Fix s_copysign stack temp for PowerPC64 ELFv2
[glibc.git] / manual / stdio.texi
bloba4364f79f994f511de95efd168b0ef11d9c21c20
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}.
1303 In either case, when @code{getline} returns,  @code{*@var{lineptr}} is
1304 a @code{char *} which points to the text of the line.
1306 When @code{getline} is successful, it returns the number of characters
1307 read (including the newline, but not including the terminating null).
1308 This value enables you to distinguish null characters that are part of
1309 the line from the null character inserted as a terminator.
1311 This function is a GNU extension, but it is the recommended way to read
1312 lines from a stream.  The alternative standard functions are unreliable.
1314 If an error occurs or end of file is reached without any bytes read,
1315 @code{getline} returns @code{-1}.
1316 @end deftypefun
1318 @comment stdio.h
1319 @comment GNU
1320 @deftypefun ssize_t getdelim (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, int @var{delimiter}, FILE *@var{stream})
1321 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{} @acsmem{}}}
1322 @c See the getline @acucorrupt note.
1323 This function is like @code{getline} except that the character which
1324 tells it to stop reading is not necessarily newline.  The argument
1325 @var{delimiter} specifies the delimiter character; @code{getdelim} keeps
1326 reading until it sees that character (or end of file).
1328 The text is stored in @var{lineptr}, including the delimiter character
1329 and a terminating null.  Like @code{getline}, @code{getdelim} makes
1330 @var{lineptr} bigger if it isn't big enough.
1332 @code{getline} is in fact implemented in terms of @code{getdelim}, just
1333 like this:
1335 @smallexample
1336 ssize_t
1337 getline (char **lineptr, size_t *n, FILE *stream)
1339   return getdelim (lineptr, n, '\n', stream);
1341 @end smallexample
1342 @end deftypefun
1344 @comment stdio.h
1345 @comment ISO
1346 @deftypefun {char *} fgets (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1347 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1348 The @code{fgets} function reads characters from the stream @var{stream}
1349 up to and including a newline character and stores them in the string
1350 @var{s}, adding a null character to mark the end of the string.  You
1351 must supply @var{count} characters worth of space in @var{s}, but the
1352 number of characters read is at most @var{count} @minus{} 1.  The extra
1353 character space is used to hold the null character at the end of the
1354 string.
1356 If the system is already at end of file when you call @code{fgets}, then
1357 the contents of the array @var{s} are unchanged and a null pointer is
1358 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1359 Otherwise, the return value is the pointer @var{s}.
1361 @strong{Warning:}  If the input data has a null character, you can't tell.
1362 So don't use @code{fgets} unless you know the data cannot contain a null.
1363 Don't use it to read files edited by the user because, if the user inserts
1364 a null character, you should either handle it properly or print a clear
1365 error message.  We recommend using @code{getline} instead of @code{fgets}.
1366 @end deftypefun
1368 @comment wchar.h
1369 @comment ISO
1370 @deftypefun {wchar_t *} fgetws (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1371 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1372 The @code{fgetws} function reads wide characters from the stream
1373 @var{stream} up to and including a newline character and stores them in
1374 the string @var{ws}, adding a null wide character to mark the end of the
1375 string.  You must supply @var{count} wide characters worth of space in
1376 @var{ws}, but the number of characters read is at most @var{count}
1377 @minus{} 1.  The extra character space is used to hold the null wide
1378 character at the end of the string.
1380 If the system is already at end of file when you call @code{fgetws}, then
1381 the contents of the array @var{ws} are unchanged and a null pointer is
1382 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1383 Otherwise, the return value is the pointer @var{ws}.
1385 @strong{Warning:} If the input data has a null wide character (which are
1386 null bytes in the input stream), you can't tell.  So don't use
1387 @code{fgetws} unless you know the data cannot contain a null.  Don't use
1388 it to read files edited by the user because, if the user inserts a null
1389 character, you should either handle it properly or print a clear error
1390 message.
1391 @comment XXX We need getwline!!!
1392 @end deftypefun
1394 @comment stdio.h
1395 @comment GNU
1396 @deftypefun {char *} fgets_unlocked (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1397 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1398 The @code{fgets_unlocked} function is equivalent to the @code{fgets}
1399 function except that it does not implicitly lock the stream.
1401 This function is a GNU extension.
1402 @end deftypefun
1404 @comment wchar.h
1405 @comment GNU
1406 @deftypefun {wchar_t *} fgetws_unlocked (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1407 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1408 The @code{fgetws_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetws}
1409 function except that it does not implicitly lock the stream.
1411 This function is a GNU extension.
1412 @end deftypefun
1414 @comment stdio.h
1415 @comment ISO
1416 @deftypefn {Deprecated function} {char *} gets (char *@var{s})
1417 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1418 The function @code{gets} reads characters from the stream @code{stdin}
1419 up to the next newline character, and stores them in the string @var{s}.
1420 The newline character is discarded (note that this differs from the
1421 behavior of @code{fgets}, which copies the newline character into the
1422 string).  If @code{gets} encounters a read error or end-of-file, it
1423 returns a null pointer; otherwise it returns @var{s}.
1425 @strong{Warning:} The @code{gets} function is @strong{very dangerous}
1426 because it provides no protection against overflowing the string
1427 @var{s}.  @Theglibc{} includes it for compatibility only.  You
1428 should @strong{always} use @code{fgets} or @code{getline} instead.  To
1429 remind you of this, the linker (if using GNU @code{ld}) will issue a
1430 warning whenever you use @code{gets}.
1431 @end deftypefn
1433 @node Unreading
1434 @section Unreading
1435 @cindex peeking at input
1436 @cindex unreading characters
1437 @cindex pushing input back
1439 In parser programs it is often useful to examine the next character in
1440 the input stream without removing it from the stream.  This is called
1441 ``peeking ahead'' at the input because your program gets a glimpse of
1442 the input it will read next.
1444 Using stream I/O, you can peek ahead at input by first reading it and
1445 then @dfn{unreading} it (also called  @dfn{pushing it back} on the stream).
1446 Unreading a character makes it available to be input again from the stream,
1447 by  the next call to @code{fgetc} or other input function on that stream.
1449 @menu
1450 * Unreading Idea::              An explanation of unreading with pictures.
1451 * How Unread::                  How to call @code{ungetc} to do unreading.
1452 @end menu
1454 @node Unreading Idea
1455 @subsection What Unreading Means
1457 Here is a pictorial explanation of unreading.  Suppose you have a
1458 stream reading a file that contains just six characters, the letters
1459 @samp{foobar}.  Suppose you have read three characters so far.  The
1460 situation looks like this:
1462 @smallexample
1463 f  o  o  b  a  r
1464          ^
1465 @end smallexample
1467 @noindent
1468 so the next input character will be @samp{b}.
1470 @c @group   Invalid outside @example
1471 If instead of reading @samp{b} you unread the letter @samp{o}, you get a
1472 situation like this:
1474 @smallexample
1475 f  o  o  b  a  r
1476          |
1477       o--
1478       ^
1479 @end smallexample
1481 @noindent
1482 so that the next input characters will be @samp{o} and @samp{b}.
1483 @c @end group
1485 @c @group
1486 If you unread @samp{9} instead of @samp{o}, you get this situation:
1488 @smallexample
1489 f  o  o  b  a  r
1490          |
1491       9--
1492       ^
1493 @end smallexample
1495 @noindent
1496 so that the next input characters will be @samp{9} and @samp{b}.
1497 @c @end group
1499 @node How Unread
1500 @subsection Using @code{ungetc} To Do Unreading
1502 The function to unread a character is called @code{ungetc}, because it
1503 reverses the action of @code{getc}.
1505 @comment stdio.h
1506 @comment ISO
1507 @deftypefun int ungetc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
1508 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1509 The @code{ungetc} function pushes back the character @var{c} onto the
1510 input stream @var{stream}.  So the next input from @var{stream} will
1511 read @var{c} before anything else.
1513 If @var{c} is @code{EOF}, @code{ungetc} does nothing and just returns
1514 @code{EOF}.  This lets you call @code{ungetc} with the return value of
1515 @code{getc} without needing to check for an error from @code{getc}.
1517 The character that you push back doesn't have to be the same as the last
1518 character that was actually read from the stream.  In fact, it isn't
1519 necessary to actually read any characters from the stream before
1520 unreading them with @code{ungetc}!  But that is a strange way to write a
1521 program; usually @code{ungetc} is used only to unread a character that
1522 was just read from the same stream.  @Theglibc{} supports this
1523 even on files opened in binary mode, but other systems might not.
1525 @Theglibc{} only supports one character of pushback---in other
1526 words, it does not work to call @code{ungetc} twice without doing input
1527 in between.  Other systems might let you push back multiple characters;
1528 then reading from the stream retrieves the characters in the reverse
1529 order that they were pushed.
1531 Pushing back characters doesn't alter the file; only the internal
1532 buffering for the stream is affected.  If a file positioning function
1533 (such as @code{fseek}, @code{fseeko} or @code{rewind}; @pxref{File
1534 Positioning}) is called, any pending pushed-back characters are
1535 discarded.
1537 Unreading a character on a stream that is at end of file clears the
1538 end-of-file indicator for the stream, because it makes the character of
1539 input available.  After you read that character, trying to read again
1540 will encounter end of file.
1541 @end deftypefun
1543 @comment wchar.h
1544 @comment ISO
1545 @deftypefun wint_t ungetwc (wint_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
1546 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1547 The @code{ungetwc} function behaves just like @code{ungetc} just that it
1548 pushes back a wide character.
1549 @end deftypefun
1551 Here is an example showing the use of @code{getc} and @code{ungetc} to
1552 skip over whitespace characters.  When this function reaches a
1553 non-whitespace character, it unreads that character to be seen again on
1554 the next read operation on the stream.
1556 @smallexample
1557 #include <stdio.h>
1558 #include <ctype.h>
1560 void
1561 skip_whitespace (FILE *stream)
1563   int c;
1564   do
1565     /* @r{No need to check for @code{EOF} because it is not}
1566        @r{@code{isspace}, and @code{ungetc} ignores @code{EOF}.}  */
1567     c = getc (stream);
1568   while (isspace (c));
1569   ungetc (c, stream);
1571 @end smallexample
1573 @node Block Input/Output
1574 @section Block Input/Output
1576 This section describes how to do input and output operations on blocks
1577 of data.  You can use these functions to read and write binary data, as
1578 well as to read and write text in fixed-size blocks instead of by
1579 characters or lines.
1580 @cindex binary I/O to a stream
1581 @cindex block I/O to a stream
1582 @cindex reading from a stream, by blocks
1583 @cindex writing to a stream, by blocks
1585 Binary files are typically used to read and write blocks of data in the
1586 same format as is used to represent the data in a running program.  In
1587 other words, arbitrary blocks of memory---not just character or string
1588 objects---can be written to a binary file, and meaningfully read in
1589 again by the same program.
1591 Storing data in binary form is often considerably more efficient than
1592 using the formatted I/O functions.  Also, for floating-point numbers,
1593 the binary form avoids possible loss of precision in the conversion
1594 process.  On the other hand, binary files can't be examined or modified
1595 easily using many standard file utilities (such as text editors), and
1596 are not portable between different implementations of the language, or
1597 different kinds of computers.
1599 These functions are declared in @file{stdio.h}.
1600 @pindex stdio.h
1602 @comment stdio.h
1603 @comment ISO
1604 @deftypefun size_t fread (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1605 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1606 This function reads up to @var{count} objects of size @var{size} into
1607 the array @var{data}, from the stream @var{stream}.  It returns the
1608 number of objects actually read, which might be less than @var{count} if
1609 a read error occurs or the end of the file is reached.  This function
1610 returns a value of zero (and doesn't read anything) if either @var{size}
1611 or @var{count} is zero.
1613 If @code{fread} encounters end of file in the middle of an object, it
1614 returns the number of complete objects read, and discards the partial
1615 object.  Therefore, the stream remains at the actual end of the file.
1616 @end deftypefun
1618 @comment stdio.h
1619 @comment GNU
1620 @deftypefun size_t fread_unlocked (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1621 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1622 The @code{fread_unlocked} function is equivalent to the @code{fread}
1623 function except that it does not implicitly lock the stream.
1625 This function is a GNU extension.
1626 @end deftypefun
1628 @comment stdio.h
1629 @comment ISO
1630 @deftypefun size_t fwrite (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1631 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
1632 This function writes up to @var{count} objects of size @var{size} from
1633 the array @var{data}, to the stream @var{stream}.  The return value is
1634 normally @var{count}, if the call succeeds.  Any other value indicates
1635 some sort of error, such as running out of space.
1636 @end deftypefun
1638 @comment stdio.h
1639 @comment GNU
1640 @deftypefun size_t fwrite_unlocked (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1641 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
1642 The @code{fwrite_unlocked} function is equivalent to the @code{fwrite}
1643 function except that it does not implicitly lock the stream.
1645 This function is a GNU extension.
1646 @end deftypefun
1648 @node Formatted Output
1649 @section Formatted Output
1651 @cindex format string, for @code{printf}
1652 @cindex template, for @code{printf}
1653 @cindex formatted output to a stream
1654 @cindex writing to a stream, formatted
1655 The functions described in this section (@code{printf} and related
1656 functions) provide a convenient way to perform formatted output.  You
1657 call @code{printf} with a @dfn{format string} or @dfn{template string}
1658 that specifies how to format the values of the remaining arguments.
1660 Unless your program is a filter that specifically performs line- or
1661 character-oriented processing, using @code{printf} or one of the other
1662 related functions described in this section is usually the easiest and
1663 most concise way to perform output.  These functions are especially
1664 useful for printing error messages, tables of data, and the like.
1666 @menu
1667 * Formatted Output Basics::     Some examples to get you started.
1668 * Output Conversion Syntax::    General syntax of conversion
1669                                  specifications.
1670 * Table of Output Conversions:: Summary of output conversions and
1671                                  what they do.
1672 * Integer Conversions::         Details about formatting of integers.
1673 * Floating-Point Conversions::  Details about formatting of
1674                                  floating-point numbers.
1675 * Other Output Conversions::    Details about formatting of strings,
1676                                  characters, pointers, and the like.
1677 * Formatted Output Functions::  Descriptions of the actual functions.
1678 * Dynamic Output::              Functions that allocate memory for the output.
1679 * Variable Arguments Output::   @code{vprintf} and friends.
1680 * Parsing a Template String::   What kinds of args does a given template
1681                                  call for?
1682 * Example of Parsing::          Sample program using @code{parse_printf_format}.
1683 @end menu
1685 @node Formatted Output Basics
1686 @subsection Formatted Output Basics
1688 The @code{printf} function can be used to print any number of arguments.
1689 The template string argument you supply in a call provides
1690 information not only about the number of additional arguments, but also
1691 about their types and what style should be used for printing them.
1693 Ordinary characters in the template string are simply written to the
1694 output stream as-is, while @dfn{conversion specifications} introduced by
1695 a @samp{%} character in the template cause subsequent arguments to be
1696 formatted and written to the output stream.  For example,
1697 @cindex conversion specifications (@code{printf})
1699 @smallexample
1700 int pct = 37;
1701 char filename[] = "foo.txt";
1702 printf ("Processing of `%s' is %d%% finished.\nPlease be patient.\n",
1703         filename, pct);
1704 @end smallexample
1706 @noindent
1707 produces output like
1709 @smallexample
1710 Processing of `foo.txt' is 37% finished.
1711 Please be patient.
1712 @end smallexample
1714 This example shows the use of the @samp{%d} conversion to specify that
1715 an @code{int} argument should be printed in decimal notation, the
1716 @samp{%s} conversion to specify printing of a string argument, and
1717 the @samp{%%} conversion to print a literal @samp{%} character.
1719 There are also conversions for printing an integer argument as an
1720 unsigned value in octal, decimal, or hexadecimal radix (@samp{%o},
1721 @samp{%u}, or @samp{%x}, respectively); or as a character value
1722 (@samp{%c}).
1724 Floating-point numbers can be printed in normal, fixed-point notation
1725 using the @samp{%f} conversion or in exponential notation using the
1726 @samp{%e} conversion.  The @samp{%g} conversion uses either @samp{%e}
1727 or @samp{%f} format, depending on what is more appropriate for the
1728 magnitude of the particular number.
1730 You can control formatting more precisely by writing @dfn{modifiers}
1731 between the @samp{%} and the character that indicates which conversion
1732 to apply.  These slightly alter the ordinary behavior of the conversion.
1733 For example, most conversion specifications permit you to specify a
1734 minimum field width and a flag indicating whether you want the result
1735 left- or right-justified within the field.
1737 The specific flags and modifiers that are permitted and their
1738 interpretation vary depending on the particular conversion.  They're all
1739 described in more detail in the following sections.  Don't worry if this
1740 all seems excessively complicated at first; you can almost always get
1741 reasonable free-format output without using any of the modifiers at all.
1742 The modifiers are mostly used to make the output look ``prettier'' in
1743 tables.
1745 @node Output Conversion Syntax
1746 @subsection Output Conversion Syntax
1748 This section provides details about the precise syntax of conversion
1749 specifications that can appear in a @code{printf} template
1750 string.
1752 Characters in the template string that are not part of a conversion
1753 specification are printed as-is to the output stream.  Multibyte
1754 character sequences (@pxref{Character Set Handling}) are permitted in a
1755 template string.
1757 The conversion specifications in a @code{printf} template string have
1758 the general form:
1760 @smallexample
1761 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} @r{[} . @var{precision} @r{]} @var{type} @var{conversion}
1762 @end smallexample
1764 @noindent
1767 @smallexample
1768 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} . @r{*} @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{type} @var{conversion}
1769 @end smallexample
1771 For example, in the conversion specifier @samp{%-10.8ld}, the @samp{-}
1772 is a flag, @samp{10} specifies the field width, the precision is
1773 @samp{8}, the letter @samp{l} is a type modifier, and @samp{d} specifies
1774 the conversion style.  (This particular type specifier says to
1775 print a @code{long int} argument in decimal notation, with a minimum of
1776 8 digits left-justified in a field at least 10 characters wide.)
1778 In more detail, output conversion specifications consist of an
1779 initial @samp{%} character followed in sequence by:
1781 @itemize @bullet
1782 @item
1783 An optional specification of the parameter used for this format.
1784 Normally the parameters to the @code{printf} function are assigned to the
1785 formats in the order of appearance in the format string.  But in some
1786 situations (such as message translation) this is not desirable and this
1787 extension allows an explicit parameter to be specified.
1789 The @var{param-no} parts of the format must be integers in the range of
1790 1 to the maximum number of arguments present to the function call.  Some
1791 implementations limit this number to a certainly upper bound.  The exact
1792 limit can be retrieved by the following constant.
1794 @defvr Macro NL_ARGMAX
1795 The value of @code{NL_ARGMAX} is the maximum value allowed for the
1796 specification of a positional parameter in a @code{printf} call.  The
1797 actual value in effect at runtime can be retrieved by using
1798 @code{sysconf} using the @code{_SC_NL_ARGMAX} parameter @pxref{Sysconf
1799 Definition}.
1801 Some system have a quite low limit such as @math{9} for @w{System V}
1802 systems.  @Theglibc{} has no real limit.
1803 @end defvr
1805 If any of the formats has a specification for the parameter position all
1806 of them in the format string shall have one.  Otherwise the behavior is
1807 undefined.
1809 @item
1810 Zero or more @dfn{flag characters} that modify the normal behavior of
1811 the conversion specification.
1812 @cindex flag character (@code{printf})
1814 @item
1815 An optional decimal integer specifying the @dfn{minimum field width}.
1816 If the normal conversion produces fewer characters than this, the field
1817 is padded with spaces to the specified width.  This is a @emph{minimum}
1818 value; if the normal conversion produces more characters than this, the
1819 field is @emph{not} truncated.  Normally, the output is right-justified
1820 within the field.
