Fix stdlib/tst-setcontext.c for GCC 12 -Warray-compare
[glibc.git] / manual / stdio.texi
blob1d235be68dbc7d4f7ad3a13c3f725f3c8cee2bc9
1 @node I/O on Streams, Low-Level I/O, I/O Overview, Top
2 @c %MENU% High-level, portable I/O facilities
3 @chapter Input/Output on Streams
4 @c fix an overfull:
5 @tex
6 \hyphenation{which-ever}
7 @end tex
9 This chapter describes the functions for creating streams and performing
10 input and output operations on them.  As discussed in @ref{I/O
11 Overview}, a stream is a fairly abstract, high-level concept
12 representing a communications channel to a file, device, or process.
14 @menu
15 * Streams::                     About the data type representing a stream.
16 * Standard Streams::            Streams to the standard input and output
17                                  devices are created for you.
18 * Opening Streams::             How to create a stream to talk to a file.
19 * Closing Streams::             Close a stream when you are finished with it.
20 * Streams and Threads::         Issues with streams in threaded programs.
21 * Streams and I18N::            Streams in internationalized applications.
22 * Simple Output::               Unformatted output by characters and lines.
23 * Character Input::             Unformatted input by characters and words.
24 * Line Input::                  Reading a line or a record from a stream.
25 * Unreading::                   Peeking ahead/pushing back input just read.
26 * Block Input/Output::          Input and output operations on blocks of data.
27 * Formatted Output::            @code{printf} and related functions.
28 * Customizing Printf::          You can define new conversion specifiers for
29                                  @code{printf} and friends.
30 * Formatted Input::             @code{scanf} and related functions.
31 * EOF and Errors::              How you can tell if an I/O error happens.
32 * Error Recovery::              What you can do about errors.
33 * Binary Streams::              Some systems distinguish between text files
34                                  and binary files.
35 * File Positioning::            About random-access streams.
36 * Portable Positioning::        Random access on peculiar ISO C systems.
37 * Stream Buffering::            How to control buffering of streams.
38 * Other Kinds of Streams::      Streams that do not necessarily correspond
39                                  to an open file.
40 * Formatted Messages::          Print strictly formatted messages.
41 @end menu
43 @node Streams
44 @section Streams
46 For historical reasons, the type of the C data structure that represents
47 a stream is called @code{FILE} rather than ``stream''.  Since most of
48 the library functions deal with objects of type @code{FILE *}, sometimes
49 the term @dfn{file pointer} is also used to mean ``stream''.  This leads
50 to unfortunate confusion over terminology in many books on C.  This
51 manual, however, is careful to use the terms ``file'' and ``stream''
52 only in the technical sense.
53 @cindex file pointer
55 @pindex stdio.h
56 The @code{FILE} type is declared in the header file @file{stdio.h}.
58 @deftp {Data Type} FILE
59 @standards{ISO, stdio.h}
60 This is the data type used to represent stream objects.  A @code{FILE}
61 object holds all of the internal state information about the connection
62 to the associated file, including such things as the file position
63 indicator and buffering information.  Each stream also has error and
64 end-of-file status indicators that can be tested with the @code{ferror}
65 and @code{feof} functions; see @ref{EOF and Errors}.
66 @end deftp
68 @code{FILE} objects are allocated and managed internally by the
69 input/output library functions.  Don't try to create your own objects of
70 type @code{FILE}; let the library do it.  Your programs should
71 deal only with pointers to these objects (that is, @code{FILE *} values)
72 rather than the objects themselves.
73 @c !!! should say that FILE's have "No user-serviceable parts inside."
75 @node Standard Streams
76 @section Standard Streams
77 @cindex standard streams
78 @cindex streams, standard
80 When the @code{main} function of your program is invoked, it already has
81 three predefined streams open and available for use.  These represent
82 the ``standard'' input and output channels that have been established
83 for the process.
85 These streams are declared in the header file @file{stdio.h}.
86 @pindex stdio.h
88 @deftypevar {FILE *} stdin
89 @standards{ISO, stdio.h}
90 The @dfn{standard input} stream, which is the normal source of input for the
91 program.
92 @end deftypevar
93 @cindex standard input stream
95 @deftypevar {FILE *} stdout
96 @standards{ISO, stdio.h}
97 The @dfn{standard output} stream, which is used for normal output from
98 the program.
99 @end deftypevar
100 @cindex standard output stream
102 @deftypevar {FILE *} stderr
103 @standards{ISO, stdio.h}
104 The @dfn{standard error} stream, which is used for error messages and
105 diagnostics issued by the program.
106 @end deftypevar
107 @cindex standard error stream
109 On @gnusystems{}, you can specify what files or processes correspond to
110 these streams using the pipe and redirection facilities provided by the
111 shell.  (The primitives shells use to implement these facilities are
112 described in @ref{File System Interface}.)  Most other operating systems
113 provide similar mechanisms, but the details of how to use them can vary.
115 In @theglibc{}, @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr} are
116 normal variables which you can set just like any others.  For example,
117 to redirect the standard output to a file, you could do:
119 @smallexample
120 fclose (stdout);
121 stdout = fopen ("standard-output-file", "w");
122 @end smallexample
124 Note however, that in other systems @code{stdin}, @code{stdout}, and
125 @code{stderr} are macros that you cannot assign to in the normal way.
126 But you can use @code{freopen} to get the effect of closing one and
127 reopening it.  @xref{Opening Streams}.
129 The three streams @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr} are not
130 unoriented at program start (@pxref{Streams and I18N}).
132 @node Opening Streams
133 @section Opening Streams
135 @cindex opening a stream
136 Opening a file with the @code{fopen} function creates a new stream and
137 establishes a connection between the stream and a file.  This may
138 involve creating a new file.
140 @pindex stdio.h
141 Everything described in this section is declared in the header file
142 @file{stdio.h}.
144 @deftypefun {FILE *} fopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
145 @standards{ISO, stdio.h}
146 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @acsfd{} @aculock{}}}
147 @c fopen may leak the list lock if cancelled within _IO_link_in.
148 The @code{fopen} function opens a stream for I/O to the file
149 @var{filename}, and returns a pointer to the stream.
151 The @var{opentype} argument is a string that controls how the file is
152 opened and specifies attributes of the resulting stream.  It must begin
153 with one of the following sequences of characters:
155 @table @samp
156 @item r
157 Open an existing file for reading only.
159 @item w
160 Open the file for writing only.  If the file already exists, it is
161 truncated to zero length.  Otherwise a new file is created.
163 @item a
164 Open a file for append access; that is, writing at the end of file only.
165 If the file already exists, its initial contents are unchanged and
166 output to the stream is appended to the end of the file.
167 Otherwise, a new, empty file is created.
169 @item r+
170 Open an existing file for both reading and writing.  The initial contents
171 of the file are unchanged and the initial file position is at the
172 beginning of the file.
174 @item w+
175 Open a file for both reading and writing.  If the file already exists, it
176 is truncated to zero length.  Otherwise, a new file is created.
178 @item a+
179 Open or create file for both reading and appending.  If the file exists,
180 its initial contents are unchanged.  Otherwise, a new file is created.
181 The initial file position for reading is at the beginning of the file,
182 but output is always appended to the end of the file.
183 @end table
185 As you can see, @samp{+} requests a stream that can do both input and
186 output.  When using such a stream, you must call @code{fflush}
187 (@pxref{Stream Buffering}) or a file positioning function such as
188 @code{fseek} (@pxref{File Positioning}) when switching from reading
189 to writing or vice versa.  Otherwise, internal buffers might not be
190 emptied properly.
192 Additional characters may appear after these to specify flags for the
193 call.  Always put the mode (@samp{r}, @samp{w+}, etc.) first; that is
194 the only part you are guaranteed will be understood by all systems.
196 @Theglibc{} defines additional characters for use in @var{opentype}:
198 @table @samp
199 @item c
200 The file is opened with cancellation in the I/O functions disabled.
202 @item e
203 The underlying file descriptor will be closed if you use any of the
204 @code{exec@dots{}} functions (@pxref{Executing a File}).  (This is
205 equivalent to having set @code{FD_CLOEXEC} on that descriptor.
206 @xref{Descriptor Flags}.)
208 @item m
209 The file is opened and accessed using @code{mmap}.  This is only
210 supported with files opened for reading.
212 @item x
213 Insist on creating a new file---if a file @var{filename} already
214 exists, @code{fopen} fails rather than opening it.  If you use
215 @samp{x} you are guaranteed that you will not clobber an existing
216 file.  This is equivalent to the @code{O_EXCL} option to the
217 @code{open} function (@pxref{Opening and Closing Files}).
219 The @samp{x} modifier is part of @w{ISO C11}, which says the file is
220 created with exclusive access; in @theglibc{} this means the
221 equivalent of @code{O_EXCL}.
222 @end table
224 The character @samp{b} in @var{opentype} has a standard meaning; it
225 requests a binary stream rather than a text stream.  But this makes no
226 difference in POSIX systems (including @gnusystems{}).  If both
227 @samp{+} and @samp{b} are specified, they can appear in either order.
228 @xref{Binary Streams}.
230 @cindex stream orientation
231 @cindex orientation, stream
232 If the @var{opentype} string contains the sequence
233 @code{,ccs=@var{STRING}} then @var{STRING} is taken as the name of a
234 coded character set and @code{fopen} will mark the stream as
235 wide-oriented with appropriate conversion functions in place to convert
236 from and to the character set @var{STRING}.  Any other stream
237 is opened initially unoriented and the orientation is decided with the
238 first file operation.  If the first operation is a wide character
239 operation, the stream is not only marked as wide-oriented, also the
240 conversion functions to convert to the coded character set used for the
241 current locale are loaded.  This will not change anymore from this point
242 on even if the locale selected for the @code{LC_CTYPE} category is
243 changed.
245 Any other characters in @var{opentype} are simply ignored.  They may be
246 meaningful in other systems.
248 If the open fails, @code{fopen} returns a null pointer.
250 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
251 32 bit machine this function is in fact @code{fopen64} since the LFS
252 interface replaces transparently the old interface.
253 @end deftypefun
255 You can have multiple streams (or file descriptors) pointing to the same
256 file open at the same time.  If you do only input, this works
257 straightforwardly, but you must be careful if any output streams are
258 included.  @xref{Stream/Descriptor Precautions}.  This is equally true
259 whether the streams are in one program (not usual) or in several
260 programs (which can easily happen).  It may be advantageous to use the
261 file locking facilities to avoid simultaneous access.  @xref{File
262 Locks}.
264 @deftypefun {FILE *} fopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
265 @standards{Unix98, stdio.h}
266 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @acsfd{} @aculock{}}}
267 This function is similar to @code{fopen} but the stream it returns a
268 pointer for is opened using @code{open64}.  Therefore this stream can be
269 used even on files larger than @twoexp{31} bytes on 32 bit machines.
271 Please note that the return type is still @code{FILE *}.  There is no
272 special @code{FILE} type for the LFS interface.
274 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
275 bits machine this function is available under the name @code{fopen}
276 and so transparently replaces the old interface.
277 @end deftypefun
279 @deftypevr Macro int FOPEN_MAX
280 @standards{ISO, stdio.h}
281 The value of this macro is an integer constant expression that
282 represents the minimum number of streams that the implementation
283 guarantees can be open simultaneously.  You might be able to open more
284 than this many streams, but that is not guaranteed.  The value of this
285 constant is at least eight, which includes the three standard streams
286 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  In POSIX.1 systems this
287 value is determined by the @code{OPEN_MAX} parameter; @pxref{General
288 Limits}.  In BSD and GNU, it is controlled by the @code{RLIMIT_NOFILE}
289 resource limit; @pxref{Limits on Resources}.
290 @end deftypevr
292 @deftypefun {FILE *} freopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
293 @standards{ISO, stdio.h}
294 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsfd{}}}
295 @c Like most I/O operations, this one is guarded by a recursive lock,
296 @c released even upon cancellation, but cancellation may leak file
297 @c descriptors and leave the stream in an inconsistent state (e.g.,
298 @c still bound to the closed descriptor).  Also, if the stream is
299 @c part-way through a significant update (say running freopen) when a
300 @c signal handler calls freopen again on the same stream, the result is
301 @c likely to be an inconsistent stream, and the possibility of closing
302 @c twice file descriptor number that the stream used to use, the second
303 @c time when it might have already been reused by another thread.
304 This function is like a combination of @code{fclose} and @code{fopen}.
305 It first closes the stream referred to by @var{stream}, ignoring any
306 errors that are detected in the process.  (Because errors are ignored,
307 you should not use @code{freopen} on an output stream if you have
308 actually done any output using the stream.)  Then the file named by
309 @var{filename} is opened with mode @var{opentype} as for @code{fopen},
310 and associated with the same stream object @var{stream}.
312 If the operation fails, a null pointer is returned; otherwise,
313 @code{freopen} returns @var{stream}.  On Linux, @code{freopen} may also
314 fail and set @code{errno} to @code{EBUSY} when the kernel structure for
315 the old file descriptor was not initialized completely before @code{freopen}
316 was called.  This can only happen in multi-threaded programs, when two
317 threads race to allocate the same file descriptor number.  To avoid the
318 possibility of this race, do not use @code{close} to close the underlying
319 file descriptor for a @code{FILE}; either use @code{freopen} while the
320 file is still open, or use @code{open} and then @code{dup2} to install
321 the new file descriptor.
323 @code{freopen} has traditionally been used to connect a standard stream
324 such as @code{stdin} with a file of your own choice.  This is useful in
325 programs in which use of a standard stream for certain purposes is
326 hard-coded.  In @theglibc{}, you can simply close the standard
327 streams and open new ones with @code{fopen}.  But other systems lack
328 this ability, so using @code{freopen} is more portable.
330 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
331 32 bit machine this function is in fact @code{freopen64} since the LFS
332 interface replaces transparently the old interface.
333 @end deftypefun
335 @deftypefun {FILE *} freopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
336 @standards{Unix98, stdio.h}
337 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsfd{}}}
338 This function is similar to @code{freopen}.  The only difference is that
339 on 32 bit machine the stream returned is able to read beyond the
340 @twoexp{31} bytes limits imposed by the normal interface.  It should be
341 noted that the stream pointed to by @var{stream} need not be opened
342 using @code{fopen64} or @code{freopen64} since its mode is not important
343 for this function.
345 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
346 bits machine this function is available under the name @code{freopen}
347 and so transparently replaces the old interface.
348 @end deftypefun
350 In some situations it is useful to know whether a given stream is
351 available for reading or writing.  This information is normally not
352 available and would have to be remembered separately.  Solaris
353 introduced a few functions to get this information from the stream
354 descriptor and these functions are also available in @theglibc{}.
356 @deftypefun int __freadable (FILE *@var{stream})
357 @standards{GNU, stdio_ext.h}
358 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
359 The @code{__freadable} function determines whether the stream
360 @var{stream} was opened to allow reading.  In this case the return value
361 is nonzero.  For write-only streams the function returns zero.
363 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
364 @end deftypefun
366 @deftypefun int __fwritable (FILE *@var{stream})
367 @standards{GNU, stdio_ext.h}
368 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
369 The @code{__fwritable} function determines whether the stream
370 @var{stream} was opened to allow writing.  In this case the return value
371 is nonzero.  For read-only streams the function returns zero.
373 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
374 @end deftypefun
376 For slightly different kinds of problems there are two more functions.
377 They provide even finer-grained information.
379 @deftypefun int __freading (FILE *@var{stream})
380 @standards{GNU, stdio_ext.h}
381 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
382 The @code{__freading} function determines whether the stream
383 @var{stream} was last read from or whether it is opened read-only.  In
384 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
385 Determining whether a stream opened for reading and writing was last
386 used for writing allows to draw conclusions about the content about the
387 buffer, among other things.
389 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
390 @end deftypefun
392 @deftypefun int __fwriting (FILE *@var{stream})
393 @standards{GNU, stdio_ext.h}
394 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
395 The @code{__fwriting} function determines whether the stream
396 @var{stream} was last written to or whether it is opened write-only.  In
397 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
399 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
400 @end deftypefun
403 @node Closing Streams
404 @section Closing Streams
406 @cindex closing a stream
407 When a stream is closed with @code{fclose}, the connection between the
408 stream and the file is canceled.  After you have closed a stream, you
409 cannot perform any additional operations on it.
411 @deftypefun int fclose (FILE *@var{stream})
412 @standards{ISO, stdio.h}
413 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{} @acsfd{}}}
414 @c After fclose, it is undefined behavior to use the stream it points
415 @c to.  Therefore, one must only call fclose when the stream is
416 @c otherwise unused.  Concurrent uses started before will complete
417 @c successfully because of the lock, which makes it MT-Safe.  Calling it
418 @c from a signal handler is perfectly safe if the stream is known to be
419 @c no longer used, which is a precondition for fclose to be safe in the
420 @c first place; since this is no further requirement, fclose is safe for
421 @c use in async signals too.  After calling fclose, you can no longer
422 @c use the stream, not even to fclose it again, so its memory and file
423 @c descriptor may leak if fclose is canceled before @c releasing them.
424 @c That the stream must be unused and it becomes unused after the call
425 @c is what would enable fclose to be AS- and AC-Safe while freopen
426 @c isn't.  However, because of the possibility of leaving __gconv_lock
427 @c taken upon cancellation, AC-Safety is lost.
428 This function causes @var{stream} to be closed and the connection to
429 the corresponding file to be broken.  Any buffered output is written
430 and any buffered input is discarded.  The @code{fclose} function returns
431 a value of @code{0} if the file was closed successfully, and @code{EOF}
432 if an error was detected.
434 It is important to check for errors when you call @code{fclose} to close
435 an output stream, because real, everyday errors can be detected at this
436 time.  For example, when @code{fclose} writes the remaining buffered
437 output, it might get an error because the disk is full.  Even if you
438 know the buffer is empty, errors can still occur when closing a file if
439 you are using NFS.
441 The function @code{fclose} is declared in @file{stdio.h}.
442 @end deftypefun
444 To close all streams currently available @theglibc{} provides
445 another function.
447 @deftypefun int fcloseall (void)
448 @standards{GNU, stdio.h}
449 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:streams}}@asunsafe{}@acsafe{}}
450 @c Like fclose, using any previously-opened streams after fcloseall is
451 @c undefined.  However, the implementation of fcloseall isn't equivalent
452 @c to calling fclose for all streams: it just flushes and unbuffers all
453 @c streams, without any locking.  It's the flushing without locking that
454 @c makes it unsafe.
455 This function causes all open streams of the process to be closed and
456 the connections to corresponding files to be broken.  All buffered data
457 is written and any buffered input is discarded.  The @code{fcloseall}
458 function returns a value of @code{0} if all the files were closed
459 successfully, and @code{EOF} if an error was detected.
461 This function should be used only in special situations, e.g., when an
462 error occurred and the program must be aborted.  Normally each single
463 stream should be closed separately so that problems with individual
464 streams can be identified.  It is also problematic since the standard
465 streams (@pxref{Standard Streams}) will also be closed.
467 The function @code{fcloseall} is declared in @file{stdio.h}.
468 @end deftypefun
470 If the @code{main} function to your program returns, or if you call the
471 @code{exit} function (@pxref{Normal Termination}), all open streams are
472 automatically closed properly.  If your program terminates in any other
473 manner, such as by calling the @code{abort} function (@pxref{Aborting a
474 Program}) or from a fatal signal (@pxref{Signal Handling}), open streams
475 might not be closed properly.  Buffered output might not be flushed and
476 files may be incomplete.  For more information on buffering of streams,
477 see @ref{Stream Buffering}.
479 @node Streams and Threads
480 @section Streams and Threads
482 @cindex threads
483 @cindex multi-threaded application
484 Streams can be used in multi-threaded applications in the same way they
485 are used in single-threaded applications.  But the programmer must be
486 aware of the possible complications.  It is important to know about
487 these also if the program one writes never use threads since the design
488 and implementation of many stream functions are heavily influenced by the
489 requirements added by multi-threaded programming.
491 The POSIX standard requires that by default the stream operations are
492 atomic.  I.e., issuing two stream operations for the same stream in two
493 threads at the same time will cause the operations to be executed as if
494 they were issued sequentially.  The buffer operations performed while
495 reading or writing are protected from other uses of the same stream.  To
496 do this each stream has an internal lock object which has to be
497 (implicitly) acquired before any work can be done.
499 But there are situations where this is not enough and there are also
500 situations where this is not wanted.  The implicit locking is not enough
501 if the program requires more than one stream function call to happen
502 atomically.  One example would be if an output line a program wants to
503 generate is created by several function calls.  The functions by
504 themselves would ensure only atomicity of their own operation, but not
505 atomicity over all the function calls.  For this it is necessary to
506 perform the stream locking in the application code.
508 @deftypefun void flockfile (FILE *@var{stream})
509 @standards{POSIX, stdio.h}
510 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
511 @c There's no way to tell whether the lock was acquired before or after
512 @c cancellation so as to unlock only when appropriate.
513 The @code{flockfile} function acquires the internal locking object
514 associated with the stream @var{stream}.  This ensures that no other
515 thread can explicitly through @code{flockfile}/@code{ftrylockfile} or
516 implicitly through the call of a stream function lock the stream.  The
517 thread will block until the lock is acquired.  An explicit call to
518 @code{funlockfile} has to be used to release the lock.
519 @end deftypefun
521 @deftypefun int ftrylockfile (FILE *@var{stream})
522 @standards{POSIX, stdio.h}
523 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
524 The @code{ftrylockfile} function tries to acquire the internal locking
525 object associated with the stream @var{stream} just like
526 @code{flockfile}.  But unlike @code{flockfile} this function does not
527 block if the lock is not available.  @code{ftrylockfile} returns zero if
528 the lock was successfully acquired.  Otherwise the stream is locked by
529 another thread.
530 @end deftypefun
532 @deftypefun void funlockfile (FILE *@var{stream})
533 @standards{POSIX, stdio.h}
534 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
535 The @code{funlockfile} function releases the internal locking object of
536 the stream @var{stream}.  The stream must have been locked before by a
537 call to @code{flockfile} or a successful call of @code{ftrylockfile}.
538 The implicit locking performed by the stream operations do not count.
539 The @code{funlockfile} function does not return an error status and the
540 behavior of a call for a stream which is not locked by the current
541 thread is undefined.
542 @end deftypefun
544 The following example shows how the functions above can be used to
545 generate an output line atomically even in multi-threaded applications
546 (yes, the same job could be done with one @code{fprintf} call but it is
547 sometimes not possible):
549 @smallexample
550 FILE *fp;
552    @dots{}
553    flockfile (fp);
554    fputs ("This is test number ", fp);
555    fprintf (fp, "%d\n", test);
556    funlockfile (fp)
558 @end smallexample
560 Without the explicit locking it would be possible for another thread to
561 use the stream @var{fp} after the @code{fputs} call returns and before
562 @code{fprintf} was called with the result that the number does not
563 follow the word @samp{number}.
565 From this description it might already be clear that the locking objects
566 in streams are no simple mutexes.  Since locking the same stream twice
567 in the same thread is allowed the locking objects must be equivalent to
568 recursive mutexes.  These mutexes keep track of the owner and the number
569 of times the lock is acquired.  The same number of @code{funlockfile}
570 calls by the same threads is necessary to unlock the stream completely.
571 For instance:
573 @smallexample
574 void
575 foo (FILE *fp)
577   ftrylockfile (fp);
578   fputs ("in foo\n", fp);
579   /* @r{This is very wrong!!!}  */
580   funlockfile (fp);
582 @end smallexample
584 It is important here that the @code{funlockfile} function is only called
585 if the @code{ftrylockfile} function succeeded in locking the stream.  It
586 is therefore always wrong to ignore the result of @code{ftrylockfile}.
587 And it makes no sense since otherwise one would use @code{flockfile}.
588 The result of code like that above is that either @code{funlockfile}
589 tries to free a stream that hasn't been locked by the current thread or it
590 frees the stream prematurely.  The code should look like this:
592 @smallexample
593 void
594 foo (FILE *fp)
596   if (ftrylockfile (fp) == 0)
597     @{
598       fputs ("in foo\n", fp);
599       funlockfile (fp);
600     @}
602 @end smallexample
604 Now that we covered why it is necessary to have locking it is
605 necessary to talk about situations when locking is unwanted and what can
606 be done.  The locking operations (explicit or implicit) don't come for
607 free.  Even if a lock is not taken the cost is not zero.  The operations
608 which have to be performed require memory operations that are safe in
609 multi-processor environments.  With the many local caches involved in
610 such systems this is quite costly.  So it is best to avoid the locking
611 completely if it is not needed -- because the code in question is never
612 used in a context where two or more threads may use a stream at a time.
613 This can be determined most of the time for application code; for
614 library code which can be used in many contexts one should default to be
615 conservative and use locking.
617 There are two basic mechanisms to avoid locking.  The first is to use
618 the @code{_unlocked} variants of the stream operations.  The POSIX
619 standard defines quite a few of those and @theglibc{} adds a few
620 more.  These variants of the functions behave just like the functions
621 with the name without the suffix except that they do not lock the
622 stream.  Using these functions is very desirable since they are
623 potentially much faster.  This is not only because the locking
624 operation itself is avoided.  More importantly, functions like
625 @code{putc} and @code{getc} are very simple and traditionally (before the
626 introduction of threads) were implemented as macros which are very fast
627 if the buffer is not empty.  With the addition of locking requirements
628 these functions are no longer implemented as macros since they would
629 expand to too much code.
630 But these macros are still available with the same functionality under the new
631 names @code{putc_unlocked} and @code{getc_unlocked}.  This possibly huge
632 difference of speed also suggests the use of the @code{_unlocked}
633 functions even if locking is required.  The difference is that the
634 locking then has to be performed in the program:
636 @smallexample
637 void
638 foo (FILE *fp, char *buf)
640   flockfile (fp);
641   while (*buf != '/')
642     putc_unlocked (*buf++, fp);
643   funlockfile (fp);
645 @end smallexample
647 If in this example the @code{putc} function would be used and the
648 explicit locking would be missing the @code{putc} function would have to
649 acquire the lock in every call, potentially many times depending on when
650 the loop terminates.  Writing it the way illustrated above allows the
651 @code{putc_unlocked} macro to be used which means no locking and direct
652 manipulation of the buffer of the stream.
