* sysdeps/unix/sysv/linux/configure.in
[glibc.git] / manual / stdio.texi
blobda29f4386781b74a0bfc7f018390acca8d9d3635
1 @node I/O on Streams, Low-Level I/O, I/O Overview, Top
2 @c %MENU% High-level, portable I/O facilities
3 @chapter Input/Output on Streams
4 @c fix an overfull:
5 @tex
6 \hyphenation{which-ever}
7 @end tex
9 This chapter describes the functions for creating streams and performing
10 input and output operations on them.  As discussed in @ref{I/O
11 Overview}, a stream is a fairly abstract, high-level concept
12 representing a communications channel to a file, device, or process.
14 @menu
15 * Streams::                     About the data type representing a stream.
16 * Standard Streams::            Streams to the standard input and output
17                                  devices are created for you.
18 * Opening Streams::             How to create a stream to talk to a file.
19 * Closing Streams::             Close a stream when you are finished with it.
20 * Streams and Threads::         Issues with streams in threaded programs.
21 * Streams and I18N::            Streams in internationalized applications.
22 * Simple Output::               Unformatted output by characters and lines.
23 * Character Input::             Unformatted input by characters and words.
24 * Line Input::                  Reading a line or a record from a stream.
25 * Unreading::                   Peeking ahead/pushing back input just read.
26 * Block Input/Output::          Input and output operations on blocks of data.
27 * Formatted Output::            @code{printf} and related functions.
28 * Customizing Printf::          You can define new conversion specifiers for
29                                  @code{printf} and friends.
30 * Formatted Input::             @code{scanf} and related functions.
31 * EOF and Errors::              How you can tell if an I/O error happens.
32 * Error Recovery::              What you can do about errors.
33 * Binary Streams::              Some systems distinguish between text files
34                                  and binary files.
35 * File Positioning::            About random-access streams.
36 * Portable Positioning::        Random access on peculiar ISO C systems.
37 * Stream Buffering::            How to control buffering of streams.
38 * Other Kinds of Streams::      Streams that do not necessarily correspond
39                                  to an open file.
40 * Formatted Messages::          Print strictly formatted messages.
41 @end menu
43 @node Streams
44 @section Streams
46 For historical reasons, the type of the C data structure that represents
47 a stream is called @code{FILE} rather than ``stream''.  Since most of
48 the library functions deal with objects of type @code{FILE *}, sometimes
49 the term @dfn{file pointer} is also used to mean ``stream''.  This leads
50 to unfortunate confusion over terminology in many books on C.  This
51 manual, however, is careful to use the terms ``file'' and ``stream''
52 only in the technical sense.
53 @cindex file pointer
55 @pindex stdio.h
56 The @code{FILE} type is declared in the header file @file{stdio.h}.
58 @comment stdio.h
59 @comment ISO
60 @deftp {Data Type} FILE
61 This is the data type used to represent stream objects.  A @code{FILE}
62 object holds all of the internal state information about the connection
63 to the associated file, including such things as the file position
64 indicator and buffering information.  Each stream also has error and
65 end-of-file status indicators that can be tested with the @code{ferror}
66 and @code{feof} functions; see @ref{EOF and Errors}.
67 @end deftp
69 @code{FILE} objects are allocated and managed internally by the
70 input/output library functions.  Don't try to create your own objects of
71 type @code{FILE}; let the library do it.  Your programs should
72 deal only with pointers to these objects (that is, @code{FILE *} values)
73 rather than the objects themselves.
74 @c !!! should say that FILE's have "No user-serviceable parts inside."
76 @node Standard Streams
77 @section Standard Streams
78 @cindex standard streams
79 @cindex streams, standard
81 When the @code{main} function of your program is invoked, it already has
82 three predefined streams open and available for use.  These represent
83 the ``standard'' input and output channels that have been established
84 for the process.
86 These streams are declared in the header file @file{stdio.h}.
87 @pindex stdio.h
89 @comment stdio.h
90 @comment ISO
91 @deftypevar {FILE *} stdin
92 The @dfn{standard input} stream, which is the normal source of input for the
93 program.
94 @end deftypevar
95 @cindex standard input stream
97 @comment stdio.h
98 @comment ISO
99 @deftypevar {FILE *} stdout
100 The @dfn{standard output} stream, which is used for normal output from
101 the program.
102 @end deftypevar
103 @cindex standard output stream
105 @comment stdio.h
106 @comment ISO
107 @deftypevar {FILE *} stderr
108 The @dfn{standard error} stream, which is used for error messages and
109 diagnostics issued by the program.
110 @end deftypevar
111 @cindex standard error stream
113 In the GNU system, you can specify what files or processes correspond to
114 these streams using the pipe and redirection facilities provided by the
115 shell.  (The primitives shells use to implement these facilities are
116 described in @ref{File System Interface}.)  Most other operating systems
117 provide similar mechanisms, but the details of how to use them can vary.
119 In the GNU C library, @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr} are
120 normal variables which you can set just like any others.  For example,
121 to redirect the standard output to a file, you could do:
123 @smallexample
124 fclose (stdout);
125 stdout = fopen ("standard-output-file", "w");
126 @end smallexample
128 Note however, that in other systems @code{stdin}, @code{stdout}, and
129 @code{stderr} are macros that you cannot assign to in the normal way.
130 But you can use @code{freopen} to get the effect of closing one and
131 reopening it.  @xref{Opening Streams}.
133 The three streams @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr} are not
134 unoriented at program start (@pxref{Streams and I18N}).
136 @node Opening Streams
137 @section Opening Streams
139 @cindex opening a stream
140 Opening a file with the @code{fopen} function creates a new stream and
141 establishes a connection between the stream and a file.  This may
142 involve creating a new file.
144 @pindex stdio.h
145 Everything described in this section is declared in the header file
146 @file{stdio.h}.
148 @comment stdio.h
149 @comment ISO
150 @deftypefun {FILE *} fopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
151 The @code{fopen} function opens a stream for I/O to the file
152 @var{filename}, and returns a pointer to the stream.
154 The @var{opentype} argument is a string that controls how the file is
155 opened and specifies attributes of the resulting stream.  It must begin
156 with one of the following sequences of characters:
158 @table @samp
159 @item r
160 Open an existing file for reading only.
162 @item w
163 Open the file for writing only.  If the file already exists, it is
164 truncated to zero length.  Otherwise a new file is created.
166 @item a
167 Open a file for append access; that is, writing at the end of file only.
168 If the file already exists, its initial contents are unchanged and
169 output to the stream is appended to the end of the file.
170 Otherwise, a new, empty file is created.
172 @item r+
173 Open an existing file for both reading and writing.  The initial contents
174 of the file are unchanged and the initial file position is at the
175 beginning of the file.
177 @item w+
178 Open a file for both reading and writing.  If the file already exists, it
179 is truncated to zero length.  Otherwise, a new file is created.
181 @item a+
182 Open or create file for both reading and appending.  If the file exists,
183 its initial contents are unchanged.  Otherwise, a new file is created.
184 The initial file position for reading is at the beginning of the file,
185 but output is always appended to the end of the file.
186 @end table
188 As you can see, @samp{+} requests a stream that can do both input and
189 output.  The ISO standard says that when using such a stream, you must
190 call @code{fflush} (@pxref{Stream Buffering}) or a file positioning
191 function such as @code{fseek} (@pxref{File Positioning}) when switching
192 from reading to writing or vice versa.  Otherwise, internal buffers
193 might not be emptied properly.  The GNU C library does not have this
194 limitation; you can do arbitrary reading and writing operations on a
195 stream in whatever order.
197 Additional characters may appear after these to specify flags for the
198 call.  Always put the mode (@samp{r}, @samp{w+}, etc.) first; that is
199 the only part you are guaranteed will be understood by all systems.
201 The GNU C library defines one additional character for use in
202 @var{opentype}: the character @samp{x} insists on creating a new
203 file---if a file @var{filename} already exists, @code{fopen} fails
204 rather than opening it.  If you use @samp{x} you are guaranteed that
205 you will not clobber an existing file.  This is equivalent to the
206 @code{O_EXCL} option to the @code{open} function (@pxref{Opening and
207 Closing Files}).
209 The character @samp{b} in @var{opentype} has a standard meaning; it
210 requests a binary stream rather than a text stream.  But this makes no
211 difference in POSIX systems (including the GNU system).  If both
212 @samp{+} and @samp{b} are specified, they can appear in either order.
213 @xref{Binary Streams}.
215 @cindex stream orientation
216 @cindex orientation, stream
217 If the @var{opentype} string contains the sequence
218 @code{,ccs=@var{STRING}} then @var{STRING} is taken as the name of a
219 coded character set and @code{fopen} will mark the stream as
220 wide-oriented which appropriate conversion functions in place to convert
221 from and to the character set @var{STRING} is place.  Any other stream
222 is opened initially unoriented and the orientation is decided with the
223 first file operation.  If the first operation is a wide character
224 operation, the stream is not only marked as wide-oriented, also the
225 conversion functions to convert to the coded character set used for the
226 current locale are loaded.  This will not change anymore from this point
227 on even if the locale selected for the @code{LC_CTYPE} category is
228 changed.
230 Any other characters in @var{opentype} are simply ignored.  They may be
231 meaningful in other systems.
233 If the open fails, @code{fopen} returns a null pointer.
235 When the sources are compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
236 32 bit machine this function is in fact @code{fopen64} since the LFS
237 interface replaces transparently the old interface.
238 @end deftypefun
240 You can have multiple streams (or file descriptors) pointing to the same
241 file open at the same time.  If you do only input, this works
242 straightforwardly, but you must be careful if any output streams are
243 included.  @xref{Stream/Descriptor Precautions}.  This is equally true
244 whether the streams are in one program (not usual) or in several
245 programs (which can easily happen).  It may be advantageous to use the
246 file locking facilities to avoid simultaneous access.  @xref{File
247 Locks}.
249 @comment stdio.h
250 @comment Unix98
251 @deftypefun {FILE *} fopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
252 This function is similar to @code{fopen} but the stream it returns a
253 pointer for is opened using @code{open64}.  Therefore this stream can be
254 used even on files larger then @math{2^31} bytes on 32 bit machines.
256 Please note that the return type is still @code{FILE *}.  There is no
257 special @code{FILE} type for the LFS interface.
259 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
260 bits machine this function is available under the name @code{fopen}
261 and so transparently replaces the old interface.
262 @end deftypefun
264 @comment stdio.h
265 @comment ISO
266 @deftypevr Macro int FOPEN_MAX
267 The value of this macro is an integer constant expression that
268 represents the minimum number of streams that the implementation
269 guarantees can be open simultaneously.  You might be able to open more
270 than this many streams, but that is not guaranteed.  The value of this
271 constant is at least eight, which includes the three standard streams
272 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  In POSIX.1 systems this
273 value is determined by the @code{OPEN_MAX} parameter; @pxref{General
274 Limits}.  In BSD and GNU, it is controlled by the @code{RLIMIT_NOFILE}
275 resource limit; @pxref{Limits on Resources}.
276 @end deftypevr
278 @comment stdio.h
279 @comment ISO
280 @deftypefun {FILE *} freopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
281 This function is like a combination of @code{fclose} and @code{fopen}.
282 It first closes the stream referred to by @var{stream}, ignoring any
283 errors that are detected in the process.  (Because errors are ignored,
284 you should not use @code{freopen} on an output stream if you have
285 actually done any output using the stream.)  Then the file named by
286 @var{filename} is opened with mode @var{opentype} as for @code{fopen},
287 and associated with the same stream object @var{stream}.
289 If the operation fails, a null pointer is returned; otherwise,
290 @code{freopen} returns @var{stream}.
292 @code{freopen} has traditionally been used to connect a standard stream
293 such as @code{stdin} with a file of your own choice.  This is useful in
294 programs in which use of a standard stream for certain purposes is
295 hard-coded.  In the GNU C library, you can simply close the standard
296 streams and open new ones with @code{fopen}.  But other systems lack
297 this ability, so using @code{freopen} is more portable.
299 When the sources are compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
300 32 bit machine this function is in fact @code{freopen64} since the LFS
301 interface replaces transparently the old interface.
302 @end deftypefun
304 @comment stdio.h
305 @comment Unix98
306 @deftypefun {FILE *} freopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
307 This function is similar to @code{freopen}.  The only difference is that
308 on 32 bit machine the stream returned is able to read beyond the
309 @math{2^31} bytes limits imposed by the normal interface.  It should be
310 noted that the stream pointed to by @var{stream} need not be opened
311 using @code{fopen64} or @code{freopen64} since its mode is not important
312 for this function.
314 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
315 bits machine this function is available under the name @code{freopen}
316 and so transparently replaces the old interface.
317 @end deftypefun
319 In some situations it is useful to know whether a given stream is
320 available for reading or writing.  This information is normally not
321 available and would have to be remembered separately.  Solaris
322 introduced a few functions to get this information from the stream
323 descriptor and these functions are also available in the GNU C library.
325 @comment stdio_ext.h
326 @comment GNU
327 @deftypefun int __freadable (FILE *@var{stream})
328 The @code{__freadable} function determines whether the stream
329 @var{stream} was opened to allow reading.  In this case the return value
330 is nonzero.  For write-only streams the function returns zero.
332 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
333 @end deftypefun
335 @comment stdio_ext.h
336 @comment GNU
337 @deftypefun int __fwritable (FILE *@var{stream})
338 The @code{__fwritable} function determines whether the stream
339 @var{stream} was opened to allow writing.  In this case the return value
340 is nonzero.  For read-only streams the function returns zero.
342 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
343 @end deftypefun
345 For slightly different kind of problems there are two more functions.
346 They provide even finer-grained information.
348 @comment stdio_ext.h
349 @comment GNU
350 @deftypefun int __freading (FILE *@var{stream})
351 The @code{__freading} function determines whether the stream
352 @var{stream} was last read from or whether it is opened read-only.  In
353 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
354 Determining whether a stream opened for reading and writing was last
355 used for writing allows to draw conclusions about the content about the
356 buffer, among other things.
358 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
359 @end deftypefun
361 @comment stdio_ext.h
362 @comment GNU
363 @deftypefun int __fwriting (FILE *@var{stream})
364 The @code{__fwriting} function determines whether the stream
365 @var{stream} was last written to or whether it is opened write-only.  In
366 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
368 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
369 @end deftypefun
372 @node Closing Streams
373 @section Closing Streams
375 @cindex closing a stream
376 When a stream is closed with @code{fclose}, the connection between the
377 stream and the file is canceled.  After you have closed a stream, you
378 cannot perform any additional operations on it.
380 @comment stdio.h
381 @comment ISO
382 @deftypefun int fclose (FILE *@var{stream})
383 This function causes @var{stream} to be closed and the connection to
384 the corresponding file to be broken.  Any buffered output is written
385 and any buffered input is discarded.  The @code{fclose} function returns
386 a value of @code{0} if the file was closed successfully, and @code{EOF}
387 if an error was detected.
389 It is important to check for errors when you call @code{fclose} to close
390 an output stream, because real, everyday errors can be detected at this
391 time.  For example, when @code{fclose} writes the remaining buffered
392 output, it might get an error because the disk is full.  Even if you
393 know the buffer is empty, errors can still occur when closing a file if
394 you are using NFS.
396 The function @code{fclose} is declared in @file{stdio.h}.
397 @end deftypefun
399 To close all streams currently available the GNU C Library provides
400 another function.
402 @comment stdio.h
403 @comment GNU
404 @deftypefun int fcloseall (void)
405 This function causes all open streams of the process to be closed and
406 the connection to corresponding files to be broken.  All buffered data
407 is written and any buffered input is discarded.  The @code{fcloseall}
408 function returns a value of @code{0} if all the files were closed
409 successfully, and @code{EOF} if an error was detected.
411 This function should be used only in special situations, e.g., when an
412 error occurred and the program must be aborted.  Normally each single
413 stream should be closed separately so that problems with individual
414 streams can be identified.  It is also problematic since the standard
415 streams (@pxref{Standard Streams}) will also be closed.
417 The function @code{fcloseall} is declared in @file{stdio.h}.
418 @end deftypefun
420 If the @code{main} function to your program returns, or if you call the
421 @code{exit} function (@pxref{Normal Termination}), all open streams are
422 automatically closed properly.  If your program terminates in any other
423 manner, such as by calling the @code{abort} function (@pxref{Aborting a
424 Program}) or from a fatal signal (@pxref{Signal Handling}), open streams
425 might not be closed properly.  Buffered output might not be flushed and
426 files may be incomplete.  For more information on buffering of streams,
427 see @ref{Stream Buffering}.
429 @node Streams and Threads
430 @section Streams and Threads
432 @cindex threads
433 @cindex multi-threaded application
434 Streams can be used in multi-threaded applications in the same way they
435 are used in single-threaded applications.  But the programmer must be
436 aware of a the possible complications.  It is important to know about
437 these also if the program one writes never use threads since the design
438 and implementation of many stream functions is heavily influenced by the
439 requirements added by multi-threaded programming.
441 The POSIX standard requires that by default the stream operations are
442 atomic.  I.e., issuing two stream operations for the same stream in two
443 threads at the same time will cause the operations to be executed as if
444 they were issued sequentially.  The buffer operations performed while
445 reading or writing are protected from other uses of the same stream.  To
446 do this each stream has an internal lock object which has to be
447 (implicitly) acquired before any work can be done.
449 But there are situations where this is not enough and there are also
450 situations where this is not wanted.  The implicit locking is not enough
451 if the program requires more than one stream function call to happen
452 atomically.  One example would be if an output line a program wants to
453 generate is created by several function calls.  The functions by
454 themselves would ensure only atomicity of their own operation, but not
455 atomicity over all the function calls.  For this it is necessary to
456 perform the stream locking in the application code.
458 @comment stdio.h
459 @comment POSIX
460 @deftypefun void flockfile (FILE *@var{stream})
461 The @code{flockfile} function acquires the internal locking object
462 associated with the stream @var{stream}.  This ensures that no other
463 thread can explicitly through @code{flockfile}/@code{ftrylockfile} or
464 implicit through a call of a stream function lock the stream.  The
465 thread will block until the lock is acquired.  An explicit call to
466 @code{funlockfile} has to be used to release the lock.
467 @end deftypefun
469 @comment stdio.h
470 @comment POSIX
471 @deftypefun int ftrylockfile (FILE *@var{stream})
472 The @code{ftrylockfile} function tries to acquire the internal locking
473 object associated with the stream @var{stream} just like
474 @code{flockfile}.  But unlike @code{flockfile} this function does not
475 block if the lock is not available.  @code{ftrylockfile} returns zero if
476 the lock was successfully acquired.  Otherwise the stream is locked by
477 another thread.
478 @end deftypefun
480 @comment stdio.h
481 @comment POSIX
482 @deftypefun void funlockfile (FILE *@var{stream})
483 The @code{funlockfile} function releases the internal locking object of
484 the stream @var{stream}. The stream must have been locked before by a
485 call to @code{flockfile} or a successful call of @code{ftrylockfile}.
486 The implicit locking performed by the stream operations do not count.
487 The @code{funlockfile} function does not return an error status and the
488 behavior of a call for a stream which is not locked by the current
489 thread is undefined.
490 @end deftypefun
492 The following example shows how the functions above can be used to
493 generate an output line atomically even in multi-threaded applications
494 (yes, the same job could be done with one @code{fprintf} call but it is
495 sometimes not possible):
497 @smallexample
498 FILE *fp;
500    ...
501    flockfile (fp);
502    fputs ("This is test number ", fp);
503    fprintf (fp, "%d\n", test);
504    funlockfile (fp)
506 @end smallexample
508 Without the explicit locking it would be possible for another thread to
509 use the stream @var{fp} after the @code{fputs} call return and before
510 @code{fprintf} was called with the result that the number does not
511 follow the word @samp{number}.
513 From this description it might already be clear that the locking objects
514 in streams are no simple mutexes.  Since locking the same stream twice
515 in the same thread is allowed the locking objects must be equivalent to
516 recursive mutexes.  These mutexes keep track of the owner and the number
517 of times the lock is acquired.  The same number of @code{funlockfile}
518 calls by the same threads is necessary to unlock the stream completely.
519 For instance:
521 @smallexample
522 void
523 foo (FILE *fp)
525   ftrylockfile (fp);
526   fputs ("in foo\n", fp);
527   /* @r{This is very wrong!!!}  */
528   funlockfile (fp);
530 @end smallexample
532 It is important here that the @code{funlockfile} function is only called
533 if the @code{ftrylockfile} function succeeded in locking the stream.  It
534 is therefore always wrong to ignore the result of @code{ftrylockfile}.
535 And it makes no sense since otherwise one would use @code{flockfile}.
536 The result of code like that above is that either @code{funlockfile}
537 tries to free a stream that hasn't been locked by the current thread or it
538 frees the stream prematurely.  The code should look like this:
540 @smallexample
541 void
542 foo (FILE *fp)
544   if (ftrylockfile (fp) == 0)
545     @{
546       fputs ("in foo\n", fp);
547       funlockfile (fp);
548     @}
550 @end smallexample
552 Now that we covered why it is necessary to have these locking it is
553 necessary to talk about situations when locking is unwanted and what can
554 be done.  The locking operations (explicit or implicit) don't come for
555 free.  Even if a lock is not taken the cost is not zero.  The operations
556 which have to be performed require memory operations that are safe in
557 multi-processor environments.  With the many local caches involved in
558 such systems this is quite costly.  So it is best to avoid the locking
559 completely if it is not needed -- because the code in question is never
560 used in a context where two or more threads may use a stream at a time.
561 This can be determined most of the time for application code; for
562 library code which can be used in many contexts one should default to be
563 conservative and use locking.
565 There are two basic mechanisms to avoid locking.  The first is to use
566 the @code{_unlocked} variants of the stream operations.  The POSIX
567 standard defines quite a few of those and the GNU library adds a few
568 more.  These variants of the functions behave just like the functions
569 with the name without the suffix except that they do not lock the
570 stream.  Using these functions is very desirable since they are
571 potentially much faster.  This is not only because the locking
572 operation itself is avoided.  More importantly, functions like
573 @code{putc} and @code{getc} are very simple and traditionally (before the
574 introduction of threads) were implemented as macros which are very fast
575 if the buffer is not empty.  With the addition of locking requirements
576 these functions are no longer implemented as macros since they would
577 would expand to too much code.
578 But these macros are still available with the same functionality under the new
579 names @code{putc_unlocked} and @code{getc_unlocked}.  This possibly huge
580 difference of speed also suggests the use of the @code{_unlocked}
581 functions even if locking is required.  The difference is that the
582 locking then has to be performed in the program:
584 @smallexample
585 void
586 foo (FILE *fp, char *buf)
588   flockfile (fp);
589   while (*buf != '/')
590     putc_unlocked (*buf++, fp);
591   funlockfile (fp);
593 @end smallexample
595 If in this example the @code{putc} function would be used and the
596 explicit locking would be missing the @code{putc} function would have to
597 acquire the lock in every call, potentially many times depending on when
598 the loop terminates.  Writing it the way illustrated above allows the
599 @code{putc_unlocked} macro to be used which means no locking and direct
600 manipulation of the buffer of the stream.
602 A second way to avoid locking is by using a non-standard function which
603 was introduced in Solaris and is available in the GNU C library as well.
605 @comment stdio_ext.h
606 @comment GNU
607 @deftypefun int __fsetlocking (FILE *@var{stream}, int @var{type})
609 The @code{__fsetlocking} function can be used to select whether the
610 stream operations will implicitly acquire the locking object of the
611 stream @var{stream}.  By default this is done but it can be disabled and
612 reinstated using this function.  There are three values defined for the
613 @var{type} parameter.
615 @vtable @code
616 @item FSETLOCKING_INTERNAL
617 The stream @code{stream} will from now on use the default internal
618 locking.  Every stream operation with exception of the @code{_unlocked}
619 variants will implicitly lock the stream.
621 @item FSETLOCKING_BYCALLER
622 After the @code{__fsetlocking} function returns the user is responsible
623 for locking the stream.  None of the stream operations will implicitly
624 do this anymore until the state is set back to
625 @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
627 @item FSETLOCKING_QUERY
628 @code{__fsetlocking} only queries the current locking state of the
629 stream.  The return value will be @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or
630 @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on the state.
631 @end vtable
633 The return value of @code{__fsetlocking} is either
634 @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on
635 the state of the stream before the call.
637 This function and the values for the @var{type} parameter are declared
638 in @file{stdio_ext.h}.
639 @end deftypefun
641 This function is especially useful when program code has to be used
642 which is written without knowledge about the @code{_unlocked} functions
643 (or if the programmer was too lazy to use them).
645 @node Streams and I18N
646 @section Streams in Internationalized Applications
648 @w{ISO C90} introduced the new type @code{wchar_t} to allow handling
649 larger character sets.  What was missing was a possibility to output
650 strings of @code{wchar_t} directly.  One had to convert them into
651 multibyte strings using @code{mbstowcs} (there was no @code{mbsrtowcs}
652 yet) and then use the normal stream functions.  While this is doable it
653 is very cumbersome since performing the conversions is not trivial and
654 greatly increases program complexity and size.
656 The Unix standard early on (I think in XPG4.2) introduced two additional
657 format specifiers for the @code{printf} and @code{scanf} families of
658 functions.  Printing and reading of single wide characters was made
659 possible using the @code{%C} specifier and wide character strings can be
660 handled with @code{%S}.  These modifiers behave just like @code{%c} and
661 @code{%s} only that they expect the corresponding argument to have the
662 wide character type and that the wide character and string are
663 transformed into/from multibyte strings before being used.