1821 @cindex minimum field width (@code{printf})
1823 You can also specify a field width of @samp{*}.  This means that the
1824 next argument in the argument list (before the actual value to be
1825 printed) is used as the field width.  The value must be an @code{int}.
1826 If the value is negative, this means to set the @samp{-} flag (see
1827 below) and to use the absolute value as the field width.
1829 @item
1830 An optional @dfn{precision} to specify the number of digits to be
1831 written for the numeric conversions.  If the precision is specified, it
1832 consists of a period (@samp{.}) followed optionally by a decimal integer
1833 (which defaults to zero if omitted).
1834 @cindex precision (@code{printf})
1836 You can also specify a precision of @samp{*}.  This means that the next
1837 argument in the argument list (before the actual value to be printed) is
1838 used as the precision.  The value must be an @code{int}, and is ignored
1839 if it is negative.  If you specify @samp{*} for both the field width and
1840 precision, the field width argument precedes the precision argument.
1841 Other C library versions may not recognize this syntax.
1843 @item
1844 An optional @dfn{type modifier character}, which is used to specify the
1845 data type of the corresponding argument if it differs from the default
1846 type.  (For example, the integer conversions assume a type of @code{int},
1847 but you can specify @samp{h}, @samp{l}, or @samp{L} for other integer
1848 types.)
1849 @cindex type modifier character (@code{printf})
1851 @item
1852 A character that specifies the conversion to be applied.
1853 @end itemize
1855 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
1856 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
1857 individual conversions for information about the particular options that
1858 they use.
1860 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
1861 @code{printf} and related functions.  It examines the format string and
1862 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
1863 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
1864 write uses a @code{printf}-style format string.
1865 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
1866 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
1868 @node Table of Output Conversions
1869 @subsection Table of Output Conversions
1870 @cindex output conversions, for @code{printf}
1872 Here is a table summarizing what all the different conversions do:
1874 @table @asis
1875 @item @samp{%d}, @samp{%i}
1876 Print an integer as a signed decimal number.  @xref{Integer
1877 Conversions}, for details.  @samp{%d} and @samp{%i} are synonymous for
1878 output, but are different when used with @code{scanf} for input
1879 (@pxref{Table of Input Conversions}).
1881 @item @samp{%o}
1882 Print an integer as an unsigned octal number.  @xref{Integer
1883 Conversions}, for details.
1885 @item @samp{%u}
1886 Print an integer as an unsigned decimal number.  @xref{Integer
1887 Conversions}, for details.
1889 @item @samp{%x}, @samp{%X}
1890 Print an integer as an unsigned hexadecimal number.  @samp{%x} uses
1891 lower-case letters and @samp{%X} uses upper-case.  @xref{Integer
1892 Conversions}, for details.
1894 @item @samp{%f}
1895 Print a floating-point number in normal (fixed-point) notation.
1896 @xref{Floating-Point Conversions}, for details.
1898 @item @samp{%e}, @samp{%E}
1899 Print a floating-point number in exponential notation.  @samp{%e} uses
1900 lower-case letters and @samp{%E} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1901 Conversions}, for details.
1903 @item @samp{%g}, @samp{%G}
1904 Print a floating-point number in either normal or exponential notation,
1905 whichever is more appropriate for its magnitude.  @samp{%g} uses
1906 lower-case letters and @samp{%G} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1907 Conversions}, for details.
1909 @item @samp{%a}, @samp{%A}
1910 Print a floating-point number in a hexadecimal fractional notation which
1911 the exponent to base 2 represented in decimal digits.  @samp{%a} uses
1912 lower-case letters and @samp{%A} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1913 Conversions}, for details.
1915 @item @samp{%c}
1916 Print a single character.  @xref{Other Output Conversions}.
1918 @item @samp{%C}
1919 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
1920 with the Unix standard.
1922 @item @samp{%s}
1923 Print a string.  @xref{Other Output Conversions}.
1925 @item @samp{%S}
1926 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
1927 with the Unix standard.
1929 @item @samp{%p}
1930 Print the value of a pointer.  @xref{Other Output Conversions}.
1932 @item @samp{%n}
1933 Get the number of characters printed so far.  @xref{Other Output Conversions}.
1934 Note that this conversion specification never produces any output.
1936 @item @samp{%m}
1937 Print the string corresponding to the value of @code{errno}.
1938 (This is a GNU extension.)
1939 @xref{Other Output Conversions}.
1941 @item @samp{%%}
1942 Print a literal @samp{%} character.  @xref{Other Output Conversions}.
1943 @end table
1945 If the syntax of a conversion specification is invalid, unpredictable
1946 things will happen, so don't do this.  If there aren't enough function
1947 arguments provided to supply values for all the conversion
1948 specifications in the template string, or if the arguments are not of
1949 the correct types, the results are unpredictable.  If you supply more
1950 arguments than conversion specifications, the extra argument values are
1951 simply ignored; this is sometimes useful.
1953 @node Integer Conversions
1954 @subsection Integer Conversions
1956 This section describes the options for the @samp{%d}, @samp{%i},
1957 @samp{%o}, @samp{%u}, @samp{%x}, and @samp{%X} conversion
1958 specifications.  These conversions print integers in various formats.
1960 The @samp{%d} and @samp{%i} conversion specifications both print an
1961 @code{int} argument as a signed decimal number; while @samp{%o},
1962 @samp{%u}, and @samp{%x} print the argument as an unsigned octal,
1963 decimal, or hexadecimal number (respectively).  The @samp{%X} conversion
1964 specification is just like @samp{%x} except that it uses the characters
1965 @samp{ABCDEF} as digits instead of @samp{abcdef}.
1967 The following flags are meaningful:
1969 @table @asis
1970 @item @samp{-}
1971 Left-justify the result in the field (instead of the normal
1972 right-justification).
1974 @item @samp{+}
1975 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, print a
1976 plus sign if the value is positive.
1978 @item @samp{ }
1979 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, if the result
1980 doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a space
1981 character instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result
1982 includes a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
1984 @item @samp{#}
1985 For the @samp{%o} conversion, this forces the leading digit to be
1986 @samp{0}, as if by increasing the precision.  For @samp{%x} or
1987 @samp{%X}, this prefixes a leading @samp{0x} or @samp{0X} (respectively)
1988 to the result.  This doesn't do anything useful for the @samp{%d},
1989 @samp{%i}, or @samp{%u} conversions.  Using this flag produces output
1990 which can be parsed by the @code{strtoul} function (@pxref{Parsing of
1991 Integers}) and @code{scanf} with the @samp{%i} conversion
1992 (@pxref{Numeric Input Conversions}).
1994 @item @samp{'}
1995 Separate the digits into groups as specified by the locale specified for
1996 the @code{LC_NUMERIC} category; @pxref{General Numeric}.  This flag is a
1997 GNU extension.
1999 @item @samp{0}
2000 Pad the field with zeros instead of spaces.  The zeros are placed after
2001 any indication of sign or base.  This flag is ignored if the @samp{-}
2002 flag is also specified, or if a precision is specified.
2003 @end table
2005 If a precision is supplied, it specifies the minimum number of digits to
2006 appear; leading zeros are produced if necessary.  If you don't specify a
2007 precision, the number is printed with as many digits as it needs.  If
2008 you convert a value of zero with an explicit precision of zero, then no
2009 characters at all are produced.
2011 Without a type modifier, the corresponding argument is treated as an
2012 @code{int} (for the signed conversions @samp{%i} and @samp{%d}) or
2013 @code{unsigned int} (for the unsigned conversions @samp{%o}, @samp{%u},
2014 @samp{%x}, and @samp{%X}).  Recall that since @code{printf} and friends
2015 are variadic, any @code{char} and @code{short} arguments are
2016 automatically converted to @code{int} by the default argument
2017 promotions.  For arguments of other integer types, you can use these
2018 modifiers:
2020 @table @samp
2021 @item hh
2022 Specifies that the argument is a @code{signed char} or @code{unsigned
2023 char}, as appropriate.  A @code{char} argument is converted to an
2024 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
2025 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
2026 @code{char} again.
2028 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2030 @item h
2031 Specifies that the argument is a @code{short int} or @code{unsigned
2032 short int}, as appropriate.  A @code{short} argument is converted to an
2033 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
2034 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
2035 @code{short} again.
2037 @item j
2038 Specifies that the argument is a @code{intmax_t} or @code{uintmax_t}, as
2039 appropriate.
2041 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2043 @item l
2044 Specifies that the argument is a @code{long int} or @code{unsigned long
2045 int}, as appropriate.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L}
2046 modifier, below.
2048 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
2049 considered as a wide character or wide character string respectively.
2050 This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90}.
2052 @item L
2053 @itemx ll
2054 @itemx q
2055 Specifies that the argument is a @code{long long int}.  (This type is
2056 an extension supported by the GNU C compiler.  On systems that don't
2057 support extra-long integers, this is the same as @code{long int}.)
2059 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
2060 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
2061 @code{int}.
2063 @item t
2064 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t}.
2066 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2068 @item z
2069 @itemx Z
2070 Specifies that the argument is a @code{size_t}.
2072 @samp{z} was introduced in @w{ISO C99}.  @samp{Z} is a GNU extension
2073 predating this addition and should not be used in new code.
2074 @end table
2076 Here is an example.  Using the template string:
2078 @smallexample
2079 "|%5d|%-5d|%+5d|%+-5d|% 5d|%05d|%5.0d|%5.2d|%d|\n"
2080 @end smallexample
2082 @noindent
2083 to print numbers using the different options for the @samp{%d}
2084 conversion gives results like:
2086 @smallexample
2087 |    0|0    |   +0|+0   |    0|00000|     |   00|0|
2088 |    1|1    |   +1|+1   |    1|00001|    1|   01|1|
2089 |   -1|-1   |   -1|-1   |   -1|-0001|   -1|  -01|-1|
2090 |100000|100000|+100000|+100000| 100000|100000|100000|100000|100000|
2091 @end smallexample
2093 In particular, notice what happens in the last case where the number
2094 is too large to fit in the minimum field width specified.
2096 Here are some more examples showing how unsigned integers print under
2097 various format options, using the template string:
2099 @smallexample
2100 "|%5u|%5o|%5x|%5X|%#5o|%#5x|%#5X|%#10.8x|\n"
2101 @end smallexample
2103 @smallexample
2104 |    0|    0|    0|    0|    0|    0|    0|  00000000|
2105 |    1|    1|    1|    1|   01|  0x1|  0X1|0x00000001|
2106 |100000|303240|186a0|186A0|0303240|0x186a0|0X186A0|0x000186a0|
2107 @end smallexample
2110 @node Floating-Point Conversions
2111 @subsection Floating-Point Conversions
2113 This section discusses the conversion specifications for floating-point
2114 numbers: the @samp{%f}, @samp{%e}, @samp{%E}, @samp{%g}, and @samp{%G}
2115 conversions.
2117 The @samp{%f} conversion prints its argument in fixed-point notation,
2118 producing output of the form
2119 @w{[@code{-}]@var{ddd}@code{.}@var{ddd}},
2120 where the number of digits following the decimal point is controlled
2121 by the precision you specify.
2123 The @samp{%e} conversion prints its argument in exponential notation,
2124 producing output of the form
2125 @w{[@code{-}]@var{d}@code{.}@var{ddd}@code{e}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
2126 Again, the number of digits following the decimal point is controlled by
2127 the precision.  The exponent always contains at least two digits.  The
2128 @samp{%E} conversion is similar but the exponent is marked with the letter
2129 @samp{E} instead of @samp{e}.
2131 The @samp{%g} and @samp{%G} conversions print the argument in the style
2132 of @samp{%e} or @samp{%E} (respectively) if the exponent would be less
2133 than -4 or greater than or equal to the precision; otherwise they use
2134 the @samp{%f} style.  A precision of @code{0}, is taken as 1.
2135 Trailing zeros are removed from the fractional portion of the result and
2136 a decimal-point character appears only if it is followed by a digit.
2138 The @samp{%a} and @samp{%A} conversions are meant for representing
2139 floating-point numbers exactly in textual form so that they can be
2140 exchanged as texts between different programs and/or machines.  The
2141 numbers are represented is the form
2142 @w{[@code{-}]@code{0x}@var{h}@code{.}@var{hhh}@code{p}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
2143 At the left of the decimal-point character exactly one digit is print.
2144 This character is only @code{0} if the number is denormalized.
2145 Otherwise the value is unspecified; it is implementation dependent how many
2146 bits are used.  The number of hexadecimal digits on the right side of
2147 the decimal-point character is equal to the precision.  If the precision
2148 is zero it is determined to be large enough to provide an exact
2149 representation of the number (or it is large enough to distinguish two
2150 adjacent values if the @code{FLT_RADIX} is not a power of 2,
2151 @pxref{Floating Point Parameters}).  For the @samp{%a} conversion
2152 lower-case characters are used to represent the hexadecimal number and
2153 the prefix and exponent sign are printed as @code{0x} and @code{p}
2154 respectively.  Otherwise upper-case characters are used and @code{0X}
2155 and @code{P} are used for the representation of prefix and exponent
2156 string.  The exponent to the base of two is printed as a decimal number
2157 using at least one digit but at most as many digits as necessary to
2158 represent the value exactly.
2160 If the value to be printed represents infinity or a NaN, the output is
2161 @w{[@code{-}]@code{inf}} or @code{nan} respectively if the conversion
2162 specifier is @samp{%a}, @samp{%e}, @samp{%f}, or @samp{%g} and it is
2163 @w{[@code{-}]@code{INF}} or @code{NAN} respectively if the conversion is
2164 @samp{%A}, @samp{%E}, or @samp{%G}.
2166 The following flags can be used to modify the behavior:
2168 @comment We use @asis instead of @samp so we can have ` ' as an item.
2169 @table @asis
2170 @item @samp{-}
2171 Left-justify the result in the field.  Normally the result is
2172 right-justified.
2174 @item @samp{+}
2175 Always include a plus or minus sign in the result.
2177 @item @samp{ }
2178 If the result doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a
2179 space instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result includes
2180 a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
2182 @item @samp{#}
2183 Specifies that the result should always include a decimal point, even
2184 if no digits follow it.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions,
2185 this also forces trailing zeros after the decimal point to be left
2186 in place where they would otherwise be removed.
2188 @item @samp{'}
2189 Separate the digits of the integer part of the result into groups as
2190 specified by the locale specified for the @code{LC_NUMERIC} category;
2191 @pxref{General Numeric}.  This flag is a GNU extension.
2193 @item @samp{0}
2194 Pad the field with zeros instead of spaces; the zeros are placed
2195 after any sign.  This flag is ignored if the @samp{-} flag is also
2196 specified.
2197 @end table
2199 The precision specifies how many digits follow the decimal-point
2200 character for the @samp{%f}, @samp{%e}, and @samp{%E} conversions.  For
2201 these conversions, the default precision is @code{6}.  If the precision
2202 is explicitly @code{0}, this suppresses the decimal point character
2203 entirely.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions, the precision
2204 specifies how many significant digits to print.  Significant digits are
2205 the first digit before the decimal point, and all the digits after it.
2206 If the precision is @code{0} or not specified for @samp{%g} or @samp{%G},
2207 it is treated like a value of @code{1}.  If the value being printed
2208 cannot be expressed accurately in the specified number of digits, the
2209 value is rounded to the nearest number that fits.
2211 Without a type modifier, the floating-point conversions use an argument
2212 of type @code{double}.  (By the default argument promotions, any
2213 @code{float} arguments are automatically converted to @code{double}.)
2214 The following type modifier is supported:
2216 @table @samp
2217 @item L
2218 An uppercase @samp{L} specifies that the argument is a @code{long
2219 double}.
2220 @end table
2222 Here are some examples showing how numbers print using the various
2223 floating-point conversions.  All of the numbers were printed using
2224 this template string:
2226 @smallexample
2227 "|%13.4a|%13.4f|%13.4e|%13.4g|\n"
2228 @end smallexample
2230 Here is the output:
2232 @smallexample
2233 |  0x0.0000p+0|       0.0000|   0.0000e+00|            0|
2234 |  0x1.0000p-1|       0.5000|   5.0000e-01|          0.5|
2235 |  0x1.0000p+0|       1.0000|   1.0000e+00|            1|
2236 | -0x1.0000p+0|      -1.0000|  -1.0000e+00|           -1|
2237 |  0x1.9000p+6|     100.0000|   1.0000e+02|          100|
2238 |  0x1.f400p+9|    1000.0000|   1.0000e+03|         1000|
2239 | 0x1.3880p+13|   10000.0000|   1.0000e+04|        1e+04|
2240 | 0x1.81c8p+13|   12345.0000|   1.2345e+04|    1.234e+04|
2241 | 0x1.86a0p+16|  100000.0000|   1.0000e+05|        1e+05|
2242 | 0x1.e240p+16|  123456.0000|   1.2346e+05|    1.235e+05|
2243 @end smallexample
2245 Notice how the @samp{%g} conversion drops trailing zeros.
2247 @node Other Output Conversions
2248 @subsection Other Output Conversions
2250 This section describes miscellaneous conversions for @code{printf}.
2252 The @samp{%c} conversion prints a single character.  In case there is no
2253 @samp{l} modifier the @code{int} argument is first converted to an
2254 @code{unsigned char}.  Then, if used in a wide stream function, the
2255 character is converted into the corresponding wide character.  The
2256 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2257 but no other flags are defined, and no precision or type modifier can be
2258 given.  For example:
2260 @smallexample
2261 printf ("%c%c%c%c%c", 'h', 'e', 'l', 'l', 'o');
2262 @end smallexample
2264 @noindent
2265 prints @samp{hello}.
2267 If there is a @samp{l} modifier present the argument is expected to be
2268 of type @code{wint_t}.  If used in a multibyte function the wide
2269 character is converted into a multibyte character before being added to
2270 the output.  In this case more than one output byte can be produced.
2272 The @samp{%s} conversion prints a string.  If no @samp{l} modifier is
2273 present the corresponding argument must be of type @code{char *} (or
2274 @code{const char *}).  If used in a wide stream function the string is
2275 first converted in a wide character string.  A precision can be
2276 specified to indicate the maximum number of characters to write;
2277 otherwise characters in the string up to but not including the
2278 terminating null character are written to the output stream.  The
2279 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2280 but no other flags or type modifiers are defined for this conversion.
2281 For example:
2283 @smallexample
2284 printf ("%3s%-6s", "no", "where");
2285 @end smallexample
2287 @noindent
2288 prints @samp{ nowhere }.
2290 If there is a @samp{l} modifier present the argument is expected to be of type @code{wchar_t} (or @code{const wchar_t *}).
2292 If you accidentally pass a null pointer as the argument for a @samp{%s}
2293 conversion, @theglibc{} prints it as @samp{(null)}.  We think this
2294 is more useful than crashing.  But it's not good practice to pass a null
2295 argument intentionally.
2297 The @samp{%m} conversion prints the string corresponding to the error
2298 code in @code{errno}.  @xref{Error Messages}.  Thus:
2300 @smallexample
2301 fprintf (stderr, "can't open `%s': %m\n", filename);
2302 @end smallexample
2304 @noindent
2305 is equivalent to:
2307 @smallexample
2308 fprintf (stderr, "can't open `%s': %s\n", filename, strerror (errno));
2309 @end smallexample
2311 @noindent
2312 The @samp{%m} conversion is a @glibcadj{} extension.
2314 The @samp{%p} conversion prints a pointer value.  The corresponding
2315 argument must be of type @code{void *}.  In practice, you can use any
2316 type of pointer.
