Remove include/bits/ipc.h.
[glibc.git] / manual / stdio.texi
blobe40717034cfa82355aeaf1d5afde8a941d793eec
1 @node I/O on Streams, Low-Level I/O, I/O Overview, Top
2 @c %MENU% High-level, portable I/O facilities
3 @chapter Input/Output on Streams
4 @c fix an overfull:
5 @tex
6 \hyphenation{which-ever}
7 @end tex
9 This chapter describes the functions for creating streams and performing
10 input and output operations on them.  As discussed in @ref{I/O
11 Overview}, a stream is a fairly abstract, high-level concept
12 representing a communications channel to a file, device, or process.
14 @menu
15 * Streams::                     About the data type representing a stream.
16 * Standard Streams::            Streams to the standard input and output
17                                  devices are created for you.
18 * Opening Streams::             How to create a stream to talk to a file.
19 * Closing Streams::             Close a stream when you are finished with it.
20 * Streams and Threads::         Issues with streams in threaded programs.
21 * Streams and I18N::            Streams in internationalized applications.
22 * Simple Output::               Unformatted output by characters and lines.
23 * Character Input::             Unformatted input by characters and words.
24 * Line Input::                  Reading a line or a record from a stream.
25 * Unreading::                   Peeking ahead/pushing back input just read.
26 * Block Input/Output::          Input and output operations on blocks of data.
27 * Formatted Output::            @code{printf} and related functions.
28 * Customizing Printf::          You can define new conversion specifiers for
29                                  @code{printf} and friends.
30 * Formatted Input::             @code{scanf} and related functions.
31 * EOF and Errors::              How you can tell if an I/O error happens.
32 * Error Recovery::              What you can do about errors.
33 * Binary Streams::              Some systems distinguish between text files
34                                  and binary files.
35 * File Positioning::            About random-access streams.
36 * Portable Positioning::        Random access on peculiar ISO C systems.
37 * Stream Buffering::            How to control buffering of streams.
38 * Other Kinds of Streams::      Streams that do not necessarily correspond
39                                  to an open file.
40 * Formatted Messages::          Print strictly formatted messages.
41 @end menu
43 @node Streams
44 @section Streams
46 For historical reasons, the type of the C data structure that represents
47 a stream is called @code{FILE} rather than ``stream''.  Since most of
48 the library functions deal with objects of type @code{FILE *}, sometimes
49 the term @dfn{file pointer} is also used to mean ``stream''.  This leads
50 to unfortunate confusion over terminology in many books on C.  This
51 manual, however, is careful to use the terms ``file'' and ``stream''
52 only in the technical sense.
53 @cindex file pointer
55 @pindex stdio.h
56 The @code{FILE} type is declared in the header file @file{stdio.h}.
58 @comment stdio.h
59 @comment ISO
60 @deftp {Data Type} FILE
61 This is the data type used to represent stream objects.  A @code{FILE}
62 object holds all of the internal state information about the connection
63 to the associated file, including such things as the file position
64 indicator and buffering information.  Each stream also has error and
65 end-of-file status indicators that can be tested with the @code{ferror}
66 and @code{feof} functions; see @ref{EOF and Errors}.
67 @end deftp
69 @code{FILE} objects are allocated and managed internally by the
70 input/output library functions.  Don't try to create your own objects of
71 type @code{FILE}; let the library do it.  Your programs should
72 deal only with pointers to these objects (that is, @code{FILE *} values)
73 rather than the objects themselves.
74 @c !!! should say that FILE's have "No user-serviceable parts inside."
76 @node Standard Streams
77 @section Standard Streams
78 @cindex standard streams
79 @cindex streams, standard
81 When the @code{main} function of your program is invoked, it already has
82 three predefined streams open and available for use.  These represent
83 the ``standard'' input and output channels that have been established
84 for the process.
86 These streams are declared in the header file @file{stdio.h}.
87 @pindex stdio.h
89 @comment stdio.h
90 @comment ISO
91 @deftypevar {FILE *} stdin
92 The @dfn{standard input} stream, which is the normal source of input for the
93 program.
94 @end deftypevar
95 @cindex standard input stream
97 @comment stdio.h
98 @comment ISO
99 @deftypevar {FILE *} stdout
100 The @dfn{standard output} stream, which is used for normal output from
101 the program.
102 @end deftypevar
103 @cindex standard output stream
105 @comment stdio.h
106 @comment ISO
107 @deftypevar {FILE *} stderr
108 The @dfn{standard error} stream, which is used for error messages and
109 diagnostics issued by the program.
110 @end deftypevar
111 @cindex standard error stream
113 On @gnusystems{}, you can specify what files or processes correspond to
114 these streams using the pipe and redirection facilities provided by the
115 shell.  (The primitives shells use to implement these facilities are
116 described in @ref{File System Interface}.)  Most other operating systems
117 provide similar mechanisms, but the details of how to use them can vary.
119 In @theglibc{}, @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr} are
120 normal variables which you can set just like any others.  For example,
121 to redirect the standard output to a file, you could do:
123 @smallexample
124 fclose (stdout);
125 stdout = fopen ("standard-output-file", "w");
126 @end smallexample
128 Note however, that in other systems @code{stdin}, @code{stdout}, and
129 @code{stderr} are macros that you cannot assign to in the normal way.
130 But you can use @code{freopen} to get the effect of closing one and
131 reopening it.  @xref{Opening Streams}.
133 The three streams @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr} are not
134 unoriented at program start (@pxref{Streams and I18N}).
136 @node Opening Streams
137 @section Opening Streams
139 @cindex opening a stream
140 Opening a file with the @code{fopen} function creates a new stream and
141 establishes a connection between the stream and a file.  This may
142 involve creating a new file.
144 @pindex stdio.h
145 Everything described in this section is declared in the header file
146 @file{stdio.h}.
148 @comment stdio.h
149 @comment ISO
150 @deftypefun {FILE *} fopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
151 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @acsfd{} @aculock{}}}
152 @c fopen may leak the list lock if cancelled within _IO_link_in.
153 The @code{fopen} function opens a stream for I/O to the file
154 @var{filename}, and returns a pointer to the stream.
156 The @var{opentype} argument is a string that controls how the file is
157 opened and specifies attributes of the resulting stream.  It must begin
158 with one of the following sequences of characters:
160 @table @samp
161 @item r
162 Open an existing file for reading only.
164 @item w
165 Open the file for writing only.  If the file already exists, it is
166 truncated to zero length.  Otherwise a new file is created.
168 @item a
169 Open a file for append access; that is, writing at the end of file only.
170 If the file already exists, its initial contents are unchanged and
171 output to the stream is appended to the end of the file.
172 Otherwise, a new, empty file is created.
174 @item r+
175 Open an existing file for both reading and writing.  The initial contents
176 of the file are unchanged and the initial file position is at the
177 beginning of the file.
179 @item w+
180 Open a file for both reading and writing.  If the file already exists, it
181 is truncated to zero length.  Otherwise, a new file is created.
183 @item a+
184 Open or create file for both reading and appending.  If the file exists,
185 its initial contents are unchanged.  Otherwise, a new file is created.
186 The initial file position for reading is at the beginning of the file,
187 but output is always appended to the end of the file.
188 @end table
190 As you can see, @samp{+} requests a stream that can do both input and
191 output.  When using such a stream, you must call @code{fflush}
192 (@pxref{Stream Buffering}) or a file positioning function such as
193 @code{fseek} (@pxref{File Positioning}) when switching from reading
194 to writing or vice versa.  Otherwise, internal buffers might not be
195 emptied properly.
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 @Theglibc{} defines additional characters for use in @var{opentype}:
203 @table @samp
204 @item c
205 The file is opened with cancellation in the I/O functions disabled.
207 @item e
208 The underlying file descriptor will be closed if you use any of the
209 @code{exec@dots{}} functions (@pxref{Executing a File}).  (This is
210 equivalent to having set @code{FD_CLOEXEC} on that descriptor.
211 @xref{Descriptor Flags}.)
213 @item m
214 The file is opened and accessed using @code{mmap}.  This is only
215 supported with files opened for reading.
217 @item x
218 Insist on creating a new file---if a file @var{filename} already
219 exists, @code{fopen} fails rather than opening it.  If you use
220 @samp{x} you are guaranteed that you will not clobber an existing
221 file.  This is equivalent to the @code{O_EXCL} option to the
222 @code{open} function (@pxref{Opening and Closing Files}).
224 The @samp{x} modifier is part of @w{ISO C11}.
225 @end table
227 The character @samp{b} in @var{opentype} has a standard meaning; it
228 requests a binary stream rather than a text stream.  But this makes no
229 difference in POSIX systems (including @gnusystems{}).  If both
230 @samp{+} and @samp{b} are specified, they can appear in either order.
231 @xref{Binary Streams}.
233 @cindex stream orientation
234 @cindex orientation, stream
235 If the @var{opentype} string contains the sequence
236 @code{,ccs=@var{STRING}} then @var{STRING} is taken as the name of a
237 coded character set and @code{fopen} will mark the stream as
238 wide-oriented with appropriate conversion functions in place to convert
239 from and to the character set @var{STRING}.  Any other stream
240 is opened initially unoriented and the orientation is decided with the
241 first file operation.  If the first operation is a wide character
242 operation, the stream is not only marked as wide-oriented, also the
243 conversion functions to convert to the coded character set used for the
244 current locale are loaded.  This will not change anymore from this point
245 on even if the locale selected for the @code{LC_CTYPE} category is
246 changed.
248 Any other characters in @var{opentype} are simply ignored.  They may be
249 meaningful in other systems.
251 If the open fails, @code{fopen} returns a null pointer.
253 When the sources are compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
254 32 bit machine this function is in fact @code{fopen64} since the LFS
255 interface replaces transparently the old interface.
256 @end deftypefun
258 You can have multiple streams (or file descriptors) pointing to the same
259 file open at the same time.  If you do only input, this works
260 straightforwardly, but you must be careful if any output streams are
261 included.  @xref{Stream/Descriptor Precautions}.  This is equally true
262 whether the streams are in one program (not usual) or in several
263 programs (which can easily happen).  It may be advantageous to use the
264 file locking facilities to avoid simultaneous access.  @xref{File
265 Locks}.
267 @comment stdio.h
268 @comment Unix98
269 @deftypefun {FILE *} fopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
270 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @acsfd{} @aculock{}}}
271 This function is similar to @code{fopen} but the stream it returns a
272 pointer for is opened using @code{open64}.  Therefore this stream can be
273 used even on files larger than @math{2^31} bytes on 32 bit machines.
275 Please note that the return type is still @code{FILE *}.  There is no
276 special @code{FILE} type for the LFS interface.
278 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
279 bits machine this function is available under the name @code{fopen}
280 and so transparently replaces the old interface.
281 @end deftypefun
283 @comment stdio.h
284 @comment ISO
285 @deftypevr Macro int FOPEN_MAX
286 The value of this macro is an integer constant expression that
287 represents the minimum number of streams that the implementation
288 guarantees can be open simultaneously.  You might be able to open more
289 than this many streams, but that is not guaranteed.  The value of this
290 constant is at least eight, which includes the three standard streams
291 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  In POSIX.1 systems this
292 value is determined by the @code{OPEN_MAX} parameter; @pxref{General
293 Limits}.  In BSD and GNU, it is controlled by the @code{RLIMIT_NOFILE}
294 resource limit; @pxref{Limits on Resources}.
295 @end deftypevr
297 @comment stdio.h
298 @comment ISO
299 @deftypefun {FILE *} freopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
300 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsfd{}}}
301 @c Like most I/O operations, this one is guarded by a recursive lock,
302 @c released even upon cancellation, but cancellation may leak file
303 @c descriptors and leave the stream in an inconsistent state (e.g.,
304 @c still bound to the closed descriptor).  Also, if the stream is
305 @c part-way through a significant update (say running freopen) when a
306 @c signal handler calls freopen again on the same stream, the result is
307 @c likely to be an inconsistent stream, and the possibility of closing
308 @c twice file descriptor number that the stream used to use, the second
309 @c time when it might have already been reused by another thread.
310 This function is like a combination of @code{fclose} and @code{fopen}.
311 It first closes the stream referred to by @var{stream}, ignoring any
312 errors that are detected in the process.  (Because errors are ignored,
313 you should not use @code{freopen} on an output stream if you have
314 actually done any output using the stream.)  Then the file named by
315 @var{filename} is opened with mode @var{opentype} as for @code{fopen},
316 and associated with the same stream object @var{stream}.
318 If the operation fails, a null pointer is returned; otherwise,
319 @code{freopen} returns @var{stream}.
321 @code{freopen} has traditionally been used to connect a standard stream
322 such as @code{stdin} with a file of your own choice.  This is useful in
323 programs in which use of a standard stream for certain purposes is
324 hard-coded.  In @theglibc{}, you can simply close the standard
325 streams and open new ones with @code{fopen}.  But other systems lack
326 this ability, so using @code{freopen} is more portable.
328 When the sources are compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
329 32 bit machine this function is in fact @code{freopen64} since the LFS
330 interface replaces transparently the old interface.
331 @end deftypefun
333 @comment stdio.h
334 @comment Unix98
335 @deftypefun {FILE *} freopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
336 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsfd{}}}
337 This function is similar to @code{freopen}.  The only difference is that
338 on 32 bit machine the stream returned is able to read beyond the
339 @math{2^31} bytes limits imposed by the normal interface.  It should be
340 noted that the stream pointed to by @var{stream} need not be opened
341 using @code{fopen64} or @code{freopen64} since its mode is not important
342 for this function.
344 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
345 bits machine this function is available under the name @code{freopen}
346 and so transparently replaces the old interface.
347 @end deftypefun
349 In some situations it is useful to know whether a given stream is
350 available for reading or writing.  This information is normally not
351 available and would have to be remembered separately.  Solaris
352 introduced a few functions to get this information from the stream
353 descriptor and these functions are also available in @theglibc{}.
355 @comment stdio_ext.h
356 @comment GNU
357 @deftypefun int __freadable (FILE *@var{stream})
358 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
359 The @code{__freadable} function determines whether the stream
360 @var{stream} was opened to allow reading.  In this case the return value
361 is nonzero.  For write-only streams the function returns zero.
363 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
364 @end deftypefun
366 @comment stdio_ext.h
367 @comment GNU
368 @deftypefun int __fwritable (FILE *@var{stream})
369 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
370 The @code{__fwritable} function determines whether the stream
371 @var{stream} was opened to allow writing.  In this case the return value
372 is nonzero.  For read-only streams the function returns zero.
374 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
375 @end deftypefun
377 For slightly different kind of problems there are two more functions.
378 They provide even finer-grained information.
380 @comment stdio_ext.h
381 @comment GNU
382 @deftypefun int __freading (FILE *@var{stream})
383 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
384 The @code{__freading} function determines whether the stream
385 @var{stream} was last read from or whether it is opened read-only.  In
386 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
387 Determining whether a stream opened for reading and writing was last
388 used for writing allows to draw conclusions about the content about the
389 buffer, among other things.
391 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
392 @end deftypefun
394 @comment stdio_ext.h
395 @comment GNU
396 @deftypefun int __fwriting (FILE *@var{stream})
397 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
398 The @code{__fwriting} function determines whether the stream
399 @var{stream} was last written to or whether it is opened write-only.  In
400 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
402 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
403 @end deftypefun
406 @node Closing Streams
407 @section Closing Streams
409 @cindex closing a stream
410 When a stream is closed with @code{fclose}, the connection between the
411 stream and the file is canceled.  After you have closed a stream, you
412 cannot perform any additional operations on it.
414 @comment stdio.h
415 @comment ISO
416 @deftypefun int fclose (FILE *@var{stream})
417 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{} @acsfd{}}}
418 @c After fclose, it is undefined behavior to use the stream it points
419 @c to.  Therefore, one must only call fclose when the stream is
420 @c otherwise unused.  Concurrent uses started before will complete
421 @c successfully because of the lock, which makes it MT-Safe.  Calling it
422 @c from a signal handler is perfectly safe if the stream is known to be
423 @c no longer used, which is a precondition for fclose to be safe in the
424 @c first place; since this is no further requirement, fclose is safe for
425 @c use in async signals too.  After calling fclose, you can no longer
426 @c use the stream, not even to fclose it again, so its memory and file
427 @c descriptor may leak if fclose is canceled before @c releasing them.
428 @c That the stream must be unused and it becomes unused after the call
429 @c is what would enable fclose to be AS- and AC-Safe while freopen
430 @c isn't.  However, because of the possibility of leaving __gconv_lock
431 @c taken upon cancellation, AC-Safety is lost.
432 This function causes @var{stream} to be closed and the connection to
433 the corresponding file to be broken.  Any buffered output is written
434 and any buffered input is discarded.  The @code{fclose} function returns
435 a value of @code{0} if the file was closed successfully, and @code{EOF}
436 if an error was detected.
438 It is important to check for errors when you call @code{fclose} to close
439 an output stream, because real, everyday errors can be detected at this
440 time.  For example, when @code{fclose} writes the remaining buffered
441 output, it might get an error because the disk is full.  Even if you
442 know the buffer is empty, errors can still occur when closing a file if
443 you are using NFS.
445 The function @code{fclose} is declared in @file{stdio.h}.
446 @end deftypefun
448 To close all streams currently available @theglibc{} provides
449 another function.
451 @comment stdio.h
452 @comment GNU
453 @deftypefun int fcloseall (void)
454 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:streams}}@asunsafe{}@acsafe{}}
455 @c Like fclose, using any previously-opened streams after fcloseall is
456 @c undefined.  However, the implementation of fcloseall isn't equivalent
457 @c to calling fclose for all streams: it just flushes and unbuffers all
458 @c streams, without any locking.  It's the flushing without locking that
459 @c makes it unsafe.
460 This function causes all open streams of the process to be closed and
461 the connection to corresponding files to be broken.  All buffered data
462 is written and any buffered input is discarded.  The @code{fcloseall}
463 function returns a value of @code{0} if all the files were closed
464 successfully, and @code{EOF} if an error was detected.
466 This function should be used only in special situations, e.g., when an
467 error occurred and the program must be aborted.  Normally each single
468 stream should be closed separately so that problems with individual
469 streams can be identified.  It is also problematic since the standard
470 streams (@pxref{Standard Streams}) will also be closed.
472 The function @code{fcloseall} is declared in @file{stdio.h}.
473 @end deftypefun
475 If the @code{main} function to your program returns, or if you call the
476 @code{exit} function (@pxref{Normal Termination}), all open streams are
477 automatically closed properly.  If your program terminates in any other
478 manner, such as by calling the @code{abort} function (@pxref{Aborting a
479 Program}) or from a fatal signal (@pxref{Signal Handling}), open streams
480 might not be closed properly.  Buffered output might not be flushed and
481 files may be incomplete.  For more information on buffering of streams,
482 see @ref{Stream Buffering}.
484 @node Streams and Threads
485 @section Streams and Threads
487 @cindex threads
488 @cindex multi-threaded application
489 Streams can be used in multi-threaded applications in the same way they
490 are used in single-threaded applications.  But the programmer must be
491 aware of the possible complications.  It is important to know about
492 these also if the program one writes never use threads since the design
493 and implementation of many stream functions is heavily influenced by the
494 requirements added by multi-threaded programming.
496 The POSIX standard requires that by default the stream operations are
497 atomic.  I.e., issuing two stream operations for the same stream in two
498 threads at the same time will cause the operations to be executed as if
499 they were issued sequentially.  The buffer operations performed while
500 reading or writing are protected from other uses of the same stream.  To
501 do this each stream has an internal lock object which has to be
502 (implicitly) acquired before any work can be done.
504 But there are situations where this is not enough and there are also
505 situations where this is not wanted.  The implicit locking is not enough
506 if the program requires more than one stream function call to happen
507 atomically.  One example would be if an output line a program wants to
508 generate is created by several function calls.  The functions by
509 themselves would ensure only atomicity of their own operation, but not
510 atomicity over all the function calls.  For this it is necessary to
511 perform the stream locking in the application code.
513 @comment stdio.h
514 @comment POSIX
515 @deftypefun void flockfile (FILE *@var{stream})
516 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
517 @c There's no way to tell whether the lock was acquired before or after
518 @c cancellation so as to unlock only when appropriate.
519 The @code{flockfile} function acquires the internal locking object
520 associated with the stream @var{stream}.  This ensures that no other
521 thread can explicitly through @code{flockfile}/@code{ftrylockfile} or
522 implicit through a call of a stream function lock the stream.  The
523 thread will block until the lock is acquired.  An explicit call to
524 @code{funlockfile} has to be used to release the lock.
525 @end deftypefun
527 @comment stdio.h
528 @comment POSIX
529 @deftypefun int ftrylockfile (FILE *@var{stream})
530 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
531 The @code{ftrylockfile} function tries to acquire the internal locking
532 object associated with the stream @var{stream} just like
533 @code{flockfile}.  But unlike @code{flockfile} this function does not
534 block if the lock is not available.  @code{ftrylockfile} returns zero if
535 the lock was successfully acquired.  Otherwise the stream is locked by
536 another thread.
537 @end deftypefun
539 @comment stdio.h
540 @comment POSIX
541 @deftypefun void funlockfile (FILE *@var{stream})
542 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
543 The @code{funlockfile} function releases the internal locking object of
544 the stream @var{stream}.  The stream must have been locked before by a
545 call to @code{flockfile} or a successful call of @code{ftrylockfile}.
546 The implicit locking performed by the stream operations do not count.
547 The @code{funlockfile} function does not return an error status and the
548 behavior of a call for a stream which is not locked by the current
549 thread is undefined.
550 @end deftypefun
552 The following example shows how the functions above can be used to
553 generate an output line atomically even in multi-threaded applications
554 (yes, the same job could be done with one @code{fprintf} call but it is
555 sometimes not possible):
557 @smallexample
558 FILE *fp;
560    @dots{}
561    flockfile (fp);
562    fputs ("This is test number ", fp);
563    fprintf (fp, "%d\n", test);
564    funlockfile (fp)
566 @end smallexample
568 Without the explicit locking it would be possible for another thread to
569 use the stream @var{fp} after the @code{fputs} call return and before
570 @code{fprintf} was called with the result that the number does not
571 follow the word @samp{number}.
573 From this description it might already be clear that the locking objects
574 in streams are no simple mutexes.  Since locking the same stream twice
575 in the same thread is allowed the locking objects must be equivalent to
576 recursive mutexes.  These mutexes keep track of the owner and the number
577 of times the lock is acquired.  The same number of @code{funlockfile}
578 calls by the same threads is necessary to unlock the stream completely.
579 For instance:
581 @smallexample
582 void
583 foo (FILE *fp)
585   ftrylockfile (fp);
586   fputs ("in foo\n", fp);
587   /* @r{This is very wrong!!!}  */
588   funlockfile (fp);
590 @end smallexample
592 It is important here that the @code{funlockfile} function is only called
593 if the @code{ftrylockfile} function succeeded in locking the stream.  It
594 is therefore always wrong to ignore the result of @code{ftrylockfile}.
595 And it makes no sense since otherwise one would use @code{flockfile}.
596 The result of code like that above is that either @code{funlockfile}
597 tries to free a stream that hasn't been locked by the current thread or it
598 frees the stream prematurely.  The code should look like this:
600 @smallexample
601 void
602 foo (FILE *fp)
604   if (ftrylockfile (fp) == 0)
605     @{
606       fputs ("in foo\n", fp);
607       funlockfile (fp);
608     @}
610 @end smallexample
612 Now that we covered why it is necessary to have these locking it is
613 necessary to talk about situations when locking is unwanted and what can
614 be done.  The locking operations (explicit or implicit) don't come for
615 free.  Even if a lock is not taken the cost is not zero.  The operations
616 which have to be performed require memory operations that are safe in
617 multi-processor environments.  With the many local caches involved in
618 such systems this is quite costly.  So it is best to avoid the locking
619 completely if it is not needed -- because the code in question is never
620 used in a context where two or more threads may use a stream at a time.
621 This can be determined most of the time for application code; for
622 library code which can be used in many contexts one should default to be
623 conservative and use locking.
625 There are two basic mechanisms to avoid locking.  The first is to use
626 the @code{_unlocked} variants of the stream operations.  The POSIX
627 standard defines quite a few of those and @theglibc{} adds a few
628 more.  These variants of the functions behave just like the functions
629 with the name without the suffix except that they do not lock the
630 stream.  Using these functions is very desirable since they are
631 potentially much faster.  This is not only because the locking
632 operation itself is avoided.  More importantly, functions like
633 @code{putc} and @code{getc} are very simple and traditionally (before the
634 introduction of threads) were implemented as macros which are very fast
635 if the buffer is not empty.  With the addition of locking requirements
636 these functions are no longer implemented as macros since they would
637 expand to too much code.
638 But these macros are still available with the same functionality under the new
639 names @code{putc_unlocked} and @code{getc_unlocked}.  This possibly huge
640 difference of speed also suggests the use of the @code{_unlocked}
641 functions even if locking is required.  The difference is that the
642 locking then has to be performed in the program:
644 @smallexample
645 void
646 foo (FILE *fp, char *buf)
648   flockfile (fp);
649   while (*buf != '/')
650     putc_unlocked (*buf++, fp);
651   funlockfile (fp);
653 @end smallexample
655 If in this example the @code{putc} function would be used and the
656 explicit locking would be missing the @code{putc} function would have to
657 acquire the lock in every call, potentially many times depending on when
658 the loop terminates.  Writing it the way illustrated above allows the
659 @code{putc_unlocked} macro to be used which means no locking and direct
660 manipulation of the buffer of the stream.
662 A second way to avoid locking is by using a non-standard function which
663 was introduced in Solaris and is available in @theglibc{} as well.
665 @comment stdio_ext.h
666 @comment GNU
667 @deftypefun int __fsetlocking (FILE *@var{stream}, int @var{type})
668 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asulock{}}@acsafe{}}
669 @c Changing the implicit-locking status of a stream while it's in use by
670 @c another thread may cause a lock to be implicitly acquired and not
671 @c released, or vice-versa.  This function should probably hold the lock
672 @c while changing this setting, to make sure we don't change it while
673 @c there are any concurrent uses.  Meanwhile, callers should acquire the
674 @c lock themselves to be safe, and even concurrent uses with external
675 @c locking will be fine, as long as functions that require external
676 @c locking are not called without holding locks.