665 This was a beginning but it is still not good enough.  Not always is it
666 desirable to use @code{printf} and @code{scanf}.  The other, smaller and
667 faster functions cannot handle wide characters.  Second, it is not
668 possible to have a format string for @code{printf} and @code{scanf}
669 consisting of wide characters.  The result is that format strings would
670 have to be generated if they have to contain non-basic characters.
672 @cindex C++ streams
673 @cindex streams, C++
674 In the @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} a whole new set of functions was
675 added to solve the problem.  Most of the stream functions got a
676 counterpart which take a wide character or wide character string instead
677 of a character or string respectively.  The new functions operate on the
678 same streams (like @code{stdout}).  This is different from the model of
679 the C++ runtime library where separate streams for wide and normal I/O
680 are used.
682 @cindex orientation, stream
683 @cindex stream orientation
684 Being able to use the same stream for wide and normal operations comes
685 with a restriction: a stream can be used either for wide operations or
686 for normal operations.  Once it is decided there is no way back.  Only a
687 call to @code{freopen} or @code{freopen64} can reset the
688 @dfn{orientation}.  The orientation can be decided in three ways:
690 @itemize @bullet
691 @item
692 If any of the normal character functions is used (this includes the
693 @code{fread} and @code{fwrite} functions) the stream is marked as not
694 wide oriented.
696 @item
697 If any of the wide character functions is used the stream is marked as
698 wide oriented.
700 @item
701 The @code{fwide} function can be used to set the orientation either way.
702 @end itemize
704 It is important to never mix the use of wide and not wide operations on
705 a stream.  There are no diagnostics issued.  The application behavior
706 will simply be strange or the application will simply crash.  The
707 @code{fwide} function can help avoiding this.
709 @comment wchar.h
710 @comment ISO
711 @deftypefun int fwide (FILE *@var{stream}, int @var{mode})
713 The @code{fwide} function can be used to set and query the state of the
714 orientation of the stream @var{stream}.  If the @var{mode} parameter has
715 a positive value the streams get wide oriented, for negative values
716 narrow oriented.  It is not possible to overwrite previous orientations
717 with @code{fwide}.  I.e., if the stream @var{stream} was already
718 oriented before the call nothing is done.
720 If @var{mode} is zero the current orientation state is queried and
721 nothing is changed.
723 The @code{fwide} function returns a negative value, zero, or a positive
724 value if the stream is narrow, not at all, or wide oriented
725 respectively.
727 This function was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} and is
728 declared in @file{wchar.h}.
729 @end deftypefun
731 It is generally a good idea to orient a stream as early as possible.
732 This can prevent surprise especially for the standard streams
733 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  If some library
734 function in some situations uses one of these streams and this use
735 orients the stream in a different way the rest of the application
736 expects it one might end up with hard to reproduce errors.  Remember
737 that no errors are signal if the streams are used incorrectly.  Leaving
738 a stream unoriented after creation is normally only necessary for
739 library functions which create streams which can be used in different
740 contexts.
742 When writing code which uses streams and which can be used in different
743 contexts it is important to query the orientation of the stream before
744 using it (unless the rules of the library interface demand a specific
745 orientation).  The following little, silly function illustrates this.
747 @smallexample
748 void
749 print_f (FILE *fp)
751   if (fwide (fp, 0) > 0)
752     /* @r{Positive return value means wide orientation.}  */
753     fputwc (L'f', fp);
754   else
755     fputc ('f', fp);
757 @end smallexample
759 Note that in this case the function @code{print_f} decides about the
760 orientation of the stream if it was unoriented before (will not happen
761 if the advise above is followed).
763 The encoding used for the @code{wchar_t} values is unspecified and the
764 user must not make any assumptions about it.  For I/O of @code{wchar_t}
765 values this means that it is impossible to write these values directly
766 to the stream.  This is not what follows from the @w{ISO C} locale model
767 either.  What happens instead is that the bytes read from or written to
768 the underlying media are first converted into the internal encoding
769 chosen by the implementation for @code{wchar_t}.  The external encoding
770 is determined by the @code{LC_CTYPE} category of the current locale or
771 by the @samp{ccs} part of the mode specification given to @code{fopen},
772 @code{fopen64}, @code{freopen}, or @code{freopen64}.  How and when the
773 conversion happens is unspecified and it happens invisible to the user.
775 Since a stream is created in the unoriented state it has at that point
776 no conversion associated with it.  The conversion which will be used is
777 determined by the @code{LC_CTYPE} category selected at the time the
778 stream is oriented.  If the locales are changed at the runtime this
779 might produce surprising results unless one pays attention.  This is
780 just another good reason to orient the stream explicitly as soon as
781 possible, perhaps with a call to @code{fwide}.
783 @node Simple Output
784 @section Simple Output by Characters or Lines
786 @cindex writing to a stream, by characters
787 This section describes functions for performing character- and
788 line-oriented output.
790 These narrow streams functions are declared in the header file
791 @file{stdio.h} and the wide stream functions in @file{wchar.h}.
792 @pindex stdio.h
793 @pindex wchar.h
795 @comment stdio.h
796 @comment ISO
797 @deftypefun int fputc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
798 The @code{fputc} function converts the character @var{c} to type
799 @code{unsigned char}, and writes it to the stream @var{stream}.
800 @code{EOF} is returned if a write error occurs; otherwise the
801 character @var{c} is returned.
802 @end deftypefun
804 @comment wchar.h
805 @comment ISO
806 @deftypefun wint_t fputwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
807 The @code{fputwc} function writes the wide character @var{wc} to the
808 stream @var{stream}.  @code{WEOF} is returned if a write error occurs;
809 otherwise the character @var{wc} is returned.
810 @end deftypefun
812 @comment stdio.h
813 @comment POSIX
814 @deftypefun int fputc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
815 The @code{fputc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputc}
816 function except that it does not implicitly lock the stream.
817 @end deftypefun
819 @comment wchar.h
820 @comment POSIX
821 @deftypefun wint_t fputwc_unlocked (wint_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
822 The @code{fputwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputwc}
823 function except that it does not implicitly lock the stream.
825 This function is a GNU extension.
826 @end deftypefun
828 @comment stdio.h
829 @comment ISO
830 @deftypefun int putc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
831 This is just like @code{fputc}, except that most systems implement it as
832 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
833 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
834 general rule for macros.  @code{putc} is usually the best function to
835 use for writing a single character.
836 @end deftypefun
838 @comment wchar.h
839 @comment ISO
840 @deftypefun wint_t putwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
841 This is just like @code{fputwc}, except that it can be implement as
842 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
843 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
844 general rule for macros.  @code{putwc} is usually the best function to
845 use for writing a single wide character.
846 @end deftypefun
848 @comment stdio.h
849 @comment POSIX
850 @deftypefun int putc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
851 The @code{putc_unlocked} function is equivalent to the @code{putc}
852 function except that it does not implicitly lock the stream.
853 @end deftypefun
855 @comment wchar.h
856 @comment GNU
857 @deftypefun wint_t putwc_unlocked (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
858 The @code{putwc_unlocked} function is equivalent to the @code{putwc}
859 function except that it does not implicitly lock the stream.
861 This function is a GNU extension.
862 @end deftypefun
864 @comment stdio.h
865 @comment ISO
866 @deftypefun int putchar (int @var{c})
867 The @code{putchar} function is equivalent to @code{putc} with
868 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
869 @end deftypefun
871 @comment wchar.h
872 @comment ISO
873 @deftypefun wint_t putwchar (wchar_t @var{wc})
874 The @code{putwchar} function is equivalent to @code{putwc} with
875 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
876 @end deftypefun
878 @comment stdio.h
879 @comment POSIX
880 @deftypefun int putchar_unlocked (int @var{c})
881 The @code{putchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putchar}
882 function except that it does not implicitly lock the stream.
883 @end deftypefun
885 @comment wchar.h
886 @comment GNU
887 @deftypefun wint_t putwchar_unlocked (wchar_t @var{wc})
888 The @code{putwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putwchar}
889 function except that it does not implicitly lock the stream.
891 This function is a GNU extension.
892 @end deftypefun
894 @comment stdio.h
895 @comment ISO
896 @deftypefun int fputs (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
897 The function @code{fputs} writes the string @var{s} to the stream
898 @var{stream}.  The terminating null character is not written.
899 This function does @emph{not} add a newline character, either.
900 It outputs only the characters in the string.
902 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, and otherwise
903 a non-negative value.
905 For example:
907 @smallexample
908 fputs ("Are ", stdout);
909 fputs ("you ", stdout);
910 fputs ("hungry?\n", stdout);
911 @end smallexample
913 @noindent
914 outputs the text @samp{Are you hungry?} followed by a newline.
915 @end deftypefun
917 @comment wchar.h
918 @comment ISO
919 @deftypefun int fputws (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
920 The function @code{fputws} writes the wide character string @var{ws} to
921 the stream @var{stream}.  The terminating null character is not written.
922 This function does @emph{not} add a newline character, either.  It
923 outputs only the characters in the string.
925 This function returns @code{WEOF} if a write error occurs, and otherwise
926 a non-negative value.
927 @end deftypefun
929 @comment stdio.h
930 @comment GNU
931 @deftypefun int fputs_unlocked (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
932 The @code{fputs_unlocked} function is equivalent to the @code{fputs}
933 function except that it does not implicitly lock the stream.
935 This function is a GNU extension.
936 @end deftypefun
938 @comment wchar.h
939 @comment GNU
940 @deftypefun int fputws_unlocked (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
941 The @code{fputws_unlocked} function is equivalent to the @code{fputws}
942 function except that it does not implicitly lock the stream.
944 This function is a GNU extension.
945 @end deftypefun
947 @comment stdio.h
948 @comment ISO
949 @deftypefun int puts (const char *@var{s})
950 The @code{puts} function writes the string @var{s} to the stream
951 @code{stdout} followed by a newline.  The terminating null character of
952 the string is not written.  (Note that @code{fputs} does @emph{not}
953 write a newline as this function does.)
955 @code{puts} is the most convenient function for printing simple
956 messages.  For example:
958 @smallexample
959 puts ("This is a message.");
960 @end smallexample
962 @noindent
963 outputs the text @samp{This is a message.} followed by a newline.
964 @end deftypefun
966 @comment stdio.h
967 @comment SVID
968 @deftypefun int putw (int @var{w}, FILE *@var{stream})
969 This function writes the word @var{w} (that is, an @code{int}) to
970 @var{stream}.  It is provided for compatibility with SVID, but we
971 recommend you use @code{fwrite} instead (@pxref{Block Input/Output}).
972 @end deftypefun
974 @node Character Input
975 @section Character Input
977 @cindex reading from a stream, by characters
978 This section describes functions for performing character-oriented
979 input.  These narrow streams functions are declared in the header file
980 @file{stdio.h} and the wide character functions are declared in
981 @file{wchar.h}.
982 @pindex stdio.h
983 @pindex wchar.h
985 These functions return an @code{int} or @code{wint_t} value (for narrow
986 and wide stream functions respectively) that is either a character of
987 input, or the special value @code{EOF}/@code{WEOF} (usually -1).  For
988 the narrow stream functions it is important to store the result of these
989 functions in a variable of type @code{int} instead of @code{char}, even
990 when you plan to use it only as a character.  Storing @code{EOF} in a
991 @code{char} variable truncates its value to the size of a character, so
992 that it is no longer distinguishable from the valid character
993 @samp{(char) -1}.  So always use an @code{int} for the result of
994 @code{getc} and friends, and check for @code{EOF} after the call; once
995 you've verified that the result is not @code{EOF}, you can be sure that
996 it will fit in a @samp{char} variable without loss of information.
998 @comment stdio.h
999 @comment ISO
1000 @deftypefun int fgetc (FILE *@var{stream})
1001 This function reads the next character as an @code{unsigned char} from
1002 the stream @var{stream} and returns its value, converted to an
1003 @code{int}.  If an end-of-file condition or read error occurs,
1004 @code{EOF} is returned instead.
1005 @end deftypefun
1007 @comment wchar.h
1008 @comment ISO
1009 @deftypefun wint_t fgetwc (FILE *@var{stream})
1010 This function reads the next wide character from the stream @var{stream}
1011 and returns its value.  If an end-of-file condition or read error
1012 occurs, @code{WEOF} is returned instead.
1013 @end deftypefun
1015 @comment stdio.h
1016 @comment POSIX
1017 @deftypefun int fgetc_unlocked (FILE *@var{stream})
1018 The @code{fgetc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetc}
1019 function except that it does not implicitly lock the stream.
1020 @end deftypefun
1022 @comment wchar.h
1023 @comment GNU
1024 @deftypefun wint_t fgetwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1025 The @code{fgetwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetwc}
1026 function except that it does not implicitly lock the stream.
1028 This function is a GNU extension.
1029 @end deftypefun
1031 @comment stdio.h
1032 @comment ISO
1033 @deftypefun int getc (FILE *@var{stream})
1034 This is just like @code{fgetc}, except that it is permissible (and
1035 typical) for it to be implemented as a macro that evaluates the
1036 @var{stream} argument more than once.  @code{getc} is often highly
1037 optimized, so it is usually the best function to use to read a single
1038 character.
1039 @end deftypefun
1041 @comment wchar.h
1042 @comment ISO
1043 @deftypefun wint_t getwc (FILE *@var{stream})
1044 This is just like @code{fgetwc}, except that it is permissible for it to
1045 be implemented as a macro that evaluates the @var{stream} argument more
1046 than once.  @code{getwc} can be highly optimized, so it is usually the
1047 best function to use to read a single wide character.
1048 @end deftypefun
1050 @comment stdio.h
1051 @comment POSIX
1052 @deftypefun int getc_unlocked (FILE *@var{stream})
1053 The @code{getc_unlocked} function is equivalent to the @code{getc}
1054 function except that it does not implicitly lock the stream.
1055 @end deftypefun
1057 @comment wchar.h
1058 @comment GNU
1059 @deftypefun wint_t getwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1060 The @code{getwc_unlocked} function is equivalent to the @code{getwc}
1061 function except that it does not implicitly lock the stream.
1063 This function is a GNU extension.
1064 @end deftypefun
1066 @comment stdio.h
1067 @comment ISO
1068 @deftypefun int getchar (void)
1069 The @code{getchar} function is equivalent to @code{getc} with @code{stdin}
1070 as the value of the @var{stream} argument.
1071 @end deftypefun
1073 @comment wchar.h
1074 @comment ISO
1075 @deftypefun wint_t getwchar (void)
1076 The @code{getwchar} function is equivalent to @code{getwc} with @code{stdin}
1077 as the value of the @var{stream} argument.
1078 @end deftypefun
1080 @comment stdio.h
1081 @comment POSIX
1082 @deftypefun int getchar_unlocked (void)
1083 The @code{getchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getchar}
1084 function except that it does not implicitly lock the stream.
1085 @end deftypefun
1087 @comment wchar.h
1088 @comment GNU
1089 @deftypefun wint_t getwchar_unlocked (void)
1090 The @code{getwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getwchar}
1091 function except that it does not implicitly lock the stream.
1093 This function is a GNU extension.
1094 @end deftypefun
1096 Here is an example of a function that does input using @code{fgetc}.  It
1097 would work just as well using @code{getc} instead, or using
1098 @code{getchar ()} instead of @w{@code{fgetc (stdin)}}.  The code would
1099 also work the same for the wide character stream functions.
1101 @smallexample
1103 y_or_n_p (const char *question)
1105   fputs (question, stdout);
1106   while (1)
1107     @{
1108       int c, answer;
1109       /* @r{Write a space to separate answer from question.} */
1110       fputc (' ', stdout);
1111       /* @r{Read the first character of the line.}
1112          @r{This should be the answer character, but might not be.} */
1113       c = tolower (fgetc (stdin));
1114       answer = c;
1115       /* @r{Discard rest of input line.} */
1116       while (c != '\n' && c != EOF)
1117         c = fgetc (stdin);
1118       /* @r{Obey the answer if it was valid.} */
1119       if (answer == 'y')
1120         return 1;
1121       if (answer == 'n')
1122         return 0;
1123       /* @r{Answer was invalid: ask for valid answer.} */
1124       fputs ("Please answer y or n:", stdout);
1125     @}
1127 @end smallexample
1129 @comment stdio.h
1130 @comment SVID
1131 @deftypefun int getw (FILE *@var{stream})
1132 This function reads a word (that is, an @code{int}) from @var{stream}.
1133 It's provided for compatibility with SVID.  We recommend you use
1134 @code{fread} instead (@pxref{Block Input/Output}).  Unlike @code{getc},
1135 any @code{int} value could be a valid result.  @code{getw} returns
1136 @code{EOF} when it encounters end-of-file or an error, but there is no
1137 way to distinguish this from an input word with value -1.
1138 @end deftypefun
1140 @node Line Input
1141 @section Line-Oriented Input
1143 Since many programs interpret input on the basis of lines, it is
1144 convenient to have functions to read a line of text from a stream.
1146 Standard C has functions to do this, but they aren't very safe: null
1147 characters and even (for @code{gets}) long lines can confuse them.  So
1148 the GNU library provides the nonstandard @code{getline} function that
1149 makes it easy to read lines reliably.
1151 Another GNU extension, @code{getdelim}, generalizes @code{getline}.  It
1152 reads a delimited record, defined as everything through the next
1153 occurrence of a specified delimiter character.
1155 All these functions are declared in @file{stdio.h}.
1157 @comment stdio.h
1158 @comment GNU
1159 @deftypefun ssize_t getline (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, FILE *@var{stream})
1160 This function reads an entire line from @var{stream}, storing the text
1161 (including the newline and a terminating null character) in a buffer
1162 and storing the buffer address in @code{*@var{lineptr}}.
1164 Before calling @code{getline}, you should place in @code{*@var{lineptr}}
1165 the address of a buffer @code{*@var{n}} bytes long, allocated with
1166 @code{malloc}.  If this buffer is long enough to hold the line,
1167 @code{getline} stores the line in this buffer.  Otherwise,
1168 @code{getline} makes the buffer bigger using @code{realloc}, storing the
1169 new buffer address back in @code{*@var{lineptr}} and the increased size
1170 back in @code{*@var{n}}.
1171 @xref{Unconstrained Allocation}.
1173 If you set @code{*@var{lineptr}} to a null pointer, and @code{*@var{n}}
1174 to zero, before the call, then @code{getline} allocates the initial
1175 buffer for you by calling @code{malloc}.
1177 In either case, when @code{getline} returns,  @code{*@var{lineptr}} is
1178 a @code{char *} which points to the text of the line.
1180 When @code{getline} is successful, it returns the number of characters
1181 read (including the newline, but not including the terminating null).
1182 This value enables you to distinguish null characters that are part of
1183 the line from the null character inserted as a terminator.
1185 This function is a GNU extension, but it is the recommended way to read
1186 lines from a stream.  The alternative standard functions are unreliable.
1188 If an error occurs or end of file is reached without any bytes read,
1189 @code{getline} returns @code{-1}.
1190 @end deftypefun
1192 @comment stdio.h
1193 @comment GNU
1194 @deftypefun ssize_t getdelim (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, int @var{delimiter}, FILE *@var{stream})
1195 This function is like @code{getline} except that the character which
1196 tells it to stop reading is not necessarily newline.  The argument
1197 @var{delimiter} specifies the delimiter character; @code{getdelim} keeps
1198 reading until it sees that character (or end of file).
1200 The text is stored in @var{lineptr}, including the delimiter character
1201 and a terminating null.  Like @code{getline}, @code{getdelim} makes
1202 @var{lineptr} bigger if it isn't big enough.
1204 @code{getline} is in fact implemented in terms of @code{getdelim}, just
1205 like this:
1207 @smallexample
1208 ssize_t
1209 getline (char **lineptr, size_t *n, FILE *stream)
1211   return getdelim (lineptr, n, '\n', stream);
1213 @end smallexample
1214 @end deftypefun
1216 @comment stdio.h
1217 @comment ISO
1218 @deftypefun {char *} fgets (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1219 The @code{fgets} function reads characters from the stream @var{stream}
1220 up to and including a newline character and stores them in the string
1221 @var{s}, adding a null character to mark the end of the string.  You
1222 must supply @var{count} characters worth of space in @var{s}, but the
1223 number of characters read is at most @var{count} @minus{} 1.  The extra
1224 character space is used to hold the null character at the end of the
1225 string.
1227 If the system is already at end of file when you call @code{fgets}, then
1228 the contents of the array @var{s} are unchanged and a null pointer is
1229 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1230 Otherwise, the return value is the pointer @var{s}.
1232 @strong{Warning:}  If the input data has a null character, you can't tell.
1233 So don't use @code{fgets} unless you know the data cannot contain a null.
1234 Don't use it to read files edited by the user because, if the user inserts
1235 a null character, you should either handle it properly or print a clear
1236 error message.  We recommend using @code{getline} instead of @code{fgets}.
1237 @end deftypefun
1239 @comment wchar.h
1240 @comment ISO
1241 @deftypefun {wchar_t *} fgetws (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1242 The @code{fgetws} function reads wide characters from the stream
1243 @var{stream} up to and including a newline character and stores them in
1244 the string @var{ws}, adding a null wide character to mark the end of the
1245 string.  You must supply @var{count} wide characters worth of space in
1246 @var{ws}, but the number of characters read is at most @var{count}
1247 @minus{} 1.  The extra character space is used to hold the null wide
1248 character at the end of the string.
1250 If the system is already at end of file when you call @code{fgetws}, then
1251 the contents of the array @var{ws} are unchanged and a null pointer is
1252 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1253 Otherwise, the return value is the pointer @var{ws}.
1255 @strong{Warning:} If the input data has a null wide character (which are
1256 null bytes in the input stream), you can't tell.  So don't use
1257 @code{fgetws} unless you know the data cannot contain a null.  Don't use
1258 it to read files edited by the user because, if the user inserts a null
1259 character, you should either handle it properly or print a clear error
1260 message.
1261 @comment XXX We need getwline!!!
1262 @end deftypefun
1264 @comment stdio.h
1265 @comment GNU
1266 @deftypefun {char *} fgets_unlocked (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1267 The @code{fgets_unlocked} function is equivalent to the @code{fgets}
1268 function except that it does not implicitly lock the stream.
1270 This function is a GNU extension.
1271 @end deftypefun
1273 @comment wchar.h
1274 @comment GNU
1275 @deftypefun {wchar_t *} fgetws_unlocked (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1276 The @code{fgetws_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetws}
1277 function except that it does not implicitly lock the stream.
1279 This function is a GNU extension.
1280 @end deftypefun
1282 @comment stdio.h
1283 @comment ISO
1284 @deftypefn {Deprecated function} {char *} gets (char *@var{s})
1285 The function @code{gets} reads characters from the stream @code{stdin}
1286 up to the next newline character, and stores them in the string @var{s}.
1287 The newline character is discarded (note that this differs from the
1288 behavior of @code{fgets}, which copies the newline character into the
1289 string).  If @code{gets} encounters a read error or end-of-file, it
1290 returns a null pointer; otherwise it returns @var{s}.
1292 @strong{Warning:} The @code{gets} function is @strong{very dangerous}
1293 because it provides no protection against overflowing the string
1294 @var{s}.  The GNU library includes it for compatibility only.  You
1295 should @strong{always} use @code{fgets} or @code{getline} instead.  To
1296 remind you of this, the linker (if using GNU @code{ld}) will issue a
1297 warning whenever you use @code{gets}.
1298 @end deftypefn
1300 @node Unreading
1301 @section Unreading
1302 @cindex peeking at input
1303 @cindex unreading characters
1304 @cindex pushing input back
1306 In parser programs it is often useful to examine the next character in
1307 the input stream without removing it from the stream.  This is called
1308 ``peeking ahead'' at the input because your program gets a glimpse of
1309 the input it will read next.
1311 Using stream I/O, you can peek ahead at input by first reading it and
1312 then @dfn{unreading} it (also called  @dfn{pushing it back} on the stream).
1313 Unreading a character makes it available to be input again from the stream,
1314 by  the next call to @code{fgetc} or other input function on that stream.
1316 @menu
1317 * Unreading Idea::              An explanation of unreading with pictures.
1318 * How Unread::                  How to call @code{ungetc} to do unreading.
1319 @end menu
1321 @node Unreading Idea
1322 @subsection What Unreading Means
1324 Here is a pictorial explanation of unreading.  Suppose you have a
1325 stream reading a file that contains just six characters, the letters
1326 @samp{foobar}.  Suppose you have read three characters so far.  The
1327 situation looks like this:
1329 @smallexample
1330 f  o  o  b  a  r
1331          ^
1332 @end smallexample
1334 @noindent
1335 so the next input character will be @samp{b}.
1337 @c @group   Invalid outside @example
1338 If instead of reading @samp{b} you unread the letter @samp{o}, you get a
1339 situation like this:
1341 @smallexample
1342 f  o  o  b  a  r
1343          |
1344       o--
1345       ^
1346 @end smallexample
1348 @noindent
1349 so that the next input characters will be @samp{o} and @samp{b}.
1350 @c @end group
1352 @c @group
1353 If you unread @samp{9} instead of @samp{o}, you get this situation:
1355 @smallexample
1356 f  o  o  b  a  r
1357          |
1358       9--
1359       ^
1360 @end smallexample
1362 @noindent
1363 so that the next input characters will be @samp{9} and @samp{b}.