2318 In @theglibc{}, non-null pointers are printed as unsigned integers,
2319 as if a @samp{%#x} conversion were used.  Null pointers print as
2320 @samp{(nil)}.  (Pointers might print differently in other systems.)
2322 For example:
2324 @smallexample
2325 printf ("%p", "testing");
2326 @end smallexample
2328 @noindent
2329 prints @samp{0x} followed by a hexadecimal number---the address of the
2330 string constant @code{"testing"}.  It does not print the word
2331 @samp{testing}.
2333 You can supply the @samp{-} flag with the @samp{%p} conversion to
2334 specify left-justification, but no other flags, precision, or type
2335 modifiers are defined.
2337 The @samp{%n} conversion is unlike any of the other output conversions.
2338 It uses an argument which must be a pointer to an @code{int}, but
2339 instead of printing anything it stores the number of characters printed
2340 so far by this call at that location.  The @samp{h} and @samp{l} type
2341 modifiers are permitted to specify that the argument is of type
2342 @code{short int *} or @code{long int *} instead of @code{int *}, but no
2343 flags, field width, or precision are permitted.
2345 For example,
2347 @smallexample
2348 int nchar;
2349 printf ("%d %s%n\n", 3, "bears", &nchar);
2350 @end smallexample
2352 @noindent
2353 prints:
2355 @smallexample
2356 3 bears
2357 @end smallexample
2359 @noindent
2360 and sets @code{nchar} to @code{7}, because @samp{3 bears} is seven
2361 characters.
2364 The @samp{%%} conversion prints a literal @samp{%} character.  This
2365 conversion doesn't use an argument, and no flags, field width,
2366 precision, or type modifiers are permitted.
2369 @node Formatted Output Functions
2370 @subsection Formatted Output Functions
2372 This section describes how to call @code{printf} and related functions.
2373 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
2374 Because these functions take a variable number of arguments, you
2375 @emph{must} declare prototypes for them before using them.  Of course,
2376 the easiest way to make sure you have all the right prototypes is to
2377 just include @file{stdio.h}.
2378 @pindex stdio.h
2380 @comment stdio.h
2381 @comment ISO
2382 @deftypefun int printf (const char *@var{template}, @dots{})
2383 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2384 The @code{printf} function prints the optional arguments under the
2385 control of the template string @var{template} to the stream
2386 @code{stdout}.  It returns the number of characters printed, or a
2387 negative value if there was an output error.
2388 @end deftypefun
2390 @comment wchar.h
2391 @comment ISO
2392 @deftypefun int wprintf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2393 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2394 The @code{wprintf} function prints the optional arguments under the
2395 control of the wide template string @var{template} to the stream
2396 @code{stdout}.  It returns the number of wide characters printed, or a
2397 negative value if there was an output error.
2398 @end deftypefun
2400 @comment stdio.h
2401 @comment ISO
2402 @deftypefun int fprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
2403 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2404 This function is just like @code{printf}, except that the output is
2405 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2406 @end deftypefun
2408 @comment wchar.h
2409 @comment ISO
2410 @deftypefun int fwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2411 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2412 This function is just like @code{wprintf}, except that the output is
2413 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2414 @end deftypefun
2416 @comment stdio.h
2417 @comment ISO
2418 @deftypefun int sprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
2419 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2420 This is like @code{printf}, except that the output is stored in the character
2421 array @var{s} instead of written to a stream.  A null character is written
2422 to mark the end of the string.
2424 The @code{sprintf} function returns the number of characters stored in
2425 the array @var{s}, not including the terminating null character.
2427 The behavior of this function is undefined if copying takes place
2428 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
2429 as an argument to be printed under control of the @samp{%s} conversion.
2430 @xref{Copying and Concatenation}.
2432 @strong{Warning:} The @code{sprintf} function can be @strong{dangerous}
2433 because it can potentially output more characters than can fit in the
2434 allocation size of the string @var{s}.  Remember that the field width
2435 given in a conversion specification is only a @emph{minimum} value.
2437 To avoid this problem, you can use @code{snprintf} or @code{asprintf},
2438 described below.
2439 @end deftypefun
2441 @comment wchar.h
2442 @comment GNU
2443 @deftypefun int swprintf (wchar_t *@var{s}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2444 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2445 This is like @code{wprintf}, except that the output is stored in the
2446 wide character array @var{ws} instead of written to a stream.  A null
2447 wide character is written to mark the end of the string.  The @var{size}
2448 argument specifies the maximum number of characters to produce.  The
2449 trailing null character is counted towards this limit, so you should
2450 allocate at least @var{size} wide characters for the string @var{ws}.
2452 The return value is the number of characters generated for the given
2453 input, excluding the trailing null.  If not all output fits into the
2454 provided buffer a negative value is returned.  You should try again with
2455 a bigger output string.  @emph{Note:} this is different from how
2456 @code{snprintf} handles this situation.
2458 Note that the corresponding narrow stream function takes fewer
2459 parameters.  @code{swprintf} in fact corresponds to the @code{snprintf}
2460 function.  Since the @code{sprintf} function can be dangerous and should
2461 be avoided the @w{ISO C} committee refused to make the same mistake
2462 again and decided to not define a function exactly corresponding to
2463 @code{sprintf}.
2464 @end deftypefun
2466 @comment stdio.h
2467 @comment GNU
2468 @deftypefun int snprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, @dots{})
2469 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2470 The @code{snprintf} function is similar to @code{sprintf}, except that
2471 the @var{size} argument specifies the maximum number of characters to
2472 produce.  The trailing null character is counted towards this limit, so
2473 you should allocate at least @var{size} characters for the string @var{s}.
2474 If @var{size} is zero, nothing, not even the null byte, shall be written and
2475 @var{s} may be a null pointer.
2477 The return value is the number of characters which would be generated
2478 for the given input, excluding the trailing null.  If this value is
2479 greater or equal to @var{size}, not all characters from the result have
2480 been stored in @var{s}.  You should try again with a bigger output
2481 string.  Here is an example of doing this:
2483 @smallexample
2484 @group
2485 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2486    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2487 char *
2488 make_message (char *name, char *value)
2490   /* @r{Guess we need no more than 100 chars of space.} */
2491   int size = 100;
2492   char *buffer = (char *) xmalloc (size);
2493   int nchars;
2494 @end group
2495 @group
2496   if (buffer == NULL)
2497     return NULL;
2499  /* @r{Try to print in the allocated space.} */
2500   nchars = snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2501                      name, value);
2502 @end group
2503 @group
2504   if (nchars >= size)
2505     @{
2506       /* @r{Reallocate buffer now that we know
2507          how much space is needed.} */
2508       size = nchars + 1;
2509       buffer = (char *) xrealloc (buffer, size);
2511       if (buffer != NULL)
2512         /* @r{Try again.} */
2513         snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2514                   name, value);
2515     @}
2516   /* @r{The last call worked, return the string.} */
2517   return buffer;
2519 @end group
2520 @end smallexample
2522 In practice, it is often easier just to use @code{asprintf}, below.
2524 @strong{Attention:} In versions of @theglibc{} prior to 2.1 the
2525 return value is the number of characters stored, not including the
2526 terminating null; unless there was not enough space in @var{s} to
2527 store the result in which case @code{-1} is returned.  This was
2528 changed in order to comply with the @w{ISO C99} standard.
2529 @end deftypefun
2531 @node Dynamic Output
2532 @subsection Dynamically Allocating Formatted Output
2534 The functions in this section do formatted output and place the results
2535 in dynamically allocated memory.
2537 @comment stdio.h
2538 @comment GNU
2539 @deftypefun int asprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, @dots{})
2540 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2541 This function is similar to @code{sprintf}, except that it dynamically
2542 allocates a string (as with @code{malloc}; @pxref{Unconstrained
2543 Allocation}) to hold the output, instead of putting the output in a
2544 buffer you allocate in advance.  The @var{ptr} argument should be the
2545 address of a @code{char *} object, and a successful call to
2546 @code{asprintf} stores a pointer to the newly allocated string at that
2547 location.
2549 The return value is the number of characters allocated for the buffer, or
2550 less than zero if an error occurred.  Usually this means that the buffer
2551 could not be allocated.
2553 Here is how to use @code{asprintf} to get the same result as the
2554 @code{snprintf} example, but more easily:
2556 @smallexample
2557 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2558    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2559 char *
2560 make_message (char *name, char *value)
2562   char *result;
2563   if (asprintf (&result, "value of %s is %s", name, value) < 0)
2564     return NULL;
2565   return result;
2567 @end smallexample
2568 @end deftypefun
2570 @comment stdio.h
2571 @comment GNU
2572 @deftypefun int obstack_printf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, @dots{})
2573 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:obstack} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsmem{}}}
2574 This function is similar to @code{asprintf}, except that it uses the
2575 obstack @var{obstack} to allocate the space.  @xref{Obstacks}.
2577 The characters are written onto the end of the current object.
2578 To get at them, you must finish the object with @code{obstack_finish}
2579 (@pxref{Growing Objects}).@refill
2580 @end deftypefun
2582 @node Variable Arguments Output
2583 @subsection Variable Arguments Output Functions
2585 The functions @code{vprintf} and friends are provided so that you can
2586 define your own variadic @code{printf}-like functions that make use of
2587 the same internals as the built-in formatted output functions.
2589 The most natural way to define such functions would be to use a language
2590 construct to say, ``Call @code{printf} and pass this template plus all
2591 of my arguments after the first five.''  But there is no way to do this
2592 in C, and it would be hard to provide a way, since at the C language
2593 level there is no way to tell how many arguments your function received.
2595 Since that method is impossible, we provide alternative functions, the
2596 @code{vprintf} series, which lets you pass a @code{va_list} to describe
2597 ``all of my arguments after the first five.''
2599 When it is sufficient to define a macro rather than a real function,
2600 the GNU C compiler provides a way to do this much more easily with macros.
2601 For example:
2603 @smallexample
2604 #define myprintf(a, b, c, d, e, rest...) \
2605             printf (mytemplate , ## rest)
2606 @end smallexample
2608 @noindent
2609 @xref{Variadic Macros,,, cpp, The C preprocessor}, for details.
2610 But this is limited to macros, and does not apply to real functions at all.
2612 Before calling @code{vprintf} or the other functions listed in this
2613 section, you @emph{must} call @code{va_start} (@pxref{Variadic
2614 Functions}) to initialize a pointer to the variable arguments.  Then you
2615 can call @code{va_arg} to fetch the arguments that you want to handle
2616 yourself.  This advances the pointer past those arguments.
2618 Once your @code{va_list} pointer is pointing at the argument of your
2619 choice, you are ready to call @code{vprintf}.  That argument and all
2620 subsequent arguments that were passed to your function are used by
2621 @code{vprintf} along with the template that you specified separately.
2623 In some other systems, the @code{va_list} pointer may become invalid
2624 after the call to @code{vprintf}, so you must not use @code{va_arg}
2625 after you call @code{vprintf}.  Instead, you should call @code{va_end}
2626 to retire the pointer from service.  However, you can safely call
2627 @code{va_start} on another pointer variable and begin fetching the
2628 arguments again through that pointer.  Calling @code{vprintf} does not
2629 destroy the argument list of your function, merely the particular
2630 pointer that you passed to it.
2632 GNU C does not have such restrictions.  You can safely continue to fetch
2633 arguments from a @code{va_list} pointer after passing it to
2634 @code{vprintf}, and @code{va_end} is a no-op.  (Note, however, that
2635 subsequent @code{va_arg} calls will fetch the same arguments which
2636 @code{vprintf} previously used.)
2638 Prototypes for these functions are declared in @file{stdio.h}.
2639 @pindex stdio.h
2641 @comment stdio.h
2642 @comment ISO
2643 @deftypefun int vprintf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2644 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2645 This function is similar to @code{printf} except that, instead of taking
2646 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2647 pointer @var{ap}.
2648 @end deftypefun
2650 @comment wchar.h
2651 @comment ISO
2652 @deftypefun int vwprintf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2653 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2654 This function is similar to @code{wprintf} except that, instead of taking
2655 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2656 pointer @var{ap}.
2657 @end deftypefun
2659 @comment stdio.h
2660 @comment ISO
2661 @deftypefun int vfprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2662 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2663 @c Although vfprintf sets up a cleanup region to release the lock on the
2664 @c output stream, it doesn't use it to release args_value or string in
2665 @c case of cancellation.  This doesn't make it unsafe, but cancelling it
2666 @c may leak memory.  The unguarded use of __printf_function_table is
2667 @c also of concern for all callers.
2668 @c _itoa ok
2669 @c   _udiv_qrnnd_preinv ok
2670 @c group_number ok
2671 @c _i18n_number_rewrite
2672 @c   __wctrans ok
2673 @c   __towctrans @mtslocale
2674 @c   __wcrtomb ok? dup below
2675 @c   outdigit_value ok
2676 @c   outdigitwc_value ok
2677 @c outchar ok
2678 @c outstring ok
2679 @c PAD ok
2680 @c __printf_fp @mtslocale @ascuheap @acsmem
2681 @c __printf_fphex @mtslocale
2682 @c __readonly_area
2683 @c   [GNU/Linux] fopen, strtoul, free
2684 @c __strerror_r ok if no translation, check otherwise
2685 @c __btowc ? gconv-modules
2686 @c __wcrtomb ok (not using internal state) gconv-modules
2687 @c ARGCHECK
2688 @c UNBUFFERED_P (tested before taking the stream lock)
2689 @c buffered_vfprintf ok
2690 @c __find_spec(wc|mb)
2691 @c read_int
2692 @c __libc_use_alloca
2693 @c process_arg
2694 @c process_string_arg
2695 @c extend_alloca
2696 @c __parse_one_spec(wc|mb)
2697 @c *__printf_arginfo_table unguarded
2698 @c __printf_va_arg_table-> unguarded
2699 @c *__printf_function_table unguarded
2700 @c done_add
2701 @c printf_unknown
2702 @c   outchar
2703 @c   _itoa_word
2704 This is the equivalent of @code{fprintf} with the variable argument list
2705 specified directly as for @code{vprintf}.
2706 @end deftypefun
2708 @comment wchar.h
2709 @comment ISO
2710 @deftypefun int vfwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2711 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
2712 This is the equivalent of @code{fwprintf} with the variable argument list
2713 specified directly as for @code{vwprintf}.
2714 @end deftypefun
2716 @comment stdio.h
2717 @comment ISO
2718 @deftypefun int vsprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2719 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2720 This is the equivalent of @code{sprintf} with the variable argument list
2721 specified directly as for @code{vprintf}.
2722 @end deftypefun
2724 @comment wchar.h
2725 @comment GNU
2726 @deftypefun int vswprintf (wchar_t *@var{s}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2727 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2728 This is the equivalent of @code{swprintf} with the variable argument list
2729 specified directly as for @code{vwprintf}.
2730 @end deftypefun
2732 @comment stdio.h
2733 @comment GNU
2734 @deftypefun int vsnprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2735 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2736 This is the equivalent of @code{snprintf} with the variable argument list
2737 specified directly as for @code{vprintf}.
2738 @end deftypefun
2740 @comment stdio.h
2741 @comment GNU
2742 @deftypefun int vasprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2743 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
2744 The @code{vasprintf} function is the equivalent of @code{asprintf} with the
2745 variable argument list specified directly as for @code{vprintf}.
2746 @end deftypefun
2748 @comment stdio.h
2749 @comment GNU
2750 @deftypefun int obstack_vprintf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2751 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:obstack} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acucorrupt{} @acsmem{}}}
2752 @c The obstack is not guarded by mutexes, it might be at an inconsistent
2753 @c state within a signal handler, and it could be left at an
2754 @c inconsistent state in case of cancellation.
2755 The @code{obstack_vprintf} function is the equivalent of
2756 @code{obstack_printf} with the variable argument list specified directly
2757 as for @code{vprintf}.@refill
2758 @end deftypefun
2760 Here's an example showing how you might use @code{vfprintf}.  This is a
2761 function that prints error messages to the stream @code{stderr}, along
2762 with a prefix indicating the name of the program
2763 (@pxref{Error Messages}, for a description of
2764 @code{program_invocation_short_name}).
2766 @smallexample
2767 @group
2768 #include <stdio.h>
2769 #include <stdarg.h>
2771 void
2772 eprintf (const char *template, ...)
2774   va_list ap;
2775   extern char *program_invocation_short_name;
2777   fprintf (stderr, "%s: ", program_invocation_short_name);
2778   va_start (ap, template);
2779   vfprintf (stderr, template, ap);
2780   va_end (ap);
2782 @end group
2783 @end smallexample
2785 @noindent
2786 You could call @code{eprintf} like this:
2788 @smallexample
2789 eprintf ("file `%s' does not exist\n", filename);
2790 @end smallexample
2792 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
2793 know that a function uses a @code{printf}-style format string.  Then it
2794 can check the number and types of arguments in each call to the
2795 function, and warn you when they do not match the format string.
2796 For example, take this declaration of @code{eprintf}:
2798 @smallexample
2799 void eprintf (const char *template, ...)
2800         __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
2801 @end smallexample
2803 @noindent
2804 This tells the compiler that @code{eprintf} uses a format string like
2805 @code{printf} (as opposed to @code{scanf}; @pxref{Formatted Input});
2806 the format string appears as the first argument;
2807 and the arguments to satisfy the format begin with the second.
2808 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
2809 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
2811 @node Parsing a Template String
2812 @subsection Parsing a Template String
2813 @cindex parsing a template string
2815 You can use the function @code{parse_printf_format} to obtain
2816 information about the number and types of arguments that are expected by
2817 a given template string.  This function permits interpreters that
2818 provide interfaces to @code{printf} to avoid passing along invalid
2819 arguments from the user's program, which could cause a crash.
2821 All the symbols described in this section are declared in the header
2822 file @file{printf.h}.
2824 @comment printf.h
2825 @comment GNU
2826 @deftypefun size_t parse_printf_format (const char *@var{template}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
2827 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@assafe{}@acsafe{}}
2828 This function returns information about the number and types of
2829 arguments expected by the @code{printf} template string @var{template}.
2830 The information is stored in the array @var{argtypes}; each element of
2831 this array describes one argument.  This information is encoded using
2832 the various @samp{PA_} macros, listed below.
2834 The argument @var{n} specifies the number of elements in the array
2835 @var{argtypes}.  This is the maximum number of elements that
2836 @code{parse_printf_format} will try to write.
2838 @code{parse_printf_format} returns the total number of arguments required
2839 by @var{template}.  If this number is greater than @var{n}, then the
2840 information returned describes only the first @var{n} arguments.  If you
2841 want information about additional arguments, allocate a bigger
2842 array and call @code{parse_printf_format} again.
2843 @end deftypefun
2845 The argument types are encoded as a combination of a basic type and
2846 modifier flag bits.
2848 @comment printf.h
2849 @comment GNU
2850 @deftypevr Macro int PA_FLAG_MASK
2851 This macro is a bitmask for the type modifier flag bits.  You can write
2852 the expression @code{(argtypes[i] & PA_FLAG_MASK)} to extract just the
2853 flag bits for an argument, or @code{(argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)} to
2854 extract just the basic type code.
2855 @end deftypevr
2857 Here are symbolic constants that represent the basic types; they stand
2858 for integer values.