654 A second way to avoid locking is by using a non-standard function which
655 was introduced in Solaris and is available in @theglibc{} as well.
657 @deftypefun int __fsetlocking (FILE *@var{stream}, int @var{type})
658 @standards{GNU, stdio_ext.h}
659 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asulock{}}@acsafe{}}
660 @c Changing the implicit-locking status of a stream while it's in use by
661 @c another thread may cause a lock to be implicitly acquired and not
662 @c released, or vice-versa.  This function should probably hold the lock
663 @c while changing this setting, to make sure we don't change it while
664 @c there are any concurrent uses.  Meanwhile, callers should acquire the
665 @c lock themselves to be safe, and even concurrent uses with external
666 @c locking will be fine, as long as functions that require external
667 @c locking are not called without holding locks.
669 The @code{__fsetlocking} function can be used to select whether the
670 stream operations will implicitly acquire the locking object of the
671 stream @var{stream}.  By default this is done but it can be disabled and
672 reinstated using this function.  There are three values defined for the
673 @var{type} parameter.
675 @vtable @code
676 @item FSETLOCKING_INTERNAL
677 The stream @code{stream} will from now on use the default internal
678 locking.  Every stream operation with exception of the @code{_unlocked}
679 variants will implicitly lock the stream.
681 @item FSETLOCKING_BYCALLER
682 After the @code{__fsetlocking} function returns, the user is responsible
683 for locking the stream.  None of the stream operations will implicitly
684 do this anymore until the state is set back to
685 @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
687 @item FSETLOCKING_QUERY
688 @code{__fsetlocking} only queries the current locking state of the
689 stream.  The return value will be @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or
690 @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on the state.
691 @end vtable
693 The return value of @code{__fsetlocking} is either
694 @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on
695 the state of the stream before the call.
697 This function and the values for the @var{type} parameter are declared
698 in @file{stdio_ext.h}.
699 @end deftypefun
701 This function is especially useful when program code has to be used
702 which is written without knowledge about the @code{_unlocked} functions
703 (or if the programmer was too lazy to use them).
705 @node Streams and I18N
706 @section Streams in Internationalized Applications
708 @w{ISO C90} introduced the new type @code{wchar_t} to allow handling
709 larger character sets.  What was missing was a possibility to output
710 strings of @code{wchar_t} directly.  One had to convert them into
711 multibyte strings using @code{mbstowcs} (there was no @code{mbsrtowcs}
712 yet) and then use the normal stream functions.  While this is doable it
713 is very cumbersome since performing the conversions is not trivial and
714 greatly increases program complexity and size.
716 The Unix standard early on (I think in XPG4.2) introduced two additional
717 format specifiers for the @code{printf} and @code{scanf} families of
718 functions.  Printing and reading of single wide characters was made
719 possible using the @code{%C} specifier and wide character strings can be
720 handled with @code{%S}.  These modifiers behave just like @code{%c} and
721 @code{%s} only that they expect the corresponding argument to have the
722 wide character type and that the wide character and string are
723 transformed into/from multibyte strings before being used.
725 This was a beginning but it is still not good enough.  Not always is it
726 desirable to use @code{printf} and @code{scanf}.  The other, smaller and
727 faster functions cannot handle wide characters.  Second, it is not
728 possible to have a format string for @code{printf} and @code{scanf}
729 consisting of wide characters.  The result is that format strings would
730 have to be generated if they have to contain non-basic characters.
732 @cindex C++ streams
733 @cindex streams, C++
734 In the @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} a whole new set of functions was
735 added to solve the problem.  Most of the stream functions got a
736 counterpart which take a wide character or wide character string instead
737 of a character or string respectively.  The new functions operate on the
738 same streams (like @code{stdout}).  This is different from the model of
739 the C++ runtime library where separate streams for wide and normal I/O
740 are used.
742 @cindex orientation, stream
743 @cindex stream orientation
744 Being able to use the same stream for wide and normal operations comes
745 with a restriction: a stream can be used either for wide operations or
746 for normal operations.  Once it is decided there is no way back.  Only a
747 call to @code{freopen} or @code{freopen64} can reset the
748 @dfn{orientation}.  The orientation can be decided in three ways:
750 @itemize @bullet
751 @item
752 If any of the normal character functions are used (this includes the
753 @code{fread} and @code{fwrite} functions) the stream is marked as not
754 wide oriented.
756 @item
757 If any of the wide character functions are used the stream is marked as
758 wide oriented.
760 @item
761 The @code{fwide} function can be used to set the orientation either way.
762 @end itemize
764 It is important to never mix the use of wide and not wide operations on
765 a stream.  There are no diagnostics issued.  The application behavior
766 will simply be strange or the application will simply crash.  The
767 @code{fwide} function can help avoid this.
769 @deftypefun int fwide (FILE *@var{stream}, int @var{mode})
770 @standards{ISO, wchar.h}
771 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{}}}
772 @c Querying is always safe, but changing the stream when it's in use
773 @c upthread may be problematic.  Like most lock-acquiring functions,
774 @c this one may leak the lock if canceled.
776 The @code{fwide} function can be used to set and query the state of the
777 orientation of the stream @var{stream}.  If the @var{mode} parameter has
778 a positive value the streams get wide oriented, for negative values
779 narrow oriented.  It is not possible to overwrite previous orientations
780 with @code{fwide}.  I.e., if the stream @var{stream} was already
781 oriented before the call nothing is done.
783 If @var{mode} is zero the current orientation state is queried and
784 nothing is changed.
786 The @code{fwide} function returns a negative value, zero, or a positive
787 value if the stream is narrow, not at all, or wide oriented
788 respectively.
790 This function was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} and is
791 declared in @file{wchar.h}.
792 @end deftypefun
794 It is generally a good idea to orient a stream as early as possible.
795 This can prevent surprise especially for the standard streams
796 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  If some library
797 function in some situations uses one of these streams and this use
798 orients the stream in a different way the rest of the application
799 expects it one might end up with hard to reproduce errors.  Remember
800 that no errors are signal if the streams are used incorrectly.  Leaving
801 a stream unoriented after creation is normally only necessary for
802 library functions which create streams which can be used in different
803 contexts.
805 When writing code which uses streams and which can be used in different
806 contexts it is important to query the orientation of the stream before
807 using it (unless the rules of the library interface demand a specific
808 orientation).  The following little, silly function illustrates this.
810 @smallexample
811 void
812 print_f (FILE *fp)
814   if (fwide (fp, 0) > 0)
815     /* @r{Positive return value means wide orientation.}  */
816     fputwc (L'f', fp);
817   else
818     fputc ('f', fp);
820 @end smallexample
822 Note that in this case the function @code{print_f} decides about the
823 orientation of the stream if it was unoriented before (will not happen
824 if the advice above is followed).
826 The encoding used for the @code{wchar_t} values is unspecified and the
827 user must not make any assumptions about it.  For I/O of @code{wchar_t}
828 values this means that it is impossible to write these values directly
829 to the stream.  This is not what follows from the @w{ISO C} locale model
830 either.  What happens instead is that the bytes read from or written to
831 the underlying media are first converted into the internal encoding
832 chosen by the implementation for @code{wchar_t}.  The external encoding
833 is determined by the @code{LC_CTYPE} category of the current locale or
834 by the @samp{ccs} part of the mode specification given to @code{fopen},
835 @code{fopen64}, @code{freopen}, or @code{freopen64}.  How and when the
836 conversion happens is unspecified and it happens invisibly to the user.
838 Since a stream is created in the unoriented state it has at that point
839 no conversion associated with it.  The conversion which will be used is
840 determined by the @code{LC_CTYPE} category selected at the time the
841 stream is oriented.  If the locales are changed at the runtime this
842 might produce surprising results unless one pays attention.  This is
843 just another good reason to orient the stream explicitly as soon as
844 possible, perhaps with a call to @code{fwide}.
846 @node Simple Output
847 @section Simple Output by Characters or Lines
849 @cindex writing to a stream, by characters
850 This section describes functions for performing character- and
851 line-oriented output.
853 These narrow stream functions are declared in the header file
854 @file{stdio.h} and the wide stream functions in @file{wchar.h}.
855 @pindex stdio.h
856 @pindex wchar.h
858 @deftypefun int fputc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
859 @standards{ISO, stdio.h}
860 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
861 @c If the stream is in use when interrupted by a signal, the recursive
862 @c lock won't help ensure the stream is consistent; indeed, if fputc
863 @c gets a signal precisely before the post-incremented _IO_write_ptr
864 @c value is stored, we may overwrite the interrupted write.  Conversely,
865 @c depending on compiler optimizations, the incremented _IO_write_ptr
866 @c may be stored before the character is stored in the buffer,
867 @c corrupting the stream if async cancel hits between the two stores.
868 @c There may be other reasons for AS- and AC-unsafety in the overflow
869 @c cases.
870 The @code{fputc} function converts the character @var{c} to type
871 @code{unsigned char}, and writes it to the stream @var{stream}.
872 @code{EOF} is returned if a write error occurs; otherwise the
873 character @var{c} is returned.
874 @end deftypefun
876 @deftypefun wint_t fputwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
877 @standards{ISO, wchar.h}
878 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
879 The @code{fputwc} function writes the wide character @var{wc} to the
880 stream @var{stream}.  @code{WEOF} is returned if a write error occurs;
881 otherwise the character @var{wc} is returned.
882 @end deftypefun
884 @deftypefun int fputc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
885 @standards{POSIX, stdio.h}
886 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
887 @c The unlocked functions can't possibly satisfy the MT-Safety
888 @c requirements on their own, because they require external locking for
889 @c safety.
890 The @code{fputc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputc}
891 function except that it does not implicitly lock the stream.
892 @end deftypefun
894 @deftypefun wint_t fputwc_unlocked (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
895 @standards{POSIX, wchar.h}
896 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
897 The @code{fputwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputwc}
898 function except that it does not implicitly lock the stream.
900 This function is a GNU extension.
901 @end deftypefun
903 @deftypefun int putc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
904 @standards{ISO, stdio.h}
905 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
906 This is just like @code{fputc}, except that most systems implement it as
907 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
908 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
909 general rule for macros.  @code{putc} is usually the best function to
910 use for writing a single character.
911 @end deftypefun
913 @deftypefun wint_t putwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
914 @standards{ISO, wchar.h}
915 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
916 This is just like @code{fputwc}, except that it can be implement as
917 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
918 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
919 general rule for macros.  @code{putwc} is usually the best function to
920 use for writing a single wide character.
921 @end deftypefun
923 @deftypefun int putc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
924 @standards{POSIX, stdio.h}
925 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
926 The @code{putc_unlocked} function is equivalent to the @code{putc}
927 function except that it does not implicitly lock the stream.
928 @end deftypefun
930 @deftypefun wint_t putwc_unlocked (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
931 @standards{GNU, wchar.h}
932 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
933 The @code{putwc_unlocked} function is equivalent to the @code{putwc}
934 function except that it does not implicitly lock the stream.
936 This function is a GNU extension.
937 @end deftypefun
939 @deftypefun int putchar (int @var{c})
940 @standards{ISO, stdio.h}
941 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
942 The @code{putchar} function is equivalent to @code{putc} with
943 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
944 @end deftypefun
946 @deftypefun wint_t putwchar (wchar_t @var{wc})
947 @standards{ISO, wchar.h}
948 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
949 The @code{putwchar} function is equivalent to @code{putwc} with
950 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
951 @end deftypefun
953 @deftypefun int putchar_unlocked (int @var{c})
954 @standards{POSIX, stdio.h}
955 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdout}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
956 The @code{putchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putchar}
957 function except that it does not implicitly lock the stream.
958 @end deftypefun
960 @deftypefun wint_t putwchar_unlocked (wchar_t @var{wc})
961 @standards{GNU, wchar.h}
962 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdout}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
963 The @code{putwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putwchar}
964 function except that it does not implicitly lock the stream.
966 This function is a GNU extension.
967 @end deftypefun
969 @deftypefun int fputs (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
970 @standards{ISO, stdio.h}
971 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
972 The function @code{fputs} writes the string @var{s} to the stream
973 @var{stream}.  The terminating null character is not written.
974 This function does @emph{not} add a newline character, either.
975 It outputs only the characters in the string.
977 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, and otherwise
978 a non-negative value.
980 For example:
982 @smallexample
983 fputs ("Are ", stdout);
984 fputs ("you ", stdout);
985 fputs ("hungry?\n", stdout);
986 @end smallexample
988 @noindent
989 outputs the text @samp{Are you hungry?} followed by a newline.
990 @end deftypefun
992 @deftypefun int fputws (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
993 @standards{ISO, wchar.h}
994 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
995 The function @code{fputws} writes the wide character string @var{ws} to
996 the stream @var{stream}.  The terminating null character is not written.
997 This function does @emph{not} add a newline character, either.  It
998 outputs only the characters in the string.
1000 This function returns @code{WEOF} if a write error occurs, and otherwise
1001 a non-negative value.
1002 @end deftypefun
1004 @deftypefun int fputs_unlocked (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
1005 @standards{GNU, stdio.h}
1006 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1007 The @code{fputs_unlocked} function is equivalent to the @code{fputs}
1008 function except that it does not implicitly lock the stream.
1010 This function is a GNU extension.
1011 @end deftypefun
1013 @deftypefun int fputws_unlocked (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
1014 @standards{GNU, wchar.h}
1015 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1016 The @code{fputws_unlocked} function is equivalent to the @code{fputws}
1017 function except that it does not implicitly lock the stream.
1019 This function is a GNU extension.
1020 @end deftypefun
1022 @deftypefun int puts (const char *@var{s})
1023 @standards{ISO, stdio.h}
1024 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1025 The @code{puts} function writes the string @var{s} to the stream
1026 @code{stdout} followed by a newline.  The terminating null character of
1027 the string is not written.  (Note that @code{fputs} does @emph{not}
1028 write a newline as this function does.)
1030 @code{puts} is the most convenient function for printing simple
1031 messages.  For example:
1033 @smallexample
1034 puts ("This is a message.");
1035 @end smallexample
1037 @noindent
1038 outputs the text @samp{This is a message.} followed by a newline.
1039 @end deftypefun
1041 @deftypefun int putw (int @var{w}, FILE *@var{stream})
1042 @standards{SVID, stdio.h}
1043 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1044 This function writes the word @var{w} (that is, an @code{int}) to
1045 @var{stream}.  It is provided for compatibility with SVID, but we
1046 recommend you use @code{fwrite} instead (@pxref{Block Input/Output}).
1047 @end deftypefun
1049 @node Character Input
1050 @section Character Input
1052 @cindex reading from a stream, by characters
1053 This section describes functions for performing character-oriented
1054 input.  These narrow stream functions are declared in the header file
1055 @file{stdio.h} and the wide character functions are declared in
1056 @file{wchar.h}.
1057 @pindex stdio.h
1058 @pindex wchar.h
1060 These functions return an @code{int} or @code{wint_t} value (for narrow
1061 and wide stream functions respectively) that is either a character of
1062 input, or the special value @code{EOF}/@code{WEOF} (usually -1).  For
1063 the narrow stream functions it is important to store the result of these
1064 functions in a variable of type @code{int} instead of @code{char}, even
1065 when you plan to use it only as a character.  Storing @code{EOF} in a
1066 @code{char} variable truncates its value to the size of a character, so
1067 that it is no longer distinguishable from the valid character
1068 @samp{(char) -1}.  So always use an @code{int} for the result of
1069 @code{getc} and friends, and check for @code{EOF} after the call; once
1070 you've verified that the result is not @code{EOF}, you can be sure that
1071 it will fit in a @samp{char} variable without loss of information.
1073 @deftypefun int fgetc (FILE *@var{stream})
1074 @standards{ISO, stdio.h}
1075 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1076 @c Same caveats as fputc, but instead of losing a write in case of async
1077 @c signals, we may read the same character more than once, and the
1078 @c stream may be left in odd states due to cancellation in the underflow
1079 @c cases.
1080 This function reads the next character as an @code{unsigned char} from
1081 the stream @var{stream} and returns its value, converted to an
1082 @code{int}.  If an end-of-file condition or read error occurs,
1083 @code{EOF} is returned instead.
1084 @end deftypefun
1086 @deftypefun wint_t fgetwc (FILE *@var{stream})
1087 @standards{ISO, wchar.h}
1088 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1089 This function reads the next wide character from the stream @var{stream}
1090 and returns its value.  If an end-of-file condition or read error
1091 occurs, @code{WEOF} is returned instead.
1092 @end deftypefun
1094 @deftypefun int fgetc_unlocked (FILE *@var{stream})
1095 @standards{POSIX, stdio.h}
1096 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1097 The @code{fgetc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetc}
1098 function except that it does not implicitly lock the stream.
1099 @end deftypefun
1101 @deftypefun wint_t fgetwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1102 @standards{GNU, wchar.h}
1103 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1104 The @code{fgetwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetwc}
1105 function except that it does not implicitly lock the stream.
1107 This function is a GNU extension.
1108 @end deftypefun
1110 @deftypefun int getc (FILE *@var{stream})
1111 @standards{ISO, stdio.h}
1112 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1113 This is just like @code{fgetc}, except that it is permissible (and
1114 typical) for it to be implemented as a macro that evaluates the
1115 @var{stream} argument more than once.  @code{getc} is often highly
1116 optimized, so it is usually the best function to use to read a single
1117 character.
1118 @end deftypefun
1120 @deftypefun wint_t getwc (FILE *@var{stream})
1121 @standards{ISO, wchar.h}
1122 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1123 This is just like @code{fgetwc}, except that it is permissible for it to
1124 be implemented as a macro that evaluates the @var{stream} argument more
1125 than once.  @code{getwc} can be highly optimized, so it is usually the
1126 best function to use to read a single wide character.
1127 @end deftypefun
1129 @deftypefun int getc_unlocked (FILE *@var{stream})
1130 @standards{POSIX, stdio.h}
1131 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1132 The @code{getc_unlocked} function is equivalent to the @code{getc}
1133 function except that it does not implicitly lock the stream.
1134 @end deftypefun
1136 @deftypefun wint_t getwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1137 @standards{GNU, wchar.h}
1138 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1139 The @code{getwc_unlocked} function is equivalent to the @code{getwc}
1140 function except that it does not implicitly lock the stream.
1142 This function is a GNU extension.
1143 @end deftypefun
1145 @deftypefun int getchar (void)
1146 @standards{ISO, stdio.h}
1147 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1148 The @code{getchar} function is equivalent to @code{getc} with @code{stdin}
1149 as the value of the @var{stream} argument.
1150 @end deftypefun
1152 @deftypefun wint_t getwchar (void)
1153 @standards{ISO, wchar.h}
1154 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1155 The @code{getwchar} function is equivalent to @code{getwc} with @code{stdin}
1156 as the value of the @var{stream} argument.
1157 @end deftypefun
1159 @deftypefun int getchar_unlocked (void)
1160 @standards{POSIX, stdio.h}
1161 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdin}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1162 The @code{getchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getchar}
1163 function except that it does not implicitly lock the stream.
1164 @end deftypefun
1166 @deftypefun wint_t getwchar_unlocked (void)
1167 @standards{GNU, wchar.h}
1168 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdin}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1169 The @code{getwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getwchar}
1170 function except that it does not implicitly lock the stream.
1172 This function is a GNU extension.
1173 @end deftypefun
1175 Here is an example of a function that does input using @code{fgetc}.  It
1176 would work just as well using @code{getc} instead, or using
1177 @code{getchar ()} instead of @w{@code{fgetc (stdin)}}.  The code would
1178 also work the same for the wide character stream functions.
1180 @smallexample
1182 y_or_n_p (const char *question)
1184   fputs (question, stdout);
1185   while (1)
1186     @{
1187       int c, answer;
1188       /* @r{Write a space to separate answer from question.} */
1189       fputc (' ', stdout);
1190       /* @r{Read the first character of the line.}
1191          @r{This should be the answer character, but might not be.} */
1192       c = tolower (fgetc (stdin));
1193       answer = c;
1194       /* @r{Discard rest of input line.} */
1195       while (c != '\n' && c != EOF)
1196         c = fgetc (stdin);
1197       /* @r{Obey the answer if it was valid.} */
1198       if (answer == 'y')
1199         return 1;
1200       if (answer == 'n')
1201         return 0;
1202       /* @r{Answer was invalid: ask for valid answer.} */
1203       fputs ("Please answer y or n:", stdout);
1204     @}
1206 @end smallexample
1208 @deftypefun int getw (FILE *@var{stream})
1209 @standards{SVID, stdio.h}
1210 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1211 This function reads a word (that is, an @code{int}) from @var{stream}.
1212 It's provided for compatibility with SVID.  We recommend you use
1213 @code{fread} instead (@pxref{Block Input/Output}).  Unlike @code{getc},
1214 any @code{int} value could be a valid result.  @code{getw} returns
1215 @code{EOF} when it encounters end-of-file or an error, but there is no
1216 way to distinguish this from an input word with value -1.
1217 @end deftypefun
1219 @node Line Input
1220 @section Line-Oriented Input
1222 Since many programs interpret input on the basis of lines, it is
1223 convenient to have functions to read a line of text from a stream.
1225 Standard C has functions to do this, but they aren't very safe: null
1226 characters and even (for @code{gets}) long lines can confuse them.  So
1227 @theglibc{} provides the nonstandard @code{getline} function that
1228 makes it easy to read lines reliably.
1230 Another GNU extension, @code{getdelim}, generalizes @code{getline}.  It
1231 reads a delimited record, defined as everything through the next
1232 occurrence of a specified delimiter character.
1234 All these functions are declared in @file{stdio.h}.
1236 @deftypefun ssize_t getline (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, FILE *@var{stream})
1237 @standards{GNU, stdio.h}
1238 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{} @acsmem{}}}
1239 @c Besides the usual possibility of getting an inconsistent stream in a
1240 @c signal handler or leaving it inconsistent in case of cancellation,
1241 @c the possibility of leaving a dangling pointer upon cancellation
1242 @c between reallocing the buffer at *lineptr and updating the pointer
1243 @c brings about another case of @acucorrupt.
1244 This function reads an entire line from @var{stream}, storing the text
1245 (including the newline and a terminating null character) in a buffer
1246 and storing the buffer address in @code{*@var{lineptr}}.
1248 Before calling @code{getline}, you should place in @code{*@var{lineptr}}
1249 the address of a buffer @code{*@var{n}} bytes long, allocated with
1250 @code{malloc}.  If this buffer is long enough to hold the line,
1251 @code{getline} stores the line in this buffer.  Otherwise,
1252 @code{getline} makes the buffer bigger using @code{realloc}, storing the
1253 new buffer address back in @code{*@var{lineptr}} and the increased size
1254 back in @code{*@var{n}}.
1255 @xref{Unconstrained Allocation}.
1257 If you set @code{*@var{lineptr}} to a null pointer, and @code{*@var{n}}
1258 to zero, before the call, then @code{getline} allocates the initial
1259 buffer for you by calling @code{malloc}.  This buffer remains allocated
1260 even if @code{getline} encounters errors and is unable to read any bytes.
1262 In either case, when @code{getline} returns,  @code{*@var{lineptr}} is
1263 a @code{char *} which points to the text of the line.
1265 When @code{getline} is successful, it returns the number of characters
1266 read (including the newline, but not including the terminating null).
1267 This value enables you to distinguish null characters that are part of
1268 the line from the null character inserted as a terminator.
1270 This function is a GNU extension, but it is the recommended way to read
1271 lines from a stream.  The alternative standard functions are unreliable.
1273 If an error occurs or end of file is reached without any bytes read,
1274 @code{getline} returns @code{-1}.
1275 @end deftypefun
1277 @deftypefun ssize_t getdelim (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, int @var{delimiter}, FILE *@var{stream})
1278 @standards{GNU, stdio.h}
1279 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{} @acsmem{}}}
1280 @c See the getline @acucorrupt note.
1281 This function is like @code{getline} except that the character which
1282 tells it to stop reading is not necessarily newline.  The argument
1283 @var{delimiter} specifies the delimiter character; @code{getdelim} keeps
1284 reading until it sees that character (or end of file).
1286 The text is stored in @var{lineptr}, including the delimiter character
1287 and a terminating null.  Like @code{getline}, @code{getdelim} makes
1288 @var{lineptr} bigger if it isn't big enough.
1290 @code{getline} is in fact implemented in terms of @code{getdelim}, just
1291 like this:
1293 @smallexample
1294 ssize_t
1295 getline (char **lineptr, size_t *n, FILE *stream)
1297   return getdelim (lineptr, n, '\n', stream);
1299 @end smallexample
1300 @end deftypefun
1302 @deftypefun {char *} fgets (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1303 @standards{ISO, stdio.h}
1304 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1305 The @code{fgets} function reads characters from the stream @var{stream}
1306 up to and including a newline character and stores them in the string
1307 @var{s}, adding a null character to mark the end of the string.  You
1308 must supply @var{count} characters worth of space in @var{s}, but the
1309 number of characters read is at most @var{count} @minus{} 1.  The extra
1310 character space is used to hold the null character at the end of the
1311 string.
1313 If the system is already at end of file when you call @code{fgets}, then
1314 the contents of the array @var{s} are unchanged and a null pointer is
1315 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1316 Otherwise, the return value is the pointer @var{s}.
1318 @strong{Warning:}  If the input data has a null character, you can't tell.
1319 So don't use @code{fgets} unless you know the data cannot contain a null.
1320 Don't use it to read files edited by the user because, if the user inserts
1321 a null character, you should either handle it properly or print a clear
1322 error message.  We recommend using @code{getline} instead of @code{fgets}.
1323 @end deftypefun
1325 @deftypefun {wchar_t *} fgetws (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1326 @standards{ISO, wchar.h}
1327 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1328 The @code{fgetws} function reads wide characters from the stream
1329 @var{stream} up to and including a newline character and stores them in
1330 the string @var{ws}, adding a null wide character to mark the end of the
1331 string.  You must supply @var{count} wide characters worth of space in
1332 @var{ws}, but the number of characters read is at most @var{count}
1333 @minus{} 1.  The extra character space is used to hold the null wide
1334 character at the end of the string.
1336 If the system is already at end of file when you call @code{fgetws}, then
1337 the contents of the array @var{ws} are unchanged and a null pointer is
1338 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1339 Otherwise, the return value is the pointer @var{ws}.