1364 @c @end group
1366 @node How Unread
1367 @subsection Using @code{ungetc} To Do Unreading
1369 The function to unread a character is called @code{ungetc}, because it
1370 reverses the action of @code{getc}.
1372 @comment stdio.h
1373 @comment ISO
1374 @deftypefun int ungetc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
1375 The @code{ungetc} function pushes back the character @var{c} onto the
1376 input stream @var{stream}.  So the next input from @var{stream} will
1377 read @var{c} before anything else.
1379 If @var{c} is @code{EOF}, @code{ungetc} does nothing and just returns
1380 @code{EOF}.  This lets you call @code{ungetc} with the return value of
1381 @code{getc} without needing to check for an error from @code{getc}.
1383 The character that you push back doesn't have to be the same as the last
1384 character that was actually read from the stream.  In fact, it isn't
1385 necessary to actually read any characters from the stream before
1386 unreading them with @code{ungetc}!  But that is a strange way to write a
1387 program; usually @code{ungetc} is used only to unread a character that
1388 was just read from the same stream.  The GNU C library supports this
1389 even on files opened in binary mode, but other systems might not.
1391 The GNU C library only supports one character of pushback---in other
1392 words, it does not work to call @code{ungetc} twice without doing input
1393 in between.  Other systems might let you push back multiple characters;
1394 then reading from the stream retrieves the characters in the reverse
1395 order that they were pushed.
1397 Pushing back characters doesn't alter the file; only the internal
1398 buffering for the stream is affected.  If a file positioning function
1399 (such as @code{fseek}, @code{fseeko} or @code{rewind}; @pxref{File
1400 Positioning}) is called, any pending pushed-back characters are
1401 discarded.
1403 Unreading a character on a stream that is at end of file clears the
1404 end-of-file indicator for the stream, because it makes the character of
1405 input available.  After you read that character, trying to read again
1406 will encounter end of file.
1407 @end deftypefun
1409 @comment wchar.h
1410 @comment ISO
1411 @deftypefun wint_t ungetwc (wint_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
1412 The @code{ungetwc} function behaves just like @code{ungetc} just that it
1413 pushes back a wide character.
1414 @end deftypefun
1416 Here is an example showing the use of @code{getc} and @code{ungetc} to
1417 skip over whitespace characters.  When this function reaches a
1418 non-whitespace character, it unreads that character to be seen again on
1419 the next read operation on the stream.
1421 @smallexample
1422 #include <stdio.h>
1423 #include <ctype.h>
1425 void
1426 skip_whitespace (FILE *stream)
1428   int c;
1429   do
1430     /* @r{No need to check for @code{EOF} because it is not}
1431        @r{@code{isspace}, and @code{ungetc} ignores @code{EOF}.}  */
1432     c = getc (stream);
1433   while (isspace (c));
1434   ungetc (c, stream);
1436 @end smallexample
1438 @node Block Input/Output
1439 @section Block Input/Output
1441 This section describes how to do input and output operations on blocks
1442 of data.  You can use these functions to read and write binary data, as
1443 well as to read and write text in fixed-size blocks instead of by
1444 characters or lines.
1445 @cindex binary I/O to a stream
1446 @cindex block I/O to a stream
1447 @cindex reading from a stream, by blocks
1448 @cindex writing to a stream, by blocks
1450 Binary files are typically used to read and write blocks of data in the
1451 same format as is used to represent the data in a running program.  In
1452 other words, arbitrary blocks of memory---not just character or string
1453 objects---can be written to a binary file, and meaningfully read in
1454 again by the same program.
1456 Storing data in binary form is often considerably more efficient than
1457 using the formatted I/O functions.  Also, for floating-point numbers,
1458 the binary form avoids possible loss of precision in the conversion
1459 process.  On the other hand, binary files can't be examined or modified
1460 easily using many standard file utilities (such as text editors), and
1461 are not portable between different implementations of the language, or
1462 different kinds of computers.
1464 These functions are declared in @file{stdio.h}.
1465 @pindex stdio.h
1467 @comment stdio.h
1468 @comment ISO
1469 @deftypefun size_t fread (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1470 This function reads up to @var{count} objects of size @var{size} into
1471 the array @var{data}, from the stream @var{stream}.  It returns the
1472 number of objects actually read, which might be less than @var{count} if
1473 a read error occurs or the end of the file is reached.  This function
1474 returns a value of zero (and doesn't read anything) if either @var{size}
1475 or @var{count} is zero.
1477 If @code{fread} encounters end of file in the middle of an object, it
1478 returns the number of complete objects read, and discards the partial
1479 object.  Therefore, the stream remains at the actual end of the file.
1480 @end deftypefun
1482 @comment stdio.h
1483 @comment GNU
1484 @deftypefun size_t fread_unlocked (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1485 The @code{fread_unlocked} function is equivalent to the @code{fread}
1486 function except that it does not implicitly lock the stream.
1488 This function is a GNU extension.
1489 @end deftypefun
1491 @comment stdio.h
1492 @comment ISO
1493 @deftypefun size_t fwrite (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1494 This function writes up to @var{count} objects of size @var{size} from
1495 the array @var{data}, to the stream @var{stream}.  The return value is
1496 normally @var{count}, if the call succeeds.  Any other value indicates
1497 some sort of error, such as running out of space.
1498 @end deftypefun
1500 @comment stdio.h
1501 @comment GNU
1502 @deftypefun size_t fwrite_unlocked (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1503 The @code{fwrite_unlocked} function is equivalent to the @code{fwrite}
1504 function except that it does not implicitly lock the stream.
1506 This function is a GNU extension.
1507 @end deftypefun
1509 @node Formatted Output
1510 @section Formatted Output
1512 @cindex format string, for @code{printf}
1513 @cindex template, for @code{printf}
1514 @cindex formatted output to a stream
1515 @cindex writing to a stream, formatted
1516 The functions described in this section (@code{printf} and related
1517 functions) provide a convenient way to perform formatted output.  You
1518 call @code{printf} with a @dfn{format string} or @dfn{template string}
1519 that specifies how to format the values of the remaining arguments.
1521 Unless your program is a filter that specifically performs line- or
1522 character-oriented processing, using @code{printf} or one of the other
1523 related functions described in this section is usually the easiest and
1524 most concise way to perform output.  These functions are especially
1525 useful for printing error messages, tables of data, and the like.
1527 @menu
1528 * Formatted Output Basics::     Some examples to get you started.
1529 * Output Conversion Syntax::    General syntax of conversion
1530                                  specifications.
1531 * Table of Output Conversions:: Summary of output conversions and
1532                                  what they do.
1533 * Integer Conversions::         Details about formatting of integers.
1534 * Floating-Point Conversions::  Details about formatting of
1535                                  floating-point numbers.
1536 * Other Output Conversions::    Details about formatting of strings,
1537                                  characters, pointers, and the like.
1538 * Formatted Output Functions::  Descriptions of the actual functions.
1539 * Dynamic Output::              Functions that allocate memory for the output.
1540 * Variable Arguments Output::   @code{vprintf} and friends.
1541 * Parsing a Template String::   What kinds of args does a given template
1542                                  call for?
1543 * Example of Parsing::          Sample program using @code{parse_printf_format}.
1544 @end menu
1546 @node Formatted Output Basics
1547 @subsection Formatted Output Basics
1549 The @code{printf} function can be used to print any number of arguments.
1550 The template string argument you supply in a call provides
1551 information not only about the number of additional arguments, but also
1552 about their types and what style should be used for printing them.
1554 Ordinary characters in the template string are simply written to the
1555 output stream as-is, while @dfn{conversion specifications} introduced by
1556 a @samp{%} character in the template cause subsequent arguments to be
1557 formatted and written to the output stream.  For example,
1558 @cindex conversion specifications (@code{printf})
1560 @smallexample
1561 int pct = 37;
1562 char filename[] = "foo.txt";
1563 printf ("Processing of `%s' is %d%% finished.\nPlease be patient.\n",
1564         filename, pct);
1565 @end smallexample
1567 @noindent
1568 produces output like
1570 @smallexample
1571 Processing of `foo.txt' is 37% finished.
1572 Please be patient.
1573 @end smallexample
1575 This example shows the use of the @samp{%d} conversion to specify that
1576 an @code{int} argument should be printed in decimal notation, the
1577 @samp{%s} conversion to specify printing of a string argument, and
1578 the @samp{%%} conversion to print a literal @samp{%} character.
1580 There are also conversions for printing an integer argument as an
1581 unsigned value in octal, decimal, or hexadecimal radix (@samp{%o},
1582 @samp{%u}, or @samp{%x}, respectively); or as a character value
1583 (@samp{%c}).
1585 Floating-point numbers can be printed in normal, fixed-point notation
1586 using the @samp{%f} conversion or in exponential notation using the
1587 @samp{%e} conversion.  The @samp{%g} conversion uses either @samp{%e}
1588 or @samp{%f} format, depending on what is more appropriate for the
1589 magnitude of the particular number.
1591 You can control formatting more precisely by writing @dfn{modifiers}
1592 between the @samp{%} and the character that indicates which conversion
1593 to apply.  These slightly alter the ordinary behavior of the conversion.
1594 For example, most conversion specifications permit you to specify a
1595 minimum field width and a flag indicating whether you want the result
1596 left- or right-justified within the field.
1598 The specific flags and modifiers that are permitted and their
1599 interpretation vary depending on the particular conversion.  They're all
1600 described in more detail in the following sections.  Don't worry if this
1601 all seems excessively complicated at first; you can almost always get
1602 reasonable free-format output without using any of the modifiers at all.
1603 The modifiers are mostly used to make the output look ``prettier'' in
1604 tables.
1606 @node Output Conversion Syntax
1607 @subsection Output Conversion Syntax
1609 This section provides details about the precise syntax of conversion
1610 specifications that can appear in a @code{printf} template
1611 string.
1613 Characters in the template string that are not part of a conversion
1614 specification are printed as-is to the output stream.  Multibyte
1615 character sequences (@pxref{Character Set Handling}) are permitted in a
1616 template string.
1618 The conversion specifications in a @code{printf} template string have
1619 the general form:
1621 @example
1622 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} @r{[} . @var{precision} @r{]} @var{type} @var{conversion}
1623 @end example
1625 For example, in the conversion specifier @samp{%-10.8ld}, the @samp{-}
1626 is a flag, @samp{10} specifies the field width, the precision is
1627 @samp{8}, the letter @samp{l} is a type modifier, and @samp{d} specifies
1628 the conversion style.  (This particular type specifier says to
1629 print a @code{long int} argument in decimal notation, with a minimum of
1630 8 digits left-justified in a field at least 10 characters wide.)
1632 In more detail, output conversion specifications consist of an
1633 initial @samp{%} character followed in sequence by:
1635 @itemize @bullet
1636 @item
1637 An optional specification of the parameter used for this format.
1638 Normally the parameters to the @code{printf} function are assigned to the
1639 formats in the order of appearance in the format string.  But in some
1640 situations (such as message translation) this is not desirable and this
1641 extension allows an explicit parameter to be specified.
1643 The @var{param-no} part of the format must be an integer in the range of
1644 1 to the maximum number of arguments present to the function call.  Some
1645 implementations limit this number to a certainly upper bound.  The exact
1646 limit can be retrieved by the following constant.
1648 @defvr Macro NL_ARGMAX
1649 The value of @code{ARGMAX} is the maximum value allowed for the
1650 specification of an positional parameter in a @code{printf} call.  The
1651 actual value in effect at runtime can be retrieved by using
1652 @code{sysconf} using the @code{_SC_NL_ARGMAX} parameter @pxref{Sysconf
1653 Definition}.
1655 Some system have a quite low limit such as @math{9} for @w{System V}
1656 systems.  The GNU C library has no real limit.
1657 @end defvr
1659 If any of the formats has a specification for the parameter position all
1660 of them in the format string shall have one.  Otherwise the behavior is
1661 undefined.
1663 @item
1664 Zero or more @dfn{flag characters} that modify the normal behavior of
1665 the conversion specification.
1666 @cindex flag character (@code{printf})
1668 @item
1669 An optional decimal integer specifying the @dfn{minimum field width}.
1670 If the normal conversion produces fewer characters than this, the field
1671 is padded with spaces to the specified width.  This is a @emph{minimum}
1672 value; if the normal conversion produces more characters than this, the
1673 field is @emph{not} truncated.  Normally, the output is right-justified
1674 within the field.
1675 @cindex minimum field width (@code{printf})
1677 You can also specify a field width of @samp{*}.  This means that the
1678 next argument in the argument list (before the actual value to be
1679 printed) is used as the field width.  The value must be an @code{int}.
1680 If the value is negative, this means to set the @samp{-} flag (see
1681 below) and to use the absolute value as the field width.
1683 @item
1684 An optional @dfn{precision} to specify the number of digits to be
1685 written for the numeric conversions.  If the precision is specified, it
1686 consists of a period (@samp{.}) followed optionally by a decimal integer
1687 (which defaults to zero if omitted).
1688 @cindex precision (@code{printf})
1690 You can also specify a precision of @samp{*}.  This means that the next
1691 argument in the argument list (before the actual value to be printed) is
1692 used as the precision.  The value must be an @code{int}, and is ignored
1693 if it is negative.  If you specify @samp{*} for both the field width and
1694 precision, the field width argument precedes the precision argument.
1695 Other C library versions may not recognize this syntax.
1697 @item
1698 An optional @dfn{type modifier character}, which is used to specify the
1699 data type of the corresponding argument if it differs from the default
1700 type.  (For example, the integer conversions assume a type of @code{int},
1701 but you can specify @samp{h}, @samp{l}, or @samp{L} for other integer
1702 types.)
1703 @cindex type modifier character (@code{printf})
1705 @item
1706 A character that specifies the conversion to be applied.
1707 @end itemize
1709 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
1710 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
1711 individual conversions for information about the particular options that
1712 they use.
1714 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
1715 @code{printf} and related functions.  It examines the format string and
1716 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
1717 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
1718 write uses a @code{printf}-style format string.
1719 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
1720 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
1722 @node Table of Output Conversions
1723 @subsection Table of Output Conversions
1724 @cindex output conversions, for @code{printf}
1726 Here is a table summarizing what all the different conversions do:
1728 @table @asis
1729 @item @samp{%d}, @samp{%i}
1730 Print an integer as a signed decimal number.  @xref{Integer
1731 Conversions}, for details.  @samp{%d} and @samp{%i} are synonymous for
1732 output, but are different when used with @code{scanf} for input
1733 (@pxref{Table of Input Conversions}).
1735 @item @samp{%o}
1736 Print an integer as an unsigned octal number.  @xref{Integer
1737 Conversions}, for details.
1739 @item @samp{%u}
1740 Print an integer as an unsigned decimal number.  @xref{Integer
1741 Conversions}, for details.
1743 @item @samp{%x}, @samp{%X}
1744 Print an integer as an unsigned hexadecimal number.  @samp{%x} uses
1745 lower-case letters and @samp{%X} uses upper-case.  @xref{Integer
1746 Conversions}, for details.
1748 @item @samp{%f}
1749 Print a floating-point number in normal (fixed-point) notation.
1750 @xref{Floating-Point Conversions}, for details.
1752 @item @samp{%e}, @samp{%E}
1753 Print a floating-point number in exponential notation.  @samp{%e} uses
1754 lower-case letters and @samp{%E} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1755 Conversions}, for details.
1757 @item @samp{%g}, @samp{%G}
1758 Print a floating-point number in either normal or exponential notation,
1759 whichever is more appropriate for its magnitude.  @samp{%g} uses
1760 lower-case letters and @samp{%G} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1761 Conversions}, for details.
1763 @item @samp{%a}, @samp{%A}
1764 Print a floating-point number in a hexadecimal fractional notation which
1765 the exponent to base 2 represented in decimal digits.  @samp{%a} uses
1766 lower-case letters and @samp{%A} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1767 Conversions}, for details.
1769 @item @samp{%c}
1770 Print a single character.  @xref{Other Output Conversions}.
1772 @item @samp{%C}
1773 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
1774 with the Unix standard.
1776 @item @samp{%s}
1777 Print a string.  @xref{Other Output Conversions}.
1779 @item @samp{%S}
1780 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
1781 with the Unix standard.
1783 @item @samp{%p}
1784 Print the value of a pointer.  @xref{Other Output Conversions}.
1786 @item @samp{%n}
1787 Get the number of characters printed so far.  @xref{Other Output Conversions}.
1788 Note that this conversion specification never produces any output.
1790 @item @samp{%m}
1791 Print the string corresponding to the value of @code{errno}.
1792 (This is a GNU extension.)
1793 @xref{Other Output Conversions}.
1795 @item @samp{%%}
1796 Print a literal @samp{%} character.  @xref{Other Output Conversions}.
1797 @end table
1799 If the syntax of a conversion specification is invalid, unpredictable
1800 things will happen, so don't do this.  If there aren't enough function
1801 arguments provided to supply values for all the conversion
1802 specifications in the template string, or if the arguments are not of
1803 the correct types, the results are unpredictable.  If you supply more
1804 arguments than conversion specifications, the extra argument values are
1805 simply ignored; this is sometimes useful.
1807 @node Integer Conversions
1808 @subsection Integer Conversions
1810 This section describes the options for the @samp{%d}, @samp{%i},
1811 @samp{%o}, @samp{%u}, @samp{%x}, and @samp{%X} conversion
1812 specifications.  These conversions print integers in various formats.
1814 The @samp{%d} and @samp{%i} conversion specifications both print an
1815 @code{int} argument as a signed decimal number; while @samp{%o},
1816 @samp{%u}, and @samp{%x} print the argument as an unsigned octal,
1817 decimal, or hexadecimal number (respectively).  The @samp{%X} conversion
1818 specification is just like @samp{%x} except that it uses the characters
1819 @samp{ABCDEF} as digits instead of @samp{abcdef}.
1821 The following flags are meaningful:
1823 @table @asis
1824 @item @samp{-}
1825 Left-justify the result in the field (instead of the normal
1826 right-justification).
1828 @item @samp{+}
1829 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, print a
1830 plus sign if the value is positive.
1832 @item @samp{ }
1833 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, if the result
1834 doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a space
1835 character instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result
1836 includes a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
1838 @item @samp{#}
1839 For the @samp{%o} conversion, this forces the leading digit to be
1840 @samp{0}, as if by increasing the precision.  For @samp{%x} or
1841 @samp{%X}, this prefixes a leading @samp{0x} or @samp{0X} (respectively)
1842 to the result.  This doesn't do anything useful for the @samp{%d},
1843 @samp{%i}, or @samp{%u} conversions.  Using this flag produces output
1844 which can be parsed by the @code{strtoul} function (@pxref{Parsing of
1845 Integers}) and @code{scanf} with the @samp{%i} conversion
1846 (@pxref{Numeric Input Conversions}).
1848 @item @samp{'}
1849 Separate the digits into groups as specified by the locale specified for
1850 the @code{LC_NUMERIC} category; @pxref{General Numeric}.  This flag is a
1851 GNU extension.
1853 @item @samp{0}
1854 Pad the field with zeros instead of spaces.  The zeros are placed after
1855 any indication of sign or base.  This flag is ignored if the @samp{-}
1856 flag is also specified, or if a precision is specified.
1857 @end table
1859 If a precision is supplied, it specifies the minimum number of digits to
1860 appear; leading zeros are produced if necessary.  If you don't specify a
1861 precision, the number is printed with as many digits as it needs.  If
1862 you convert a value of zero with an explicit precision of zero, then no
1863 characters at all are produced.
1865 Without a type modifier, the corresponding argument is treated as an
1866 @code{int} (for the signed conversions @samp{%i} and @samp{%d}) or
1867 @code{unsigned int} (for the unsigned conversions @samp{%o}, @samp{%u},
1868 @samp{%x}, and @samp{%X}).  Recall that since @code{printf} and friends
1869 are variadic, any @code{char} and @code{short} arguments are
1870 automatically converted to @code{int} by the default argument
1871 promotions.  For arguments of other integer types, you can use these
1872 modifiers:
1874 @table @samp
1875 @item hh
1876 Specifies that the argument is a @code{signed char} or @code{unsigned
1877 char}, as appropriate.  A @code{char} argument is converted to an
1878 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1879 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
1880 @code{char} again.
1882 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1884 @item h
1885 Specifies that the argument is a @code{short int} or @code{unsigned
1886 short int}, as appropriate.  A @code{short} argument is converted to an
1887 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1888 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
1889 @code{short} again.
1891 @item j
1892 Specifies that the argument is a @code{intmax_t} or @code{uintmax_t}, as
1893 appropriate.
1895 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1897 @item l
1898 Specifies that the argument is a @code{long int} or @code{unsigned long
1899 int}, as appropriate.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L}
1900 modifier, below.
1902 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
1903 considered as a wide character or wide character string respectively.
1904 This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90}.
1906 @item L
1907 @itemx ll
1908 @itemx q
1909 Specifies that the argument is a @code{long long int}.  (This type is
1910 an extension supported by the GNU C compiler.  On systems that don't
1911 support extra-long integers, this is the same as @code{long int}.)
1913 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
1914 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
1915 @code{int}.
1917 @item t
1918 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t}.
1920 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1922 @item z
1923 @itemx Z
1924 Specifies that the argument is a @code{size_t}.
1926 @samp{z} was introduced in @w{ISO C99}.  @samp{Z} is a GNU extension
1927 predating this addition and should not be used in new code.
1928 @end table
1930 Here is an example.  Using the template string:
1932 @smallexample
1933 "|%5d|%-5d|%+5d|%+-5d|% 5d|%05d|%5.0d|%5.2d|%d|\n"
1934 @end smallexample
1936 @noindent
1937 to print numbers using the different options for the @samp{%d}
1938 conversion gives results like:
1940 @smallexample
1941 |    0|0    |   +0|+0   |    0|00000|     |   00|0|
1942 |    1|1    |   +1|+1   |    1|00001|    1|   01|1|
1943 |   -1|-1   |   -1|-1   |   -1|-0001|   -1|  -01|-1|
1944 |100000|100000|+100000|+100000| 100000|100000|100000|100000|100000|
1945 @end smallexample
1947 In particular, notice what happens in the last case where the number
1948 is too large to fit in the minimum field width specified.
1950 Here are some more examples showing how unsigned integers print under
1951 various format options, using the template string:
1953 @smallexample
1954 "|%5u|%5o|%5x|%5X|%#5o|%#5x|%#5X|%#10.8x|\n"
1955 @end smallexample
1957 @smallexample
1958 |    0|    0|    0|    0|    0|    0|    0|  00000000|
1959 |    1|    1|    1|    1|   01|  0x1|  0X1|0x00000001|
1960 |100000|303240|186a0|186A0|0303240|0x186a0|0X186A0|0x000186a0|
1961 @end smallexample
1964 @node Floating-Point Conversions
1965 @subsection Floating-Point Conversions
1967 This section discusses the conversion specifications for floating-point
1968 numbers: the @samp{%f}, @samp{%e}, @samp{%E}, @samp{%g}, and @samp{%G}
1969 conversions.
1971 The @samp{%f} conversion prints its argument in fixed-point notation,
1972 producing output of the form
1973 @w{[@code{-}]@var{ddd}@code{.}@var{ddd}},
1974 where the number of digits following the decimal point is controlled
1975 by the precision you specify.
1977 The @samp{%e} conversion prints its argument in exponential notation,
1978 producing output of the form
1979 @w{[@code{-}]@var{d}@code{.}@var{ddd}@code{e}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
1980 Again, the number of digits following the decimal point is controlled by
1981 the precision.  The exponent always contains at least two digits.  The
1982 @samp{%E} conversion is similar but the exponent is marked with the letter
1983 @samp{E} instead of @samp{e}.
1985 The @samp{%g} and @samp{%G} conversions print the argument in the style
1986 of @samp{%e} or @samp{%E} (respectively) if the exponent would be less
1987 than -4 or greater than or equal to the precision; otherwise they use
1988 the @samp{%f} style.  A precision of @code{0}, is taken as 1. is
1989 Trailing zeros are removed from the fractional portion of the result and
1990 a decimal-point character appears only if it is followed by a digit.
1992 The @samp{%a} and @samp{%A} conversions are meant for representing
1993 floating-point numbers exactly in textual form so that they can be
1994 exchanged as texts between different programs and/or machines.  The
1995 numbers are represented is the form
1996 @w{[@code{-}]@code{0x}@var{h}@code{.}@var{hhh}@code{p}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
1997 At the left of the decimal-point character exactly one digit is print.
1998 This character is only @code{0} if the number is denormalized.
1999 Otherwise the value is unspecified; it is implementation dependent how many
2000 bits are used.  The number of hexadecimal digits on the right side of
2001 the decimal-point character is equal to the precision.  If the precision
2002 is zero it is determined to be large enough to provide an exact
2003 representation of the number (or it is large enough to distinguish two
2004 adjacent values if the @code{FLT_RADIX} is not a power of 2,
2005 @pxref{Floating Point Parameters}).  For the @samp{%a} conversion
2006 lower-case characters are used to represent the hexadecimal number and
2007 the prefix and exponent sign are printed as @code{0x} and @code{p}
2008 respectively.  Otherwise upper-case characters are used and @code{0X}
2009 and @code{P} are used for the representation of prefix and exponent
2010 string.  The exponent to the base of two is printed as a decimal number
2011 using at least one digit but at most as many digits as necessary to
2012 represent the value exactly.