678 The @code{__fsetlocking} function can be used to select whether the
679 stream operations will implicitly acquire the locking object of the
680 stream @var{stream}.  By default this is done but it can be disabled and
681 reinstated using this function.  There are three values defined for the
682 @var{type} parameter.
684 @vtable @code
685 @item FSETLOCKING_INTERNAL
686 The stream @code{stream} will from now on use the default internal
687 locking.  Every stream operation with exception of the @code{_unlocked}
688 variants will implicitly lock the stream.
690 @item FSETLOCKING_BYCALLER
691 After the @code{__fsetlocking} function returns the user is responsible
692 for locking the stream.  None of the stream operations will implicitly
693 do this anymore until the state is set back to
694 @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
696 @item FSETLOCKING_QUERY
697 @code{__fsetlocking} only queries the current locking state of the
698 stream.  The return value will be @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or
699 @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on the state.
700 @end vtable
702 The return value of @code{__fsetlocking} is either
703 @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on
704 the state of the stream before the call.
706 This function and the values for the @var{type} parameter are declared
707 in @file{stdio_ext.h}.
708 @end deftypefun
710 This function is especially useful when program code has to be used
711 which is written without knowledge about the @code{_unlocked} functions
712 (or if the programmer was too lazy to use them).
714 @node Streams and I18N
715 @section Streams in Internationalized Applications
717 @w{ISO C90} introduced the new type @code{wchar_t} to allow handling
718 larger character sets.  What was missing was a possibility to output
719 strings of @code{wchar_t} directly.  One had to convert them into
720 multibyte strings using @code{mbstowcs} (there was no @code{mbsrtowcs}
721 yet) and then use the normal stream functions.  While this is doable it
722 is very cumbersome since performing the conversions is not trivial and
723 greatly increases program complexity and size.
725 The Unix standard early on (I think in XPG4.2) introduced two additional
726 format specifiers for the @code{printf} and @code{scanf} families of
727 functions.  Printing and reading of single wide characters was made
728 possible using the @code{%C} specifier and wide character strings can be
729 handled with @code{%S}.  These modifiers behave just like @code{%c} and
730 @code{%s} only that they expect the corresponding argument to have the
731 wide character type and that the wide character and string are
732 transformed into/from multibyte strings before being used.
734 This was a beginning but it is still not good enough.  Not always is it
735 desirable to use @code{printf} and @code{scanf}.  The other, smaller and
736 faster functions cannot handle wide characters.  Second, it is not
737 possible to have a format string for @code{printf} and @code{scanf}
738 consisting of wide characters.  The result is that format strings would
739 have to be generated if they have to contain non-basic characters.
741 @cindex C++ streams
742 @cindex streams, C++
743 In the @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} a whole new set of functions was
744 added to solve the problem.  Most of the stream functions got a
745 counterpart which take a wide character or wide character string instead
746 of a character or string respectively.  The new functions operate on the
747 same streams (like @code{stdout}).  This is different from the model of
748 the C++ runtime library where separate streams for wide and normal I/O
749 are used.
751 @cindex orientation, stream
752 @cindex stream orientation
753 Being able to use the same stream for wide and normal operations comes
754 with a restriction: a stream can be used either for wide operations or
755 for normal operations.  Once it is decided there is no way back.  Only a
756 call to @code{freopen} or @code{freopen64} can reset the
757 @dfn{orientation}.  The orientation can be decided in three ways:
759 @itemize @bullet
760 @item
761 If any of the normal character functions is used (this includes the
762 @code{fread} and @code{fwrite} functions) the stream is marked as not
763 wide oriented.
765 @item
766 If any of the wide character functions is used the stream is marked as
767 wide oriented.
769 @item
770 The @code{fwide} function can be used to set the orientation either way.
771 @end itemize
773 It is important to never mix the use of wide and not wide operations on
774 a stream.  There are no diagnostics issued.  The application behavior
775 will simply be strange or the application will simply crash.  The
776 @code{fwide} function can help avoiding this.
778 @comment wchar.h
779 @comment ISO
780 @deftypefun int fwide (FILE *@var{stream}, int @var{mode})
781 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{}}}
782 @c Querying is always safe, but changing the stream when it's in use
783 @c upthread may be problematic.  Like most lock-acquiring functions,
784 @c this one may leak the lock if canceled.
786 The @code{fwide} function can be used to set and query the state of the
787 orientation of the stream @var{stream}.  If the @var{mode} parameter has
788 a positive value the streams get wide oriented, for negative values
789 narrow oriented.  It is not possible to overwrite previous orientations
790 with @code{fwide}.  I.e., if the stream @var{stream} was already
791 oriented before the call nothing is done.
793 If @var{mode} is zero the current orientation state is queried and
794 nothing is changed.
796 The @code{fwide} function returns a negative value, zero, or a positive
797 value if the stream is narrow, not at all, or wide oriented
798 respectively.
800 This function was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} and is
801 declared in @file{wchar.h}.
802 @end deftypefun
804 It is generally a good idea to orient a stream as early as possible.
805 This can prevent surprise especially for the standard streams
806 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  If some library
807 function in some situations uses one of these streams and this use
808 orients the stream in a different way the rest of the application
809 expects it one might end up with hard to reproduce errors.  Remember
810 that no errors are signal if the streams are used incorrectly.  Leaving
811 a stream unoriented after creation is normally only necessary for
812 library functions which create streams which can be used in different
813 contexts.
815 When writing code which uses streams and which can be used in different
816 contexts it is important to query the orientation of the stream before
817 using it (unless the rules of the library interface demand a specific
818 orientation).  The following little, silly function illustrates this.
820 @smallexample
821 void
822 print_f (FILE *fp)
824   if (fwide (fp, 0) > 0)
825     /* @r{Positive return value means wide orientation.}  */
826     fputwc (L'f', fp);
827   else
828     fputc ('f', fp);
830 @end smallexample
832 Note that in this case the function @code{print_f} decides about the
833 orientation of the stream if it was unoriented before (will not happen
834 if the advise above is followed).
836 The encoding used for the @code{wchar_t} values is unspecified and the
837 user must not make any assumptions about it.  For I/O of @code{wchar_t}
838 values this means that it is impossible to write these values directly
839 to the stream.  This is not what follows from the @w{ISO C} locale model
840 either.  What happens instead is that the bytes read from or written to
841 the underlying media are first converted into the internal encoding
842 chosen by the implementation for @code{wchar_t}.  The external encoding
843 is determined by the @code{LC_CTYPE} category of the current locale or
844 by the @samp{ccs} part of the mode specification given to @code{fopen},
845 @code{fopen64}, @code{freopen}, or @code{freopen64}.  How and when the
846 conversion happens is unspecified and it happens invisible to the user.
848 Since a stream is created in the unoriented state it has at that point
849 no conversion associated with it.  The conversion which will be used is
850 determined by the @code{LC_CTYPE} category selected at the time the
851 stream is oriented.  If the locales are changed at the runtime this
852 might produce surprising results unless one pays attention.  This is
853 just another good reason to orient the stream explicitly as soon as
854 possible, perhaps with a call to @code{fwide}.
856 @node Simple Output
857 @section Simple Output by Characters or Lines
859 @cindex writing to a stream, by characters
860 This section describes functions for performing character- and
861 line-oriented output.
863 These narrow streams functions are declared in the header file
864 @file{stdio.h} and the wide stream functions in @file{wchar.h}.
865 @pindex stdio.h
866 @pindex wchar.h
868 @comment stdio.h
869 @comment ISO
870 @deftypefun int fputc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
871 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
872 @c If the stream is in use when interrupted by a signal, the recursive
873 @c lock won't help ensure the stream is consistent; indeed, if fputc
874 @c gets a signal precisely before the post-incremented _IO_write_ptr
875 @c value is stored, we may overwrite the interrupted write.  Conversely,
876 @c depending on compiler optimizations, the incremented _IO_write_ptr
877 @c may be stored before the character is stored in the buffer,
878 @c corrupting the stream if async cancel hits between the two stores.
879 @c There may be other reasons for AS- and AC-unsafety in the overflow
880 @c cases.
881 The @code{fputc} function converts the character @var{c} to type
882 @code{unsigned char}, and writes it to the stream @var{stream}.
883 @code{EOF} is returned if a write error occurs; otherwise the
884 character @var{c} is returned.
885 @end deftypefun
887 @comment wchar.h
888 @comment ISO
889 @deftypefun wint_t fputwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
890 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
891 The @code{fputwc} function writes the wide character @var{wc} to the
892 stream @var{stream}.  @code{WEOF} is returned if a write error occurs;
893 otherwise the character @var{wc} is returned.
894 @end deftypefun
896 @comment stdio.h
897 @comment POSIX
898 @deftypefun int fputc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
899 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
900 @c The unlocked functions can't possibly satisfy the MT-Safety
901 @c requirements on their own, because they require external locking for
902 @c safety.
903 The @code{fputc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputc}
904 function except that it does not implicitly lock the stream.
905 @end deftypefun
907 @comment wchar.h
908 @comment POSIX
909 @deftypefun wint_t fputwc_unlocked (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
910 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
911 The @code{fputwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputwc}
912 function except that it does not implicitly lock the stream.
914 This function is a GNU extension.
915 @end deftypefun
917 @comment stdio.h
918 @comment ISO
919 @deftypefun int putc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
920 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
921 This is just like @code{fputc}, except that most systems implement it as
922 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
923 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
924 general rule for macros.  @code{putc} is usually the best function to
925 use for writing a single character.
926 @end deftypefun
928 @comment wchar.h
929 @comment ISO
930 @deftypefun wint_t putwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
931 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
932 This is just like @code{fputwc}, except that it can be implement as
933 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
934 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
935 general rule for macros.  @code{putwc} is usually the best function to
936 use for writing a single wide character.
937 @end deftypefun
939 @comment stdio.h
940 @comment POSIX
941 @deftypefun int putc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
942 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
943 The @code{putc_unlocked} function is equivalent to the @code{putc}
944 function except that it does not implicitly lock the stream.
945 @end deftypefun
947 @comment wchar.h
948 @comment GNU
949 @deftypefun wint_t putwc_unlocked (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
950 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
951 The @code{putwc_unlocked} function is equivalent to the @code{putwc}
952 function except that it does not implicitly lock the stream.
954 This function is a GNU extension.
955 @end deftypefun
957 @comment stdio.h
958 @comment ISO
959 @deftypefun int putchar (int @var{c})
960 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
961 The @code{putchar} function is equivalent to @code{putc} with
962 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
963 @end deftypefun
965 @comment wchar.h
966 @comment ISO
967 @deftypefun wint_t putwchar (wchar_t @var{wc})
968 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
969 The @code{putwchar} function is equivalent to @code{putwc} with
970 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
971 @end deftypefun
973 @comment stdio.h
974 @comment POSIX
975 @deftypefun int putchar_unlocked (int @var{c})
976 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdout}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
977 The @code{putchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putchar}
978 function except that it does not implicitly lock the stream.
979 @end deftypefun
981 @comment wchar.h
982 @comment GNU
983 @deftypefun wint_t putwchar_unlocked (wchar_t @var{wc})
984 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdout}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
985 The @code{putwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putwchar}
986 function except that it does not implicitly lock the stream.
988 This function is a GNU extension.
989 @end deftypefun
991 @comment stdio.h
992 @comment ISO
993 @deftypefun int fputs (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
994 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
995 The function @code{fputs} writes the string @var{s} to the stream
996 @var{stream}.  The terminating null character is not written.
997 This function does @emph{not} add a newline character, either.
998 It outputs only the characters in the string.
1000 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, and otherwise
1001 a non-negative value.
1003 For example:
1005 @smallexample
1006 fputs ("Are ", stdout);
1007 fputs ("you ", stdout);
1008 fputs ("hungry?\n", stdout);
1009 @end smallexample
1011 @noindent
1012 outputs the text @samp{Are you hungry?} followed by a newline.
1013 @end deftypefun
1015 @comment wchar.h
1016 @comment ISO
1017 @deftypefun int fputws (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
1018 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @aculock{}}}
1019 The function @code{fputws} writes the wide character string @var{ws} to
1020 the stream @var{stream}.  The terminating null character is not written.
1021 This function does @emph{not} add a newline character, either.  It
1022 outputs only the characters in the string.
1024 This function returns @code{WEOF} if a write error occurs, and otherwise
1025 a non-negative value.
1026 @end deftypefun
1028 @comment stdio.h
1029 @comment GNU
1030 @deftypefun int fputs_unlocked (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
1031 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1032 The @code{fputs_unlocked} function is equivalent to the @code{fputs}
1033 function except that it does not implicitly lock the stream.
1035 This function is a GNU extension.
1036 @end deftypefun
1038 @comment wchar.h
1039 @comment GNU
1040 @deftypefun int fputws_unlocked (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
1041 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1042 The @code{fputws_unlocked} function is equivalent to the @code{fputws}
1043 function except that it does not implicitly lock the stream.
1045 This function is a GNU extension.
1046 @end deftypefun
1048 @comment stdio.h
1049 @comment ISO
1050 @deftypefun int puts (const char *@var{s})
1051 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1052 The @code{puts} function writes the string @var{s} to the stream
1053 @code{stdout} followed by a newline.  The terminating null character of
1054 the string is not written.  (Note that @code{fputs} does @emph{not}
1055 write a newline as this function does.)
1057 @code{puts} is the most convenient function for printing simple
1058 messages.  For example:
1060 @smallexample
1061 puts ("This is a message.");
1062 @end smallexample
1064 @noindent
1065 outputs the text @samp{This is a message.} followed by a newline.
1066 @end deftypefun
1068 @comment stdio.h
1069 @comment SVID
1070 @deftypefun int putw (int @var{w}, FILE *@var{stream})
1071 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1072 This function writes the word @var{w} (that is, an @code{int}) to
1073 @var{stream}.  It is provided for compatibility with SVID, but we
1074 recommend you use @code{fwrite} instead (@pxref{Block Input/Output}).
1075 @end deftypefun
1077 @node Character Input
1078 @section Character Input
1080 @cindex reading from a stream, by characters
1081 This section describes functions for performing character-oriented
1082 input.  These narrow streams functions are declared in the header file
1083 @file{stdio.h} and the wide character functions are declared in
1084 @file{wchar.h}.
1085 @pindex stdio.h
1086 @pindex wchar.h
1088 These functions return an @code{int} or @code{wint_t} value (for narrow
1089 and wide stream functions respectively) that is either a character of
1090 input, or the special value @code{EOF}/@code{WEOF} (usually -1).  For
1091 the narrow stream functions it is important to store the result of these
1092 functions in a variable of type @code{int} instead of @code{char}, even
1093 when you plan to use it only as a character.  Storing @code{EOF} in a
1094 @code{char} variable truncates its value to the size of a character, so
1095 that it is no longer distinguishable from the valid character
1096 @samp{(char) -1}.  So always use an @code{int} for the result of
1097 @code{getc} and friends, and check for @code{EOF} after the call; once
1098 you've verified that the result is not @code{EOF}, you can be sure that
1099 it will fit in a @samp{char} variable without loss of information.
1101 @comment stdio.h
1102 @comment ISO
1103 @deftypefun int fgetc (FILE *@var{stream})
1104 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1105 @c Same caveats as fputc, but instead of losing a write in case of async
1106 @c signals, we may read the same character more than once, and the
1107 @c stream may be left in odd states due to cancellation in the underflow
1108 @c cases.
1109 This function reads the next character as an @code{unsigned char} from
1110 the stream @var{stream} and returns its value, converted to an
1111 @code{int}.  If an end-of-file condition or read error occurs,
1112 @code{EOF} is returned instead.
1113 @end deftypefun
1115 @comment wchar.h
1116 @comment ISO
1117 @deftypefun wint_t fgetwc (FILE *@var{stream})
1118 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1119 This function reads the next wide character from the stream @var{stream}
1120 and returns its value.  If an end-of-file condition or read error
1121 occurs, @code{WEOF} is returned instead.
1122 @end deftypefun
1124 @comment stdio.h
1125 @comment POSIX
1126 @deftypefun int fgetc_unlocked (FILE *@var{stream})
1127 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1128 The @code{fgetc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetc}
1129 function except that it does not implicitly lock the stream.
1130 @end deftypefun
1132 @comment wchar.h
1133 @comment GNU
1134 @deftypefun wint_t fgetwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1135 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1136 The @code{fgetwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetwc}
1137 function except that it does not implicitly lock the stream.
1139 This function is a GNU extension.
1140 @end deftypefun
1142 @comment stdio.h
1143 @comment ISO
1144 @deftypefun int getc (FILE *@var{stream})
1145 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1146 This is just like @code{fgetc}, except that it is permissible (and
1147 typical) for it to be implemented as a macro that evaluates the
1148 @var{stream} argument more than once.  @code{getc} is often highly
1149 optimized, so it is usually the best function to use to read a single
1150 character.
1151 @end deftypefun
1153 @comment wchar.h
1154 @comment ISO
1155 @deftypefun wint_t getwc (FILE *@var{stream})
1156 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1157 This is just like @code{fgetwc}, except that it is permissible for it to
1158 be implemented as a macro that evaluates the @var{stream} argument more
1159 than once.  @code{getwc} can be highly optimized, so it is usually the
1160 best function to use to read a single wide character.
1161 @end deftypefun
1163 @comment stdio.h
1164 @comment POSIX
1165 @deftypefun int getc_unlocked (FILE *@var{stream})
1166 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1167 The @code{getc_unlocked} function is equivalent to the @code{getc}
1168 function except that it does not implicitly lock the stream.
1169 @end deftypefun
1171 @comment wchar.h
1172 @comment GNU
1173 @deftypefun wint_t getwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1174 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1175 The @code{getwc_unlocked} function is equivalent to the @code{getwc}
1176 function except that it does not implicitly lock the stream.
1178 This function is a GNU extension.
1179 @end deftypefun
1181 @comment stdio.h
1182 @comment ISO
1183 @deftypefun int getchar (void)
1184 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1185 The @code{getchar} function is equivalent to @code{getc} with @code{stdin}
1186 as the value of the @var{stream} argument.
1187 @end deftypefun
1189 @comment wchar.h
1190 @comment ISO
1191 @deftypefun wint_t getwchar (void)
1192 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1193 The @code{getwchar} function is equivalent to @code{getwc} with @code{stdin}
1194 as the value of the @var{stream} argument.
1195 @end deftypefun
1197 @comment stdio.h
1198 @comment POSIX
1199 @deftypefun int getchar_unlocked (void)
1200 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdin}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1201 The @code{getchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getchar}
1202 function except that it does not implicitly lock the stream.
1203 @end deftypefun
1205 @comment wchar.h
1206 @comment GNU
1207 @deftypefun wint_t getwchar_unlocked (void)
1208 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasurace{:stdin}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1209 The @code{getwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getwchar}
1210 function except that it does not implicitly lock the stream.
1212 This function is a GNU extension.
1213 @end deftypefun
1215 Here is an example of a function that does input using @code{fgetc}.  It
1216 would work just as well using @code{getc} instead, or using
1217 @code{getchar ()} instead of @w{@code{fgetc (stdin)}}.  The code would
1218 also work the same for the wide character stream functions.
1220 @smallexample
1222 y_or_n_p (const char *question)
1224   fputs (question, stdout);
1225   while (1)
1226     @{
1227       int c, answer;
1228       /* @r{Write a space to separate answer from question.} */
1229       fputc (' ', stdout);
1230       /* @r{Read the first character of the line.}
1231          @r{This should be the answer character, but might not be.} */
1232       c = tolower (fgetc (stdin));
1233       answer = c;
1234       /* @r{Discard rest of input line.} */
1235       while (c != '\n' && c != EOF)
1236         c = fgetc (stdin);
1237       /* @r{Obey the answer if it was valid.} */
1238       if (answer == 'y')
1239         return 1;
1240       if (answer == 'n')
1241         return 0;
1242       /* @r{Answer was invalid: ask for valid answer.} */
1243       fputs ("Please answer y or n:", stdout);
1244     @}
1246 @end smallexample
1248 @comment stdio.h
1249 @comment SVID
1250 @deftypefun int getw (FILE *@var{stream})
1251 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1252 This function reads a word (that is, an @code{int}) from @var{stream}.
1253 It's provided for compatibility with SVID.  We recommend you use
1254 @code{fread} instead (@pxref{Block Input/Output}).  Unlike @code{getc},
1255 any @code{int} value could be a valid result.  @code{getw} returns
1256 @code{EOF} when it encounters end-of-file or an error, but there is no
1257 way to distinguish this from an input word with value -1.
1258 @end deftypefun
1260 @node Line Input
1261 @section Line-Oriented Input
1263 Since many programs interpret input on the basis of lines, it is
1264 convenient to have functions to read a line of text from a stream.
1266 Standard C has functions to do this, but they aren't very safe: null
1267 characters and even (for @code{gets}) long lines can confuse them.  So
1268 @theglibc{} provides the nonstandard @code{getline} function that
1269 makes it easy to read lines reliably.
1271 Another GNU extension, @code{getdelim}, generalizes @code{getline}.  It
1272 reads a delimited record, defined as everything through the next
1273 occurrence of a specified delimiter character.
1275 All these functions are declared in @file{stdio.h}.
1277 @comment stdio.h
1278 @comment GNU
1279 @deftypefun ssize_t getline (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, FILE *@var{stream})
1280 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{} @acsmem{}}}
1281 @c Besides the usual possibility of getting an inconsistent stream in a
1282 @c signal handler or leaving it inconsistent in case of cancellation,
1283 @c the possibility of leaving a dangling pointer upon cancellation
1284 @c between reallocing the buffer at *lineptr and updating the pointer
1285 @c brings about another case of @acucorrupt.
1286 This function reads an entire line from @var{stream}, storing the text
1287 (including the newline and a terminating null character) in a buffer
1288 and storing the buffer address in @code{*@var{lineptr}}.
1290 Before calling @code{getline}, you should place in @code{*@var{lineptr}}
1291 the address of a buffer @code{*@var{n}} bytes long, allocated with
1292 @code{malloc}.  If this buffer is long enough to hold the line,
1293 @code{getline} stores the line in this buffer.  Otherwise,
1294 @code{getline} makes the buffer bigger using @code{realloc}, storing the
1295 new buffer address back in @code{*@var{lineptr}} and the increased size
1296 back in @code{*@var{n}}.
1297 @xref{Unconstrained Allocation}.
1299 If you set @code{*@var{lineptr}} to a null pointer, and @code{*@var{n}}
1300 to zero, before the call, then @code{getline} allocates the initial
1301 buffer for you by calling @code{malloc}.  This buffer remains allocated
1302 even if @code{getline} encounters errors and is unable to read any bytes.
1304 In either case, when @code{getline} returns,  @code{*@var{lineptr}} is
1305 a @code{char *} which points to the text of the line.
1307 When @code{getline} is successful, it returns the number of characters
1308 read (including the newline, but not including the terminating null).
1309 This value enables you to distinguish null characters that are part of
1310 the line from the null character inserted as a terminator.
1312 This function is a GNU extension, but it is the recommended way to read
1313 lines from a stream.  The alternative standard functions are unreliable.
1315 If an error occurs or end of file is reached without any bytes read,
1316 @code{getline} returns @code{-1}.
1317 @end deftypefun
1319 @comment stdio.h
1320 @comment GNU
1321 @deftypefun ssize_t getdelim (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, int @var{delimiter}, FILE *@var{stream})
1322 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{} @acsmem{}}}
1323 @c See the getline @acucorrupt note.
1324 This function is like @code{getline} except that the character which
1325 tells it to stop reading is not necessarily newline.  The argument
1326 @var{delimiter} specifies the delimiter character; @code{getdelim} keeps
1327 reading until it sees that character (or end of file).
1329 The text is stored in @var{lineptr}, including the delimiter character
1330 and a terminating null.  Like @code{getline}, @code{getdelim} makes
1331 @var{lineptr} bigger if it isn't big enough.
1333 @code{getline} is in fact implemented in terms of @code{getdelim}, just
1334 like this:
1336 @smallexample
1337 ssize_t
1338 getline (char **lineptr, size_t *n, FILE *stream)
1340   return getdelim (lineptr, n, '\n', stream);
1342 @end smallexample
1343 @end deftypefun
1345 @comment stdio.h
1346 @comment ISO
1347 @deftypefun {char *} fgets (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1348 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1349 The @code{fgets} function reads characters from the stream @var{stream}
1350 up to and including a newline character and stores them in the string
1351 @var{s}, adding a null character to mark the end of the string.  You
1352 must supply @var{count} characters worth of space in @var{s}, but the
1353 number of characters read is at most @var{count} @minus{} 1.  The extra
1354 character space is used to hold the null character at the end of the
1355 string.
1357 If the system is already at end of file when you call @code{fgets}, then
1358 the contents of the array @var{s} are unchanged and a null pointer is
1359 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1360 Otherwise, the return value is the pointer @var{s}.
1362 @strong{Warning:}  If the input data has a null character, you can't tell.
1363 So don't use @code{fgets} unless you know the data cannot contain a null.
1364 Don't use it to read files edited by the user because, if the user inserts
1365 a null character, you should either handle it properly or print a clear
1366 error message.  We recommend using @code{getline} instead of @code{fgets}.
1367 @end deftypefun
1369 @comment wchar.h
1370 @comment ISO
1371 @deftypefun {wchar_t *} fgetws (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1372 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1373 The @code{fgetws} function reads wide characters from the stream
1374 @var{stream} up to and including a newline character and stores them in
1375 the string @var{ws}, adding a null wide character to mark the end of the
1376 string.  You must supply @var{count} wide characters worth of space in
1377 @var{ws}, but the number of characters read is at most @var{count}
1378 @minus{} 1.  The extra character space is used to hold the null wide
1379 character at the end of the string.
1381 If the system is already at end of file when you call @code{fgetws}, then
1382 the contents of the array @var{ws} are unchanged and a null pointer is
1383 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1384 Otherwise, the return value is the pointer @var{ws}.
1386 @strong{Warning:} If the input data has a null wide character (which are
1387 null bytes in the input stream), you can't tell.  So don't use
1388 @code{fgetws} unless you know the data cannot contain a null.  Don't use
1389 it to read files edited by the user because, if the user inserts a null
1390 character, you should either handle it properly or print a clear error
1391 message.
1392 @comment XXX We need getwline!!!