1341 @strong{Warning:} If the input data has a null wide character (which are
1342 null bytes in the input stream), you can't tell.  So don't use
1343 @code{fgetws} unless you know the data cannot contain a null.  Don't use
1344 it to read files edited by the user because, if the user inserts a null
1345 character, you should either handle it properly or print a clear error
1346 message.
1347 @comment XXX We need getwline!!!
1348 @end deftypefun
1350 @deftypefun {char *} fgets_unlocked (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1351 @standards{GNU, stdio.h}
1352 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1353 The @code{fgets_unlocked} function is equivalent to the @code{fgets}
1354 function except that it does not implicitly lock the stream.
1356 This function is a GNU extension.
1357 @end deftypefun
1359 @deftypefun {wchar_t *} fgetws_unlocked (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1360 @standards{GNU, wchar.h}
1361 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1362 The @code{fgetws_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetws}
1363 function except that it does not implicitly lock the stream.
1365 This function is a GNU extension.
1366 @end deftypefun
1368 @deftypefn {Deprecated function} {char *} gets (char *@var{s})
1369 @standards{ISO, stdio.h}
1370 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1371 The function @code{gets} reads characters from the stream @code{stdin}
1372 up to the next newline character, and stores them in the string @var{s}.
1373 The newline character is discarded (note that this differs from the
1374 behavior of @code{fgets}, which copies the newline character into the
1375 string).  If @code{gets} encounters a read error or end-of-file, it
1376 returns a null pointer; otherwise it returns @var{s}.
1378 @strong{Warning:} The @code{gets} function is @strong{very dangerous}
1379 because it provides no protection against overflowing the string
1380 @var{s}.  @Theglibc{} includes it for compatibility only.  You
1381 should @strong{always} use @code{fgets} or @code{getline} instead.  To
1382 remind you of this, the linker (if using GNU @code{ld}) will issue a
1383 warning whenever you use @code{gets}.
1384 @end deftypefn
1386 @node Unreading
1387 @section Unreading
1388 @cindex peeking at input
1389 @cindex unreading characters
1390 @cindex pushing input back
1392 In parser programs it is often useful to examine the next character in
1393 the input stream without removing it from the stream.  This is called
1394 ``peeking ahead'' at the input because your program gets a glimpse of
1395 the input it will read next.
1397 Using stream I/O, you can peek ahead at input by first reading it and
1398 then @dfn{unreading} it (also called  @dfn{pushing it back} on the stream).
1399 Unreading a character makes it available to be input again from the stream,
1400 by  the next call to @code{fgetc} or other input function on that stream.
1402 @menu
1403 * Unreading Idea::              An explanation of unreading with pictures.
1404 * How Unread::                  How to call @code{ungetc} to do unreading.
1405 @end menu
1407 @node Unreading Idea
1408 @subsection What Unreading Means
1410 Here is a pictorial explanation of unreading.  Suppose you have a
1411 stream reading a file that contains just six characters, the letters
1412 @samp{foobar}.  Suppose you have read three characters so far.  The
1413 situation looks like this:
1415 @smallexample
1416 f  o  o  b  a  r
1417          ^
1418 @end smallexample
1420 @noindent
1421 so the next input character will be @samp{b}.
1423 @c @group   Invalid outside @example
1424 If instead of reading @samp{b} you unread the letter @samp{o}, you get a
1425 situation like this:
1427 @smallexample
1428 f  o  o  b  a  r
1429          |
1430       o--
1431       ^
1432 @end smallexample
1434 @noindent
1435 so that the next input characters will be @samp{o} and @samp{b}.
1436 @c @end group
1438 @c @group
1439 If you unread @samp{9} instead of @samp{o}, you get this situation:
1441 @smallexample
1442 f  o  o  b  a  r
1443          |
1444       9--
1445       ^
1446 @end smallexample
1448 @noindent
1449 so that the next input characters will be @samp{9} and @samp{b}.
1450 @c @end group
1452 @node How Unread
1453 @subsection Using @code{ungetc} To Do Unreading
1455 The function to unread a character is called @code{ungetc}, because it
1456 reverses the action of @code{getc}.
1458 @deftypefun int ungetc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
1459 @standards{ISO, stdio.h}
1460 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1461 The @code{ungetc} function pushes back the character @var{c} onto the
1462 input stream @var{stream}.  So the next input from @var{stream} will
1463 read @var{c} before anything else.
1465 If @var{c} is @code{EOF}, @code{ungetc} does nothing and just returns
1466 @code{EOF}.  This lets you call @code{ungetc} with the return value of
1467 @code{getc} without needing to check for an error from @code{getc}.
1469 The character that you push back doesn't have to be the same as the last
1470 character that was actually read from the stream.  In fact, it isn't
1471 necessary to actually read any characters from the stream before
1472 unreading them with @code{ungetc}!  But that is a strange way to write a
1473 program; usually @code{ungetc} is used only to unread a character that
1474 was just read from the same stream.  @Theglibc{} supports this
1475 even on files opened in binary mode, but other systems might not.
1477 @Theglibc{} only supports one character of pushback---in other
1478 words, it does not work to call @code{ungetc} twice without doing input
1479 in between.  Other systems might let you push back multiple characters;
1480 then reading from the stream retrieves the characters in the reverse
1481 order that they were pushed.
1483 Pushing back characters doesn't alter the file; only the internal
1484 buffering for the stream is affected.  If a file positioning function
1485 (such as @code{fseek}, @code{fseeko} or @code{rewind}; @pxref{File
1486 Positioning}) is called, any pending pushed-back characters are
1487 discarded.
1489 Unreading a character on a stream that is at end of file clears the
1490 end-of-file indicator for the stream, because it makes the character of
1491 input available.  After you read that character, trying to read again
1492 will encounter end of file.
1493 @end deftypefun
1495 @deftypefun wint_t ungetwc (wint_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
1496 @standards{ISO, wchar.h}
1497 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1498 The @code{ungetwc} function behaves just like @code{ungetc} just that it
1499 pushes back a wide character.
1500 @end deftypefun
1502 Here is an example showing the use of @code{getc} and @code{ungetc} to
1503 skip over whitespace characters.  When this function reaches a
1504 non-whitespace character, it unreads that character to be seen again on
1505 the next read operation on the stream.
1507 @smallexample
1508 #include <stdio.h>
1509 #include <ctype.h>
1511 void
1512 skip_whitespace (FILE *stream)
1514   int c;
1515   do
1516     /* @r{No need to check for @code{EOF} because it is not}
1517        @r{@code{isspace}, and @code{ungetc} ignores @code{EOF}.}  */
1518     c = getc (stream);
1519   while (isspace (c));
1520   ungetc (c, stream);
1522 @end smallexample
1524 @node Block Input/Output
1525 @section Block Input/Output
1527 This section describes how to do input and output operations on blocks
1528 of data.  You can use these functions to read and write binary data, as
1529 well as to read and write text in fixed-size blocks instead of by
1530 characters or lines.
1531 @cindex binary I/O to a stream
1532 @cindex block I/O to a stream
1533 @cindex reading from a stream, by blocks
1534 @cindex writing to a stream, by blocks
1536 Binary files are typically used to read and write blocks of data in the
1537 same format as is used to represent the data in a running program.  In
1538 other words, arbitrary blocks of memory---not just character or string
1539 objects---can be written to a binary file, and meaningfully read in
1540 again by the same program.
1542 Storing data in binary form is often considerably more efficient than
1543 using the formatted I/O functions.  Also, for floating-point numbers,
1544 the binary form avoids possible loss of precision in the conversion
1545 process.  On the other hand, binary files can't be examined or modified
1546 easily using many standard file utilities (such as text editors), and
1547 are not portable between different implementations of the language, or
1548 different kinds of computers.
1550 These functions are declared in @file{stdio.h}.
1551 @pindex stdio.h
1553 @deftypefun size_t fread (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1554 @standards{ISO, stdio.h}
1555 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1556 This function reads up to @var{count} objects of size @var{size} into
1557 the array @var{data}, from the stream @var{stream}.  It returns the
1558 number of objects actually read, which might be less than @var{count} if
1559 a read error occurs or the end of the file is reached.  This function
1560 returns a value of zero (and doesn't read anything) if either @var{size}
1561 or @var{count} is zero.
1563 If @code{fread} encounters end of file in the middle of an object, it
1564 returns the number of complete objects read, and discards the partial
1565 object.  Therefore, the stream remains at the actual end of the file.
1566 @end deftypefun
1568 @deftypefun size_t fread_unlocked (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1569 @standards{GNU, stdio.h}
1570 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1571 The @code{fread_unlocked} function is equivalent to the @code{fread}
1572 function except that it does not implicitly lock the stream.
1574 This function is a GNU extension.
1575 @end deftypefun
1577 @deftypefun size_t fwrite (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1578 @standards{ISO, stdio.h}
1579 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1580 This function writes up to @var{count} objects of size @var{size} from
1581 the array @var{data}, to the stream @var{stream}.  The return value is
1582 normally @var{count}, if the call succeeds.  Any other value indicates
1583 some sort of error, such as running out of space.
1584 @end deftypefun
1586 @deftypefun size_t fwrite_unlocked (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1587 @standards{GNU, stdio.h}
1588 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1589 The @code{fwrite_unlocked} function is equivalent to the @code{fwrite}
1590 function except that it does not implicitly lock the stream.
1592 This function is a GNU extension.
1593 @end deftypefun
1595 @node Formatted Output
1596 @section Formatted Output
1598 @cindex format string, for @code{printf}
1599 @cindex template, for @code{printf}
1600 @cindex formatted output to a stream
1601 @cindex writing to a stream, formatted
1602 The functions described in this section (@code{printf} and related
1603 functions) provide a convenient way to perform formatted output.  You
1604 call @code{printf} with a @dfn{format string} or @dfn{template string}
1605 that specifies how to format the values of the remaining arguments.
1607 Unless your program is a filter that specifically performs line- or
1608 character-oriented processing, using @code{printf} or one of the other
1609 related functions described in this section is usually the easiest and
1610 most concise way to perform output.  These functions are especially
1611 useful for printing error messages, tables of data, and the like.
1613 @menu
1614 * Formatted Output Basics::     Some examples to get you started.
1615 * Output Conversion Syntax::    General syntax of conversion
1616                                  specifications.
1617 * Table of Output Conversions:: Summary of output conversions and
1618                                  what they do.
1619 * Integer Conversions::         Details about formatting of integers.
1620 * Floating-Point Conversions::  Details about formatting of
1621                                  floating-point numbers.
1622 * Other Output Conversions::    Details about formatting of strings,
1623                                  characters, pointers, and the like.
1624 * Formatted Output Functions::  Descriptions of the actual functions.
1625 * Dynamic Output::              Functions that allocate memory for the output.
1626 * Variable Arguments Output::   @code{vprintf} and friends.
1627 * Parsing a Template String::   What kinds of args does a given template
1628                                  call for?
1629 * Example of Parsing::          Sample program using @code{parse_printf_format}.
1630 @end menu
1632 @node Formatted Output Basics
1633 @subsection Formatted Output Basics
1635 The @code{printf} function can be used to print any number of arguments.
1636 The template string argument you supply in a call provides
1637 information not only about the number of additional arguments, but also
1638 about their types and what style should be used for printing them.
1640 Ordinary characters in the template string are simply written to the
1641 output stream as-is, while @dfn{conversion specifications} introduced by
1642 a @samp{%} character in the template cause subsequent arguments to be
1643 formatted and written to the output stream.  For example,
1644 @cindex conversion specifications (@code{printf})
1646 @smallexample
1647 int pct = 37;
1648 char filename[] = "foo.txt";
1649 printf ("Processing of `%s' is %d%% finished.\nPlease be patient.\n",
1650         filename, pct);
1651 @end smallexample
1653 @noindent
1654 produces output like
1656 @smallexample
1657 Processing of `foo.txt' is 37% finished.
1658 Please be patient.
1659 @end smallexample
1661 This example shows the use of the @samp{%d} conversion to specify that
1662 an @code{int} argument should be printed in decimal notation, the
1663 @samp{%s} conversion to specify printing of a string argument, and
1664 the @samp{%%} conversion to print a literal @samp{%} character.
1666 There are also conversions for printing an integer argument as an
1667 unsigned value in octal, decimal, or hexadecimal radix (@samp{%o},
1668 @samp{%u}, or @samp{%x}, respectively); or as a character value
1669 (@samp{%c}).
1671 Floating-point numbers can be printed in normal, fixed-point notation
1672 using the @samp{%f} conversion or in exponential notation using the
1673 @samp{%e} conversion.  The @samp{%g} conversion uses either @samp{%e}
1674 or @samp{%f} format, depending on what is more appropriate for the
1675 magnitude of the particular number.
1677 You can control formatting more precisely by writing @dfn{modifiers}
1678 between the @samp{%} and the character that indicates which conversion
1679 to apply.  These slightly alter the ordinary behavior of the conversion.
1680 For example, most conversion specifications permit you to specify a
1681 minimum field width and a flag indicating whether you want the result
1682 left- or right-justified within the field.
1684 The specific flags and modifiers that are permitted and their
1685 interpretation vary depending on the particular conversion.  They're all
1686 described in more detail in the following sections.  Don't worry if this
1687 all seems excessively complicated at first; you can almost always get
1688 reasonable free-format output without using any of the modifiers at all.
1689 The modifiers are mostly used to make the output look ``prettier'' in
1690 tables.
1692 @node Output Conversion Syntax
1693 @subsection Output Conversion Syntax
1695 This section provides details about the precise syntax of conversion
1696 specifications that can appear in a @code{printf} template
1697 string.
1699 Characters in the template string that are not part of a conversion
1700 specification are printed as-is to the output stream.  Multibyte
1701 character sequences (@pxref{Character Set Handling}) are permitted in a
1702 template string.
1704 The conversion specifications in a @code{printf} template string have
1705 the general form:
1707 @smallexample
1708 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} @r{[} . @var{precision} @r{]} @var{type} @var{conversion}
1709 @end smallexample
1711 @noindent
1714 @smallexample
1715 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} . @r{*} @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{type} @var{conversion}
1716 @end smallexample
1718 For example, in the conversion specifier @samp{%-10.8ld}, the @samp{-}
1719 is a flag, @samp{10} specifies the field width, the precision is
1720 @samp{8}, the letter @samp{l} is a type modifier, and @samp{d} specifies
1721 the conversion style.  (This particular type specifier says to
1722 print a @code{long int} argument in decimal notation, with a minimum of
1723 8 digits left-justified in a field at least 10 characters wide.)
1725 In more detail, output conversion specifications consist of an
1726 initial @samp{%} character followed in sequence by:
1728 @itemize @bullet
1729 @item
1730 An optional specification of the parameter used for this format.
1731 Normally the parameters to the @code{printf} function are assigned to the
1732 formats in the order of appearance in the format string.  But in some
1733 situations (such as message translation) this is not desirable and this
1734 extension allows an explicit parameter to be specified.
1736 The @var{param-no} parts of the format must be integers in the range of
1737 1 to the maximum number of arguments present to the function call.  Some
1738 implementations limit this number to a certain upper bound.  The exact
1739 limit can be retrieved by the following constant.
1741 @defvr Macro NL_ARGMAX
1742 The value of @code{NL_ARGMAX} is the maximum value allowed for the
1743 specification of a positional parameter in a @code{printf} call.  The
1744 actual value in effect at runtime can be retrieved by using
1745 @code{sysconf} using the @code{_SC_NL_ARGMAX} parameter @pxref{Sysconf
1746 Definition}.
1748 Some systems have a quite low limit such as @math{9} for @w{System V}
1749 systems.  @Theglibc{} has no real limit.
1750 @end defvr
1752 If any of the formats has a specification for the parameter position all
1753 of them in the format string shall have one.  Otherwise the behavior is
1754 undefined.
1756 @item
1757 Zero or more @dfn{flag characters} that modify the normal behavior of
1758 the conversion specification.
1759 @cindex flag character (@code{printf})
1761 @item
1762 An optional decimal integer specifying the @dfn{minimum field width}.
1763 If the normal conversion produces fewer characters than this, the field
1764 is padded with spaces to the specified width.  This is a @emph{minimum}
1765 value; if the normal conversion produces more characters than this, the
1766 field is @emph{not} truncated.  Normally, the output is right-justified
1767 within the field.
1768 @cindex minimum field width (@code{printf})
1770 You can also specify a field width of @samp{*}.  This means that the
1771 next argument in the argument list (before the actual value to be
1772 printed) is used as the field width.  The value must be an @code{int}.
1773 If the value is negative, this means to set the @samp{-} flag (see
1774 below) and to use the absolute value as the field width.
1776 @item
1777 An optional @dfn{precision} to specify the number of digits to be
1778 written for the numeric conversions.  If the precision is specified, it
1779 consists of a period (@samp{.}) followed optionally by a decimal integer
1780 (which defaults to zero if omitted).
1781 @cindex precision (@code{printf})
1783 You can also specify a precision of @samp{*}.  This means that the next
1784 argument in the argument list (before the actual value to be printed) is
1785 used as the precision.  The value must be an @code{int}, and is ignored
1786 if it is negative.  If you specify @samp{*} for both the field width and
1787 precision, the field width argument precedes the precision argument.
1788 Other C library versions may not recognize this syntax.
1790 @item
1791 An optional @dfn{type modifier character}, which is used to specify the
1792 data type of the corresponding argument if it differs from the default
1793 type.  (For example, the integer conversions assume a type of @code{int},
1794 but you can specify @samp{h}, @samp{l}, or @samp{L} for other integer
1795 types.)
1796 @cindex type modifier character (@code{printf})
1798 @item
1799 A character that specifies the conversion to be applied.
1800 @end itemize
1802 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
1803 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
1804 individual conversions for information about the particular options that
1805 they use.
1807 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
1808 @code{printf} and related functions.  It examines the format string and
1809 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
1810 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
1811 write uses a @code{printf}-style format string.
1812 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
1813 gcc, Using GNU CC}, for more information.
1815 @node Table of Output Conversions
1816 @subsection Table of Output Conversions
1817 @cindex output conversions, for @code{printf}
1819 Here is a table summarizing what all the different conversions do:
1821 @table @asis
1822 @item @samp{%d}, @samp{%i}
1823 Print an integer as a signed decimal number.  @xref{Integer
1824 Conversions}, for details.  @samp{%d} and @samp{%i} are synonymous for
1825 output, but are different when used with @code{scanf} for input
1826 (@pxref{Table of Input Conversions}).
1828 @item @samp{%o}
1829 Print an integer as an unsigned octal number.  @xref{Integer
1830 Conversions}, for details.
1832 @item @samp{%u}
1833 Print an integer as an unsigned decimal number.  @xref{Integer
1834 Conversions}, for details.
1836 @item @samp{%x}, @samp{%X}
1837 Print an integer as an unsigned hexadecimal number.  @samp{%x} uses
1838 lower-case letters and @samp{%X} uses upper-case.  @xref{Integer
1839 Conversions}, for details.
1841 @item @samp{%f}
1842 Print a floating-point number in normal (fixed-point) notation.
1843 @xref{Floating-Point Conversions}, for details.
1845 @item @samp{%e}, @samp{%E}
1846 Print a floating-point number in exponential notation.  @samp{%e} uses
1847 lower-case letters and @samp{%E} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1848 Conversions}, for details.
1850 @item @samp{%g}, @samp{%G}
1851 Print a floating-point number in either normal or exponential notation,
1852 whichever is more appropriate for its magnitude.  @samp{%g} uses
1853 lower-case letters and @samp{%G} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1854 Conversions}, for details.
1856 @item @samp{%a}, @samp{%A}
1857 Print a floating-point number in a hexadecimal fractional notation with
1858 the exponent to base 2 represented in decimal digits.  @samp{%a} uses
1859 lower-case letters and @samp{%A} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1860 Conversions}, for details.
1862 @item @samp{%c}
1863 Print a single character.  @xref{Other Output Conversions}.
1865 @item @samp{%C}
1866 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
1867 with the Unix standard.
1869 @item @samp{%s}
1870 Print a string.  @xref{Other Output Conversions}.
1872 @item @samp{%S}
1873 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
1874 with the Unix standard.
1876 @item @samp{%p}
1877 Print the value of a pointer.  @xref{Other Output Conversions}.
1879 @item @samp{%n}
1880 Get the number of characters printed so far.  @xref{Other Output Conversions}.
1881 Note that this conversion specification never produces any output.
1883 @item @samp{%m}
1884 Print the string corresponding to the value of @code{errno}.
1885 (This is a GNU extension.)
1886 @xref{Other Output Conversions}.
1888 @item @samp{%%}
1889 Print a literal @samp{%} character.  @xref{Other Output Conversions}.
1890 @end table
1892 If the syntax of a conversion specification is invalid, unpredictable
1893 things will happen, so don't do this.  If there aren't enough function
1894 arguments provided to supply values for all the conversion
1895 specifications in the template string, or if the arguments are not of
1896 the correct types, the results are unpredictable.  If you supply more
1897 arguments than conversion specifications, the extra argument values are
1898 simply ignored; this is sometimes useful.
1900 @node Integer Conversions
1901 @subsection Integer Conversions
1903 This section describes the options for the @samp{%d}, @samp{%i},
1904 @samp{%o}, @samp{%u}, @samp{%x}, and @samp{%X} conversion
1905 specifications.  These conversions print integers in various formats.
1907 The @samp{%d} and @samp{%i} conversion specifications both print an
1908 @code{int} argument as a signed decimal number; while @samp{%o},
1909 @samp{%u}, and @samp{%x} print the argument as an unsigned octal,
1910 decimal, or hexadecimal number (respectively).  The @samp{%X} conversion
1911 specification is just like @samp{%x} except that it uses the characters
1912 @samp{ABCDEF} as digits instead of @samp{abcdef}.
1914 The following flags are meaningful:
1916 @table @asis
1917 @item @samp{-}
1918 Left-justify the result in the field (instead of the normal
1919 right-justification).
1921 @item @samp{+}
1922 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, print a
1923 plus sign if the value is positive.
1925 @item @samp{ }
1926 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, if the result
1927 doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a space
1928 character instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result
1929 includes a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
1931 @item @samp{#}
1932 For the @samp{%o} conversion, this forces the leading digit to be
1933 @samp{0}, as if by increasing the precision.  For @samp{%x} or
1934 @samp{%X}, this prefixes a leading @samp{0x} or @samp{0X} (respectively)
1935 to the result.  This doesn't do anything useful for the @samp{%d},
1936 @samp{%i}, or @samp{%u} conversions.  Using this flag produces output
1937 which can be parsed by the @code{strtoul} function (@pxref{Parsing of
1938 Integers}) and @code{scanf} with the @samp{%i} conversion
1939 (@pxref{Numeric Input Conversions}).
1941 @item @samp{'}
1942 Separate the digits into groups as specified by the locale specified for
1943 the @code{LC_NUMERIC} category; @pxref{General Numeric}.  This flag is a
1944 GNU extension.
1946 @item @samp{0}
1947 Pad the field with zeros instead of spaces.  The zeros are placed after
1948 any indication of sign or base.  This flag is ignored if the @samp{-}
1949 flag is also specified, or if a precision is specified.
1950 @end table
1952 If a precision is supplied, it specifies the minimum number of digits to
1953 appear; leading zeros are produced if necessary.  If you don't specify a
1954 precision, the number is printed with as many digits as it needs.  If
1955 you convert a value of zero with an explicit precision of zero, then no
1956 characters at all are produced.
1958 Without a type modifier, the corresponding argument is treated as an
1959 @code{int} (for the signed conversions @samp{%i} and @samp{%d}) or
1960 @code{unsigned int} (for the unsigned conversions @samp{%o}, @samp{%u},
1961 @samp{%x}, and @samp{%X}).  Recall that since @code{printf} and friends
1962 are variadic, any @code{char} and @code{short} arguments are
1963 automatically converted to @code{int} by the default argument
1964 promotions.  For arguments of other integer types, you can use these
1965 modifiers:
1967 @table @samp
1968 @item hh
1969 Specifies that the argument is a @code{signed char} or @code{unsigned
1970 char}, as appropriate.  A @code{char} argument is converted to an
1971 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1972 anyway, but the @samp{hh} modifier says to convert it back to a
1973 @code{char} again.
1975 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1977 @item h
1978 Specifies that the argument is a @code{short int} or @code{unsigned
1979 short int}, as appropriate.  A @code{short} argument is converted to an
1980 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1981 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
1982 @code{short} again.
1984 @item j
1985 Specifies that the argument is a @code{intmax_t} or @code{uintmax_t}, as
1986 appropriate.
1988 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1990 @item l
1991 Specifies that the argument is a @code{long int} or @code{unsigned long
1992 int}, as appropriate.  Two @samp{l} characters are like the @samp{L}
1993 modifier, below.
1995 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
1996 considered as a wide character or wide character string respectively.
1997 This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90}.
1999 @item L
2000 @itemx ll
2001 @itemx q
2002 Specifies that the argument is a @code{long long int}.  (This type is
2003 an extension supported by the GNU C compiler.  On systems that don't
2004 support extra-long integers, this is the same as @code{long int}.)
2006 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
2007 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
2008 @code{int}.
2010 @item t
2011 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t}.
2013 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2015 @item z
2016 @itemx Z
2017 Specifies that the argument is a @code{size_t}.
2019 @samp{z} was introduced in @w{ISO C99}.  @samp{Z} is a GNU extension
2020 predating this addition and should not be used in new code.
2021 @end table
2023 Here is an example.  Using the template string:
2025 @smallexample
2026 "|%5d|%-5d|%+5d|%+-5d|% 5d|%05d|%5.0d|%5.2d|%d|\n"
2027 @end smallexample
2029 @noindent
2030 to print numbers using the different options for the @samp{%d}
2031 conversion gives results like:
2033 @smallexample
2034 |    0|0    |   +0|+0   |    0|00000|     |   00|0|
2035 |    1|1    |   +1|+1   |    1|00001|    1|   01|1|
2036 |   -1|-1   |   -1|-1   |   -1|-0001|   -1|  -01|-1|
2037 |100000|100000|+100000|+100000| 100000|100000|100000|100000|100000|
2038 @end smallexample
2040 In particular, notice what happens in the last case where the number
2041 is too large to fit in the minimum field width specified.
