 this situation helps to make your programs easier to understand and
1158 contributes to modularity and maintainability.
1160 @item
1161 It avoids the possibility of a user accidentally redefining a library
1162 function that is called by other library functions.  If redefinition
1163 were allowed, those other functions would not work properly.
1165 @item
1166 It allows the compiler to do whatever special optimizations it pleases
1167 on calls to these functions, without the possibility that they may have
1168 been redefined by the user.  Some library facilities, such as those for
1169 dealing with variadic arguments (@pxref{Variadic Functions})
1170 and non-local exits (@pxref{Non-Local Exits}), actually require a
1171 considerable amount of cooperation on the part of the C compiler, and
1172 with respect to the implementation, it might be easier for the compiler
1173 to treat these as built-in parts of the language.
1174 @end itemize
1176 In addition to the names documented in this manual, reserved names
1177 include all external identifiers (global functions and variables) that
1178 begin with an underscore (@samp{_}) and all identifiers regardless of
1179 use that begin with either two underscores or an underscore followed by
1180 a capital letter are reserved names.  This is so that the library and
1181 header files can define functions, variables, and macros for internal
1182 purposes without risk of conflict with names in user programs.
1184 Some additional classes of identifier names are reserved for future
1185 extensions to the C language or the POSIX.1 environment.  While using these
1186 names for your own purposes right now might not cause a problem, they do
1187 raise the possibility of conflict with future versions of the C
1188 or POSIX standards, so you should avoid these names.
1190 @itemize @bullet
1191 @item
1192 Names beginning with a capital @samp{E} followed a digit or uppercase
1193 letter may be used for additional error code names.  @xref{Error
1194 Reporting}.
1196 @item
1197 Names that begin with either @samp{is} or @samp{to} followed by a
1198 lowercase letter may be used for additional character testing and
1199 conversion functions.  @xref{Character Handling}.
1201 @item
1202 Names that begin with @samp{LC_} followed by an uppercase letter may be
1203 used for additional macros specifying locale attributes.
1204 @xref{Locales}.
1206 @item
1207 Names of all existing mathematics functions (@pxref{Mathematics})
1208 suffixed with @samp{f} or @samp{l} are reserved for corresponding
1209 functions that operate on @code{float} and @code{long double} arguments,
1210 respectively.
1212 @item
1213 Names that begin with @samp{SIG} followed by an uppercase letter are
1214 reserved for additional signal names.  @xref{Standard Signals}.
1216 @item
1217 Names that begin with @samp{SIG_} followed by an uppercase letter are
1218 reserved for additional signal actions.  @xref{Basic Signal Handling}.
1220 @item
1221 Names beginning with @samp{str}, @samp{mem}, or @samp{wcs} followed by a
1222 lowercase letter are reserved for additional string and array functions.
1223 @xref{String and Array Utilities}.
1225 @item
1226 Names that end with @samp{_t} are reserved for additional type names.
1227 @end itemize
1229 In addition, some individual header files reserve names beyond
1230 those that they actually define.  You only need to worry about these
1231 restrictions if your program includes that particular header file.
1233 @itemize @bullet
1234 @item
1235 The header file @file{dirent.h} reserves names prefixed with
1236 @samp{d_}.
1237 @pindex dirent.h
1239 @item
1240 The header file @file{fcntl.h} reserves names prefixed with
1241 @samp{l_}, @samp{F_}, @samp{O_}, and @samp{S_}.
1242 @pindex fcntl.h
1244 @item
1245 The header file @file{grp.h} reserves names prefixed with @samp{gr_}.
1246 @pindex grp.h
1248 @item
1249 The header file @file{limits.h} reserves names suffixed with @samp{_MAX}.
1250 @pindex limits.h
1252 @item
1253 The header file @file{pwd.h} reserves names prefixed with @samp{pw_}.
1254 @pindex pwd.h
1256 @item
1257 The header file @file{signal.h} reserves names prefixed with @samp{sa_}
1258 and @samp{SA_}.
1259 @pindex signal.h
1261 @item
1262 The header file @file{sys/stat.h} reserves names prefixed with @samp{st_}
1263 and @samp{S_}.
1264 @pindex sys/stat.h
1266 @item
1267 The header file @file{sys/times.h} reserves names prefixed with @samp{tms_}.
1268 @pindex sys/times.h
1270 @item
1271 The header file @file{termios.h} reserves names prefixed with @samp{c_},
1272 @samp{V}, @samp{I}, @samp{O}, and @samp{TC}; and names prefixed with
1273 @samp{B} followed by a digit.