1393 @end deftypefun
1395 @comment stdio.h
1396 @comment GNU
1397 @deftypefun {char *} fgets_unlocked (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1398 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1399 The @code{fgets_unlocked} function is equivalent to the @code{fgets}
1400 function except that it does not implicitly lock the stream.
1402 This function is a GNU extension.
1403 @end deftypefun
1405 @comment wchar.h
1406 @comment GNU
1407 @deftypefun {wchar_t *} fgetws_unlocked (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1408 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1409 The @code{fgetws_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetws}
1410 function except that it does not implicitly lock the stream.
1412 This function is a GNU extension.
1413 @end deftypefun
1415 @comment stdio.h
1416 @comment ISO
1417 @deftypefn {Deprecated function} {char *} gets (char *@var{s})
1418 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1419 The function @code{gets} reads characters from the stream @code{stdin}
1420 up to the next newline character, and stores them in the string @var{s}.
1421 The newline character is discarded (note that this differs from the
1422 behavior of @code{fgets}, which copies the newline character into the
1423 string).  If @code{gets} encounters a read error or end-of-file, it
1424 returns a null pointer; otherwise it returns @var{s}.
1426 @strong{Warning:} The @code{gets} function is @strong{very dangerous}
1427 because it provides no protection against overflowing the string
1428 @var{s}.  @Theglibc{} includes it for compatibility only.  You
1429 should @strong{always} use @code{fgets} or @code{getline} instead.  To
1430 remind you of this, the linker (if using GNU @code{ld}) will issue a
1431 warning whenever you use @code{gets}.
1432 @end deftypefn
1434 @node Unreading
1435 @section Unreading
1436 @cindex peeking at input
1437 @cindex unreading characters
1438 @cindex pushing input back
1440 In parser programs it is often useful to examine the next character in
1441 the input stream without removing it from the stream.  This is called
1442 ``peeking ahead'' at the input because your program gets a glimpse of
1443 the input it will read next.
1445 Using stream I/O, you can peek ahead at input by first reading it and
1446 then @dfn{unreading} it (also called  @dfn{pushing it back} on the stream).
1447 Unreading a character makes it available to be input again from the stream,
1448 by  the next call to @code{fgetc} or other input function on that stream.
1450 @menu
1451 * Unreading Idea::              An explanation of unreading with pictures.
1452 * How Unread::                  How to call @code{ungetc} to do unreading.
1453 @end menu
1455 @node Unreading Idea
1456 @subsection What Unreading Means
1458 Here is a pictorial explanation of unreading.  Suppose you have a
1459 stream reading a file that contains just six characters, the letters
1460 @samp{foobar}.  Suppose you have read three characters so far.  The
1461 situation looks like this:
1463 @smallexample
1464 f  o  o  b  a  r
1465          ^
1466 @end smallexample
1468 @noindent
1469 so the next input character will be @samp{b}.
1471 @c @group   Invalid outside @example
1472 If instead of reading @samp{b} you unread the letter @samp{o}, you get a
1473 situation like this:
1475 @smallexample
1476 f  o  o  b  a  r
1477          |
1478       o--
1479       ^
1480 @end smallexample
1482 @noindent
1483 so that the next input characters will be @samp{o} and @samp{b}.
1484 @c @end group
1486 @c @group
1487 If you unread @samp{9} instead of @samp{o}, you get this situation:
1489 @smallexample
1490 f  o  o  b  a  r
1491          |
1492       9--
1493       ^
1494 @end smallexample
1496 @noindent
1497 so that the next input characters will be @samp{9} and @samp{b}.
1498 @c @end group
1500 @node How Unread
1501 @subsection Using @code{ungetc} To Do Unreading
1503 The function to unread a character is called @code{ungetc}, because it
1504 reverses the action of @code{getc}.
1506 @comment stdio.h
1507 @comment ISO
1508 @deftypefun int ungetc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
1509 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1510 The @code{ungetc} function pushes back the character @var{c} onto the
1511 input stream @var{stream}.  So the next input from @var{stream} will
1512 read @var{c} before anything else.
1514 If @var{c} is @code{EOF}, @code{ungetc} does nothing and just returns
1515 @code{EOF}.  This lets you call @code{ungetc} with the return value of
1516 @code{getc} without needing to check for an error from @code{getc}.
1518 The character that you push back doesn't have to be the same as the last
1519 character that was actually read from the stream.  In fact, it isn't
1520 necessary to actually read any characters from the stream before
1521 unreading them with @code{ungetc}!  But that is a strange way to write a
1522 program; usually @code{ungetc} is used only to unread a character that
1523 was just read from the same stream.  @Theglibc{} supports this
1524 even on files opened in binary mode, but other systems might not.
1526 @Theglibc{} only supports one character of pushback---in other
1527 words, it does not work to call @code{ungetc} twice without doing input
1528 in between.  Other systems might let you push back multiple characters;
1529 then reading from the stream retrieves the characters in the reverse
1530 order that they were pushed.
1532 Pushing back characters doesn't alter the file; only the internal
1533 buffering for the stream is affected.  If a file positioning function
1534 (such as @code{fseek}, @code{fseeko} or @code{rewind}; @pxref{File
1535 Positioning}) is called, any pending pushed-back characters are
1536 discarded.
1538 Unreading a character on a stream that is at end of file clears the
1539 end-of-file indicator for the stream, because it makes the character of
1540 input available.  After you read that character, trying to read again
1541 will encounter end of file.
1542 @end deftypefun
1544 @comment wchar.h
1545 @comment ISO
1546 @deftypefun wint_t ungetwc (wint_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
1547 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1548 The @code{ungetwc} function behaves just like @code{ungetc} just that it
1549 pushes back a wide character.
1550 @end deftypefun
1552 Here is an example showing the use of @code{getc} and @code{ungetc} to
1553 skip over whitespace characters.  When this function reaches a
1554 non-whitespace character, it unreads that character to be seen again on
1555 the next read operation on the stream.
1557 @smallexample
1558 #include <stdio.h>
1559 #include <ctype.h>
1561 void
1562 skip_whitespace (FILE *stream)
1564   int c;
1565   do
1566     /* @r{No need to check for @code{EOF} because it is not}
1567        @r{@code{isspace}, and @code{ungetc} ignores @code{EOF}.}  */
1568     c = getc (stream);
1569   while (isspace (c));
1570   ungetc (c, stream);
1572 @end smallexample
1574 @node Block Input/Output
1575 @section Block Input/Output
1577 This section describes how to do input and output operations on blocks
1578 of data.  You can use these functions to read and write binary data, as
1579 well as to read and write text in fixed-size blocks instead of by
1580 characters or lines.
1581 @cindex binary I/O to a stream
1582 @cindex block I/O to a stream
1583 @cindex reading from a stream, by blocks
1584 @cindex writing to a stream, by blocks
1586 Binary files are typically used to read and write blocks of data in the
1587 same format as is used to represent the data in a running program.  In
1588 other words, arbitrary blocks of memory---not just character or string
1589 objects---can be written to a binary file, and meaningfully read in
1590 again by the same program.
1592 Storing data in binary form is often considerably more efficient than
1593 using the formatted I/O functions.  Also, for floating-point numbers,
1594 the binary form avoids possible loss of precision in the conversion
1595 process.  On the other hand, binary files can't be examined or modified
1596 easily using many standard file utilities (such as text editors), and
1597 are not portable between different implementations of the language, or
1598 different kinds of computers.
1600 These functions are declared in @file{stdio.h}.
1601 @pindex stdio.h
1603 @comment stdio.h
1604 @comment ISO
1605 @deftypefun size_t fread (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1606 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1607 This function reads up to @var{count} objects of size @var{size} into
1608 the array @var{data}, from the stream @var{stream}.  It returns the
1609 number of objects actually read, which might be less than @var{count} if
1610 a read error occurs or the end of the file is reached.  This function
1611 returns a value of zero (and doesn't read anything) if either @var{size}
1612 or @var{count} is zero.
1614 If @code{fread} encounters end of file in the middle of an object, it
1615 returns the number of complete objects read, and discards the partial
1616 object.  Therefore, the stream remains at the actual end of the file.
1617 @end deftypefun
1619 @comment stdio.h
1620 @comment GNU
1621 @deftypefun size_t fread_unlocked (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1622 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1623 The @code{fread_unlocked} function is equivalent to the @code{fread}
1624 function except that it does not implicitly lock the stream.
1626 This function is a GNU extension.
1627 @end deftypefun
1629 @comment stdio.h
1630 @comment ISO
1631 @deftypefun size_t fwrite (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1632 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1633 This function writes up to @var{count} objects of size @var{size} from
1634 the array @var{data}, to the stream @var{stream}.  The return value is
1635 normally @var{count}, if the call succeeds.  Any other value indicates
1636 some sort of error, such as running out of space.
1637 @end deftypefun
1639 @comment stdio.h
1640 @comment GNU
1641 @deftypefun size_t fwrite_unlocked (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1642 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1643 The @code{fwrite_unlocked} function is equivalent to the @code{fwrite}
1644 function except that it does not implicitly lock the stream.
1646 This function is a GNU extension.
1647 @end deftypefun
1649 @node Formatted Output
1650 @section Formatted Output
1652 @cindex format string, for @code{printf}
1653 @cindex template, for @code{printf}
1654 @cindex formatted output to a stream
1655 @cindex writing to a stream, formatted
1656 The functions described in this section (@code{printf} and related
1657 functions) provide a convenient way to perform formatted output.  You
1658 call @code{printf} with a @dfn{format string} or @dfn{template string}
1659 that specifies how to format the values of the remaining arguments.
1661 Unless your program is a filter that specifically performs line- or
1662 character-oriented processing, using @code{printf} or one of the other
1663 related functions described in this section is usually the easiest and
1664 most concise way to perform output.  These functions are especially
1665 useful for printing error messages, tables of data, and the like.
1667 @menu
1668 * Formatted Output Basics::     Some examples to get you started.
1669 * Output Conversion Syntax::    General syntax of conversion
1670                                  specifications.
1671 * Table of Output Conversions:: Summary of output conversions and
1672                                  what they do.
1673 * Integer Conversions::         Details about formatting of integers.
1674 * Floating-Point Conversions::  Details about formatting of
1675                                  floating-point numbers.
1676 * Other Output Conversions::    Details about formatting of strings,
1677                                  characters, pointers, and the like.
1678 * Formatted Output Functions::  Descriptions of the actual functions.
1679 * Dynamic Output::              Functions that allocate memory for the output.
1680 * Variable Arguments Output::   @code{vprintf} and friends.
1681 * Parsing a Template String::   What kinds of args does a given template
1682                                  call for?
1683 * Example of Parsing::          Sample program using @code{parse_printf_format}.
1684 @end menu
1686 @node Formatted Output Basics
1687 @subsection Formatted Output Basics
1689 The @code{printf} function can be used to print any number of arguments.
1690 The template string argument you supply in a call provides
1691 information not only about the number of additional arguments, but also
1692 about their types and what style should be used for printing them.
1694 Ordinary characters in the template string are simply written to the
1695 output stream as-is, while @dfn{conversion specifications} introduced by
1696 a @samp{%} character in the template cause subsequent arguments to be
1697 formatted and written to the output stream.  For example,
1698 @cindex conversion specifications (@code{printf})
1700 @smallexample
1701 int pct = 37;
1702 char filename[] = "foo.txt";
1703 printf ("Processing of `%s' is %d%% finished.\nPlease be patient.\n",
1704         filename, pct);
1705 @end smallexample
1707 @noindent
1708 produces output like
1710 @smallexample
1711 Processing of `foo.txt' is 37% finished.
1712 Please be patient.
1713 @end smallexample
1715 This example shows the use of the @samp{%d} conversion to specify that
1716 an @code{int} argument should be printed in decimal notation, the
1717 @samp{%s} conversion to specify printing of a string argument, and
1718 the @samp{%%} conversion to print a literal @samp{%} character.
1720 There are also conversions for printing an integer argument as an
1721 unsigned value in octal, decimal, or hexadecimal radix (@samp{%o},
1722 @samp{%u}, or @samp{%x}, respectively); or as a character value
1723 (@samp{%c}).
1725 Floating-point numbers can be printed in normal, fixed-point notation
1726 using the @samp{%f} conversion or in exponential notation using the
1727 @samp{%e} conversion.  The @samp{%g} conversion uses either @samp{%e}
1728 or @samp{%f} format, depending on what is more appropriate for the
1729 magnitude of the particular number.
1731 You can control formatting more precisely by writing @dfn{modifiers}
1732 between the @samp{%} and the character that indicates which conversion
1733 to apply.  These slightly alter the ordinary behavior of the conversion.
1734 For example, most conversion specifications permit you to specify a
1735 minimum field width and a flag indicating whether you want the result
1736 left- or right-justified within the field.
1738 The specific flags and modifiers that are permitted and their
1739 interpretation vary depending on the particular conversion.  They're all
1740 described in more detail in the following sections.  Don't worry if this
1741 all seems excessively complicated at first; you can almost always get
1742 reasonable free-format output without using any of the modifiers at all.
1743 The modifiers are mostly used to make the output look ``prettier'' in
1744 tables.
1746 @node Output Conversion Syntax
1747 @subsection Output Conversion Syntax
1749 This section provides details about the precise syntax of conversion
1750 specifications that can appear in a @code{printf} template
1751 string.
1753 Characters in the template string that are not part of a conversion
1754 specification are printed as-is to the output stream.  Multibyte
1755 character sequences (@pxref{Character Set Handling}) are permitted in a
1756 template string.
1758 The conversion specifications in a @code{printf} template string have
1759 the general form:
1761 @smallexample
1762 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} @r{[} . @var{precision} @r{]} @var{type} @var{conversion}
1763 @end smallexample
1765 @noindent
1768 @smallexample
1769 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} . @r{*} @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{type} @var{conversion}
1770 @end smallexample
1772 For example, in the conversion specifier @samp{%-10.8ld}, the @samp{-}
1773 is a flag, @samp{10} specifies the field width, the precision is
1774 @samp{8}, the letter @samp{l} is a type modifier, and @samp{d} specifies
1775 the conversion style.  (This particular type specifier says to
1776 print a @code{long int} argument in decimal notation, with a minimum of
1777 8 digits left-justified in a field at least 10 characters wide.)
1779 In more detail, output conversion specifications consist of an
1780 initial @samp{%} character followed in sequence by:
1782 @itemize @bullet
1783 @item
1784 An optional specification of the parameter used for this format.
1785 Normally the parameters to the @code{printf} function are assigned to the
1786 formats in the order of appearance in the format string.  But in some
1787 situations (such as message translation) this is not desirable and this
1788 extension allows an explicit parameter to be specified.
1790 The @var{param-no} parts of the format must be integers in the range of
1791 1 to the maximum number of arguments present to the function call.  Some
1792 implementations limit this number to a certainly upper bound.  The exact
1793 limit can be retrieved by the following constant.
1795 @defvr Macro NL_ARGMAX
1796 The value of @code{NL_ARGMAX} is the maximum value allowed for the
1797 specification of a positional parameter in a @code{printf} call.  The
1798 actual value in effect at runtime can be retrieved by using
1799 @code{sysconf} using the @code{_SC_NL_ARGMAX} parameter @pxref{Sysconf
1800 Definition}.
1802 Some system have a quite low limit such as @math{9} for @w{System V}
1803 systems.  @Theglibc{} has no real limit.
1804 @end defvr
1806 If any of the formats has a specification for the parameter position all
1807 of them in the format string shall have one.  Otherwise the behavior is
1808 undefined.
1810 @item
1811 Zero or more @dfn{flag characters} that modify the normal behavior of
1812 the conversion specification.
1813 @cindex flag character (@code{printf})
1815 @item
1816 An optional decimal integer specifying the @dfn{minimum field width}.
1817 If the normal conversion produces fewer characters than this, the field
1818 is padded with spaces to the specified width.  This is a @emph{minimum}
1819 value; if the normal conversion produces more characters than this, the
1820 field is @emph{not} truncated.  Normally, the output is right-justified
1821 within the field.
1822 @cindex minimum field width (@code{printf})
1824 You can also specify a field width of @samp{*}.  This means that the
1825 next argument in the argument list (before the actual value to be
1826 printed) is used as the field width.  The value must be an @code{int}.
1827 If the value is negative, this means to set the @samp{-} flag (see
1828 below) and to use the absolute value as the field width.
1830 @item
1831 An optional @dfn{precision} to specify the number of digits to be
1832 written for the numeric conversions.  If the precision is specified, it
1833 consists of a period (@samp{.}) followed optionally by a decimal integer
1834 (which defaults to zero if omitted).
1835 @cindex precision (@code{printf})
1837 You can also specify a precision of @samp{*}.  This means that the next
1838 argument in the argument list (before the actual value to be printed) is
1839 used as the precision.  The value must be an @code{int}, and is ignored
1840 if it is negative.  If you specify @samp{*} for both the field width and
1841 precision, the field width argument precedes the precision argument.
1842 Other C library versions may not recognize this syntax.
1844 @item
1845 An optional @dfn{type modifier character}, which is used to specify the
1846 data type of the corresponding argument if it differs from the default
1847 type.  (For example, the integer conversions assume a type of @code{int},
1848 but you can specify @samp{h}, @samp{l}, or @samp{L} for other integer
1849 types.)
1850 @cindex type modifier character (@code{printf})
1852 @item
1853 A character that specifies the conversion to be applied.
1854 @end itemize
1856 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
1857 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
1858 individual conversions for information about the particular options that
1859 they use.
1861 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
1862 @code{printf} and related functions.  It examines the format string and
1863 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
1864 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
1865 write uses a @code{printf}-style format string.
1866 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
1867 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
1869 @node Table of Output Conversions
1870 @subsection Table of Output Conversions
1871 @cindex output conversions, for @code{printf}
1873 Here is a table summarizing what all the different conversions do:
1875 @table @asis
1876 @item @samp{%d}, @samp{%i}
1877 Print an integer as a signed decimal number.  @xref{Integer
1878 Conversions}, for details.  @samp{%d} and @samp{%i} are synonymous for
1879 output, but are different when used with @code{scanf} for input
1880 (@pxref{Table of Input Conversions}).
1882 @item @samp{%o}
1883 Print an integer as an unsigned octal number.  @xref{Integer
1884 Conversions}, for details.
1886 @item @samp{%u}
1887 Print an integer as an unsigned decimal number.  @xref{Integer
1888 Conversions}, for details.
1890 @item @samp{%x}, @samp{%X}
1891 Print an integer as an unsigned hexadecimal number.  @samp{%x} uses
1892 lower-case letters and @samp{%X} uses upper-case.  @xref{Integer
1893 Conversions}, for details.
1895 @item @samp{%f}
1896 Print a floating-point number in normal (fixed-point) notation.
1897 @xref{Floating-Point Conversions}, for details.
1899 @item @samp{%e}, @samp{%E}
1900 Print a floating-point number in exponential notation.  @samp{%e} uses
1901 lower-case letters and @samp{%E} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1902 Conversions}, for details.
1904 @item @samp{%g}, @samp{%G}
1905 Print a floating-point number in either normal or exponential notation,
1906 whichever is more appropriate for its magnitude.  @samp{%g} uses
1907 lower-case letters and @samp{%G} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1908 Conversions}, for details.
1910 @item @samp{%a}, @samp{%A}
1911 Print a floating-point number in a hexadecimal fractional notation which
1912 the exponent to base 2 represented in decimal digits.  @samp{%a} uses
1913 lower-case letters and @samp{%A} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1914 Conversions}, for details.
1916 @item @samp{%c}
1917 Print a single character.  @xref{Other Output Conversions}.
1919 @item @samp{%C}
1920 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
1921 with the Unix standard.
1923 @item @samp{%s}
1924 Print a string.  @xref{Other Output Conversions}.
1926 @item @samp{%S}
1927 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
1928 with the Unix standard.
1930 @item @samp{%p}
1931 Print the value of a pointer.  @xref{Other Output Conversions}.
1933 @item @samp{%n}
1934 Get the number of characters printed so far.  @xref{Other Output Conversions}.
1935 Note that this conversion specification never produces any output.
1937 @item @samp{%m}
1938 Print the string corresponding to the value of @code{errno}.
1939 (This is a GNU extension.)
1940 @xref{Other Output Conversions}.
1942 @item @samp{%%}
1943 Print a literal @samp{%} character.  @xref{Other Output Conversions}.
1944 @end table
1946 If the syntax of a conversion specification is invalid, unpredictable
1947 things will happen, so don't do this.  If there aren't enough function
1948 arguments provided to supply values for all the conversion
1949 specifications in the template string, or if the arguments are not of
1950 the correct types, the results are unpredictable.  If you supply more
1951 arguments than conversion specifications, the extra argument values are
1952 simply ignored; this is sometimes useful.
1954 @node Integer Conversions
1955 @subsection Integer Conversions
1957 This section describes the options for the @samp{%d}, @samp{%i},
1958 @samp{%o}, @samp{%u}, @samp{%x}, and @samp{%X} conversion
1959 specifications.  These conversions print integers in various formats.
1961 The @samp{%d} and @samp{%i} conversion specifications both print an
1962 @code{int} argument as a signed decimal number; while @samp{%o},
1963 @samp{%u}, and @samp{%x} print the argument as an unsigned octal,
1964 decimal, or hexadecimal number (respectively).  The @samp{%X} conversion
1965 specification is just like @samp{%x} except that it uses the characters
1966 @samp{ABCDEF} as digits instead of @samp{abcdef}.
1968 The following flags are meaningful:
1970 @table @asis
1971 @item @samp{-}
1972 Left-justify the result in the field (instead of the normal
1973 right-justification).
1975 @item @samp{+}
1976 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, print a
1977 plus sign if the value is positive.
1979 @item @samp{ }
1980 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, if the result
1981 doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a space
1982 character instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result
1983 includes a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
1985 @item @samp{#}
1986 For the @samp{%o} conversion, this forces the leading digit to be
1987 @samp{0}, as if by increasing the precision.  For @samp{%x} or
1988 @samp{%X}, this prefixes a leading @samp{0x} or @samp{0X} (respectively)
1989 to the result.  This doesn't do anything useful for the @samp{%d},
1990 @samp{%i}, or @samp{%u} conversions.  Using this flag produces output
1991 which can be parsed by the @code{strtoul} function (@pxref{Parsing of
1992 Integers}) and @code{scanf} with the @samp{%i} conversion
1993 (@pxref{Numeric Input Conversions}).
1995 @item @samp{'}
1996 Separate the digits into groups as specified by the locale specified for
1997 the @code{LC_NUMERIC} category; @pxref{General Numeric}.  This flag is a
1998 GNU extension.
2000 @item @samp{0}
2001 Pad the field with zeros instead of spaces.  The zeros are placed after
2002 any indication of sign or base.  This flag is ignored if the @samp{-}
2003 flag is also specified, or if a precision is specified.
2004 @end table
2006 If a precision is supplied, it specifies the minimum number of digits to
2007 appear; leading zeros are produced if necessary.  If you don't specify a
2008 precision, the number is printed with as many digits as it needs.  If
2009 you convert a value of zero with an explicit precision of zero, then no
2010 characters at all are produced.
2012 Without a type modifier, the corresponding argument is treated as an
2013 @code{int} (for the signed conversions @samp{%i} and @samp{%d}) or
2014 @code{unsigned int} (for the unsigned conversions @samp{%o}, @samp{%u},
2015 @samp{%x}, and @samp{%X}).  Recall that since @code{printf} and friends
2016 are variadic, any @code{char} and @code{short} arguments are
2017 automatically converted to @code{int} by the default argument
2018 promotions.  For arguments of other integer types, you can use these
2019 modifiers:
2021 @table @samp
2022 @item hh
2023 Specifies that the argument is a @code{signed char} or @code{unsigned
2024 char}, as appropriate.  A @code{char} argument is converted to an
2025 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
2026 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
2027 @code{char} again.
2029 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2031 @item h
2032 Specifies that the argument is a @code{short int} or @code{unsigned
2033 short int}, as appropriate.  A @code{short} argument is converted to an
2034 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
2035 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
2036 @code{short} again.
2038 @item j
2039 Specifies that the argument is a @code{intmax_t} or @code{uintmax_t}, as
2040 appropriate.
2042 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2044 @item l
2045 Specifies that the argument is a @code{long int} or @code{unsigned long
2046 int}, as appropriate.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L}
2047 modifier, below.
2049 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
2050 considered as a wide character or wide character string respectively.
2051 This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90}.
2053 @item L
2054 @itemx ll
2055 @itemx q
2056 Specifies that the argument is a @code{long long int}.  (This type is
2057 an extension supported by the GNU C compiler.  On systems that don't
2058 support extra-long integers, this is the same as @code{long int}.)
2060 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
2061 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
2062 @code{int}.
2064 @item t
2065 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t}.
2067 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2069 @item z
2070 @itemx Z
2071 Specifies that the argument is a @code{size_t}.
2073 @samp{z} was introduced in @w{ISO C99}.  @samp{Z} is a GNU extension
2074 predating this addition and should not be used in new code.
2075 @end table
2077 Here is an example.  Using the template string:
2079 @smallexample
2080 "|%5d|%-5d|%+5d|%+-5d|% 5d|%05d|%5.0d|%5.2d|%d|\n"
2081 @end smallexample
2083 @noindent
2084 to print numbers using the different options for the @samp{%d}
2085 conversion gives results like:
2087 @smallexample
2088 |    0|0    |   +0|+0   |    0|00000|     |   00|0|
2089 |    1|1    |   +1|+1   |    1|00001|    1|   01|1|
2090 |   -1|-1   |   -1|-1   |   -1|-0001|   -1|  -01|-1|
2091 |100000|100000|+100000|+100000| 100000|100000|100000|100000|100000|
2092 @end smallexample
2094 In particular, notice what happens in the last case where the number
2095 is too large to fit in the minimum field width specified.
2097 Here are some more examples showing how unsigned integers print under
2098 various format options, using the template string:
2100 @smallexample
2101 "|%5u|%5o|%5x|%5X|%#5o|%#5x|%#5X|%#10.8x|\n"
2102 @end smallexample
2104 @smallexample
2105 |    0|    0|    0|    0|    0|    0|    0|  00000000|
2106 |    1|    1|    1|    1|   01|  0x1|  0X1|0x00000001|
2107 |100000|303240|186a0|186A0|0303240|0x186a0|0X186A0|0x000186a0|
2108 @end smallexample
2111 @node Floating-Point Conversions
2112 @subsection Floating-Point Conversions
2114 This section discusses the conversion specifications for floating-point
2115 numbers: the @samp{%f}, @samp{%e}, @samp{%E}, @samp{%g}, and @samp{%G}
2116 conversions.