2014 If the value to be printed represents infinity or a NaN, the output is
2015 @w{[@code{-}]@code{inf}} or @code{nan} respectively if the conversion
2016 specifier is @samp{%a}, @samp{%e}, @samp{%f}, or @samp{%g} and it is
2017 @w{[@code{-}]@code{INF}} or @code{NAN} respectively if the conversion is
2018 @samp{%A}, @samp{%E}, or @samp{%G}.
2020 The following flags can be used to modify the behavior:
2022 @comment We use @asis instead of @samp so we can have ` ' as an item.
2023 @table @asis
2024 @item @samp{-}
2025 Left-justify the result in the field.  Normally the result is
2026 right-justified.
2028 @item @samp{+}
2029 Always include a plus or minus sign in the result.
2031 @item @samp{ }
2032 If the result doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a
2033 space instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result includes
2034 a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
2036 @item @samp{#}
2037 Specifies that the result should always include a decimal point, even
2038 if no digits follow it.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions,
2039 this also forces trailing zeros after the decimal point to be left
2040 in place where they would otherwise be removed.
2042 @item @samp{'}
2043 Separate the digits of the integer part of the result into groups as
2044 specified by the locale specified for the @code{LC_NUMERIC} category;
2045 @pxref{General Numeric}.  This flag is a GNU extension.
2047 @item @samp{0}
2048 Pad the field with zeros instead of spaces; the zeros are placed
2049 after any sign.  This flag is ignored if the @samp{-} flag is also
2050 specified.
2051 @end table
2053 The precision specifies how many digits follow the decimal-point
2054 character for the @samp{%f}, @samp{%e}, and @samp{%E} conversions.  For
2055 these conversions, the default precision is @code{6}.  If the precision
2056 is explicitly @code{0}, this suppresses the decimal point character
2057 entirely.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions, the precision
2058 specifies how many significant digits to print.  Significant digits are
2059 the first digit before the decimal point, and all the digits after it.
2060 If the precision is @code{0} or not specified for @samp{%g} or @samp{%G},
2061 it is treated like a value of @code{1}.  If the value being printed
2062 cannot be expressed accurately in the specified number of digits, the
2063 value is rounded to the nearest number that fits.
2065 Without a type modifier, the floating-point conversions use an argument
2066 of type @code{double}.  (By the default argument promotions, any
2067 @code{float} arguments are automatically converted to @code{double}.)
2068 The following type modifier is supported:
2070 @table @samp
2071 @item L
2072 An uppercase @samp{L} specifies that the argument is a @code{long
2073 double}.
2074 @end table
2076 Here are some examples showing how numbers print using the various
2077 floating-point conversions.  All of the numbers were printed using
2078 this template string:
2080 @smallexample
2081 "|%13.4a|%13.4f|%13.4e|%13.4g|\n"
2082 @end smallexample
2084 Here is the output:
2086 @smallexample
2087 |  0x0.0000p+0|       0.0000|   0.0000e+00|            0|
2088 |  0x1.0000p-1|       0.5000|   5.0000e-01|          0.5|
2089 |  0x1.0000p+0|       1.0000|   1.0000e+00|            1|
2090 | -0x1.0000p+0|      -1.0000|  -1.0000e+00|           -1|
2091 |  0x1.9000p+6|     100.0000|   1.0000e+02|          100|
2092 |  0x1.f400p+9|    1000.0000|   1.0000e+03|         1000|
2093 | 0x1.3880p+13|   10000.0000|   1.0000e+04|        1e+04|
2094 | 0x1.81c8p+13|   12345.0000|   1.2345e+04|    1.234e+04|
2095 | 0x1.86a0p+16|  100000.0000|   1.0000e+05|        1e+05|
2096 | 0x1.e240p+16|  123456.0000|   1.2346e+05|    1.235e+05|
2097 @end smallexample
2099 Notice how the @samp{%g} conversion drops trailing zeros.
2101 @node Other Output Conversions
2102 @subsection Other Output Conversions
2104 This section describes miscellaneous conversions for @code{printf}.
2106 The @samp{%c} conversion prints a single character.  In case there is no
2107 @samp{l} modifier the @code{int} argument is first converted to an
2108 @code{unsigned char}.  Then, if used in a wide stream function, the
2109 character is converted into the corresponding wide character.  The
2110 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2111 but no other flags are defined, and no precision or type modifier can be
2112 given.  For example:
2114 @smallexample
2115 printf ("%c%c%c%c%c", 'h', 'e', 'l', 'l', 'o');
2116 @end smallexample
2118 @noindent
2119 prints @samp{hello}.
2121 If there is a @samp{l} modifier present the argument is expected to be
2122 of type @code{wint_t}.  If used in a multibyte function the wide
2123 character is converted into a multibyte character before being added to
2124 the output.  In this case more than one output byte can be produced.
2126 The @samp{%s} conversion prints a string.  If no @samp{l} modifier is
2127 present the corresponding argument must be of type @code{char *} (or
2128 @code{const char *}).  If used in a wide stream function the string is
2129 first converted in a wide character string.  A precision can be
2130 specified to indicate the maximum number of characters to write;
2131 otherwise characters in the string up to but not including the
2132 terminating null character are written to the output stream.  The
2133 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2134 but no other flags or type modifiers are defined for this conversion.
2135 For example:
2137 @smallexample
2138 printf ("%3s%-6s", "no", "where");
2139 @end smallexample
2141 @noindent
2142 prints @samp{ nowhere }.
2144 If there is a @samp{l} modifier present the argument is expected to be of type @code{wchar_t} (or @code{const wchar_t *}).
2146 If you accidentally pass a null pointer as the argument for a @samp{%s}
2147 conversion, the GNU library prints it as @samp{(null)}.  We think this
2148 is more useful than crashing.  But it's not good practice to pass a null
2149 argument intentionally.
2151 The @samp{%m} conversion prints the string corresponding to the error
2152 code in @code{errno}.  @xref{Error Messages}.  Thus:
2154 @smallexample
2155 fprintf (stderr, "can't open `%s': %m\n", filename);
2156 @end smallexample
2158 @noindent
2159 is equivalent to:
2161 @smallexample
2162 fprintf (stderr, "can't open `%s': %s\n", filename, strerror (errno));
2163 @end smallexample
2165 @noindent
2166 The @samp{%m} conversion is a GNU C library extension.
2168 The @samp{%p} conversion prints a pointer value.  The corresponding
2169 argument must be of type @code{void *}.  In practice, you can use any
2170 type of pointer.
2172 In the GNU system, non-null pointers are printed as unsigned integers,
2173 as if a @samp{%#x} conversion were used.  Null pointers print as
2174 @samp{(nil)}.  (Pointers might print differently in other systems.)
2176 For example:
2178 @smallexample
2179 printf ("%p", "testing");
2180 @end smallexample
2182 @noindent
2183 prints @samp{0x} followed by a hexadecimal number---the address of the
2184 string constant @code{"testing"}.  It does not print the word
2185 @samp{testing}.
2187 You can supply the @samp{-} flag with the @samp{%p} conversion to
2188 specify left-justification, but no other flags, precision, or type
2189 modifiers are defined.
2191 The @samp{%n} conversion is unlike any of the other output conversions.
2192 It uses an argument which must be a pointer to an @code{int}, but
2193 instead of printing anything it stores the number of characters printed
2194 so far by this call at that location.  The @samp{h} and @samp{l} type
2195 modifiers are permitted to specify that the argument is of type
2196 @code{short int *} or @code{long int *} instead of @code{int *}, but no
2197 flags, field width, or precision are permitted.
2199 For example,
2201 @smallexample
2202 int nchar;
2203 printf ("%d %s%n\n", 3, "bears", &nchar);
2204 @end smallexample
2206 @noindent
2207 prints:
2209 @smallexample
2210 3 bears
2211 @end smallexample
2213 @noindent
2214 and sets @code{nchar} to @code{7}, because @samp{3 bears} is seven
2215 characters.
2218 The @samp{%%} conversion prints a literal @samp{%} character.  This
2219 conversion doesn't use an argument, and no flags, field width,
2220 precision, or type modifiers are permitted.
2223 @node Formatted Output Functions
2224 @subsection Formatted Output Functions
2226 This section describes how to call @code{printf} and related functions.
2227 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
2228 Because these functions take a variable number of arguments, you
2229 @emph{must} declare prototypes for them before using them.  Of course,
2230 the easiest way to make sure you have all the right prototypes is to
2231 just include @file{stdio.h}.
2232 @pindex stdio.h
2234 @comment stdio.h
2235 @comment ISO
2236 @deftypefun int printf (const char *@var{template}, @dots{})
2237 The @code{printf} function prints the optional arguments under the
2238 control of the template string @var{template} to the stream
2239 @code{stdout}.  It returns the number of characters printed, or a
2240 negative value if there was an output error.
2241 @end deftypefun
2243 @comment wchar.h
2244 @comment ISO
2245 @deftypefun int wprintf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2246 The @code{wprintf} function prints the optional arguments under the
2247 control of the wide template string @var{template} to the stream
2248 @code{stdout}.  It returns the number of wide characters printed, or a
2249 negative value if there was an output error.
2250 @end deftypefun
2252 @comment stdio.h
2253 @comment ISO
2254 @deftypefun int fprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
2255 This function is just like @code{printf}, except that the output is
2256 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2257 @end deftypefun
2259 @comment wchar.h
2260 @comment ISO
2261 @deftypefun int fwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2262 This function is just like @code{wprintf}, except that the output is
2263 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2264 @end deftypefun
2266 @comment stdio.h
2267 @comment ISO
2268 @deftypefun int sprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
2269 This is like @code{printf}, except that the output is stored in the character
2270 array @var{s} instead of written to a stream.  A null character is written
2271 to mark the end of the string.
2273 The @code{sprintf} function returns the number of characters stored in
2274 the array @var{s}, not including the terminating null character.
2276 The behavior of this function is undefined if copying takes place
2277 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
2278 as an argument to be printed under control of the @samp{%s} conversion.
2279 @xref{Copying and Concatenation}.
2281 @strong{Warning:} The @code{sprintf} function can be @strong{dangerous}
2282 because it can potentially output more characters than can fit in the
2283 allocation size of the string @var{s}.  Remember that the field width
2284 given in a conversion specification is only a @emph{minimum} value.
2286 To avoid this problem, you can use @code{snprintf} or @code{asprintf},
2287 described below.
2288 @end deftypefun
2290 @comment wchar.h
2291 @comment GNU
2292 @deftypefun int swprintf (wchar_t *@var{s}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2293 This is like @code{wprintf}, except that the output is stored in the
2294 wide character array @var{ws} instead of written to a stream.  A null
2295 wide character is written to mark the end of the string.  The @var{size}
2296 argument specifies the maximum number of characters to produce.  The
2297 trailing null character is counted towards this limit, so you should
2298 allocate at least @var{size} wide characters for the string @var{ws}.
2300 The return value is the number of characters generated for the given
2301 input, excluding the trailing null.  If not all output fits into the
2302 provided buffer a negative value is returned.  You should try again with
2303 a bigger output string.  @emph{Note:} this is different from how
2304 @code{snprintf} handles this situation.
2306 Note that the corresponding narrow stream function takes fewer
2307 parameters.  @code{swprintf} in fact corresponds to the @code{snprintf}
2308 function.  Since the @code{sprintf} function can be dangerous and should
2309 be avoided the @w{ISO C} committee refused to make the same mistake
2310 again and decided to not define an function exactly corresponding to
2311 @code{sprintf}.
2312 @end deftypefun
2314 @comment stdio.h
2315 @comment GNU
2316 @deftypefun int snprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, @dots{})
2317 The @code{snprintf} function is similar to @code{sprintf}, except that
2318 the @var{size} argument specifies the maximum number of characters to
2319 produce.  The trailing null character is counted towards this limit, so
2320 you should allocate at least @var{size} characters for the string @var{s}.
2322 The return value is the number of characters which would be generated
2323 for the given input, excluding the trailing null.  If this value is
2324 greater or equal to @var{size}, not all characters from the result have
2325 been stored in @var{s}.  You should try again with a bigger output
2326 string.  Here is an example of doing this:
2328 @smallexample
2329 @group
2330 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2331    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2332 char *
2333 make_message (char *name, char *value)
2335   /* @r{Guess we need no more than 100 chars of space.} */
2336   int size = 100;
2337   char *buffer = (char *) xmalloc (size);
2338   int nchars;
2339 @end group
2340 @group
2341   if (buffer == NULL)
2342     return NULL;
2344  /* @r{Try to print in the allocated space.} */
2345   nchars = snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2346                      name, value);
2347 @end group
2348 @group
2349   if (nchars >= size)
2350     @{
2351       /* @r{Reallocate buffer now that we know
2352          how much space is needed.} */
2353       buffer = (char *) xrealloc (buffer, nchars + 1);
2355       if (buffer != NULL)
2356         /* @r{Try again.} */
2357         snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2358                   name, value);
2359     @}
2360   /* @r{The last call worked, return the string.} */
2361   return buffer;
2363 @end group
2364 @end smallexample
2366 In practice, it is often easier just to use @code{asprintf}, below.
2368 @strong{Attention:} In versions of the GNU C library prior to 2.1 the
2369 return value is the number of characters stored, not including the
2370 terminating null; unless there was not enough space in @var{s} to
2371 store the result in which case @code{-1} is returned.  This was
2372 changed in order to comply with the @w{ISO C99} standard.
2373 @end deftypefun
2375 @node Dynamic Output
2376 @subsection Dynamically Allocating Formatted Output
2378 The functions in this section do formatted output and place the results
2379 in dynamically allocated memory.
2381 @comment stdio.h
2382 @comment GNU
2383 @deftypefun int asprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, @dots{})
2384 This function is similar to @code{sprintf}, except that it dynamically
2385 allocates a string (as with @code{malloc}; @pxref{Unconstrained
2386 Allocation}) to hold the output, instead of putting the output in a
2387 buffer you allocate in advance.  The @var{ptr} argument should be the
2388 address of a @code{char *} object, and @code{asprintf} stores a pointer
2389 to the newly allocated string at that location.
2391 The return value is the number of characters allocated for the buffer, or
2392 less than zero if an error occurred. Usually this means that the buffer
2393 could not be allocated.
2395 Here is how to use @code{asprintf} to get the same result as the
2396 @code{snprintf} example, but more easily:
2398 @smallexample
2399 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2400    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2401 char *
2402 make_message (char *name, char *value)
2404   char *result;
2405   if (asprintf (&result, "value of %s is %s", name, value) < 0)
2406     return NULL;
2407   return result;
2409 @end smallexample
2410 @end deftypefun
2412 @comment stdio.h
2413 @comment GNU
2414 @deftypefun int obstack_printf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, @dots{})
2415 This function is similar to @code{asprintf}, except that it uses the
2416 obstack @var{obstack} to allocate the space.  @xref{Obstacks}.
2418 The characters are written onto the end of the current object.
2419 To get at them, you must finish the object with @code{obstack_finish}
2420 (@pxref{Growing Objects}).@refill
2421 @end deftypefun
2423 @node Variable Arguments Output
2424 @subsection Variable Arguments Output Functions
2426 The functions @code{vprintf} and friends are provided so that you can
2427 define your own variadic @code{printf}-like functions that make use of
2428 the same internals as the built-in formatted output functions.
2430 The most natural way to define such functions would be to use a language
2431 construct to say, ``Call @code{printf} and pass this template plus all
2432 of my arguments after the first five.''  But there is no way to do this
2433 in C, and it would be hard to provide a way, since at the C language
2434 level there is no way to tell how many arguments your function received.
2436 Since that method is impossible, we provide alternative functions, the
2437 @code{vprintf} series, which lets you pass a @code{va_list} to describe
2438 ``all of my arguments after the first five.''
2440 When it is sufficient to define a macro rather than a real function,
2441 the GNU C compiler provides a way to do this much more easily with macros.
2442 For example:
2444 @smallexample
2445 #define myprintf(a, b, c, d, e, rest...) \
2446             printf (mytemplate , ## rest...)
2447 @end smallexample
2449 @noindent
2450 @xref{Macro Varargs, , Macros with Variable Numbers of Arguments,
2451 gcc.info, Using GNU CC}, for details.  But this is limited to macros,
2452 and does not apply to real functions at all.
2454 Before calling @code{vprintf} or the other functions listed in this
2455 section, you @emph{must} call @code{va_start} (@pxref{Variadic
2456 Functions}) to initialize a pointer to the variable arguments.  Then you
2457 can call @code{va_arg} to fetch the arguments that you want to handle
2458 yourself.  This advances the pointer past those arguments.
2460 Once your @code{va_list} pointer is pointing at the argument of your
2461 choice, you are ready to call @code{vprintf}.  That argument and all
2462 subsequent arguments that were passed to your function are used by
2463 @code{vprintf} along with the template that you specified separately.
2465 In some other systems, the @code{va_list} pointer may become invalid
2466 after the call to @code{vprintf}, so you must not use @code{va_arg}
2467 after you call @code{vprintf}.  Instead, you should call @code{va_end}
2468 to retire the pointer from service.  However, you can safely call
2469 @code{va_start} on another pointer variable and begin fetching the
2470 arguments again through that pointer.  Calling @code{vprintf} does not
2471 destroy the argument list of your function, merely the particular
2472 pointer that you passed to it.
2474 GNU C does not have such restrictions.  You can safely continue to fetch
2475 arguments from a @code{va_list} pointer after passing it to
2476 @code{vprintf}, and @code{va_end} is a no-op.  (Note, however, that
2477 subsequent @code{va_arg} calls will fetch the same arguments which
2478 @code{vprintf} previously used.)
2480 Prototypes for these functions are declared in @file{stdio.h}.
2481 @pindex stdio.h
2483 @comment stdio.h
2484 @comment ISO
2485 @deftypefun int vprintf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2486 This function is similar to @code{printf} except that, instead of taking
2487 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2488 pointer @var{ap}.
2489 @end deftypefun
2491 @comment wchar.h
2492 @comment ISO
2493 @deftypefun int vwprintf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2494 This function is similar to @code{wprintf} except that, instead of taking
2495 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2496 pointer @var{ap}.
2497 @end deftypefun
2499 @comment stdio.h
2500 @comment ISO
2501 @deftypefun int vfprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2502 This is the equivalent of @code{fprintf} with the variable argument list
2503 specified directly as for @code{vprintf}.
2504 @end deftypefun
2506 @comment wchar.h
2507 @comment ISO
2508 @deftypefun int vfwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2509 This is the equivalent of @code{fwprintf} with the variable argument list
2510 specified directly as for @code{vwprintf}.
2511 @end deftypefun
2513 @comment stdio.h
2514 @comment ISO
2515 @deftypefun int vsprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2516 This is the equivalent of @code{sprintf} with the variable argument list
2517 specified directly as for @code{vprintf}.
2518 @end deftypefun
2520 @comment wchar.h
2521 @comment GNU
2522 @deftypefun int vswprintf (wchar_t *@var{s}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2523 This is the equivalent of @code{swprintf} with the variable argument list
2524 specified directly as for @code{vwprintf}.
2525 @end deftypefun
2527 @comment stdio.h
2528 @comment GNU
2529 @deftypefun int vsnprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2530 This is the equivalent of @code{snprintf} with the variable argument list
2531 specified directly as for @code{vprintf}.
2532 @end deftypefun
2534 @comment stdio.h
2535 @comment GNU
2536 @deftypefun int vasprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2537 The @code{vasprintf} function is the equivalent of @code{asprintf} with the
2538 variable argument list specified directly as for @code{vprintf}.
2539 @end deftypefun
2541 @comment stdio.h
2542 @comment GNU
2543 @deftypefun int obstack_vprintf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2544 The @code{obstack_vprintf} function is the equivalent of
2545 @code{obstack_printf} with the variable argument list specified directly
2546 as for @code{vprintf}.@refill
2547 @end deftypefun
2549 Here's an example showing how you might use @code{vfprintf}.  This is a
2550 function that prints error messages to the stream @code{stderr}, along
2551 with a prefix indicating the name of the program
2552 (@pxref{Error Messages}, for a description of
2553 @code{program_invocation_short_name}).
2555 @smallexample
2556 @group
2557 #include <stdio.h>
2558 #include <stdarg.h>
2560 void
2561 eprintf (const char *template, ...)
2563   va_list ap;
2564   extern char *program_invocation_short_name;
2566   fprintf (stderr, "%s: ", program_invocation_short_name);
2567   va_start (ap, template);
2568   vfprintf (stderr, template, ap);
2569   va_end (ap);
2571 @end group
2572 @end smallexample
2574 @noindent
2575 You could call @code{eprintf} like this:
2577 @smallexample
2578 eprintf ("file `%s' does not exist\n", filename);
2579 @end smallexample
2581 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
2582 know that a function uses a @code{printf}-style format string.  Then it
2583 can check the number and types of arguments in each call to the
2584 function, and warn you when they do not match the format string.
2585 For example, take this declaration of @code{eprintf}:
2587 @smallexample
2588 void eprintf (const char *template, ...)
2589         __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
2590 @end smallexample
2592 @noindent
2593 This tells the compiler that @code{eprintf} uses a format string like
2594 @code{printf} (as opposed to @code{scanf}; @pxref{Formatted Input});
2595 the format string appears as the first argument;
2596 and the arguments to satisfy the format begin with the second.
2597 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
2598 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
2600 @node Parsing a Template String
2601 @subsection Parsing a Template String
2602 @cindex parsing a template string
2604 You can use the function @code{parse_printf_format} to obtain
2605 information about the number and types of arguments that are expected by
2606 a given template string.  This function permits interpreters that
2607 provide interfaces to @code{printf} to avoid passing along invalid
2608 arguments from the user's program, which could cause a crash.
2610 All the symbols described in this section are declared in the header
2611 file @file{printf.h}.
2613 @comment printf.h
2614 @comment GNU
2615 @deftypefun size_t parse_printf_format (const char *@var{template}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
2616 This function returns information about the number and types of
2617 arguments expected by the @code{printf} template string @var{template}.
2618 The information is stored in the array @var{argtypes}; each element of
2619 this array describes one argument.  This information is encoded using
2620 the various @samp{PA_} macros, listed below.
2622 The argument @var{n} specifies the number of elements in the array
2623 @var{argtypes}.  This is the maximum number of elements that
2624 @code{parse_printf_format} will try to write.
2626 @code{parse_printf_format} returns the total number of arguments required
2627 by @var{template}.  If this number is greater than @var{n}, then the
2628 information returned describes only the first @var{n} arguments.  If you
2629 want information about additional arguments, allocate a bigger
2630 array and call @code{parse_printf_format} again.
2631 @end deftypefun
2633 The argument types are encoded as a combination of a basic type and
2634 modifier flag bits.
2636 @comment printf.h
2637 @comment GNU
2638 @deftypevr Macro int PA_FLAG_MASK
2639 This macro is a bitmask for the type modifier flag bits.  You can write
2640 the expression @code{(argtypes[i] & PA_FLAG_MASK)} to extract just the
2641 flag bits for an argument, or @code{(argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)} to
2642 extract just the basic type code.
2643 @end deftypevr
2645 Here are symbolic constants that represent the basic types; they stand
2646 for integer values.
2648 @vtable @code
2649 @comment printf.h
2650 @comment GNU
2651 @item PA_INT
2652 This specifies that the base type is @code{int}.
2654 @comment printf.h
2655 @comment GNU
2656 @item PA_CHAR
2657 This specifies that the base type is @code{int}, cast to @code{char}.
2659 @comment printf.h
2660 @comment GNU
2661 @item PA_STRING
2662 This specifies that the base type is @code{char *}, a null-terminated string.
2664 @comment printf.h
2665 @comment GNU
2666 @item PA_POINTER
2667 This specifies that the base type is @code{void *}, an arbitrary pointer.
2669 @comment printf.h
2670 @comment GNU
2671 @item PA_FLOAT
2672 This specifies that the base type is @code{float}.
2674 @comment printf.h
2675 @comment GNU
2676 @item PA_DOUBLE
2677 This specifies that the base type is @code{double}.
2679 @comment printf.h
2680 @comment GNU
2681 @item PA_LAST
2682 You can define additional base types for your own programs as offsets
2683 from @code{PA_LAST}.  For example, if you have data types @samp{foo}
2684 and @samp{bar} with their own specialized @code{printf} conversions,
2685 you could define encodings for these types as:
2687 @smallexample
2688 #define PA_FOO  PA_LAST
2689 #define PA_BAR  (PA_LAST + 1)
2690 @end smallexample
2691 @end vtable
2693 Here are the flag bits that modify a basic type.  They are combined with
2694 the code for the basic type using inclusive-or.
2696 @vtable @code
2697 @comment printf.h
2698 @comment GNU
2699 @item PA_FLAG_PTR
2700 If this bit is set, it indicates that the encoded type is a pointer to
2701 the base type, rather than an immediate value.
2702 For example, @samp{PA_INT|PA_FLAG_PTR} represents the type @samp{int *}.
2704 @comment printf.h
2705 @comment GNU
2706 @item PA_FLAG_SHORT
2707 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2708 @code{short}.  (This corresponds to the @samp{h} type modifier.)
2710 @comment printf.h
2711 @comment GNU
2712 @item PA_FLAG_LONG
2713 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2714 @code{long}.  (This corresponds to the @samp{l} type modifier.)