2860 @vtable @code
2861 @comment printf.h
2862 @comment GNU
2863 @item PA_INT
2864 This specifies that the base type is @code{int}.
2866 @comment printf.h
2867 @comment GNU
2868 @item PA_CHAR
2869 This specifies that the base type is @code{int}, cast to @code{char}.
2871 @comment printf.h
2872 @comment GNU
2873 @item PA_STRING
2874 This specifies that the base type is @code{char *}, a null-terminated string.
2876 @comment printf.h
2877 @comment GNU
2878 @item PA_POINTER
2879 This specifies that the base type is @code{void *}, an arbitrary pointer.
2881 @comment printf.h
2882 @comment GNU
2883 @item PA_FLOAT
2884 This specifies that the base type is @code{float}.
2886 @comment printf.h
2887 @comment GNU
2888 @item PA_DOUBLE
2889 This specifies that the base type is @code{double}.
2891 @comment printf.h
2892 @comment GNU
2893 @item PA_LAST
2894 You can define additional base types for your own programs as offsets
2895 from @code{PA_LAST}.  For example, if you have data types @samp{foo}
2896 and @samp{bar} with their own specialized @code{printf} conversions,
2897 you could define encodings for these types as:
2899 @smallexample
2900 #define PA_FOO  PA_LAST
2901 #define PA_BAR  (PA_LAST + 1)
2902 @end smallexample
2903 @end vtable
2905 Here are the flag bits that modify a basic type.  They are combined with
2906 the code for the basic type using inclusive-or.
2908 @vtable @code
2909 @comment printf.h
2910 @comment GNU
2911 @item PA_FLAG_PTR
2912 If this bit is set, it indicates that the encoded type is a pointer to
2913 the base type, rather than an immediate value.
2914 For example, @samp{PA_INT|PA_FLAG_PTR} represents the type @samp{int *}.
2916 @comment printf.h
2917 @comment GNU
2918 @item PA_FLAG_SHORT
2919 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2920 @code{short}.  (This corresponds to the @samp{h} type modifier.)
2922 @comment printf.h
2923 @comment GNU
2924 @item PA_FLAG_LONG
2925 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2926 @code{long}.  (This corresponds to the @samp{l} type modifier.)
2928 @comment printf.h
2929 @comment GNU
2930 @item PA_FLAG_LONG_LONG
2931 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2932 @code{long long}.  (This corresponds to the @samp{L} type modifier.)
2934 @comment printf.h
2935 @comment GNU
2936 @item PA_FLAG_LONG_DOUBLE
2937 This is a synonym for @code{PA_FLAG_LONG_LONG}, used by convention with
2938 a base type of @code{PA_DOUBLE} to indicate a type of @code{long double}.
2939 @end vtable
2941 @ifinfo
2942 For an example of using these facilities, see @ref{Example of Parsing}.
2943 @end ifinfo
2945 @node Example of Parsing
2946 @subsection Example of Parsing a Template String
2948 Here is an example of decoding argument types for a format string.  We
2949 assume this is part of an interpreter which contains arguments of type
2950 @code{NUMBER}, @code{CHAR}, @code{STRING} and @code{STRUCTURE} (and
2951 perhaps others which are not valid here).
2953 @smallexample
2954 /* @r{Test whether the @var{nargs} specified objects}
2955    @r{in the vector @var{args} are valid}
2956    @r{for the format string @var{format}:}
2957    @r{if so, return 1.}
2958    @r{If not, return 0 after printing an error message.}  */
2961 validate_args (char *format, int nargs, OBJECT *args)
2963   int *argtypes;
2964   int nwanted;
2966   /* @r{Get the information about the arguments.}
2967      @r{Each conversion specification must be at least two characters}
2968      @r{long, so there cannot be more specifications than half the}
2969      @r{length of the string.}  */
2971   argtypes = (int *) alloca (strlen (format) / 2 * sizeof (int));
2972   nwanted = parse_printf_format (string, nelts, argtypes);
2974   /* @r{Check the number of arguments.}  */
2975   if (nwanted > nargs)
2976     @{
2977       error ("too few arguments (at least %d required)", nwanted);
2978       return 0;
2979     @}
2981   /* @r{Check the C type wanted for each argument}
2982      @r{and see if the object given is suitable.}  */
2983   for (i = 0; i < nwanted; i++)
2984     @{
2985       int wanted;
2987       if (argtypes[i] & PA_FLAG_PTR)
2988         wanted = STRUCTURE;
2989       else
2990         switch (argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)
2991           @{
2992           case PA_INT:
2993           case PA_FLOAT:
2994           case PA_DOUBLE:
2995             wanted = NUMBER;
2996             break;
2997           case PA_CHAR:
2998             wanted = CHAR;
2999             break;
3000           case PA_STRING:
3001             wanted = STRING;
3002             break;
3003           case PA_POINTER:
3004             wanted = STRUCTURE;
3005             break;
3006           @}
3007       if (TYPE (args[i]) != wanted)
3008         @{
3009           error ("type mismatch for arg number %d", i);
3010           return 0;
3011         @}
3012     @}
3013   return 1;
3015 @end smallexample
3017 @node Customizing Printf
3018 @section Customizing @code{printf}
3019 @cindex customizing @code{printf}
3020 @cindex defining new @code{printf} conversions
3021 @cindex extending @code{printf}
3023 @Theglibc{} lets you define your own custom conversion specifiers
3024 for @code{printf} template strings, to teach @code{printf} clever ways
3025 to print the important data structures of your program.
3027 The way you do this is by registering the conversion with the function
3028 @code{register_printf_function}; see @ref{Registering New Conversions}.
3029 One of the arguments you pass to this function is a pointer to a handler
3030 function that produces the actual output; see @ref{Defining the Output
3031 Handler}, for information on how to write this function.
3033 You can also install a function that just returns information about the
3034 number and type of arguments expected by the conversion specifier.
3035 @xref{Parsing a Template String}, for information about this.
3037 The facilities of this section are declared in the header file
3038 @file{printf.h}.
3040 @menu
3041 * Registering New Conversions::         Using @code{register_printf_function}
3042                                          to register a new output conversion.
3043 * Conversion Specifier Options::        The handler must be able to get
3044                                          the options specified in the
3045                                          template when it is called.
3046 * Defining the Output Handler::         Defining the handler and arginfo
3047                                          functions that are passed as arguments
3048                                          to @code{register_printf_function}.
3049 * Printf Extension Example::            How to define a @code{printf}
3050                                          handler function.
3051 * Predefined Printf Handlers::          Predefined @code{printf} handlers.
3052 @end menu
3054 @strong{Portability Note:} The ability to extend the syntax of
3055 @code{printf} template strings is a GNU extension.  ISO standard C has
3056 nothing similar.
3058 @node Registering New Conversions
3059 @subsection Registering New Conversions
3061 The function to register a new output conversion is
3062 @code{register_printf_function}, declared in @file{printf.h}.
3063 @pindex printf.h
3065 @comment printf.h
3066 @comment GNU
3067 @deftypefun int register_printf_function (int @var{spec}, printf_function @var{handler-function}, printf_arginfo_function @var{arginfo-function})
3068 @safety{@prelim{}@mtunsafe{@mtasuconst{:printfext}}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
3069 @c This function is guarded by the global non-recursive libc lock, but
3070 @c users of the variables it sets aren't, and those should be MT-Safe,
3071 @c so we're ruling out the use of this extension with threads.  Calling
3072 @c it from a signal handler may self-deadlock, and cancellation may
3073 @c leave the lock held, besides leaking allocated memory.
3074 This function defines the conversion specifier character @var{spec}.
3075 Thus, if @var{spec} is @code{'Y'}, it defines the conversion @samp{%Y}.
3076 You can redefine the built-in conversions like @samp{%s}, but flag
3077 characters like @samp{#} and type modifiers like @samp{l} can never be
3078 used as conversions; calling @code{register_printf_function} for those
3079 characters has no effect.  It is advisable not to use lowercase letters,
3080 since the ISO C standard warns that additional lowercase letters may be
3081 standardized in future editions of the standard.
3083 The @var{handler-function} is the function called by @code{printf} and
3084 friends when this conversion appears in a template string.
3085 @xref{Defining the Output Handler}, for information about how to define
3086 a function to pass as this argument.  If you specify a null pointer, any
3087 existing handler function for @var{spec} is removed.
3089 The @var{arginfo-function} is the function called by
3090 @code{parse_printf_format} when this conversion appears in a
3091 template string.  @xref{Parsing a Template String}, for information
3092 about this.
3094 @c The following is not true anymore.  The `parse_printf_format' function
3095 @c is now also called from `vfprintf' via `parse_one_spec'.
3096 @c --drepper@gnu, 1996/11/14
3098 @c Normally, you install both functions for a conversion at the same time,
3099 @c but if you are never going to call @code{parse_printf_format}, you do
3100 @c not need to define an arginfo function.
3102 @strong{Attention:} In @theglibc{} versions before 2.0 the
3103 @var{arginfo-function} function did not need to be installed unless
3104 the user used the @code{parse_printf_format} function.  This has changed.
3105 Now a call to any of the @code{printf} functions will call this
3106 function when this format specifier appears in the format string.
3108 The return value is @code{0} on success, and @code{-1} on failure
3109 (which occurs if @var{spec} is out of range).
3111 You can redefine the standard output conversions, but this is probably
3112 not a good idea because of the potential for confusion.  Library routines
3113 written by other people could break if you do this.
3114 @end deftypefun
3116 @node Conversion Specifier Options
3117 @subsection Conversion Specifier Options
3119 If you define a meaning for @samp{%A}, what if the template contains
3120 @samp{%+23A} or @samp{%-#A}?  To implement a sensible meaning for these,
3121 the handler when called needs to be able to get the options specified in
3122 the template.
3124 Both the @var{handler-function} and @var{arginfo-function} accept an
3125 argument that points to a @code{struct printf_info}, which contains
3126 information about the options appearing in an instance of the conversion
3127 specifier.  This data type is declared in the header file
3128 @file{printf.h}.
3129 @pindex printf.h
3131 @comment printf.h
3132 @comment GNU
3133 @deftp {Type} {struct printf_info}
3134 This structure is used to pass information about the options appearing
3135 in an instance of a conversion specifier in a @code{printf} template
3136 string to the handler and arginfo functions for that specifier.  It
3137 contains the following members:
3139 @table @code
3140 @item int prec
3141 This is the precision specified.  The value is @code{-1} if no precision
3142 was specified.  If the precision was given as @samp{*}, the
3143 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
3144 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
3145 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
3146 actual value is not known.
3148 @item int width
3149 This is the minimum field width specified.  The value is @code{0} if no
3150 width was specified.  If the field width was given as @samp{*}, the
3151 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
3152 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
3153 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
3154 actual value is not known.
3156 @item wchar_t spec
3157 This is the conversion specifier character specified.  It's stored in
3158 the structure so that you can register the same handler function for
3159 multiple characters, but still have a way to tell them apart when the
3160 handler function is called.
3162 @item unsigned int is_long_double
3163 This is a boolean that is true if the @samp{L}, @samp{ll}, or @samp{q}
3164 type modifier was specified.  For integer conversions, this indicates
3165 @code{long long int}, as opposed to @code{long double} for floating
3166 point conversions.
3168 @item unsigned int is_char
3169 This is a boolean that is true if the @samp{hh} type modifier was specified.
3171 @item unsigned int is_short
3172 This is a boolean that is true if the @samp{h} type modifier was specified.
3174 @item unsigned int is_long
3175 This is a boolean that is true if the @samp{l} type modifier was specified.
3177 @item unsigned int alt
3178 This is a boolean that is true if the @samp{#} flag was specified.
3180 @item unsigned int space
3181 This is a boolean that is true if the @samp{ } flag was specified.
3183 @item unsigned int left
3184 This is a boolean that is true if the @samp{-} flag was specified.
3186 @item unsigned int showsign
3187 This is a boolean that is true if the @samp{+} flag was specified.
3189 @item unsigned int group
3190 This is a boolean that is true if the @samp{'} flag was specified.
3192 @item unsigned int extra
3193 This flag has a special meaning depending on the context.  It could
3194 be used freely by the user-defined handlers but when called from
3195 the @code{printf} function this variable always contains the value
3196 @code{0}.
3198 @item unsigned int wide
3199 This flag is set if the stream is wide oriented.
3201 @item wchar_t pad
3202 This is the character to use for padding the output to the minimum field
3203 width.  The value is @code{'0'} if the @samp{0} flag was specified, and
3204 @code{' '} otherwise.
3205 @end table
3206 @end deftp
3209 @node Defining the Output Handler
3210 @subsection Defining the Output Handler
3212 Now let's look at how to define the handler and arginfo functions
3213 which are passed as arguments to @code{register_printf_function}.
3215 @strong{Compatibility Note:} The interface changed in @theglibc{}
3216 version 2.0.  Previously the third argument was of type
3217 @code{va_list *}.
3219 You should define your handler functions with a prototype like:
3221 @smallexample
3222 int @var{function} (FILE *stream, const struct printf_info *info,
3223                     const void *const *args)
3224 @end smallexample
3226 The @var{stream} argument passed to the handler function is the stream to
3227 which it should write output.
3229 The @var{info} argument is a pointer to a structure that contains
3230 information about the various options that were included with the
3231 conversion in the template string.  You should not modify this structure
3232 inside your handler function.  @xref{Conversion Specifier Options}, for
3233 a description of this data structure.
3235 @c The following changes some time back.  --drepper@gnu, 1996/11/14
3237 @c The @code{ap_pointer} argument is used to pass the tail of the variable
3238 @c argument list containing the values to be printed to your handler.
3239 @c Unlike most other functions that can be passed an explicit variable
3240 @c argument list, this is a @emph{pointer} to a @code{va_list}, rather than
3241 @c the @code{va_list} itself.  Thus, you should fetch arguments by
3242 @c means of @code{va_arg (*ap_pointer, @var{type})}.
3244 @c (Passing a pointer here allows the function that calls your handler
3245 @c function to update its own @code{va_list} variable to account for the
3246 @c arguments that your handler processes.  @xref{Variadic Functions}.)
3248 The @var{args} is a vector of pointers to the arguments data.
3249 The number of arguments was determined by calling the argument
3250 information function provided by the user.
3252 Your handler function should return a value just like @code{printf}
3253 does: it should return the number of characters it has written, or a
3254 negative value to indicate an error.
3256 @comment printf.h
3257 @comment GNU
3258 @deftp {Data Type} printf_function
3259 This is the data type that a handler function should have.
3260 @end deftp
3262 If you are going to use @w{@code{parse_printf_format}} in your
3263 application, you must also define a function to pass as the
3264 @var{arginfo-function} argument for each new conversion you install with
3265 @code{register_printf_function}.
3267 You have to define these functions with a prototype like:
3269 @smallexample
3270 int @var{function} (const struct printf_info *info,
3271                     size_t n, int *argtypes)
3272 @end smallexample
3274 The return value from the function should be the number of arguments the
3275 conversion expects.  The function should also fill in no more than
3276 @var{n} elements of the @var{argtypes} array with information about the
3277 types of each of these arguments.  This information is encoded using the
3278 various @samp{PA_} macros.  (You will notice that this is the same
3279 calling convention @code{parse_printf_format} itself uses.)
3281 @comment printf.h
3282 @comment GNU
3283 @deftp {Data Type} printf_arginfo_function
3284 This type is used to describe functions that return information about
3285 the number and type of arguments used by a conversion specifier.
3286 @end deftp
3288 @node Printf Extension Example
3289 @subsection @code{printf} Extension Example
3291 Here is an example showing how to define a @code{printf} handler function.
3292 This program defines a data structure called a @code{Widget} and
3293 defines the @samp{%W} conversion to print information about @w{@code{Widget *}}
3294 arguments, including the pointer value and the name stored in the data
3295 structure.  The @samp{%W} conversion supports the minimum field width and
3296 left-justification options, but ignores everything else.
3298 @smallexample
3299 @include rprintf.c.texi
3300 @end smallexample
3302 The output produced by this program looks like:
3304 @smallexample
3305 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3306 |      <Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3307 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>      |
3308 @end smallexample
3310 @node Predefined Printf Handlers
3311 @subsection Predefined @code{printf} Handlers
3313 @Theglibc{} also contains a concrete and useful application of the
3314 @code{printf} handler extension.  There are two functions available
3315 which implement a special way to print floating-point numbers.
3317 @comment printf.h
3318 @comment GNU
3319 @deftypefun int printf_size (FILE *@var{fp}, const struct printf_info *@var{info}, const void *const *@var{args})
3320 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:fp} @mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @acucorrupt{}}}
3321 @c This is meant to be called by vfprintf, that should hold the lock on
3322 @c the stream, but if this function is called directly, output will be
3323 @c racy, besides the uses of the global locale object while other
3324 @c threads may be changing it and the possbility of leaving the stream
3325 @c object in an inconsistent state in case of cancellation.
3326 Print a given floating point number as for the format @code{%f} except
3327 that there is a postfix character indicating the divisor for the
3328 number to make this less than 1000.  There are two possible divisors:
3329 powers of 1024 or powers of 1000.  Which one is used depends on the
3330 format character specified while registered this handler.  If the
3331 character is of lower case, 1024 is used.  For upper case characters,
3332 1000 is used.
3334 The postfix tag corresponds to bytes, kilobytes, megabytes, gigabytes,
3335 etc.  The full table is:
3337 @ifinfo
3338 @multitable {' '} {2^10 (1024)} {zetta} {Upper} {10^24 (1000)}
3339 @item low @tab Multiplier  @tab From  @tab Upper @tab Multiplier
3340 @item ' ' @tab 1           @tab       @tab ' '   @tab 1
3341 @item k   @tab 2^10 (1024) @tab kilo  @tab K     @tab 10^3 (1000)
3342 @item m   @tab 2^20        @tab mega  @tab M     @tab 10^6
3343 @item g   @tab 2^30        @tab giga  @tab G     @tab 10^9
3344 @item t   @tab 2^40        @tab tera  @tab T     @tab 10^12
3345 @item p   @tab 2^50        @tab peta  @tab P     @tab 10^15
3346 @item e   @tab 2^60        @tab exa   @tab E     @tab 10^18
3347 @item z   @tab 2^70        @tab zetta @tab Z     @tab 10^21
3348 @item y   @tab 2^80        @tab yotta @tab Y     @tab 10^24
3349 @end multitable
3350 @end ifinfo
3351 @iftex
3352 @tex
3353 \hbox to\hsize{\hfil\vbox{\offinterlineskip
3354 \hrule
3355 \halign{\strut#& \vrule#\tabskip=1em plus2em& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#\tabskip=0pt\cr
3356 \noalign{\hrule}
3357 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3358 && \omit low && Multiplier && From && \omit Upper && Multiplier &\cr
3359 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3360 \noalign{\hrule}
3361 && {\tt\char32} &&  1 && && {\tt\char32} && 1 &\cr
3362 && k && $2^{10} = 1024$ && kilo && K && $10^3 = 1000$ &\cr
3363 && m && $2^{20}$ && mega && M && $10^6$ &\cr
3364 && g && $2^{30}$ && giga && G && $10^9$ &\cr
3365 && t && $2^{40}$ && tera && T && $10^{12}$ &\cr
3366 && p && $2^{50}$ && peta && P && $10^{15}$ &\cr
3367 && e && $2^{60}$ && exa && E && $10^{18}$ &\cr
3368 && z && $2^{70}$ && zetta && Z && $10^{21}$ &\cr
3369 && y && $2^{80}$ && yotta && Y && $10^{24}$ &\cr
3370 \noalign{\hrule}}}\hfil}
3371 @end tex
3372 @end iftex
3374 The default precision is 3, i.e., 1024 is printed with a lower-case
3375 format character as if it were @code{%.3fk} and will yield @code{1.000k}.
3376 @end deftypefun
3378 Due to the requirements of @code{register_printf_function} we must also
3379 provide the function which returns information about the arguments.
3381 @comment printf.h
3382 @comment GNU
3383 @deftypefun int printf_size_info (const struct printf_info *@var{info}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
3384 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
3385 This function will return in @var{argtypes} the information about the
3386 used parameters in the way the @code{vfprintf} implementation expects
3387 it.  The format always takes one argument.