2118 The @samp{%f} conversion prints its argument in fixed-point notation,
2119 producing output of the form
2120 @w{[@code{-}]@var{ddd}@code{.}@var{ddd}},
2121 where the number of digits following the decimal point is controlled
2122 by the precision you specify.
2124 The @samp{%e} conversion prints its argument in exponential notation,
2125 producing output of the form
2126 @w{[@code{-}]@var{d}@code{.}@var{ddd}@code{e}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
2127 Again, the number of digits following the decimal point is controlled by
2128 the precision.  The exponent always contains at least two digits.  The
2129 @samp{%E} conversion is similar but the exponent is marked with the letter
2130 @samp{E} instead of @samp{e}.
2132 The @samp{%g} and @samp{%G} conversions print the argument in the style
2133 of @samp{%e} or @samp{%E} (respectively) if the exponent would be less
2134 than -4 or greater than or equal to the precision; otherwise they use
2135 the @samp{%f} style.  A precision of @code{0}, is taken as 1.
2136 Trailing zeros are removed from the fractional portion of the result and
2137 a decimal-point character appears only if it is followed by a digit.
2139 The @samp{%a} and @samp{%A} conversions are meant for representing
2140 floating-point numbers exactly in textual form so that they can be
2141 exchanged as texts between different programs and/or machines.  The
2142 numbers are represented is the form
2143 @w{[@code{-}]@code{0x}@var{h}@code{.}@var{hhh}@code{p}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
2144 At the left of the decimal-point character exactly one digit is print.
2145 This character is only @code{0} if the number is denormalized.
2146 Otherwise the value is unspecified; it is implementation dependent how many
2147 bits are used.  The number of hexadecimal digits on the right side of
2148 the decimal-point character is equal to the precision.  If the precision
2149 is zero it is determined to be large enough to provide an exact
2150 representation of the number (or it is large enough to distinguish two
2151 adjacent values if the @code{FLT_RADIX} is not a power of 2,
2152 @pxref{Floating Point Parameters}).  For the @samp{%a} conversion
2153 lower-case characters are used to represent the hexadecimal number and
2154 the prefix and exponent sign are printed as @code{0x} and @code{p}
2155 respectively.  Otherwise upper-case characters are used and @code{0X}
2156 and @code{P} are used for the representation of prefix and exponent
2157 string.  The exponent to the base of two is printed as a decimal number
2158 using at least one digit but at most as many digits as necessary to
2159 represent the value exactly.
2161 If the value to be printed represents infinity or a NaN, the output is
2162 @w{[@code{-}]@code{inf}} or @code{nan} respectively if the conversion
2163 specifier is @samp{%a}, @samp{%e}, @samp{%f}, or @samp{%g} and it is
2164 @w{[@code{-}]@code{INF}} or @code{NAN} respectively if the conversion is
2165 @samp{%A}, @samp{%E}, or @samp{%G}.
2167 The following flags can be used to modify the behavior:
2169 @comment We use @asis instead of @samp so we can have ` ' as an item.
2170 @table @asis
2171 @item @samp{-}
2172 Left-justify the result in the field.  Normally the result is
2173 right-justified.
2175 @item @samp{+}
2176 Always include a plus or minus sign in the result.
2178 @item @samp{ }
2179 If the result doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a
2180 space instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result includes
2181 a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
2183 @item @samp{#}
2184 Specifies that the result should always include a decimal point, even
2185 if no digits follow it.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions,
2186 this also forces trailing zeros after the decimal point to be left
2187 in place where they would otherwise be removed.
2189 @item @samp{'}
2190 Separate the digits of the integer part of the result into groups as
2191 specified by the locale specified for the @code{LC_NUMERIC} category;
2192 @pxref{General Numeric}.  This flag is a GNU extension.
2194 @item @samp{0}
2195 Pad the field with zeros instead of spaces; the zeros are placed
2196 after any sign.  This flag is ignored if the @samp{-} flag is also
2197 specified.
2198 @end table
2200 The precision specifies how many digits follow the decimal-point
2201 character for the @samp{%f}, @samp{%e}, and @samp{%E} conversions.  For
2202 these conversions, the default precision is @code{6}.  If the precision
2203 is explicitly @code{0}, this suppresses the decimal point character
2204 entirely.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions, the precision
2205 specifies how many significant digits to print.  Significant digits are
2206 the first digit before the decimal point, and all the digits after it.
2207 If the precision is @code{0} or not specified for @samp{%g} or @samp{%G},
2208 it is treated like a value of @code{1}.  If the value being printed
2209 cannot be expressed accurately in the specified number of digits, the
2210 value is rounded to the nearest number that fits.
2212 Without a type modifier, the floating-point conversions use an argument
2213 of type @code{double}.  (By the default argument promotions, any
2214 @code{float} arguments are automatically converted to @code{double}.)
2215 The following type modifier is supported:
2217 @table @samp
2218 @item L
2219 An uppercase @samp{L} specifies that the argument is a @code{long
2220 double}.
2221 @end table
2223 Here are some examples showing how numbers print using the various
2224 floating-point conversions.  All of the numbers were printed using
2225 this template string:
2227 @smallexample
2228 "|%13.4a|%13.4f|%13.4e|%13.4g|\n"
2229 @end smallexample
2231 Here is the output:
2233 @smallexample
2234 |  0x0.0000p+0|       0.0000|   0.0000e+00|            0|
2235 |  0x1.0000p-1|       0.5000|   5.0000e-01|          0.5|
2236 |  0x1.0000p+0|       1.0000|   1.0000e+00|            1|
2237 | -0x1.0000p+0|      -1.0000|  -1.0000e+00|           -1|
2238 |  0x1.9000p+6|     100.0000|   1.0000e+02|          100|
2239 |  0x1.f400p+9|    1000.0000|   1.0000e+03|         1000|
2240 | 0x1.3880p+13|   10000.0000|   1.0000e+04|        1e+04|
2241 | 0x1.81c8p+13|   12345.0000|   1.2345e+04|    1.234e+04|
2242 | 0x1.86a0p+16|  100000.0000|   1.0000e+05|        1e+05|
2243 | 0x1.e240p+16|  123456.0000|   1.2346e+05|    1.235e+05|
2244 @end smallexample
2246 Notice how the @samp{%g} conversion drops trailing zeros.
2248 @node Other Output Conversions
2249 @subsection Other Output Conversions
2251 This section describes miscellaneous conversions for @code{printf}.
2253 The @samp{%c} conversion prints a single character.  In case there is no
2254 @samp{l} modifier the @code{int} argument is first converted to an
2255 @code{unsigned char}.  Then, if used in a wide stream function, the
2256 character is converted into the corresponding wide character.  The
2257 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2258 but no other flags are defined, and no precision or type modifier can be
2259 given.  For example:
2261 @smallexample
2262 printf ("%c%c%c%c%c", 'h', 'e', 'l', 'l', 'o');
2263 @end smallexample
2265 @noindent
2266 prints @samp{hello}.
2268 If there is a @samp{l} modifier present the argument is expected to be
2269 of type @code{wint_t}.  If used in a multibyte function the wide
2270 character is converted into a multibyte character before being added to
2271 the output.  In this case more than one output byte can be produced.
2273 The @samp{%s} conversion prints a string.  If no @samp{l} modifier is
2274 present the corresponding argument must be of type @code{char *} (or
2275 @code{const char *}).  If used in a wide stream function the string is
2276 first converted in a wide character string.  A precision can be
2277 specified to indicate the maximum number of characters to write;
2278 otherwise characters in the string up to but not including the
2279 terminating null character are written to the output stream.  The
2280 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2281 but no other flags or type modifiers are defined for this conversion.
2282 For example:
2284 @smallexample
2285 printf ("%3s%-6s", "no", "where");
2286 @end smallexample
2288 @noindent
2289 prints @samp{ nowhere }.
2291 If there is a @samp{l} modifier present the argument is expected to be of type @code{wchar_t} (or @code{const wchar_t *}).
2293 If you accidentally pass a null pointer as the argument for a @samp{%s}
2294 conversion, @theglibc{} prints it as @samp{(null)}.  We think this
2295 is more useful than crashing.  But it's not good practice to pass a null
2296 argument intentionally.
2298 The @samp{%m} conversion prints the string corresponding to the error
2299 code in @code{errno}.  @xref{Error Messages}.  Thus:
2301 @smallexample
2302 fprintf (stderr, "can't open `%s': %m\n", filename);
2303 @end smallexample
2305 @noindent
2306 is equivalent to:
2308 @smallexample
2309 fprintf (stderr, "can't open `%s': %s\n", filename, strerror (errno));
2310 @end smallexample
2312 @noindent
2313 The @samp{%m} conversion is a @glibcadj{} extension.
2315 The @samp{%p} conversion prints a pointer value.  The corresponding
2316 argument must be of type @code{void *}.  In practice, you can use any
2317 type of pointer.
2319 In @theglibc{}, non-null pointers are printed as unsigned integers,
2320 as if a @samp{%#x} conversion were used.  Null pointers print as
2321 @samp{(nil)}.  (Pointers might print differently in other systems.)
2323 For example:
2325 @smallexample
2326 printf ("%p", "testing");
2327 @end smallexample
2329 @noindent
2330 prints @samp{0x} followed by a hexadecimal number---the address of the
2331 string constant @code{"testing"}.  It does not print the word
2332 @samp{testing}.
2334 You can supply the @samp{-} flag with the @samp{%p} conversion to
2335 specify left-justification, but no other flags, precision, or type
2336 modifiers are defined.
2338 The @samp{%n} conversion is unlike any of the other output conversions.
2339 It uses an argument which must be a pointer to an @code{int}, but
2340 instead of printing anything it stores the number of characters printed
2341 so far by this call at that location.  The @samp{h} and @samp{l} type
2342 modifiers are permitted to specify that the argument is of type
2343 @code{short int *} or @code{long int *} instead of @code{int *}, but no
2344 flags, field width, or precision are permitted.
2346 For example,
2348 @smallexample
2349 int nchar;
2350 printf ("%d %s%n\n", 3, "bears", &nchar);
2351 @end smallexample
2353 @noindent
2354 prints:
2356 @smallexample
2357 3 bears
2358 @end smallexample
2360 @noindent
2361 and sets @code{nchar} to @code{7}, because @samp{3 bears} is seven
2362 characters.
2365 The @samp{%%} conversion prints a literal @samp{%} character.  This
2366 conversion doesn't use an argument, and no flags, field width,
2367 precision, or type modifiers are permitted.
2370 @node Formatted Output Functions
2371 @subsection Formatted Output Functions
2373 This section describes how to call @code{printf} and related functions.
2374 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
2375 Because these functions take a variable number of arguments, you
2376 @emph{must} declare prototypes for them before using them.  Of course,
2377 the easiest way to make sure you have all the right prototypes is to
2378 just include @file{stdio.h}.
2379 @pindex stdio.h
2381 @comment stdio.h
2382 @comment ISO
2383 @deftypefun int printf (const char *@var{template}, @dots{})
2384 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2385 The @code{printf} function prints the optional arguments under the
2386 control of the template string @var{template} to the stream
2387 @code{stdout}.  It returns the number of characters printed, or a
2388 negative value if there was an output error.
2389 @end deftypefun
2391 @comment wchar.h
2392 @comment ISO
2393 @deftypefun int wprintf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2394 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2395 The @code{wprintf} function prints the optional arguments under the
2396 control of the wide template string @var{template} to the stream
2397 @code{stdout}.  It returns the number of wide characters printed, or a
2398 negative value if there was an output error.
2399 @end deftypefun
2401 @comment stdio.h
2402 @comment ISO
2403 @deftypefun int fprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
2404 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2405 This function is just like @code{printf}, except that the output is
2406 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2407 @end deftypefun
2409 @comment wchar.h
2410 @comment ISO
2411 @deftypefun int fwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2412 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2413 This function is just like @code{wprintf}, except that the output is
2414 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2415 @end deftypefun
2417 @comment stdio.h
2418 @comment ISO
2419 @deftypefun int sprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
2420 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2421 This is like @code{printf}, except that the output is stored in the character
2422 array @var{s} instead of written to a stream.  A null character is written
2423 to mark the end of the string.
2425 The @code{sprintf} function returns the number of characters stored in
2426 the array @var{s}, not including the terminating null character.
2428 The behavior of this function is undefined if copying takes place
2429 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
2430 as an argument to be printed under control of the @samp{%s} conversion.
2431 @xref{Copying and Concatenation}.
2433 @strong{Warning:} The @code{sprintf} function can be @strong{dangerous}
2434 because it can potentially output more characters than can fit in the
2435 allocation size of the string @var{s}.  Remember that the field width
2436 given in a conversion specification is only a @emph{minimum} value.
2438 To avoid this problem, you can use @code{snprintf} or @code{asprintf},
2439 described below.
2440 @end deftypefun
2442 @comment wchar.h
2443 @comment GNU
2444 @deftypefun int swprintf (wchar_t *@var{s}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2445 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2446 This is like @code{wprintf}, except that the output is stored in the
2447 wide character array @var{ws} instead of written to a stream.  A null
2448 wide character is written to mark the end of the string.  The @var{size}
2449 argument specifies the maximum number of characters to produce.  The
2450 trailing null character is counted towards this limit, so you should
2451 allocate at least @var{size} wide characters for the string @var{ws}.
2453 The return value is the number of characters generated for the given
2454 input, excluding the trailing null.  If not all output fits into the
2455 provided buffer a negative value is returned.  You should try again with
2456 a bigger output string.  @emph{Note:} this is different from how
2457 @code{snprintf} handles this situation.
2459 Note that the corresponding narrow stream function takes fewer
2460 parameters.  @code{swprintf} in fact corresponds to the @code{snprintf}
2461 function.  Since the @code{sprintf} function can be dangerous and should
2462 be avoided the @w{ISO C} committee refused to make the same mistake
2463 again and decided to not define a function exactly corresponding to
2464 @code{sprintf}.
2465 @end deftypefun
2467 @comment stdio.h
2468 @comment GNU
2469 @deftypefun int snprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, @dots{})
2470 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2471 The @code{snprintf} function is similar to @code{sprintf}, except that
2472 the @var{size} argument specifies the maximum number of characters to
2473 produce.  The trailing null character is counted towards this limit, so
2474 you should allocate at least @var{size} characters for the string @var{s}.
2475 If @var{size} is zero, nothing, not even the null byte, shall be written and
2476 @var{s} may be a null pointer.
2478 The return value is the number of characters which would be generated
2479 for the given input, excluding the trailing null.  If this value is
2480 greater or equal to @var{size}, not all characters from the result have
2481 been stored in @var{s}.  You should try again with a bigger output
2482 string.  Here is an example of doing this:
2484 @smallexample
2485 @group
2486 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2487    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2488 char *
2489 make_message (char *name, char *value)
2491   /* @r{Guess we need no more than 100 chars of space.} */
2492   int size = 100;
2493   char *buffer = (char *) xmalloc (size);
2494   int nchars;
2495 @end group
2496 @group
2497   if (buffer == NULL)
2498     return NULL;
2500  /* @r{Try to print in the allocated space.} */
2501   nchars = snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2502                      name, value);
2503 @end group
2504 @group
2505   if (nchars >= size)
2506     @{
2507       /* @r{Reallocate buffer now that we know
2508          how much space is needed.} */
2509       size = nchars + 1;
2510       buffer = (char *) xrealloc (buffer, size);
2512       if (buffer != NULL)
2513         /* @r{Try again.} */
2514         snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2515                   name, value);
2516     @}
2517   /* @r{The last call worked, return the string.} */
2518   return buffer;
2520 @end group
2521 @end smallexample
2523 In practice, it is often easier just to use @code{asprintf}, below.
2525 @strong{Attention:} In versions of @theglibc{} prior to 2.1 the
2526 return value is the number of characters stored, not including the
2527 terminating null; unless there was not enough space in @var{s} to
2528 store the result in which case @code{-1} is returned.  This was
2529 changed in order to comply with the @w{ISO C99} standard.
2530 @end deftypefun
2532 @node Dynamic Output
2533 @subsection Dynamically Allocating Formatted Output
2535 The functions in this section do formatted output and place the results
2536 in dynamically allocated memory.
2538 @comment stdio.h
2539 @comment GNU
2540 @deftypefun int asprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, @dots{})
2541 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2542 This function is similar to @code{sprintf}, except that it dynamically
2543 allocates a string (as with @code{malloc}; @pxref{Unconstrained
2544 Allocation}) to hold the output, instead of putting the output in a
2545 buffer you allocate in advance.  The @var{ptr} argument should be the
2546 address of a @code{char *} object, and a successful call to
2547 @code{asprintf} stores a pointer to the newly allocated string at that
2548 location.
2550 The return value is the number of characters allocated for the buffer, or
2551 less than zero if an error occurred.  Usually this means that the buffer
2552 could not be allocated.
2554 Here is how to use @code{asprintf} to get the same result as the
2555 @code{snprintf} example, but more easily:
2557 @smallexample
2558 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2559    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2560 char *
2561 make_message (char *name, char *value)
2563   char *result;
2564   if (asprintf (&result, "value of %s is %s", name, value) < 0)
2565     return NULL;
2566   return result;
2568 @end smallexample
2569 @end deftypefun
2571 @comment stdio.h
2572 @comment GNU
2573 @deftypefun int obstack_printf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, @dots{})
2574 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:obstack} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsmem{}}}
2575 This function is similar to @code{asprintf}, except that it uses the
2576 obstack @var{obstack} to allocate the space.  @xref{Obstacks}.
2578 The characters are written onto the end of the current object.
2579 To get at them, you must finish the object with @code{obstack_finish}
2580 (@pxref{Growing Objects}).@refill
2581 @end deftypefun
2583 @node Variable Arguments Output
2584 @subsection Variable Arguments Output Functions
2586 The functions @code{vprintf} and friends are provided so that you can
2587 define your own variadic @code{printf}-like functions that make use of
2588 the same internals as the built-in formatted output functions.
2590 The most natural way to define such functions would be to use a language
2591 construct to say, ``Call @code{printf} and pass this template plus all
2592 of my arguments after the first five.''  But there is no way to do this
2593 in C, and it would be hard to provide a way, since at the C language
2594 level there is no way to tell how many arguments your function received.
2596 Since that method is impossible, we provide alternative functions, the
2597 @code{vprintf} series, which lets you pass a @code{va_list} to describe
2598 ``all of my arguments after the first five.''
2600 When it is sufficient to define a macro rather than a real function,
2601 the GNU C compiler provides a way to do this much more easily with macros.
2602 For example:
2604 @smallexample
2605 #define myprintf(a, b, c, d, e, rest...) \
2606             printf (mytemplate , ## rest)
2607 @end smallexample
2609 @noindent
2610 @xref{Variadic Macros,,, cpp, The C preprocessor}, for details.
2611 But this is limited to macros, and does not apply to real functions at all.
2613 Before calling @code{vprintf} or the other functions listed in this
2614 section, you @emph{must} call @code{va_start} (@pxref{Variadic
2615 Functions}) to initialize a pointer to the variable arguments.  Then you
2616 can call @code{va_arg} to fetch the arguments that you want to handle
2617 yourself.  This advances the pointer past those arguments.
2619 Once your @code{va_list} pointer is pointing at the argument of your
2620 choice, you are ready to call @code{vprintf}.  That argument and all
2621 subsequent arguments that were passed to your function are used by
2622 @code{vprintf} along with the template that you specified separately.
2624 In some other systems, the @code{va_list} pointer may become invalid
2625 after the call to @code{vprintf}, so you must not use @code{va_arg}
2626 after you call @code{vprintf}.  Instead, you should call @code{va_end}
2627 to retire the pointer from service.  However, you can safely call
2628 @code{va_start} on another pointer variable and begin fetching the
2629 arguments again through that pointer.  Calling @code{vprintf} does not
2630 destroy the argument list of your function, merely the particular
2631 pointer that you passed to it.
2633 GNU C does not have such restrictions.  You can safely continue to fetch
2634 arguments from a @code{va_list} pointer after passing it to
2635 @code{vprintf}, and @code{va_end} is a no-op.  (Note, however, that
2636 subsequent @code{va_arg} calls will fetch the same arguments which
2637 @code{vprintf} previously used.)
2639 Prototypes for these functions are declared in @file{stdio.h}.
2640 @pindex stdio.h
2642 @comment stdio.h
2643 @comment ISO
2644 @deftypefun int vprintf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2645 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2646 This function is similar to @code{printf} except that, instead of taking
2647 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2648 pointer @var{ap}.
2649 @end deftypefun
2651 @comment wchar.h
2652 @comment ISO
2653 @deftypefun int vwprintf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2654 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2655 This function is similar to @code{wprintf} except that, instead of taking
2656 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2657 pointer @var{ap}.
2658 @end deftypefun
2660 @comment stdio.h
2661 @comment ISO
2662 @deftypefun int vfprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2663 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2664 @c Although vfprintf sets up a cleanup region to release the lock on the
2665 @c output stream, it doesn't use it to release args_value or string in
2666 @c case of cancellation.  This doesn't make it unsafe, but cancelling it
2667 @c may leak memory.  The unguarded use of __printf_function_table is
2668 @c also of concern for all callers.
2669 @c _itoa ok
2670 @c   _udiv_qrnnd_preinv ok
2671 @c group_number ok
2672 @c _i18n_number_rewrite
2673 @c   __wctrans ok
2674 @c   __towctrans @mtslocale
2675 @c   __wcrtomb ok? dup below
2676 @c   outdigit_value ok
2677 @c   outdigitwc_value ok
2678 @c outchar ok
2679 @c outstring ok
2680 @c PAD ok
2681 @c __printf_fp @mtslocale @ascuheap @acsmem
2682 @c __printf_fphex @mtslocale
2683 @c __readonly_area
2684 @c   [GNU/Linux] fopen, strtoul, free
2685 @c __strerror_r ok if no translation, check otherwise
2686 @c __btowc ? gconv-modules
2687 @c __wcrtomb ok (not using internal state) gconv-modules
2688 @c ARGCHECK
2689 @c UNBUFFERED_P (tested before taking the stream lock)
2690 @c buffered_vfprintf ok
2691 @c __find_spec(wc|mb)
2692 @c read_int
2693 @c __libc_use_alloca
2694 @c process_arg
2695 @c process_string_arg
2696 @c extend_alloca
2697 @c __parse_one_spec(wc|mb)
2698 @c *__printf_arginfo_table unguarded
2699 @c __printf_va_arg_table-> unguarded
2700 @c *__printf_function_table unguarded
2701 @c done_add
2702 @c printf_unknown
2703 @c   outchar
2704 @c   _itoa_word
2705 This is the equivalent of @code{fprintf} with the variable argument list
2706 specified directly as for @code{vprintf}.
2707 @end deftypefun
2709 @comment wchar.h
2710 @comment ISO
2711 @deftypefun int vfwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2712 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2713 This is the equivalent of @code{fwprintf} with the variable argument list
2714 specified directly as for @code{vwprintf}.
2715 @end deftypefun
2717 @comment stdio.h
2718 @comment ISO
2719 @deftypefun int vsprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2720 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2721 This is the equivalent of @code{sprintf} with the variable argument list
2722 specified directly as for @code{vprintf}.
2723 @end deftypefun
2725 @comment wchar.h
2726 @comment GNU
2727 @deftypefun int vswprintf (wchar_t *@var{s}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2728 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2729 This is the equivalent of @code{swprintf} with the variable argument list
2730 specified directly as for @code{vwprintf}.
2731 @end deftypefun
2733 @comment stdio.h
2734 @comment GNU
2735 @deftypefun int vsnprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2736 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2737 This is the equivalent of @code{snprintf} with the variable argument list
2738 specified directly as for @code{vprintf}.
2739 @end deftypefun
2741 @comment stdio.h
2742 @comment GNU
2743 @deftypefun int vasprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2744 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2745 The @code{vasprintf} function is the equivalent of @code{asprintf} with the
2746 variable argument list specified directly as for @code{vprintf}.
2747 @end deftypefun
2749 @comment stdio.h
2750 @comment GNU
2751 @deftypefun int obstack_vprintf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2752 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:obstack} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsmem{}}}
2753 @c The obstack is not guarded by mutexes, it might be at an inconsistent
2754 @c state within a signal handler, and it could be left at an
2755 @c inconsistent state in case of cancellation.
2756 The @code{obstack_vprintf} function is the equivalent of
2757 @code{obstack_printf} with the variable argument list specified directly
2758 as for @code{vprintf}.@refill
2759 @end deftypefun
2761 Here's an example showing how you might use @code{vfprintf}.  This is a
2762 function that prints error messages to the stream @code{stderr}, along
2763 with a prefix indicating the name of the program
2764 (@pxref{Error Messages}, for a description of
2765 @code{program_invocation_short_name}).
2767 @smallexample
2768 @group
2769 #include <stdio.h>
2770 #include <stdarg.h>
2772 void
2773 eprintf (const char *template, ...)
2775   va_list ap;
2776   extern char *program_invocation_short_name;
2778   fprintf (stderr, "%s: ", program_invocation_short_name);
2779   va_start (ap, template);
2780   vfprintf (stderr, template, ap);
2781   va_end (ap);
2783 @end group
2784 @end smallexample
2786 @noindent
2787 You could call @code{eprintf} like this:
2789 @smallexample
2790 eprintf ("file `%s' does not exist\n", filename);
2791 @end smallexample
2793 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
2794 know that a function uses a @code{printf}-style format string.  Then it
2795 can check the number and types of arguments in each call to the
2796 function, and warn you when they do not match the format string.
2797 For example, take this declaration of @code{eprintf}:
2799 @smallexample
2800 void eprintf (const char *template, ...)
2801         __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
2802 @end smallexample
2804 @noindent
2805 This tells the compiler that @code{eprintf} uses a format string like
2806 @code{printf} (as opposed to @code{scanf}; @pxref{Formatted Input});
2807 the format string appears as the first argument;
2808 and the arguments to satisfy the format begin with the second.