2716 @comment printf.h
2717 @comment GNU
2718 @item PA_FLAG_LONG_LONG
2719 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2720 @code{long long}.  (This corresponds to the @samp{L} type modifier.)
2722 @comment printf.h
2723 @comment GNU
2724 @item PA_FLAG_LONG_DOUBLE
2725 This is a synonym for @code{PA_FLAG_LONG_LONG}, used by convention with
2726 a base type of @code{PA_DOUBLE} to indicate a type of @code{long double}.
2727 @end vtable
2729 @ifinfo
2730 For an example of using these facilities, see @ref{Example of Parsing}.
2731 @end ifinfo
2733 @node Example of Parsing
2734 @subsection Example of Parsing a Template String
2736 Here is an example of decoding argument types for a format string.  We
2737 assume this is part of an interpreter which contains arguments of type
2738 @code{NUMBER}, @code{CHAR}, @code{STRING} and @code{STRUCTURE} (and
2739 perhaps others which are not valid here).
2741 @smallexample
2742 /* @r{Test whether the @var{nargs} specified objects}
2743    @r{in the vector @var{args} are valid}
2744    @r{for the format string @var{format}:}
2745    @r{if so, return 1.}
2746    @r{If not, return 0 after printing an error message.}  */
2749 validate_args (char *format, int nargs, OBJECT *args)
2751   int *argtypes;
2752   int nwanted;
2754   /* @r{Get the information about the arguments.}
2755      @r{Each conversion specification must be at least two characters}
2756      @r{long, so there cannot be more specifications than half the}
2757      @r{length of the string.}  */
2759   argtypes = (int *) alloca (strlen (format) / 2 * sizeof (int));
2760   nwanted = parse_printf_format (string, nelts, argtypes);
2762   /* @r{Check the number of arguments.}  */
2763   if (nwanted > nargs)
2764     @{
2765       error ("too few arguments (at least %d required)", nwanted);
2766       return 0;
2767     @}
2769   /* @r{Check the C type wanted for each argument}
2770      @r{and see if the object given is suitable.}  */
2771   for (i = 0; i < nwanted; i++)
2772     @{
2773       int wanted;
2775       if (argtypes[i] & PA_FLAG_PTR)
2776         wanted = STRUCTURE;
2777       else
2778         switch (argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)
2779           @{
2780           case PA_INT:
2781           case PA_FLOAT:
2782           case PA_DOUBLE:
2783             wanted = NUMBER;
2784             break;
2785           case PA_CHAR:
2786             wanted = CHAR;
2787             break;
2788           case PA_STRING:
2789             wanted = STRING;
2790             break;
2791           case PA_POINTER:
2792             wanted = STRUCTURE;
2793             break;
2794           @}
2795       if (TYPE (args[i]) != wanted)
2796         @{
2797           error ("type mismatch for arg number %d", i);
2798           return 0;
2799         @}
2800     @}
2801   return 1;
2803 @end smallexample
2805 @node Customizing Printf
2806 @section Customizing @code{printf}
2807 @cindex customizing @code{printf}
2808 @cindex defining new @code{printf} conversions
2809 @cindex extending @code{printf}
2811 The GNU C library lets you define your own custom conversion specifiers
2812 for @code{printf} template strings, to teach @code{printf} clever ways
2813 to print the important data structures of your program.
2815 The way you do this is by registering the conversion with the function
2816 @code{register_printf_function}; see @ref{Registering New Conversions}.
2817 One of the arguments you pass to this function is a pointer to a handler
2818 function that produces the actual output; see @ref{Defining the Output
2819 Handler}, for information on how to write this function.
2821 You can also install a function that just returns information about the
2822 number and type of arguments expected by the conversion specifier.
2823 @xref{Parsing a Template String}, for information about this.
2825 The facilities of this section are declared in the header file
2826 @file{printf.h}.
2828 @menu
2829 * Registering New Conversions::         Using @code{register_printf_function}
2830                                          to register a new output conversion.
2831 * Conversion Specifier Options::        The handler must be able to get
2832                                          the options specified in the
2833                                          template when it is called.
2834 * Defining the Output Handler::         Defining the handler and arginfo
2835                                          functions that are passed as arguments
2836                                          to @code{register_printf_function}.
2837 * Printf Extension Example::            How to define a @code{printf}
2838                                          handler function.
2839 * Predefined Printf Handlers::          Predefined @code{printf} handlers.
2840 @end menu
2842 @strong{Portability Note:} The ability to extend the syntax of
2843 @code{printf} template strings is a GNU extension.  ISO standard C has
2844 nothing similar.
2846 @node Registering New Conversions
2847 @subsection Registering New Conversions
2849 The function to register a new output conversion is
2850 @code{register_printf_function}, declared in @file{printf.h}.
2851 @pindex printf.h
2853 @comment printf.h
2854 @comment GNU
2855 @deftypefun int register_printf_function (int @var{spec}, printf_function @var{handler-function}, printf_arginfo_function @var{arginfo-function})
2856 This function defines the conversion specifier character @var{spec}.
2857 Thus, if @var{spec} is @code{'Y'}, it defines the conversion @samp{%Y}.
2858 You can redefine the built-in conversions like @samp{%s}, but flag
2859 characters like @samp{#} and type modifiers like @samp{l} can never be
2860 used as conversions; calling @code{register_printf_function} for those
2861 characters has no effect.  It is advisable not to use lowercase letters,
2862 since the ISO C standard warns that additional lowercase letters may be
2863 standardized in future editions of the standard.
2865 The @var{handler-function} is the function called by @code{printf} and
2866 friends when this conversion appears in a template string.
2867 @xref{Defining the Output Handler}, for information about how to define
2868 a function to pass as this argument.  If you specify a null pointer, any
2869 existing handler function for @var{spec} is removed.
2871 The @var{arginfo-function} is the function called by
2872 @code{parse_printf_format} when this conversion appears in a
2873 template string.  @xref{Parsing a Template String}, for information
2874 about this.
2876 @c The following is not true anymore.  The `parse_printf_format' function
2877 @c is now also called from `vfprintf' via `parse_one_spec'.
2878 @c --drepper@gnu, 1996/11/14
2880 @c Normally, you install both functions for a conversion at the same time,
2881 @c but if you are never going to call @code{parse_printf_format}, you do
2882 @c not need to define an arginfo function.
2884 @strong{Attention:} In the GNU C library versions before 2.0 the
2885 @var{arginfo-function} function did not need to be installed unless
2886 the user used the @code{parse_printf_format} function.  This has changed.
2887 Now a call to any of the @code{printf} functions will call this
2888 function when this format specifier appears in the format string.
2890 The return value is @code{0} on success, and @code{-1} on failure
2891 (which occurs if @var{spec} is out of range).
2893 You can redefine the standard output conversions, but this is probably
2894 not a good idea because of the potential for confusion.  Library routines
2895 written by other people could break if you do this.
2896 @end deftypefun
2898 @node Conversion Specifier Options
2899 @subsection Conversion Specifier Options
2901 If you define a meaning for @samp{%A}, what if the template contains
2902 @samp{%+23A} or @samp{%-#A}?  To implement a sensible meaning for these,
2903 the handler when called needs to be able to get the options specified in
2904 the template.
2906 Both the @var{handler-function} and @var{arginfo-function} accept an
2907 argument that points to a @code{struct printf_info}, which contains
2908 information about the options appearing in an instance of the conversion
2909 specifier.  This data type is declared in the header file
2910 @file{printf.h}.
2911 @pindex printf.h
2913 @comment printf.h
2914 @comment GNU
2915 @deftp {Type} {struct printf_info}
2916 This structure is used to pass information about the options appearing
2917 in an instance of a conversion specifier in a @code{printf} template
2918 string to the handler and arginfo functions for that specifier.  It
2919 contains the following members:
2921 @table @code
2922 @item int prec
2923 This is the precision specified.  The value is @code{-1} if no precision
2924 was specified.  If the precision was given as @samp{*}, the
2925 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
2926 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
2927 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
2928 actual value is not known.
2930 @item int width
2931 This is the minimum field width specified.  The value is @code{0} if no
2932 width was specified.  If the field width was given as @samp{*}, the
2933 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
2934 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
2935 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
2936 actual value is not known.
2938 @item wchar_t spec
2939 This is the conversion specifier character specified.  It's stored in
2940 the structure so that you can register the same handler function for
2941 multiple characters, but still have a way to tell them apart when the
2942 handler function is called.
2944 @item unsigned int is_long_double
2945 This is a boolean that is true if the @samp{L}, @samp{ll}, or @samp{q}
2946 type modifier was specified.  For integer conversions, this indicates
2947 @code{long long int}, as opposed to @code{long double} for floating
2948 point conversions.
2950 @item unsigned int is_char
2951 This is a boolean that is true if the @samp{hh} type modifier was specified.
2953 @item unsigned int is_short
2954 This is a boolean that is true if the @samp{h} type modifier was specified.
2956 @item unsigned int is_long
2957 This is a boolean that is true if the @samp{l} type modifier was specified.
2959 @item unsigned int alt
2960 This is a boolean that is true if the @samp{#} flag was specified.
2962 @item unsigned int space
2963 This is a boolean that is true if the @samp{ } flag was specified.
2965 @item unsigned int left
2966 This is a boolean that is true if the @samp{-} flag was specified.
2968 @item unsigned int showsign
2969 This is a boolean that is true if the @samp{+} flag was specified.
2971 @item unsigned int group
2972 This is a boolean that is true if the @samp{'} flag was specified.
2974 @item unsigned int extra
2975 This flag has a special meaning depending on the context.  It could
2976 be used freely by the user-defined handlers but when called from
2977 the @code{printf} function this variable always contains the value
2978 @code{0}.
2980 @item unsigned int wide
2981 This flag is set if the stream is wide oriented.
2983 @item wchar_t pad
2984 This is the character to use for padding the output to the minimum field
2985 width.  The value is @code{'0'} if the @samp{0} flag was specified, and
2986 @code{' '} otherwise.
2987 @end table
2988 @end deftp
2991 @node Defining the Output Handler
2992 @subsection Defining the Output Handler
2994 Now let's look at how to define the handler and arginfo functions
2995 which are passed as arguments to @code{register_printf_function}.
2997 @strong{Compatibility Note:} The interface changed in GNU libc
2998 version 2.0.  Previously the third argument was of type
2999 @code{va_list *}.
3001 You should define your handler functions with a prototype like:
3003 @smallexample
3004 int @var{function} (FILE *stream, const struct printf_info *info,
3005                     const void *const *args)
3006 @end smallexample
3008 The @var{stream} argument passed to the handler function is the stream to
3009 which it should write output.
3011 The @var{info} argument is a pointer to a structure that contains
3012 information about the various options that were included with the
3013 conversion in the template string.  You should not modify this structure
3014 inside your handler function.  @xref{Conversion Specifier Options}, for
3015 a description of this data structure.
3017 @c The following changes some time back.  --drepper@gnu, 1996/11/14
3019 @c The @code{ap_pointer} argument is used to pass the tail of the variable
3020 @c argument list containing the values to be printed to your handler.
3021 @c Unlike most other functions that can be passed an explicit variable
3022 @c argument list, this is a @emph{pointer} to a @code{va_list}, rather than
3023 @c the @code{va_list} itself.  Thus, you should fetch arguments by
3024 @c means of @code{va_arg (*ap_pointer, @var{type})}.
3026 @c (Passing a pointer here allows the function that calls your handler
3027 @c function to update its own @code{va_list} variable to account for the
3028 @c arguments that your handler processes.  @xref{Variadic Functions}.)
3030 The @var{args} is a vector of pointers to the arguments data.
3031 The number of arguments was determined by calling the argument
3032 information function provided by the user.
3034 Your handler function should return a value just like @code{printf}
3035 does: it should return the number of characters it has written, or a
3036 negative value to indicate an error.
3038 @comment printf.h
3039 @comment GNU
3040 @deftp {Data Type} printf_function
3041 This is the data type that a handler function should have.
3042 @end deftp
3044 If you are going to use @w{@code{parse_printf_format}} in your
3045 application, you must also define a function to pass as the
3046 @var{arginfo-function} argument for each new conversion you install with
3047 @code{register_printf_function}.
3049 You have to define these functions with a prototype like:
3051 @smallexample
3052 int @var{function} (const struct printf_info *info,
3053                     size_t n, int *argtypes)
3054 @end smallexample
3056 The return value from the function should be the number of arguments the
3057 conversion expects.  The function should also fill in no more than
3058 @var{n} elements of the @var{argtypes} array with information about the
3059 types of each of these arguments.  This information is encoded using the
3060 various @samp{PA_} macros.  (You will notice that this is the same
3061 calling convention @code{parse_printf_format} itself uses.)
3063 @comment printf.h
3064 @comment GNU
3065 @deftp {Data Type} printf_arginfo_function
3066 This type is used to describe functions that return information about
3067 the number and type of arguments used by a conversion specifier.
3068 @end deftp
3070 @node Printf Extension Example
3071 @subsection @code{printf} Extension Example
3073 Here is an example showing how to define a @code{printf} handler function.
3074 This program defines a data structure called a @code{Widget} and
3075 defines the @samp{%W} conversion to print information about @w{@code{Widget *}}
3076 arguments, including the pointer value and the name stored in the data
3077 structure.  The @samp{%W} conversion supports the minimum field width and
3078 left-justification options, but ignores everything else.
3080 @smallexample
3081 @include rprintf.c.texi
3082 @end smallexample
3084 The output produced by this program looks like:
3086 @smallexample
3087 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3088 |      <Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3089 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>      |
3090 @end smallexample
3092 @node Predefined Printf Handlers
3093 @subsection Predefined @code{printf} Handlers
3095 The GNU libc also contains a concrete and useful application of the
3096 @code{printf} handler extension.  There are two functions available
3097 which implement a special way to print floating-point numbers.
3099 @comment printf.h
3100 @comment GNU
3101 @deftypefun int printf_size (FILE *@var{fp}, const struct printf_info *@var{info}, const void *const *@var{args})
3102 Print a given floating point number as for the format @code{%f} except
3103 that there is a postfix character indicating the divisor for the
3104 number to make this less than 1000.  There are two possible divisors:
3105 powers of 1024 or powers of 1000.  Which one is used depends on the
3106 format character specified while registered this handler.  If the
3107 character is of lower case, 1024 is used.  For upper case characters,
3108 1000 is used.
3110 The postfix tag corresponds to bytes, kilobytes, megabytes, gigabytes,
3111 etc.  The full table is:
3113 @ifinfo
3114 @multitable @hsep @vsep {' '} {2^10 (1024)} {zetta} {Upper} {10^24 (1000)}
3115 @item low @tab Multiplier  @tab From  @tab Upper @tab Multiplier
3116 @item ' ' @tab 1           @tab       @tab ' '   @tab 1
3117 @item k   @tab 2^10 (1024) @tab kilo  @tab K     @tab 10^3 (1000)
3118 @item m   @tab 2^20        @tab mega  @tab M     @tab 10^6
3119 @item g   @tab 2^30        @tab giga  @tab G     @tab 10^9
3120 @item t   @tab 2^40        @tab tera  @tab T     @tab 10^12
3121 @item p   @tab 2^50        @tab peta  @tab P     @tab 10^15
3122 @item e   @tab 2^60        @tab exa   @tab E     @tab 10^18
3123 @item z   @tab 2^70        @tab zetta @tab Z     @tab 10^21
3124 @item y   @tab 2^80        @tab yotta @tab Y     @tab 10^24
3125 @end multitable
3126 @end ifinfo
3127 @iftex
3128 @tex
3129 \hbox to\hsize{\hfil\vbox{\offinterlineskip
3130 \hrule
3131 \halign{\strut#& \vrule#\tabskip=1em plus2em& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#\tabskip=0pt\cr
3132 \noalign{\hrule}
3133 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3134 && \omit low && Multiplier && From && \omit Upper && Multiplier &\cr
3135 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3136 \noalign{\hrule}
3137 && {\tt\char32} &&  1 && && {\tt\char32} && 1 &\cr
3138 && k && $2^{10} = 1024$ && kilo && K && $10^3 = 1000$ &\cr
3139 && m && $2^{20}$ && mega && M && $10^6$ &\cr
3140 && g && $2^{30}$ && giga && G && $10^9$ &\cr
3141 && t && $2^{40}$ && tera && T && $10^{12}$ &\cr
3142 && p && $2^{50}$ && peta && P && $10^{15}$ &\cr
3143 && e && $2^{60}$ && exa && E && $10^{18}$ &\cr
3144 && z && $2^{70}$ && zetta && Z && $10^{21}$ &\cr
3145 && y && $2^{80}$ && yotta && Y && $10^{24}$ &\cr
3146 \noalign{\hrule}}}\hfil}
3147 @end tex
3148 @end iftex
3150 The default precision is 3, i.e., 1024 is printed with a lower-case
3151 format character as if it were @code{%.3fk} and will yield @code{1.000k}.
3152 @end deftypefun
3154 Due to the requirements of @code{register_printf_function} we must also
3155 provide the function which returns information about the arguments.
3157 @comment printf.h
3158 @comment GNU
3159 @deftypefun int printf_size_info (const struct printf_info *@var{info}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
3160 This function will return in @var{argtypes} the information about the
3161 used parameters in the way the @code{vfprintf} implementation expects
3162 it.  The format always takes one argument.
3163 @end deftypefun
3165 To use these functions both functions must be registered with a call like
3167 @smallexample
3168 register_printf_function ('B', printf_size, printf_size_info);
3169 @end smallexample
3171 Here we register the functions to print numbers as powers of 1000 since
3172 the format character @code{'B'} is an upper-case character.  If we
3173 would additionally use @code{'b'} in a line like
3175 @smallexample
3176 register_printf_function ('b', printf_size, printf_size_info);
3177 @end smallexample
3179 @noindent
3180 we could also print using a power of 1024.  Please note that all that is
3181 different in these two lines is the format specifier.  The
3182 @code{printf_size} function knows about the difference between lower and upper
3183 case format specifiers.
3185 The use of @code{'B'} and @code{'b'} is no coincidence.  Rather it is
3186 the preferred way to use this functionality since it is available on
3187 some other systems which also use format specifiers.
3189 @node Formatted Input
3190 @section Formatted Input
3192 @cindex formatted input from a stream
3193 @cindex reading from a stream, formatted
3194 @cindex format string, for @code{scanf}
3195 @cindex template, for @code{scanf}
3196 The functions described in this section (@code{scanf} and related
3197 functions) provide facilities for formatted input analogous to the
3198 formatted output facilities.  These functions provide a mechanism for
3199 reading arbitrary values under the control of a @dfn{format string} or
3200 @dfn{template string}.
3202 @menu
3203 * Formatted Input Basics::      Some basics to get you started.
3204 * Input Conversion Syntax::     Syntax of conversion specifications.
3205 * Table of Input Conversions::  Summary of input conversions and what they do.
3206 * Numeric Input Conversions::   Details of conversions for reading numbers.
3207 * String Input Conversions::    Details of conversions for reading strings.
3208 * Dynamic String Input::        String conversions that @code{malloc} the buffer.
3209 * Other Input Conversions::     Details of miscellaneous other conversions.
3210 * Formatted Input Functions::   Descriptions of the actual functions.
3211 * Variable Arguments Input::    @code{vscanf} and friends.
3212 @end menu
3214 @node Formatted Input Basics
3215 @subsection Formatted Input Basics
3217 Calls to @code{scanf} are superficially similar to calls to
3218 @code{printf} in that arbitrary arguments are read under the control of
3219 a template string.  While the syntax of the conversion specifications in
3220 the template is very similar to that for @code{printf}, the
3221 interpretation of the template is oriented more towards free-format
3222 input and simple pattern matching, rather than fixed-field formatting.
3223 For example, most @code{scanf} conversions skip over any amount of
3224 ``white space'' (including spaces, tabs, and newlines) in the input
3225 file, and there is no concept of precision for the numeric input
3226 conversions as there is for the corresponding output conversions.
3227 Ordinarily, non-whitespace characters in the template are expected to
3228 match characters in the input stream exactly, but a matching failure is
3229 distinct from an input error on the stream.
3230 @cindex conversion specifications (@code{scanf})
3232 Another area of difference between @code{scanf} and @code{printf} is
3233 that you must remember to supply pointers rather than immediate values
3234 as the optional arguments to @code{scanf}; the values that are read are
3235 stored in the objects that the pointers point to.  Even experienced
3236 programmers tend to forget this occasionally, so if your program is
3237 getting strange errors that seem to be related to @code{scanf}, you
3238 might want to double-check this.
3240 When a @dfn{matching failure} occurs, @code{scanf} returns immediately,
3241 leaving the first non-matching character as the next character to be
3242 read from the stream.  The normal return value from @code{scanf} is the
3243 number of values that were assigned, so you can use this to determine if
3244 a matching error happened before all the expected values were read.
3245 @cindex matching failure, in @code{scanf}
3247 The @code{scanf} function is typically used for things like reading in
3248 the contents of tables.  For example, here is a function that uses
3249 @code{scanf} to initialize an array of @code{double}:
3251 @smallexample
3252 void
3253 readarray (double *array, int n)
3255   int i;
3256   for (i=0; i<n; i++)
3257     if (scanf (" %lf", &(array[i])) != 1)
3258       invalid_input_error ();
3260 @end smallexample
3262 The formatted input functions are not used as frequently as the
3263 formatted output functions.  Partly, this is because it takes some care
3264 to use them properly.  Another reason is that it is difficult to recover
3265 from a matching error.
3267 If you are trying to read input that doesn't match a single, fixed
3268 pattern, you may be better off using a tool such as Flex to generate a
3269 lexical scanner, or Bison to generate a parser, rather than using
3270 @code{scanf}.  For more information about these tools, see @ref{Top, , ,
3271 flex.info, Flex: The Lexical Scanner Generator}, and @ref{Top, , ,
3272 bison.info, The Bison Reference Manual}.
3274 @node Input Conversion Syntax
3275 @subsection Input Conversion Syntax
3277 A @code{scanf} template string is a string that contains ordinary
3278 multibyte characters interspersed with conversion specifications that
3279 start with @samp{%}.
3281 Any whitespace character (as defined by the @code{isspace} function;
3282 @pxref{Classification of Characters}) in the template causes any number
3283 of whitespace characters in the input stream to be read and discarded.
3284 The whitespace characters that are matched need not be exactly the same
3285 whitespace characters that appear in the template string.  For example,
3286 write @samp{ , } in the template to recognize a comma with optional
3287 whitespace before and after.
3289 Other characters in the template string that are not part of conversion
3290 specifications must match characters in the input stream exactly; if
3291 this is not the case, a matching failure occurs.
3293 The conversion specifications in a @code{scanf} template string
3294 have the general form:
3296 @smallexample
3297 % @var{flags} @var{width} @var{type} @var{conversion}
3298 @end smallexample
3300 In more detail, an input conversion specification consists of an initial
3301 @samp{%} character followed in sequence by:
3303 @itemize @bullet
3304 @item
3305 An optional @dfn{flag character} @samp{*}, which says to ignore the text
3306 read for this specification.  When @code{scanf} finds a conversion
3307 specification that uses this flag, it reads input as directed by the
3308 rest of the conversion specification, but it discards this input, does
3309 not use a pointer argument, and does not increment the count of
3310 successful assignments.
3311 @cindex flag character (@code{scanf})
3313 @item
3314 An optional flag character @samp{a} (valid with string conversions only)
3315 which requests allocation of a buffer long enough to store the string in.
3316 (This is a GNU extension.)
3317 @xref{Dynamic String Input}.
3319 @item
3320 An optional decimal integer that specifies the @dfn{maximum field
3321 width}.  Reading of characters from the input stream stops either when
3322 this maximum is reached or when a non-matching character is found,
3323 whichever happens first.  Most conversions discard initial whitespace
3324 characters (those that don't are explicitly documented), and these
3325 discarded characters don't count towards the maximum field width.
3326 String input conversions store a null character to mark the end of the
3327 input; the maximum field width does not include this terminator.
3328 @cindex maximum field width (@code{scanf})
3330 @item
3331 An optional @dfn{type modifier character}.  For example, you can
3332 specify a type modifier of @samp{l} with integer conversions such as
3333 @samp{%d} to specify that the argument is a pointer to a @code{long int}
3334 rather than a pointer to an @code{int}.
3335 @cindex type modifier character (@code{scanf})
3337 @item
3338 A character that specifies the conversion to be applied.
3339 @end itemize
3341 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
3342 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
3343 individual conversions for information about the particular options that
3344 they allow.
3346 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
3347 @code{scanf} and related functions.  It examines the format string and
3348 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
3349 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
3350 write uses a @code{scanf}-style format string.
3351 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
3352 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
3354 @node Table of Input Conversions
3355 @subsection Table of Input Conversions
3356 @cindex input conversions, for @code{scanf}
3358 Here is a table that summarizes the various conversion specifications:
3360 @table @asis
3361 @item @samp{%d}
3362 Matches an optionally signed integer written in decimal.  @xref{Numeric
3363 Input Conversions}.
3365 @item @samp{%i}
3366 Matches an optionally signed integer in any of the formats that the C
3367 language defines for specifying an integer constant.  @xref{Numeric
3368 Input Conversions}.
3370 @item @samp{%o}
3371 Matches an unsigned integer written in octal radix.
3372 @xref{Numeric Input Conversions}.