3388 @end deftypefun
3390 To use these functions both functions must be registered with a call like
3392 @smallexample
3393 register_printf_function ('B', printf_size, printf_size_info);
3394 @end smallexample
3396 Here we register the functions to print numbers as powers of 1000 since
3397 the format character @code{'B'} is an upper-case character.  If we
3398 would additionally use @code{'b'} in a line like
3400 @smallexample
3401 register_printf_function ('b', printf_size, printf_size_info);
3402 @end smallexample
3404 @noindent
3405 we could also print using a power of 1024.  Please note that all that is
3406 different in these two lines is the format specifier.  The
3407 @code{printf_size} function knows about the difference between lower and upper
3408 case format specifiers.
3410 The use of @code{'B'} and @code{'b'} is no coincidence.  Rather it is
3411 the preferred way to use this functionality since it is available on
3412 some other systems which also use format specifiers.
3414 @node Formatted Input
3415 @section Formatted Input
3417 @cindex formatted input from a stream
3418 @cindex reading from a stream, formatted
3419 @cindex format string, for @code{scanf}
3420 @cindex template, for @code{scanf}
3421 The functions described in this section (@code{scanf} and related
3422 functions) provide facilities for formatted input analogous to the
3423 formatted output facilities.  These functions provide a mechanism for
3424 reading arbitrary values under the control of a @dfn{format string} or
3425 @dfn{template string}.
3427 @menu
3428 * Formatted Input Basics::      Some basics to get you started.
3429 * Input Conversion Syntax::     Syntax of conversion specifications.
3430 * Table of Input Conversions::  Summary of input conversions and what they do.
3431 * Numeric Input Conversions::   Details of conversions for reading numbers.
3432 * String Input Conversions::    Details of conversions for reading strings.
3433 * Dynamic String Input::        String conversions that @code{malloc} the buffer.
3434 * Other Input Conversions::     Details of miscellaneous other conversions.
3435 * Formatted Input Functions::   Descriptions of the actual functions.
3436 * Variable Arguments Input::    @code{vscanf} and friends.
3437 @end menu
3439 @node Formatted Input Basics
3440 @subsection Formatted Input Basics
3442 Calls to @code{scanf} are superficially similar to calls to
3443 @code{printf} in that arbitrary arguments are read under the control of
3444 a template string.  While the syntax of the conversion specifications in
3445 the template is very similar to that for @code{printf}, the
3446 interpretation of the template is oriented more towards free-format
3447 input and simple pattern matching, rather than fixed-field formatting.
3448 For example, most @code{scanf} conversions skip over any amount of
3449 ``white space'' (including spaces, tabs, and newlines) in the input
3450 file, and there is no concept of precision for the numeric input
3451 conversions as there is for the corresponding output conversions.
3452 Ordinarily, non-whitespace characters in the template are expected to
3453 match characters in the input stream exactly, but a matching failure is
3454 distinct from an input error on the stream.
3455 @cindex conversion specifications (@code{scanf})
3457 Another area of difference between @code{scanf} and @code{printf} is
3458 that you must remember to supply pointers rather than immediate values
3459 as the optional arguments to @code{scanf}; the values that are read are
3460 stored in the objects that the pointers point to.  Even experienced
3461 programmers tend to forget this occasionally, so if your program is
3462 getting strange errors that seem to be related to @code{scanf}, you
3463 might want to double-check this.
3465 When a @dfn{matching failure} occurs, @code{scanf} returns immediately,
3466 leaving the first non-matching character as the next character to be
3467 read from the stream.  The normal return value from @code{scanf} is the
3468 number of values that were assigned, so you can use this to determine if
3469 a matching error happened before all the expected values were read.
3470 @cindex matching failure, in @code{scanf}
3472 The @code{scanf} function is typically used for things like reading in
3473 the contents of tables.  For example, here is a function that uses
3474 @code{scanf} to initialize an array of @code{double}:
3476 @smallexample
3477 void
3478 readarray (double *array, int n)
3480   int i;
3481   for (i=0; i<n; i++)
3482     if (scanf (" %lf", &(array[i])) != 1)
3483       invalid_input_error ();
3485 @end smallexample
3487 The formatted input functions are not used as frequently as the
3488 formatted output functions.  Partly, this is because it takes some care
3489 to use them properly.  Another reason is that it is difficult to recover
3490 from a matching error.
3492 If you are trying to read input that doesn't match a single, fixed
3493 pattern, you may be better off using a tool such as Flex to generate a
3494 lexical scanner, or Bison to generate a parser, rather than using
3495 @code{scanf}.  For more information about these tools, see @ref{Top, , ,
3496 flex.info, Flex: The Lexical Scanner Generator}, and @ref{Top, , ,
3497 bison.info, The Bison Reference Manual}.
3499 @node Input Conversion Syntax
3500 @subsection Input Conversion Syntax
3502 A @code{scanf} template string is a string that contains ordinary
3503 multibyte characters interspersed with conversion specifications that
3504 start with @samp{%}.
3506 Any whitespace character (as defined by the @code{isspace} function;
3507 @pxref{Classification of Characters}) in the template causes any number
3508 of whitespace characters in the input stream to be read and discarded.
3509 The whitespace characters that are matched need not be exactly the same
3510 whitespace characters that appear in the template string.  For example,
3511 write @samp{ , } in the template to recognize a comma with optional
3512 whitespace before and after.
3514 Other characters in the template string that are not part of conversion
3515 specifications must match characters in the input stream exactly; if
3516 this is not the case, a matching failure occurs.
3518 The conversion specifications in a @code{scanf} template string
3519 have the general form:
3521 @smallexample
3522 % @var{flags} @var{width} @var{type} @var{conversion}
3523 @end smallexample
3525 In more detail, an input conversion specification consists of an initial
3526 @samp{%} character followed in sequence by:
3528 @itemize @bullet
3529 @item
3530 An optional @dfn{flag character} @samp{*}, which says to ignore the text
3531 read for this specification.  When @code{scanf} finds a conversion
3532 specification that uses this flag, it reads input as directed by the
3533 rest of the conversion specification, but it discards this input, does
3534 not use a pointer argument, and does not increment the count of
3535 successful assignments.
3536 @cindex flag character (@code{scanf})
3538 @item
3539 An optional flag character @samp{a} (valid with string conversions only)
3540 which requests allocation of a buffer long enough to store the string in.
3541 (This is a GNU extension.)
3542 @xref{Dynamic String Input}.
3544 @item
3545 An optional decimal integer that specifies the @dfn{maximum field
3546 width}.  Reading of characters from the input stream stops either when
3547 this maximum is reached or when a non-matching character is found,
3548 whichever happens first.  Most conversions discard initial whitespace
3549 characters (those that don't are explicitly documented), and these
3550 discarded characters don't count towards the maximum field width.
3551 String input conversions store a null character to mark the end of the
3552 input; the maximum field width does not include this terminator.
3553 @cindex maximum field width (@code{scanf})
3555 @item
3556 An optional @dfn{type modifier character}.  For example, you can
3557 specify a type modifier of @samp{l} with integer conversions such as
3558 @samp{%d} to specify that the argument is a pointer to a @code{long int}
3559 rather than a pointer to an @code{int}.
3560 @cindex type modifier character (@code{scanf})
3562 @item
3563 A character that specifies the conversion to be applied.
3564 @end itemize
3566 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
3567 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
3568 individual conversions for information about the particular options that
3569 they allow.
3571 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
3572 @code{scanf} and related functions.  It examines the format string and
3573 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
3574 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
3575 write uses a @code{scanf}-style format string.
3576 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
3577 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
3579 @node Table of Input Conversions
3580 @subsection Table of Input Conversions
3581 @cindex input conversions, for @code{scanf}
3583 Here is a table that summarizes the various conversion specifications:
3585 @table @asis
3586 @item @samp{%d}
3587 Matches an optionally signed integer written in decimal.  @xref{Numeric
3588 Input Conversions}.
3590 @item @samp{%i}
3591 Matches an optionally signed integer in any of the formats that the C
3592 language defines for specifying an integer constant.  @xref{Numeric
3593 Input Conversions}.
3595 @item @samp{%o}
3596 Matches an unsigned integer written in octal radix.
3597 @xref{Numeric Input Conversions}.
3599 @item @samp{%u}
3600 Matches an unsigned integer written in decimal radix.
3601 @xref{Numeric Input Conversions}.
3603 @item @samp{%x}, @samp{%X}
3604 Matches an unsigned integer written in hexadecimal radix.
3605 @xref{Numeric Input Conversions}.
3607 @item @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, @samp{%G}
3608 Matches an optionally signed floating-point number.  @xref{Numeric Input
3609 Conversions}.
3611 @item @samp{%s}
3613 Matches a string containing only non-whitespace characters.
3614 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3615 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3616 multibyte string.  If @samp{%s} is used in a wide character function the
3617 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3618 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3619 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3620 @samp{%ls} is used in a multibyte function the result is converted into
3621 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3622 stored in the user provided buffer.
3624 @item @samp{%S}
3625 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
3626 with the Unix standard.
3628 @item @samp{%[}
3629 Matches a string of characters that belong to a specified set.
3630 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3631 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3632 multibyte string.  If @samp{%[} is used in a wide character function the
3633 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3634 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3635 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3636 @samp{%l[} is used in a multibyte function the result is converted into
3637 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3638 stored in the user provided buffer.
3640 @item @samp{%c}
3641 Matches a string of one or more characters; the number of characters
3642 read is controlled by the maximum field width given for the conversion.
3643 @xref{String Input Conversions}.
3645 If the @samp{%c} is used in a wide stream function the read value is
3646 converted from a wide character to the corresponding multibyte character
3647 before storing it.  Note that this conversion can produce more than one
3648 byte of output and therefore the provided buffer be large enough for up
3649 to @code{MB_CUR_MAX} bytes for each character.  If @samp{%lc} is used in
3650 a multibyte function the input is treated as a multibyte sequence (and
3651 not bytes) and the result is converted as with calls to @code{mbrtowc}.
3653 @item @samp{%C}
3654 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
3655 with the Unix standard.
3657 @item @samp{%p}
3658 Matches a pointer value in the same implementation-defined format used
3659 by the @samp{%p} output conversion for @code{printf}.  @xref{Other Input
3660 Conversions}.
3662 @item @samp{%n}
3663 This conversion doesn't read any characters; it records the number of
3664 characters read so far by this call.  @xref{Other Input Conversions}.
3666 @item @samp{%%}
3667 This matches a literal @samp{%} character in the input stream.  No
3668 corresponding argument is used.  @xref{Other Input Conversions}.
3669 @end table
3671 If the syntax of a conversion specification is invalid, the behavior is
3672 undefined.  If there aren't enough function arguments provided to supply
3673 addresses for all the conversion specifications in the template strings
3674 that perform assignments, or if the arguments are not of the correct
3675 types, the behavior is also undefined.  On the other hand, extra
3676 arguments are simply ignored.
3678 @node Numeric Input Conversions
3679 @subsection Numeric Input Conversions
3681 This section describes the @code{scanf} conversions for reading numeric
3682 values.
3684 The @samp{%d} conversion matches an optionally signed integer in decimal
3685 radix.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3686 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3687 @code{10} for the @var{base} argument.
3689 The @samp{%i} conversion matches an optionally signed integer in any of
3690 the formats that the C language defines for specifying an integer
3691 constant.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3692 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3693 @code{0} for the @var{base} argument.  (You can print integers in this
3694 syntax with @code{printf} by using the @samp{#} flag character with the
3695 @samp{%x}, @samp{%o}, or @samp{%d} conversion.  @xref{Integer Conversions}.)
3697 For example, any of the strings @samp{10}, @samp{0xa}, or @samp{012}
3698 could be read in as integers under the @samp{%i} conversion.  Each of
3699 these specifies a number with decimal value @code{10}.
3701 The @samp{%o}, @samp{%u}, and @samp{%x} conversions match unsigned
3702 integers in octal, decimal, and hexadecimal radices, respectively.  The
3703 syntax that is recognized is the same as that for the @code{strtoul}
3704 function (@pxref{Parsing of Integers}) with the appropriate value
3705 (@code{8}, @code{10}, or @code{16}) for the @var{base} argument.
3707 The @samp{%X} conversion is identical to the @samp{%x} conversion.  They
3708 both permit either uppercase or lowercase letters to be used as digits.
3710 The default type of the corresponding argument for the @code{%d} and
3711 @code{%i} conversions is @code{int *}, and @code{unsigned int *} for the
3712 other integer conversions.  You can use the following type modifiers to
3713 specify other sizes of integer:
3715 @table @samp
3716 @item hh
3717 Specifies that the argument is a @code{signed char *} or @code{unsigned
3718 char *}.
3720 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3722 @item h
3723 Specifies that the argument is a @code{short int *} or @code{unsigned
3724 short int *}.
3726 @item j
3727 Specifies that the argument is a @code{intmax_t *} or @code{uintmax_t *}.
3729 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3731 @item l
3732 Specifies that the argument is a @code{long int *} or @code{unsigned
3733 long int *}.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L} modifier, below.
3735 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
3736 considered as a pointer to a wide character or wide character string
3737 respectively.  This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to
3738 @w{ISO C90}.
3740 @need 100
3741 @item ll
3742 @itemx L
3743 @itemx q
3744 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
3745 GNU C compiler.  For systems that don't provide extra-long integers, this
3746 is the same as @code{long int}.)
3748 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
3749 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
3750 @code{int}.
3752 @item t
3753 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t *}.
3755 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3757 @item z
3758 Specifies that the argument is a @code{size_t *}.
3760 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3761 @end table
3763 All of the @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, and @samp{%G}
3764 input conversions are interchangeable.  They all match an optionally
3765 signed floating point number, in the same syntax as for the
3766 @code{strtod} function (@pxref{Parsing of Floats}).
3768 For the floating-point input conversions, the default argument type is
3769 @code{float *}.  (This is different from the corresponding output
3770 conversions, where the default type is @code{double}; remember that
3771 @code{float} arguments to @code{printf} are converted to @code{double}
3772 by the default argument promotions, but @code{float *} arguments are
3773 not promoted to @code{double *}.)  You can specify other sizes of float
3774 using these type modifiers:
3776 @table @samp
3777 @item l
3778 Specifies that the argument is of type @code{double *}.
3780 @item L
3781 Specifies that the argument is of type @code{long double *}.
3782 @end table
3784 For all the above number parsing formats there is an additional optional
3785 flag @samp{'}.  When this flag is given the @code{scanf} function
3786 expects the number represented in the input string to be formatted
3787 according to the grouping rules of the currently selected locale
3788 (@pxref{General Numeric}).
3790 If the @code{"C"} or @code{"POSIX"} locale is selected there is no
3791 difference.  But for a locale which specifies values for the appropriate
3792 fields in the locale the input must have the correct form in the input.
3793 Otherwise the longest prefix with a correct form is processed.
3795 @node String Input Conversions
3796 @subsection String Input Conversions
3798 This section describes the @code{scanf} input conversions for reading
3799 string and character values: @samp{%s}, @samp{%S}, @samp{%[}, @samp{%c},
3800 and @samp{%C}.
3802 You have two options for how to receive the input from these
3803 conversions:
3805 @itemize @bullet
3806 @item
3807 Provide a buffer to store it in.  This is the default.  You should
3808 provide an argument of type @code{char *} or @code{wchar_t *} (the
3809 latter of the @samp{l} modifier is present).
3811 @strong{Warning:} To make a robust program, you must make sure that the
3812 input (plus its terminating null) cannot possibly exceed the size of the
3813 buffer you provide.  In general, the only way to do this is to specify a
3814 maximum field width one less than the buffer size.  @strong{If you
3815 provide the buffer, always specify a maximum field width to prevent
3816 overflow.}
3818 @item
3819 Ask @code{scanf} to allocate a big enough buffer, by specifying the
3820 @samp{a} flag character.  This is a GNU extension.  You should provide
3821 an argument of type @code{char **} for the buffer address to be stored
3822 in.  @xref{Dynamic String Input}.
3823 @end itemize
3825 The @samp{%c} conversion is the simplest: it matches a fixed number of
3826 characters, always.  The maximum field width says how many characters to
3827 read; if you don't specify the maximum, the default is 1.  This
3828 conversion doesn't append a null character to the end of the text it
3829 reads.  It also does not skip over initial whitespace characters.  It
3830 reads precisely the next @var{n} characters, and fails if it cannot get
3831 that many.  Since there is always a maximum field width with @samp{%c}
3832 (whether specified, or 1 by default), you can always prevent overflow by
3833 making the buffer long enough.
3834 @comment Is character == byte here???  --drepper
3836 If the format is @samp{%lc} or @samp{%C} the function stores wide
3837 characters which are converted using the conversion determined at the
3838 time the stream was opened from the external byte stream.  The number of
3839 bytes read from the medium is limited by @code{MB_CUR_LEN * @var{n}} but
3840 at most @var{n} wide character get stored in the output string.
3842 The @samp{%s} conversion matches a string of non-whitespace characters.
3843 It skips and discards initial whitespace, but stops when it encounters
3844 more whitespace after having read something.  It stores a null character
3845 at the end of the text that it reads.
3847 For example, reading the input:
3849 @smallexample
3850  hello, world
3851 @end smallexample
3853 @noindent
3854 with the conversion @samp{%10c} produces @code{" hello, wo"}, but
3855 reading the same input with the conversion @samp{%10s} produces
3856 @code{"hello,"}.
3858 @strong{Warning:} If you do not specify a field width for @samp{%s},
3859 then the number of characters read is limited only by where the next
3860 whitespace character appears.  This almost certainly means that invalid
3861 input can make your program crash---which is a bug.
3863 The @samp{%ls} and @samp{%S} format are handled just like @samp{%s}
3864 except that the external byte sequence is converted using the conversion
3865 associated with the stream to wide characters with their own encoding.
3866 A width or precision specified with the format do not directly determine
3867 how many bytes are read from the stream since they measure wide
3868 characters.  But an upper limit can be computed by multiplying the value
3869 of the width or precision by @code{MB_CUR_MAX}.
3871 To read in characters that belong to an arbitrary set of your choice,
3872 use the @samp{%[} conversion.  You specify the set between the @samp{[}
3873 character and a following @samp{]} character, using the same syntax used
3874 in regular expressions for explicit sets of characters.  As special cases:
3876 @itemize @bullet
3877 @item
3878 A literal @samp{]} character can be specified as the first character
3879 of the set.
3881 @item
3882 An embedded @samp{-} character (that is, one that is not the first or
3883 last character of the set) is used to specify a range of characters.
3885 @item
3886 If a caret character @samp{^} immediately follows the initial @samp{[},
3887 then the set of allowed input characters is the everything @emph{except}
3888 the characters listed.
3889 @end itemize
3891 The @samp{%[} conversion does not skip over initial whitespace
3892 characters.
3894 Note that the @dfn{character class} syntax available in character sets
3895 that appear inside regular expressions (such as @samp{[:alpha:]}) is
3896 @emph{not} available in the @samp{%[} conversion.
3898 Here are some examples of @samp{%[} conversions and what they mean:
3900 @table @samp
3901 @item %25[1234567890]
3902 Matches a string of up to 25 digits.
3904 @item %25[][]
3905 Matches a string of up to 25 square brackets.
3907 @item %25[^ \f\n\r\t\v]
3908 Matches a string up to 25 characters long that doesn't contain any of
3909 the standard whitespace characters.  This is slightly different from
3910 @samp{%s}, because if the input begins with a whitespace character,
3911 @samp{%[} reports a matching failure while @samp{%s} simply discards the
3912 initial whitespace.