2809 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
2810 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
2812 @node Parsing a Template String
2813 @subsection Parsing a Template String
2814 @cindex parsing a template string
2816 You can use the function @code{parse_printf_format} to obtain
2817 information about the number and types of arguments that are expected by
2818 a given template string.  This function permits interpreters that
2819 provide interfaces to @code{printf} to avoid passing along invalid
2820 arguments from the user's program, which could cause a crash.
2822 All the symbols described in this section are declared in the header
2823 file @file{printf.h}.
2825 @comment printf.h
2826 @comment GNU
2827 @deftypefun size_t parse_printf_format (const char *@var{template}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
2828 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@assafe{}@acsafe{}}
2829 This function returns information about the number and types of
2830 arguments expected by the @code{printf} template string @var{template}.
2831 The information is stored in the array @var{argtypes}; each element of
2832 this array describes one argument.  This information is encoded using
2833 the various @samp{PA_} macros, listed below.
2835 The argument @var{n} specifies the number of elements in the array
2836 @var{argtypes}.  This is the maximum number of elements that
2837 @code{parse_printf_format} will try to write.
2839 @code{parse_printf_format} returns the total number of arguments required
2840 by @var{template}.  If this number is greater than @var{n}, then the
2841 information returned describes only the first @var{n} arguments.  If you
2842 want information about additional arguments, allocate a bigger
2843 array and call @code{parse_printf_format} again.
2844 @end deftypefun
2846 The argument types are encoded as a combination of a basic type and
2847 modifier flag bits.
2849 @comment printf.h
2850 @comment GNU
2851 @deftypevr Macro int PA_FLAG_MASK
2852 This macro is a bitmask for the type modifier flag bits.  You can write
2853 the expression @code{(argtypes[i] & PA_FLAG_MASK)} to extract just the
2854 flag bits for an argument, or @code{(argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)} to
2855 extract just the basic type code.
2856 @end deftypevr
2858 Here are symbolic constants that represent the basic types; they stand
2859 for integer values.
2861 @vtable @code
2862 @comment printf.h
2863 @comment GNU
2864 @item PA_INT
2865 This specifies that the base type is @code{int}.
2867 @comment printf.h
2868 @comment GNU
2869 @item PA_CHAR
2870 This specifies that the base type is @code{int}, cast to @code{char}.
2872 @comment printf.h
2873 @comment GNU
2874 @item PA_STRING
2875 This specifies that the base type is @code{char *}, a null-terminated string.
2877 @comment printf.h
2878 @comment GNU
2879 @item PA_POINTER
2880 This specifies that the base type is @code{void *}, an arbitrary pointer.
2882 @comment printf.h
2883 @comment GNU
2884 @item PA_FLOAT
2885 This specifies that the base type is @code{float}.
2887 @comment printf.h
2888 @comment GNU
2889 @item PA_DOUBLE
2890 This specifies that the base type is @code{double}.
2892 @comment printf.h
2893 @comment GNU
2894 @item PA_LAST
2895 You can define additional base types for your own programs as offsets
2896 from @code{PA_LAST}.  For example, if you have data types @samp{foo}
2897 and @samp{bar} with their own specialized @code{printf} conversions,
2898 you could define encodings for these types as:
2900 @smallexample
2901 #define PA_FOO  PA_LAST
2902 #define PA_BAR  (PA_LAST + 1)
2903 @end smallexample
2904 @end vtable
2906 Here are the flag bits that modify a basic type.  They are combined with
2907 the code for the basic type using inclusive-or.
2909 @vtable @code
2910 @comment printf.h
2911 @comment GNU
2912 @item PA_FLAG_PTR
2913 If this bit is set, it indicates that the encoded type is a pointer to
2914 the base type, rather than an immediate value.
2915 For example, @samp{PA_INT|PA_FLAG_PTR} represents the type @samp{int *}.
2917 @comment printf.h
2918 @comment GNU
2919 @item PA_FLAG_SHORT
2920 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2921 @code{short}.  (This corresponds to the @samp{h} type modifier.)
2923 @comment printf.h
2924 @comment GNU
2925 @item PA_FLAG_LONG
2926 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2927 @code{long}.  (This corresponds to the @samp{l} type modifier.)
2929 @comment printf.h
2930 @comment GNU
2931 @item PA_FLAG_LONG_LONG
2932 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2933 @code{long long}.  (This corresponds to the @samp{L} type modifier.)
2935 @comment printf.h
2936 @comment GNU
2937 @item PA_FLAG_LONG_DOUBLE
2938 This is a synonym for @code{PA_FLAG_LONG_LONG}, used by convention with
2939 a base type of @code{PA_DOUBLE} to indicate a type of @code{long double}.
2940 @end vtable
2942 @ifinfo
2943 For an example of using these facilities, see @ref{Example of Parsing}.
2944 @end ifinfo
2946 @node Example of Parsing
2947 @subsection Example of Parsing a Template String
2949 Here is an example of decoding argument types for a format string.  We
2950 assume this is part of an interpreter which contains arguments of type
2951 @code{NUMBER}, @code{CHAR}, @code{STRING} and @code{STRUCTURE} (and
2952 perhaps others which are not valid here).
2954 @smallexample
2955 /* @r{Test whether the @var{nargs} specified objects}
2956    @r{in the vector @var{args} are valid}
2957    @r{for the format string @var{format}:}
2958    @r{if so, return 1.}
2959    @r{If not, return 0 after printing an error message.}  */
2962 validate_args (char *format, int nargs, OBJECT *args)
2964   int *argtypes;
2965   int nwanted;
2967   /* @r{Get the information about the arguments.}
2968      @r{Each conversion specification must be at least two characters}
2969      @r{long, so there cannot be more specifications than half the}
2970      @r{length of the string.}  */
2972   argtypes = (int *) alloca (strlen (format) / 2 * sizeof (int));
2973   nwanted = parse_printf_format (string, nelts, argtypes);
2975   /* @r{Check the number of arguments.}  */
2976   if (nwanted > nargs)
2977     @{
2978       error ("too few arguments (at least %d required)", nwanted);
2979       return 0;
2980     @}
2982   /* @r{Check the C type wanted for each argument}
2983      @r{and see if the object given is suitable.}  */
2984   for (i = 0; i < nwanted; i++)
2985     @{
2986       int wanted;
2988       if (argtypes[i] & PA_FLAG_PTR)
2989         wanted = STRUCTURE;
2990       else
2991         switch (argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)
2992           @{
2993           case PA_INT:
2994           case PA_FLOAT:
2995           case PA_DOUBLE:
2996             wanted = NUMBER;
2997             break;
2998           case PA_CHAR:
2999             wanted = CHAR;
3000             break;
3001           case PA_STRING:
3002             wanted = STRING;
3003             break;
3004           case PA_POINTER:
3005             wanted = STRUCTURE;
3006             break;
3007           @}
3008       if (TYPE (args[i]) != wanted)
3009         @{
3010           error ("type mismatch for arg number %d", i);
3011           return 0;
3012         @}
3013     @}
3014   return 1;
3016 @end smallexample
3018 @node Customizing Printf
3019 @section Customizing @code{printf}
3020 @cindex customizing @code{printf}
3021 @cindex defining new @code{printf} conversions
3022 @cindex extending @code{printf}
3024 @Theglibc{} lets you define your own custom conversion specifiers
3025 for @code{printf} template strings, to teach @code{printf} clever ways
3026 to print the important data structures of your program.
3028 The way you do this is by registering the conversion with the function
3029 @code{register_printf_function}; see @ref{Registering New Conversions}.
3030 One of the arguments you pass to this function is a pointer to a handler
3031 function that produces the actual output; see @ref{Defining the Output
3032 Handler}, for information on how to write this function.
3034 You can also install a function that just returns information about the
3035 number and type of arguments expected by the conversion specifier.
3036 @xref{Parsing a Template String}, for information about this.
3038 The facilities of this section are declared in the header file
3039 @file{printf.h}.
3041 @menu
3042 * Registering New Conversions::         Using @code{register_printf_function}
3043                                          to register a new output conversion.
3044 * Conversion Specifier Options::        The handler must be able to get
3045                                          the options specified in the
3046                                          template when it is called.
3047 * Defining the Output Handler::         Defining the handler and arginfo
3048                                          functions that are passed as arguments
3049                                          to @code{register_printf_function}.
3050 * Printf Extension Example::            How to define a @code{printf}
3051                                          handler function.
3052 * Predefined Printf Handlers::          Predefined @code{printf} handlers.
3053 @end menu
3055 @strong{Portability Note:} The ability to extend the syntax of
3056 @code{printf} template strings is a GNU extension.  ISO standard C has
3057 nothing similar.
3059 @node Registering New Conversions
3060 @subsection Registering New Conversions
3062 The function to register a new output conversion is
3063 @code{register_printf_function}, declared in @file{printf.h}.
3064 @pindex printf.h
3066 @comment printf.h
3067 @comment GNU
3068 @deftypefun int register_printf_function (int @var{spec}, printf_function @var{handler-function}, printf_arginfo_function @var{arginfo-function})
3069 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasuconst{:printfext}}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
3070 @c This function is guarded by the global non-recursive libc lock, but
3071 @c users of the variables it sets aren't, and those should be MT-Safe,
3072 @c so we're ruling out the use of this extension with threads.  Calling
3073 @c it from a signal handler may self-deadlock, and cancellation may
3074 @c leave the lock held, besides leaking allocated memory.
3075 This function defines the conversion specifier character @var{spec}.
3076 Thus, if @var{spec} is @code{'Y'}, it defines the conversion @samp{%Y}.
3077 You can redefine the built-in conversions like @samp{%s}, but flag
3078 characters like @samp{#} and type modifiers like @samp{l} can never be
3079 used as conversions; calling @code{register_printf_function} for those
3080 characters has no effect.  It is advisable not to use lowercase letters,
3081 since the ISO C standard warns that additional lowercase letters may be
3082 standardized in future editions of the standard.
3084 The @var{handler-function} is the function called by @code{printf} and
3085 friends when this conversion appears in a template string.
3086 @xref{Defining the Output Handler}, for information about how to define
3087 a function to pass as this argument.  If you specify a null pointer, any
3088 existing handler function for @var{spec} is removed.
3090 The @var{arginfo-function} is the function called by
3091 @code{parse_printf_format} when this conversion appears in a
3092 template string.  @xref{Parsing a Template String}, for information
3093 about this.
3095 @c The following is not true anymore.  The `parse_printf_format' function
3096 @c is now also called from `vfprintf' via `parse_one_spec'.
3097 @c --drepper@gnu, 1996/11/14
3099 @c Normally, you install both functions for a conversion at the same time,
3100 @c but if you are never going to call @code{parse_printf_format}, you do
3101 @c not need to define an arginfo function.
3103 @strong{Attention:} In @theglibc{} versions before 2.0 the
3104 @var{arginfo-function} function did not need to be installed unless
3105 the user used the @code{parse_printf_format} function.  This has changed.
3106 Now a call to any of the @code{printf} functions will call this
3107 function when this format specifier appears in the format string.
3109 The return value is @code{0} on success, and @code{-1} on failure
3110 (which occurs if @var{spec} is out of range).
3112 You can redefine the standard output conversions, but this is probably
3113 not a good idea because of the potential for confusion.  Library routines
3114 written by other people could break if you do this.
3115 @end deftypefun
3117 @node Conversion Specifier Options
3118 @subsection Conversion Specifier Options
3120 If you define a meaning for @samp{%A}, what if the template contains
3121 @samp{%+23A} or @samp{%-#A}?  To implement a sensible meaning for these,
3122 the handler when called needs to be able to get the options specified in
3123 the template.
3125 Both the @var{handler-function} and @var{arginfo-function} accept an
3126 argument that points to a @code{struct printf_info}, which contains
3127 information about the options appearing in an instance of the conversion
3128 specifier.  This data type is declared in the header file
3129 @file{printf.h}.
3130 @pindex printf.h
3132 @comment printf.h
3133 @comment GNU
3134 @deftp {Type} {struct printf_info}
3135 This structure is used to pass information about the options appearing
3136 in an instance of a conversion specifier in a @code{printf} template
3137 string to the handler and arginfo functions for that specifier.  It
3138 contains the following members:
3140 @table @code
3141 @item int prec
3142 This is the precision specified.  The value is @code{-1} if no precision
3143 was specified.  If the precision was given as @samp{*}, the
3144 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
3145 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
3146 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
3147 actual value is not known.
3149 @item int width
3150 This is the minimum field width specified.  The value is @code{0} if no
3151 width was specified.  If the field width was given as @samp{*}, the
3152 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
3153 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
3154 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
3155 actual value is not known.
3157 @item wchar_t spec
3158 This is the conversion specifier character specified.  It's stored in
3159 the structure so that you can register the same handler function for
3160 multiple characters, but still have a way to tell them apart when the
3161 handler function is called.
3163 @item unsigned int is_long_double
3164 This is a boolean that is true if the @samp{L}, @samp{ll}, or @samp{q}
3165 type modifier was specified.  For integer conversions, this indicates
3166 @code{long long int}, as opposed to @code{long double} for floating
3167 point conversions.
3169 @item unsigned int is_char
3170 This is a boolean that is true if the @samp{hh} type modifier was specified.
3172 @item unsigned int is_short
3173 This is a boolean that is true if the @samp{h} type modifier was specified.
3175 @item unsigned int is_long
3176 This is a boolean that is true if the @samp{l} type modifier was specified.
3178 @item unsigned int alt
3179 This is a boolean that is true if the @samp{#} flag was specified.
3181 @item unsigned int space
3182 This is a boolean that is true if the @samp{ } flag was specified.
3184 @item unsigned int left
3185 This is a boolean that is true if the @samp{-} flag was specified.
3187 @item unsigned int showsign
3188 This is a boolean that is true if the @samp{+} flag was specified.
3190 @item unsigned int group
3191 This is a boolean that is true if the @samp{'} flag was specified.
3193 @item unsigned int extra
3194 This flag has a special meaning depending on the context.  It could
3195 be used freely by the user-defined handlers but when called from
3196 the @code{printf} function this variable always contains the value
3197 @code{0}.
3199 @item unsigned int wide
3200 This flag is set if the stream is wide oriented.
3202 @item wchar_t pad
3203 This is the character to use for padding the output to the minimum field
3204 width.  The value is @code{'0'} if the @samp{0} flag was specified, and
3205 @code{' '} otherwise.
3206 @end table
3207 @end deftp
3210 @node Defining the Output Handler
3211 @subsection Defining the Output Handler
3213 Now let's look at how to define the handler and arginfo functions
3214 which are passed as arguments to @code{register_printf_function}.
3216 @strong{Compatibility Note:} The interface changed in @theglibc{}
3217 version 2.0.  Previously the third argument was of type
3218 @code{va_list *}.
3220 You should define your handler functions with a prototype like:
3222 @smallexample
3223 int @var{function} (FILE *stream, const struct printf_info *info,
3224                     const void *const *args)
3225 @end smallexample
3227 The @var{stream} argument passed to the handler function is the stream to
3228 which it should write output.
3230 The @var{info} argument is a pointer to a structure that contains
3231 information about the various options that were included with the
3232 conversion in the template string.  You should not modify this structure
3233 inside your handler function.  @xref{Conversion Specifier Options}, for
3234 a description of this data structure.
3236 @c The following changes some time back.  --drepper@gnu, 1996/11/14
3238 @c The @code{ap_pointer} argument is used to pass the tail of the variable
3239 @c argument list containing the values to be printed to your handler.
3240 @c Unlike most other functions that can be passed an explicit variable
3241 @c argument list, this is a @emph{pointer} to a @code{va_list}, rather than
3242 @c the @code{va_list} itself.  Thus, you should fetch arguments by
3243 @c means of @code{va_arg (*ap_pointer, @var{type})}.
3245 @c (Passing a pointer here allows the function that calls your handler
3246 @c function to update its own @code{va_list} variable to account for the
3247 @c arguments that your handler processes.  @xref{Variadic Functions}.)
3249 The @var{args} is a vector of pointers to the arguments data.
3250 The number of arguments was determined by calling the argument
3251 information function provided by the user.
3253 Your handler function should return a value just like @code{printf}
3254 does: it should return the number of characters it has written, or a
3255 negative value to indicate an error.
3257 @comment printf.h
3258 @comment GNU
3259 @deftp {Data Type} printf_function
3260 This is the data type that a handler function should have.
3261 @end deftp
3263 If you are going to use @w{@code{parse_printf_format}} in your
3264 application, you must also define a function to pass as the
3265 @var{arginfo-function} argument for each new conversion you install with
3266 @code{register_printf_function}.
3268 You have to define these functions with a prototype like:
3270 @smallexample
3271 int @var{function} (const struct printf_info *info,
3272                     size_t n, int *argtypes)
3273 @end smallexample
3275 The return value from the function should be the number of arguments the
3276 conversion expects.  The function should also fill in no more than
3277 @var{n} elements of the @var{argtypes} array with information about the
3278 types of each of these arguments.  This information is encoded using the
3279 various @samp{PA_} macros.  (You will notice that this is the same
3280 calling convention @code{parse_printf_format} itself uses.)
3282 @comment printf.h
3283 @comment GNU
3284 @deftp {Data Type} printf_arginfo_function
3285 This type is used to describe functions that return information about
3286 the number and type of arguments used by a conversion specifier.
3287 @end deftp
3289 @node Printf Extension Example
3290 @subsection @code{printf} Extension Example
3292 Here is an example showing how to define a @code{printf} handler function.
3293 This program defines a data structure called a @code{Widget} and
3294 defines the @samp{%W} conversion to print information about @w{@code{Widget *}}
3295 arguments, including the pointer value and the name stored in the data
3296 structure.  The @samp{%W} conversion supports the minimum field width and
3297 left-justification options, but ignores everything else.
3299 @smallexample
3300 @include rprintf.c.texi
3301 @end smallexample
3303 The output produced by this program looks like:
3305 @smallexample
3306 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3307 |      <Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3308 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>      |
3309 @end smallexample
3311 @node Predefined Printf Handlers
3312 @subsection Predefined @code{printf} Handlers
3314 @Theglibc{} also contains a concrete and useful application of the
3315 @code{printf} handler extension.  There are two functions available
3316 which implement a special way to print floating-point numbers.
3318 @comment printf.h
3319 @comment GNU
3320 @deftypefun int printf_size (FILE *@var{fp}, const struct printf_info *@var{info}, const void *const *@var{args})
3321 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:fp} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @acucorrupt{}}}
3322 @c This is meant to be called by vfprintf, that should hold the lock on
3323 @c the stream, but if this function is called directly, output will be
3324 @c racy, besides the uses of the global locale object while other
3325 @c threads may be changing it and the possbility of leaving the stream
3326 @c object in an inconsistent state in case of cancellation.
3327 Print a given floating point number as for the format @code{%f} except
3328 that there is a postfix character indicating the divisor for the
3329 number to make this less than 1000.  There are two possible divisors:
3330 powers of 1024 or powers of 1000.  Which one is used depends on the
3331 format character specified while registered this handler.  If the
3332 character is of lower case, 1024 is used.  For upper case characters,
3333 1000 is used.
3335 The postfix tag corresponds to bytes, kilobytes, megabytes, gigabytes,
3336 etc.  The full table is:
3338 @ifinfo
3339 @multitable {' '} {2^10 (1024)} {zetta} {Upper} {10^24 (1000)}
3340 @item low @tab Multiplier  @tab From  @tab Upper @tab Multiplier
3341 @item ' ' @tab 1           @tab       @tab ' '   @tab 1
3342 @item k   @tab 2^10 (1024) @tab kilo  @tab K     @tab 10^3 (1000)
3343 @item m   @tab 2^20        @tab mega  @tab M     @tab 10^6
3344 @item g   @tab 2^30        @tab giga  @tab G     @tab 10^9
3345 @item t   @tab 2^40        @tab tera  @tab T     @tab 10^12
3346 @item p   @tab 2^50        @tab peta  @tab P     @tab 10^15
3347 @item e   @tab 2^60        @tab exa   @tab E     @tab 10^18
3348 @item z   @tab 2^70        @tab zetta @tab Z     @tab 10^21
3349 @item y   @tab 2^80        @tab yotta @tab Y     @tab 10^24
3350 @end multitable
3351 @end ifinfo
3352 @iftex
3353 @tex
3354 \hbox to\hsize{\hfil\vbox{\offinterlineskip
3355 \hrule
3356 \halign{\strut#& \vrule#\tabskip=1em plus2em& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#\tabskip=0pt\cr
3357 \noalign{\hrule}
3358 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3359 && \omit low && Multiplier && From && \omit Upper && Multiplier &\cr
3360 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3361 \noalign{\hrule}
3362 && {\tt\char32} &&  1 && && {\tt\char32} && 1 &\cr
3363 && k && $2^{10} = 1024$ && kilo && K && $10^3 = 1000$ &\cr
3364 && m && $2^{20}$ && mega && M && $10^6$ &\cr
3365 && g && $2^{30}$ && giga && G && $10^9$ &\cr
3366 && t && $2^{40}$ && tera && T && $10^{12}$ &\cr
3367 && p && $2^{50}$ && peta && P && $10^{15}$ &\cr
3368 && e && $2^{60}$ && exa && E && $10^{18}$ &\cr
3369 && z && $2^{70}$ && zetta && Z && $10^{21}$ &\cr
3370 && y && $2^{80}$ && yotta && Y && $10^{24}$ &\cr
3371 \noalign{\hrule}}}\hfil}
3372 @end tex
3373 @end iftex
3375 The default precision is 3, i.e., 1024 is printed with a lower-case
3376 format character as if it were @code{%.3fk} and will yield @code{1.000k}.
3377 @end deftypefun
3379 Due to the requirements of @code{register_printf_function} we must also
3380 provide the function which returns information about the arguments.
3382 @comment printf.h
3383 @comment GNU
3384 @deftypefun int printf_size_info (const struct printf_info *@var{info}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
3385 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
3386 This function will return in @var{argtypes} the information about the
3387 used parameters in the way the @code{vfprintf} implementation expects
3388 it.  The format always takes one argument.
3389 @end deftypefun
3391 To use these functions both functions must be registered with a call like
3393 @smallexample
3394 register_printf_function ('B', printf_size, printf_size_info);
3395 @end smallexample
3397 Here we register the functions to print numbers as powers of 1000 since
3398 the format character @code{'B'} is an upper-case character.  If we
3399 would additionally use @code{'b'} in a line like
3401 @smallexample
3402 register_printf_function ('b', printf_size, printf_size_info);
3403 @end smallexample
3405 @noindent
3406 we could also print using a power of 1024.  Please note that all that is
3407 different in these two lines is the format specifier.  The
3408 @code{printf_size} function knows about the difference between lower and upper
3409 case format specifiers.
3411 The use of @code{'B'} and @code{'b'} is no coincidence.  Rather it is
3412 the preferred way to use this functionality since it is available on
3413 some other systems which also use format specifiers.
3415 @node Formatted Input
3416 @section Formatted Input
3418 @cindex formatted input from a stream
3419 @cindex reading from a stream, formatted
3420 @cindex format string, for @code{scanf}
3421 @cindex template, for @code{scanf}
3422 The functions described in this section (@code{scanf} and related
3423 functions) provide facilities for formatted input analogous to the
3424 formatted output facilities.  These functions provide a mechanism for
3425 reading arbitrary values under the control of a @dfn{format string} or
3426 @dfn{template string}.
3428 @menu
3429 * Formatted Input Basics::      Some basics to get you started.
3430 * Input Conversion Syntax::     Syntax of conversion specifications.
3431 * Table of Input Conversions::  Summary of input conversions and what they do.
3432 * Numeric Input Conversions::   Details of conversions for reading numbers.
3433 * String Input Conversions::    Details of conversions for reading strings.
3434 * Dynamic String Input::        String conversions that @code{malloc} the buffer.
3435 * Other Input Conversions::     Details of miscellaneous other conversions.
3436 * Formatted Input Functions::   Descriptions of the actual functions.
3437 * Variable Arguments Input::    @code{vscanf} and friends.
3438 @end menu
3440 @node Formatted Input Basics
3441 @subsection Formatted Input Basics
3443 Calls to @code{scanf} are superficially similar to calls to
3444 @code{printf} in that arbitrary arguments are read under the control of
3445 a template string.  While the syntax of the conversion specifications in
3446 the template is very similar to that for @code{printf}, the
3447 interpretation of the template is oriented more towards free-format
3448 input and simple pattern matching, rather than fixed-field formatting.
3449 For example, most @code{scanf} conversions skip over any amount of
3450 ``white space'' (including spaces, tabs, and newlines) in the input
3451 file, and there is no concept of precision for the numeric input
3452 conversions as there is for the corresponding output conversions.
3453 Ordinarily, non-whitespace characters in the template are expected to
3454 match characters in the input stream exactly, but a matching failure is
3455 distinct from an input error on the stream.
3456 @cindex conversion specifications (@code{scanf})
3458 Another area of difference between @code{scanf} and @code{printf} is
3459 that you must remember to supply pointers rather than immediate values
3460 as the optional arguments to @code{scanf}; the values that are read are
3461 stored in the objects that the pointers point to.  Even experienced
3462 programmers tend to forget this occasionally, so if your program is
3463 getting strange errors that seem to be related to @code{scanf}, you
3464 might want to double-check this.
3466 When a @dfn{matching failure} occurs, @code{scanf} returns immediately,
3467 leaving the first non-matching character as the next character to be
3468 read from the stream.  The normal return value from @code{scanf} is the
3469 number of values that were assigned, so you can use this to determine if
3470 a matching error happened before all the expected values were read.
3471 @cindex matching failure, in @code{scanf}
3473 The @code{scanf} function is typically used for things like reading in
3474 the contents of tables.  For example, here is a function that uses
3475 @code{scanf} to initialize an array of @code{double}:
3477 @smallexample
3478 void
3479 readarray (double *array, int n)
3481   int i;
3482   for (i=0; i<n; i++)
3483     if (scanf (" %lf", &(array[i])) != 1)
3484       invalid_input_error ();
3486 @end smallexample
3488 The formatted input functions are not used as frequently as the
3489 formatted output functions.  Partly, this is because it takes some care
3490 to use them properly.  Another reason is that it is difficult to recover
3491 from a matching error.