2043 Here are some more examples showing how unsigned integers print under
2044 various format options, using the template string:
2046 @smallexample
2047 "|%5u|%5o|%5x|%5X|%#5o|%#5x|%#5X|%#10.8x|\n"
2048 @end smallexample
2050 @smallexample
2051 |    0|    0|    0|    0|    0|    0|    0|  00000000|
2052 |    1|    1|    1|    1|   01|  0x1|  0X1|0x00000001|
2053 |100000|303240|186a0|186A0|0303240|0x186a0|0X186A0|0x000186a0|
2054 @end smallexample
2057 @node Floating-Point Conversions
2058 @subsection Floating-Point Conversions
2060 This section discusses the conversion specifications for floating-point
2061 numbers: the @samp{%f}, @samp{%e}, @samp{%E}, @samp{%g}, and @samp{%G}
2062 conversions.
2064 The @samp{%f} conversion prints its argument in fixed-point notation,
2065 producing output of the form
2066 @w{[@code{-}]@var{ddd}@code{.}@var{ddd}},
2067 where the number of digits following the decimal point is controlled
2068 by the precision you specify.
2070 The @samp{%e} conversion prints its argument in exponential notation,
2071 producing output of the form
2072 @w{[@code{-}]@var{d}@code{.}@var{ddd}@code{e}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
2073 Again, the number of digits following the decimal point is controlled by
2074 the precision.  The exponent always contains at least two digits.  The
2075 @samp{%E} conversion is similar but the exponent is marked with the letter
2076 @samp{E} instead of @samp{e}.
2078 The @samp{%g} and @samp{%G} conversions print the argument in the style
2079 of @samp{%e} or @samp{%E} (respectively) if the exponent would be less
2080 than -4 or greater than or equal to the precision; otherwise they use
2081 the @samp{%f} style.  A precision of @code{0}, is taken as 1.
2082 Trailing zeros are removed from the fractional portion of the result and
2083 a decimal-point character appears only if it is followed by a digit.
2085 The @samp{%a} and @samp{%A} conversions are meant for representing
2086 floating-point numbers exactly in textual form so that they can be
2087 exchanged as texts between different programs and/or machines.  The
2088 numbers are represented in the form
2089 @w{[@code{-}]@code{0x}@var{h}@code{.}@var{hhh}@code{p}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
2090 At the left of the decimal-point character exactly one digit is print.
2091 This character is only @code{0} if the number is denormalized.
2092 Otherwise the value is unspecified; it is implementation dependent how many
2093 bits are used.  The number of hexadecimal digits on the right side of
2094 the decimal-point character is equal to the precision.  If the precision
2095 is zero it is determined to be large enough to provide an exact
2096 representation of the number (or it is large enough to distinguish two
2097 adjacent values if the @code{FLT_RADIX} is not a power of 2,
2098 @pxref{Floating Point Parameters}).  For the @samp{%a} conversion
2099 lower-case characters are used to represent the hexadecimal number and
2100 the prefix and exponent sign are printed as @code{0x} and @code{p}
2101 respectively.  Otherwise upper-case characters are used and @code{0X}
2102 and @code{P} are used for the representation of prefix and exponent
2103 string.  The exponent to the base of two is printed as a decimal number
2104 using at least one digit but at most as many digits as necessary to
2105 represent the value exactly.
2107 If the value to be printed represents infinity or a NaN, the output is
2108 @w{[@code{-}]@code{inf}} or @code{nan} respectively if the conversion
2109 specifier is @samp{%a}, @samp{%e}, @samp{%f}, or @samp{%g} and it is
2110 @w{[@code{-}]@code{INF}} or @code{NAN} respectively if the conversion is
2111 @samp{%A}, @samp{%E}, or @samp{%G}.  On some implementations, a NaN
2112 may result in longer output with information about the payload of the
2113 NaN; ISO C2X defines a macro @code{_PRINTF_NAN_LEN_MAX} giving the
2114 maximum length of such output.
2116 The following flags can be used to modify the behavior:
2118 @comment We use @asis instead of @samp so we can have ` ' as an item.
2119 @table @asis
2120 @item @samp{-}
2121 Left-justify the result in the field.  Normally the result is
2122 right-justified.
2124 @item @samp{+}
2125 Always include a plus or minus sign in the result.
2127 @item @samp{ }
2128 If the result doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a
2129 space instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result includes
2130 a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
2132 @item @samp{#}
2133 Specifies that the result should always include a decimal point, even
2134 if no digits follow it.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions,
2135 this also forces trailing zeros after the decimal point to be left
2136 in place where they would otherwise be removed.
2138 @item @samp{'}
2139 Separate the digits of the integer part of the result into groups as
2140 specified by the locale specified for the @code{LC_NUMERIC} category;
2141 @pxref{General Numeric}.  This flag is a GNU extension.
2143 @item @samp{0}
2144 Pad the field with zeros instead of spaces; the zeros are placed
2145 after any sign.  This flag is ignored if the @samp{-} flag is also
2146 specified.
2147 @end table
2149 The precision specifies how many digits follow the decimal-point
2150 character for the @samp{%f}, @samp{%e}, and @samp{%E} conversions.  For
2151 these conversions, the default precision is @code{6}.  If the precision
2152 is explicitly @code{0}, this suppresses the decimal point character
2153 entirely.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions, the precision
2154 specifies how many significant digits to print.  Significant digits are
2155 the first digit before the decimal point, and all the digits after it.
2156 If the precision is @code{0} or not specified for @samp{%g} or @samp{%G},
2157 it is treated like a value of @code{1}.  If the value being printed
2158 cannot be expressed accurately in the specified number of digits, the
2159 value is rounded to the nearest number that fits.
2161 Without a type modifier, the floating-point conversions use an argument
2162 of type @code{double}.  (By the default argument promotions, any
2163 @code{float} arguments are automatically converted to @code{double}.)
2164 The following type modifier is supported:
2166 @table @samp
2167 @item L
2168 An uppercase @samp{L} specifies that the argument is a @code{long
2169 double}.
2170 @end table
2172 Here are some examples showing how numbers print using the various
2173 floating-point conversions.  All of the numbers were printed using
2174 this template string:
2176 @smallexample
2177 "|%13.4a|%13.4f|%13.4e|%13.4g|\n"
2178 @end smallexample
2180 Here is the output:
2182 @smallexample
2183 |  0x0.0000p+0|       0.0000|   0.0000e+00|            0|
2184 |  0x1.0000p-1|       0.5000|   5.0000e-01|          0.5|
2185 |  0x1.0000p+0|       1.0000|   1.0000e+00|            1|
2186 | -0x1.0000p+0|      -1.0000|  -1.0000e+00|           -1|
2187 |  0x1.9000p+6|     100.0000|   1.0000e+02|          100|
2188 |  0x1.f400p+9|    1000.0000|   1.0000e+03|         1000|
2189 | 0x1.3880p+13|   10000.0000|   1.0000e+04|        1e+04|
2190 | 0x1.81c8p+13|   12345.0000|   1.2345e+04|    1.234e+04|
2191 | 0x1.86a0p+16|  100000.0000|   1.0000e+05|        1e+05|
2192 | 0x1.e240p+16|  123456.0000|   1.2346e+05|    1.235e+05|
2193 @end smallexample
2195 Notice how the @samp{%g} conversion drops trailing zeros.
2197 @node Other Output Conversions
2198 @subsection Other Output Conversions
2200 This section describes miscellaneous conversions for @code{printf}.
2202 The @samp{%c} conversion prints a single character.  In case there is no
2203 @samp{l} modifier the @code{int} argument is first converted to an
2204 @code{unsigned char}.  Then, if used in a wide stream function, the
2205 character is converted into the corresponding wide character.  The
2206 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2207 but no other flags are defined, and no precision or type modifier can be
2208 given.  For example:
2210 @smallexample
2211 printf ("%c%c%c%c%c", 'h', 'e', 'l', 'l', 'o');
2212 @end smallexample
2214 @noindent
2215 prints @samp{hello}.
2217 If there is an @samp{l} modifier present the argument is expected to be
2218 of type @code{wint_t}.  If used in a multibyte function the wide
2219 character is converted into a multibyte character before being added to
2220 the output.  In this case more than one output byte can be produced.
2222 The @samp{%s} conversion prints a string.  If no @samp{l} modifier is
2223 present the corresponding argument must be of type @code{char *} (or
2224 @code{const char *}).  If used in a wide stream function the string is
2225 first converted to a wide character string.  A precision can be
2226 specified to indicate the maximum number of characters to write;
2227 otherwise characters in the string up to but not including the
2228 terminating null character are written to the output stream.  The
2229 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2230 but no other flags or type modifiers are defined for this conversion.
2231 For example:
2233 @smallexample
2234 printf ("%3s%-6s", "no", "where");
2235 @end smallexample
2237 @noindent
2238 prints @samp{ nowhere }.
2240 If there is an @samp{l} modifier present, the argument is expected to
2241 be of type @code{wchar_t} (or @code{const wchar_t *}).
2243 If you accidentally pass a null pointer as the argument for a @samp{%s}
2244 conversion, @theglibc{} prints it as @samp{(null)}.  We think this
2245 is more useful than crashing.  But it's not good practice to pass a null
2246 argument intentionally.
2248 The @samp{%m} conversion prints the string corresponding to the error
2249 code in @code{errno}.  @xref{Error Messages}.  Thus:
2251 @smallexample
2252 fprintf (stderr, "can't open `%s': %m\n", filename);
2253 @end smallexample
2255 @noindent
2256 is equivalent to:
2258 @smallexample
2259 fprintf (stderr, "can't open `%s': %s\n", filename, strerror (errno));
2260 @end smallexample
2262 @noindent
2263 The @samp{%m} conversion is a @glibcadj{} extension.
2265 The @samp{%p} conversion prints a pointer value.  The corresponding
2266 argument must be of type @code{void *}.  In practice, you can use any
2267 type of pointer.
2269 In @theglibc{}, non-null pointers are printed as unsigned integers,
2270 as if a @samp{%#x} conversion were used.  Null pointers print as
2271 @samp{(nil)}.  (Pointers might print differently in other systems.)
2273 For example:
2275 @smallexample
2276 printf ("%p", "testing");
2277 @end smallexample
2279 @noindent
2280 prints @samp{0x} followed by a hexadecimal number---the address of the
2281 string constant @code{"testing"}.  It does not print the word
2282 @samp{testing}.
2284 You can supply the @samp{-} flag with the @samp{%p} conversion to
2285 specify left-justification, but no other flags, precision, or type
2286 modifiers are defined.
2288 The @samp{%n} conversion is unlike any of the other output conversions.
2289 It uses an argument which must be a pointer to an @code{int}, but
2290 instead of printing anything it stores the number of characters printed
2291 so far by this call at that location.  The @samp{h} and @samp{l} type
2292 modifiers are permitted to specify that the argument is of type
2293 @code{short int *} or @code{long int *} instead of @code{int *}, but no
2294 flags, field width, or precision are permitted.
2296 For example,
2298 @smallexample
2299 int nchar;
2300 printf ("%d %s%n\n", 3, "bears", &nchar);
2301 @end smallexample
2303 @noindent
2304 prints:
2306 @smallexample
2307 3 bears
2308 @end smallexample
2310 @noindent
2311 and sets @code{nchar} to @code{7}, because @samp{3 bears} is seven
2312 characters.
2315 The @samp{%%} conversion prints a literal @samp{%} character.  This
2316 conversion doesn't use an argument, and no flags, field width,
2317 precision, or type modifiers are permitted.
2320 @node Formatted Output Functions
2321 @subsection Formatted Output Functions
2323 This section describes how to call @code{printf} and related functions.
2324 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
2325 Because these functions take a variable number of arguments, you
2326 @emph{must} declare prototypes for them before using them.  Of course,
2327 the easiest way to make sure you have all the right prototypes is to
2328 just include @file{stdio.h}.
2329 @pindex stdio.h
2331 @deftypefun int printf (const char *@var{template}, @dots{})
2332 @standards{ISO, stdio.h}
2333 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2334 The @code{printf} function prints the optional arguments under the
2335 control of the template string @var{template} to the stream
2336 @code{stdout}.  It returns the number of characters printed, or a
2337 negative value if there was an output error.
2338 @end deftypefun
2340 @deftypefun int wprintf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2341 @standards{ISO, wchar.h}
2342 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2343 The @code{wprintf} function prints the optional arguments under the
2344 control of the wide template string @var{template} to the stream
2345 @code{stdout}.  It returns the number of wide characters printed, or a
2346 negative value if there was an output error.
2347 @end deftypefun
2349 @deftypefun int fprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
2350 @standards{ISO, stdio.h}
2351 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2352 This function is just like @code{printf}, except that the output is
2353 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2354 @end deftypefun
2356 @deftypefun int fwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2357 @standards{ISO, wchar.h}
2358 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2359 This function is just like @code{wprintf}, except that the output is
2360 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2361 @end deftypefun
2363 @deftypefun int sprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
2364 @standards{ISO, stdio.h}
2365 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2366 This is like @code{printf}, except that the output is stored in the character
2367 array @var{s} instead of written to a stream.  A null character is written
2368 to mark the end of the string.
2370 The @code{sprintf} function returns the number of characters stored in
2371 the array @var{s}, not including the terminating null character.
2373 The behavior of this function is undefined if copying takes place
2374 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
2375 as an argument to be printed under control of the @samp{%s} conversion.
2376 @xref{Copying Strings and Arrays}.
2378 @strong{Warning:} The @code{sprintf} function can be @strong{dangerous}
2379 because it can potentially output more characters than can fit in the
2380 allocation size of the string @var{s}.  Remember that the field width
2381 given in a conversion specification is only a @emph{minimum} value.
2383 To avoid this problem, you can use @code{snprintf} or @code{asprintf},
2384 described below.
2385 @end deftypefun
2387 @deftypefun int swprintf (wchar_t *@var{ws}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2388 @standards{GNU, wchar.h}
2389 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2390 This is like @code{wprintf}, except that the output is stored in the
2391 wide character array @var{ws} instead of written to a stream.  A null
2392 wide character is written to mark the end of the string.  The @var{size}
2393 argument specifies the maximum number of characters to produce.  The
2394 trailing null character is counted towards this limit, so you should
2395 allocate at least @var{size} wide characters for the string @var{ws}.
2397 The return value is the number of characters generated for the given
2398 input, excluding the trailing null.  If not all output fits into the
2399 provided buffer a negative value is returned.  You should try again with
2400 a bigger output string.  @emph{Note:} this is different from how
2401 @code{snprintf} handles this situation.
2403 Note that the corresponding narrow stream function takes fewer
2404 parameters.  @code{swprintf} in fact corresponds to the @code{snprintf}
2405 function.  Since the @code{sprintf} function can be dangerous and should
2406 be avoided the @w{ISO C} committee refused to make the same mistake
2407 again and decided to not define a function exactly corresponding to
2408 @code{sprintf}.
2409 @end deftypefun
2411 @deftypefun int snprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, @dots{})
2412 @standards{GNU, stdio.h}
2413 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2414 The @code{snprintf} function is similar to @code{sprintf}, except that
2415 the @var{size} argument specifies the maximum number of characters to
2416 produce.  The trailing null character is counted towards this limit, so
2417 you should allocate at least @var{size} characters for the string @var{s}.
2418 If @var{size} is zero, nothing, not even the null byte, shall be written and
2419 @var{s} may be a null pointer.
2421 The return value is the number of characters which would be generated
2422 for the given input, excluding the trailing null.  If this value is
2423 greater than or equal to @var{size}, not all characters from the result have
2424 been stored in @var{s}.  You should try again with a bigger output
2425 string.  Here is an example of doing this:
2427 @smallexample
2428 @group
2429 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2430    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2431 char *
2432 make_message (char *name, char *value)
2434   /* @r{Guess we need no more than 100 bytes of space.} */
2435   size_t size = 100;
2436   char *buffer = xmalloc (size);
2437 @end group
2438 @group
2439  /* @r{Try to print in the allocated space.} */
2440   int buflen = snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2441                          name, value);
2442   if (! (0 <= buflen && buflen < SIZE_MAX))
2443     fatal ("integer overflow");
2444 @end group
2445 @group
2446   if (buflen >= size)
2447     @{
2448       /* @r{Reallocate buffer now that we know
2449          how much space is needed.} */
2450       size = buflen;
2451       size++;
2452       buffer = xrealloc (buffer, size);
2454       /* @r{Try again.} */
2455       snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2456                 name, value);
2457     @}
2458   /* @r{The last call worked, return the string.} */
2459   return buffer;
2461 @end group
2462 @end smallexample
2464 In practice, it is often easier just to use @code{asprintf}, below.
2466 @strong{Attention:} In versions of @theglibc{} prior to 2.1 the
2467 return value is the number of characters stored, not including the
2468 terminating null; unless there was not enough space in @var{s} to
2469 store the result in which case @code{-1} is returned.  This was
2470 changed in order to comply with the @w{ISO C99} standard.
2471 @end deftypefun
2473 @node Dynamic Output
2474 @subsection Dynamically Allocating Formatted Output
2476 The functions in this section do formatted output and place the results
2477 in dynamically allocated memory.
2479 @deftypefun int asprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, @dots{})
2480 @standards{GNU, stdio.h}
2481 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2482 This function is similar to @code{sprintf}, except that it dynamically
2483 allocates a string (as with @code{malloc}; @pxref{Unconstrained
2484 Allocation}) to hold the output, instead of putting the output in a
2485 buffer you allocate in advance.  The @var{ptr} argument should be the
2486 address of a @code{char *} object, and a successful call to
2487 @code{asprintf} stores a pointer to the newly allocated string at that
2488 location.
2490 The return value is the number of characters allocated for the buffer, or
2491 less than zero if an error occurred.  Usually this means that the buffer
2492 could not be allocated.
2494 Here is how to use @code{asprintf} to get the same result as the
2495 @code{snprintf} example, but more easily:
2497 @smallexample
2498 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2499    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2500 char *
2501 make_message (char *name, char *value)
2503   char *result;
2504   if (asprintf (&result, "value of %s is %s", name, value) < 0)
2505     return NULL;
2506   return result;
2508 @end smallexample
2509 @end deftypefun
2511 @deftypefun int obstack_printf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, @dots{})
2512 @standards{GNU, stdio.h}
2513 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:obstack} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsmem{}}}
2514 This function is similar to @code{asprintf}, except that it uses the
2515 obstack @var{obstack} to allocate the space.  @xref{Obstacks}.
2517 The characters are written onto the end of the current object.
2518 To get at them, you must finish the object with @code{obstack_finish}
2519 (@pxref{Growing Objects}).@refill
2520 @end deftypefun
2522 @node Variable Arguments Output
2523 @subsection Variable Arguments Output Functions
2525 The functions @code{vprintf} and friends are provided so that you can
2526 define your own variadic @code{printf}-like functions that make use of
2527 the same internals as the built-in formatted output functions.
2529 The most natural way to define such functions would be to use a language
2530 construct to say, ``Call @code{printf} and pass this template plus all
2531 of my arguments after the first five.''  But there is no way to do this
2532 in C, and it would be hard to provide a way, since at the C language
2533 level there is no way to tell how many arguments your function received.
2535 Since that method is impossible, we provide alternative functions, the
2536 @code{vprintf} series, which lets you pass a @code{va_list} to describe
2537 ``all of my arguments after the first five.''
2539 When it is sufficient to define a macro rather than a real function,
2540 the GNU C compiler provides a way to do this much more easily with macros.
2541 For example:
2543 @smallexample
2544 #define myprintf(a, b, c, d, e, rest...) \
2545             printf (mytemplate , ## rest)
2546 @end smallexample
2548 @noindent
2549 @xref{Variadic Macros,,, cpp, The C preprocessor}, for details.
2550 But this is limited to macros, and does not apply to real functions at all.
2552 Before calling @code{vprintf} or the other functions listed in this
2553 section, you @emph{must} call @code{va_start} (@pxref{Variadic
2554 Functions}) to initialize a pointer to the variable arguments.  Then you
2555 can call @code{va_arg} to fetch the arguments that you want to handle
2556 yourself.  This advances the pointer past those arguments.
2558 Once your @code{va_list} pointer is pointing at the argument of your
2559 choice, you are ready to call @code{vprintf}.  That argument and all
2560 subsequent arguments that were passed to your function are used by
2561 @code{vprintf} along with the template that you specified separately.
2563 @strong{Portability Note:} The value of the @code{va_list} pointer is
2564 undetermined after the call to @code{vprintf}, so you must not use
2565 @code{va_arg} after you call @code{vprintf}.  Instead, you should call
2566 @code{va_end} to retire the pointer from service.  You can call
2567 @code{va_start} again and begin fetching the arguments from the start of
2568 the variable argument list.  (Alternatively, you can use @code{va_copy}
2569 to make a copy of the @code{va_list} pointer before calling
2570 @code{vfprintf}.)  Calling @code{vprintf} does not destroy the argument
2571 list of your function, merely the particular pointer that you passed to
2574 Prototypes for these functions are declared in @file{stdio.h}.
2575 @pindex stdio.h
2577 @deftypefun int vprintf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2578 @standards{ISO, stdio.h}
2579 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2580 This function is similar to @code{printf} except that, instead of taking
2581 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2582 pointer @var{ap}.
2583 @end deftypefun
2585 @deftypefun int vwprintf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2586 @standards{ISO, wchar.h}
2587 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2588 This function is similar to @code{wprintf} except that, instead of taking
2589 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2590 pointer @var{ap}.
2591 @end deftypefun
2593 @deftypefun int vfprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2594 @standards{ISO, stdio.h}
2595 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2596 @c Although vfprintf sets up a cleanup region to release the lock on the
2597 @c output stream, it doesn't use it to release args_value or string in
2598 @c case of cancellation.  This doesn't make it unsafe, but cancelling it
2599 @c may leak memory.  The unguarded use of __printf_function_table is
2600 @c also of concern for all callers.
2601 @c _itoa ok
2602 @c   _udiv_qrnnd_preinv ok
2603 @c group_number ok
2604 @c _i18n_number_rewrite
2605 @c   __wctrans ok
2606 @c   __towctrans @mtslocale
2607 @c   __wcrtomb ok? dup below
2608 @c   outdigit_value ok
2609 @c   outdigitwc_value ok
2610 @c outchar ok
2611 @c outstring ok
2612 @c PAD ok
2613 @c __printf_fp @mtslocale @ascuheap @acsmem
2614 @c __printf_fphex @mtslocale
2615 @c __readonly_area
2616 @c   [GNU/Linux] fopen, strtoul, free
2617 @c __strerror_r ok if no translation, check otherwise
2618 @c __btowc ? gconv-modules
2619 @c __wcrtomb ok (not using internal state) gconv-modules
2620 @c ARGCHECK
2621 @c UNBUFFERED_P (tested before taking the stream lock)
2622 @c buffered_vfprintf ok
2623 @c __find_spec(wc|mb)
2624 @c read_int
2625 @c __libc_use_alloca
2626 @c process_arg
2627 @c process_string_arg
2628 @c __parse_one_spec(wc|mb)
2629 @c *__printf_arginfo_table unguarded
2630 @c __printf_va_arg_table-> unguarded
2631 @c *__printf_function_table unguarded
2632 @c done_add
2633 @c printf_unknown
2634 @c   outchar
2635 @c   _itoa_word
2636 This is the equivalent of @code{fprintf} with the variable argument list
2637 specified directly as for @code{vprintf}.
2638 @end deftypefun
2640 @deftypefun int vfwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2641 @standards{ISO, wchar.h}
2642 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2643 This is the equivalent of @code{fwprintf} with the variable argument list
2644 specified directly as for @code{vwprintf}.
2645 @end deftypefun
2647 @deftypefun int vsprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2648 @standards{ISO, stdio.h}
2649 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2650 This is the equivalent of @code{sprintf} with the variable argument list
2651 specified directly as for @code{vprintf}.
2652 @end deftypefun
2654 @deftypefun int vswprintf (wchar_t *@var{ws}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2655 @standards{GNU, wchar.h}
2656 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2657 This is the equivalent of @code{swprintf} with the variable argument list
2658 specified directly as for @code{vwprintf}.
2659 @end deftypefun
2661 @deftypefun int vsnprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2662 @standards{GNU, stdio.h}
2663 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2664 This is the equivalent of @code{snprintf} with the variable argument list
2665 specified directly as for @code{vprintf}.
2666 @end deftypefun
2668 @deftypefun int vasprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2669 @standards{GNU, stdio.h}
2670 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2671 The @code{vasprintf} function is the equivalent of @code{asprintf} with the
2672 variable argument list specified directly as for @code{vprintf}.
2673 @end deftypefun
2675 @deftypefun int obstack_vprintf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2676 @standards{GNU, stdio.h}
2677 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:obstack} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsmem{}}}
2678 @c The obstack is not guarded by mutexes, it might be at an inconsistent
2679 @c state within a signal handler, and it could be left at an
2680 @c inconsistent state in case of cancellation.
2681 The @code{obstack_vprintf} function is the equivalent of
2682 @code{obstack_printf} with the variable argument list specified directly
2683 as for @code{vprintf}.@refill
2684 @end deftypefun
2686 Here's an example showing how you might use @code{vfprintf}.  This is a
2687 function that prints error messages to the stream @code{stderr}, along
2688 with a prefix indicating the name of the program
2689 (@pxref{Error Messages}, for a description of
2690 @code{program_invocation_short_name}).
2692 @smallexample
2693 @group
2694 #include <stdio.h>
2695 #include <stdarg.h>
2697 void
2698 eprintf (const char *template, ...)
2700   va_list ap;
2701   extern char *program_invocation_short_name;
2703   fprintf (stderr, "%s: ", program_invocation_short_name);
2704   va_start (ap, template);
2705   vfprintf (stderr, template, ap);
2706   va_end (ap);
2708 @end group
2709 @end smallexample
2711 @noindent
2712 You could call @code{eprintf} like this:
2714 @smallexample
2715 eprintf ("file `%s' does not exist\n", filename);
2716 @end smallexample
2718 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
2719 know that a function uses a @code{printf}-style format string.  Then it
2720 can check the number and types of arguments in each call to the
2721 function, and warn you when they do not match the format string.
2722 For example, take this declaration of @code{eprintf}:
2724 @smallexample
2725 void eprintf (const char *template, ...)