3914 @item %25[a-z]
3915 Matches up to 25 lowercase characters.
3916 @end table
3918 As for @samp{%c} and @samp{%s} the @samp{%[} format is also modified to
3919 produce wide characters if the @samp{l} modifier is present.  All what
3920 is said about @samp{%ls} above is true for @samp{%l[}.
3922 One more reminder: the @samp{%s} and @samp{%[} conversions are
3923 @strong{dangerous} if you don't specify a maximum width or use the
3924 @samp{a} flag, because input too long would overflow whatever buffer you
3925 have provided for it.  No matter how long your buffer is, a user could
3926 supply input that is longer.  A well-written program reports invalid
3927 input with a comprehensible error message, not with a crash.
3929 @node Dynamic String Input
3930 @subsection Dynamically Allocating String Conversions
3932 A GNU extension to formatted input lets you safely read a string with no
3933 maximum size.  Using this feature, you don't supply a buffer; instead,
3934 @code{scanf} allocates a buffer big enough to hold the data and gives
3935 you its address.  To use this feature, write @samp{a} as a flag
3936 character, as in @samp{%as} or @samp{%a[0-9a-z]}.
3938 The pointer argument you supply for where to store the input should have
3939 type @code{char **}.  The @code{scanf} function allocates a buffer and
3940 stores its address in the word that the argument points to.  You should
3941 free the buffer with @code{free} when you no longer need it.
3943 Here is an example of using the @samp{a} flag with the @samp{%[@dots{}]}
3944 conversion specification to read a ``variable assignment'' of the form
3945 @samp{@var{variable} = @var{value}}.
3947 @smallexample
3949   char *variable, *value;
3951   if (2 > scanf ("%a[a-zA-Z0-9] = %a[^\n]\n",
3952                  &variable, &value))
3953     @{
3954       invalid_input_error ();
3955       return 0;
3956     @}
3958   @dots{}
3960 @end smallexample
3962 @node Other Input Conversions
3963 @subsection Other Input Conversions
3965 This section describes the miscellaneous input conversions.
3967 The @samp{%p} conversion is used to read a pointer value.  It recognizes
3968 the same syntax used by the @samp{%p} output conversion for
3969 @code{printf} (@pxref{Other Output Conversions}); that is, a hexadecimal
3970 number just as the @samp{%x} conversion accepts.  The corresponding
3971 argument should be of type @code{void **}; that is, the address of a
3972 place to store a pointer.
3974 The resulting pointer value is not guaranteed to be valid if it was not
3975 originally written during the same program execution that reads it in.
3977 The @samp{%n} conversion produces the number of characters read so far
3978 by this call.  The corresponding argument should be of type @code{int *}.
3979 This conversion works in the same way as the @samp{%n} conversion for
3980 @code{printf}; see @ref{Other Output Conversions}, for an example.
3982 The @samp{%n} conversion is the only mechanism for determining the
3983 success of literal matches or conversions with suppressed assignments.
3984 If the @samp{%n} follows the locus of a matching failure, then no value
3985 is stored for it since @code{scanf} returns before processing the
3986 @samp{%n}.  If you store @code{-1} in that argument slot before calling
3987 @code{scanf}, the presence of @code{-1} after @code{scanf} indicates an
3988 error occurred before the @samp{%n} was reached.
3990 Finally, the @samp{%%} conversion matches a literal @samp{%} character
3991 in the input stream, without using an argument.  This conversion does
3992 not permit any flags, field width, or type modifier to be specified.
3994 @node Formatted Input Functions
3995 @subsection Formatted Input Functions
3997 Here are the descriptions of the functions for performing formatted
3998 input.
3999 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
4000 @pindex stdio.h
4002 @comment stdio.h
4003 @comment ISO
4004 @deftypefun int scanf (const char *@var{template}, @dots{})
4005 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4006 The @code{scanf} function reads formatted input from the stream
4007 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
4008 The optional arguments are pointers to the places which receive the
4009 resulting values.
4011 The return value is normally the number of successful assignments.  If
4012 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
4013 including matches against whitespace and literal characters in the
4014 template, then @code{EOF} is returned.
4015 @end deftypefun
4017 @comment wchar.h
4018 @comment ISO
4019 @deftypefun int wscanf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
4020 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4021 The @code{wscanf} function reads formatted input from the stream
4022 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
4023 The optional arguments are pointers to the places which receive the
4024 resulting values.
4026 The return value is normally the number of successful assignments.  If
4027 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
4028 including matches against whitespace and literal characters in the
4029 template, then @code{WEOF} is returned.
4030 @end deftypefun
4032 @comment stdio.h
4033 @comment ISO
4034 @deftypefun int fscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
4035 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4036 This function is just like @code{scanf}, except that the input is read
4037 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
4038 @end deftypefun
4040 @comment wchar.h
4041 @comment ISO
4042 @deftypefun int fwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
4043 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4044 This function is just like @code{wscanf}, except that the input is read
4045 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
4046 @end deftypefun
4048 @comment stdio.h
4049 @comment ISO
4050 @deftypefun int sscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
4051 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4052 This is like @code{scanf}, except that the characters are taken from the
4053 null-terminated string @var{s} instead of from a stream.  Reaching the
4054 end of the string is treated as an end-of-file condition.
4056 The behavior of this function is undefined if copying takes place
4057 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
4058 as an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
4059 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
4060 @end deftypefun
4062 @comment wchar.h
4063 @comment ISO
4064 @deftypefun int swscanf (const wchar_t *@var{ws}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
4065 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4066 This is like @code{wscanf}, except that the characters are taken from the
4067 null-terminated string @var{ws} instead of from a stream.  Reaching the
4068 end of the string is treated as an end-of-file condition.
4070 The behavior of this function is undefined if copying takes place
4071 between objects that overlap---for example, if @var{ws} is also given as
4072 an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
4073 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
4074 @end deftypefun
4076 @node Variable Arguments Input
4077 @subsection Variable Arguments Input Functions
4079 The functions @code{vscanf} and friends are provided so that you can
4080 define your own variadic @code{scanf}-like functions that make use of
4081 the same internals as the built-in formatted output functions.
4082 These functions are analogous to the @code{vprintf} series of output
4083 functions.  @xref{Variable Arguments Output}, for important
4084 information on how to use them.
4086 @strong{Portability Note:} The functions listed in this section were
4087 introduced in @w{ISO C99} and were before available as GNU extensions.
4089 @comment stdio.h
4090 @comment ISO
4091 @deftypefun int vscanf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4092 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4093 This function is similar to @code{scanf}, but instead of taking
4094 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
4095 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
4096 @end deftypefun
4098 @comment wchar.h
4099 @comment ISO
4100 @deftypefun int vwscanf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4101 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4102 This function is similar to @code{wscanf}, but instead of taking
4103 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
4104 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
4105 @end deftypefun
4107 @comment stdio.h
4108 @comment ISO
4109 @deftypefun int vfscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4110 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4111 This is the equivalent of @code{fscanf} with the variable argument list
4112 specified directly as for @code{vscanf}.
4113 @end deftypefun
4115 @comment wchar.h
4116 @comment ISO
4117 @deftypefun int vfwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4118 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@asucorrupt{} @ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{} @acucorrupt{}}}
4119 This is the equivalent of @code{fwscanf} with the variable argument list
4120 specified directly as for @code{vwscanf}.
4121 @end deftypefun
4123 @comment stdio.h
4124 @comment ISO
4125 @deftypefun int vsscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
4126 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4127 This is the equivalent of @code{sscanf} with the variable argument list
4128 specified directly as for @code{vscanf}.
4129 @end deftypefun
4131 @comment wchar.h
4132 @comment ISO
4133 @deftypefun int vswscanf (const wchar_t *@var{s}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
4134 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtslocale{}}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
4135 This is the equivalent of @code{swscanf} with the variable argument list
4136 specified directly as for @code{vwscanf}.
4137 @end deftypefun
4139 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
4140 know that a function uses a @code{scanf}-style format string.  Then it
4141 can check the number and types of arguments in each call to the
4142 function, and warn you when they do not match the format string.
4143 For details, see @ref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
4144 gcc.info, Using GNU CC}.
4146 @node EOF and Errors
4147 @section End-Of-File and Errors
4149 @cindex end of file, on a stream
4150 Many of the functions described in this chapter return the value of the
4151 macro @code{EOF} to indicate unsuccessful completion of the operation.
4152 Since @code{EOF} is used to report both end of file and random errors,
4153 it's often better to use the @code{feof} function to check explicitly
4154 for end of file and @code{ferror} to check for errors.  These functions
4155 check indicators that are part of the internal state of the stream
4156 object, indicators set if the appropriate condition was detected by a
4157 previous I/O operation on that stream.
4159 @comment stdio.h
4160 @comment ISO
4161 @deftypevr Macro int EOF
4162 This macro is an integer value that is returned by a number of narrow
4163 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
4164 error situation.  With @theglibc{}, @code{EOF} is @code{-1}.  In
4165 other libraries, its value may be some other negative number.
4167 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4168 @end deftypevr
4170 @comment wchar.h
4171 @comment ISO
4172 @deftypevr Macro int WEOF
4173 This macro is an integer value that is returned by a number of wide
4174 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
4175 error situation.  With @theglibc{}, @code{WEOF} is @code{-1}.  In
4176 other libraries, its value may be some other negative number.
4178 This symbol is declared in @file{wchar.h}.
4179 @end deftypevr
4181 @comment stdio.h
4182 @comment ISO
4183 @deftypefun int feof (FILE *@var{stream})
4184 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4185 The @code{feof} function returns nonzero if and only if the end-of-file
4186 indicator for the stream @var{stream} is set.
4188 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4189 @end deftypefun
4191 @comment stdio.h
4192 @comment GNU
4193 @deftypefun int feof_unlocked (FILE *@var{stream})
4194 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4195 @c There isn't much of a thread unsafety risk in reading a flag word and
4196 @c testing a bit in it.
4197 The @code{feof_unlocked} function is equivalent to the @code{feof}
4198 function except that it does not implicitly lock the stream.
4200 This function is a GNU extension.
4202 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4203 @end deftypefun
4205 @comment stdio.h
4206 @comment ISO
4207 @deftypefun int ferror (FILE *@var{stream})
4208 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4209 The @code{ferror} function returns nonzero if and only if the error
4210 indicator for the stream @var{stream} is set, indicating that an error
4211 has occurred on a previous operation on the stream.
4213 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4214 @end deftypefun
4216 @comment stdio.h
4217 @comment GNU
4218 @deftypefun int ferror_unlocked (FILE *@var{stream})
4219 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4220 The @code{ferror_unlocked} function is equivalent to the @code{ferror}
4221 function except that it does not implicitly lock the stream.
4223 This function is a GNU extension.
4225 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
4226 @end deftypefun
4228 In addition to setting the error indicator associated with the stream,
4229 the functions that operate on streams also set @code{errno} in the same
4230 way as the corresponding low-level functions that operate on file
4231 descriptors.  For example, all of the functions that perform output to a
4232 stream---such as @code{fputc}, @code{printf}, and @code{fflush}---are
4233 implemented in terms of @code{write}, and all of the @code{errno} error
4234 conditions defined for @code{write} are meaningful for these functions.
4235 For more information about the descriptor-level I/O functions, see
4236 @ref{Low-Level I/O}.
4238 @node Error Recovery
4239 @section Recovering from errors
4241 You may explicitly clear the error and EOF flags with the @code{clearerr}
4242 function.
4244 @comment stdio.h
4245 @comment ISO
4246 @deftypefun void clearerr (FILE *@var{stream})
4247 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acunsafe{@aculock{}}}
4248 This function clears the end-of-file and error indicators for the
4249 stream @var{stream}.
4251 The file positioning functions (@pxref{File Positioning}) also clear the
4252 end-of-file indicator for the stream.
4253 @end deftypefun
4255 @comment stdio.h
4256 @comment GNU
4257 @deftypefun void clearerr_unlocked (FILE *@var{stream})
4258 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@assafe{}@acsafe{}}
4259 The @code{clearerr_unlocked} function is equivalent to the @code{clearerr}
4260 function except that it does not implicitly lock the stream.
4262 This function is a GNU extension.
4263 @end deftypefun
4265 Note that it is @emph{not} correct to just clear the error flag and retry
4266 a failed stream operation.  After a failed write, any number of
4267 characters since the last buffer flush may have been committed to the
4268 file, while some buffered data may have been discarded.  Merely retrying
4269 can thus cause lost or repeated data.
4271 A failed read may leave the file pointer in an inappropriate position for
4272 a second try.  In both cases, you should seek to a known position before
4273 retrying.
4275 Most errors that can happen are not recoverable --- a second try will
4276 always fail again in the same way.  So usually it is best to give up and
4277 report the error to the user, rather than install complicated recovery
4278 logic.
4280 One important exception is @code{EINTR} (@pxref{Interrupted Primitives}).
4281 Many stream I/O implementations will treat it as an ordinary error, which
4282 can be quite inconvenient.  You can avoid this hassle by installing all
4283 signals with the @code{SA_RESTART} flag.
4285 For similar reasons, setting nonblocking I/O on a stream's file
4286 descriptor is not usually advisable.
4288 @node Binary Streams
4289 @section Text and Binary Streams
4291 @gnusystems{} and other POSIX-compatible operating systems organize all
4292 files as uniform sequences of characters.  However, some other systems
4293 make a distinction between files containing text and files containing
4294 binary data, and the input and output facilities of @w{ISO C} provide for
4295 this distinction.  This section tells you how to write programs portable
4296 to such systems.
4298 @cindex text stream
4299 @cindex binary stream
4300 When you open a stream, you can specify either a @dfn{text stream} or a
4301 @dfn{binary stream}.  You indicate that you want a binary stream by
4302 specifying the @samp{b} modifier in the @var{opentype} argument to
4303 @code{fopen}; see @ref{Opening Streams}.  Without this
4304 option, @code{fopen} opens the file as a text stream.
4306 Text and binary streams differ in several ways:
4308 @itemize @bullet
4309 @item
4310 The data read from a text stream is divided into @dfn{lines} which are
4311 terminated by newline (@code{'\n'}) characters, while a binary stream is
4312 simply a long series of characters.  A text stream might on some systems
4313 fail to handle lines more than 254 characters long (including the
4314 terminating newline character).
4315 @cindex lines (in a text file)
4317 @item
4318 On some systems, text files can contain only printing characters,
4319 horizontal tab characters, and newlines, and so text streams may not
4320 support other characters.  However, binary streams can handle any
4321 character value.
4323 @item
4324 Space characters that are written immediately preceding a newline
4325 character in a text stream may disappear when the file is read in again.
4327 @item
4328 More generally, there need not be a one-to-one mapping between
4329 characters that are read from or written to a text stream, and the
4330 characters in the actual file.
4331 @end itemize
4333 Since a binary stream is always more capable and more predictable than a
4334 text stream, you might wonder what purpose text streams serve.  Why not
4335 simply always use binary streams?  The answer is that on these operating
4336 systems, text and binary streams use different file formats, and the
4337 only way to read or write ``an ordinary file of text'' that can work
4338 with other text-oriented programs is through a text stream.
4340 In @theglibc{}, and on all POSIX systems, there is no difference
4341 between text streams and binary streams.  When you open a stream, you
4342 get the same kind of stream regardless of whether you ask for binary.
4343 This stream can handle any file content, and has none of the
4344 restrictions that text streams sometimes have.
4346 @node File Positioning
4347 @section File Positioning
4348 @cindex file positioning on a stream
4349 @cindex positioning a stream
4350 @cindex seeking on a stream
4352 The @dfn{file position} of a stream describes where in the file the
4353 stream is currently reading or writing.  I/O on the stream advances the
4354 file position through the file.  On @gnusystems{}, the file position is
4355 represented as an integer, which counts the number of bytes from the
4356 beginning of the file.  @xref{File Position}.
4358 During I/O to an ordinary disk file, you can change the file position
4359 whenever you wish, so as to read or write any portion of the file.  Some
4360 other kinds of files may also permit this.  Files which support changing
4361 the file position are sometimes referred to as @dfn{random-access}
4362 files.
4364 You can use the functions in this section to examine or modify the file
4365 position indicator associated with a stream.  The symbols listed below
4366 are declared in the header file @file{stdio.h}.
4367 @pindex stdio.h
4369 @comment stdio.h
4370 @comment ISO
4371 @deftypefun {long int} ftell (FILE *@var{stream})
4372 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4373 This function returns the current file position of the stream
4374 @var{stream}.
4376 This function can fail if the stream doesn't support file positioning,
4377 or if the file position can't be represented in a @code{long int}, and
4378 possibly for other reasons as well.  If a failure occurs, a value of
4379 @code{-1} is returned.
4380 @end deftypefun
4382 @comment stdio.h
4383 @comment Unix98
4384 @deftypefun off_t ftello (FILE *@var{stream})
4385 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4386 The @code{ftello} function is similar to @code{ftell}, except that it
4387 returns a value of type @code{off_t}.  Systems which support this type
4388 use it to describe all file positions, unlike the POSIX specification
4389 which uses a long int.  The two are not necessarily the same size.
4390 Therefore, using ftell can lead to problems if the implementation is
4391 written on top of a POSIX compliant low-level I/O implementation, and using
4392 @code{ftello} is preferable whenever it is available.
4394 If this function fails it returns @code{(off_t) -1}.  This can happen due
4395 to missing support for file positioning or internal errors.  Otherwise
4396 the return value is the current file position.
4398 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4399 version 2.
4401 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4402 32 bit system this function is in fact @code{ftello64}.  I.e., the
4403 LFS interface transparently replaces the old interface.
4404 @end deftypefun
4406 @comment stdio.h
4407 @comment Unix98
4408 @deftypefun off64_t ftello64 (FILE *@var{stream})
4409 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4410 This function is similar to @code{ftello} with the only difference that
4411 the return value is of type @code{off64_t}.  This also requires that the
4412 stream @var{stream} was opened using either @code{fopen64},
4413 @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise the underlying
4414 file operations to position the file pointer beyond the @math{2^31}
4415 bytes limit might fail.
4417 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4418 bits machine this function is available under the name @code{ftello}
4419 and so transparently replaces the old interface.
4420 @end deftypefun
4422 @comment stdio.h
4423 @comment ISO
4424 @deftypefun int fseek (FILE *@var{stream}, long int @var{offset}, int @var{whence})
4425 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4426 The @code{fseek} function is used to change the file position of the
4427 stream @var{stream}.  The value of @var{whence} must be one of the
4428 constants @code{SEEK_SET}, @code{SEEK_CUR}, or @code{SEEK_END}, to
4429 indicate whether the @var{offset} is relative to the beginning of the
4430 file, the current file position, or the end of the file, respectively.
4432 This function returns a value of zero if the operation was successful,
4433 and a nonzero value to indicate failure.  A successful call also clears
4434 the end-of-file indicator of @var{stream} and discards any characters
4435 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}.
4437 @code{fseek} either flushes any buffered output before setting the file
4438 position or else remembers it so it will be written later in its proper
4439 place in the file.
4440 @end deftypefun
4442 @comment stdio.h
4443 @comment Unix98
4444 @deftypefun int fseeko (FILE *@var{stream}, off_t @var{offset}, int @var{whence})
4445 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4446 This function is similar to @code{fseek} but it corrects a problem with
4447 @code{fseek} in a system with POSIX types.  Using a value of type
4448 @code{long int} for the offset is not compatible with POSIX.
4449 @code{fseeko} uses the correct type @code{off_t} for the @var{offset}
4450 parameter.
4452 For this reason it is a good idea to prefer @code{ftello} whenever it is
4453 available since its functionality is (if different at all) closer the
4454 underlying definition.
4456 The functionality and return value is the same as for @code{fseek}.
4458 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4459 version 2.