3374 @item @samp{%u}
3375 Matches an unsigned integer written in decimal radix.
3376 @xref{Numeric Input Conversions}.
3378 @item @samp{%x}, @samp{%X}
3379 Matches an unsigned integer written in hexadecimal radix.
3380 @xref{Numeric Input Conversions}.
3382 @item @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, @samp{%G}
3383 Matches an optionally signed floating-point number.  @xref{Numeric Input
3384 Conversions}.
3386 @item @samp{%s}
3388 Matches a string containing only non-whitespace characters.
3389 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3390 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3391 multibyte string.  If @samp{%s} is used in a wide character function the
3392 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3393 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3394 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3395 @samp{%ls} is used in a multibyte function the result is converted into
3396 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3397 stored in the user provided buffer.
3399 @item @samp{%S}
3400 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
3401 with the Unix standard.
3403 @item @samp{%[}
3404 Matches a string of characters that belong to a specified set.
3405 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3406 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3407 multibyte string.  If @samp{%[} is used in a wide character function the
3408 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3409 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3410 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3411 @samp{%l[} is used in a multibyte function the result is converted into
3412 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3413 stored in the user provided buffer.
3415 @item @samp{%c}
3416 Matches a string of one or more characters; the number of characters
3417 read is controlled by the maximum field width given for the conversion.
3418 @xref{String Input Conversions}.
3420 If the @samp{%c} is used in a wide stream function the read value is
3421 converted from a wide character to the corresponding multibyte character
3422 before storing it.  Note that this conversion can produce more than one
3423 byte of output and therefore the provided buffer be large enough for up
3424 to @code{MB_CUR_MAX} bytes for each character.  If @samp{%lc} is used in
3425 a multibyte function the input is treated as a multibyte sequence (and
3426 not bytes) and the result is converted as with calls to @code{mbrtowc}.
3428 @item @samp{%C}
3429 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
3430 with the Unix standard.
3432 @item @samp{%p}
3433 Matches a pointer value in the same implementation-defined format used
3434 by the @samp{%p} output conversion for @code{printf}.  @xref{Other Input
3435 Conversions}.
3437 @item @samp{%n}
3438 This conversion doesn't read any characters; it records the number of
3439 characters read so far by this call.  @xref{Other Input Conversions}.
3441 @item @samp{%%}
3442 This matches a literal @samp{%} character in the input stream.  No
3443 corresponding argument is used.  @xref{Other Input Conversions}.
3444 @end table
3446 If the syntax of a conversion specification is invalid, the behavior is
3447 undefined.  If there aren't enough function arguments provided to supply
3448 addresses for all the conversion specifications in the template strings
3449 that perform assignments, or if the arguments are not of the correct
3450 types, the behavior is also undefined.  On the other hand, extra
3451 arguments are simply ignored.
3453 @node Numeric Input Conversions
3454 @subsection Numeric Input Conversions
3456 This section describes the @code{scanf} conversions for reading numeric
3457 values.
3459 The @samp{%d} conversion matches an optionally signed integer in decimal
3460 radix.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3461 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3462 @code{10} for the @var{base} argument.
3464 The @samp{%i} conversion matches an optionally signed integer in any of
3465 the formats that the C language defines for specifying an integer
3466 constant.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3467 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3468 @code{0} for the @var{base} argument.  (You can print integers in this
3469 syntax with @code{printf} by using the @samp{#} flag character with the
3470 @samp{%x}, @samp{%o}, or @samp{%d} conversion.  @xref{Integer Conversions}.)
3472 For example, any of the strings @samp{10}, @samp{0xa}, or @samp{012}
3473 could be read in as integers under the @samp{%i} conversion.  Each of
3474 these specifies a number with decimal value @code{10}.
3476 The @samp{%o}, @samp{%u}, and @samp{%x} conversions match unsigned
3477 integers in octal, decimal, and hexadecimal radices, respectively.  The
3478 syntax that is recognized is the same as that for the @code{strtoul}
3479 function (@pxref{Parsing of Integers}) with the appropriate value
3480 (@code{8}, @code{10}, or @code{16}) for the @var{base} argument.
3482 The @samp{%X} conversion is identical to the @samp{%x} conversion.  They
3483 both permit either uppercase or lowercase letters to be used as digits.
3485 The default type of the corresponding argument for the @code{%d} and
3486 @code{%i} conversions is @code{int *}, and @code{unsigned int *} for the
3487 other integer conversions.  You can use the following type modifiers to
3488 specify other sizes of integer:
3490 @table @samp
3491 @item hh
3492 Specifies that the argument is a @code{signed char *} or @code{unsigned
3493 char *}.
3495 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3497 @item h
3498 Specifies that the argument is a @code{short int *} or @code{unsigned
3499 short int *}.
3501 @item j
3502 Specifies that the argument is a @code{intmax_t *} or @code{uintmax_t *}.
3504 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3506 @item l
3507 Specifies that the argument is a @code{long int *} or @code{unsigned
3508 long int *}.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L} modifier, below.
3510 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
3511 considered as a pointer to a wide character or wide character string
3512 respectively.  This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to
3513 @w{ISO C90}.
3515 @need 100
3516 @item ll
3517 @itemx L
3518 @itemx q
3519 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
3520 GNU C compiler.  For systems that don't provide extra-long integers, this
3521 is the same as @code{long int}.)
3523 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
3524 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
3525 @code{int}.
3527 @item t
3528 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t *}.
3530 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3532 @item z
3533 Specifies that the argument is a @code{size_t *}.
3535 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3536 @end table
3538 All of the @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, and @samp{%G}
3539 input conversions are interchangeable.  They all match an optionally
3540 signed floating point number, in the same syntax as for the
3541 @code{strtod} function (@pxref{Parsing of Floats}).
3543 For the floating-point input conversions, the default argument type is
3544 @code{float *}.  (This is different from the corresponding output
3545 conversions, where the default type is @code{double}; remember that
3546 @code{float} arguments to @code{printf} are converted to @code{double}
3547 by the default argument promotions, but @code{float *} arguments are
3548 not promoted to @code{double *}.)  You can specify other sizes of float
3549 using these type modifiers:
3551 @table @samp
3552 @item l
3553 Specifies that the argument is of type @code{double *}.
3555 @item L
3556 Specifies that the argument is of type @code{long double *}.
3557 @end table
3559 For all the above number parsing formats there is an additional optional
3560 flag @samp{'}.  When this flag is given the @code{scanf} function
3561 expects the number represented in the input string to be formatted
3562 according to the grouping rules of the currently selected locale
3563 (@pxref{General Numeric}).
3565 If the @code{"C"} or @code{"POSIX"} locale is selected there is no
3566 difference.  But for a locale which specifies values for the appropriate
3567 fields in the locale the input must have the correct form in the input.
3568 Otherwise the longest prefix with a correct form is processed.
3570 @node String Input Conversions
3571 @subsection String Input Conversions
3573 This section describes the @code{scanf} input conversions for reading
3574 string and character values: @samp{%s}, @samp{%S}, @samp{%[}, @samp{%c},
3575 and @samp{%C}.
3577 You have two options for how to receive the input from these
3578 conversions:
3580 @itemize @bullet
3581 @item
3582 Provide a buffer to store it in.  This is the default.  You should
3583 provide an argument of type @code{char *} or @code{wchar_t *} (the
3584 latter of the @samp{l} modifier is present).
3586 @strong{Warning:} To make a robust program, you must make sure that the
3587 input (plus its terminating null) cannot possibly exceed the size of the
3588 buffer you provide.  In general, the only way to do this is to specify a
3589 maximum field width one less than the buffer size.  @strong{If you
3590 provide the buffer, always specify a maximum field width to prevent
3591 overflow.}
3593 @item
3594 Ask @code{scanf} to allocate a big enough buffer, by specifying the
3595 @samp{a} flag character.  This is a GNU extension.  You should provide
3596 an argument of type @code{char **} for the buffer address to be stored
3597 in.  @xref{Dynamic String Input}.
3598 @end itemize
3600 The @samp{%c} conversion is the simplest: it matches a fixed number of
3601 characters, always.  The maximum field width says how many characters to
3602 read; if you don't specify the maximum, the default is 1.  This
3603 conversion doesn't append a null character to the end of the text it
3604 reads.  It also does not skip over initial whitespace characters.  It
3605 reads precisely the next @var{n} characters, and fails if it cannot get
3606 that many.  Since there is always a maximum field width with @samp{%c}
3607 (whether specified, or 1 by default), you can always prevent overflow by
3608 making the buffer long enough.
3609 @comment Is character == byte here???  --drepper
3611 If the format is @samp{%lc} or @samp{%C} the function stores wide
3612 characters which are converted using the conversion determined at the
3613 time the stream was opened from the external byte stream.  The number of
3614 bytes read from the medium is limited by @code{MB_CUR_LEN * @var{n}} but
3615 at most @var{n} wide character get stored in the output string.
3617 The @samp{%s} conversion matches a string of non-whitespace characters.
3618 It skips and discards initial whitespace, but stops when it encounters
3619 more whitespace after having read something.  It stores a null character
3620 at the end of the text that it reads.
3622 For example, reading the input:
3624 @smallexample
3625  hello, world
3626 @end smallexample
3628 @noindent
3629 with the conversion @samp{%10c} produces @code{" hello, wo"}, but
3630 reading the same input with the conversion @samp{%10s} produces
3631 @code{"hello,"}.
3633 @strong{Warning:} If you do not specify a field width for @samp{%s},
3634 then the number of characters read is limited only by where the next
3635 whitespace character appears.  This almost certainly means that invalid
3636 input can make your program crash---which is a bug.
3638 The @samp{%ls} and @samp{%S} format are handled just like @samp{%s}
3639 except that the external byte sequence is converted using the conversion
3640 associated with the stream to wide characters with their own encoding.
3641 A width or precision specified with the format do not directly determine
3642 how many bytes are read from the stream since they measure wide
3643 characters.  But an upper limit can be computed by multiplying the value
3644 of the width or precision by @code{MB_CUR_MAX}.
3646 To read in characters that belong to an arbitrary set of your choice,
3647 use the @samp{%[} conversion.  You specify the set between the @samp{[}
3648 character and a following @samp{]} character, using the same syntax used
3649 in regular expressions.  As special cases:
3651 @itemize @bullet
3652 @item
3653 A literal @samp{]} character can be specified as the first character
3654 of the set.
3656 @item
3657 An embedded @samp{-} character (that is, one that is not the first or
3658 last character of the set) is used to specify a range of characters.
3660 @item
3661 If a caret character @samp{^} immediately follows the initial @samp{[},
3662 then the set of allowed input characters is the everything @emph{except}
3663 the characters listed.
3664 @end itemize
3666 The @samp{%[} conversion does not skip over initial whitespace
3667 characters.
3669 Here are some examples of @samp{%[} conversions and what they mean:
3671 @table @samp
3672 @item %25[1234567890]
3673 Matches a string of up to 25 digits.
3675 @item %25[][]
3676 Matches a string of up to 25 square brackets.
3678 @item %25[^ \f\n\r\t\v]
3679 Matches a string up to 25 characters long that doesn't contain any of
3680 the standard whitespace characters.  This is slightly different from
3681 @samp{%s}, because if the input begins with a whitespace character,
3682 @samp{%[} reports a matching failure while @samp{%s} simply discards the
3683 initial whitespace.
3685 @item %25[a-z]
3686 Matches up to 25 lowercase characters.
3687 @end table
3689 As for @samp{%c} and @samp{%s} the @samp{%[} format is also modified to
3690 produce wide characters if the @samp{l} modifier is present.  All what
3691 is said about @samp{%ls} above is true for @samp{%l[}.
3693 One more reminder: the @samp{%s} and @samp{%[} conversions are
3694 @strong{dangerous} if you don't specify a maximum width or use the
3695 @samp{a} flag, because input too long would overflow whatever buffer you
3696 have provided for it.  No matter how long your buffer is, a user could
3697 supply input that is longer.  A well-written program reports invalid
3698 input with a comprehensible error message, not with a crash.
3700 @node Dynamic String Input
3701 @subsection Dynamically Allocating String Conversions
3703 A GNU extension to formatted input lets you safely read a string with no
3704 maximum size.  Using this feature, you don't supply a buffer; instead,
3705 @code{scanf} allocates a buffer big enough to hold the data and gives
3706 you its address.  To use this feature, write @samp{a} as a flag
3707 character, as in @samp{%as} or @samp{%a[0-9a-z]}.
3709 The pointer argument you supply for where to store the input should have
3710 type @code{char **}.  The @code{scanf} function allocates a buffer and
3711 stores its address in the word that the argument points to.  You should
3712 free the buffer with @code{free} when you no longer need it.
3714 Here is an example of using the @samp{a} flag with the @samp{%[@dots{}]}
3715 conversion specification to read a ``variable assignment'' of the form
3716 @samp{@var{variable} = @var{value}}.
3718 @smallexample
3720   char *variable, *value;
3722   if (2 > scanf ("%a[a-zA-Z0-9] = %a[^\n]\n",
3723                  &variable, &value))
3724     @{
3725       invalid_input_error ();
3726       return 0;
3727     @}
3729   @dots{}
3731 @end smallexample
3733 @node Other Input Conversions
3734 @subsection Other Input Conversions
3736 This section describes the miscellaneous input conversions.
3738 The @samp{%p} conversion is used to read a pointer value.  It recognizes
3739 the same syntax used by the @samp{%p} output conversion for
3740 @code{printf} (@pxref{Other Output Conversions}); that is, a hexadecimal
3741 number just as the @samp{%x} conversion accepts.  The corresponding
3742 argument should be of type @code{void **}; that is, the address of a
3743 place to store a pointer.
3745 The resulting pointer value is not guaranteed to be valid if it was not
3746 originally written during the same program execution that reads it in.
3748 The @samp{%n} conversion produces the number of characters read so far
3749 by this call.  The corresponding argument should be of type @code{int *}.
3750 This conversion works in the same way as the @samp{%n} conversion for
3751 @code{printf}; see @ref{Other Output Conversions}, for an example.
3753 The @samp{%n} conversion is the only mechanism for determining the
3754 success of literal matches or conversions with suppressed assignments.
3755 If the @samp{%n} follows the locus of a matching failure, then no value
3756 is stored for it since @code{scanf} returns before processing the
3757 @samp{%n}.  If you store @code{-1} in that argument slot before calling
3758 @code{scanf}, the presence of @code{-1} after @code{scanf} indicates an
3759 error occurred before the @samp{%n} was reached.
3761 Finally, the @samp{%%} conversion matches a literal @samp{%} character
3762 in the input stream, without using an argument.  This conversion does
3763 not permit any flags, field width, or type modifier to be specified.
3765 @node Formatted Input Functions
3766 @subsection Formatted Input Functions
3768 Here are the descriptions of the functions for performing formatted
3769 input.
3770 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
3771 @pindex stdio.h
3773 @comment stdio.h
3774 @comment ISO
3775 @deftypefun int scanf (const char *@var{template}, @dots{})
3776 The @code{scanf} function reads formatted input from the stream
3777 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
3778 The optional arguments are pointers to the places which receive the
3779 resulting values.
3781 The return value is normally the number of successful assignments.  If
3782 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
3783 including matches against whitespace and literal characters in the
3784 template, then @code{EOF} is returned.
3785 @end deftypefun
3787 @comment wchar.h
3788 @comment ISO
3789 @deftypefun int wscanf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3790 The @code{wscanf} function reads formatted input from the stream
3791 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
3792 The optional arguments are pointers to the places which receive the
3793 resulting values.
3795 The return value is normally the number of successful assignments.  If
3796 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
3797 including matches against whitespace and literal characters in the
3798 template, then @code{WEOF} is returned.
3799 @end deftypefun
3801 @comment stdio.h
3802 @comment ISO
3803 @deftypefun int fscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
3804 This function is just like @code{scanf}, except that the input is read
3805 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
3806 @end deftypefun
3808 @comment wchar.h
3809 @comment ISO
3810 @deftypefun int fwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3811 This function is just like @code{wscanf}, except that the input is read
3812 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
3813 @end deftypefun
3815 @comment stdio.h
3816 @comment ISO
3817 @deftypefun int sscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
3818 This is like @code{scanf}, except that the characters are taken from the
3819 null-terminated string @var{s} instead of from a stream.  Reaching the
3820 end of the string is treated as an end-of-file condition.
3822 The behavior of this function is undefined if copying takes place
3823 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
3824 as an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
3825 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
3826 @end deftypefun
3828 @comment wchar.h
3829 @comment ISO
3830 @deftypefun int swscanf (const wchar_t *@var{ws}, const char *@var{template}, @dots{})
3831 This is like @code{wscanf}, except that the characters are taken from the
3832 null-terminated string @var{ws} instead of from a stream.  Reaching the
3833 end of the string is treated as an end-of-file condition.
3835 The behavior of this function is undefined if copying takes place
3836 between objects that overlap---for example, if @var{ws} is also given as
3837 an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
3838 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
3839 @end deftypefun
3841 @node Variable Arguments Input
3842 @subsection Variable Arguments Input Functions
3844 The functions @code{vscanf} and friends are provided so that you can
3845 define your own variadic @code{scanf}-like functions that make use of
3846 the same internals as the built-in formatted output functions.
3847 These functions are analogous to the @code{vprintf} series of output
3848 functions.  @xref{Variable Arguments Output}, for important
3849 information on how to use them.
3851 @strong{Portability Note:} The functions listed in this section were
3852 introduced in @w{ISO C99} and were before available as GNU extensions.
3854 @comment stdio.h
3855 @comment ISO
3856 @deftypefun int vscanf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3857 This function is similar to @code{scanf}, but instead of taking
3858 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
3859 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
3860 @end deftypefun
3862 @comment wchar.h
3863 @comment ISO
3864 @deftypefun int vwscanf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
3865 This function is similar to @code{wscanf}, but instead of taking
3866 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
3867 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
3868 @end deftypefun
3870 @comment stdio.h
3871 @comment ISO
3872 @deftypefun int vfscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3873 This is the equivalent of @code{fscanf} with the variable argument list
3874 specified directly as for @code{vscanf}.
3875 @end deftypefun
3877 @comment wchar.h
3878 @comment ISO
3879 @deftypefun int vfwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
3880 This is the equivalent of @code{fwscanf} with the variable argument list
3881 specified directly as for @code{vwscanf}.
3882 @end deftypefun
3884 @comment stdio.h
3885 @comment ISO
3886 @deftypefun int vsscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3887 This is the equivalent of @code{sscanf} with the variable argument list
3888 specified directly as for @code{vscanf}.
3889 @end deftypefun
3891 @comment wchar.h
3892 @comment ISO
3893 @deftypefun int vswscanf (const wchar_t *@var{s}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
3894 This is the equivalent of @code{swscanf} with the variable argument list
3895 specified directly as for @code{vwscanf}.
3896 @end deftypefun
3898 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
3899 know that a function uses a @code{scanf}-style format string.  Then it
3900 can check the number and types of arguments in each call to the
3901 function, and warn you when they do not match the format string.
3902 For details, @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
3903 gcc.info, Using GNU CC}.
3905 @node EOF and Errors
3906 @section End-Of-File and Errors
3908 @cindex end of file, on a stream
3909 Many of the functions described in this chapter return the value of the
3910 macro @code{EOF} to indicate unsuccessful completion of the operation.
3911 Since @code{EOF} is used to report both end of file and random errors,
3912 it's often better to use the @code{feof} function to check explicitly
3913 for end of file and @code{ferror} to check for errors.  These functions
3914 check indicators that are part of the internal state of the stream
3915 object, indicators set if the appropriate condition was detected by a
3916 previous I/O operation on that stream.
3918 @comment stdio.h
3919 @comment ISO
3920 @deftypevr Macro int EOF
3921 This macro is an integer value that is returned by a number of narrow
3922 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
3923 error situation.  With the GNU library, @code{EOF} is @code{-1}.  In
3924 other libraries, its value may be some other negative number.
3926 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3927 @end deftypevr
3929 @comment wchar.h
3930 @comment ISO
3931 @deftypevr Macro int WEOF
3932 This macro is an integer value that is returned by a number of wide
3933 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
3934 error situation.  With the GNU library, @code{WEOF} is @code{-1}.  In
3935 other libraries, its value may be some other negative number.
3937 This symbol is declared in @file{wchar.h}.
3938 @end deftypevr
3940 @comment stdio.h
3941 @comment ISO
3942 @deftypefun int feof (FILE *@var{stream})
3943 The @code{feof} function returns nonzero if and only if the end-of-file
3944 indicator for the stream @var{stream} is set.
3946 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3947 @end deftypefun
3949 @comment stdio.h
3950 @comment GNU
3951 @deftypefun int feof_unlocked (FILE *@var{stream})
3952 The @code{feof_unlocked} function is equivalent to the @code{feof}
3953 function except that it does not implicitly lock the stream.
3955 This function is a GNU extension.
3957 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3958 @end deftypefun
3960 @comment stdio.h
3961 @comment ISO
3962 @deftypefun int ferror (FILE *@var{stream})
3963 The @code{ferror} function returns nonzero if and only if the error
3964 indicator for the stream @var{stream} is set, indicating that an error
3965 has occurred on a previous operation on the stream.
3967 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3968 @end deftypefun
3970 @comment stdio.h
3971 @comment GNU
3972 @deftypefun int ferror_unlocked (FILE *@var{stream})
3973 The @code{ferror_unlocked} function is equivalent to the @code{ferror}
3974 function except that it does not implicitly lock the stream.
3976 This function is a GNU extension.
3978 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3979 @end deftypefun
3981 In addition to setting the error indicator associated with the stream,
3982 the functions that operate on streams also set @code{errno} in the same
3983 way as the corresponding low-level functions that operate on file
3984 descriptors.  For example, all of the functions that perform output to a
3985 stream---such as @code{fputc}, @code{printf}, and @code{fflush}---are
3986 implemented in terms of @code{write}, and all of the @code{errno} error
3987 conditions defined for @code{write} are meaningful for these functions.
3988 For more information about the descriptor-level I/O functions, see
3989 @ref{Low-Level I/O}.
3991 @node Error Recovery
3992 @section Recovering from errors
3994 You may explicitly clear the error and EOF flags with the @code{clearerr}
3995 function.
3997 @comment stdio.h
3998 @comment ISO
3999 @deftypefun void clearerr (FILE *@var{stream})
4000 This function clears the end-of-file and error indicators for the
4001 stream @var{stream}.
4003 The file positioning functions (@pxref{File Positioning}) also clear the
4004 end-of-file indicator for the stream.
4005 @end deftypefun
4007 @comment stdio.h
4008 @comment GNU
4009 @deftypefun void clearerr_unlocked (FILE *@var{stream})
4010 The @code{clearerr_unlocked} function is equivalent to the @code{clearerr}
4011 function except that it does not implicitly lock the stream.
4013 This function is a GNU extension.
4014 @end deftypefun
4016 Note that it is @emph{not} correct to just clear the error flag and retry
4017 a failed stream operation.  After a failed write, any number of
4018 characters since the last buffer flush may have been committed to the
4019 file, while some buffered data may have been discarded.  Merely retrying
4020 can thus cause lost or repeated data.
4022 A failed read may leave the file pointer in an inappropriate position for
4023 a second try.  In both cases, you should seek to a known position before
4024 retrying.
4026 Most errors that can happen are not recoverable --- a second try will
4027 always fail again in the same way.  So usually it is best to give up and
4028 report the error to the user, rather than install complicated recovery
4029 logic.
4031 One important exception is @code{EINTR} (@pxref{Interrupted Primitives}).
4032 Many stream I/O implementations will treat it as an ordinary error, which
4033 can be quite inconvenient.  You can avoid this hassle by installing all
4034 signals with the @code{SA_RESTART} flag.
4036 For similar reasons, setting nonblocking I/O on a stream's file
4037 descriptor is not usually advisable.
4039 @node Binary Streams
4040 @section Text and Binary Streams
4042 The GNU system and other POSIX-compatible operating systems organize all
4043 files as uniform sequences of characters.  However, some other systems
4044 make a distinction between files containing text and files containing
4045 binary data, and the input and output facilities of @w{ISO C} provide for
4046 this distinction.  This section tells you how to write programs portable
4047 to such systems.
4049 @cindex text stream
4050 @cindex binary stream
4051 When you open a stream, you can specify either a @dfn{text stream} or a
4052 @dfn{binary stream}.  You indicate that you want a binary stream by
4053 specifying the @samp{b} modifier in the @var{opentype} argument to
4054 @code{fopen}; see @ref{Opening Streams}.  Without this
4055 option, @code{fopen} opens the file as a text stream.
4057 Text and binary streams differ in several ways:
4059 @itemize @bullet
4060 @item
4061 The data read from a text stream is divided into @dfn{lines} which are
4062 terminated by newline (@code{'\n'}) characters, while a binary stream is
4063 simply a long series of characters.  A text stream might on some systems
4064 fail to handle lines more than 254 characters long (including the
4065 terminating newline character).
4066 @cindex lines (in a text file)
4068 @item
4069 On some systems, text files can contain only printing characters,
4070 horizontal tab characters, and newlines, and so text streams may not
4071 support other characters.  However, binary streams can handle any
4072 character value.
4074 @item
4075 Space characters that are written immediately preceding a newline
4076 character in a text stream may disappear when the file is read in again.
4078 @item
4079 More generally, there need not be a one-to-one mapping between
4080 characters that are read from or written to a text stream, and the
4081 characters in the actual file.