1274 @pindex termios.h
1275 @end itemize
1277 @comment Include the section on Creature Nest Macros.
1278 @include creature.texi
1280 @node Roadmap to the Manual,  , Using the Library, Introduction
1281 @section Roadmap to the Manual
1283 Here is an overview of the contents of the remaining chapters of
1284 this manual.
1286 @c The chapter overview ordering is:
1287 @c Error Reporting (2)
1288 @c Virtual Memory Allocation and Paging (3)
1289 @c Character Handling (4)
1290 @c Strings and Array Utilities (5)
1291 @c Character Set Handling (6)
1292 @c Locales and Internationalization (7)
1293 @c Searching and Sorting (9)
1294 @c Pattern Matching (10)
1295 @c Input/Output Overview (11)
1296 @c Input/Output on Streams (12)
1297 @c Low-level Input/Ooutput (13)
1298 @c File System Interface (14)
1299 @c Pipes and FIFOs (15)
1300 @c Sockets (16)
1301 @c Low-Level Terminal Interface (17)
1302 @c Syslog (18)
1303 @c Mathematics (19)
1304 @c Aritmetic Functions (20)
1305 @c Date and Time (21)
1306 @c Non-Local Exist (23)
1307 @c Signal Handling (24)
1308 @c The Basic Program/System Interface (25)
1309 @c Processes (26)
1310 @c Job Control (28)
1311 @c System Databases and Name Service Switch (29)
1312 @c Users and Groups (30) -- References `User Database' and `Group Database'
1313 @c System Management (31)
1314 @c System Configuration Parameters (32)
1315 @c C Language Facilities in the Library (AA)
1316 @c Summary of Library Facilities (AB)
1317 @c Installing (AC)
1318 @c Library Maintenance (AD)
1320 @c The following chapters need overview text to be added:
1321 @c Message Translation (8)
1322 @c Resource Usage And Limitations (22)
1323 @c Inter-Process Communication (27)
1324 @c DES Encryption and Password Handling (33)
1325 @c Debugging support (34)
1326 @c POSIX Threads (35)
1327 @c Internal Probes (36)
1328 @c Platform-specific facilities (AE)
1329 @c Contributors to (AF)
1330 @c Free Software Needs Free Documentation (AG)
1331 @c GNU Lesser General Public License (AH)
1332 @c GNU Free Documentation License (AI)
1334 @itemize @bullet
1335 @item
1336 @ref{Error Reporting}, describes how errors detected by the library
1337 are reported.
1340 @item
1341 @ref{Memory}, describes @theglibc{}'s facilities for managing and
1342 using virtual and real memory, including dynamic allocation of virtual
1343 memory.  If you do not know in advance how much memory your program
1344 needs, you can allocate it dynamically instead, and manipulate it via
1345 pointers.
1347 @item
1348 @ref{Character Handling}, contains information about character
1349 classification functions (such as @code{isspace}) and functions for
1350 performing case conversion.
1352 @item
1353 @ref{String and Array Utilities}, has descriptions of functions for
1354 manipulating strings (null-terminated character arrays) and general
1355 byte arrays, including operations such as copying and comparison.
1357 @item
1358 @ref{Character Set Handling}, contains information about manipulating
1359 characters and strings using character sets larger than will fit in
1360 the usual @code{char} data type.
1362 @item
1363 @ref{Locales}, describes how selecting a particular country
1364 or language affects the behavior of the library.  For example, the locale
1365 affects collation sequences for strings and how monetary values are
1366 formatted.
1368 @item
1369 @ref{Searching and Sorting}, contains information about functions
1370 for searching and sorting arrays.  You can use these functions on any
1371 kind of array by providing an appropriate comparison function.
1373 @item
1374 @ref{Pattern Matching}, presents functions for matching regular expressions
1375 and shell file name patterns, and for expanding words as the shell does.
1377 @item
1378 @ref{I/O Overview}, gives an overall look at the input and output
1379 facilities in the library, and contains information about basic concepts
1380 such as file names.
1382 @item
1383 @ref{I/O on Streams}, describes I/O operations involving streams (or
1384 @w{@code{FILE *}} objects).  These are the normal C library functions
1385 from @file{stdio.h}.
1387 @item
1388 @ref{Low-Level I/O}, contains information about I/O operations
1389 on file descriptors.  File descriptors are a lower-level mechanism
1390 specific to the Unix family of operating systems.