2726         __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
2727 @end smallexample
2729 @noindent
2730 This tells the compiler that @code{eprintf} uses a format string like
2731 @code{printf} (as opposed to @code{scanf}; @pxref{Formatted Input});
2732 the format string appears as the first argument;
2733 and the arguments to satisfy the format begin with the second.
2734 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
2735 gcc, Using GNU CC}, for more information.
2737 @node Parsing a Template String
2738 @subsection Parsing a Template String
2739 @cindex parsing a template string
2741 You can use the function @code{parse_printf_format} to obtain
2742 information about the number and types of arguments that are expected by
2743 a given template string.  This function permits interpreters that
2744 provide interfaces to @code{printf} to avoid passing along invalid
2745 arguments from the user's program, which could cause a crash.
2747 All the symbols described in this section are declared in the header
2748 file @file{printf.h}.
2750 @deftypefun size_t parse_printf_format (const char *@var{template}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
2751 @standards{GNU, printf.h}
2752 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@assafe{}@acsafe{}}
2753 This function returns information about the number and types of
2754 arguments expected by the @code{printf} template string @var{template}.
2755 The information is stored in the array @var{argtypes}; each element of
2756 this array describes one argument.  This information is encoded using
2757 the various @samp{PA_} macros, listed below.
2759 The argument @var{n} specifies the number of elements in the array
2760 @var{argtypes}.  This is the maximum number of elements that
2761 @code{parse_printf_format} will try to write.
2763 @code{parse_printf_format} returns the total number of arguments required
2764 by @var{template}.  If this number is greater than @var{n}, then the
2765 information returned describes only the first @var{n} arguments.  If you
2766 want information about additional arguments, allocate a bigger
2767 array and call @code{parse_printf_format} again.
2768 @end deftypefun
2770 The argument types are encoded as a combination of a basic type and
2771 modifier flag bits.
2773 @deftypevr Macro int PA_FLAG_MASK
2774 @standards{GNU, printf.h}
2775 This macro is a bitmask for the type modifier flag bits.  You can write
2776 the expression @code{(argtypes[i] & PA_FLAG_MASK)} to extract just the
2777 flag bits for an argument, or @code{(argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)} to
2778 extract just the basic type code.
2779 @end deftypevr
2781 Here are symbolic constants that represent the basic types; they stand
2782 for integer values.
2784 @vtable @code
2785 @item PA_INT
2786 @standards{GNU, printf.h}
2787 This specifies that the base type is @code{int}.
2789 @item PA_CHAR
2790 @standards{GNU, printf.h}
2791 This specifies that the base type is @code{int}, cast to @code{char}.
2793 @item PA_STRING
2794 @standards{GNU, printf.h}
2795 This specifies that the base type is @code{char *}, a null-terminated string.
2797 @item PA_POINTER
2798 @standards{GNU, printf.h}
2799 This specifies that the base type is @code{void *}, an arbitrary pointer.
2801 @item PA_FLOAT
2802 @standards{GNU, printf.h}
2803 This specifies that the base type is @code{float}.
2805 @item PA_DOUBLE
2806 @standards{GNU, printf.h}
2807 This specifies that the base type is @code{double}.
2809 @item PA_LAST
2810 @standards{GNU, printf.h}
2811 You can define additional base types for your own programs as offsets
2812 from @code{PA_LAST}.  For example, if you have data types @samp{foo}
2813 and @samp{bar} with their own specialized @code{printf} conversions,
2814 you could define encodings for these types as:
2816 @smallexample
2817 #define PA_FOO  PA_LAST
2818 #define PA_BAR  (PA_LAST + 1)
2819 @end smallexample
2820 @end vtable
2822 Here are the flag bits that modify a basic type.  They are combined with
2823 the code for the basic type using inclusive-or.
2825 @vtable @code
2826 @item PA_FLAG_PTR
2827 @standards{GNU, printf.h}
2828 If this bit is set, it indicates that the encoded type is a pointer to
2829 the base type, rather than an immediate value.
2830 For example, @samp{PA_INT|PA_FLAG_PTR} represents the type @samp{int *}.
2832 @item PA_FLAG_SHORT
2833 @standards{GNU, printf.h}
2834 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2835 @code{short}.  (This corresponds to the @samp{h} type modifier.)
2837 @item PA_FLAG_LONG
2838 @standards{GNU, printf.h}
2839 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2840 @code{long}.  (This corresponds to the @samp{l} type modifier.)
2842 @item PA_FLAG_LONG_LONG
2843 @standards{GNU, printf.h}
2844 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2845 @code{long long}.  (This corresponds to the @samp{L} type modifier.)
2847 @item PA_FLAG_LONG_DOUBLE
2848 @standards{GNU, printf.h}
2849 This is a synonym for @code{PA_FLAG_LONG_LONG}, used by convention with
2850 a base type of @code{PA_DOUBLE} to indicate a type of @code{long double}.
2851 @end vtable
2853 @ifinfo
2854 For an example of using these facilities, see @ref{Example of Parsing}.
2855 @end ifinfo
2857 @node Example of Parsing
2858 @subsection Example of Parsing a Template String
2860 Here is an example of decoding argument types for a format string.  We
2861 assume this is part of an interpreter which contains arguments of type
2862 @code{NUMBER}, @code{CHAR}, @code{STRING} and @code{STRUCTURE} (and
2863 perhaps others which are not valid here).
2865 @smallexample
2866 /* @r{Test whether the @var{nargs} specified objects}
2867    @r{in the vector @var{args} are valid}
2868    @r{for the format string @var{format}:}
2869    @r{if so, return 1.}
2870    @r{If not, return 0 after printing an error message.}  */
2873 validate_args (char *format, int nargs, OBJECT *args)
2875   int *argtypes;
2876   int nwanted;
2878   /* @r{Get the information about the arguments.}
2879      @r{Each conversion specification must be at least two characters}
2880      @r{long, so there cannot be more specifications than half the}
2881      @r{length of the string.}  */
2883   argtypes = (int *) alloca (strlen (format) / 2 * sizeof (int));
2884   nwanted = parse_printf_format (format, nargs, argtypes);
2886   /* @r{Check the number of arguments.}  */
2887   if (nwanted > nargs)
2888     @{
2889       error ("too few arguments (at least %d required)", nwanted);
2890       return 0;
2891     @}
2893   /* @r{Check the C type wanted for each argument}
2894      @r{and see if the object given is suitable.}  */
2895   for (i = 0; i < nwanted; i++)
2896     @{
2897       int wanted;
2899       if (argtypes[i] & PA_FLAG_PTR)
2900         wanted = STRUCTURE;
2901       else
2902         switch (argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)
2903           @{
2904           case PA_INT:
2905           case PA_FLOAT:
2906           case PA_DOUBLE:
2907             wanted = NUMBER;
2908             break;
2909           case PA_CHAR:
2910             wanted = CHAR;
2911             break;
2912           case PA_STRING:
2913             wanted = STRING;
2914             break;
2915           case PA_POINTER:
2916             wanted = STRUCTURE;
2917             break;
2918           @}
2919       if (TYPE (args[i]) != wanted)
2920         @{
2921           error ("type mismatch for arg number %d", i);
2922           return 0;
2923         @}
2924     @}
2925   return 1;
2927 @end smallexample
2929 @node Customizing Printf
2930 @section Customizing @code{printf}
2931 @cindex customizing @code{printf}
2932 @cindex defining new @code{printf} conversions
2933 @cindex extending @code{printf}
2935 @Theglibc{} lets you define your own custom conversion specifiers
2936 for @code{printf} template strings, to teach @code{printf} clever ways
2937 to print the important data structures of your program.
2939 The way you do this is by registering the conversion with the function
2940 @code{register_printf_function}; see @ref{Registering New Conversions}.
2941 One of the arguments you pass to this function is a pointer to a handler
2942 function that produces the actual output; see @ref{Defining the Output
2943 Handler}, for information on how to write this function.
2945 You can also install a function that just returns information about the
2946 number and type of arguments expected by the conversion specifier.
2947 @xref{Parsing a Template String}, for information about this.
2949 The facilities of this section are declared in the header file
2950 @file{printf.h}.
2952 @menu
2953 * Registering New Conversions::         Using @code{register_printf_function}
2954                                          to register a new output conversion.
2955 * Conversion Specifier Options::        The handler must be able to get
2956                                          the options specified in the
2957                                          template when it is called.
2958 * Defining the Output Handler::         Defining the handler and arginfo
2959                                          functions that are passed as arguments
2960                                          to @code{register_printf_function}.
2961 * Printf Extension Example::            How to define a @code{printf}
2962                                          handler function.
2963 * Predefined Printf Handlers::          Predefined @code{printf} handlers.
2964 @end menu
2966 @strong{Portability Note:} The ability to extend the syntax of
2967 @code{printf} template strings is a GNU extension.  ISO standard C has
2968 nothing similar.  When using the GNU C compiler or any other compiler
2969 that interprets calls to standard I/O functions according to the rules
2970 of the language standard it is necessary to disable such handling by
2971 the appropriate compiler option.  Otherwise the behavior of a program
2972 that relies on the extension is undefined.
2974 @node Registering New Conversions
2975 @subsection Registering New Conversions
2977 The function to register a new output conversion is
2978 @code{register_printf_function}, declared in @file{printf.h}.
2979 @pindex printf.h
2981 @deftypefun int register_printf_function (int @var{spec}, printf_function @var{handler-function}, printf_arginfo_function @var{arginfo-function})
2982 @standards{GNU, printf.h}
2983 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasuconst{:printfext}}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
2984 @c This function is guarded by the global non-recursive libc lock, but
2985 @c users of the variables it sets aren't, and those should be MT-Safe,
2986 @c so we're ruling out the use of this extension with threads.  Calling
2987 @c it from a signal handler may self-deadlock, and cancellation may
2988 @c leave the lock held, besides leaking allocated memory.
2989 This function defines the conversion specifier character @var{spec}.
2990 Thus, if @var{spec} is @code{'Y'}, it defines the conversion @samp{%Y}.
2991 You can redefine the built-in conversions like @samp{%s}, but flag
2992 characters like @samp{#} and type modifiers like @samp{l} can never be
2993 used as conversions; calling @code{register_printf_function} for those
2994 characters has no effect.  It is advisable not to use lowercase letters,
2995 since the ISO C standard warns that additional lowercase letters may be
2996 standardized in future editions of the standard.
2998 The @var{handler-function} is the function called by @code{printf} and
2999 friends when this conversion appears in a template string.
3000 @xref{Defining the Output Handler}, for information about how to define
3001 a function to pass as this argument.  If you specify a null pointer, any
3002 existing handler function for @var{spec} is removed.
3004 The @var{arginfo-function} is the function called by
3005 @code{parse_printf_format} when this conversion appears in a
3006 template string.  @xref{Parsing a Template String}, for information
3007 about this.
3009 @c The following is not true anymore.  The `parse_printf_format' function
3010 @c is now also called from `vfprintf' via `parse_one_spec'.
3011 @c --drepper@gnu, 1996/11/14
3013 @c Normally, you install both functions for a conversion at the same time,
3014 @c but if you are never going to call @code{parse_printf_format}, you do
3015 @c not need to define an arginfo function.
3017 @strong{Attention:} In @theglibc{} versions before 2.0 the
3018 @var{arginfo-function} function did not need to be installed unless
3019 the user used the @code{parse_printf_format} function.  This has changed.
3020 Now a call to any of the @code{printf} functions will call this
3021 function when this format specifier appears in the format string.
3023 The return value is @code{0} on success, and @code{-1} on failure
3024 (which occurs if @var{spec} is out of range).
3026 @strong{Portability Note:} It is possible to redefine the standard output
3027 conversions but doing so is strongly discouraged because it may interfere
3028 with the behavior of programs and compiler implementations that assume
3029 the effects of the conversions conform to the relevant language standards.
3030 In addition, conforming compilers need not guarantee that the function
3031 registered for a standard conversion will be called for each such
3032 conversion in every format string in a program.
3033 @end deftypefun
3035 @node Conversion Specifier Options
3036 @subsection Conversion Specifier Options
3038 If you define a meaning for @samp{%A}, what if the template contains
3039 @samp{%+23A} or @samp{%-#A}?  To implement a sensible meaning for these,
3040 the handler when called needs to be able to get the options specified in
3041 the template.
3043 Both the @var{handler-function} and @var{arginfo-function} accept an
3044 argument that points to a @code{struct printf_info}, which contains
3045 information about the options appearing in an instance of the conversion
3046 specifier.  This data type is declared in the header file
3047 @file{printf.h}.
3048 @pindex printf.h
3050 @deftp {Type} {struct printf_info}
3051 @standards{GNU, printf.h}
3052 This structure is used to pass information about the options appearing
3053 in an instance of a conversion specifier in a @code{printf} template
3054 string to the handler and arginfo functions for that specifier.  It
3055 contains the following members:
3057 @table @code
3058 @item int prec
3059 This is the precision specified.  The value is @code{-1} if no precision
3060 was specified.  If the precision was given as @samp{*}, the
3061 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
3062 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
3063 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
3064 actual value is not known.
3066 @item int width
3067 This is the minimum field width specified.  The value is @code{0} if no
3068 width was specified.  If the field width was given as @samp{*}, the
3069 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
3070 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
3071 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
3072 actual value is not known.
3074 @item wchar_t spec
3075 This is the conversion specifier character specified.  It's stored in
3076 the structure so that you can register the same handler function for
3077 multiple characters, but still have a way to tell them apart when the
3078 handler function is called.
3080 @item unsigned int is_long_double
3081 This is a boolean that is true if the @samp{L}, @samp{ll}, or @samp{q}
3082 type modifier was specified.  For integer conversions, this indicates
3083 @code{long long int}, as opposed to @code{long double} for floating
3084 point conversions.
3086 @item unsigned int is_char
3087 This is a boolean that is true if the @samp{hh} type modifier was specified.
3089 @item unsigned int is_short
3090 This is a boolean that is true if the @samp{h} type modifier was specified.
3092 @item unsigned int is_long
3093 This is a boolean that is true if the @samp{l} type modifier was specified.
3095 @item unsigned int alt
3096 This is a boolean that is true if the @samp{#} flag was specified.
3098 @item unsigned int space
3099 This is a boolean that is true if the @samp{ } flag was specified.
3101 @item unsigned int left
3102 This is a boolean that is true if the @samp{-} flag was specified.
3104 @item unsigned int showsign
3105 This is a boolean that is true if the @samp{+} flag was specified.
3107 @item unsigned int group
3108 This is a boolean that is true if the @samp{'} flag was specified.
3110 @item unsigned int extra
3111 This flag has a special meaning depending on the context.  It could
3112 be used freely by the user-defined handlers but when called from
3113 the @code{printf} function this variable always contains the value
3114 @code{0}.
3116 @item unsigned int wide
3117 This flag is set if the stream is wide oriented.
3119 @item wchar_t pad
3120 This is the character to use for padding the output to the minimum field
3121 width.  The value is @code{'0'} if the @samp{0} flag was specified, and
3122 @code{' '} otherwise.
3123 @end table
3124 @end deftp
3127 @node Defining the Output Handler
3128 @subsection Defining the Output Handler
3130 Now let's look at how to define the handler and arginfo functions
3131 which are passed as arguments to @code{register_printf_function}.
3133 @strong{Compatibility Note:} The interface changed in @theglibc{}
3134 version 2.0.  Previously the third argument was of type
3135 @code{va_list *}.
3137 You should define your handler functions with a prototype like:
3139 @smallexample
3140 int @var{function} (FILE *stream, const struct printf_info *info,
3141                     const void *const *args)
3142 @end smallexample
3144 The @var{stream} argument passed to the handler function is the stream to
3145 which it should write output.
3147 The @var{info} argument is a pointer to a structure that contains
3148 information about the various options that were included with the
3149 conversion in the template string.  You should not modify this structure
3150 inside your handler function.  @xref{Conversion Specifier Options}, for
3151 a description of this data structure.
3153 @c The following changes some time back.  --drepper@gnu, 1996/11/14
3155 @c The @code{ap_pointer} argument is used to pass the tail of the variable
3156 @c argument list containing the values to be printed to your handler.
3157 @c Unlike most other functions that can be passed an explicit variable
3158 @c argument list, this is a @emph{pointer} to a @code{va_list}, rather than
3159 @c the @code{va_list} itself.  Thus, you should fetch arguments by
3160 @c means of @code{va_arg (*ap_pointer, @var{type})}.
3162 @c (Passing a pointer here allows the function that calls your handler
3163 @c function to update its own @code{va_list} variable to account for the
3164 @c arguments that your handler processes.  @xref{Variadic Functions}.)
3166 The @var{args} is a vector of pointers to the arguments data.
3167 The number of arguments was determined by calling the argument
3168 information function provided by the user.
3170 Your handler function should return a value just like @code{printf}
3171 does: it should return the number of characters it has written, or a
3172 negative value to indicate an error.
3174 @deftp {Data Type} printf_function
3175 @standards{GNU, printf.h}
3176 This is the data type that a handler function should have.
3177 @end deftp
3179 If you are going to use @w{@code{parse_printf_format}} in your
3180 application, you must also define a function to pass as the
3181 @var{arginfo-function} argument for each new conversion you install with
3182 @code{register_printf_function}.
3184 You have to define these functions with a prototype like:
3186 @smallexample
3187 int @var{function} (const struct printf_info *info,
3188                     size_t n, int *argtypes)
3189 @end smallexample
3191 The return value from the function should be the number of arguments the
3192 conversion expects.  The function should also fill in no more than
3193 @var{n} elements of the @var{argtypes} array with information about the
3194 types of each of these arguments.  This information is encoded using the
3195 various @samp{PA_} macros.  (You will notice that this is the same
3196 calling convention @code{parse_printf_format} itself uses.)
3198 @deftp {Data Type} printf_arginfo_function
3199 @standards{GNU, printf.h}
3200 This type is used to describe functions that return information about
3201 the number and type of arguments used by a conversion specifier.
3202 @end deftp
3204 @node Printf Extension Example
3205 @subsection @code{printf} Extension Example
3207 Here is an example showing how to define a @code{printf} handler function.
3208 This program defines a data structure called a @code{Widget} and
3209 defines the @samp{%W} conversion to print information about @w{@code{Widget *}}
3210 arguments, including the pointer value and the name stored in the data
3211 structure.  The @samp{%W} conversion supports the minimum field width and
3212 left-justification options, but ignores everything else.
3214 @smallexample
3215 @include rprintf.c.texi
3216 @end smallexample
3218 The output produced by this program looks like:
3220 @smallexample
3221 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3222 |      <Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3223 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>      |
3224 @end smallexample
3226 @node Predefined Printf Handlers
3227 @subsection Predefined @code{printf} Handlers
3229 @Theglibc{} also contains a concrete and useful application of the
3230 @code{printf} handler extension.  There are two functions available
3231 which implement a special way to print floating-point numbers.
3233 @deftypefun int printf_size (FILE *@var{fp}, const struct printf_info *@var{info}, const void *const *@var{args})
3234 @standards{GNU, printf.h}
3235 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:fp} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @acucorrupt{}}}
3236 @c This is meant to be called by vfprintf, that should hold the lock on
3237 @c the stream, but if this function is called directly, output will be
3238 @c racy, besides the uses of the global locale object while other
3239 @c threads may be changing it and the possbility of leaving the stream
3240 @c object in an inconsistent state in case of cancellation.
3241 Print a given floating point number as for the format @code{%f} except
3242 that there is a postfix character indicating the divisor for the
3243 number to make this less than 1000.  There are two possible divisors:
3244 powers of 1024 or powers of 1000.  Which one is used depends on the
3245 format character specified while registered this handler.  If the
3246 character is of lower case, 1024 is used.  For upper case characters,
3247 1000 is used.
3249 The postfix tag corresponds to bytes, kilobytes, megabytes, gigabytes,
3250 etc.  The full table is:
3252 @ifinfo
3253 @multitable {' '} {2^10 (1024)} {zetta} {Upper} {10^24 (1000)}
3254 @item low @tab Multiplier  @tab From  @tab Upper @tab Multiplier
3255 @item ' ' @tab 1           @tab       @tab ' '   @tab 1
3256 @item k   @tab 2^10 (1024) @tab kilo  @tab K     @tab 10^3 (1000)
3257 @item m   @tab 2^20        @tab mega  @tab M     @tab 10^6
3258 @item g   @tab 2^30        @tab giga  @tab G     @tab 10^9
3259 @item t   @tab 2^40        @tab tera  @tab T     @tab 10^12
3260 @item p   @tab 2^50        @tab peta  @tab P     @tab 10^15
3261 @item e   @tab 2^60        @tab exa   @tab E     @tab 10^18
3262 @item z   @tab 2^70        @tab zetta @tab Z     @tab 10^21
3263 @item y   @tab 2^80        @tab yotta @tab Y     @tab 10^24
3264 @end multitable
3265 @end ifinfo
3266 @iftex
3267 @tex
3268 \hbox to\hsize{\hfil\vbox{\offinterlineskip
3269 \hrule
3270 \halign{\strut#& \vrule#\tabskip=1em plus2em& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#\tabskip=0pt\cr
3271 \noalign{\hrule}
3272 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3273 && \omit low && Multiplier && From && \omit Upper && Multiplier &\cr
3274 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3275 \noalign{\hrule}
3276 && {\tt\char32} &&  1 && && {\tt\char32} && 1 &\cr
3277 && k && $2^{10} = 1024$ && kilo && K && $10^3 = 1000$ &\cr
3278 && m && $2^{20}$ && mega && M && $10^6$ &\cr
3279 && g && $2^{30}$ && giga && G && $10^9$ &\cr
3280 && t && $2^{40}$ && tera && T && $10^{12}$ &\cr
3281 && p && $2^{50}$ && peta && P && $10^{15}$ &\cr
3282 && e && $2^{60}$ && exa && E && $10^{18}$ &\cr
3283 && z && $2^{70}$ && zetta && Z && $10^{21}$ &\cr
3284 && y && $2^{80}$ && yotta && Y && $10^{24}$ &\cr
3285 \noalign{\hrule}}}\hfil}
3286 @end tex
3287 @end iftex
3289 The default precision is 3, i.e., 1024 is printed with a lower-case
3290 format character as if it were @code{%.3fk} and will yield @code{1.000k}.
3291 @end deftypefun
3293 Due to the requirements of @code{register_printf_function} we must also
3294 provide the function which returns information about the arguments.
3296 @deftypefun int printf_size_info (const struct printf_info *@var{info}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
3297 @standards{GNU, printf.h}
3298 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
3299 This function will return in @var{argtypes} the information about the
3300 used parameters in the way the @code{vfprintf} implementation expects
3301 it.  The format always takes one argument.
3302 @end deftypefun
3304 To use these functions both functions must be registered with a call like
3306 @smallexample
3307 register_printf_function ('B', printf_size, printf_size_info);
3308 @end smallexample
3310 Here we register the functions to print numbers as powers of 1000 since
3311 the format character @code{'B'} is an upper-case character.  If we
3312 would additionally use @code{'b'} in a line like
3314 @smallexample
3315 register_printf_function ('b', printf_size, printf_size_info);
3316 @end smallexample
3318 @noindent
3319 we could also print using a power of 1024.  Please note that all that is
3320 different in these two lines is the format specifier.  The
3321 @code{printf_size} function knows about the difference between lower and upper
3322 case format specifiers.
3324 The use of @code{'B'} and @code{'b'} is no coincidence.  Rather it is
3325 the preferred way to use this functionality since it is available on
3326 some other systems which also use format specifiers.
3328 @node Formatted Input
3329 @section Formatted Input
3331 @cindex formatted input from a stream
3332 @cindex reading from a stream, formatted
3333 @cindex format string, for @code{scanf}
3334 @cindex template, for @code{scanf}
3335 The functions described in this section (@code{scanf} and related
3336 functions) provide facilities for formatted input analogous to the
3337 formatted output facilities.  These functions provide a mechanism for
3338 reading arbitrary values under the control of a @dfn{format string} or
3339 @dfn{template string}.
3341 @menu
3342 * Formatted Input Basics::      Some basics to get you started.
3343 * Input Conversion Syntax::     Syntax of conversion specifications.
3344 * Table of Input Conversions::  Summary of input conversions and what they do.
3345 * Numeric Input Conversions::   Details of conversions for reading numbers.
3346 * String Input Conversions::    Details of conversions for reading strings.
3347 * Dynamic String Input::        String conversions that @code{malloc} the buffer.
3348 * Other Input Conversions::     Details of miscellaneous other conversions.
3349 * Formatted Input Functions::   Descriptions of the actual functions.
3350 * Variable Arguments Input::    @code{vscanf} and friends.
3351 @end menu
3353 @node Formatted Input Basics
3354 @subsection Formatted Input Basics
3356 Calls to @code{scanf} are superficially similar to calls to
3357 @code{printf} in that arbitrary arguments are read under the control of
3358 a template string.  While the syntax of the conversion specifications in
3359 the template is very similar to that for @code{printf}, the
3360 interpretation of the template is oriented more towards free-format
3361 input and simple pattern matching, rather than fixed-field formatting.
3362 For example, most @code{scanf} conversions skip over any amount of
3363 ``white space'' (including spaces, tabs, and newlines) in the input
3364 file, and there is no concept of precision for the numeric input
3365 conversions as there is for the corresponding output conversions.
3366 Ordinarily, non-whitespace characters in the template are expected to
3367 match characters in the input stream exactly, but a matching failure is
3368 distinct from an input error on the stream.
3369 @cindex conversion specifications (@code{scanf})
3371 Another area of difference between @code{scanf} and @code{printf} is
3372 that you must remember to supply pointers rather than immediate values
3373 as the optional arguments to @code{scanf}; the values that are read are
3374 stored in the objects that the pointers point to.  Even experienced
3375 programmers tend to forget this occasionally, so if your program is
3376 getting strange errors that seem to be related to @code{scanf}, you
3377 might want to double-check this.
3379 When a @dfn{matching failure} occurs, @code{scanf} returns immediately,
3380 leaving the first non-matching character as the next character to be
3381 read from the stream.  The normal return value from @code{scanf} is the
3382 number of values that were assigned, so you can use this to determine if
3383 a matching error happened before all the expected values were read.