4461 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4462 32 bit system this function is in fact @code{fseeko64}.  I.e., the
4463 LFS interface transparently replaces the old interface.
4464 @end deftypefun
4466 @comment stdio.h
4467 @comment Unix98
4468 @deftypefun int fseeko64 (FILE *@var{stream}, off64_t @var{offset}, int @var{whence})
4469 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4470 This function is similar to @code{fseeko} with the only difference that
4471 the @var{offset} parameter is of type @code{off64_t}.  This also
4472 requires that the stream @var{stream} was opened using either
4473 @code{fopen64}, @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise
4474 the underlying file operations to position the file pointer beyond the
4475 @math{2^31} bytes limit might fail.
4477 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4478 bits machine this function is available under the name @code{fseeko}
4479 and so transparently replaces the old interface.
4480 @end deftypefun
4482 @strong{Portability Note:} In non-POSIX systems, @code{ftell},
4483 @code{ftello}, @code{fseek} and @code{fseeko} might work reliably only
4484 on binary streams.  @xref{Binary Streams}.
4486 The following symbolic constants are defined for use as the @var{whence}
4487 argument to @code{fseek}.  They are also used with the @code{lseek}
4488 function (@pxref{I/O Primitives}) and to specify offsets for file locks
4489 (@pxref{Control Operations}).
4491 @comment stdio.h
4492 @comment ISO
4493 @deftypevr Macro int SEEK_SET
4494 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4495 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4496 the offset provided is relative to the beginning of the file.
4497 @end deftypevr
4499 @comment stdio.h
4500 @comment ISO
4501 @deftypevr Macro int SEEK_CUR
4502 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4503 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4504 the offset provided is relative to the current file position.
4505 @end deftypevr
4507 @comment stdio.h
4508 @comment ISO
4509 @deftypevr Macro int SEEK_END
4510 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4511 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4512 the offset provided is relative to the end of the file.
4513 @end deftypevr
4515 @comment stdio.h
4516 @comment ISO
4517 @deftypefun void rewind (FILE *@var{stream})
4518 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4519 The @code{rewind} function positions the stream @var{stream} at the
4520 beginning of the file.  It is equivalent to calling @code{fseek} or
4521 @code{fseeko} on the @var{stream} with an @var{offset} argument of
4522 @code{0L} and a @var{whence} argument of @code{SEEK_SET}, except that
4523 the return value is discarded and the error indicator for the stream is
4524 reset.
4525 @end deftypefun
4527 These three aliases for the @samp{SEEK_@dots{}} constants exist for the
4528 sake of compatibility with older BSD systems.  They are defined in two
4529 different header files: @file{fcntl.h} and @file{sys/file.h}.
4531 @table @code
4532 @comment sys/file.h
4533 @comment BSD
4534 @item L_SET
4535 @vindex L_SET
4536 An alias for @code{SEEK_SET}.
4538 @comment sys/file.h
4539 @comment BSD
4540 @item L_INCR
4541 @vindex L_INCR
4542 An alias for @code{SEEK_CUR}.
4544 @comment sys/file.h
4545 @comment BSD
4546 @item L_XTND
4547 @vindex L_XTND
4548 An alias for @code{SEEK_END}.
4549 @end table
4551 @node Portable Positioning
4552 @section Portable File-Position Functions
4554 On @gnusystems{}, the file position is truly a character count.  You
4555 can specify any character count value as an argument to @code{fseek} or
4556 @code{fseeko} and get reliable results for any random access file.
4557 However, some @w{ISO C} systems do not represent file positions in this
4558 way.
4560 On some systems where text streams truly differ from binary streams, it
4561 is impossible to represent the file position of a text stream as a count
4562 of characters from the beginning of the file.  For example, the file
4563 position on some systems must encode both a record offset within the
4564 file, and a character offset within the record.
4566 As a consequence, if you want your programs to be portable to these
4567 systems, you must observe certain rules:
4569 @itemize @bullet
4570 @item
4571 The value returned from @code{ftell} on a text stream has no predictable
4572 relationship to the number of characters you have read so far.  The only
4573 thing you can rely on is that you can use it subsequently as the
4574 @var{offset} argument to @code{fseek} or @code{fseeko} to move back to
4575 the same file position.
4577 @item
4578 In a call to @code{fseek} or @code{fseeko} on a text stream, either the
4579 @var{offset} must be zero, or @var{whence} must be @code{SEEK_SET} and
4580 the @var{offset} must be the result of an earlier call to @code{ftell}
4581 on the same stream.
4583 @item
4584 The value of the file position indicator of a text stream is undefined
4585 while there are characters that have been pushed back with @code{ungetc}
4586 that haven't been read or discarded.  @xref{Unreading}.
4587 @end itemize
4589 But even if you observe these rules, you may still have trouble for long
4590 files, because @code{ftell} and @code{fseek} use a @code{long int} value
4591 to represent the file position.  This type may not have room to encode
4592 all the file positions in a large file.  Using the @code{ftello} and
4593 @code{fseeko} functions might help here since the @code{off_t} type is
4594 expected to be able to hold all file position values but this still does
4595 not help to handle additional information which must be associated with
4596 a file position.
4598 So if you do want to support systems with peculiar encodings for the
4599 file positions, it is better to use the functions @code{fgetpos} and
4600 @code{fsetpos} instead.  These functions represent the file position
4601 using the data type @code{fpos_t}, whose internal representation varies
4602 from system to system.
4604 These symbols are declared in the header file @file{stdio.h}.
4605 @pindex stdio.h
4607 @comment stdio.h
4608 @comment ISO
4609 @deftp {Data Type} fpos_t
4610 This is the type of an object that can encode information about the
4611 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos} and
4612 @code{fsetpos}.
4614 In @theglibc{}, @code{fpos_t} is an opaque data structure that
4615 contains internal data to represent file offset and conversion state
4616 information.  In other systems, it might have a different internal
4617 representation.
4619 When compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32 bit machine
4620 this type is in fact equivalent to @code{fpos64_t} since the LFS
4621 interface transparently replaces the old interface.
4622 @end deftp
4624 @comment stdio.h
4625 @comment Unix98
4626 @deftp {Data Type} fpos64_t
4627 This is the type of an object that can encode information about the
4628 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos64} and
4629 @code{fsetpos64}.
4631 In @theglibc{}, @code{fpos64_t} is an opaque data structure that
4632 contains internal data to represent file offset and conversion state
4633 information.  In other systems, it might have a different internal
4634 representation.
4635 @end deftp
4637 @comment stdio.h
4638 @comment ISO
4639 @deftypefun int fgetpos (FILE *@var{stream}, fpos_t *@var{position})
4640 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4641 This function stores the value of the file position indicator for the
4642 stream @var{stream} in the @code{fpos_t} object pointed to by
4643 @var{position}.  If successful, @code{fgetpos} returns zero; otherwise
4644 it returns a nonzero value and stores an implementation-defined positive
4645 value in @code{errno}.
4647 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4648 32 bit system the function is in fact @code{fgetpos64}.  I.e., the LFS
4649 interface transparently replaces the old interface.
4650 @end deftypefun
4652 @comment stdio.h
4653 @comment Unix98
4654 @deftypefun int fgetpos64 (FILE *@var{stream}, fpos64_t *@var{position})
4655 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4656 This function is similar to @code{fgetpos} but the file position is
4657 returned in a variable of type @code{fpos64_t} to which @var{position}
4658 points.
4660 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4661 bits machine this function is available under the name @code{fgetpos}
4662 and so transparently replaces the old interface.
4663 @end deftypefun
4665 @comment stdio.h
4666 @comment ISO
4667 @deftypefun int fsetpos (FILE *@var{stream}, const fpos_t *@var{position})
4668 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4669 This function sets the file position indicator for the stream @var{stream}
4670 to the position @var{position}, which must have been set by a previous
4671 call to @code{fgetpos} on the same stream.  If successful, @code{fsetpos}
4672 clears the end-of-file indicator on the stream, discards any characters
4673 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}, and returns a value
4674 of zero.  Otherwise, @code{fsetpos} returns a nonzero value and stores
4675 an implementation-defined positive value in @code{errno}.
4677 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4678 32 bit system the function is in fact @code{fsetpos64}.  I.e., the LFS
4679 interface transparently replaces the old interface.
4680 @end deftypefun
4682 @comment stdio.h
4683 @comment Unix98
4684 @deftypefun int fsetpos64 (FILE *@var{stream}, const fpos64_t *@var{position})
4685 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4686 This function is similar to @code{fsetpos} but the file position used
4687 for positioning is provided in a variable of type @code{fpos64_t} to
4688 which @var{position} points.
4690 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4691 bits machine this function is available under the name @code{fsetpos}
4692 and so transparently replaces the old interface.
4693 @end deftypefun
4695 @node Stream Buffering
4696 @section Stream Buffering
4698 @cindex buffering of streams
4699 Characters that are written to a stream are normally accumulated and
4700 transmitted asynchronously to the file in a block, instead of appearing
4701 as soon as they are output by the application program.  Similarly,
4702 streams often retrieve input from the host environment in blocks rather
4703 than on a character-by-character basis.  This is called @dfn{buffering}.
4705 If you are writing programs that do interactive input and output using
4706 streams, you need to understand how buffering works when you design the
4707 user interface to your program.  Otherwise, you might find that output
4708 (such as progress or prompt messages) doesn't appear when you intended
4709 it to, or displays some other unexpected behavior.
4711 This section deals only with controlling when characters are transmitted
4712 between the stream and the file or device, and @emph{not} with how
4713 things like echoing, flow control, and the like are handled on specific
4714 classes of devices.  For information on common control operations on
4715 terminal devices, see @ref{Low-Level Terminal Interface}.
4717 You can bypass the stream buffering facilities altogether by using the
4718 low-level input and output functions that operate on file descriptors
4719 instead.  @xref{Low-Level I/O}.
4721 @menu
4722 * Buffering Concepts::          Terminology is defined here.
4723 * Flushing Buffers::            How to ensure that output buffers are flushed.
4724 * Controlling Buffering::       How to specify what kind of buffering to use.
4725 @end menu
4727 @node Buffering Concepts
4728 @subsection Buffering Concepts
4730 There are three different kinds of buffering strategies:
4732 @itemize @bullet
4733 @item
4734 Characters written to or read from an @dfn{unbuffered} stream are
4735 transmitted individually to or from the file as soon as possible.
4736 @cindex unbuffered stream
4738 @item
4739 Characters written to a @dfn{line buffered} stream are transmitted to
4740 the file in blocks when a newline character is encountered.
4741 @cindex line buffered stream
4743 @item
4744 Characters written to or read from a @dfn{fully buffered} stream are
4745 transmitted to or from the file in blocks of arbitrary size.
4746 @cindex fully buffered stream
4747 @end itemize
4749 Newly opened streams are normally fully buffered, with one exception: a
4750 stream connected to an interactive device such as a terminal is
4751 initially line buffered.  @xref{Controlling Buffering}, for information
4752 on how to select a different kind of buffering.  Usually the automatic
4753 selection gives you the most convenient kind of buffering for the file
4754 or device you open.
4756 The use of line buffering for interactive devices implies that output
4757 messages ending in a newline will appear immediately---which is usually
4758 what you want.  Output that doesn't end in a newline might or might not
4759 show up immediately, so if you want them to appear immediately, you
4760 should flush buffered output explicitly with @code{fflush}, as described
4761 in @ref{Flushing Buffers}.
4763 @node Flushing Buffers
4764 @subsection Flushing Buffers
4766 @cindex flushing a stream
4767 @dfn{Flushing} output on a buffered stream means transmitting all
4768 accumulated characters to the file.  There are many circumstances when
4769 buffered output on a stream is flushed automatically:
4771 @itemize @bullet
4772 @item
4773 When you try to do output and the output buffer is full.
4775 @item
4776 When the stream is closed.  @xref{Closing Streams}.
4778 @item
4779 When the program terminates by calling @code{exit}.
4780 @xref{Normal Termination}.
4782 @item
4783 When a newline is written, if the stream is line buffered.
4785 @item
4786 Whenever an input operation on @emph{any} stream actually reads data
4787 from its file.
4788 @end itemize
4790 If you want to flush the buffered output at another time, call
4791 @code{fflush}, which is declared in the header file @file{stdio.h}.
4792 @pindex stdio.h
4794 @comment stdio.h
4795 @comment ISO
4796 @deftypefun int fflush (FILE *@var{stream})
4797 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4798 This function causes any buffered output on @var{stream} to be delivered
4799 to the file.  If @var{stream} is a null pointer, then
4800 @code{fflush} causes buffered output on @emph{all} open output streams
4801 to be flushed.
4803 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, or zero
4804 otherwise.
4805 @end deftypefun
4807 @comment stdio.h
4808 @comment POSIX
4809 @deftypefun int fflush_unlocked (FILE *@var{stream})
4810 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
4811 The @code{fflush_unlocked} function is equivalent to the @code{fflush}
4812 function except that it does not implicitly lock the stream.
4813 @end deftypefun
4815 The @code{fflush} function can be used to flush all streams currently
4816 opened.  While this is useful in some situations it does often more than
4817 necessary since it might be done in situations when terminal input is
4818 required and the program wants to be sure that all output is visible on
4819 the terminal.  But this means that only line buffered streams have to be
4820 flushed.  Solaris introduced a function especially for this.  It was
4821 always available in @theglibc{} in some form but never officially
4822 exported.
4824 @comment stdio_ext.h
4825 @comment GNU
4826 @deftypefun void _flushlbf (void)
4827 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4828 The @code{_flushlbf} function flushes all line buffered streams
4829 currently opened.
4831 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4832 @end deftypefun
4834 @strong{Compatibility Note:} Some brain-damaged operating systems have
4835 been known to be so thoroughly fixated on line-oriented input and output
4836 that flushing a line buffered stream causes a newline to be written!
4837 Fortunately, this ``feature'' seems to be becoming less common.  You do
4838 not need to worry about this with @theglibc{}.
4840 In some situations it might be useful to not flush the output pending
4841 for a stream but instead simply forget it.  If transmission is costly
4842 and the output is not needed anymore this is valid reasoning.  In this
4843 situation a non-standard function introduced in Solaris and available in
4844 @theglibc{} can be used.
4846 @comment stdio_ext.h
4847 @comment GNU
4848 @deftypefun void __fpurge (FILE *@var{stream})
4849 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@acucorrupt{}}}
4850 The @code{__fpurge} function causes the buffer of the stream
4851 @var{stream} to be emptied.  If the stream is currently in read mode all
4852 input in the buffer is lost.  If the stream is in output mode the
4853 buffered output is not written to the device (or whatever other
4854 underlying storage) and the buffer the cleared.
4856 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
4857 @end deftypefun
4859 @node Controlling Buffering
4860 @subsection Controlling Which Kind of Buffering
4862 After opening a stream (but before any other operations have been
4863 performed on it), you can explicitly specify what kind of buffering you
4864 want it to have using the @code{setvbuf} function.
4865 @cindex buffering, controlling
4867 The facilities listed in this section are declared in the header
4868 file @file{stdio.h}.
4869 @pindex stdio.h
4871 @comment stdio.h
4872 @comment ISO
4873 @deftypefun int setvbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, int @var{mode}, size_t @var{size})
4874 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4875 This function is used to specify that the stream @var{stream} should
4876 have the buffering mode @var{mode}, which can be either @code{_IOFBF}
4877 (for full buffering), @code{_IOLBF} (for line buffering), or
4878 @code{_IONBF} (for unbuffered input/output).
4880 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, then @code{setvbuf}
4881 allocates a buffer itself using @code{malloc}.  This buffer will be freed
4882 when you close the stream.
4884 Otherwise, @var{buf} should be a character array that can hold at least
4885 @var{size} characters.  You should not free the space for this array as
4886 long as the stream remains open and this array remains its buffer.  You
4887 should usually either allocate it statically, or @code{malloc}
4888 (@pxref{Unconstrained Allocation}) the buffer.  Using an automatic array
4889 is not a good idea unless you close the file before exiting the block
4890 that declares the array.
4892 While the array remains a stream buffer, the stream I/O functions will
4893 use the buffer for their internal purposes.  You shouldn't try to access
4894 the values in the array directly while the stream is using it for
4895 buffering.
4897 The @code{setvbuf} function returns zero on success, or a nonzero value
4898 if the value of @var{mode} is not valid or if the request could not
4899 be honored.
4900 @end deftypefun
4902 @comment stdio.h
4903 @comment ISO
4904 @deftypevr Macro int _IOFBF
4905 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4906 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4907 specify that the stream should be fully buffered.
4908 @end deftypevr
4910 @comment stdio.h
4911 @comment ISO
4912 @deftypevr Macro int _IOLBF
4913 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4914 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4915 specify that the stream should be line buffered.
4916 @end deftypevr
4918 @comment stdio.h
4919 @comment ISO
4920 @deftypevr Macro int _IONBF
4921 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4922 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4923 specify that the stream should be unbuffered.
4924 @end deftypevr
4926 @comment stdio.h
4927 @comment ISO
4928 @deftypevr Macro int BUFSIZ
4929 The value of this macro is an integer constant expression that is good
4930 to use for the @var{size} argument to @code{setvbuf}.  This value is
4931 guaranteed to be at least @code{256}.
4933 The value of @code{BUFSIZ} is chosen on each system so as to make stream
4934 I/O efficient.  So it is a good idea to use @code{BUFSIZ} as the size
4935 for the buffer when you call @code{setvbuf}.
4937 Actually, you can get an even better value to use for the buffer size
4938 by means of the @code{fstat} system call: it is found in the
4939 @code{st_blksize} field of the file attributes.  @xref{Attribute Meanings}.
4941 Sometimes people also use @code{BUFSIZ} as the allocation size of
4942 buffers used for related purposes, such as strings used to receive a
4943 line of input with @code{fgets} (@pxref{Character Input}).  There is no
4944 particular reason to use @code{BUFSIZ} for this instead of any other
4945 integer, except that it might lead to doing I/O in chunks of an
4946 efficient size.
4947 @end deftypevr
4949 @comment stdio.h
4950 @comment ISO
4951 @deftypefun void setbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf})
4952 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4953 If @var{buf} is a null pointer, the effect of this function is
4954 equivalent to calling @code{setvbuf} with a @var{mode} argument of
4955 @code{_IONBF}.  Otherwise, it is equivalent to calling @code{setvbuf}
4956 with @var{buf}, and a @var{mode} of @code{_IOFBF} and a @var{size}
4957 argument of @code{BUFSIZ}.
4959 The @code{setbuf} function is provided for compatibility with old code;
4960 use @code{setvbuf} in all new programs.
4961 @end deftypefun
4963 @comment stdio.h
4964 @comment BSD
4965 @deftypefun void setbuffer (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, size_t @var{size})
4966 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4967 If @var{buf} is a null pointer, this function makes @var{stream} unbuffered.
4968 Otherwise, it makes @var{stream} fully buffered using @var{buf} as the
4969 buffer.  The @var{size} argument specifies the length of @var{buf}.
4971 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4972 @code{setvbuf} instead.
4973 @end deftypefun
4975 @comment stdio.h
4976 @comment BSD
4977 @deftypefun void setlinebuf (FILE *@var{stream})
4978 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acunsafe{@aculock{} @acucorrupt{}}}
4979 This function makes @var{stream} be line buffered, and allocates the
4980 buffer for you.
4982 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4983 @code{setvbuf} instead.
4984 @end deftypefun
4986 It is possible to query whether a given stream is line buffered or not
4987 using a non-standard function introduced in Solaris and available in
4988 @theglibc{}.
4990 @comment stdio_ext.h
4991 @comment GNU
4992 @deftypefun int __flbf (FILE *@var{stream})
4993 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@assafe{}@acsafe{}}
4994 The @code{__flbf} function will return a nonzero value in case the
4995 stream @var{stream} is line buffered.  Otherwise the return value is
4996 zero.