3493 If you are trying to read input that doesn't match a single, fixed
3494 pattern, you may be better off using a tool such as Flex to generate a
3495 lexical scanner, or Bison to generate a parser, rather than using
3496 @code{scanf}.  For more information about these tools, see @ref{Top, , ,
3497 flex.info, Flex: The Lexical Scanner Generator}, and @ref{Top, , ,
3498 bison.info, The Bison Reference Manual}.
3500 @node Input Conversion Syntax
3501 @subsection Input Conversion Syntax
3503 A @code{scanf} template string is a string that contains ordinary
3504 multibyte characters interspersed with conversion specifications that
3505 start with @samp{%}.
3507 Any whitespace character (as defined by the @code{isspace} function;
3508 @pxref{Classification of Characters}) in the template causes any number
3509 of whitespace characters in the input stream to be read and discarded.
3510 The whitespace characters that are matched need not be exactly the same
3511 whitespace characters that appear in the template string.  For example,
3512 write @samp{ , } in the template to recognize a comma with optional
3513 whitespace before and after.
3515 Other characters in the template string that are not part of conversion
3516 specifications must match characters in the input stream exactly; if
3517 this is not the case, a matching failure occurs.
3519 The conversion specifications in a @code{scanf} template string
3520 have the general form:
3522 @smallexample
3523 % @var{flags} @var{width} @var{type} @var{conversion}
3524 @end smallexample
3526 In more detail, an input conversion specification consists of an initial
3527 @samp{%} character followed in sequence by:
3529 @itemize @bullet
3530 @item
3531 An optional @dfn{flag character} @samp{*}, which says to ignore the text
3532 read for this specification.  When @code{scanf} finds a conversion
3533 specification that uses this flag, it reads input as directed by the
3534 rest of the conversion specification, but it discards this input, does
3535 not use a pointer argument, and does not increment the count of
3536 successful assignments.
3537 @cindex flag character (@code{scanf})
3539 @item
3540 An optional flag character @samp{a} (valid with string conversions only)
3541 which requests allocation of a buffer long enough to store the string in.
3542 (This is a GNU extension.)
3543 @xref{Dynamic String Input}.
3545 @item
3546 An optional decimal integer that specifies the @dfn{maximum field
3547 width}.  Reading of characters from the input stream stops either when
3548 this maximum is reached or when a non-matching character is found,
3549 whichever happens first.  Most conversions discard initial whitespace
3550 characters (those that don't are explicitly documented), and these
3551 discarded characters don't count towards the maximum field width.
3552 String input conversions store a null character to mark the end of the
3553 input; the maximum field width does not include this terminator.
3554 @cindex maximum field width (@code{scanf})
3556 @item
3557 An optional @dfn{type modifier character}.  For example, you can
3558 specify a type modifier of @samp{l} with integer conversions such as
3559 @samp{%d} to specify that the argument is a pointer to a @code{long int}
3560 rather than a pointer to an @code{int}.
3561 @cindex type modifier character (@code{scanf})
3563 @item
3564 A character that specifies the conversion to be applied.
3565 @end itemize
3567 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
3568 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
3569 individual conversions for information about the particular options that
3570 they allow.
3572 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
3573 @code{scanf} and related functions.  It examines the format string and
3574 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
3575 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
3576 write uses a @code{scanf}-style format string.
3577 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
3578 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
3580 @node Table of Input Conversions
3581 @subsection Table of Input Conversions
3582 @cindex input conversions, for @code{scanf}
3584 Here is a table that summarizes the various conversion specifications:
3586 @table @asis
3587 @item @samp{%d}
3588 Matches an optionally signed integer written in decimal.  @xref{Numeric
3589 Input Conversions}.
3591 @item @samp{%i}
3592 Matches an optionally signed integer in any of the formats that the C
3593 language defines for specifying an integer constant.  @xref{Numeric
3594 Input Conversions}.
3596 @item @samp{%o}
3597 Matches an unsigned integer written in octal radix.
3598 @xref{Numeric Input Conversions}.
3600 @item @samp{%u}
3601 Matches an unsigned integer written in decimal radix.
3602 @xref{Numeric Input Conversions}.
3604 @item @samp{%x}, @samp{%X}
3605 Matches an unsigned integer written in hexadecimal radix.
3606 @xref{Numeric Input Conversions}.
3608 @item @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, @samp{%G}
3609 Matches an optionally signed floating-point number.  @xref{Numeric Input
3610 Conversions}.
3612 @item @samp{%s}
3614 Matches a string containing only non-whitespace characters.
3615 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3616 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3617 multibyte string.  If @samp{%s} is used in a wide character function the
3618 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3619 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3620 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3621 @samp{%ls} is used in a multibyte function the result is converted into
3622 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3623 stored in the user provided buffer.
3625 @item @samp{%S}
3626 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
3627 with the Unix standard.
3629 @item @samp{%[}
3630 Matches a string of characters that belong to a specified set.
3631 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3632 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3633 multibyte string.  If @samp{%[} is used in a wide character function the
3634 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3635 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3636 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3637 @samp{%l[} is used in a multibyte function the result is converted into
3638 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3639 stored in the user provided buffer.
3641 @item @samp{%c}
3642 Matches a string of one or more characters; the number of characters
3643 read is controlled by the maximum field width given for the conversion.
3644 @xref{String Input Conversions}.
3646 If the @samp{%c} is used in a wide stream function the read value is
3647 converted from a wide character to the corresponding multibyte character
3648 before storing it.  Note that this conversion can produce more than one
3649 byte of output and therefore the provided buffer be large enough for up
3650 to @code{MB_CUR_MAX} bytes for each character.  If @samp{%lc} is used in
3651 a multibyte function the input is treated as a multibyte sequence (and
3652 not bytes) and the result is converted as with calls to @code{mbrtowc}.
3654 @item @samp{%C}
3655 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
3656 with the Unix standard.
3658 @item @samp{%p}
3659 Matches a pointer value in the same implementation-defined format used
3660 by the @samp{%p} output conversion for @code{printf}.  @xref{Other Input
3661 Conversions}.
3663 @item @samp{%n}
3664 This conversion doesn't read any characters; it records the number of
3665 characters read so far by this call.  @xref{Other Input Conversions}.
3667 @item @samp{%%}
3668 This matches a literal @samp{%} character in the input stream.  No
3669 corresponding argument is used.  @xref{Other Input Conversions}.
3670 @end table
3672 If the syntax of a conversion specification is invalid, the behavior is
3673 undefined.  If there aren't enough function arguments provided to supply
3674 addresses for all the conversion specifications in the template strings
3675 that perform assignments, or if the arguments are not of the correct
3676 types, the behavior is also undefined.  On the other hand, extra
3677 arguments are simply ignored.
3679 @node Numeric Input Conversions
3680 @subsection Numeric Input Conversions
3682 This section describes the @code{scanf} conversions for reading numeric
3683 values.
3685 The @samp{%d} conversion matches an optionally signed integer in decimal
3686 radix.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3687 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3688 @code{10} for the @var{base} argument.
3690 The @samp{%i} conversion matches an optionally signed integer in any of
3691 the formats that the C language defines for specifying an integer
3692 constant.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3693 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3694 @code{0} for the @var{base} argument.  (You can print integers in this
3695 syntax with @code{printf} by using the @samp{#} flag character with the
3696 @samp{%x}, @samp{%o}, or @samp{%d} conversion.  @xref{Integer Conversions}.)
3698 For example, any of the strings @samp{10}, @samp{0xa}, or @samp{012}
3699 could be read in as integers under the @samp{%i} conversion.  Each of
3700 these specifies a number with decimal value @code{10}.
3702 The @samp{%o}, @samp{%u}, and @samp{%x} conversions match unsigned
3703 integers in octal, decimal, and hexadecimal radices, respectively.  The
3704 syntax that is recognized is the same as that for the @code{strtoul}
3705 function (@pxref{Parsing of Integers}) with the appropriate value
3706 (@code{8}, @code{10}, or @code{16}) for the @var{base} argument.
3708 The @samp{%X} conversion is identical to the @samp{%x} conversion.  They
3709 both permit either uppercase or lowercase letters to be used as digits.
3711 The default type of the corresponding argument for the @code{%d} and
3712 @code{%i} conversions is @code{int *}, and @code{unsigned int *} for the
3713 other integer conversions.  You can use the following type modifiers to
3714 specify other sizes of integer:
3716 @table @samp
3717 @item hh
3718 Specifies that the argument is a @code{signed char *} or @code{unsigned
3719 char *}.
3721 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3723 @item h
3724 Specifies that the argument is a @code{short int *} or @code{unsigned
3725 short int *}.
3727 @item j
3728 Specifies that the argument is a @code{intmax_t *} or @code{uintmax_t *}.
3730 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3732 @item l
3733 Specifies that the argument is a @code{long int *} or @code{unsigned
3734 long int *}.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L} modifier, below.
3736 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
3737 considered as a pointer to a wide character or wide character string
3738 respectively.  This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to
3739 @w{ISO C90}.
3741 @need 100
3742 @item ll
3743 @itemx L
3744 @itemx q
3745 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
3746 GNU C compiler.  For systems that don't provide extra-long integers, this
3747 is the same as @code{long int}.)
3749 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
3750 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
3751 @code{int}.
3753 @item t
3754 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t *}.
3756 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3758 @item z
3759 Specifies that the argument is a @code{size_t *}.
3761 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3762 @end table
3764 All of the @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, and @samp{%G}
3765 input conversions are interchangeable.  They all match an optionally
3766 signed floating point number, in the same syntax as for the
3767 @code{strtod} function (@pxref{Parsing of Floats}).
3769 For the floating-point input conversions, the default argument type is
3770 @code{float *}.  (This is different from the corresponding output
3771 conversions, where the default type is @code{double}; remember that
3772 @code{float} arguments to @code{printf} are converted to @code{double}
3773 by the default argument promotions, but @code{float *} arguments are
3774 not promoted to @code{double *}.)  You can specify other sizes of float
3775 using these type modifiers:
3777 @table @samp
3778 @item l
3779 Specifies that the argument is of type @code{double *}.
3781 @item L
3782 Specifies that the argument is of type @code{long double *}.
3783 @end table
3785 For all the above number parsing formats there is an additional optional
3786 flag @samp{'}.  When this flag is given the @code{scanf} function
3787 expects the number represented in the input string to be formatted
3788 according to the grouping rules of the currently selected locale
3789 (@pxref{General Numeric}).
3791 If the @code{"C"} or @code{"POSIX"} locale is selected there is no
3792 difference.  But for a locale which specifies values for the appropriate
3793 fields in the locale the input must have the correct form in the input.
3794 Otherwise the longest prefix with a correct form is processed.
3796 @node String Input Conversions
3797 @subsection String Input Conversions
3799 This section describes the @code{scanf} input conversions for reading
3800 string and character values: @samp{%s}, @samp{%S}, @samp{%[}, @samp{%c},
3801 and @samp{%C}.
3803 You have two options for how to receive the input from these
3804 conversions:
3806 @itemize @bullet
3807 @item
3808 Provide a buffer to store it in.  This is the default.  You should
3809 provide an argument of type @code{char *} or @code{wchar_t *} (the
3810 latter of the @samp{l} modifier is present).
3812 @strong{Warning:} To make a robust program, you must make sure that the
3813 input (plus its terminating null) cannot possibly exceed the size of the
3814 buffer you provide.  In general, the only way to do this is to specify a
3815 maximum field width one less than the buffer size.  @strong{If you
3816 provide the buffer, always specify a maximum field width to prevent
3817 overflow.}
3819 @item
3820 Ask @code{scanf} to allocate a big enough buffer, by specifying the
3821 @samp{a} flag character.  This is a GNU extension.  You should provide
3822 an argument of type @code{char **} for the buffer address to be stored
3823 in.  @xref{Dynamic String Input}.
3824 @end itemize
3826 The @samp{%c} conversion is the simplest: it matches a fixed number of
3827 characters, always.  The maximum field width says how many characters to
3828 read; if you don't specify the maximum, the default is 1.  This
3829 conversion doesn't append a null character to the end of the text it
3830 reads.  It also does not skip over initial whitespace characters.  It
3831 reads precisely the next @var{n} characters, and fails if it cannot get
3832 that many.  Since there is always a maximum field width with @samp{%c}
3833 (whether specified, or 1 by default), you can always prevent overflow by
3834 making the buffer long enough.
3835 @comment Is character == byte here???  --drepper
3837 If the format is @samp{%lc} or @samp{%C} the function stores wide
3838 characters which are converted using the conversion determined at the
3839 time the stream was opened from the external byte stream.  The number of
3840 bytes read from the medium is limited by @code{MB_CUR_LEN * @var{n}} but
3841 at most @var{n} wide character get stored in the output string.
3843 The @samp{%s} conversion matches a string of non-whitespace characters.
3844 It skips and discards initial whitespace, but stops when it encounters
3845 more whitespace after having read something.  It stores a null character
3846 at the end of the text that it reads.
3848 For example, reading the input:
3850 @smallexample
3851  hello, world
3852 @end smallexample
3854 @noindent
3855 with the conversion @samp{%10c} produces @code{" hello, wo"}, but
3856 reading the same input with the conversion @samp{%10s} produces
3857 @code{"hello,"}.
3859 @strong{Warning:} If you do not specify a field width for @samp{%s},
3860 then the number of characters read is limited only by where the next
3861 whitespace character appears.  This almost certainly means that invalid
3862 input can make your program crash---which is a bug.
3864 The @samp{%ls} and @samp{%S} format are handled just like @samp{%s}
3865 except that the external byte sequence is converted using the conversion
3866 associated with the stream to wide characters with their own encoding.
3867 A width or precision specified with the format do not directly determine
3868 how many bytes are read from the stream since they measure wide
3869 characters.  But an upper limit can be computed by multiplying the value
3870 of the width or precision by @code{MB_CUR_MAX}.
3872 To read in characters that belong to an arbitrary set of your choice,
3873 use the @samp{%[} conversion.  You specify the set between the @samp{[}
3874 character and a following @samp{]} character, using the same syntax used
3875 in regular expressions for explicit sets of characters.  As special cases:
3877 @itemize @bullet
3878 @item
3879 A literal @samp{]} character can be specified as the first character
3880 of the set.
3882 @item
3883 An embedded @samp{-} character (that is, one that is not the first or
3884 last character of the set) is used to specify a range of characters.
3886 @item
3887 If a caret character @samp{^} immediately follows the initial @samp{[},
3888 then the set of allowed input characters is the everything @emph{except}
3889 the characters listed.
3890 @end itemize
3892 The @samp{%[} conversion does not skip over initial whitespace
3893 characters.
3895 Note that the @dfn{character class} syntax available in character sets
3896 that appear inside regular expressions (such as @samp{[:alpha:]}) is
3897 @emph{not} available in the @samp{%[} conversion.
3899 Here are some examples of @samp{%[} conversions and what they mean:
3901 @table @samp
3902 @item %25[1234567890]
3903 Matches a string of up to 25 digits.
3905 @item %25[][]
3906 Matches a string of up to 25 square brackets.
3908 @item %25[^ \f\n\r\t\v]
3909 Matches a string up to 25 characters long that doesn't contain any of
3910 the standard whitespace characters.  This is slightly different from
3911 @samp{%s}, because if the input begins with a whitespace character,
3912 @samp{%[} reports a matching failure while @samp{%s} simply discards the
3913 initial whitespace.
3915 @item %25[a-z]
3916 Matches up to 25 lowercase characters.
3917 @end table
3919 As for @samp{%c} and @samp{%s} the @samp{%[} format is also modified to
3920 produce wide characters if the @samp{l} modifier is present.  All what
3921 is said about @samp{%ls} above is true for @samp{%l[}.
3923 One more reminder: the @samp{%s} and @samp{%[} conversions are
3924 @strong{dangerous} if you don't specify a maximum width or use the
3925 @samp{a} flag, because input too long would overflow whatever buffer you
3926 have provided for it.  No matter how long your buffer is, a user could
3927 supply input that is longer.  A well-written program reports invalid
3928 input with a comprehensible error message, not with a crash.
3930 @node Dynamic String Input
3931 @subsection Dynamically Allocating String Conversions
3933 A GNU extension to formatted input lets you safely read a string with no
3934 maximum size.  Using this feature, you don't supply a buffer; instead,
3935 @code{scanf} allocates a buffer big enough to hold the data and gives
3936 you its address.  To use this feature, write @samp{a} as a flag
3937 character, as in @samp{%as} or @samp{%a[0-9a-z]}.
3939 The pointer argument you supply for where to store the input should have
3940 type @code{char **}.  The @code{scanf} function allocates a buffer and
3941 stores its address in the word that the argument points to.  You should
3942 free the buffer with @code{free} when you no longer need it.
3944 Here is an example of using the @samp{a} flag with the @samp{%[@dots{}]}
3945 conversion specification to read a ``variable assignment'' of the form
3946 @samp{@var{variable} = @var{value}}.
3948 @smallexample
3950   char *variable, *value;
3952   if (2 > scanf ("%a[a-zA-Z0-9] = %a[^\n]\n",
3953                  &variable, &value))
3954     @{
3955       invalid_input_error ();
3956       return 0;
3957     @}
3959   @dots{}
3961 @end smallexample
3963 @node Other Input Conversions
3964 @subsection Other Input Conversions
3966 This section describes the miscellaneous input conversions.
3968 The @samp{%p} conversion is used to read a pointer value.  It recognizes
3969 the same syntax used by the @samp{%p} output conversion for
3970 @code{printf} (@pxref{Other Output Conversions}); that is, a hexadecimal
3971 number just as the @samp{%x} conversion accepts.  The corresponding
3972 argument should be of type @code{void **}; that is, the address of a
3973 place to store a pointer.
3975 The resulting pointer value is not guaranteed to be valid if it was not
3976 originally written during the same program execution that reads it in.
3978 The @samp{%n} conversion produces the number of characters read so far
3979 by this call.  The corresponding argument should be of type @code{int *}.
3980 This conversion works in the same way as the @samp{%n} conversion for
3981 @code{printf}; see @ref{Other Output Conversions}, for an example.
3983 The @samp{%n} conversion is the only mechanism for determining the
3984 success of literal matches or conversions with suppressed assignments.
3985 If the @samp{%n} follows the locus of a matching failure, then no value
3986 is stored for it since @code{scanf} returns before processing the
3987 @samp{%n}.  If you store @code{-1} in that argument slot before calling
3988 @code{scanf}, the presence of @code{-1} after @code{scanf} indicates an
3989 error occurred before the @samp{%n} was reached.
3991 Finally, the @samp{%%} conversion matches a literal @samp{%} character
3992 in the input stream, without using an argument.  This conversion does
3993 not permit any flags, field width, or type modifier to be specified.
3995 @node Formatted Input Functions
3996 @subsection Formatted Input Functions
3998 Here are the descriptions of the functions for performing formatted
3999 input.
4000 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
4001 @pindex stdio.h
4003 @comment stdio.h
4004 @comment ISO
4005 @deftypefun int scanf (const char *@var{template}, @dots{})
4006 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4007 The @code{scanf} function reads formatted input from the stream
4008 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
4009 The optional arguments are pointers to the places which receive the
4010 resulting values.
4012 The return value is normally the number of successful assignments.  If
4013 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
4014 including matches against whitespace and literal characters in the
4015 template, then @code{EOF} is returned.
4016 @end deftypefun
4018 @comment wchar.h
4019 @comment ISO
4020 @deftypefun int wscanf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
4021 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4022 The @code{wscanf} function reads formatted input from the stream
4023 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
4024 The optional arguments are pointers to the places which receive the
4025 resulting values.
4027 The return value is normally the number of successful assignments.  If
4028 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
4029 including matches against whitespace and literal characters in the
4030 template, then @code{WEOF} is returned.
4031 @end deftypefun
4033 @comment stdio.h
4034 @comment ISO
4035 @deftypefun int fscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
4036 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4037 This function is just like @code{scanf}, except that the input is read
4038 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
4039 @end deftypefun
4041 @comment wchar.h
4042 @comment ISO
4043 @deftypefun int fwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
4044 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4045 This function is just like @code{wscanf}, except that the input is read
4046 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
4047 @end deftypefun
4049 @comment stdio.h
4050 @comment ISO
4051 @deftypefun int sscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
4052 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4053 This is like @code{scanf}, except that the characters are taken from the
4054 null-terminated string @var{s} instead of from a stream.  Reaching the
4055 end of the string is treated as an end-of-file condition.
4057 The behavior of this function is undefined if copying takes place
4058 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
4059 as an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
4060 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
4061 @end deftypefun
4063 @comment wchar.h
4064 @comment ISO
4065 @deftypefun int swscanf (const wchar_t *@var{ws}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
4066 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4067 This is like @code{wscanf}, except that the characters are taken from the
4068 null-terminated string @var{ws} instead of from a stream.  Reaching the
4069 end of the string is treated as an end-of-file condition.
4071 The behavior of this function is undefined if copying takes place
4072 between objects that overlap---for example, if @var{ws} is also given as
4073 an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
4074 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
4075 @end deftypefun
4077 @node Variable Arguments Input
4078 @subsection Variable Arguments Input Functions
4080 The functions @code{vscanf} and friends are provided so that you can
4081 define your own variadic @code{scanf}-like functions that make use of
4082 the same internals as the built-in formatted output functions.
4083 These functions are analogous to the @code{vprintf} series of output
4084 functions.  @xref{Variable Arguments Output}, for important
4085 information on how to use them.
4087 @strong{Portability Note:} The functions listed in this section were
4088 introduced in @w{ISO C99} and were before available as GNU extensions.
4090 @comment stdio.h
4091 @comment ISO
4092 @deftypefun int vscanf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4093 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4094 This function is similar to @code{scanf}, but instead of taking
4095 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
4096 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
4097 @end deftypefun
4099 @comment wchar.h
4100 @comment ISO
4101 @deftypefun int vwscanf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4102 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4103 This function is similar to @code{wscanf}, but instead of taking
4104 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
4105 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
4106 @end deftypefun
4108 @comment stdio.h
4109 @comment ISO
4110 @deftypefun int vfscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4111 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4112 This is the equivalent of @code{fscanf} with the variable argument list
4113 specified directly as for @code{vscanf}.
4114 @end deftypefun
4116 @comment wchar.h
4117 @comment ISO
4118 @deftypefun int vfwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4119 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4120 This is the equivalent of @code{fwscanf} with the variable argument list
4121 specified directly as for @code{vwscanf}.
4122 @end deftypefun
4124 @comment stdio.h
4125 @comment ISO
4126 @deftypefun int vsscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4127 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4128 This is the equivalent of @code{sscanf} with the variable argument list
4129 specified directly as for @code{vscanf}.
4130 @end deftypefun
4132 @comment wchar.h
4133 @comment ISO
4134 @deftypefun int vswscanf (const wchar_t *@var{s}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4135 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4136 This is the equivalent of @code{swscanf} with the variable argument list
4137 specified directly as for @code{vwscanf}.
4138 @end deftypefun
4140 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
4141 know that a function uses a @code{scanf}-style format string.  Then it
4142 can check the number and types of arguments in each call to the
4143 function, and warn you when they do not match the format string.
4144 For details, see @ref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
4145 gcc.info, Using GNU CC}.
4147 @node EOF and Errors
4148 @section End-Of-File and Errors
4150 @cindex end of file, on a stream
4151 Many of the functions described in this chapter return the value of the
4152 macro @code{EOF} to indicate unsuccessful completion of the operation.
4153 Since @code{EOF} is used to report both end of file and random errors,
4154 it's often better to use the @code{feof} function to check explicitly
4155 for end of file and @code{ferror} to check for errors.  These functions
4156 check indicators that are part of the internal state of the stream
4157 object, indicators set if the appropriate condition was detected by a
4158 previous I/O operation on that stream.
4160 @comment stdio.h
4161 @comment ISO
4162 @deftypevr Macro int EOF
4163 This macro is an integer value that is returned by a number of narrow
4164 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
4165 error situation.  With @theglibc{}, @code{EOF} is @code{-1}.  In
4166 other libraries, its value may be some other negative number.
4168 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4169 @end deftypevr
4171 @comment wchar.h
4172 @comment ISO
4173 @deftypevr Macro int WEOF
4174 This macro is an integer value that is returned by a number of wide
4175 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
4176 error situation.  With @theglibc{}, @code{WEOF} is @code{-1}.  In
4177 other libraries, its value may be some other negative number.
4179 This symbol is declared in @file{wchar.h}.
4180 @end deftypevr
4182 @comment stdio.h
4183 @comment ISO
4184 @deftypefun int feof (FILE *@var{stream})
4185 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4186 The @code{feof} function returns nonzero if and only if the end-of-file
4187 indicator for the stream @var{stream} is set.
4189 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4190 @end deftypefun
4192 @comment stdio.h
4193 @comment GNU
4194 @deftypefun int feof_unlocked (FILE *@var{stream})
4195 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4196 @c There isn't much of a thread unsafety risk in reading a flag word and
4197 @c testing a bit in it.
4198 The @code{feof_unlocked} function is equivalent to the @code{feof}
4199 function except that it does not implicitly lock the stream.
4201 This function is a GNU extension.
4203 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4204 @end deftypefun
4206 @comment stdio.h
4207 @comment ISO
4208 @deftypefun int ferror (FILE *@var{stream})
4209 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4210 The @code{ferror} function returns nonzero if and only if the error
4211 indicator for the stream @var{stream} is set, indicating that an error
4212 has occurred on a previous operation on the stream.
4214 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4215 @end deftypefun
4217 @comment stdio.h
4218 @comment GNU
4219 @deftypefun int ferror_unlocked (FILE *@var{stream})
4220 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4221 The @code{ferror_unlocked} function is equivalent to the @code{ferror}
4222 function except that it does not implicitly lock the stream.
4224 This function is a GNU extension.
4226 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4227 @end deftypefun
4229 In addition to setting the error indicator associated with the stream,
4230 the functions that operate on streams also set @code{errno} in the same
4231 way as the corresponding low-level functions that operate on file
4232 descriptors.  For example, all of the functions that perform output to a
4233 stream---such as @code{fputc}, @code{printf}, and @code{fflush}---are
4234 implemented in terms of @code{write}, and all of the @code{errno} error
4235 conditions defined for @code{write} are meaningful for these functions.
4236 For more information about the descriptor-level I/O functions, see
4237 @ref{Low-Level I/O}.