3384 @cindex matching failure, in @code{scanf}
3386 The @code{scanf} function is typically used for things like reading in
3387 the contents of tables.  For example, here is a function that uses
3388 @code{scanf} to initialize an array of @code{double}:
3390 @smallexample
3391 void
3392 readarray (double *array, int n)
3394   int i;
3395   for (i=0; i<n; i++)
3396     if (scanf (" %lf", &(array[i])) != 1)
3397       invalid_input_error ();
3399 @end smallexample
3401 The formatted input functions are not used as frequently as the
3402 formatted output functions.  Partly, this is because it takes some care
3403 to use them properly.  Another reason is that it is difficult to recover
3404 from a matching error.
3406 If you are trying to read input that doesn't match a single, fixed
3407 pattern, you may be better off using a tool such as Flex to generate a
3408 lexical scanner, or Bison to generate a parser, rather than using
3409 @code{scanf}.  For more information about these tools, see @ref{Top, , ,
3410 flex.info, Flex: The Lexical Scanner Generator}, and @ref{Top, , ,
3411 bison.info, The Bison Reference Manual}.
3413 @node Input Conversion Syntax
3414 @subsection Input Conversion Syntax
3416 A @code{scanf} template string is a string that contains ordinary
3417 multibyte characters interspersed with conversion specifications that
3418 start with @samp{%}.
3420 Any whitespace character (as defined by the @code{isspace} function;
3421 @pxref{Classification of Characters}) in the template causes any number
3422 of whitespace characters in the input stream to be read and discarded.
3423 The whitespace characters that are matched need not be exactly the same
3424 whitespace characters that appear in the template string.  For example,
3425 write @samp{ , } in the template to recognize a comma with optional
3426 whitespace before and after.
3428 Other characters in the template string that are not part of conversion
3429 specifications must match characters in the input stream exactly; if
3430 this is not the case, a matching failure occurs.
3432 The conversion specifications in a @code{scanf} template string
3433 have the general form:
3435 @smallexample
3436 % @var{flags} @var{width} @var{type} @var{conversion}
3437 @end smallexample
3439 In more detail, an input conversion specification consists of an initial
3440 @samp{%} character followed in sequence by:
3442 @itemize @bullet
3443 @item
3444 An optional @dfn{flag character} @samp{*}, which says to ignore the text
3445 read for this specification.  When @code{scanf} finds a conversion
3446 specification that uses this flag, it reads input as directed by the
3447 rest of the conversion specification, but it discards this input, does
3448 not use a pointer argument, and does not increment the count of
3449 successful assignments.
3450 @cindex flag character (@code{scanf})
3452 @item
3453 An optional flag character @samp{a} (valid with string conversions only)
3454 which requests allocation of a buffer long enough to store the string in.
3455 (This is a GNU extension.)
3456 @xref{Dynamic String Input}.
3458 @item
3459 An optional decimal integer that specifies the @dfn{maximum field
3460 width}.  Reading of characters from the input stream stops either when
3461 this maximum is reached or when a non-matching character is found,
3462 whichever happens first.  Most conversions discard initial whitespace
3463 characters (those that don't are explicitly documented), and these
3464 discarded characters don't count towards the maximum field width.
3465 String input conversions store a null character to mark the end of the
3466 input; the maximum field width does not include this terminator.
3467 @cindex maximum field width (@code{scanf})
3469 @item
3470 An optional @dfn{type modifier character}.  For example, you can
3471 specify a type modifier of @samp{l} with integer conversions such as
3472 @samp{%d} to specify that the argument is a pointer to a @code{long int}
3473 rather than a pointer to an @code{int}.
3474 @cindex type modifier character (@code{scanf})
3476 @item
3477 A character that specifies the conversion to be applied.
3478 @end itemize
3480 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
3481 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
3482 individual conversions for information about the particular options that
3483 they allow.
3485 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
3486 @code{scanf} and related functions.  It examines the format string and
3487 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
3488 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
3489 write uses a @code{scanf}-style format string.
3490 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
3491 gcc, Using GNU CC}, for more information.
3493 @node Table of Input Conversions
3494 @subsection Table of Input Conversions
3495 @cindex input conversions, for @code{scanf}
3497 Here is a table that summarizes the various conversion specifications:
3499 @table @asis
3500 @item @samp{%d}
3501 Matches an optionally signed integer written in decimal.  @xref{Numeric
3502 Input Conversions}.
3504 @item @samp{%i}
3505 Matches an optionally signed integer in any of the formats that the C
3506 language defines for specifying an integer constant.  @xref{Numeric
3507 Input Conversions}.
3509 @item @samp{%o}
3510 Matches an unsigned integer written in octal radix.
3511 @xref{Numeric Input Conversions}.
3513 @item @samp{%u}
3514 Matches an unsigned integer written in decimal radix.
3515 @xref{Numeric Input Conversions}.
3517 @item @samp{%x}, @samp{%X}
3518 Matches an unsigned integer written in hexadecimal radix.
3519 @xref{Numeric Input Conversions}.
3521 @item @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, @samp{%G}
3522 Matches an optionally signed floating-point number.  @xref{Numeric Input
3523 Conversions}.
3525 @item @samp{%s}
3527 Matches a string containing only non-whitespace characters.
3528 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3529 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3530 multibyte string.  If @samp{%s} is used in a wide character function the
3531 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3532 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3533 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3534 @samp{%ls} is used in a multibyte function the result is converted into
3535 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3536 stored in the user provided buffer.
3538 @item @samp{%S}
3539 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
3540 with the Unix standard.
3542 @item @samp{%[}
3543 Matches a string of characters that belong to a specified set.
3544 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3545 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3546 multibyte string.  If @samp{%[} is used in a wide character function the
3547 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3548 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3549 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3550 @samp{%l[} is used in a multibyte function the result is converted into
3551 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3552 stored in the user provided buffer.
3554 @item @samp{%c}
3555 Matches a string of one or more characters; the number of characters
3556 read is controlled by the maximum field width given for the conversion.
3557 @xref{String Input Conversions}.
3559 If @samp{%c} is used in a wide stream function the read value is
3560 converted from a wide character to the corresponding multibyte character
3561 before storing it.  Note that this conversion can produce more than one
3562 byte of output and therefore the provided buffer must be large enough for up
3563 to @code{MB_CUR_MAX} bytes for each character.  If @samp{%lc} is used in
3564 a multibyte function the input is treated as a multibyte sequence (and
3565 not bytes) and the result is converted as with calls to @code{mbrtowc}.
3567 @item @samp{%C}
3568 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
3569 with the Unix standard.
3571 @item @samp{%p}
3572 Matches a pointer value in the same implementation-defined format used
3573 by the @samp{%p} output conversion for @code{printf}.  @xref{Other Input
3574 Conversions}.
3576 @item @samp{%n}
3577 This conversion doesn't read any characters; it records the number of
3578 characters read so far by this call.  @xref{Other Input Conversions}.
3580 @item @samp{%%}
3581 This matches a literal @samp{%} character in the input stream.  No
3582 corresponding argument is used.  @xref{Other Input Conversions}.
3583 @end table
3585 If the syntax of a conversion specification is invalid, the behavior is
3586 undefined.  If there aren't enough function arguments provided to supply
3587 addresses for all the conversion specifications in the template strings
3588 that perform assignments, or if the arguments are not of the correct
3589 types, the behavior is also undefined.  On the other hand, extra
3590 arguments are simply ignored.
3592 @node Numeric Input Conversions
3593 @subsection Numeric Input Conversions
3595 This section describes the @code{scanf} conversions for reading numeric
3596 values.
3598 The @samp{%d} conversion matches an optionally signed integer in decimal
3599 radix.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3600 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3601 @code{10} for the @var{base} argument.
3603 The @samp{%i} conversion matches an optionally signed integer in any of
3604 the formats that the C language defines for specifying an integer
3605 constant.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3606 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3607 @code{0} for the @var{base} argument.  (You can print integers in this
3608 syntax with @code{printf} by using the @samp{#} flag character with the
3609 @samp{%x}, @samp{%o}, or @samp{%d} conversion.  @xref{Integer Conversions}.)
3611 For example, any of the strings @samp{10}, @samp{0xa}, or @samp{012}
3612 could be read in as integers under the @samp{%i} conversion.  Each of
3613 these specifies a number with decimal value @code{10}.
3615 The @samp{%o}, @samp{%u}, and @samp{%x} conversions match unsigned
3616 integers in octal, decimal, and hexadecimal radices, respectively.  The
3617 syntax that is recognized is the same as that for the @code{strtoul}
3618 function (@pxref{Parsing of Integers}) with the appropriate value
3619 (@code{8}, @code{10}, or @code{16}) for the @var{base} argument.
3621 The @samp{%X} conversion is identical to the @samp{%x} conversion.  They
3622 both permit either uppercase or lowercase letters to be used as digits.
3624 The default type of the corresponding argument for the @code{%d},
3625 @code{%i}, and @code{%n} conversions is @code{int *}, and
3626 @code{unsigned int *} for the other integer conversions.  You can use
3627 the following type modifiers to specify other sizes of integer:
3629 @table @samp
3630 @item hh
3631 Specifies that the argument is a @code{signed char *} or @code{unsigned
3632 char *}.
3634 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3636 @item h
3637 Specifies that the argument is a @code{short int *} or @code{unsigned
3638 short int *}.
3640 @item j
3641 Specifies that the argument is a @code{intmax_t *} or @code{uintmax_t *}.
3643 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3645 @item l
3646 Specifies that the argument is a @code{long int *} or @code{unsigned
3647 long int *}.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L} modifier, below.
3649 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
3650 considered as a pointer to a wide character or wide character string
3651 respectively.  This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to
3652 @w{ISO C90}.
3654 @need 100
3655 @item ll
3656 @itemx L
3657 @itemx q
3658 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
3659 GNU C compiler.  For systems that don't provide extra-long integers, this
3660 is the same as @code{long int}.)
3662 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
3663 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
3664 @code{int}.
3666 @item t
3667 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t *}.
3669 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3671 @item z
3672 Specifies that the argument is a @code{size_t *}.
3674 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3675 @end table
3677 All of the @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, and @samp{%G}
3678 input conversions are interchangeable.  They all match an optionally
3679 signed floating point number, in the same syntax as for the
3680 @code{strtod} function (@pxref{Parsing of Floats}).
3682 For the floating-point input conversions, the default argument type is
3683 @code{float *}.  (This is different from the corresponding output
3684 conversions, where the default type is @code{double}; remember that
3685 @code{float} arguments to @code{printf} are converted to @code{double}
3686 by the default argument promotions, but @code{float *} arguments are
3687 not promoted to @code{double *}.)  You can specify other sizes of float
3688 using these type modifiers:
3690 @table @samp
3691 @item l
3692 Specifies that the argument is of type @code{double *}.
3694 @item L
3695 Specifies that the argument is of type @code{long double *}.
3696 @end table
3698 For all the above number parsing formats there is an additional optional
3699 flag @samp{'}.  When this flag is given the @code{scanf} function
3700 expects the number represented in the input string to be formatted
3701 according to the grouping rules of the currently selected locale
3702 (@pxref{General Numeric}).
3704 If the @code{"C"} or @code{"POSIX"} locale is selected there is no
3705 difference.  But for a locale which specifies values for the appropriate
3706 fields in the locale the input must have the correct form in the input.
3707 Otherwise the longest prefix with a correct form is processed.
3709 @node String Input Conversions
3710 @subsection String Input Conversions
3712 This section describes the @code{scanf} input conversions for reading
3713 string and character values: @samp{%s}, @samp{%S}, @samp{%[}, @samp{%c},
3714 and @samp{%C}.
3716 You have two options for how to receive the input from these
3717 conversions:
3719 @itemize @bullet
3720 @item
3721 Provide a buffer to store it in.  This is the default.  You should
3722 provide an argument of type @code{char *} or @code{wchar_t *} (the
3723 latter if the @samp{l} modifier is present).
3725 @strong{Warning:} To make a robust program, you must make sure that the
3726 input (plus its terminating null) cannot possibly exceed the size of the
3727 buffer you provide.  In general, the only way to do this is to specify a
3728 maximum field width one less than the buffer size.  @strong{If you
3729 provide the buffer, always specify a maximum field width to prevent
3730 overflow.}
3732 @item
3733 Ask @code{scanf} to allocate a big enough buffer, by specifying the
3734 @samp{a} flag character.  This is a GNU extension.  You should provide
3735 an argument of type @code{char **} for the buffer address to be stored
3736 in.  @xref{Dynamic String Input}.
3737 @end itemize
3739 The @samp{%c} conversion is the simplest: it matches a fixed number of
3740 characters, always.  The maximum field width says how many characters to
3741 read; if you don't specify the maximum, the default is 1.  This
3742 conversion doesn't append a null character to the end of the text it
3743 reads.  It also does not skip over initial whitespace characters.  It
3744 reads precisely the next @var{n} characters, and fails if it cannot get
3745 that many.  Since there is always a maximum field width with @samp{%c}
3746 (whether specified, or 1 by default), you can always prevent overflow by
3747 making the buffer long enough.
3748 @comment Is character == byte here???  --drepper
3750 If the format is @samp{%lc} or @samp{%C} the function stores wide
3751 characters which are converted using the conversion determined at the
3752 time the stream was opened from the external byte stream.  The number of
3753 bytes read from the medium is limited by @code{MB_CUR_LEN * @var{n}} but
3754 at most @var{n} wide characters get stored in the output string.
3756 The @samp{%s} conversion matches a string of non-whitespace characters.
3757 It skips and discards initial whitespace, but stops when it encounters
3758 more whitespace after having read something.  It stores a null character
3759 at the end of the text that it reads.
3761 For example, reading the input:
3763 @smallexample
3764  hello, world
3765 @end smallexample
3767 @noindent
3768 with the conversion @samp{%10c} produces @code{" hello, wo"}, but
3769 reading the same input with the conversion @samp{%10s} produces
3770 @code{"hello,"}.
3772 @strong{Warning:} If you do not specify a field width for @samp{%s},
3773 then the number of characters read is limited only by where the next
3774 whitespace character appears.  This almost certainly means that invalid
3775 input can make your program crash---which is a bug.
3777 The @samp{%ls} and @samp{%S} format are handled just like @samp{%s}
3778 except that the external byte sequence is converted using the conversion
3779 associated with the stream to wide characters with their own encoding.
3780 A width or precision specified with the format do not directly determine
3781 how many bytes are read from the stream since they measure wide
3782 characters.  But an upper limit can be computed by multiplying the value
3783 of the width or precision by @code{MB_CUR_MAX}.
3785 To read in characters that belong to an arbitrary set of your choice,
3786 use the @samp{%[} conversion.  You specify the set between the @samp{[}
3787 character and a following @samp{]} character, using the same syntax used
3788 in regular expressions for explicit sets of characters.  As special cases:
3790 @itemize @bullet
3791 @item
3792 A literal @samp{]} character can be specified as the first character
3793 of the set.
3795 @item
3796 An embedded @samp{-} character (that is, one that is not the first or
3797 last character of the set) is used to specify a range of characters.
3799 @item
3800 If a caret character @samp{^} immediately follows the initial @samp{[},
3801 then the set of allowed input characters is everything @emph{except}
3802 the characters listed.
3803 @end itemize
3805 The @samp{%[} conversion does not skip over initial whitespace
3806 characters.
3808 Note that the @dfn{character class} syntax available in character sets
3809 that appear inside regular expressions (such as @samp{[:alpha:]}) is
3810 @emph{not} available in the @samp{%[} conversion.
3812 Here are some examples of @samp{%[} conversions and what they mean:
3814 @table @samp
3815 @item %25[1234567890]
3816 Matches a string of up to 25 digits.
3818 @item %25[][]
3819 Matches a string of up to 25 square brackets.
3821 @item %25[^ \f\n\r\t\v]
3822 Matches a string up to 25 characters long that doesn't contain any of
3823 the standard whitespace characters.  This is slightly different from
3824 @samp{%s}, because if the input begins with a whitespace character,
3825 @samp{%[} reports a matching failure while @samp{%s} simply discards the
3826 initial whitespace.
3828 @item %25[a-z]
3829 Matches up to 25 lowercase characters.
3830 @end table
3832 As for @samp{%c} and @samp{%s} the @samp{%[} format is also modified to
3833 produce wide characters if the @samp{l} modifier is present.  All what
3834 is said about @samp{%ls} above is true for @samp{%l[}.
3836 One more reminder: the @samp{%s} and @samp{%[} conversions are
3837 @strong{dangerous} if you don't specify a maximum width or use the
3838 @samp{a} flag, because input too long would overflow whatever buffer you
3839 have provided for it.  No matter how long your buffer is, a user could
3840 supply input that is longer.  A well-written program reports invalid
3841 input with a comprehensible error message, not with a crash.
3843 @node Dynamic String Input
3844 @subsection Dynamically Allocating String Conversions
3846 A GNU extension to formatted input lets you safely read a string with no
3847 maximum size.  Using this feature, you don't supply a buffer; instead,
3848 @code{scanf} allocates a buffer big enough to hold the data and gives
3849 you its address.  To use this feature, write @samp{a} as a flag
3850 character, as in @samp{%as} or @samp{%a[0-9a-z]}.
3852 The pointer argument you supply for where to store the input should have
3853 type @code{char **}.  The @code{scanf} function allocates a buffer and
3854 stores its address in the word that the argument points to.  You should
3855 free the buffer with @code{free} when you no longer need it.
3857 Here is an example of using the @samp{a} flag with the @samp{%[@dots{}]}
3858 conversion specification to read a ``variable assignment'' of the form
3859 @samp{@var{variable} = @var{value}}.
3861 @smallexample
3863   char *variable, *value;
3865   if (2 > scanf ("%a[a-zA-Z0-9] = %a[^\n]\n",
3866                  &variable, &value))
3867     @{
3868       invalid_input_error ();
3869       return 0;
3870     @}
3872   @dots{}
3874 @end smallexample
3876 @node Other Input Conversions
3877 @subsection Other Input Conversions
3879 This section describes the miscellaneous input conversions.
3881 The @samp{%p} conversion is used to read a pointer value.  It recognizes
3882 the same syntax used by the @samp{%p} output conversion for
3883 @code{printf} (@pxref{Other Output Conversions}); that is, a hexadecimal
3884 number just as the @samp{%x} conversion accepts.  The corresponding
3885 argument should be of type @code{void **}; that is, the address of a
3886 place to store a pointer.
3888 The resulting pointer value is not guaranteed to be valid if it was not
3889 originally written during the same program execution that reads it in.
3891 The @samp{%n} conversion produces the number of characters read so far
3892 by this call.  The corresponding argument should be of type @code{int *},
3893 unless a type modifier is in effect (@pxref{Numeric Input Conversions}).
3894 This conversion works in the same way as the @samp{%n} conversion for
3895 @code{printf}; see @ref{Other Output Conversions}, for an example.
3897 The @samp{%n} conversion is the only mechanism for determining the
3898 success of literal matches or conversions with suppressed assignments.
3899 If the @samp{%n} follows the locus of a matching failure, then no value
3900 is stored for it since @code{scanf} returns before processing the
3901 @samp{%n}.  If you store @code{-1} in that argument slot before calling
3902 @code{scanf}, the presence of @code{-1} after @code{scanf} indicates an
3903 error occurred before the @samp{%n} was reached.
3905 Finally, the @samp{%%} conversion matches a literal @samp{%} character
3906 in the input stream, without using an argument.  This conversion does
3907 not permit any flags, field width, or type modifier to be specified.
3909 @node Formatted Input Functions
3910 @subsection Formatted Input Functions
3912 Here are the descriptions of the functions for performing formatted
3913 input.
3914 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
3915 @pindex stdio.h
3917 @deftypefun int scanf (const char *@var{template}, @dots{})
3918 @standards{ISO, stdio.h}
3919 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
3920 The @code{scanf} function reads formatted input from the stream
3921 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
3922 The optional arguments are pointers to the places which receive the
3923 resulting values.
3925 The return value is normally the number of successful assignments.  If
3926 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
3927 including matches against whitespace and literal characters in the
3928 template, then @code{EOF} is returned.
3929 @end deftypefun
3931 @deftypefun int wscanf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3932 @standards{ISO, wchar.h}
3933 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
3934 The @code{wscanf} function reads formatted input from the stream
3935 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
3936 The optional arguments are pointers to the places which receive the
3937 resulting values.
3939 The return value is normally the number of successful assignments.  If
3940 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
3941 including matches against whitespace and literal characters in the
3942 template, then @code{WEOF} is returned.
3943 @end deftypefun
3945 @deftypefun int fscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
3946 @standards{ISO, stdio.h}
3947 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
3948 This function is just like @code{scanf}, except that the input is read
3949 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
3950 @end deftypefun
3952 @deftypefun int fwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3953 @standards{ISO, wchar.h}
3954 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
3955 This function is just like @code{wscanf}, except that the input is read
3956 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
3957 @end deftypefun
3959 @deftypefun int sscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
3960 @standards{ISO, stdio.h}
3961 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
3962 This is like @code{scanf}, except that the characters are taken from the
3963 null-terminated string @var{s} instead of from a stream.  Reaching the
3964 end of the string is treated as an end-of-file condition.
3966 The behavior of this function is undefined if copying takes place
3967 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
3968 as an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
3969 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
3970 @end deftypefun
3972 @deftypefun int swscanf (const wchar_t *@var{ws}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3973 @standards{ISO, wchar.h}
3974 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
3975 This is like @code{wscanf}, except that the characters are taken from the
3976 null-terminated string @var{ws} instead of from a stream.  Reaching the
3977 end of the string is treated as an end-of-file condition.
3979 The behavior of this function is undefined if copying takes place
3980 between objects that overlap---for example, if @var{ws} is also given as
3981 an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
3982 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
3983 @end deftypefun
3985 @node Variable Arguments Input
3986 @subsection Variable Arguments Input Functions
3988 The functions @code{vscanf} and friends are provided so that you can
3989 define your own variadic @code{scanf}-like functions that make use of
3990 the same internals as the built-in formatted output functions.
3991 These functions are analogous to the @code{vprintf} series of output
3992 functions.  @xref{Variable Arguments Output}, for important
3993 information on how to use them.
3995 @strong{Portability Note:} The functions listed in this section were
3996 introduced in @w{ISO C99} and were before available as GNU extensions.
3998 @deftypefun int vscanf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3999 @standards{ISO, stdio.h}
4000 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4001 This function is similar to @code{scanf}, but instead of taking
4002 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
4003 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
4004 @end deftypefun
4006 @deftypefun int vwscanf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4007 @standards{ISO, wchar.h}
4008 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4009 This function is similar to @code{wscanf}, but instead of taking
4010 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
4011 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
4012 @end deftypefun
4014 @deftypefun int vfscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4015 @standards{ISO, stdio.h}
4016 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4017 This is the equivalent of @code{fscanf} with the variable argument list
4018 specified directly as for @code{vscanf}.
4019 @end deftypefun
4021 @deftypefun int vfwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4022 @standards{ISO, wchar.h}
4023 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4024 This is the equivalent of @code{fwscanf} with the variable argument list
4025 specified directly as for @code{vwscanf}.
4026 @end deftypefun
4028 @deftypefun int vsscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4029 @standards{ISO, stdio.h}
4030 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4031 This is the equivalent of @code{sscanf} with the variable argument list
4032 specified directly as for @code{vscanf}.
4033 @end deftypefun
4035 @deftypefun int vswscanf (const wchar_t *@var{s}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4036 @standards{ISO, wchar.h}
4037 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4038 This is the equivalent of @code{swscanf} with the variable argument list
4039 specified directly as for @code{vwscanf}.
4040 @end deftypefun
4042 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
4043 know that a function uses a @code{scanf}-style format string.  Then it
4044 can check the number and types of arguments in each call to the
4045 function, and warn you when they do not match the format string.
4046 For details, see @ref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
4047 gcc, Using GNU CC}.
4049 @node EOF and Errors
4050 @section End-Of-File and Errors
4052 @cindex end of file, on a stream
4053 Many of the functions described in this chapter return the value of the
4054 macro @code{EOF} to indicate unsuccessful completion of the operation.
4055 Since @code{EOF} is used to report both end of file and random errors,
4056 it's often better to use the @code{feof} function to check explicitly
4057 for end of file and @code{ferror} to check for errors.  These functions
4058 check indicators that are part of the internal state of the stream
4059 object, indicators set if the appropriate condition was detected by a
4060 previous I/O operation on that stream.
4062 @deftypevr Macro int EOF
4063 @standards{ISO, stdio.h}
4064 This macro is an integer value that is returned by a number of narrow
4065 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
4066 error situation.  With @theglibc{}, @code{EOF} is @code{-1}.  In
4067 other libraries, its value may be some other negative number.
4069 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4070 @end deftypevr
4072 @deftypevr Macro int WEOF
4073 @standards{ISO, wchar.h}
4074 This macro is an integer value that is returned by a number of wide
4075 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
4076 error situation.  With @theglibc{}, @code{WEOF} is @code{-1}.  In
4077 other libraries, its value may be some other negative number.
4079 This symbol is declared in @file{wchar.h}.
4080 @end deftypevr
4082 @deftypefun int feof (FILE *@var{stream})
4083 @standards{ISO, stdio.h}
4084 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4085 The @code{feof} function returns nonzero if and only if the end-of-file
4086 indicator for the stream @var{stream} is set.
4088 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4089 @end deftypefun
4091 @deftypefun int feof_unlocked (FILE *@var{stream})
4092 @standards{GNU, stdio.h}
4093 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4094 @c There isn't much of a thread unsafety risk in reading a flag word and
4095 @c testing a bit in it.
4096 The @code{feof_unlocked} function is equivalent to the @code{feof}
4097 function except that it does not implicitly lock the stream.
4099 This function is a GNU extension.
4101 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4102 @end deftypefun
4104 @deftypefun int ferror (FILE *@var{stream})
4105 @standards{ISO, stdio.h}
4106 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4107 The @code{ferror} function returns nonzero if and only if the error
4108 indicator for the stream @var{stream} is set, indicating that an error
4109 has occurred on a previous operation on the stream.
4111 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4112 @end deftypefun
4114 @deftypefun int ferror_unlocked (FILE *@var{stream})
4115 @standards{GNU, stdio.h}
4116 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4117 The @code{ferror_unlocked} function is equivalent to the @code{ferror}
4118 function except that it does not implicitly lock the stream.