4082 @end itemize
4084 Since a binary stream is always more capable and more predictable than a
4085 text stream, you might wonder what purpose text streams serve.  Why not
4086 simply always use binary streams?  The answer is that on these operating
4087 systems, text and binary streams use different file formats, and the
4088 only way to read or write ``an ordinary file of text'' that can work
4089 with other text-oriented programs is through a text stream.
4091 In the GNU library, and on all POSIX systems, there is no difference
4092 between text streams and binary streams.  When you open a stream, you
4093 get the same kind of stream regardless of whether you ask for binary.
4094 This stream can handle any file content, and has none of the
4095 restrictions that text streams sometimes have.
4097 @node File Positioning
4098 @section File Positioning
4099 @cindex file positioning on a stream
4100 @cindex positioning a stream
4101 @cindex seeking on a stream
4103 The @dfn{file position} of a stream describes where in the file the
4104 stream is currently reading or writing.  I/O on the stream advances the
4105 file position through the file.  In the GNU system, the file position is
4106 represented as an integer, which counts the number of bytes from the
4107 beginning of the file.  @xref{File Position}.
4109 During I/O to an ordinary disk file, you can change the file position
4110 whenever you wish, so as to read or write any portion of the file.  Some
4111 other kinds of files may also permit this.  Files which support changing
4112 the file position are sometimes referred to as @dfn{random-access}
4113 files.
4115 You can use the functions in this section to examine or modify the file
4116 position indicator associated with a stream.  The symbols listed below
4117 are declared in the header file @file{stdio.h}.
4118 @pindex stdio.h
4120 @comment stdio.h
4121 @comment ISO
4122 @deftypefun {long int} ftell (FILE *@var{stream})
4123 This function returns the current file position of the stream
4124 @var{stream}.
4126 This function can fail if the stream doesn't support file positioning,
4127 or if the file position can't be represented in a @code{long int}, and
4128 possibly for other reasons as well.  If a failure occurs, a value of
4129 @code{-1} is returned.
4130 @end deftypefun
4132 @comment stdio.h
4133 @comment Unix98
4134 @deftypefun off_t ftello (FILE *@var{stream})
4135 The @code{ftello} function is similar to @code{ftell}, except that it
4136 returns a value of type @code{off_t}.  Systems which support this type
4137 use it to describe all file positions, unlike the POSIX specification
4138 which uses a long int.  The two are not necessarily the same size.
4139 Therefore, using ftell can lead to problems if the implementation is
4140 written on top of a POSIX compliant low-level I/O implementation, and using
4141 @code{ftello} is preferable whenever it is available.
4143 If this function fails it returns @code{(off_t) -1}.  This can happen due
4144 to missing support for file positioning or internal errors.  Otherwise
4145 the return value is the current file position.
4147 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4148 version 2.
4150 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4151 32 bit system this function is in fact @code{ftello64}.  I.e., the
4152 LFS interface transparently replaces the old interface.
4153 @end deftypefun
4155 @comment stdio.h
4156 @comment Unix98
4157 @deftypefun off64_t ftello64 (FILE *@var{stream})
4158 This function is similar to @code{ftello} with the only difference that
4159 the return value is of type @code{off64_t}.  This also requires that the
4160 stream @var{stream} was opened using either @code{fopen64},
4161 @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise the underlying
4162 file operations to position the file pointer beyond the @math{2^31}
4163 bytes limit might fail.
4165 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4166 bits machine this function is available under the name @code{ftello}
4167 and so transparently replaces the old interface.
4168 @end deftypefun
4170 @comment stdio.h
4171 @comment ISO
4172 @deftypefun int fseek (FILE *@var{stream}, long int @var{offset}, int @var{whence})
4173 The @code{fseek} function is used to change the file position of the
4174 stream @var{stream}.  The value of @var{whence} must be one of the
4175 constants @code{SEEK_SET}, @code{SEEK_CUR}, or @code{SEEK_END}, to
4176 indicate whether the @var{offset} is relative to the beginning of the
4177 file, the current file position, or the end of the file, respectively.
4179 This function returns a value of zero if the operation was successful,
4180 and a nonzero value to indicate failure.  A successful call also clears
4181 the end-of-file indicator of @var{stream} and discards any characters
4182 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}.
4184 @code{fseek} either flushes any buffered output before setting the file
4185 position or else remembers it so it will be written later in its proper
4186 place in the file.
4187 @end deftypefun
4189 @comment stdio.h
4190 @comment Unix98
4191 @deftypefun int fseeko (FILE *@var{stream}, off_t @var{offset}, int @var{whence})
4192 This function is similar to @code{fseek} but it corrects a problem with
4193 @code{fseek} in a system with POSIX types.  Using a value of type
4194 @code{long int} for the offset is not compatible with POSIX.
4195 @code{fseeko} uses the correct type @code{off_t} for the @var{offset}
4196 parameter.
4198 For this reason it is a good idea to prefer @code{ftello} whenever it is
4199 available since its functionality is (if different at all) closer the
4200 underlying definition.
4202 The functionality and return value is the same as for @code{fseek}.
4204 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4205 version 2.
4207 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4208 32 bit system this function is in fact @code{fseeko64}.  I.e., the
4209 LFS interface transparently replaces the old interface.
4210 @end deftypefun
4212 @comment stdio.h
4213 @comment Unix98
4214 @deftypefun int fseeko64 (FILE *@var{stream}, off64_t @var{offset}, int @var{whence})
4215 This function is similar to @code{fseeko} with the only difference that
4216 the @var{offset} parameter is of type @code{off64_t}.  This also
4217 requires that the stream @var{stream} was opened using either
4218 @code{fopen64}, @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise
4219 the underlying file operations to position the file pointer beyond the
4220 @math{2^31} bytes limit might fail.
4222 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4223 bits machine this function is available under the name @code{fseeko}
4224 and so transparently replaces the old interface.
4225 @end deftypefun
4227 @strong{Portability Note:} In non-POSIX systems, @code{ftell},
4228 @code{ftello}, @code{fseek} and @code{fseeko} might work reliably only
4229 on binary streams.  @xref{Binary Streams}.
4231 The following symbolic constants are defined for use as the @var{whence}
4232 argument to @code{fseek}.  They are also used with the @code{lseek}
4233 function (@pxref{I/O Primitives}) and to specify offsets for file locks
4234 (@pxref{Control Operations}).
4236 @comment stdio.h
4237 @comment ISO
4238 @deftypevr Macro int SEEK_SET
4239 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4240 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4241 the offset provided is relative to the beginning of the file.
4242 @end deftypevr
4244 @comment stdio.h
4245 @comment ISO
4246 @deftypevr Macro int SEEK_CUR
4247 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4248 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4249 the offset provided is relative to the current file position.
4250 @end deftypevr
4252 @comment stdio.h
4253 @comment ISO
4254 @deftypevr Macro int SEEK_END
4255 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4256 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4257 the offset provided is relative to the end of the file.
4258 @end deftypevr
4260 @comment stdio.h
4261 @comment ISO
4262 @deftypefun void rewind (FILE *@var{stream})
4263 The @code{rewind} function positions the stream @var{stream} at the
4264 beginning of the file.  It is equivalent to calling @code{fseek} or
4265 @code{fseeko} on the @var{stream} with an @var{offset} argument of
4266 @code{0L} and a @var{whence} argument of @code{SEEK_SET}, except that
4267 the return value is discarded and the error indicator for the stream is
4268 reset.
4269 @end deftypefun
4271 These three aliases for the @samp{SEEK_@dots{}} constants exist for the
4272 sake of compatibility with older BSD systems.  They are defined in two
4273 different header files: @file{fcntl.h} and @file{sys/file.h}.
4275 @table @code
4276 @comment sys/file.h
4277 @comment BSD
4278 @item L_SET
4279 @vindex L_SET
4280 An alias for @code{SEEK_SET}.
4282 @comment sys/file.h
4283 @comment BSD
4284 @item L_INCR
4285 @vindex L_INCR
4286 An alias for @code{SEEK_CUR}.
4288 @comment sys/file.h
4289 @comment BSD
4290 @item L_XTND
4291 @vindex L_XTND
4292 An alias for @code{SEEK_END}.
4293 @end table
4295 @node Portable Positioning
4296 @section Portable File-Position Functions
4298 On the GNU system, the file position is truly a character count.  You
4299 can specify any character count value as an argument to @code{fseek} or
4300 @code{fseeko} and get reliable results for any random access file.
4301 However, some @w{ISO C} systems do not represent file positions in this
4302 way.
4304 On some systems where text streams truly differ from binary streams, it
4305 is impossible to represent the file position of a text stream as a count
4306 of characters from the beginning of the file.  For example, the file
4307 position on some systems must encode both a record offset within the
4308 file, and a character offset within the record.
4310 As a consequence, if you want your programs to be portable to these
4311 systems, you must observe certain rules:
4313 @itemize @bullet
4314 @item
4315 The value returned from @code{ftell} on a text stream has no predictable
4316 relationship to the number of characters you have read so far.  The only
4317 thing you can rely on is that you can use it subsequently as the
4318 @var{offset} argument to @code{fseek} or @code{fseeko} to move back to
4319 the same file position.
4321 @item
4322 In a call to @code{fseek} or @code{fseeko} on a text stream, either the
4323 @var{offset} must be zero, or @var{whence} must be @code{SEEK_SET} and
4324 and the @var{offset} must be the result of an earlier call to @code{ftell}
4325 on the same stream.
4327 @item
4328 The value of the file position indicator of a text stream is undefined
4329 while there are characters that have been pushed back with @code{ungetc}
4330 that haven't been read or discarded.  @xref{Unreading}.
4331 @end itemize
4333 But even if you observe these rules, you may still have trouble for long
4334 files, because @code{ftell} and @code{fseek} use a @code{long int} value
4335 to represent the file position.  This type may not have room to encode
4336 all the file positions in a large file.  Using the @code{ftello} and
4337 @code{fseeko} functions might help here since the @code{off_t} type is
4338 expected to be able to hold all file position values but this still does
4339 not help to handle additional information which must be associated with
4340 a file position.
4342 So if you do want to support systems with peculiar encodings for the
4343 file positions, it is better to use the functions @code{fgetpos} and
4344 @code{fsetpos} instead.  These functions represent the file position
4345 using the data type @code{fpos_t}, whose internal representation varies
4346 from system to system.
4348 These symbols are declared in the header file @file{stdio.h}.
4349 @pindex stdio.h
4351 @comment stdio.h
4352 @comment ISO
4353 @deftp {Data Type} fpos_t
4354 This is the type of an object that can encode information about the
4355 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos} and
4356 @code{fsetpos}.
4358 In the GNU system, @code{fpos_t} is an opaque data structure that
4359 contains internal data to represent file offset and conversion state
4360 information.  In other systems, it might have a different internal
4361 representation.
4363 When compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32 bit machine
4364 this type is in fact equivalent to @code{fpos64_t} since the LFS
4365 interface transparently replaces the old interface.
4366 @end deftp
4368 @comment stdio.h
4369 @comment Unix98
4370 @deftp {Data Type} fpos64_t
4371 This is the type of an object that can encode information about the
4372 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos64} and
4373 @code{fsetpos64}.
4375 In the GNU system, @code{fpos64_t} is an opaque data structure that
4376 contains internal data to represent file offset and conversion state
4377 information.  In other systems, it might have a different internal
4378 representation.
4379 @end deftp
4381 @comment stdio.h
4382 @comment ISO
4383 @deftypefun int fgetpos (FILE *@var{stream}, fpos_t *@var{position})
4384 This function stores the value of the file position indicator for the
4385 stream @var{stream} in the @code{fpos_t} object pointed to by
4386 @var{position}.  If successful, @code{fgetpos} returns zero; otherwise
4387 it returns a nonzero value and stores an implementation-defined positive
4388 value in @code{errno}.
4390 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4391 32 bit system the function is in fact @code{fgetpos64}.  I.e., the LFS
4392 interface transparently replaces the old interface.
4393 @end deftypefun
4395 @comment stdio.h
4396 @comment Unix98
4397 @deftypefun int fgetpos64 (FILE *@var{stream}, fpos64_t *@var{position})
4398 This function is similar to @code{fgetpos} but the file position is
4399 returned in a variable of type @code{fpos64_t} to which @var{position}
4400 points.
4402 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4403 bits machine this function is available under the name @code{fgetpos}
4404 and so transparently replaces the old interface.
4405 @end deftypefun
4407 @comment stdio.h
4408 @comment ISO
4409 @deftypefun int fsetpos (FILE *@var{stream}, const fpos_t *@var{position})
4410 This function sets the file position indicator for the stream @var{stream}
4411 to the position @var{position}, which must have been set by a previous
4412 call to @code{fgetpos} on the same stream.  If successful, @code{fsetpos}
4413 clears the end-of-file indicator on the stream, discards any characters
4414 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}, and returns a value
4415 of zero.  Otherwise, @code{fsetpos} returns a nonzero value and stores
4416 an implementation-defined positive value in @code{errno}.
4418 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4419 32 bit system the function is in fact @code{fsetpos64}.  I.e., the LFS
4420 interface transparently replaces the old interface.
4421 @end deftypefun
4423 @comment stdio.h
4424 @comment Unix98
4425 @deftypefun int fsetpos64 (FILE *@var{stream}, const fpos64_t *@var{position})
4426 This function is similar to @code{fsetpos} but the file position used
4427 for positioning is provided in a variable of type @code{fpos64_t} to
4428 which @var{position} points.
4430 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4431 bits machine this function is available under the name @code{fsetpos}
4432 and so transparently replaces the old interface.
4433 @end deftypefun
4435 @node Stream Buffering
4436 @section Stream Buffering
4438 @cindex buffering of streams
4439 Characters that are written to a stream are normally accumulated and
4440 transmitted asynchronously to the file in a block, instead of appearing
4441 as soon as they are output by the application program.  Similarly,
4442 streams often retrieve input from the host environment in blocks rather
4443 than on a character-by-character basis.  This is called @dfn{buffering}.
4445 If you are writing programs that do interactive input and output using
4446 streams, you need to understand how buffering works when you design the
4447 user interface to your program.  Otherwise, you might find that output
4448 (such as progress or prompt messages) doesn't appear when you intended
4449 it to, or displays some other unexpected behavior.
4451 This section deals only with controlling when characters are transmitted
4452 between the stream and the file or device, and @emph{not} with how
4453 things like echoing, flow control, and the like are handled on specific
4454 classes of devices.  For information on common control operations on
4455 terminal devices, see @ref{Low-Level Terminal Interface}.
4457 You can bypass the stream buffering facilities altogether by using the
4458 low-level input and output functions that operate on file descriptors
4459 instead.  @xref{Low-Level I/O}.
4461 @menu
4462 * Buffering Concepts::          Terminology is defined here.
4463 * Flushing Buffers::            How to ensure that output buffers are flushed.
4464 * Controlling Buffering::       How to specify what kind of buffering to use.
4465 @end menu
4467 @node Buffering Concepts
4468 @subsection Buffering Concepts
4470 There are three different kinds of buffering strategies:
4472 @itemize @bullet
4473 @item
4474 Characters written to or read from an @dfn{unbuffered} stream are
4475 transmitted individually to or from the file as soon as possible.
4476 @cindex unbuffered stream
4478 @item
4479 Characters written to a @dfn{line buffered} stream are transmitted to
4480 the file in blocks when a newline character is encountered.
4481 @cindex line buffered stream
4483 @item
4484 Characters written to or read from a @dfn{fully buffered} stream are
4485 transmitted to or from the file in blocks of arbitrary size.
4486 @cindex fully buffered stream
4487 @end itemize
4489 Newly opened streams are normally fully buffered, with one exception: a
4490 stream connected to an interactive device such as a terminal is
4491 initially line buffered.  @xref{Controlling Buffering}, for information
4492 on how to select a different kind of buffering.  Usually the automatic
4493 selection gives you the most convenient kind of buffering for the file
4494 or device you open.
4496 The use of line buffering for interactive devices implies that output
4497 messages ending in a newline will appear immediately---which is usually
4498 what you want.  Output that doesn't end in a newline might or might not
4499 show up immediately, so if you want them to appear immediately, you
4500 should flush buffered output explicitly with @code{fflush}, as described
4501 in @ref{Flushing Buffers}.
4503 @node Flushing Buffers
4504 @subsection Flushing Buffers
4506 @cindex flushing a stream
4507 @dfn{Flushing} output on a buffered stream means transmitting all
4508 accumulated characters to the file.  There are many circumstances when
4509 buffered output on a stream is flushed automatically:
4511 @itemize @bullet
4512 @item
4513 When you try to do output and the output buffer is full.
4515 @item
4516 When the stream is closed.  @xref{Closing Streams}.
4518 @item
4519 When the program terminates by calling @code{exit}.
4520 @xref{Normal Termination}.
4522 @item
4523 When a newline is written, if the stream is line buffered.
4525 @item
4526 Whenever an input operation on @emph{any} stream actually reads data
4527 from its file.
4528 @end itemize
4530 If you want to flush the buffered output at another time, call
4531 @code{fflush}, which is declared in the header file @file{stdio.h}.
4532 @pindex stdio.h
4534 @comment stdio.h
4535 @comment ISO
4536 @deftypefun int fflush (FILE *@var{stream})
4537 This function causes any buffered output on @var{stream} to be delivered
4538 to the file.  If @var{stream} is a null pointer, then
4539 @code{fflush} causes buffered output on @emph{all} open output streams
4540 to be flushed.
4542 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, or zero
4543 otherwise.
4544 @end deftypefun
4546 @comment stdio.h
4547 @comment POSIX
4548 @deftypefun int fflush_unlocked (FILE *@var{stream})
4549 The @code{fflush_unlocked} function is equivalent to the @code{fflush}
4550 function except that it does not implicitly lock the stream.
4551 @end deftypefun
4553 The @code{fflush} function can be used to flush all streams currently
4554 opened.  While this is useful in some situations it does often more than
4555 necessary since it might be done in situations when terminal input is
4556 required and the program wants to be sure that all output is visible on
4557 the terminal.  But this means that only line buffered streams have to be
4558 flushed.  Solaris introduced a function especially for this.  It was
4559 always available in the GNU C library in some form but never officially
4560 exported.
4562 @comment stdio_ext.h
4563 @comment GNU
4564 @deftypefun void _flushlbf (void)
4565 The @code{_flushlbf} function flushes all line buffered streams
4566 currently opened.
4568 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4569 @end deftypefun
4571 @strong{Compatibility Note:} Some brain-damaged operating systems have
4572 been known to be so thoroughly fixated on line-oriented input and output
4573 that flushing a line buffered stream causes a newline to be written!
4574 Fortunately, this ``feature'' seems to be becoming less common.  You do
4575 not need to worry about this in the GNU system.
4577 In some situations it might be useful to not flush the output pending
4578 for a stream but instead simply forget it.  If transmission is costly
4579 and the output is not needed anymore this is valid reasoning.  In this
4580 situation a non-standard function introduced in Solaris and available in
4581 the GNU C library can be used.
4583 @comment stdio_ext.h
4584 @comment GNU
4585 @deftypefun void __fpurge (FILE *@var{stream})
4586 The @code{__fpurge} function causes the buffer of the stream
4587 @var{stream} to be emptied.  If the stream is currently in read mode all
4588 input in the buffer is lost.  If the stream is in output mode the
4589 buffered output is not written to the device (or whatever other
4590 underlying storage) and the buffer the cleared.
4592 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
4593 @end deftypefun
4595 @node Controlling Buffering
4596 @subsection Controlling Which Kind of Buffering
4598 After opening a stream (but before any other operations have been
4599 performed on it), you can explicitly specify what kind of buffering you
4600 want it to have using the @code{setvbuf} function.
4601 @cindex buffering, controlling
4603 The facilities listed in this section are declared in the header
4604 file @file{stdio.h}.
4605 @pindex stdio.h
4607 @comment stdio.h
4608 @comment ISO
4609 @deftypefun int setvbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, int @var{mode}, size_t @var{size})
4610 This function is used to specify that the stream @var{stream} should
4611 have the buffering mode @var{mode}, which can be either @code{_IOFBF}
4612 (for full buffering), @code{_IOLBF} (for line buffering), or
4613 @code{_IONBF} (for unbuffered input/output).
4615 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, then @code{setvbuf}
4616 allocates a buffer itself using @code{malloc}.  This buffer will be freed
4617 when you close the stream.
4619 Otherwise, @var{buf} should be a character array that can hold at least
4620 @var{size} characters.  You should not free the space for this array as
4621 long as the stream remains open and this array remains its buffer.  You
4622 should usually either allocate it statically, or @code{malloc}
4623 (@pxref{Unconstrained Allocation}) the buffer.  Using an automatic array
4624 is not a good idea unless you close the file before exiting the block
4625 that declares the array.
4627 While the array remains a stream buffer, the stream I/O functions will
4628 use the buffer for their internal purposes.  You shouldn't try to access
4629 the values in the array directly while the stream is using it for
4630 buffering.
4632 The @code{setvbuf} function returns zero on success, or a nonzero value
4633 if the value of @var{mode} is not valid or if the request could not
4634 be honored.
4635 @end deftypefun
4637 @comment stdio.h
4638 @comment ISO
4639 @deftypevr Macro int _IOFBF
4640 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4641 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4642 specify that the stream should be fully buffered.
4643 @end deftypevr
4645 @comment stdio.h
4646 @comment ISO
4647 @deftypevr Macro int _IOLBF
4648 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4649 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4650 specify that the stream should be line buffered.
4651 @end deftypevr
4653 @comment stdio.h
4654 @comment ISO
4655 @deftypevr Macro int _IONBF
4656 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4657 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4658 specify that the stream should be unbuffered.
4659 @end deftypevr
4661 @comment stdio.h
4662 @comment ISO
4663 @deftypevr Macro int BUFSIZ
4664 The value of this macro is an integer constant expression that is good
4665 to use for the @var{size} argument to @code{setvbuf}.  This value is
4666 guaranteed to be at least @code{256}.
4668 The value of @code{BUFSIZ} is chosen on each system so as to make stream
4669 I/O efficient.  So it is a good idea to use @code{BUFSIZ} as the size
4670 for the buffer when you call @code{setvbuf}.
4672 Actually, you can get an even better value to use for the buffer size
4673 by means of the @code{fstat} system call: it is found in the
4674 @code{st_blksize} field of the file attributes.  @xref{Attribute Meanings}.
4676 Sometimes people also use @code{BUFSIZ} as the allocation size of
4677 buffers used for related purposes, such as strings used to receive a
4678 line of input with @code{fgets} (@pxref{Character Input}).  There is no
4679 particular reason to use @code{BUFSIZ} for this instead of any other
4680 integer, except that it might lead to doing I/O in chunks of an
4681 efficient size.
4682 @end deftypevr
4684 @comment stdio.h
4685 @comment ISO
4686 @deftypefun void setbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf})
4687 If @var{buf} is a null pointer, the effect of this function is
4688 equivalent to calling @code{setvbuf} with a @var{mode} argument of
4689 @code{_IONBF}.  Otherwise, it is equivalent to calling @code{setvbuf}
4690 with @var{buf}, and a @var{mode} of @code{_IOFBF} and a @var{size}
4691 argument of @code{BUFSIZ}.
4693 The @code{setbuf} function is provided for compatibility with old code;
4694 use @code{setvbuf} in all new programs.
4695 @end deftypefun
4697 @comment stdio.h
4698 @comment BSD
4699 @deftypefun void setbuffer (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, size_t @var{size})
4700 If @var{buf} is a null pointer, this function makes @var{stream} unbuffered.
4701 Otherwise, it makes @var{stream} fully buffered using @var{buf} as the
4702 buffer.  The @var{size} argument specifies the length of @var{buf}.
4704 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4705 @code{setvbuf} instead.
4706 @end deftypefun
4708 @comment stdio.h
4709 @comment BSD
4710 @deftypefun void setlinebuf (FILE *@var{stream})
4711 This function makes @var{stream} be line buffered, and allocates the
4712 buffer for you.
4714 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4715 @code{setvbuf} instead.
4716 @end deftypefun
4718 It is possible to query whether a given stream is line buffered or not
4719 using a non-standard function introduced in Solaris and available in the
4720 GNU C library.
4722 @comment stdio_ext.h
4723 @comment GNU
4724 @deftypefun int __flbf (FILE *@var{stream})
4725 The @code{__flbf} function will return a nonzero value in case the
4726 stream @var{stream} is line buffered.  Otherwise the return value is
4727 zero.
4729 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4730 @end deftypefun
4732 Two more extensions allow to determine the size of the buffer and how
4733 much of it is used.  These functions were also introduced in Solaris.
4735 @comment stdio_ext.h
4736 @comment GNU
4737 @deftypefun size_t __fbufsize (FILE *@var{stream})
4738 The @code{__fbufsize} function return the size of the buffer in the
4739 stream @var{stream}.  This value can be used to optimize the use of the
4740 stream.
4742 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4743 @end deftypefun
4745 @comment stdio_ext.h
4746 @comment GNU
4747 @deftypefun size_t __fpending (FILE *@var{stream}) The @code{__fpending}
4748 function returns the number of bytes currently in the output buffer.
4749 For wide-oriented stream the measuring unit is wide characters.  This
4750 function should not be used on buffers in read mode or opened read-only.