4239 @node Error Recovery
4240 @section Recovering from errors
4242 You may explicitly clear the error and EOF flags with the @code{clearerr}
4243 function.
4245 @comment stdio.h
4246 @comment ISO
4247 @deftypefun void clearerr (FILE *@var{stream})
4248 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4249 This function clears the end-of-file and error indicators for the
4250 stream @var{stream}.
4252 The file positioning functions (@pxref{File Positioning}) also clear the
4253 end-of-file indicator for the stream.
4254 @end deftypefun
4256 @comment stdio.h
4257 @comment GNU
4258 @deftypefun void clearerr_unlocked (FILE *@var{stream})
4259 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@assafe{}@acsafe{}}
4260 The @code{clearerr_unlocked} function is equivalent to the @code{clearerr}
4261 function except that it does not implicitly lock the stream.
4263 This function is a GNU extension.
4264 @end deftypefun
4266 Note that it is @emph{not} correct to just clear the error flag and retry
4267 a failed stream operation.  After a failed write, any number of
4268 characters since the last buffer flush may have been committed to the
4269 file, while some buffered data may have been discarded.  Merely retrying
4270 can thus cause lost or repeated data.
4272 A failed read may leave the file pointer in an inappropriate position for
4273 a second try.  In both cases, you should seek to a known position before
4274 retrying.
4276 Most errors that can happen are not recoverable --- a second try will
4277 always fail again in the same way.  So usually it is best to give up and
4278 report the error to the user, rather than install complicated recovery
4279 logic.
4281 One important exception is @code{EINTR} (@pxref{Interrupted Primitives}).
4282 Many stream I/O implementations will treat it as an ordinary error, which
4283 can be quite inconvenient.  You can avoid this hassle by installing all
4284 signals with the @code{SA_RESTART} flag.
4286 For similar reasons, setting nonblocking I/O on a stream's file
4287 descriptor is not usually advisable.
4289 @node Binary Streams
4290 @section Text and Binary Streams
4292 @gnusystems{} and other POSIX-compatible operating systems organize all
4293 files as uniform sequences of characters.  However, some other systems
4294 make a distinction between files containing text and files containing
4295 binary data, and the input and output facilities of @w{ISO C} provide for
4296 this distinction.  This section tells you how to write programs portable
4297 to such systems.
4299 @cindex text stream
4300 @cindex binary stream
4301 When you open a stream, you can specify either a @dfn{text stream} or a
4302 @dfn{binary stream}.  You indicate that you want a binary stream by
4303 specifying the @samp{b} modifier in the @var{opentype} argument to
4304 @code{fopen}; see @ref{Opening Streams}.  Without this
4305 option, @code{fopen} opens the file as a text stream.
4307 Text and binary streams differ in several ways:
4309 @itemize @bullet
4310 @item
4311 The data read from a text stream is divided into @dfn{lines} which are
4312 terminated by newline (@code{'\n'}) characters, while a binary stream is
4313 simply a long series of characters.  A text stream might on some systems
4314 fail to handle lines more than 254 characters long (including the
4315 terminating newline character).
4316 @cindex lines (in a text file)
4318 @item
4319 On some systems, text files can contain only printing characters,
4320 horizontal tab characters, and newlines, and so text streams may not
4321 support other characters.  However, binary streams can handle any
4322 character value.
4324 @item
4325 Space characters that are written immediately preceding a newline
4326 character in a text stream may disappear when the file is read in again.
4328 @item
4329 More generally, there need not be a one-to-one mapping between
4330 characters that are read from or written to a text stream, and the
4331 characters in the actual file.
4332 @end itemize
4334 Since a binary stream is always more capable and more predictable than a
4335 text stream, you might wonder what purpose text streams serve.  Why not
4336 simply always use binary streams?  The answer is that on these operating
4337 systems, text and binary streams use different file formats, and the
4338 only way to read or write ``an ordinary file of text'' that can work
4339 with other text-oriented programs is through a text stream.
4341 In @theglibc{}, and on all POSIX systems, there is no difference
4342 between text streams and binary streams.  When you open a stream, you
4343 get the same kind of stream regardless of whether you ask for binary.
4344 This stream can handle any file content, and has none of the
4345 restrictions that text streams sometimes have.
4347 @node File Positioning
4348 @section File Positioning
4349 @cindex file positioning on a stream
4350 @cindex positioning a stream
4351 @cindex seeking on a stream
4353 The @dfn{file position} of a stream describes where in the file the
4354 stream is currently reading or writing.  I/O on the stream advances the
4355 file position through the file.  On @gnusystems{}, the file position is
4356 represented as an integer, which counts the number of bytes from the
4357 beginning of the file.  @xref{File Position}.
4359 During I/O to an ordinary disk file, you can change the file position
4360 whenever you wish, so as to read or write any portion of the file.  Some
4361 other kinds of files may also permit this.  Files which support changing
4362 the file position are sometimes referred to as @dfn{random-access}
4363 files.
4365 You can use the functions in this section to examine or modify the file
4366 position indicator associated with a stream.  The symbols listed below
4367 are declared in the header file @file{stdio.h}.
4368 @pindex stdio.h
4370 @comment stdio.h
4371 @comment ISO
4372 @deftypefun {long int} ftell (FILE *@var{stream})
4373 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4374 This function returns the current file position of the stream
4375 @var{stream}.
4377 This function can fail if the stream doesn't support file positioning,
4378 or if the file position can't be represented in a @code{long int}, and
4379 possibly for other reasons as well.  If a failure occurs, a value of
4380 @code{-1} is returned.
4381 @end deftypefun
4383 @comment stdio.h
4384 @comment Unix98
4385 @deftypefun off_t ftello (FILE *@var{stream})
4386 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4387 The @code{ftello} function is similar to @code{ftell}, except that it
4388 returns a value of type @code{off_t}.  Systems which support this type
4389 use it to describe all file positions, unlike the POSIX specification
4390 which uses a long int.  The two are not necessarily the same size.
4391 Therefore, using ftell can lead to problems if the implementation is
4392 written on top of a POSIX compliant low-level I/O implementation, and using
4393 @code{ftello} is preferable whenever it is available.
4395 If this function fails it returns @code{(off_t) -1}.  This can happen due
4396 to missing support for file positioning or internal errors.  Otherwise
4397 the return value is the current file position.
4399 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4400 version 2.
4402 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4403 32 bit system this function is in fact @code{ftello64}.  I.e., the
4404 LFS interface transparently replaces the old interface.
4405 @end deftypefun
4407 @comment stdio.h
4408 @comment Unix98
4409 @deftypefun off64_t ftello64 (FILE *@var{stream})
4410 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4411 This function is similar to @code{ftello} with the only difference that
4412 the return value is of type @code{off64_t}.  This also requires that the
4413 stream @var{stream} was opened using either @code{fopen64},
4414 @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise the underlying
4415 file operations to position the file pointer beyond the @math{2^31}
4416 bytes limit might fail.
4418 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4419 bits machine this function is available under the name @code{ftello}
4420 and so transparently replaces the old interface.
4421 @end deftypefun
4423 @comment stdio.h
4424 @comment ISO
4425 @deftypefun int fseek (FILE *@var{stream}, long int @var{offset}, int @var{whence})
4426 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4427 The @code{fseek} function is used to change the file position of the
4428 stream @var{stream}.  The value of @var{whence} must be one of the
4429 constants @code{SEEK_SET}, @code{SEEK_CUR}, or @code{SEEK_END}, to
4430 indicate whether the @var{offset} is relative to the beginning of the
4431 file, the current file position, or the end of the file, respectively.
4433 This function returns a value of zero if the operation was successful,
4434 and a nonzero value to indicate failure.  A successful call also clears
4435 the end-of-file indicator of @var{stream} and discards any characters
4436 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}.
4438 @code{fseek} either flushes any buffered output before setting the file
4439 position or else remembers it so it will be written later in its proper
4440 place in the file.
4441 @end deftypefun
4443 @comment stdio.h
4444 @comment Unix98
4445 @deftypefun int fseeko (FILE *@var{stream}, off_t @var{offset}, int @var{whence})
4446 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4447 This function is similar to @code{fseek} but it corrects a problem with
4448 @code{fseek} in a system with POSIX types.  Using a value of type
4449 @code{long int} for the offset is not compatible with POSIX.
4450 @code{fseeko} uses the correct type @code{off_t} for the @var{offset}
4451 parameter.
4453 For this reason it is a good idea to prefer @code{ftello} whenever it is
4454 available since its functionality is (if different at all) closer the
4455 underlying definition.
4457 The functionality and return value is the same as for @code{fseek}.
4459 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4460 version 2.
4462 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4463 32 bit system this function is in fact @code{fseeko64}.  I.e., the
4464 LFS interface transparently replaces the old interface.
4465 @end deftypefun
4467 @comment stdio.h
4468 @comment Unix98
4469 @deftypefun int fseeko64 (FILE *@var{stream}, off64_t @var{offset}, int @var{whence})
4470 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4471 This function is similar to @code{fseeko} with the only difference that
4472 the @var{offset} parameter is of type @code{off64_t}.  This also
4473 requires that the stream @var{stream} was opened using either
4474 @code{fopen64}, @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise
4475 the underlying file operations to position the file pointer beyond the
4476 @math{2^31} bytes limit might fail.
4478 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4479 bits machine this function is available under the name @code{fseeko}
4480 and so transparently replaces the old interface.
4481 @end deftypefun
4483 @strong{Portability Note:} In non-POSIX systems, @code{ftell},
4484 @code{ftello}, @code{fseek} and @code{fseeko} might work reliably only
4485 on binary streams.  @xref{Binary Streams}.
4487 The following symbolic constants are defined for use as the @var{whence}
4488 argument to @code{fseek}.  They are also used with the @code{lseek}
4489 function (@pxref{I/O Primitives}) and to specify offsets for file locks
4490 (@pxref{Control Operations}).
4492 @comment stdio.h
4493 @comment ISO
4494 @deftypevr Macro int SEEK_SET
4495 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4496 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4497 the offset provided is relative to the beginning of the file.
4498 @end deftypevr
4500 @comment stdio.h
4501 @comment ISO
4502 @deftypevr Macro int SEEK_CUR
4503 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4504 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4505 the offset provided is relative to the current file position.
4506 @end deftypevr
4508 @comment stdio.h
4509 @comment ISO
4510 @deftypevr Macro int SEEK_END
4511 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4512 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4513 the offset provided is relative to the end of the file.
4514 @end deftypevr
4516 @comment stdio.h
4517 @comment ISO
4518 @deftypefun void rewind (FILE *@var{stream})
4519 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4520 The @code{rewind} function positions the stream @var{stream} at the
4521 beginning of the file.  It is equivalent to calling @code{fseek} or
4522 @code{fseeko} on the @var{stream} with an @var{offset} argument of
4523 @code{0L} and a @var{whence} argument of @code{SEEK_SET}, except that
4524 the return value is discarded and the error indicator for the stream is
4525 reset.
4526 @end deftypefun
4528 These three aliases for the @samp{SEEK_@dots{}} constants exist for the
4529 sake of compatibility with older BSD systems.  They are defined in two
4530 different header files: @file{fcntl.h} and @file{sys/file.h}.
4532 @table @code
4533 @comment sys/file.h
4534 @comment BSD
4535 @item L_SET
4536 @vindex L_SET
4537 An alias for @code{SEEK_SET}.
4539 @comment sys/file.h
4540 @comment BSD
4541 @item L_INCR
4542 @vindex L_INCR
4543 An alias for @code{SEEK_CUR}.
4545 @comment sys/file.h
4546 @comment BSD
4547 @item L_XTND
4548 @vindex L_XTND
4549 An alias for @code{SEEK_END}.
4550 @end table
4552 @node Portable Positioning
4553 @section Portable File-Position Functions
4555 On @gnusystems{}, the file position is truly a character count.  You
4556 can specify any character count value as an argument to @code{fseek} or
4557 @code{fseeko} and get reliable results for any random access file.
4558 However, some @w{ISO C} systems do not represent file positions in this
4559 way.
4561 On some systems where text streams truly differ from binary streams, it
4562 is impossible to represent the file position of a text stream as a count
4563 of characters from the beginning of the file.  For example, the file
4564 position on some systems must encode both a record offset within the
4565 file, and a character offset within the record.
4567 As a consequence, if you want your programs to be portable to these
4568 systems, you must observe certain rules:
4570 @itemize @bullet
4571 @item
4572 The value returned from @code{ftell} on a text stream has no predictable
4573 relationship to the number of characters you have read so far.  The only
4574 thing you can rely on is that you can use it subsequently as the
4575 @var{offset} argument to @code{fseek} or @code{fseeko} to move back to
4576 the same file position.
4578 @item
4579 In a call to @code{fseek} or @code{fseeko} on a text stream, either the
4580 @var{offset} must be zero, or @var{whence} must be @code{SEEK_SET} and
4581 the @var{offset} must be the result of an earlier call to @code{ftell}
4582 on the same stream.
4584 @item
4585 The value of the file position indicator of a text stream is undefined
4586 while there are characters that have been pushed back with @code{ungetc}
4587 that haven't been read or discarded.  @xref{Unreading}.
4588 @end itemize
4590 But even if you observe these rules, you may still have trouble for long
4591 files, because @code{ftell} and @code{fseek} use a @code{long int} value
4592 to represent the file position.  This type may not have room to encode
4593 all the file positions in a large file.  Using the @code{ftello} and
4594 @code{fseeko} functions might help here since the @code{off_t} type is
4595 expected to be able to hold all file position values but this still does
4596 not help to handle additional information which must be associated with
4597 a file position.
4599 So if you do want to support systems with peculiar encodings for the
4600 file positions, it is better to use the functions @code{fgetpos} and
4601 @code{fsetpos} instead.  These functions represent the file position
4602 using the data type @code{fpos_t}, whose internal representation varies
4603 from system to system.
4605 These symbols are declared in the header file @file{stdio.h}.
4606 @pindex stdio.h
4608 @comment stdio.h
4609 @comment ISO
4610 @deftp {Data Type} fpos_t
4611 This is the type of an object that can encode information about the
4612 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos} and
4613 @code{fsetpos}.
4615 In @theglibc{}, @code{fpos_t} is an opaque data structure that
4616 contains internal data to represent file offset and conversion state
4617 information.  In other systems, it might have a different internal
4618 representation.
4620 When compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32 bit machine
4621 this type is in fact equivalent to @code{fpos64_t} since the LFS
4622 interface transparently replaces the old interface.
4623 @end deftp
4625 @comment stdio.h
4626 @comment Unix98
4627 @deftp {Data Type} fpos64_t
4628 This is the type of an object that can encode information about the
4629 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos64} and
4630 @code{fsetpos64}.
4632 In @theglibc{}, @code{fpos64_t} is an opaque data structure that
4633 contains internal data to represent file offset and conversion state
4634 information.  In other systems, it might have a different internal
4635 representation.
4636 @end deftp
4638 @comment stdio.h
4639 @comment ISO
4640 @deftypefun int fgetpos (FILE *@var{stream}, fpos_t *@var{position})
4641 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4642 This function stores the value of the file position indicator for the
4643 stream @var{stream} in the @code{fpos_t} object pointed to by
4644 @var{position}.  If successful, @code{fgetpos} returns zero; otherwise
4645 it returns a nonzero value and stores an implementation-defined positive
4646 value in @code{errno}.
4648 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4649 32 bit system the function is in fact @code{fgetpos64}.  I.e., the LFS
4650 interface transparently replaces the old interface.
4651 @end deftypefun
4653 @comment stdio.h
4654 @comment Unix98
4655 @deftypefun int fgetpos64 (FILE *@var{stream}, fpos64_t *@var{position})
4656 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4657 This function is similar to @code{fgetpos} but the file position is
4658 returned in a variable of type @code{fpos64_t} to which @var{position}
4659 points.
4661 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4662 bits machine this function is available under the name @code{fgetpos}
4663 and so transparently replaces the old interface.
4664 @end deftypefun
4666 @comment stdio.h
4667 @comment ISO
4668 @deftypefun int fsetpos (FILE *@var{stream}, const fpos_t *@var{position})
4669 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4670 This function sets the file position indicator for the stream @var{stream}
4671 to the position @var{position}, which must have been set by a previous
4672 call to @code{fgetpos} on the same stream.  If successful, @code{fsetpos}
4673 clears the end-of-file indicator on the stream, discards any characters
4674 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}, and returns a value
4675 of zero.  Otherwise, @code{fsetpos} returns a nonzero value and stores
4676 an implementation-defined positive value in @code{errno}.
4678 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4679 32 bit system the function is in fact @code{fsetpos64}.  I.e., the LFS
4680 interface transparently replaces the old interface.
4681 @end deftypefun
4683 @comment stdio.h
4684 @comment Unix98
4685 @deftypefun int fsetpos64 (FILE *@var{stream}, const fpos64_t *@var{position})
4686 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4687 This function is similar to @code{fsetpos} but the file position used
4688 for positioning is provided in a variable of type @code{fpos64_t} to
4689 which @var{position} points.
4691 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4692 bits machine this function is available under the name @code{fsetpos}
4693 and so transparently replaces the old interface.
4694 @end deftypefun
4696 @node Stream Buffering
4697 @section Stream Buffering
4699 @cindex buffering of streams
4700 Characters that are written to a stream are normally accumulated and
4701 transmitted asynchronously to the file in a block, instead of appearing
4702 as soon as they are output by the application program.  Similarly,
4703 streams often retrieve input from the host environment in blocks rather
4704 than on a character-by-character basis.  This is called @dfn{buffering}.
4706 If you are writing programs that do interactive input and output using
4707 streams, you need to understand how buffering works when you design the
4708 user interface to your program.  Otherwise, you might find that output
4709 (such as progress or prompt messages) doesn't appear when you intended
4710 it to, or displays some other unexpected behavior.
4712 This section deals only with controlling when characters are transmitted
4713 between the stream and the file or device, and @emph{not} with how
4714 things like echoing, flow control, and the like are handled on specific
4715 classes of devices.  For information on common control operations on
4716 terminal devices, see @ref{Low-Level Terminal Interface}.
4718 You can bypass the stream buffering facilities altogether by using the
4719 low-level input and output functions that operate on file descriptors
4720 instead.  @xref{Low-Level I/O}.
4722 @menu
4723 * Buffering Concepts::          Terminology is defined here.
4724 * Flushing Buffers::            How to ensure that output buffers are flushed.
4725 * Controlling Buffering::       How to specify what kind of buffering to use.
4726 @end menu
4728 @node Buffering Concepts
4729 @subsection Buffering Concepts
4731 There are three different kinds of buffering strategies:
4733 @itemize @bullet
4734 @item
4735 Characters written to or read from an @dfn{unbuffered} stream are
4736 transmitted individually to or from the file as soon as possible.
4737 @cindex unbuffered stream
4739 @item
4740 Characters written to a @dfn{line buffered} stream are transmitted to
4741 the file in blocks when a newline character is encountered.
4742 @cindex line buffered stream
4744 @item
4745 Characters written to or read from a @dfn{fully buffered} stream are
4746 transmitted to or from the file in blocks of arbitrary size.
4747 @cindex fully buffered stream
4748 @end itemize
4750 Newly opened streams are normally fully buffered, with one exception: a
4751 stream connected to an interactive device such as a terminal is
4752 initially line buffered.  @xref{Controlling Buffering}, for information
4753 on how to select a different kind of buffering.  Usually the automatic
4754 selection gives you the most convenient kind of buffering for the file
4755 or device you open.
4757 The use of line buffering for interactive devices implies that output
4758 messages ending in a newline will appear immediately---which is usually
4759 what you want.  Output that doesn't end in a newline might or might not
4760 show up immediately, so if you want them to appear immediately, you
4761 should flush buffered output explicitly with @code{fflush}, as described
4762 in @ref{Flushing Buffers}.
4764 @node Flushing Buffers
4765 @subsection Flushing Buffers
4767 @cindex flushing a stream
4768 @dfn{Flushing} output on a buffered stream means transmitting all
4769 accumulated characters to the file.  There are many circumstances when
4770 buffered output on a stream is flushed automatically:
4772 @itemize @bullet
4773 @item
4774 When you try to do output and the output buffer is full.
4776 @item
4777 When the stream is closed.  @xref{Closing Streams}.
4779 @item
4780 When the program terminates by calling @code{exit}.
4781 @xref{Normal Termination}.
4783 @item
4784 When a newline is written, if the stream is line buffered.
4786 @item
4787 Whenever an input operation on @emph{any} stream actually reads data
4788 from its file.
4789 @end itemize
4791 If you want to flush the buffered output at another time, call
4792 @code{fflush}, which is declared in the header file @file{stdio.h}.
4793 @pindex stdio.h
4795 @comment stdio.h
4796 @comment ISO
4797 @deftypefun int fflush (FILE *@var{stream})
4798 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4799 This function causes any buffered output on @var{stream} to be delivered
4800 to the file.  If @var{stream} is a null pointer, then
4801 @code{fflush} causes buffered output on @emph{all} open output streams
4802 to be flushed.
4804 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, or zero
4805 otherwise.
4806 @end deftypefun
4808 @comment stdio.h
4809 @comment POSIX
4810 @deftypefun int fflush_unlocked (FILE *@var{stream})
4811 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
4812 The @code{fflush_unlocked} function is equivalent to the @code{fflush}
4813 function except that it does not implicitly lock the stream.
4814 @end deftypefun
4816 The @code{fflush} function can be used to flush all streams currently
4817 opened.  While this is useful in some situations it does often more than
4818 necessary since it might be done in situations when terminal input is
4819 required and the program wants to be sure that all output is visible on
4820 the terminal.  But this means that only line buffered streams have to be
4821 flushed.  Solaris introduced a function especially for this.  It was
4822 always available in @theglibc{} in some form but never officially
4823 exported.
4825 @comment stdio_ext.h
4826 @comment GNU
4827 @deftypefun void _flushlbf (void)
4828 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4829 The @code{_flushlbf} function flushes all line buffered streams
4830 currently opened.
4832 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4833 @end deftypefun
4835 @strong{Compatibility Note:} Some brain-damaged operating systems have
4836 been known to be so thoroughly fixated on line-oriented input and output
4837 that flushing a line buffered stream causes a newline to be written!
4838 Fortunately, this ``feature'' seems to be becoming less common.  You do
4839 not need to worry about this with @theglibc{}.
4841 In some situations it might be useful to not flush the output pending
4842 for a stream but instead simply forget it.  If transmission is costly
4843 and the output is not needed anymore this is valid reasoning.  In this
4844 situation a non-standard function introduced in Solaris and available in
4845 @theglibc{} can be used.
4847 @comment stdio_ext.h
4848 @comment GNU
4849 @deftypefun void __fpurge (FILE *@var{stream})
4850 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
4851 The @code{__fpurge} function causes the buffer of the stream
4852 @var{stream} to be emptied.  If the stream is currently in read mode all
4853 input in the buffer is lost.  If the stream is in output mode the
4854 buffered output is not written to the device (or whatever other
4855 underlying storage) and the buffer the cleared.
4857 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
4858 @end deftypefun
4860 @node Controlling Buffering
4861 @subsection Controlling Which Kind of Buffering
4863 After opening a stream (but before any other operations have been
4864 performed on it), you can explicitly specify what kind of buffering you
4865 want it to have using the @code{setvbuf} function.
4866 @cindex buffering, controlling
4868 The facilities listed in this section are declared in the header
4869 file @file{stdio.h}.
4870 @pindex stdio.h
4872 @comment stdio.h
4873 @comment ISO
4874 @deftypefun int setvbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, int @var{mode}, size_t @var{size})
4875 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4876 This function is used to specify that the stream @var{stream} should
4877 have the buffering mode @var{mode}, which can be either @code{_IOFBF}
4878 (for full buffering), @code{_IOLBF} (for line buffering), or
4879 @code{_IONBF} (for unbuffered input/output).
4881 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, then @code{setvbuf}
4882 allocates a buffer itself using @code{malloc}.  This buffer will be freed
4883 when you close the stream.
4885 Otherwise, @var{buf} should be a character array that can hold at least
4886 @var{size} characters.  You should not free the space for this array as
4887 long as the stream remains open and this array remains its buffer.  You
4888 should usually either allocate it statically, or @code{malloc}
4889 (@pxref{Unconstrained Allocation}) the buffer.  Using an automatic array
4890 is not a good idea unless you close the file before exiting the block
4891 that declares the array.
4893 While the array remains a stream buffer, the stream I/O functions will
4894 use the buffer for their internal purposes.  You shouldn't try to access
4895 the values in the array directly while the stream is using it for
4896 buffering.
4898 The @code{setvbuf} function returns zero on success, or a nonzero value
4899 if the value of @var{mode} is not valid or if the request could not
4900 be honored.
4901 @end deftypefun
4903 @comment stdio.h
4904 @comment ISO
4905 @deftypevr Macro int _IOFBF
4906 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4907 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4908 specify that the stream should be fully buffered.
4909 @end deftypevr
4911 @comment stdio.h
4912 @comment ISO
4913 @deftypevr Macro int _IOLBF
4914 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4915 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4916 specify that the stream should be line buffered.
4917 @end deftypevr
4919 @comment stdio.h
4920 @comment ISO
4921 @deftypevr Macro int _IONBF
4922 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4923 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4924 specify that the stream should be unbuffered.
4925 @end deftypevr
4927 @comment stdio.h
4928 @comment ISO
4929 @deftypevr Macro int BUFSIZ
4930 The value of this macro is an integer constant expression that is good
4931 to use for the @var{size} argument to @code{setvbuf}.  This value is
4932 guaranteed to be at least @code{256}.
4934 The value of @code{BUFSIZ} is chosen on each system so as to make stream
4935 I/O efficient.  So it is a good idea to use @code{BUFSIZ} as the size
4936 for the buffer when you call @code{setvbuf}.
4938 Actually, you can get an even better value to use for the buffer size
4939 by means of the @code{fstat} system call: it is found in the
4940 @code{st_blksize} field of the file attributes.  @xref{Attribute Meanings}.
4942 Sometimes people also use @code{BUFSIZ} as the allocation size of
4943 buffers used for related purposes, such as strings used to receive a
4944 line of input with @code{fgets} (@pxref{Character Input}).  There is no
4945 particular reason to use @code{BUFSIZ} for this instead of any other
4946 integer, except that it might lead to doing I/O in chunks of an
4947 efficient size.