4120 This function is a GNU extension.
4122 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4123 @end deftypefun
4125 In addition to setting the error indicator associated with the stream,
4126 the functions that operate on streams also set @code{errno} in the same
4127 way as the corresponding low-level functions that operate on file
4128 descriptors.  For example, all of the functions that perform output to a
4129 stream---such as @code{fputc}, @code{printf}, and @code{fflush}---are
4130 implemented in terms of @code{write}, and all of the @code{errno} error
4131 conditions defined for @code{write} are meaningful for these functions.
4132 For more information about the descriptor-level I/O functions, see
4133 @ref{Low-Level I/O}.
4135 @node Error Recovery
4136 @section Recovering from errors
4138 You may explicitly clear the error and EOF flags with the @code{clearerr}
4139 function.
4141 @deftypefun void clearerr (FILE *@var{stream})
4142 @standards{ISO, stdio.h}
4143 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4144 This function clears the end-of-file and error indicators for the
4145 stream @var{stream}.
4147 The file positioning functions (@pxref{File Positioning}) also clear the
4148 end-of-file indicator for the stream.
4149 @end deftypefun
4151 @deftypefun void clearerr_unlocked (FILE *@var{stream})
4152 @standards{GNU, stdio.h}
4153 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@assafe{}@acsafe{}}
4154 The @code{clearerr_unlocked} function is equivalent to the @code{clearerr}
4155 function except that it does not implicitly lock the stream.
4157 This function is a GNU extension.
4158 @end deftypefun
4160 Note that it is @emph{not} correct to just clear the error flag and retry
4161 a failed stream operation.  After a failed write, any number of
4162 characters since the last buffer flush may have been committed to the
4163 file, while some buffered data may have been discarded.  Merely retrying
4164 can thus cause lost or repeated data.
4166 A failed read may leave the file pointer in an inappropriate position for
4167 a second try.  In both cases, you should seek to a known position before
4168 retrying.
4170 Most errors that can happen are not recoverable --- a second try will
4171 always fail again in the same way.  So usually it is best to give up and
4172 report the error to the user, rather than install complicated recovery
4173 logic.
4175 One important exception is @code{EINTR} (@pxref{Interrupted Primitives}).
4176 Many stream I/O implementations will treat it as an ordinary error, which
4177 can be quite inconvenient.  You can avoid this hassle by installing all
4178 signals with the @code{SA_RESTART} flag.
4180 For similar reasons, setting nonblocking I/O on a stream's file
4181 descriptor is not usually advisable.
4183 @node Binary Streams
4184 @section Text and Binary Streams
4186 @gnusystems{} and other POSIX-compatible operating systems organize all
4187 files as uniform sequences of characters.  However, some other systems
4188 make a distinction between files containing text and files containing
4189 binary data, and the input and output facilities of @w{ISO C} provide for
4190 this distinction.  This section tells you how to write programs portable
4191 to such systems.
4193 @cindex text stream
4194 @cindex binary stream
4195 When you open a stream, you can specify either a @dfn{text stream} or a
4196 @dfn{binary stream}.  You indicate that you want a binary stream by
4197 specifying the @samp{b} modifier in the @var{opentype} argument to
4198 @code{fopen}; see @ref{Opening Streams}.  Without this
4199 option, @code{fopen} opens the file as a text stream.
4201 Text and binary streams differ in several ways:
4203 @itemize @bullet
4204 @item
4205 The data read from a text stream is divided into @dfn{lines} which are
4206 terminated by newline (@code{'\n'}) characters, while a binary stream is
4207 simply a long series of characters.  A text stream might on some systems
4208 fail to handle lines more than 254 characters long (including the
4209 terminating newline character).
4210 @cindex lines (in a text file)
4212 @item
4213 On some systems, text files can contain only printing characters,
4214 horizontal tab characters, and newlines, and so text streams may not
4215 support other characters.  However, binary streams can handle any
4216 character value.
4218 @item
4219 Space characters that are written immediately preceding a newline
4220 character in a text stream may disappear when the file is read in again.
4222 @item
4223 More generally, there need not be a one-to-one mapping between
4224 characters that are read from or written to a text stream, and the
4225 characters in the actual file.
4226 @end itemize
4228 Since a binary stream is always more capable and more predictable than a
4229 text stream, you might wonder what purpose text streams serve.  Why not
4230 simply always use binary streams?  The answer is that on these operating
4231 systems, text and binary streams use different file formats, and the
4232 only way to read or write ``an ordinary file of text'' that can work
4233 with other text-oriented programs is through a text stream.
4235 In @theglibc{}, and on all POSIX systems, there is no difference
4236 between text streams and binary streams.  When you open a stream, you
4237 get the same kind of stream regardless of whether you ask for binary.
4238 This stream can handle any file content, and has none of the
4239 restrictions that text streams sometimes have.
4241 @node File Positioning
4242 @section File Positioning
4243 @cindex file positioning on a stream
4244 @cindex positioning a stream
4245 @cindex seeking on a stream
4247 The @dfn{file position} of a stream describes where in the file the
4248 stream is currently reading or writing.  I/O on the stream advances the
4249 file position through the file.  On @gnusystems{}, the file position is
4250 represented as an integer, which counts the number of bytes from the
4251 beginning of the file.  @xref{File Position}.
4253 During I/O to an ordinary disk file, you can change the file position
4254 whenever you wish, so as to read or write any portion of the file.  Some
4255 other kinds of files may also permit this.  Files which support changing
4256 the file position are sometimes referred to as @dfn{random-access}
4257 files.
4259 You can use the functions in this section to examine or modify the file
4260 position indicator associated with a stream.  The symbols listed below
4261 are declared in the header file @file{stdio.h}.
4262 @pindex stdio.h
4264 @deftypefun {long int} ftell (FILE *@var{stream})
4265 @standards{ISO, stdio.h}
4266 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4267 This function returns the current file position of the stream
4268 @var{stream}.
4270 This function can fail if the stream doesn't support file positioning,
4271 or if the file position can't be represented in a @code{long int}, and
4272 possibly for other reasons as well.  If a failure occurs, a value of
4273 @code{-1} is returned.
4274 @end deftypefun
4276 @deftypefun off_t ftello (FILE *@var{stream})
4277 @standards{Unix98, stdio.h}
4278 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4279 The @code{ftello} function is similar to @code{ftell}, except that it
4280 returns a value of type @code{off_t}.  Systems which support this type
4281 use it to describe all file positions, unlike the POSIX specification
4282 which uses a long int.  The two are not necessarily the same size.
4283 Therefore, using ftell can lead to problems if the implementation is
4284 written on top of a POSIX compliant low-level I/O implementation, and using
4285 @code{ftello} is preferable whenever it is available.
4287 If this function fails it returns @code{(off_t) -1}.  This can happen due
4288 to missing support for file positioning or internal errors.  Otherwise
4289 the return value is the current file position.
4291 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4292 version 2.
4294 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4295 32 bit system this function is in fact @code{ftello64}.  I.e., the
4296 LFS interface transparently replaces the old interface.
4297 @end deftypefun
4299 @deftypefun off64_t ftello64 (FILE *@var{stream})
4300 @standards{Unix98, stdio.h}
4301 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4302 This function is similar to @code{ftello} with the only difference that
4303 the return value is of type @code{off64_t}.  This also requires that the
4304 stream @var{stream} was opened using either @code{fopen64},
4305 @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise the underlying
4306 file operations to position the file pointer beyond the @twoexp{31}
4307 bytes limit might fail.
4309 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4310 bits machine this function is available under the name @code{ftello}
4311 and so transparently replaces the old interface.
4312 @end deftypefun
4314 @deftypefun int fseek (FILE *@var{stream}, long int @var{offset}, int @var{whence})
4315 @standards{ISO, stdio.h}
4316 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4317 The @code{fseek} function is used to change the file position of the
4318 stream @var{stream}.  The value of @var{whence} must be one of the
4319 constants @code{SEEK_SET}, @code{SEEK_CUR}, or @code{SEEK_END}, to
4320 indicate whether the @var{offset} is relative to the beginning of the
4321 file, the current file position, or the end of the file, respectively.
4323 This function returns a value of zero if the operation was successful,
4324 and a nonzero value to indicate failure.  A successful call also clears
4325 the end-of-file indicator of @var{stream} and discards any characters
4326 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}.
4328 @code{fseek} either flushes any buffered output before setting the file
4329 position or else remembers it so it will be written later in its proper
4330 place in the file.
4331 @end deftypefun
4333 @deftypefun int fseeko (FILE *@var{stream}, off_t @var{offset}, int @var{whence})
4334 @standards{Unix98, stdio.h}
4335 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4336 This function is similar to @code{fseek} but it corrects a problem with
4337 @code{fseek} in a system with POSIX types.  Using a value of type
4338 @code{long int} for the offset is not compatible with POSIX.
4339 @code{fseeko} uses the correct type @code{off_t} for the @var{offset}
4340 parameter.
4342 For this reason it is a good idea to prefer @code{ftello} whenever it is
4343 available since its functionality is (if different at all) closer the
4344 underlying definition.
4346 The functionality and return value are the same as for @code{fseek}.
4348 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4349 version 2.
4351 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4352 32 bit system this function is in fact @code{fseeko64}.  I.e., the
4353 LFS interface transparently replaces the old interface.
4354 @end deftypefun
4356 @deftypefun int fseeko64 (FILE *@var{stream}, off64_t @var{offset}, int @var{whence})
4357 @standards{Unix98, stdio.h}
4358 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4359 This function is similar to @code{fseeko} with the only difference that
4360 the @var{offset} parameter is of type @code{off64_t}.  This also
4361 requires that the stream @var{stream} was opened using either
4362 @code{fopen64}, @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise
4363 the underlying file operations to position the file pointer beyond the
4364 @twoexp{31} bytes limit might fail.
4366 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4367 bits machine this function is available under the name @code{fseeko}
4368 and so transparently replaces the old interface.
4369 @end deftypefun
4371 @strong{Portability Note:} In non-POSIX systems, @code{ftell},
4372 @code{ftello}, @code{fseek} and @code{fseeko} might work reliably only
4373 on binary streams.  @xref{Binary Streams}.
4375 The following symbolic constants are defined for use as the @var{whence}
4376 argument to @code{fseek}.  They are also used with the @code{lseek}
4377 function (@pxref{I/O Primitives}) and to specify offsets for file locks
4378 (@pxref{Control Operations}).
4380 @deftypevr Macro int SEEK_SET
4381 @standards{ISO, stdio.h}
4382 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4383 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} functions, specifies that
4384 the offset provided is relative to the beginning of the file.
4385 @end deftypevr
4387 @deftypevr Macro int SEEK_CUR
4388 @standards{ISO, stdio.h}
4389 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4390 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} functions, specifies that
4391 the offset provided is relative to the current file position.
4392 @end deftypevr
4394 @deftypevr Macro int SEEK_END
4395 @standards{ISO, stdio.h}
4396 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4397 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} functions, specifies that
4398 the offset provided is relative to the end of the file.
4399 @end deftypevr
4401 @deftypefun void rewind (FILE *@var{stream})
4402 @standards{ISO, stdio.h}
4403 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4404 The @code{rewind} function positions the stream @var{stream} at the
4405 beginning of the file.  It is equivalent to calling @code{fseek} or
4406 @code{fseeko} on the @var{stream} with an @var{offset} argument of
4407 @code{0L} and a @var{whence} argument of @code{SEEK_SET}, except that
4408 the return value is discarded and the error indicator for the stream is
4409 reset.
4410 @end deftypefun
4412 These three aliases for the @samp{SEEK_@dots{}} constants exist for the
4413 sake of compatibility with older BSD systems.  They are defined in two
4414 different header files: @file{fcntl.h} and @file{sys/file.h}.
4416 @vtable @code
4417 @item L_SET
4418 @standards{BSD, sys/file.h}
4419 An alias for @code{SEEK_SET}.
4421 @item L_INCR
4422 @standards{BSD, sys/file.h}
4423 An alias for @code{SEEK_CUR}.
4425 @item L_XTND
4426 @standards{BSD, sys/file.h}
4427 An alias for @code{SEEK_END}.
4428 @end vtable
4430 @node Portable Positioning
4431 @section Portable File-Position Functions
4433 On @gnusystems{}, the file position is truly a character count.  You
4434 can specify any character count value as an argument to @code{fseek} or
4435 @code{fseeko} and get reliable results for any random access file.
4436 However, some @w{ISO C} systems do not represent file positions in this
4437 way.
4439 On some systems where text streams truly differ from binary streams, it
4440 is impossible to represent the file position of a text stream as a count
4441 of characters from the beginning of the file.  For example, the file
4442 position on some systems must encode both a record offset within the
4443 file, and a character offset within the record.
4445 As a consequence, if you want your programs to be portable to these
4446 systems, you must observe certain rules:
4448 @itemize @bullet
4449 @item
4450 The value returned from @code{ftell} on a text stream has no predictable
4451 relationship to the number of characters you have read so far.  The only
4452 thing you can rely on is that you can use it subsequently as the
4453 @var{offset} argument to @code{fseek} or @code{fseeko} to move back to
4454 the same file position.
4456 @item
4457 In a call to @code{fseek} or @code{fseeko} on a text stream, either the
4458 @var{offset} must be zero, or @var{whence} must be @code{SEEK_SET} and
4459 the @var{offset} must be the result of an earlier call to @code{ftell}
4460 on the same stream.
4462 @item
4463 The value of the file position indicator of a text stream is undefined
4464 while there are characters that have been pushed back with @code{ungetc}
4465 that haven't been read or discarded.  @xref{Unreading}.
4466 @end itemize
4468 But even if you observe these rules, you may still have trouble for long
4469 files, because @code{ftell} and @code{fseek} use a @code{long int} value
4470 to represent the file position.  This type may not have room to encode
4471 all the file positions in a large file.  Using the @code{ftello} and
4472 @code{fseeko} functions might help here since the @code{off_t} type is
4473 expected to be able to hold all file position values but this still does
4474 not help to handle additional information which must be associated with
4475 a file position.
4477 So if you do want to support systems with peculiar encodings for the
4478 file positions, it is better to use the functions @code{fgetpos} and
4479 @code{fsetpos} instead.  These functions represent the file position
4480 using the data type @code{fpos_t}, whose internal representation varies
4481 from system to system.
4483 These symbols are declared in the header file @file{stdio.h}.
4484 @pindex stdio.h
4486 @deftp {Data Type} fpos_t
4487 @standards{ISO, stdio.h}
4488 This is the type of an object that can encode information about the
4489 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos} and
4490 @code{fsetpos}.
4492 In @theglibc{}, @code{fpos_t} is an opaque data structure that
4493 contains internal data to represent file offset and conversion state
4494 information.  In other systems, it might have a different internal
4495 representation.
4497 When compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32 bit machine
4498 this type is in fact equivalent to @code{fpos64_t} since the LFS
4499 interface transparently replaces the old interface.
4500 @end deftp
4502 @deftp {Data Type} fpos64_t
4503 @standards{Unix98, stdio.h}
4504 This is the type of an object that can encode information about the
4505 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos64} and
4506 @code{fsetpos64}.
4508 In @theglibc{}, @code{fpos64_t} is an opaque data structure that
4509 contains internal data to represent file offset and conversion state
4510 information.  In other systems, it might have a different internal
4511 representation.
4512 @end deftp
4514 @deftypefun int fgetpos (FILE *@var{stream}, fpos_t *@var{position})
4515 @standards{ISO, stdio.h}
4516 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4517 This function stores the value of the file position indicator for the
4518 stream @var{stream} in the @code{fpos_t} object pointed to by
4519 @var{position}.  If successful, @code{fgetpos} returns zero; otherwise
4520 it returns a nonzero value and stores an implementation-defined positive
4521 value in @code{errno}.
4523 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4524 32 bit system the function is in fact @code{fgetpos64}.  I.e., the LFS
4525 interface transparently replaces the old interface.
4526 @end deftypefun
4528 @deftypefun int fgetpos64 (FILE *@var{stream}, fpos64_t *@var{position})
4529 @standards{Unix98, stdio.h}
4530 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4531 This function is similar to @code{fgetpos} but the file position is
4532 returned in a variable of type @code{fpos64_t} to which @var{position}
4533 points.
4535 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4536 bits machine this function is available under the name @code{fgetpos}
4537 and so transparently replaces the old interface.
4538 @end deftypefun
4540 @deftypefun int fsetpos (FILE *@var{stream}, const fpos_t *@var{position})
4541 @standards{ISO, stdio.h}
4542 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4543 This function sets the file position indicator for the stream @var{stream}
4544 to the position @var{position}, which must have been set by a previous
4545 call to @code{fgetpos} on the same stream.  If successful, @code{fsetpos}
4546 clears the end-of-file indicator on the stream, discards any characters
4547 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}, and returns a value
4548 of zero.  Otherwise, @code{fsetpos} returns a nonzero value and stores
4549 an implementation-defined positive value in @code{errno}.
4551 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4552 32 bit system the function is in fact @code{fsetpos64}.  I.e., the LFS
4553 interface transparently replaces the old interface.
4554 @end deftypefun
4556 @deftypefun int fsetpos64 (FILE *@var{stream}, const fpos64_t *@var{position})
4557 @standards{Unix98, stdio.h}
4558 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4559 This function is similar to @code{fsetpos} but the file position used
4560 for positioning is provided in a variable of type @code{fpos64_t} to
4561 which @var{position} points.
4563 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4564 bits machine this function is available under the name @code{fsetpos}
4565 and so transparently replaces the old interface.
4566 @end deftypefun
4568 @node Stream Buffering
4569 @section Stream Buffering
4571 @cindex buffering of streams
4572 Characters that are written to a stream are normally accumulated and
4573 transmitted asynchronously to the file in a block, instead of appearing
4574 as soon as they are output by the application program.  Similarly,
4575 streams often retrieve input from the host environment in blocks rather
4576 than on a character-by-character basis.  This is called @dfn{buffering}.
4578 If you are writing programs that do interactive input and output using
4579 streams, you need to understand how buffering works when you design the
4580 user interface to your program.  Otherwise, you might find that output
4581 (such as progress or prompt messages) doesn't appear when you intended
4582 it to, or displays some other unexpected behavior.
4584 This section deals only with controlling when characters are transmitted
4585 between the stream and the file or device, and @emph{not} with how
4586 things like echoing, flow control, and the like are handled on specific
4587 classes of devices.  For information on common control operations on
4588 terminal devices, see @ref{Low-Level Terminal Interface}.
4590 You can bypass the stream buffering facilities altogether by using the
4591 low-level input and output functions that operate on file descriptors
4592 instead.  @xref{Low-Level I/O}.
4594 @menu
4595 * Buffering Concepts::          Terminology is defined here.
4596 * Flushing Buffers::            How to ensure that output buffers are flushed.
4597 * Controlling Buffering::       How to specify what kind of buffering to use.
4598 @end menu
4600 @node Buffering Concepts
4601 @subsection Buffering Concepts
4603 There are three different kinds of buffering strategies:
4605 @itemize @bullet
4606 @item
4607 Characters written to or read from an @dfn{unbuffered} stream are
4608 transmitted individually to or from the file as soon as possible.
4609 @cindex unbuffered stream
4611 @item
4612 Characters written to a @dfn{line buffered} stream are transmitted to
4613 the file in blocks when a newline character is encountered.
4614 @cindex line buffered stream
4616 @item
4617 Characters written to or read from a @dfn{fully buffered} stream are
4618 transmitted to or from the file in blocks of arbitrary size.
4619 @cindex fully buffered stream
4620 @end itemize
4622 Newly opened streams are normally fully buffered, with one exception: a
4623 stream connected to an interactive device such as a terminal is
4624 initially line buffered.  @xref{Controlling Buffering}, for information
4625 on how to select a different kind of buffering.  Usually the automatic
4626 selection gives you the most convenient kind of buffering for the file
4627 or device you open.
4629 The use of line buffering for interactive devices implies that output
4630 messages ending in a newline will appear immediately---which is usually
4631 what you want.  Output that doesn't end in a newline might or might not
4632 show up immediately, so if you want them to appear immediately, you
4633 should flush buffered output explicitly with @code{fflush}, as described
4634 in @ref{Flushing Buffers}.
4636 @node Flushing Buffers
4637 @subsection Flushing Buffers
4639 @cindex flushing a stream
4640 @dfn{Flushing} output on a buffered stream means transmitting all
4641 accumulated characters to the file.  There are many circumstances when
4642 buffered output on a stream is flushed automatically:
4644 @itemize @bullet
4645 @item
4646 When you try to do output and the output buffer is full.
4648 @item
4649 When the stream is closed.  @xref{Closing Streams}.
4651 @item
4652 When the program terminates by calling @code{exit}.
4653 @xref{Normal Termination}.
4655 @item
4656 When a newline is written, if the stream is line buffered.
4658 @item
4659 Whenever an input operation on @emph{any} stream actually reads data
4660 from its file.
4661 @end itemize
4663 If you want to flush the buffered output at another time, call
4664 @code{fflush}, which is declared in the header file @file{stdio.h}.
4665 @pindex stdio.h
4667 @deftypefun int fflush (FILE *@var{stream})
4668 @standards{ISO, stdio.h}
4669 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4670 This function causes any buffered output on @var{stream} to be delivered
4671 to the file.  If @var{stream} is a null pointer, then
4672 @code{fflush} causes buffered output on @emph{all} open output streams
4673 to be flushed.
4675 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, or zero
4676 otherwise.
4677 @end deftypefun
4679 @deftypefun int fflush_unlocked (FILE *@var{stream})
4680 @standards{POSIX, stdio.h}
4681 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
4682 The @code{fflush_unlocked} function is equivalent to the @code{fflush}
4683 function except that it does not implicitly lock the stream.
4684 @end deftypefun
4686 The @code{fflush} function can be used to flush all streams currently
4687 opened.  While this is useful in some situations it does often more than
4688 necessary since it might be done in situations when terminal input is
4689 required and the program wants to be sure that all output is visible on
4690 the terminal.  But this means that only line buffered streams have to be
4691 flushed.  Solaris introduced a function especially for this.  It was
4692 always available in @theglibc{} in some form but never officially
4693 exported.
4695 @deftypefun void _flushlbf (void)
4696 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4697 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4698 The @code{_flushlbf} function flushes all line buffered streams
4699 currently opened.
4701 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4702 @end deftypefun
4704 @strong{Compatibility Note:} Some brain-damaged operating systems have
4705 been known to be so thoroughly fixated on line-oriented input and output
4706 that flushing a line buffered stream causes a newline to be written!
4707 Fortunately, this ``feature'' seems to be becoming less common.  You do
4708 not need to worry about this with @theglibc{}.
4710 In some situations it might be useful to not flush the output pending
4711 for a stream but instead simply forget it.  If transmission is costly
4712 and the output is not needed anymore this is valid reasoning.  In this
4713 situation a non-standard function introduced in Solaris and available in
4714 @theglibc{} can be used.
4716 @deftypefun void __fpurge (FILE *@var{stream})
4717 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4718 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
4719 The @code{__fpurge} function causes the buffer of the stream
4720 @var{stream} to be emptied.  If the stream is currently in read mode all
4721 input in the buffer is lost.  If the stream is in output mode the
4722 buffered output is not written to the device (or whatever other
4723 underlying storage) and the buffer is cleared.
4725 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
4726 @end deftypefun
4728 @node Controlling Buffering
4729 @subsection Controlling Which Kind of Buffering
4731 After opening a stream (but before any other operations have been
4732 performed on it), you can explicitly specify what kind of buffering you
4733 want it to have using the @code{setvbuf} function.
4734 @cindex buffering, controlling
4736 The facilities listed in this section are declared in the header
4737 file @file{stdio.h}.
4738 @pindex stdio.h
4740 @deftypefun int setvbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, int @var{mode}, size_t @var{size})
4741 @standards{ISO, stdio.h}
4742 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4743 This function is used to specify that the stream @var{stream} should
4744 have the buffering mode @var{mode}, which can be either @code{_IOFBF}
4745 (for full buffering), @code{_IOLBF} (for line buffering), or
4746 @code{_IONBF} (for unbuffered input/output).
4748 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, then @code{setvbuf}
4749 allocates a buffer itself using @code{malloc}.  This buffer will be freed
4750 when you close the stream.
4752 Otherwise, @var{buf} should be a character array that can hold at least
4753 @var{size} characters.  You should not free the space for this array as
4754 long as the stream remains open and this array remains its buffer.  You
4755 should usually either allocate it statically, or @code{malloc}
4756 (@pxref{Unconstrained Allocation}) the buffer.  Using an automatic array
4757 is not a good idea unless you close the file before exiting the block
4758 that declares the array.
4760 While the array remains a stream buffer, the stream I/O functions will
4761 use the buffer for their internal purposes.  You shouldn't try to access
4762 the values in the array directly while the stream is using it for
4763 buffering.
4765 The @code{setvbuf} function returns zero on success, or a nonzero value
4766 if the value of @var{mode} is not valid or if the request could not
4767 be honored.
4768 @end deftypefun
4770 @deftypevr Macro int _IOFBF
4771 @standards{ISO, stdio.h}
4772 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4773 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4774 specify that the stream should be fully buffered.
4775 @end deftypevr
4777 @deftypevr Macro int _IOLBF
4778 @standards{ISO, stdio.h}
4779 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4780 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4781 specify that the stream should be line buffered.
4782 @end deftypevr
4784 @deftypevr Macro int _IONBF
4785 @standards{ISO, stdio.h}
4786 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4787 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4788 specify that the stream should be unbuffered.
4789 @end deftypevr
4791 @deftypevr Macro int BUFSIZ
4792 @standards{ISO, stdio.h}
4793 The value of this macro is an integer constant expression that is good
4794 to use for the @var{size} argument to @code{setvbuf}.  This value is
4795 guaranteed to be at least @code{256}.
4797 The value of @code{BUFSIZ} is chosen on each system so as to make stream
4798 I/O efficient.  So it is a good idea to use @code{BUFSIZ} as the size
4799 for the buffer when you call @code{setvbuf}.
4801 Actually, you can get an even better value to use for the buffer size
4802 by means of the @code{fstat} system call: it is found in the
4803 @code{st_blksize} field of the file attributes.  @xref{Attribute Meanings}.