1392 @item
1393 @ref{File System Interface}, has descriptions of operations on entire
1394 files, such as functions for deleting and renaming them and for creating
1395 new directories.  This chapter also contains information about how you
1396 can access the attributes of a file, such as its owner and file protection
1397 modes.
1399 @item
1400 @ref{Pipes and FIFOs}, contains information about simple interprocess
1401 communication mechanisms.  Pipes allow communication between two related
1402 processes (such as between a parent and child), while FIFOs allow
1403 communication between processes sharing a common file system on the same
1404 machine.
1406 @item
1407 @ref{Sockets}, describes a more complicated interprocess communication
1408 mechanism that allows processes running on different machines to
1409 communicate over a network.  This chapter also contains information about
1410 Internet host addressing and how to use the system network databases.
1412 @item
1413 @ref{Low-Level Terminal Interface}, describes how you can change the
1414 attributes of a terminal device.  If you want to disable echo of
1415 characters typed by the user, for example, read this chapter.
1417 @item
1418 @ref{Mathematics}, contains information about the math library
1419 functions.  These include things like random-number generators and
1420 remainder functions on integers as well as the usual trigonometric and
1421 exponential functions on floating-point numbers.
1423 @item
1424 @ref{Arithmetic,, Low-Level Arithmetic Functions}, describes functions
1425 for simple arithmetic, analysis of floating-point values, and reading
1426 numbers from strings.
1428 @item
1429 @ref{Date and Time}, describes functions for measuring both calendar time
1430 and CPU time, as well as functions for setting alarms and timers.
1432 @item
1433 @ref{Non-Local Exits}, contains descriptions of the @code{setjmp} and
1434 @code{longjmp} functions.  These functions provide a facility for
1435 @code{goto}-like jumps which can jump from one function to another.
1437 @item
1438 @ref{Signal Handling}, tells you all about signals---what they are,
1439 how to establish a handler that is called when a particular kind of
1440 signal is delivered, and how to prevent signals from arriving during
1441 critical sections of your program.
1443 @item
1444 @ref{Program Basics}, tells how your programs can access their
1445 command-line arguments and environment variables.
1447 @item
1448 @ref{Processes}, contains information about how to start new processes
1449 and run programs.
1451 @item
1452 @ref{Job Control}, describes functions for manipulating process groups
1453 and the controlling terminal.  This material is probably only of
1454 interest if you are writing a shell or other program which handles job
1455 control specially.
1457 @item
1458 @ref{Name Service Switch}, describes the services which are available
1459 for looking up names in the system databases, how to determine which
1460 service is used for which database, and how these services are
1461 implemented so that contributors can design their own services.
1463 @item
1464 @ref{User Database}, and @ref{Group Database}, tell you how to access
1465 the system user and group databases.
1467 @item
1468 @ref{System Management}, describes functions for controlling and getting
1469 information about the hardware and software configuration your program
1470 is executing under.
1472 @item
1473 @ref{System Configuration}, tells you how you can get information about
1474 various operating system limits.  Most of these parameters are provided for
1475 compatibility with POSIX.
1477 @item
1478 @ref{Language Features}, contains information about library support for
1479 standard parts of the C language, including things like the @code{sizeof}
1480 operator and the symbolic constant @code{NULL}, how to write functions
1481 accepting variable numbers of arguments, and constants describing the
1482 ranges and other properties of the numerical types.  There is also a simple
1483 debugging mechanism which allows you to put assertions in your code, and
1484 have diagnostic messages printed if the tests fail.
1486 @item
1487 @ref{Library Summary}, gives a summary of all the functions, variables, and
1488 macros in the library, with complete data types and function prototypes,
1489 and says what standard or system each is derived from.
1491 @item
1492 @ref{Installation}, explains how to build and install @theglibc{} on
1493 your system, and how to report any bugs you might find.
1495 @item
1496 @ref{Maintenance}, explains how to add new functions or port the
1497 library to a new system.
1498 @end itemize
1500 If you already know the name of the facility you are interested in, you
1501 can look it up in @ref{Library Summary}.  This gives you a summary of
1502 its syntax and a pointer to where you can find a more detailed
1503 description.  This appendix is particularly useful if you just want to
1504 verify the order and type of arguments to a function, for example.  It
1505 also tells you what standard or system each function, variable, or macro
1506 is derived from.