4948 @end deftypevr
4950 @comment stdio.h
4951 @comment ISO
4952 @deftypefun void setbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf})
4953 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4954 If @var{buf} is a null pointer, the effect of this function is
4955 equivalent to calling @code{setvbuf} with a @var{mode} argument of
4956 @code{_IONBF}.  Otherwise, it is equivalent to calling @code{setvbuf}
4957 with @var{buf}, and a @var{mode} of @code{_IOFBF} and a @var{size}
4958 argument of @code{BUFSIZ}.
4960 The @code{setbuf} function is provided for compatibility with old code;
4961 use @code{setvbuf} in all new programs.
4962 @end deftypefun
4964 @comment stdio.h
4965 @comment BSD
4966 @deftypefun void setbuffer (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, size_t @var{size})
4967 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4968 If @var{buf} is a null pointer, this function makes @var{stream} unbuffered.
4969 Otherwise, it makes @var{stream} fully buffered using @var{buf} as the
4970 buffer.  The @var{size} argument specifies the length of @var{buf}.
4972 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4973 @code{setvbuf} instead.
4974 @end deftypefun
4976 @comment stdio.h
4977 @comment BSD
4978 @deftypefun void setlinebuf (FILE *@var{stream})
4979 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4980 This function makes @var{stream} be line buffered, and allocates the
4981 buffer for you.
4983 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4984 @code{setvbuf} instead.
4985 @end deftypefun
4987 It is possible to query whether a given stream is line buffered or not
4988 using a non-standard function introduced in Solaris and available in
4989 @theglibc{}.
4991 @comment stdio_ext.h
4992 @comment GNU
4993 @deftypefun int __flbf (FILE *@var{stream})
4994 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4995 The @code{__flbf} function will return a nonzero value in case the
4996 stream @var{stream} is line buffered.  Otherwise the return value is
4997 zero.
4999 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
5000 @end deftypefun
5002 Two more extensions allow to determine the size of the buffer and how
5003 much of it is used.  These functions were also introduced in Solaris.
5005 @comment stdio_ext.h
5006 @comment GNU
5007 @deftypefun size_t __fbufsize (FILE *@var{stream})
5008 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acsafe{}}
5009 The @code{__fbufsize} function return the size of the buffer in the
5010 stream @var{stream}.  This value can be used to optimize the use of the
5011 stream.
5013 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
5014 @end deftypefun
5016 @comment stdio_ext.h
5017 @comment GNU
5018 @deftypefun size_t __fpending (FILE *@var{stream})
5019 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acsafe{}}
5020 The @code{__fpending}
5021 function returns the number of bytes currently in the output buffer.
5022 For wide-oriented stream the measuring unit is wide characters.  This
5023 function should not be used on buffers in read mode or opened read-only.
5025 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
5026 @end deftypefun
5028 @node Other Kinds of Streams
5029 @section Other Kinds of Streams
5031 @Theglibc{} provides ways for you to define additional kinds of
5032 streams that do not necessarily correspond to an open file.
5034 One such type of stream takes input from or writes output to a string.
5035 These kinds of streams are used internally to implement the
5036 @code{sprintf} and @code{sscanf} functions.  You can also create such a
5037 stream explicitly, using the functions described in @ref{String Streams}.
5039 More generally, you can define streams that do input/output to arbitrary
5040 objects using functions supplied by your program.  This protocol is
5041 discussed in @ref{Custom Streams}.
5043 @strong{Portability Note:} The facilities described in this section are
5044 specific to GNU.  Other systems or C implementations might or might not
5045 provide equivalent functionality.
5047 @menu
5048 * String Streams::              Streams that get data from or put data in
5049                                  a string or memory buffer.
5050 * Custom Streams::              Defining your own streams with an arbitrary
5051                                  input data source and/or output data sink.
5052 @end menu
5054 @node String Streams
5055 @subsection String Streams
5057 @cindex stream, for I/O to a string
5058 @cindex string stream
5059 The @code{fmemopen} and @code{open_memstream} functions allow you to do
5060 I/O to a string or memory buffer.  These facilities are declared in
5061 @file{stdio.h}.
5062 @pindex stdio.h
5064 @comment stdio.h
5065 @comment GNU
5066 @deftypefun {FILE *} fmemopen (void *@var{buf}, size_t @var{size}, const char *@var{opentype})
5067 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
5068 @c Unlike open_memstream, fmemopen does (indirectly) call _IO_link_in,
5069 @c bringing with it additional potential for async trouble with
5070 @c list_all_lock.
5071 This function opens a stream that allows the access specified by the
5072 @var{opentype} argument, that reads from or writes to the buffer specified
5073 by the argument @var{buf}.  This array must be at least @var{size} bytes long.
5075 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, @code{fmemopen}
5076 dynamically allocates an array @var{size} bytes long (as with @code{malloc};
5077 @pxref{Unconstrained Allocation}).  This is really only useful
5078 if you are going to write things to the buffer and then read them back
5079 in again, because you have no way of actually getting a pointer to the
5080 buffer (for this, try @code{open_memstream}, below).  The buffer is
5081 freed when the stream is closed.
5083 The argument @var{opentype} is the same as in @code{fopen}
5084 (@pxref{Opening Streams}).  If the @var{opentype} specifies
5085 append mode, then the initial file position is set to the first null
5086 character in the buffer.  Otherwise the initial file position is at the
5087 beginning of the buffer.
5089 When a stream open for writing is flushed or closed, a null character
5090 (zero byte) is written at the end of the buffer if it fits.  You
5091 should add an extra byte to the @var{size} argument to account for this.
5092 Attempts to write more than @var{size} bytes to the buffer result
5093 in an error.
5095 For a stream open for reading, null characters (zero bytes) in the
5096 buffer do not count as ``end of file''.  Read operations indicate end of
5097 file only when the file position advances past @var{size} bytes.  So, if
5098 you want to read characters from a null-terminated string, you should
5099 supply the length of the string as the @var{size} argument.
5100 @end deftypefun
5102 Here is an example of using @code{fmemopen} to create a stream for
5103 reading from a string:
5105 @smallexample
5106 @include memopen.c.texi
5107 @end smallexample
5109 This program produces the following output:
5111 @smallexample
5112 Got f
5113 Got o
5114 Got o
5115 Got b
5116 Got a
5117 Got r
5118 @end smallexample
5120 @comment stdio.h
5121 @comment GNU
5122 @deftypefun {FILE *} open_memstream (char **@var{ptr}, size_t *@var{sizeloc})
5123 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
5124 This function opens a stream for writing to a buffer.  The buffer is
5125 allocated dynamically and grown as necessary, using @code{malloc}.
5126 After you've closed the stream, this buffer is your responsibility to
5127 clean up using @code{free} or @code{realloc}.  @xref{Unconstrained Allocation}.
5129 When the stream is closed with @code{fclose} or flushed with
5130 @code{fflush}, the locations @var{ptr} and @var{sizeloc} are updated to
5131 contain the pointer to the buffer and its size.  The values thus stored
5132 remain valid only as long as no further output on the stream takes
5133 place.  If you do more output, you must flush the stream again to store
5134 new values before you use them again.
5136 A null character is written at the end of the buffer.  This null character
5137 is @emph{not} included in the size value stored at @var{sizeloc}.
5139 You can move the stream's file position with @code{fseek} or
5140 @code{fseeko} (@pxref{File Positioning}).  Moving the file position past
5141 the end of the data already written fills the intervening space with
5142 zeroes.
5143 @end deftypefun
5145 Here is an example of using @code{open_memstream}:
5147 @smallexample
5148 @include memstrm.c.texi
5149 @end smallexample
5151 This program produces the following output:
5153 @smallexample
5154 buf = `hello', size = 5
5155 buf = `hello, world', size = 12
5156 @end smallexample
5158 @node Custom Streams
5159 @subsection Programming Your Own Custom Streams
5160 @cindex custom streams
5161 @cindex programming your own streams
5163 This section describes how you can make a stream that gets input from an
5164 arbitrary data source or writes output to an arbitrary data sink
5165 programmed by you.  We call these @dfn{custom streams}.  The functions
5166 and types described here are all GNU extensions.
5168 @c !!! this does not talk at all about the higher-level hooks
5170 @menu
5171 * Streams and Cookies::         The @dfn{cookie} records where to fetch or
5172                                  store data that is read or written.
5173 * Hook Functions::              How you should define the four @dfn{hook
5174                                  functions} that a custom stream needs.
5175 @end menu
5177 @node Streams and Cookies
5178 @subsubsection Custom Streams and Cookies
5179 @cindex cookie, for custom stream
5181 Inside every custom stream is a special object called the @dfn{cookie}.
5182 This is an object supplied by you which records where to fetch or store
5183 the data read or written.  It is up to you to define a data type to use
5184 for the cookie.  The stream functions in the library never refer
5185 directly to its contents, and they don't even know what the type is;
5186 they record its address with type @code{void *}.
5188 To implement a custom stream, you must specify @emph{how} to fetch or
5189 store the data in the specified place.  You do this by defining
5190 @dfn{hook functions} to read, write, change ``file position'', and close
5191 the stream.  All four of these functions will be passed the stream's
5192 cookie so they can tell where to fetch or store the data.  The library
5193 functions don't know what's inside the cookie, but your functions will
5194 know.
5196 When you create a custom stream, you must specify the cookie pointer,
5197 and also the four hook functions stored in a structure of type
5198 @code{cookie_io_functions_t}.
5200 These facilities are declared in @file{stdio.h}.
5201 @pindex stdio.h
5203 @comment stdio.h
5204 @comment GNU
5205 @deftp {Data Type} {cookie_io_functions_t}
5206 This is a structure type that holds the functions that define the
5207 communications protocol between the stream and its cookie.  It has
5208 the following members:
5210 @table @code
5211 @item cookie_read_function_t *read
5212 This is the function that reads data from the cookie.  If the value is a
5213 null pointer instead of a function, then read operations on this stream
5214 always return @code{EOF}.
5216 @item cookie_write_function_t *write
5217 This is the function that writes data to the cookie.  If the value is a
5218 null pointer instead of a function, then data written to the stream is
5219 discarded.
5221 @item cookie_seek_function_t *seek
5222 This is the function that performs the equivalent of file positioning on
5223 the cookie.  If the value is a null pointer instead of a function, calls
5224 to @code{fseek} or @code{fseeko} on this stream can only seek to
5225 locations within the buffer; any attempt to seek outside the buffer will
5226 return an @code{ESPIPE} error.
5228 @item cookie_close_function_t *close
5229 This function performs any appropriate cleanup on the cookie when
5230 closing the stream.  If the value is a null pointer instead of a
5231 function, nothing special is done to close the cookie when the stream is
5232 closed.
5233 @end table
5234 @end deftp
5236 @comment stdio.h
5237 @comment GNU
5238 @deftypefun {FILE *} fopencookie (void *@var{cookie}, const char *@var{opentype}, cookie_io_functions_t @var{io-functions})
5239 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
5240 This function actually creates the stream for communicating with the
5241 @var{cookie} using the functions in the @var{io-functions} argument.
5242 The @var{opentype} argument is interpreted as for @code{fopen};
5243 see @ref{Opening Streams}.  (But note that the ``truncate on
5244 open'' option is ignored.)  The new stream is fully buffered.
5246 The @code{fopencookie} function returns the newly created stream, or a null
5247 pointer in case of an error.
5248 @end deftypefun
5250 @node Hook Functions
5251 @subsubsection Custom Stream Hook Functions
5252 @cindex hook functions (of custom streams)
5254 Here are more details on how you should define the four hook functions
5255 that a custom stream needs.
5257 You should define the function to read data from the cookie as:
5259 @smallexample
5260 ssize_t @var{reader} (void *@var{cookie}, char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5261 @end smallexample
5263 This is very similar to the @code{read} function; see @ref{I/O
5264 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes into
5265 the @var{buffer}, and return the number of bytes read, or zero to
5266 indicate end-of-file.  You can return a value of @code{-1} to indicate
5267 an error.
5269 You should define the function to write data to the cookie as:
5271 @smallexample
5272 ssize_t @var{writer} (void *@var{cookie}, const char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5273 @end smallexample
5275 This is very similar to the @code{write} function; see @ref{I/O
5276 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes from
5277 the buffer, and return the number of bytes written.  You can return a
5278 value of @code{0} to indicate an error.  You must not return any
5279 negative value.
5281 You should define the function to perform seek operations on the cookie
5284 @smallexample
5285 int @var{seeker} (void *@var{cookie}, off64_t *@var{position}, int @var{whence})
5286 @end smallexample
5288 For this function, the @var{position} and @var{whence} arguments are
5289 interpreted as for @code{fgetpos}; see @ref{Portable Positioning}.
5291 After doing the seek operation, your function should store the resulting
5292 file position relative to the beginning of the file in @var{position}.
5293 Your function should return a value of @code{0} on success and @code{-1}
5294 to indicate an error.
5296 You should define the function to do cleanup operations on the cookie
5297 appropriate for closing the stream as:
5299 @smallexample
5300 int @var{cleaner} (void *@var{cookie})
5301 @end smallexample
5303 Your function should return @code{-1} to indicate an error, and @code{0}
5304 otherwise.
5306 @comment stdio.h
5307 @comment GNU
5308 @deftp {Data Type} cookie_read_function_t
5309 This is the data type that the read function for a custom stream should have.
5310 If you declare the function as shown above, this is the type it will have.
5311 @end deftp
5313 @comment stdio.h
5314 @comment GNU
5315 @deftp {Data Type} cookie_write_function_t
5316 The data type of the write function for a custom stream.
5317 @end deftp
5319 @comment stdio.h
5320 @comment GNU
5321 @deftp {Data Type} cookie_seek_function_t
5322 The data type of the seek function for a custom stream.
5323 @end deftp
5325 @comment stdio.h
5326 @comment GNU
5327 @deftp {Data Type} cookie_close_function_t
5328 The data type of the close function for a custom stream.
5329 @end deftp
5331 @ignore
5332 Roland says:
5334 @quotation
5335 There is another set of functions one can give a stream, the
5336 input-room and output-room functions.  These functions must
5337 understand stdio internals.  To describe how to use these
5338 functions, you also need to document lots of how stdio works
5339 internally (which isn't relevant for other uses of stdio).
5340 Perhaps I can write an interface spec from which you can write
5341 good documentation.  But it's pretty complex and deals with lots
5342 of nitty-gritty details.  I think it might be better to let this
5343 wait until the rest of the manual is more done and polished.
5344 @end quotation
5345 @end ignore
5347 @c ??? This section could use an example.
5350 @node Formatted Messages
5351 @section Formatted Messages
5352 @cindex formatted messages
5354 On systems which are based on System V messages of programs (especially
5355 the system tools) are printed in a strict form using the @code{fmtmsg}
5356 function.  The uniformity sometimes helps the user to interpret messages
5357 and the strictness tests of the @code{fmtmsg} function ensure that the
5358 programmer follows some minimal requirements.
5360 @menu
5361 * Printing Formatted Messages::   The @code{fmtmsg} function.
5362 * Adding Severity Classes::       Add more severity classes.
5363 * Example::                       How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}.
5364 @end menu
5367 @node Printing Formatted Messages
5368 @subsection Printing Formatted Messages
5370 Messages can be printed to standard error and/or to the console.  To
5371 select the destination the programmer can use the following two values,
5372 bitwise OR combined if wanted, for the @var{classification} parameter of
5373 @code{fmtmsg}:
5375 @vtable @code
5376 @item MM_PRINT
5377 Display the message in standard error.
5378 @item MM_CONSOLE
5379 Display the message on the system console.
5380 @end vtable
5382 The erroneous piece of the system can be signalled by exactly one of the
5383 following values which also is bitwise ORed with the
5384 @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}:
5386 @vtable @code
5387 @item MM_HARD
5388 The source of the condition is some hardware.
5389 @item MM_SOFT
5390 The source of the condition is some software.
5391 @item MM_FIRM
5392 The source of the condition is some firmware.
5393 @end vtable
5395 A third component of the @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}
5396 can describe the part of the system which detects the problem.  This is
5397 done by using exactly one of the following values:
5399 @vtable @code
5400 @item MM_APPL
5401 The erroneous condition is detected by the application.
5402 @item MM_UTIL
5403 The erroneous condition is detected by a utility.
5404 @item MM_OPSYS
5405 The erroneous condition is detected by the operating system.
5406 @end vtable
5408 A last component of @var{classification} can signal the results of this
5409 message.  Exactly one of the following values can be used:
5411 @vtable @code
5412 @item MM_RECOVER
5413 It is a recoverable error.
5414 @item MM_NRECOV
5415 It is a non-recoverable error.
5416 @end vtable
5418 @comment fmtmsg.h
5419 @comment XPG
5420 @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})
5421 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asulock{}}@acsafe{}}
5422 Display a message described by its parameters on the device(s) specified
5423 in the @var{classification} parameter.  The @var{label} parameter
5424 identifies the source of the message.  The string should consist of two
5425 colon separated parts where the first part has not more than 10 and the
5426 second part not more than 14 characters.  The @var{text} parameter
5427 describes the condition of the error, the @var{action} parameter possible
5428 steps to recover from the error and the @var{tag} parameter is a
5429 reference to the online documentation where more information can be
5430 found.  It should contain the @var{label} value and a unique
5431 identification number.
5433 Each of the parameters can be a special value which means this value
5434 is to be omitted.  The symbolic names for these values are:
5436 @vtable @code
5437 @item MM_NULLLBL
5438 Ignore @var{label} parameter.
5439 @item MM_NULLSEV
5440 Ignore @var{severity} parameter.
5441 @item MM_NULLMC
5442 Ignore @var{classification} parameter.  This implies that nothing is
5443 actually printed.
5444 @item MM_NULLTXT
5445 Ignore @var{text} parameter.
5446 @item MM_NULLACT
5447 Ignore @var{action} parameter.
5448 @item MM_NULLTAG
5449 Ignore @var{tag} parameter.
5450 @end vtable
5452 There is another way certain fields can be omitted from the output to
5453 standard error.  This is described below in the description of
5454 environment variables influencing the behavior.
5456 The @var{severity} parameter can have one of the values in the following
5457 table:
5458 @cindex severity class
5460 @vtable @code
5461 @item MM_NOSEV
5462 Nothing is printed, this value is the same as @code{MM_NULLSEV}.
5463 @item MM_HALT
5464 This value is printed as @code{HALT}.
5465 @item MM_ERROR
5466 This value is printed as @code{ERROR}.
5467 @item MM_WARNING
5468 This value is printed as @code{WARNING}.
5469 @item MM_INFO
5470 This value is printed as @code{INFO}.
5471 @end vtable
5473 The numeric value of these five macros are between @code{0} and
5474 @code{4}.  Using the environment variable @code{SEV_LEVEL} or using the
5475 @code{addseverity} function one can add more severity levels with their
5476 corresponding string to print.  This is described below
5477 (@pxref{Adding Severity Classes}).
5479 @noindent
5480 If no parameter is ignored the output looks like this:
5482 @smallexample
5483 @var{label}: @var{severity-string}: @var{text}
5484 TO FIX: @var{action} @var{tag}
5485 @end smallexample
5487 The colons, new line characters and the @code{TO FIX} string are
5488 inserted if necessary, i.e., if the corresponding parameter is not
5489 ignored.
5491 This function is specified in the X/Open Portability Guide.  It is also
5492 available on all systems derived from System V.
5494 The function returns the value @code{MM_OK} if no error occurred.  If
5495 only the printing to standard error failed, it returns @code{MM_NOMSG}.
5496 If printing to the console fails, it returns @code{MM_NOCON}.  If
5497 nothing is printed @code{MM_NOTOK} is returned.  Among situations where
5498 all outputs fail this last value is also returned if a parameter value
5499 is incorrect.
5500 @end deftypefun
5502 There are two environment variables which influence the behavior of
5503 @code{fmtmsg}.  The first is @code{MSGVERB}.  It is used to control the
5504 output actually happening on standard error (@emph{not} the console
5505 output).  Each of the five fields can explicitly be enabled.  To do
5506 this the user has to put the @code{MSGVERB} variable with a format like
5507 the following in the environment before calling the @code{fmtmsg} function
5508 the first time:
5510 @smallexample
5511 MSGVERB=@var{keyword}[:@var{keyword}[:@dots{}]]
5512 @end smallexample
5514 Valid @var{keyword}s are @code{label}, @code{severity}, @code{text},
5515 @code{action}, and @code{tag}.  If the environment variable is not given
5516 or is the empty string, a not supported keyword is given or the value is
5517 somehow else invalid, no part of the message is masked out.
5519 The second environment variable which influences the behavior of
5520 @code{fmtmsg} is @code{SEV_LEVEL}.  This variable and the change in the
5521 behavior of @code{fmtmsg} is not specified in the X/Open Portability
5522 Guide.  It is available in System V systems, though.  It can be used to
5523 introduce new severity levels.  By default, only the five severity levels
5524 described above are available.  Any other numeric value would make
5525 @code{fmtmsg} print nothing.
5527 If the user puts @code{SEV_LEVEL} with a format like
5529 @smallexample
5530 SEV_LEVEL=[@var{description}[:@var{description}[:@dots{}]]]
5531 @end smallexample
5533 @noindent
5534 in the environment of the process before the first call to
5535 @code{fmtmsg}, where @var{description} has a value of the form
5537 @smallexample
5538 @var{severity-keyword},@var{level},@var{printstring}
5539 @end smallexample
5541 The @var{severity-keyword} part is not used by @code{fmtmsg} but it has
5542 to be present.  The @var{level} part is a string representation of a
5543 number.  The numeric value must be a number greater than 4.  This value
5544 must be used in the @var{severity} parameter of @code{fmtmsg} to select
5545 this class.  It is not possible to overwrite any of the predefined
5546 classes.  The @var{printstring} is the string printed when a message of
5547 this class is processed by @code{fmtmsg} (see above, @code{fmtsmg} does
5548 not print the numeric value but instead the string representation).
5551 @node Adding Severity Classes
5552 @subsection Adding Severity Classes
5553 @cindex severity class
5555 There is another possibility to introduce severity classes besides using
5556 the environment variable @code{SEV_LEVEL}.  This simplifies the task of
5557 introducing new classes in a running program.  One could use the
5558 @code{setenv} or @code{putenv} function to set the environment variable,
5559 but this is toilsome.
5561 @deftypefun int addseverity (int @var{severity}, const char *@var{string})
5562 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{}}}
5563 This function allows the introduction of new severity classes which can be
5564 addressed by the @var{severity} parameter of the @code{fmtmsg} function.
5565 The @var{severity} parameter of @code{addseverity} must match the value
5566 for the parameter with the same name of @code{fmtmsg}, and @var{string}
5567 is the string printed in the actual messages instead of the numeric
5568 value.
5570 If @var{string} is @code{NULL} the severity class with the numeric value
5571 according to @var{severity} is removed.
5573 It is not possible to overwrite or remove one of the default severity
5574 classes.  All calls to @code{addseverity} with @var{severity} set to one
5575 of the values for the default classes will fail.
5577 The return value is @code{MM_OK} if the task was successfully performed.
5578 If the return value is @code{MM_NOTOK} something went wrong.  This could
5579 mean that no more memory is available or a class is not available when
5580 it has to be removed.
5582 This function is not specified in the X/Open Portability Guide although
5583 the @code{fmtsmg} function is.  It is available on System V systems.
5584 @end deftypefun
5587 @node Example
5588 @subsection How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}
5590 Here is a simple example program to illustrate the use of the both
5591 functions described in this section.
5593 @smallexample
5594 @include fmtmsgexpl.c.texi
5595 @end smallexample
5597 The second call to @code{fmtmsg} illustrates a use of this function as
5598 it usually occurs on System V systems, which heavily use this function.
5599 It seems worthwhile to give a short explanation here of how this system
5600 works on System V.  The value of the
5601 @var{label} field (@code{UX:cat}) says that the error occurred in the
5602 Unix program @code{cat}.  The explanation of the error follows and the
5603 value for the @var{action} parameter is @code{"refer to manual"}.  One
5604 could be more specific here, if necessary.  The @var{tag} field contains,
5605 as proposed above, the value of the string given for the @var{label}
5606 parameter, and additionally a unique ID (@code{001} in this case).  For
5607 a GNU environment this string could contain a reference to the
5608 corresponding node in the Info page for the program.
5610 @noindent
5611 Running this program without specifying the @code{MSGVERB} and
5612 @code{SEV_LEVEL} function produces the following output:
5614 @smallexample
5615 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5616 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5617 @end smallexample
5619 We see the different fields of the message and how the extra glue (the
5620 colons and the @code{TO FIX} string) are printed.  But only one of the
5621 three calls to @code{fmtmsg} produced output.  The first call does not
5622 print anything because the @var{label} parameter is not in the correct
5623 form.  The string must contain two fields, separated by a colon
5624 (@pxref{Printing Formatted Messages}).  The third @code{fmtmsg} call
5625 produced no output since the class with the numeric value @code{6} is
5626 not defined.  Although a class with numeric value @code{5} is also not
5627 defined by default, the call to @code{addseverity} introduces it and
5628 the second call to @code{fmtmsg} produces the above output.
5630 When we change the environment of the program to contain
5631 @code{SEV_LEVEL=XXX,6,NOTE} when running it we get a different result:
5633 @smallexample
5634 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5635 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5636 label:foo: NOTE: text
5637 TO FIX: action tag
5638 @end smallexample
5640 Now the third call to @code{fmtmsg} produced some output and we see how
5641 the string @code{NOTE} from the environment variable appears in the
5642 message.
5644 Now we can reduce the output by specifying which fields we are
5645 interested in.  If we additionally set the environment variable
5646 @code{MSGVERB} to the value @code{severity:label:action} we get the
5647 following output:
5649 @smallexample
5650 UX:cat: NOTE2
5651 TO FIX: refer to manual
5652 label:foo: NOTE
5653 TO FIX: action
5654 @end smallexample
5656 @noindent
5657 I.e., the output produced by the @var{text} and the @var{tag} parameters
5658 to @code{fmtmsg} vanished.  Please also note that now there is no colon
5659 after the @code{NOTE} and @code{NOTE2} strings in the output.  This is
5660 not necessary since there is no more output on this line because the text
5661 is missing.