4805 Sometimes people also use @code{BUFSIZ} as the allocation size of
4806 buffers used for related purposes, such as strings used to receive a
4807 line of input with @code{fgets} (@pxref{Character Input}).  There is no
4808 particular reason to use @code{BUFSIZ} for this instead of any other
4809 integer, except that it might lead to doing I/O in chunks of an
4810 efficient size.
4811 @end deftypevr
4813 @deftypefun void setbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf})
4814 @standards{ISO, stdio.h}
4815 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4816 If @var{buf} is a null pointer, the effect of this function is
4817 equivalent to calling @code{setvbuf} with a @var{mode} argument of
4818 @code{_IONBF}.  Otherwise, it is equivalent to calling @code{setvbuf}
4819 with @var{buf}, and a @var{mode} of @code{_IOFBF} and a @var{size}
4820 argument of @code{BUFSIZ}.
4822 The @code{setbuf} function is provided for compatibility with old code;
4823 use @code{setvbuf} in all new programs.
4824 @end deftypefun
4826 @deftypefun void setbuffer (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, size_t @var{size})
4827 @standards{BSD, stdio.h}
4828 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4829 If @var{buf} is a null pointer, this function makes @var{stream} unbuffered.
4830 Otherwise, it makes @var{stream} fully buffered using @var{buf} as the
4831 buffer.  The @var{size} argument specifies the length of @var{buf}.
4833 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4834 @code{setvbuf} instead.
4835 @end deftypefun
4837 @deftypefun void setlinebuf (FILE *@var{stream})
4838 @standards{BSD, stdio.h}
4839 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4840 This function makes @var{stream} be line buffered, and allocates the
4841 buffer for you.
4843 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4844 @code{setvbuf} instead.
4845 @end deftypefun
4847 It is possible to query whether a given stream is line buffered or not
4848 using a non-standard function introduced in Solaris and available in
4849 @theglibc{}.
4851 @deftypefun int __flbf (FILE *@var{stream})
4852 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4853 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4854 The @code{__flbf} function will return a nonzero value in case the
4855 stream @var{stream} is line buffered.  Otherwise the return value is
4856 zero.
4858 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4859 @end deftypefun
4861 Two more extensions allow to determine the size of the buffer and how
4862 much of it is used.  These functions were also introduced in Solaris.
4864 @deftypefun size_t __fbufsize (FILE *@var{stream})
4865 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4866 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acsafe{}}
4867 The @code{__fbufsize} function return the size of the buffer in the
4868 stream @var{stream}.  This value can be used to optimize the use of the
4869 stream.
4871 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4872 @end deftypefun
4874 @deftypefun size_t __fpending (FILE *@var{stream})
4875 @standards{GNU, stdio_ext.h}
4876 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acsafe{}}
4877 The @code{__fpending}
4878 function returns the number of bytes currently in the output buffer.
4879 For wide-oriented streams the measuring unit is wide characters.  This
4880 function should not be used on buffers in read mode or opened read-only.
4882 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4883 @end deftypefun
4885 @node Other Kinds of Streams
4886 @section Other Kinds of Streams
4888 @Theglibc{} provides ways for you to define additional kinds of
4889 streams that do not necessarily correspond to an open file.
4891 One such type of stream takes input from or writes output to a string.
4892 These kinds of streams are used internally to implement the
4893 @code{sprintf} and @code{sscanf} functions.  You can also create such a
4894 stream explicitly, using the functions described in @ref{String Streams}.
4896 More generally, you can define streams that do input/output to arbitrary
4897 objects using functions supplied by your program.  This protocol is
4898 discussed in @ref{Custom Streams}.
4900 @strong{Portability Note:} The facilities described in this section are
4901 specific to GNU.  Other systems or C implementations might or might not
4902 provide equivalent functionality.
4904 @menu
4905 * String Streams::              Streams that get data from or put data in
4906                                  a string or memory buffer.
4907 * Custom Streams::              Defining your own streams with an arbitrary
4908                                  input data source and/or output data sink.
4909 @end menu
4911 @node String Streams
4912 @subsection String Streams
4914 @cindex stream, for I/O to a string
4915 @cindex string stream
4916 The @code{fmemopen} and @code{open_memstream} functions allow you to do
4917 I/O to a string or memory buffer.  These facilities are declared in
4918 @file{stdio.h}.
4919 @pindex stdio.h
4921 @deftypefun {FILE *} fmemopen (void *@var{buf}, size_t @var{size}, const char *@var{opentype})
4922 @standards{GNU, stdio.h}
4923 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
4924 @c Unlike open_memstream, fmemopen does (indirectly) call _IO_link_in,
4925 @c bringing with it additional potential for async trouble with
4926 @c list_all_lock.
4927 This function opens a stream that allows the access specified by the
4928 @var{opentype} argument, that reads from or writes to the buffer specified
4929 by the argument @var{buf}.  This array must be at least @var{size} bytes long.
4931 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, @code{fmemopen}
4932 dynamically allocates an array @var{size} bytes long (as with @code{malloc};
4933 @pxref{Unconstrained Allocation}).  This is really only useful
4934 if you are going to write things to the buffer and then read them back
4935 in again, because you have no way of actually getting a pointer to the
4936 buffer (for this, try @code{open_memstream}, below).  The buffer is
4937 freed when the stream is closed.
4939 The argument @var{opentype} is the same as in @code{fopen}
4940 (@pxref{Opening Streams}).  If the @var{opentype} specifies
4941 append mode, then the initial file position is set to the first null
4942 character in the buffer.  Otherwise the initial file position is at the
4943 beginning of the buffer.
4945 When a stream open for writing is flushed or closed, a null character
4946 (zero byte) is written at the end of the buffer if it fits.  You
4947 should add an extra byte to the @var{size} argument to account for this.
4948 Attempts to write more than @var{size} bytes to the buffer result
4949 in an error.
4951 For a stream open for reading, null characters (zero bytes) in the
4952 buffer do not count as ``end of file''.  Read operations indicate end of
4953 file only when the file position advances past @var{size} bytes.  So, if
4954 you want to read characters from a null-terminated string, you should
4955 supply the length of the string as the @var{size} argument.
4956 @end deftypefun
4958 Here is an example of using @code{fmemopen} to create a stream for
4959 reading from a string:
4961 @smallexample
4962 @include memopen.c.texi
4963 @end smallexample
4965 This program produces the following output:
4967 @smallexample
4968 Got f
4969 Got o
4970 Got o
4971 Got b
4972 Got a
4973 Got r
4974 @end smallexample
4976 @deftypefun {FILE *} open_memstream (char **@var{ptr}, size_t *@var{sizeloc})
4977 @standards{GNU, stdio.h}
4978 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4979 This function opens a stream for writing to a buffer.  The buffer is
4980 allocated dynamically and grown as necessary, using @code{malloc}.
4981 After you've closed the stream, this buffer is your responsibility to
4982 clean up using @code{free} or @code{realloc}.  @xref{Unconstrained Allocation}.
4984 When the stream is closed with @code{fclose} or flushed with
4985 @code{fflush}, the locations @var{ptr} and @var{sizeloc} are updated to
4986 contain the pointer to the buffer and its size.  The values thus stored
4987 remain valid only as long as no further output on the stream takes
4988 place.  If you do more output, you must flush the stream again to store
4989 new values before you use them again.
4991 A null character is written at the end of the buffer.  This null character
4992 is @emph{not} included in the size value stored at @var{sizeloc}.
4994 You can move the stream's file position with @code{fseek} or
4995 @code{fseeko} (@pxref{File Positioning}).  Moving the file position past
4996 the end of the data already written fills the intervening space with
4997 zeroes.
4998 @end deftypefun
5000 Here is an example of using @code{open_memstream}:
5002 @smallexample
5003 @include memstrm.c.texi
5004 @end smallexample
5006 This program produces the following output:
5008 @smallexample
5009 buf = `hello', size = 5
5010 buf = `hello, world', size = 12
5011 @end smallexample
5013 @node Custom Streams
5014 @subsection Programming Your Own Custom Streams
5015 @cindex custom streams
5016 @cindex programming your own streams
5018 This section describes how you can make a stream that gets input from an
5019 arbitrary data source or writes output to an arbitrary data sink
5020 programmed by you.  We call these @dfn{custom streams}.  The functions
5021 and types described here are all GNU extensions.
5023 @c !!! this does not talk at all about the higher-level hooks
5025 @menu
5026 * Streams and Cookies::         The @dfn{cookie} records where to fetch or
5027                                  store data that is read or written.
5028 * Hook Functions::              How you should define the four @dfn{hook
5029                                  functions} that a custom stream needs.
5030 @end menu
5032 @node Streams and Cookies
5033 @subsubsection Custom Streams and Cookies
5034 @cindex cookie, for custom stream
5036 Inside every custom stream is a special object called the @dfn{cookie}.
5037 This is an object supplied by you which records where to fetch or store
5038 the data read or written.  It is up to you to define a data type to use
5039 for the cookie.  The stream functions in the library never refer
5040 directly to its contents, and they don't even know what the type is;
5041 they record its address with type @code{void *}.
5043 To implement a custom stream, you must specify @emph{how} to fetch or
5044 store the data in the specified place.  You do this by defining
5045 @dfn{hook functions} to read, write, change ``file position'', and close
5046 the stream.  All four of these functions will be passed the stream's
5047 cookie so they can tell where to fetch or store the data.  The library
5048 functions don't know what's inside the cookie, but your functions will
5049 know.
5051 When you create a custom stream, you must specify the cookie pointer,
5052 and also the four hook functions stored in a structure of type
5053 @code{cookie_io_functions_t}.
5055 These facilities are declared in @file{stdio.h}.
5056 @pindex stdio.h
5058 @deftp {Data Type} {cookie_io_functions_t}
5059 @standards{GNU, stdio.h}
5060 This is a structure type that holds the functions that define the
5061 communications protocol between the stream and its cookie.  It has
5062 the following members:
5064 @table @code
5065 @item cookie_read_function_t *read
5066 This is the function that reads data from the cookie.  If the value is a
5067 null pointer instead of a function, then read operations on this stream
5068 always return @code{EOF}.
5070 @item cookie_write_function_t *write
5071 This is the function that writes data to the cookie.  If the value is a
5072 null pointer instead of a function, then data written to the stream is
5073 discarded.
5075 @item cookie_seek_function_t *seek
5076 This is the function that performs the equivalent of file positioning on
5077 the cookie.  If the value is a null pointer instead of a function, calls
5078 to @code{fseek} or @code{fseeko} on this stream can only seek to
5079 locations within the buffer; any attempt to seek outside the buffer will
5080 return an @code{ESPIPE} error.
5082 @item cookie_close_function_t *close
5083 This function performs any appropriate cleanup on the cookie when
5084 closing the stream.  If the value is a null pointer instead of a
5085 function, nothing special is done to close the cookie when the stream is
5086 closed.
5087 @end table
5088 @end deftp
5090 @deftypefun {FILE *} fopencookie (void *@var{cookie}, const char *@var{opentype}, cookie_io_functions_t @var{io-functions})
5091 @standards{GNU, stdio.h}
5092 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
5093 This function actually creates the stream for communicating with the
5094 @var{cookie} using the functions in the @var{io-functions} argument.
5095 The @var{opentype} argument is interpreted as for @code{fopen};
5096 see @ref{Opening Streams}.  (But note that the ``truncate on
5097 open'' option is ignored.)  The new stream is fully buffered.
5099 The @code{fopencookie} function returns the newly created stream, or a null
5100 pointer in case of an error.
5101 @end deftypefun
5103 @node Hook Functions
5104 @subsubsection Custom Stream Hook Functions
5105 @cindex hook functions (of custom streams)
5107 Here are more details on how you should define the four hook functions
5108 that a custom stream needs.
5110 You should define the function to read data from the cookie as:
5112 @smallexample
5113 ssize_t @var{reader} (void *@var{cookie}, char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5114 @end smallexample
5116 This is very similar to the @code{read} function; see @ref{I/O
5117 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes into
5118 the @var{buffer}, and return the number of bytes read, or zero to
5119 indicate end-of-file.  You can return a value of @code{-1} to indicate
5120 an error.
5122 You should define the function to write data to the cookie as:
5124 @smallexample
5125 ssize_t @var{writer} (void *@var{cookie}, const char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5126 @end smallexample
5128 This is very similar to the @code{write} function; see @ref{I/O
5129 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes from
5130 the buffer, and return the number of bytes written.  You can return a
5131 value of @code{0} to indicate an error.  You must not return any
5132 negative value.
5134 You should define the function to perform seek operations on the cookie
5137 @smallexample
5138 int @var{seeker} (void *@var{cookie}, off64_t *@var{position}, int @var{whence})
5139 @end smallexample
5141 For this function, the @var{position} and @var{whence} arguments are
5142 interpreted as for @code{fgetpos}; see @ref{Portable Positioning}.
5144 After doing the seek operation, your function should store the resulting
5145 file position relative to the beginning of the file in @var{position}.
5146 Your function should return a value of @code{0} on success and @code{-1}
5147 to indicate an error.
5149 You should define the function to do cleanup operations on the cookie
5150 appropriate for closing the stream as:
5152 @smallexample
5153 int @var{cleaner} (void *@var{cookie})
5154 @end smallexample
5156 Your function should return @code{-1} to indicate an error, and @code{0}
5157 otherwise.
5159 @deftp {Data Type} cookie_read_function_t
5160 @standards{GNU, stdio.h}
5161 This is the data type that the read function for a custom stream should have.
5162 If you declare the function as shown above, this is the type it will have.
5163 @end deftp
5165 @deftp {Data Type} cookie_write_function_t
5166 @standards{GNU, stdio.h}
5167 The data type of the write function for a custom stream.
5168 @end deftp
5170 @deftp {Data Type} cookie_seek_function_t
5171 @standards{GNU, stdio.h}
5172 The data type of the seek function for a custom stream.
5173 @end deftp
5175 @deftp {Data Type} cookie_close_function_t
5176 @standards{GNU, stdio.h}
5177 The data type of the close function for a custom stream.
5178 @end deftp
5180 @ignore
5181 Roland says:
5183 @quotation
5184 There is another set of functions one can give a stream, the
5185 input-room and output-room functions.  These functions must
5186 understand stdio internals.  To describe how to use these
5187 functions, you also need to document lots of how stdio works
5188 internally (which isn't relevant for other uses of stdio).
5189 Perhaps I can write an interface spec from which you can write
5190 good documentation.  But it's pretty complex and deals with lots
5191 of nitty-gritty details.  I think it might be better to let this
5192 wait until the rest of the manual is more done and polished.
5193 @end quotation
5194 @end ignore
5196 @c ??? This section could use an example.
5199 @node Formatted Messages
5200 @section Formatted Messages
5201 @cindex formatted messages
5203 On systems which are based on System V messages of programs (especially
5204 the system tools) are printed in a strict form using the @code{fmtmsg}
5205 function.  The uniformity sometimes helps the user to interpret messages
5206 and the strictness tests of the @code{fmtmsg} function ensure that the
5207 programmer follows some minimal requirements.
5209 @menu
5210 * Printing Formatted Messages::   The @code{fmtmsg} function.
5211 * Adding Severity Classes::       Add more severity classes.
5212 * Example::                       How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}.
5213 @end menu
5216 @node Printing Formatted Messages
5217 @subsection Printing Formatted Messages
5219 Messages can be printed to standard error and/or to the console.  To
5220 select the destination the programmer can use the following two values,
5221 bitwise OR combined if wanted, for the @var{classification} parameter of
5222 @code{fmtmsg}:
5224 @vtable @code
5225 @item MM_PRINT
5226 Display the message in standard error.
5227 @item MM_CONSOLE
5228 Display the message on the system console.
5229 @end vtable
5231 The erroneous piece of the system can be signalled by exactly one of the
5232 following values which also is bitwise ORed with the
5233 @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}:
5235 @vtable @code
5236 @item MM_HARD
5237 The source of the condition is some hardware.
5238 @item MM_SOFT
5239 The source of the condition is some software.
5240 @item MM_FIRM
5241 The source of the condition is some firmware.
5242 @end vtable
5244 A third component of the @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}
5245 can describe the part of the system which detects the problem.  This is
5246 done by using exactly one of the following values:
5248 @vtable @code
5249 @item MM_APPL
5250 The erroneous condition is detected by the application.
5251 @item MM_UTIL
5252 The erroneous condition is detected by a utility.
5253 @item MM_OPSYS
5254 The erroneous condition is detected by the operating system.
5255 @end vtable
5257 A last component of @var{classification} can signal the results of this
5258 message.  Exactly one of the following values can be used:
5260 @vtable @code
5261 @item MM_RECOVER
5262 It is a recoverable error.
5263 @item MM_NRECOV
5264 It is a non-recoverable error.
5265 @end vtable
5267 @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})
5268 @standards{XPG, fmtmsg.h}
5269 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asulock{}}@acsafe{}}
5270 Display a message described by its parameters on the device(s) specified
5271 in the @var{classification} parameter.  The @var{label} parameter
5272 identifies the source of the message.  The string should consist of two
5273 colon separated parts where the first part has not more than 10 and the
5274 second part not more than 14 characters.  The @var{text} parameter
5275 describes the condition of the error, the @var{action} parameter possible
5276 steps to recover from the error and the @var{tag} parameter is a
5277 reference to the online documentation where more information can be
5278 found.  It should contain the @var{label} value and a unique
5279 identification number.
5281 Each of the parameters can be a special value which means this value
5282 is to be omitted.  The symbolic names for these values are:
5284 @vtable @code
5285 @item MM_NULLLBL
5286 Ignore @var{label} parameter.
5287 @item MM_NULLSEV
5288 Ignore @var{severity} parameter.
5289 @item MM_NULLMC
5290 Ignore @var{classification} parameter.  This implies that nothing is
5291 actually printed.
5292 @item MM_NULLTXT
5293 Ignore @var{text} parameter.
5294 @item MM_NULLACT
5295 Ignore @var{action} parameter.
5296 @item MM_NULLTAG
5297 Ignore @var{tag} parameter.
5298 @end vtable
5300 There is another way certain fields can be omitted from the output to
5301 standard error.  This is described below in the description of
5302 environment variables influencing the behavior.
5304 The @var{severity} parameter can have one of the values in the following
5305 table:
5306 @cindex severity class
5308 @vtable @code
5309 @item MM_NOSEV
5310 Nothing is printed, this value is the same as @code{MM_NULLSEV}.
5311 @item MM_HALT
5312 This value is printed as @code{HALT}.
5313 @item MM_ERROR
5314 This value is printed as @code{ERROR}.
5315 @item MM_WARNING
5316 This value is printed as @code{WARNING}.
5317 @item MM_INFO
5318 This value is printed as @code{INFO}.
5319 @end vtable
5321 The numeric value of these five macros are between @code{0} and
5322 @code{4}.  Using the environment variable @code{SEV_LEVEL} or using the
5323 @code{addseverity} function one can add more severity levels with their
5324 corresponding string to print.  This is described below
5325 (@pxref{Adding Severity Classes}).
5327 @noindent
5328 If no parameter is ignored the output looks like this:
5330 @smallexample
5331 @var{label}: @var{severity-string}: @var{text}
5332 TO FIX: @var{action} @var{tag}
5333 @end smallexample
5335 The colons, new line characters and the @code{TO FIX} string are
5336 inserted if necessary, i.e., if the corresponding parameter is not
5337 ignored.
5339 This function is specified in the X/Open Portability Guide.  It is also
5340 available on all systems derived from System V.
5342 The function returns the value @code{MM_OK} if no error occurred.  If
5343 only the printing to standard error failed, it returns @code{MM_NOMSG}.
5344 If printing to the console fails, it returns @code{MM_NOCON}.  If
5345 nothing is printed @code{MM_NOTOK} is returned.  Among situations where
5346 all outputs fail this last value is also returned if a parameter value
5347 is incorrect.
5348 @end deftypefun
5350 There are two environment variables which influence the behavior of
5351 @code{fmtmsg}.  The first is @code{MSGVERB}.  It is used to control the
5352 output actually happening on standard error (@emph{not} the console
5353 output).  Each of the five fields can explicitly be enabled.  To do
5354 this the user has to put the @code{MSGVERB} variable with a format like
5355 the following in the environment before calling the @code{fmtmsg} function
5356 the first time:
5358 @smallexample
5359 MSGVERB=@var{keyword}[:@var{keyword}[:@dots{}]]
5360 @end smallexample
5362 Valid @var{keyword}s are @code{label}, @code{severity}, @code{text},
5363 @code{action}, and @code{tag}.  If the environment variable is not given
5364 or is the empty string, a not supported keyword is given or the value is
5365 somehow else invalid, no part of the message is masked out.
5367 The second environment variable which influences the behavior of
5368 @code{fmtmsg} is @code{SEV_LEVEL}.  This variable and the change in the
5369 behavior of @code{fmtmsg} is not specified in the X/Open Portability
5370 Guide.  It is available in System V systems, though.  It can be used to
5371 introduce new severity levels.  By default, only the five severity levels
5372 described above are available.  Any other numeric value would make
5373 @code{fmtmsg} print nothing.
5375 If the user puts @code{SEV_LEVEL} with a format like
5377 @smallexample
5378 SEV_LEVEL=[@var{description}[:@var{description}[:@dots{}]]]
5379 @end smallexample
5381 @noindent
5382 in the environment of the process before the first call to
5383 @code{fmtmsg}, where @var{description} has a value of the form
5385 @smallexample
5386 @var{severity-keyword},@var{level},@var{printstring}
5387 @end smallexample
5389 The @var{severity-keyword} part is not used by @code{fmtmsg} but it has
5390 to be present.  The @var{level} part is a string representation of a
5391 number.  The numeric value must be a number greater than 4.  This value
5392 must be used in the @var{severity} parameter of @code{fmtmsg} to select
5393 this class.  It is not possible to overwrite any of the predefined
5394 classes.  The @var{printstring} is the string printed when a message of
5395 this class is processed by @code{fmtmsg} (see above, @code{fmtsmg} does
5396 not print the numeric value but instead the string representation).
5399 @node Adding Severity Classes
5400 @subsection Adding Severity Classes
5401 @cindex severity class
5403 There is another possibility to introduce severity classes besides using
5404 the environment variable @code{SEV_LEVEL}.  This simplifies the task of
5405 introducing new classes in a running program.  One could use the
5406 @code{setenv} or @code{putenv} function to set the environment variable,
5407 but this is toilsome.
5409 @deftypefun int addseverity (int @var{severity}, const char *@var{string})
5410 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{}}}
5411 This function allows the introduction of new severity classes which can be
5412 addressed by the @var{severity} parameter of the @code{fmtmsg} function.
5413 The @var{severity} parameter of @code{addseverity} must match the value
5414 for the parameter with the same name of @code{fmtmsg}, and @var{string}
5415 is the string printed in the actual messages instead of the numeric
5416 value.
5418 If @var{string} is @code{NULL} the severity class with the numeric value
5419 according to @var{severity} is removed.
5421 It is not possible to overwrite or remove one of the default severity
5422 classes.  All calls to @code{addseverity} with @var{severity} set to one
5423 of the values for the default classes will fail.
5425 The return value is @code{MM_OK} if the task was successfully performed.
5426 If the return value is @code{MM_NOTOK} something went wrong.  This could
5427 mean that no more memory is available or a class is not available when
5428 it has to be removed.
5430 This function is not specified in the X/Open Portability Guide although
5431 the @code{fmtsmg} function is.  It is available on System V systems.
5432 @end deftypefun
5435 @node Example
5436 @subsection How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}
5438 Here is a simple example program to illustrate the use of both
5439 functions described in this section.
5441 @smallexample
5442 @include fmtmsgexpl.c.texi
5443 @end smallexample
5445 The second call to @code{fmtmsg} illustrates a use of this function as
5446 it usually occurs on System V systems, which heavily use this function.
5447 It seems worthwhile to give a short explanation here of how this system
5448 works on System V.  The value of the
5449 @var{label} field (@code{UX:cat}) says that the error occurred in the
5450 Unix program @code{cat}.  The explanation of the error follows and the
5451 value for the @var{action} parameter is @code{"refer to manual"}.  One
5452 could be more specific here, if necessary.  The @var{tag} field contains,
5453 as proposed above, the value of the string given for the @var{label}
5454 parameter, and additionally a unique ID (@code{001} in this case).  For
5455 a GNU environment this string could contain a reference to the
5456 corresponding node in the Info page for the program.
5458 @noindent
5459 Running this program without specifying the @code{MSGVERB} and
5460 @code{SEV_LEVEL} function produces the following output:
5462 @smallexample
5463 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5464 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5465 @end smallexample
5467 We see the different fields of the message and how the extra glue (the
5468 colons and the @code{TO FIX} string) is printed.  But only one of the
5469 three calls to @code{fmtmsg} produced output.  The first call does not
5470 print anything because the @var{label} parameter is not in the correct
5471 form.  The string must contain two fields, separated by a colon
5472 (@pxref{Printing Formatted Messages}).  The third @code{fmtmsg} call
5473 produced no output since the class with the numeric value @code{6} is
5474 not defined.  Although a class with numeric value @code{5} is also not
5475 defined by default, the call to @code{addseverity} introduces it and
5476 the second call to @code{fmtmsg} produces the above output.
5478 When we change the environment of the program to contain
5479 @code{SEV_LEVEL=XXX,6,NOTE} when running it we get a different result:
5481 @smallexample
5482 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5483 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5484 label:foo: NOTE: text
5485 TO FIX: action tag
5486 @end smallexample
5488 Now the third call to @code{fmtmsg} produced some output and we see how
5489 the string @code{NOTE} from the environment variable appears in the
5490 message.
5492 Now we can reduce the output by specifying which fields we are
5493 interested in.  If we additionally set the environment variable
5494 @code{MSGVERB} to the value @code{severity:label:action} we get the
5495 following output:
5497 @smallexample
5498 UX:cat: NOTE2
5499 TO FIX: refer to manual
5500 label:foo: NOTE
5501 TO FIX: action
5502 @end smallexample
5504 @noindent
5505 I.e., the output produced by the @var{text} and the @var{tag} parameters
5506 to @code{fmtmsg} vanished.  Please also note that now there is no colon
5507 after the @code{NOTE} and @code{NOTE2} strings in the output.  This is
5508 not necessary since there is no more output on this line because the text
5509 is missing.