4752 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4753 @end deftypefun
4755 @node Other Kinds of Streams
4756 @section Other Kinds of Streams
4758 The GNU library provides ways for you to define additional kinds of
4759 streams that do not necessarily correspond to an open file.
4761 One such type of stream takes input from or writes output to a string.
4762 These kinds of streams are used internally to implement the
4763 @code{sprintf} and @code{sscanf} functions.  You can also create such a
4764 stream explicitly, using the functions described in @ref{String Streams}.
4766 More generally, you can define streams that do input/output to arbitrary
4767 objects using functions supplied by your program.  This protocol is
4768 discussed in @ref{Custom Streams}.
4770 @strong{Portability Note:} The facilities described in this section are
4771 specific to GNU.  Other systems or C implementations might or might not
4772 provide equivalent functionality.
4774 @menu
4775 * String Streams::              Streams that get data from or put data in
4776                                  a string or memory buffer.
4777 * Obstack Streams::             Streams that store data in an obstack.
4778 * Custom Streams::              Defining your own streams with an arbitrary
4779                                  input data source and/or output data sink.
4780 @end menu
4782 @node String Streams
4783 @subsection String Streams
4785 @cindex stream, for I/O to a string
4786 @cindex string stream
4787 The @code{fmemopen} and @code{open_memstream} functions allow you to do
4788 I/O to a string or memory buffer.  These facilities are declared in
4789 @file{stdio.h}.
4790 @pindex stdio.h
4792 @comment stdio.h
4793 @comment GNU
4794 @deftypefun {FILE *} fmemopen (void *@var{buf}, size_t @var{size}, const char *@var{opentype})
4795 This function opens a stream that allows the access specified by the
4796 @var{opentype} argument, that reads from or writes to the buffer specified
4797 by the argument @var{buf}.  This array must be at least @var{size} bytes long.
4799 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, @code{fmemopen}
4800 dynamically allocates an array @var{size} bytes long (as with @code{malloc};
4801 @pxref{Unconstrained Allocation}).  This is really only useful
4802 if you are going to write things to the buffer and then read them back
4803 in again, because you have no way of actually getting a pointer to the
4804 buffer (for this, try @code{open_memstream}, below).  The buffer is
4805 freed when the stream is closed.
4807 The argument @var{opentype} is the same as in @code{fopen}
4808 (@pxref{Opening Streams}).  If the @var{opentype} specifies
4809 append mode, then the initial file position is set to the first null
4810 character in the buffer.  Otherwise the initial file position is at the
4811 beginning of the buffer.
4813 When a stream open for writing is flushed or closed, a null character
4814 (zero byte) is written at the end of the buffer if it fits.  You
4815 should add an extra byte to the @var{size} argument to account for this.
4816 Attempts to write more than @var{size} bytes to the buffer result
4817 in an error.
4819 For a stream open for reading, null characters (zero bytes) in the
4820 buffer do not count as ``end of file''.  Read operations indicate end of
4821 file only when the file position advances past @var{size} bytes.  So, if
4822 you want to read characters from a null-terminated string, you should
4823 supply the length of the string as the @var{size} argument.
4824 @end deftypefun
4826 Here is an example of using @code{fmemopen} to create a stream for
4827 reading from a string:
4829 @smallexample
4830 @include memopen.c.texi
4831 @end smallexample
4833 This program produces the following output:
4835 @smallexample
4836 Got f
4837 Got o
4838 Got o
4839 Got b
4840 Got a
4841 Got r
4842 @end smallexample
4844 @comment stdio.h
4845 @comment GNU
4846 @deftypefun {FILE *} open_memstream (char **@var{ptr}, size_t *@var{sizeloc})
4847 This function opens a stream for writing to a buffer.  The buffer is
4848 allocated dynamically (as with @code{malloc}; @pxref{Unconstrained
4849 Allocation}) and grown as necessary.
4851 When the stream is closed with @code{fclose} or flushed with
4852 @code{fflush}, the locations @var{ptr} and @var{sizeloc} are updated to
4853 contain the pointer to the buffer and its size.  The values thus stored
4854 remain valid only as long as no further output on the stream takes
4855 place.  If you do more output, you must flush the stream again to store
4856 new values before you use them again.
4858 A null character is written at the end of the buffer.  This null character
4859 is @emph{not} included in the size value stored at @var{sizeloc}.
4861 You can move the stream's file position with @code{fseek} or
4862 @code{fseeko} (@pxref{File Positioning}).  Moving the file position past
4863 the end of the data already written fills the intervening space with
4864 zeroes.
4865 @end deftypefun
4867 Here is an example of using @code{open_memstream}:
4869 @smallexample
4870 @include memstrm.c.texi
4871 @end smallexample
4873 This program produces the following output:
4875 @smallexample
4876 buf = `hello', size = 5
4877 buf = `hello, world', size = 12
4878 @end smallexample
4880 @c @group  Invalid outside @example.
4881 @node Obstack Streams
4882 @subsection Obstack Streams
4884 You can open an output stream that puts it data in an obstack.
4885 @xref{Obstacks}.
4887 @comment stdio.h
4888 @comment GNU
4889 @deftypefun {FILE *} open_obstack_stream (struct obstack *@var{obstack})
4890 This function opens a stream for writing data into the obstack @var{obstack}.
4891 This starts an object in the obstack and makes it grow as data is
4892 written (@pxref{Growing Objects}).
4893 @c @end group  Doubly invalid because not nested right.
4895 Calling @code{fflush} on this stream updates the current size of the
4896 object to match the amount of data that has been written.  After a call
4897 to @code{fflush}, you can examine the object temporarily.
4899 You can move the file position of an obstack stream with @code{fseek} or
4900 @code{fseeko} (@pxref{File Positioning}).  Moving the file position past
4901 the end of the data written fills the intervening space with zeros.
4903 To make the object permanent, update the obstack with @code{fflush}, and
4904 then use @code{obstack_finish} to finalize the object and get its address.
4905 The following write to the stream starts a new object in the obstack,
4906 and later writes add to that object until you do another @code{fflush}
4907 and @code{obstack_finish}.
4909 But how do you find out how long the object is?  You can get the length
4910 in bytes by calling @code{obstack_object_size} (@pxref{Status of an
4911 Obstack}), or you can null-terminate the object like this:
4913 @smallexample
4914 obstack_1grow (@var{obstack}, 0);
4915 @end smallexample
4917 Whichever one you do, you must do it @emph{before} calling
4918 @code{obstack_finish}.  (You can do both if you wish.)
4919 @end deftypefun
4921 Here is a sample function that uses @code{open_obstack_stream}:
4923 @smallexample
4924 char *
4925 make_message_string (const char *a, int b)
4927   FILE *stream = open_obstack_stream (&message_obstack);
4928   output_task (stream);
4929   fprintf (stream, ": ");
4930   fprintf (stream, a, b);
4931   fprintf (stream, "\n");
4932   fclose (stream);
4933   obstack_1grow (&message_obstack, 0);
4934   return obstack_finish (&message_obstack);
4936 @end smallexample
4938 @node Custom Streams
4939 @subsection Programming Your Own Custom Streams
4940 @cindex custom streams
4941 @cindex programming your own streams
4943 This section describes how you can make a stream that gets input from an
4944 arbitrary data source or writes output to an arbitrary data sink
4945 programmed by you.  We call these @dfn{custom streams}.  The functions
4946 and types described here are all GNU extensions.
4948 @c !!! this does not talk at all about the higher-level hooks
4950 @menu
4951 * Streams and Cookies::         The @dfn{cookie} records where to fetch or
4952                                  store data that is read or written.
4953 * Hook Functions::              How you should define the four @dfn{hook
4954                                  functions} that a custom stream needs.
4955 @end menu
4957 @node Streams and Cookies
4958 @subsubsection Custom Streams and Cookies
4959 @cindex cookie, for custom stream
4961 Inside every custom stream is a special object called the @dfn{cookie}.
4962 This is an object supplied by you which records where to fetch or store
4963 the data read or written.  It is up to you to define a data type to use
4964 for the cookie.  The stream functions in the library never refer
4965 directly to its contents, and they don't even know what the type is;
4966 they record its address with type @code{void *}.
4968 To implement a custom stream, you must specify @emph{how} to fetch or
4969 store the data in the specified place.  You do this by defining
4970 @dfn{hook functions} to read, write, change ``file position'', and close
4971 the stream.  All four of these functions will be passed the stream's
4972 cookie so they can tell where to fetch or store the data.  The library
4973 functions don't know what's inside the cookie, but your functions will
4974 know.
4976 When you create a custom stream, you must specify the cookie pointer,
4977 and also the four hook functions stored in a structure of type
4978 @code{cookie_io_functions_t}.
4980 These facilities are declared in @file{stdio.h}.
4981 @pindex stdio.h
4983 @comment stdio.h
4984 @comment GNU
4985 @deftp {Data Type} {cookie_io_functions_t}
4986 This is a structure type that holds the functions that define the
4987 communications protocol between the stream and its cookie.  It has
4988 the following members:
4990 @table @code
4991 @item cookie_read_function_t *read
4992 This is the function that reads data from the cookie.  If the value is a
4993 null pointer instead of a function, then read operations on this stream
4994 always return @code{EOF}.
4996 @item cookie_write_function_t *write
4997 This is the function that writes data to the cookie.  If the value is a
4998 null pointer instead of a function, then data written to the stream is
4999 discarded.
5001 @item cookie_seek_function_t *seek
5002 This is the function that performs the equivalent of file positioning on
5003 the cookie.  If the value is a null pointer instead of a function, calls
5004 to @code{fseek} or @code{fseeko} on this stream can only seek to
5005 locations within the buffer; any attempt to seek outside the buffer will
5006 return an @code{ESPIPE} error.
5008 @item cookie_close_function_t *close
5009 This function performs any appropriate cleanup on the cookie when
5010 closing the stream.  If the value is a null pointer instead of a
5011 function, nothing special is done to close the cookie when the stream is
5012 closed.
5013 @end table
5014 @end deftp
5016 @comment stdio.h
5017 @comment GNU
5018 @deftypefun {FILE *} fopencookie (void *@var{cookie}, const char *@var{opentype}, cookie_io_functions_t @var{io-functions})
5019 This function actually creates the stream for communicating with the
5020 @var{cookie} using the functions in the @var{io-functions} argument.
5021 The @var{opentype} argument is interpreted as for @code{fopen};
5022 see @ref{Opening Streams}.  (But note that the ``truncate on
5023 open'' option is ignored.)  The new stream is fully buffered.
5025 The @code{fopencookie} function returns the newly created stream, or a null
5026 pointer in case of an error.
5027 @end deftypefun
5029 @node Hook Functions
5030 @subsubsection Custom Stream Hook Functions
5031 @cindex hook functions (of custom streams)
5033 Here are more details on how you should define the four hook functions
5034 that a custom stream needs.
5036 You should define the function to read data from the cookie as:
5038 @smallexample
5039 ssize_t @var{reader} (void *@var{cookie}, char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5040 @end smallexample
5042 This is very similar to the @code{read} function; see @ref{I/O
5043 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes into
5044 the @var{buffer}, and return the number of bytes read, or zero to
5045 indicate end-of-file.  You can return a value of @code{-1} to indicate
5046 an error.
5048 You should define the function to write data to the cookie as:
5050 @smallexample
5051 ssize_t @var{writer} (void *@var{cookie}, const char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5052 @end smallexample
5054 This is very similar to the @code{write} function; see @ref{I/O
5055 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes from
5056 the buffer, and return the number of bytes written.  You can return a
5057 value of @code{-1} to indicate an error.
5059 You should define the function to perform seek operations on the cookie
5062 @smallexample
5063 int @var{seeker} (void *@var{cookie}, fpos_t *@var{position}, int @var{whence})
5064 @end smallexample
5066 For this function, the @var{position} and @var{whence} arguments are
5067 interpreted as for @code{fgetpos}; see @ref{Portable Positioning}.  In
5068 the GNU library, @code{fpos_t} is equivalent to @code{off_t} or
5069 @code{long int}, and simply represents the number of bytes from the
5070 beginning of the file.
5072 After doing the seek operation, your function should store the resulting
5073 file position relative to the beginning of the file in @var{position}.
5074 Your function should return a value of @code{0} on success and @code{-1}
5075 to indicate an error.
5077 You should define the function to do cleanup operations on the cookie
5078 appropriate for closing the stream as:
5080 @smallexample
5081 int @var{cleaner} (void *@var{cookie})
5082 @end smallexample
5084 Your function should return @code{-1} to indicate an error, and @code{0}
5085 otherwise.
5087 @comment stdio.h
5088 @comment GNU
5089 @deftp {Data Type} cookie_read_function
5090 This is the data type that the read function for a custom stream should have.
5091 If you declare the function as shown above, this is the type it will have.
5092 @end deftp
5094 @comment stdio.h
5095 @comment GNU
5096 @deftp {Data Type} cookie_write_function
5097 The data type of the write function for a custom stream.
5098 @end deftp
5100 @comment stdio.h
5101 @comment GNU
5102 @deftp {Data Type} cookie_seek_function
5103 The data type of the seek function for a custom stream.
5104 @end deftp
5106 @comment stdio.h
5107 @comment GNU
5108 @deftp {Data Type} cookie_close_function
5109 The data type of the close function for a custom stream.
5110 @end deftp
5112 @ignore
5113 Roland says:
5115 @quotation
5116 There is another set of functions one can give a stream, the
5117 input-room and output-room functions.  These functions must
5118 understand stdio internals.  To describe how to use these
5119 functions, you also need to document lots of how stdio works
5120 internally (which isn't relevant for other uses of stdio).
5121 Perhaps I can write an interface spec from which you can write
5122 good documentation.  But it's pretty complex and deals with lots
5123 of nitty-gritty details.  I think it might be better to let this
5124 wait until the rest of the manual is more done and polished.
5125 @end quotation
5126 @end ignore
5128 @c ??? This section could use an example.
5131 @node Formatted Messages
5132 @section Formatted Messages
5133 @cindex formatted messages
5135 On systems which are based on System V messages of programs (especially
5136 the system tools) are printed in a strict form using the @code{fmtmsg}
5137 function.  The uniformity sometimes helps the user to interpret messages
5138 and the strictness tests of the @code{fmtmsg} function ensure that the
5139 programmer follows some minimal requirements.
5141 @menu
5142 * Printing Formatted Messages::   The @code{fmtmsg} function.
5143 * Adding Severity Classes::       Add more severity classes.
5144 * Example::                       How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}.
5145 @end menu
5148 @node Printing Formatted Messages
5149 @subsection Printing Formatted Messages
5151 Messages can be printed to standard error and/or to the console.  To
5152 select the destination the programmer can use the following two values,
5153 bitwise OR combined if wanted, for the @var{classification} parameter of
5154 @code{fmtmsg}:
5156 @vtable @code
5157 @item MM_PRINT
5158 Display the message in standard error.
5159 @item MM_CONSOLE
5160 Display the message on the system console.
5161 @end vtable
5163 The erroneous piece of the system can be signalled by exactly one of the
5164 following values which also is bitwise ORed with the
5165 @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}:
5167 @vtable @code
5168 @item MM_HARD
5169 The source of the condition is some hardware.
5170 @item MM_SOFT
5171 The source of the condition is some software.
5172 @item MM_FIRM
5173 The source of the condition is some firmware.
5174 @end vtable
5176 A third component of the @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}
5177 can describe the part of the system which detects the problem.  This is
5178 done by using exactly one of the following values:
5180 @vtable @code
5181 @item MM_APPL
5182 The erroneous condition is detected by the application.
5183 @item MM_UTIL
5184 The erroneous condition is detected by a utility.
5185 @item MM_OPSYS
5186 The erroneous condition is detected by the operating system.
5187 @end vtable
5189 A last component of @var{classification} can signal the results of this
5190 message.  Exactly one of the following values can be used:
5192 @vtable @code
5193 @item MM_RECOVER
5194 It is a recoverable error.
5195 @item MM_NRECOV
5196 It is a non-recoverable error.
5197 @end vtable
5199 @comment fmtmsg.h
5200 @comment XPG
5201 @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})
5202 Display a message described by its parameters on the device(s) specified
5203 in the @var{classification} parameter.  The @var{label} parameter
5204 identifies the source of the message.  The string should consist of two
5205 colon separated parts where the first part has not more than 10 and the
5206 second part not more than 14 characters.  The @var{text} parameter
5207 describes the condition of the error, the @var{action} parameter possible
5208 steps to recover from the error and the @var{tag} parameter is a
5209 reference to the online documentation where more information can be
5210 found.  It should contain the @var{label} value and a unique
5211 identification number.
5213 Each of the parameters can be a special value which means this value
5214 is to be omitted.  The symbolic names for these values are:
5216 @vtable @code
5217 @item MM_NULLLBL
5218 Ignore @var{label} parameter.
5219 @item MM_NULLSEV
5220 Ignore @var{severity} parameter.
5221 @item MM_NULLMC
5222 Ignore @var{classification} parameter.  This implies that nothing is
5223 actually printed.
5224 @item MM_NULLTXT
5225 Ignore @var{text} parameter.
5226 @item MM_NULLACT
5227 Ignore @var{action} parameter.
5228 @item MM_NULLTAG
5229 Ignore @var{tag} parameter.
5230 @end vtable
5232 There is another way certain fields can be omitted from the output to
5233 standard error.  This is described below in the description of
5234 environment variables influencing the behavior.
5236 The @var{severity} parameter can have one of the values in the following
5237 table:
5238 @cindex severity class
5240 @vtable @code
5241 @item MM_NOSEV
5242 Nothing is printed, this value is the same as @code{MM_NULLSEV}.
5243 @item MM_HALT
5244 This value is printed as @code{HALT}.
5245 @item MM_ERROR
5246 This value is printed as @code{ERROR}.
5247 @item MM_WARNING
5248 This value is printed as @code{WARNING}.
5249 @item MM_INFO
5250 This value is printed as @code{INFO}.
5251 @end vtable
5253 The numeric value of these five macros are between @code{0} and
5254 @code{4}.  Using the environment variable @code{SEV_LEVEL} or using the
5255 @code{addseverity} function one can add more severity levels with their
5256 corresponding string to print.  This is described below
5257 (@pxref{Adding Severity Classes}).
5259 @noindent
5260 If no parameter is ignored the output looks like this:
5262 @smallexample
5263 @var{label}: @var{severity-string}: @var{text}
5264 TO FIX: @var{action} @var{tag}
5265 @end smallexample
5267 The colons, new line characters and the @code{TO FIX} string are
5268 inserted if necessary, i.e., if the corresponding parameter is not
5269 ignored.
5271 This function is specified in the X/Open Portability Guide.  It is also
5272 available on all systems derived from System V.
5274 The function returns the value @code{MM_OK} if no error occurred.  If
5275 only the printing to standard error failed, it returns @code{MM_NOMSG}.
5276 If printing to the console fails, it returns @code{MM_NOCON}.  If
5277 nothing is printed @code{MM_NOTOK} is returned.  Among situations where
5278 all outputs fail this last value is also returned if a parameter value
5279 is incorrect.
5280 @end deftypefun
5282 There are two environment variables which influence the behavior of
5283 @code{fmtmsg}.  The first is @code{MSGVERB}.  It is used to control the
5284 output actually happening on standard error (@emph{not} the console
5285 output).  Each of the five fields can explicitly be enabled.  To do
5286 this the user has to put the @code{MSGVERB} variable with a format like
5287 the following in the environment before calling the @code{fmtmsg} function
5288 the first time:
5290 @smallexample
5291 MSGVERB=@var{keyword}[:@var{keyword}[:...]]
5292 @end smallexample
5294 Valid @var{keyword}s are @code{label}, @code{severity}, @code{text},
5295 @code{action}, and @code{tag}.  If the environment variable is not given
5296 or is the empty string, a not supported keyword is given or the value is
5297 somehow else invalid, no part of the message is masked out.
5299 The second environment variable which influences the behavior of
5300 @code{fmtmsg} is @code{SEV_LEVEL}.  This variable and the change in the
5301 behavior of @code{fmtmsg} is not specified in the X/Open Portability
5302 Guide.  It is available in System V systems, though.  It can be used to
5303 introduce new severity levels.  By default, only the five severity levels
5304 described above are available.  Any other numeric value would make
5305 @code{fmtmsg} print nothing.
5307 If the user puts @code{SEV_LEVEL} with a format like
5309 @smallexample
5310 SEV_LEVEL=[@var{description}[:@var{description}[:...]]]
5311 @end smallexample
5313 @noindent
5314 in the environment of the process before the first call to
5315 @code{fmtmsg}, where @var{description} has a value of the form
5317 @smallexample
5318 @var{severity-keyword},@var{level},@var{printstring}
5319 @end smallexample
5321 The @var{severity-keyword} part is not used by @code{fmtmsg} but it has
5322 to be present.  The @var{level} part is a string representation of a
5323 number.  The numeric value must be a number greater than 4.  This value
5324 must be used in the @var{severity} parameter of @code{fmtmsg} to select
5325 this class.  It is not possible to overwrite any of the predefined
5326 classes.  The @var{printstring} is the string printed when a message of
5327 this class is processed by @code{fmtmsg} (see above, @code{fmtsmg} does
5328 not print the numeric value but instead the string representation).
5331 @node Adding Severity Classes
5332 @subsection Adding Severity Classes
5333 @cindex severity class
5335 There is another possibility to introduce severity classes besides using
5336 the environment variable @code{SEV_LEVEL}.  This simplifies the task of
5337 introducing new classes in a running program.  One could use the
5338 @code{setenv} or @code{putenv} function to set the environment variable,
5339 but this is toilsome.
5341 @deftypefun int addseverity (int @var{severity}, const char *@var{string})
5342 This function allows the introduction of new severity classes which can be
5343 addressed by the @var{severity} parameter of the @code{fmtmsg} function.
5344 The @var{severity} parameter of @code{addseverity} must match the value
5345 for the parameter with the same name of @code{fmtmsg}, and @var{string}
5346 is the string printed in the actual messages instead of the numeric
5347 value.
5349 If @var{string} is @code{NULL} the severity class with the numeric value
5350 according to @var{severity} is removed.
5352 It is not possible to overwrite or remove one of the default severity
5353 classes.  All calls to @code{addseverity} with @var{severity} set to one
5354 of the values for the default classes will fail.
5356 The return value is @code{MM_OK} if the task was successfully performed.
5357 If the return value is @code{MM_NOTOK} something went wrong.  This could
5358 mean that no more memory is available or a class is not available when
5359 it has to be removed.
5361 This function is not specified in the X/Open Portability Guide although
5362 the @code{fmtsmg} function is.  It is available on System V systems.
5363 @end deftypefun
5366 @node Example
5367 @subsection How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}
5369 Here is a simple example program to illustrate the use of the both
5370 functions described in this section.
5372 @smallexample
5373 @include fmtmsgexpl.c.texi
5374 @end smallexample
5376 The second call to @code{fmtmsg} illustrates a use of this function as
5377 it usually occurs on System V systems, which heavily use this function.
5378 It seems worthwhile to give a short explanation here of how this system
5379 works on System V.  The value of the
5380 @var{label} field (@code{UX:cat}) says that the error occurred in the
5381 Unix program @code{cat}.  The explanation of the error follows and the
5382 value for the @var{action} parameter is @code{"refer to manual"}.  One
5383 could be more specific here, if necessary.  The @var{tag} field contains,
5384 as proposed above, the value of the string given for the @var{label}
5385 parameter, and additionally a unique ID (@code{001} in this case).  For
5386 a GNU environment this string could contain a reference to the
5387 corresponding node in the Info page for the program.
5389 @noindent
5390 Running this program without specifying the @code{MSGVERB} and
5391 @code{SEV_LEVEL} function produces the following output:
5393 @smallexample
5394 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5395 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5396 @end smallexample
5398 We see the different fields of the message and how the extra glue (the
5399 colons and the @code{TO FIX} string) are printed.  But only one of the
5400 three calls to @code{fmtmsg} produced output.  The first call does not
5401 print anything because the @var{label} parameter is not in the correct
5402 form.  The string must contain two fields, separated by a colon
5403 (@pxref{Printing Formatted Messages}).  The third @code{fmtmsg} call
5404 produced no output since the class with the numeric value @code{6} is
5405 not defined.  Although a class with numeric value @code{5} is also not
5406 defined by default, the call to @code{addseverity} introduces it and
5407 the second call to @code{fmtmsg} produces the above output.
5409 When we change the environment of the program to contain
5410 @code{SEV_LEVEL=XXX,6,NOTE} when running it we get a different result:
5412 @smallexample
5413 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5414 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5415 label:foo: NOTE: text
5416 TO FIX: action tag
5417 @end smallexample
5419 Now the third call to @code{fmtmsg} produced some output and we see how
5420 the string @code{NOTE} from the environment variable appears in the
5421 message.
5423 Now we can reduce the output by specifying which fields we are
5424 interested in.  If we additionally set the environment variable
5425 @code{MSGVERB} to the value @code{severity:label:action} we get the
5426 following output:
5428 @smallexample
5429 UX:cat: NOTE2
5430 TO FIX: refer to manual
5431 label:foo: NOTE
5432 TO FIX: action
5433 @end smallexample
5435 @noindent
5436 I.e., the output produced by the @var{text} and the @var{tag} parameters
5437 to @code{fmtmsg} vanished.  Please also note that now there is no colon
5438 after the @code{NOTE} and @code{NOTE2} strings in the output.  This is
5439 not necessary since there is no more output on this line because the text
5440 is missing.