4998 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4999 @end deftypefun
5001 Two more extensions allow to determine the size of the buffer and how
5002 much of it is used.  These functions were also introduced in Solaris.
5004 @comment stdio_ext.h
5005 @comment GNU
5006 @deftypefun size_t __fbufsize (FILE *@var{stream})
5007 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acsafe{}}
5008 The @code{__fbufsize} function return the size of the buffer in the
5009 stream @var{stream}.  This value can be used to optimize the use of the
5010 stream.
5012 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
5013 @end deftypefun
5015 @comment stdio_ext.h
5016 @comment GNU
5017 @deftypefun size_t __fpending (FILE *@var{stream})
5018 @safety{@prelim{}@mtsafe{@mtsrace{:stream}}@asunsafe{@asucorrupt{}}@acsafe{}}
5019 The @code{__fpending}
5020 function returns the number of bytes currently in the output buffer.
5021 For wide-oriented stream the measuring unit is wide characters.  This
5022 function should not be used on buffers in read mode or opened read-only.
5024 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
5025 @end deftypefun
5027 @node Other Kinds of Streams
5028 @section Other Kinds of Streams
5030 @Theglibc{} provides ways for you to define additional kinds of
5031 streams that do not necessarily correspond to an open file.
5033 One such type of stream takes input from or writes output to a string.
5034 These kinds of streams are used internally to implement the
5035 @code{sprintf} and @code{sscanf} functions.  You can also create such a
5036 stream explicitly, using the functions described in @ref{String Streams}.
5038 More generally, you can define streams that do input/output to arbitrary
5039 objects using functions supplied by your program.  This protocol is
5040 discussed in @ref{Custom Streams}.
5042 @strong{Portability Note:} The facilities described in this section are
5043 specific to GNU.  Other systems or C implementations might or might not
5044 provide equivalent functionality.
5046 @menu
5047 * String Streams::              Streams that get data from or put data in
5048                                  a string or memory buffer.
5049 * Custom Streams::              Defining your own streams with an arbitrary
5050                                  input data source and/or output data sink.
5051 @end menu
5053 @node String Streams
5054 @subsection String Streams
5056 @cindex stream, for I/O to a string
5057 @cindex string stream
5058 The @code{fmemopen} and @code{open_memstream} functions allow you to do
5059 I/O to a string or memory buffer.  These facilities are declared in
5060 @file{stdio.h}.
5061 @pindex stdio.h
5063 @comment stdio.h
5064 @comment GNU
5065 @deftypefun {FILE *} fmemopen (void *@var{buf}, size_t @var{size}, const char *@var{opentype})
5066 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
5067 @c Unlike open_memstream, fmemopen does (indirectly) call _IO_link_in,
5068 @c bringing with it additional potential for async trouble with
5069 @c list_all_lock.
5070 This function opens a stream that allows the access specified by the
5071 @var{opentype} argument, that reads from or writes to the buffer specified
5072 by the argument @var{buf}.  This array must be at least @var{size} bytes long.
5074 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, @code{fmemopen}
5075 dynamically allocates an array @var{size} bytes long (as with @code{malloc};
5076 @pxref{Unconstrained Allocation}).  This is really only useful
5077 if you are going to write things to the buffer and then read them back
5078 in again, because you have no way of actually getting a pointer to the
5079 buffer (for this, try @code{open_memstream}, below).  The buffer is
5080 freed when the stream is closed.
5082 The argument @var{opentype} is the same as in @code{fopen}
5083 (@pxref{Opening Streams}).  If the @var{opentype} specifies
5084 append mode, then the initial file position is set to the first null
5085 character in the buffer.  Otherwise the initial file position is at the
5086 beginning of the buffer.
5088 When a stream open for writing is flushed or closed, a null character
5089 (zero byte) is written at the end of the buffer if it fits.  You
5090 should add an extra byte to the @var{size} argument to account for this.
5091 Attempts to write more than @var{size} bytes to the buffer result
5092 in an error.
5094 For a stream open for reading, null characters (zero bytes) in the
5095 buffer do not count as ``end of file''.  Read operations indicate end of
5096 file only when the file position advances past @var{size} bytes.  So, if
5097 you want to read characters from a null-terminated string, you should
5098 supply the length of the string as the @var{size} argument.
5099 @end deftypefun
5101 Here is an example of using @code{fmemopen} to create a stream for
5102 reading from a string:
5104 @smallexample
5105 @include memopen.c.texi
5106 @end smallexample
5108 This program produces the following output:
5110 @smallexample
5111 Got f
5112 Got o
5113 Got o
5114 Got b
5115 Got a
5116 Got r
5117 @end smallexample
5119 @comment stdio.h
5120 @comment GNU
5121 @deftypefun {FILE *} open_memstream (char **@var{ptr}, size_t *@var{sizeloc})
5122 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{}}@acunsafe{@acsmem{}}}
5123 This function opens a stream for writing to a buffer.  The buffer is
5124 allocated dynamically and grown as necessary, using @code{malloc}.
5125 After you've closed the stream, this buffer is your responsibility to
5126 clean up using @code{free} or @code{realloc}.  @xref{Unconstrained Allocation}.
5128 When the stream is closed with @code{fclose} or flushed with
5129 @code{fflush}, the locations @var{ptr} and @var{sizeloc} are updated to
5130 contain the pointer to the buffer and its size.  The values thus stored
5131 remain valid only as long as no further output on the stream takes
5132 place.  If you do more output, you must flush the stream again to store
5133 new values before you use them again.
5135 A null character is written at the end of the buffer.  This null character
5136 is @emph{not} included in the size value stored at @var{sizeloc}.
5138 You can move the stream's file position with @code{fseek} or
5139 @code{fseeko} (@pxref{File Positioning}).  Moving the file position past
5140 the end of the data already written fills the intervening space with
5141 zeroes.
5142 @end deftypefun
5144 Here is an example of using @code{open_memstream}:
5146 @smallexample
5147 @include memstrm.c.texi
5148 @end smallexample
5150 This program produces the following output:
5152 @smallexample
5153 buf = `hello', size = 5
5154 buf = `hello, world', size = 12
5155 @end smallexample
5157 @node Custom Streams
5158 @subsection Programming Your Own Custom Streams
5159 @cindex custom streams
5160 @cindex programming your own streams
5162 This section describes how you can make a stream that gets input from an
5163 arbitrary data source or writes output to an arbitrary data sink
5164 programmed by you.  We call these @dfn{custom streams}.  The functions
5165 and types described here are all GNU extensions.
5167 @c !!! this does not talk at all about the higher-level hooks
5169 @menu
5170 * Streams and Cookies::         The @dfn{cookie} records where to fetch or
5171                                  store data that is read or written.
5172 * Hook Functions::              How you should define the four @dfn{hook
5173                                  functions} that a custom stream needs.
5174 @end menu
5176 @node Streams and Cookies
5177 @subsubsection Custom Streams and Cookies
5178 @cindex cookie, for custom stream
5180 Inside every custom stream is a special object called the @dfn{cookie}.
5181 This is an object supplied by you which records where to fetch or store
5182 the data read or written.  It is up to you to define a data type to use
5183 for the cookie.  The stream functions in the library never refer
5184 directly to its contents, and they don't even know what the type is;
5185 they record its address with type @code{void *}.
5187 To implement a custom stream, you must specify @emph{how} to fetch or
5188 store the data in the specified place.  You do this by defining
5189 @dfn{hook functions} to read, write, change ``file position'', and close
5190 the stream.  All four of these functions will be passed the stream's
5191 cookie so they can tell where to fetch or store the data.  The library
5192 functions don't know what's inside the cookie, but your functions will
5193 know.
5195 When you create a custom stream, you must specify the cookie pointer,
5196 and also the four hook functions stored in a structure of type
5197 @code{cookie_io_functions_t}.
5199 These facilities are declared in @file{stdio.h}.
5200 @pindex stdio.h
5202 @comment stdio.h
5203 @comment GNU
5204 @deftp {Data Type} {cookie_io_functions_t}
5205 This is a structure type that holds the functions that define the
5206 communications protocol between the stream and its cookie.  It has
5207 the following members:
5209 @table @code
5210 @item cookie_read_function_t *read
5211 This is the function that reads data from the cookie.  If the value is a
5212 null pointer instead of a function, then read operations on this stream
5213 always return @code{EOF}.
5215 @item cookie_write_function_t *write
5216 This is the function that writes data to the cookie.  If the value is a
5217 null pointer instead of a function, then data written to the stream is
5218 discarded.
5220 @item cookie_seek_function_t *seek
5221 This is the function that performs the equivalent of file positioning on
5222 the cookie.  If the value is a null pointer instead of a function, calls
5223 to @code{fseek} or @code{fseeko} on this stream can only seek to
5224 locations within the buffer; any attempt to seek outside the buffer will
5225 return an @code{ESPIPE} error.
5227 @item cookie_close_function_t *close
5228 This function performs any appropriate cleanup on the cookie when
5229 closing the stream.  If the value is a null pointer instead of a
5230 function, nothing special is done to close the cookie when the stream is
5231 closed.
5232 @end table
5233 @end deftp
5235 @comment stdio.h
5236 @comment GNU
5237 @deftypefun {FILE *} fopencookie (void *@var{cookie}, const char *@var{opentype}, cookie_io_functions_t @var{io-functions})
5238 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@acsmem{} @aculock{}}}
5239 This function actually creates the stream for communicating with the
5240 @var{cookie} using the functions in the @var{io-functions} argument.
5241 The @var{opentype} argument is interpreted as for @code{fopen};
5242 see @ref{Opening Streams}.  (But note that the ``truncate on
5243 open'' option is ignored.)  The new stream is fully buffered.
5245 The @code{fopencookie} function returns the newly created stream, or a null
5246 pointer in case of an error.
5247 @end deftypefun
5249 @node Hook Functions
5250 @subsubsection Custom Stream Hook Functions
5251 @cindex hook functions (of custom streams)
5253 Here are more details on how you should define the four hook functions
5254 that a custom stream needs.
5256 You should define the function to read data from the cookie as:
5258 @smallexample
5259 ssize_t @var{reader} (void *@var{cookie}, char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5260 @end smallexample
5262 This is very similar to the @code{read} function; see @ref{I/O
5263 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes into
5264 the @var{buffer}, and return the number of bytes read, or zero to
5265 indicate end-of-file.  You can return a value of @code{-1} to indicate
5266 an error.
5268 You should define the function to write data to the cookie as:
5270 @smallexample
5271 ssize_t @var{writer} (void *@var{cookie}, const char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5272 @end smallexample
5274 This is very similar to the @code{write} function; see @ref{I/O
5275 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes from
5276 the buffer, and return the number of bytes written.  You can return a
5277 value of @code{0} to indicate an error.  You must not return any
5278 negative value.
5280 You should define the function to perform seek operations on the cookie
5283 @smallexample
5284 int @var{seeker} (void *@var{cookie}, off64_t *@var{position}, int @var{whence})
5285 @end smallexample
5287 For this function, the @var{position} and @var{whence} arguments are
5288 interpreted as for @code{fgetpos}; see @ref{Portable Positioning}.
5290 After doing the seek operation, your function should store the resulting
5291 file position relative to the beginning of the file in @var{position}.
5292 Your function should return a value of @code{0} on success and @code{-1}
5293 to indicate an error.
5295 You should define the function to do cleanup operations on the cookie
5296 appropriate for closing the stream as:
5298 @smallexample
5299 int @var{cleaner} (void *@var{cookie})
5300 @end smallexample
5302 Your function should return @code{-1} to indicate an error, and @code{0}
5303 otherwise.
5305 @comment stdio.h
5306 @comment GNU
5307 @deftp {Data Type} cookie_read_function
5308 This is the data type that the read function for a custom stream should have.
5309 If you declare the function as shown above, this is the type it will have.
5310 @end deftp
5312 @comment stdio.h
5313 @comment GNU
5314 @deftp {Data Type} cookie_write_function
5315 The data type of the write function for a custom stream.
5316 @end deftp
5318 @comment stdio.h
5319 @comment GNU
5320 @deftp {Data Type} cookie_seek_function
5321 The data type of the seek function for a custom stream.
5322 @end deftp
5324 @comment stdio.h
5325 @comment GNU
5326 @deftp {Data Type} cookie_close_function
5327 The data type of the close function for a custom stream.
5328 @end deftp
5330 @ignore
5331 Roland says:
5333 @quotation
5334 There is another set of functions one can give a stream, the
5335 input-room and output-room functions.  These functions must
5336 understand stdio internals.  To describe how to use these
5337 functions, you also need to document lots of how stdio works
5338 internally (which isn't relevant for other uses of stdio).
5339 Perhaps I can write an interface spec from which you can write
5340 good documentation.  But it's pretty complex and deals with lots
5341 of nitty-gritty details.  I think it might be better to let this
5342 wait until the rest of the manual is more done and polished.
5343 @end quotation
5344 @end ignore
5346 @c ??? This section could use an example.
5349 @node Formatted Messages
5350 @section Formatted Messages
5351 @cindex formatted messages
5353 On systems which are based on System V messages of programs (especially
5354 the system tools) are printed in a strict form using the @code{fmtmsg}
5355 function.  The uniformity sometimes helps the user to interpret messages
5356 and the strictness tests of the @code{fmtmsg} function ensure that the
5357 programmer follows some minimal requirements.
5359 @menu
5360 * Printing Formatted Messages::   The @code{fmtmsg} function.
5361 * Adding Severity Classes::       Add more severity classes.
5362 * Example::                       How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}.
5363 @end menu
5366 @node Printing Formatted Messages
5367 @subsection Printing Formatted Messages
5369 Messages can be printed to standard error and/or to the console.  To
5370 select the destination the programmer can use the following two values,
5371 bitwise OR combined if wanted, for the @var{classification} parameter of
5372 @code{fmtmsg}:
5374 @vtable @code
5375 @item MM_PRINT
5376 Display the message in standard error.
5377 @item MM_CONSOLE
5378 Display the message on the system console.
5379 @end vtable
5381 The erroneous piece of the system can be signalled by exactly one of the
5382 following values which also is bitwise ORed with the
5383 @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}:
5385 @vtable @code
5386 @item MM_HARD
5387 The source of the condition is some hardware.
5388 @item MM_SOFT
5389 The source of the condition is some software.
5390 @item MM_FIRM
5391 The source of the condition is some firmware.
5392 @end vtable
5394 A third component of the @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}
5395 can describe the part of the system which detects the problem.  This is
5396 done by using exactly one of the following values:
5398 @vtable @code
5399 @item MM_APPL
5400 The erroneous condition is detected by the application.
5401 @item MM_UTIL
5402 The erroneous condition is detected by a utility.
5403 @item MM_OPSYS
5404 The erroneous condition is detected by the operating system.
5405 @end vtable
5407 A last component of @var{classification} can signal the results of this
5408 message.  Exactly one of the following values can be used:
5410 @vtable @code
5411 @item MM_RECOVER
5412 It is a recoverable error.
5413 @item MM_NRECOV
5414 It is a non-recoverable error.
5415 @end vtable
5417 @comment fmtmsg.h
5418 @comment XPG
5419 @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})
5420 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@asulock{}}@acsafe{}}
5421 Display a message described by its parameters on the device(s) specified
5422 in the @var{classification} parameter.  The @var{label} parameter
5423 identifies the source of the message.  The string should consist of two
5424 colon separated parts where the first part has not more than 10 and the
5425 second part not more than 14 characters.  The @var{text} parameter
5426 describes the condition of the error, the @var{action} parameter possible
5427 steps to recover from the error and the @var{tag} parameter is a
5428 reference to the online documentation where more information can be
5429 found.  It should contain the @var{label} value and a unique
5430 identification number.
5432 Each of the parameters can be a special value which means this value
5433 is to be omitted.  The symbolic names for these values are:
5435 @vtable @code
5436 @item MM_NULLLBL
5437 Ignore @var{label} parameter.
5438 @item MM_NULLSEV
5439 Ignore @var{severity} parameter.
5440 @item MM_NULLMC
5441 Ignore @var{classification} parameter.  This implies that nothing is
5442 actually printed.
5443 @item MM_NULLTXT
5444 Ignore @var{text} parameter.
5445 @item MM_NULLACT
5446 Ignore @var{action} parameter.
5447 @item MM_NULLTAG
5448 Ignore @var{tag} parameter.
5449 @end vtable
5451 There is another way certain fields can be omitted from the output to
5452 standard error.  This is described below in the description of
5453 environment variables influencing the behavior.
5455 The @var{severity} parameter can have one of the values in the following
5456 table:
5457 @cindex severity class
5459 @vtable @code
5460 @item MM_NOSEV
5461 Nothing is printed, this value is the same as @code{MM_NULLSEV}.
5462 @item MM_HALT
5463 This value is printed as @code{HALT}.
5464 @item MM_ERROR
5465 This value is printed as @code{ERROR}.
5466 @item MM_WARNING
5467 This value is printed as @code{WARNING}.
5468 @item MM_INFO
5469 This value is printed as @code{INFO}.
5470 @end vtable
5472 The numeric value of these five macros are between @code{0} and
5473 @code{4}.  Using the environment variable @code{SEV_LEVEL} or using the
5474 @code{addseverity} function one can add more severity levels with their
5475 corresponding string to print.  This is described below
5476 (@pxref{Adding Severity Classes}).
5478 @noindent
5479 If no parameter is ignored the output looks like this:
5481 @smallexample
5482 @var{label}: @var{severity-string}: @var{text}
5483 TO FIX: @var{action} @var{tag}
5484 @end smallexample
5486 The colons, new line characters and the @code{TO FIX} string are
5487 inserted if necessary, i.e., if the corresponding parameter is not
5488 ignored.
5490 This function is specified in the X/Open Portability Guide.  It is also
5491 available on all systems derived from System V.
5493 The function returns the value @code{MM_OK} if no error occurred.  If
5494 only the printing to standard error failed, it returns @code{MM_NOMSG}.
5495 If printing to the console fails, it returns @code{MM_NOCON}.  If
5496 nothing is printed @code{MM_NOTOK} is returned.  Among situations where
5497 all outputs fail this last value is also returned if a parameter value
5498 is incorrect.
5499 @end deftypefun
5501 There are two environment variables which influence the behavior of
5502 @code{fmtmsg}.  The first is @code{MSGVERB}.  It is used to control the
5503 output actually happening on standard error (@emph{not} the console
5504 output).  Each of the five fields can explicitly be enabled.  To do
5505 this the user has to put the @code{MSGVERB} variable with a format like
5506 the following in the environment before calling the @code{fmtmsg} function
5507 the first time:
5509 @smallexample
5510 MSGVERB=@var{keyword}[:@var{keyword}[:@dots{}]]
5511 @end smallexample
5513 Valid @var{keyword}s are @code{label}, @code{severity}, @code{text},
5514 @code{action}, and @code{tag}.  If the environment variable is not given
5515 or is the empty string, a not supported keyword is given or the value is
5516 somehow else invalid, no part of the message is masked out.
5518 The second environment variable which influences the behavior of
5519 @code{fmtmsg} is @code{SEV_LEVEL}.  This variable and the change in the
5520 behavior of @code{fmtmsg} is not specified in the X/Open Portability
5521 Guide.  It is available in System V systems, though.  It can be used to
5522 introduce new severity levels.  By default, only the five severity levels
5523 described above are available.  Any other numeric value would make
5524 @code{fmtmsg} print nothing.
5526 If the user puts @code{SEV_LEVEL} with a format like
5528 @smallexample
5529 SEV_LEVEL=[@var{description}[:@var{description}[:@dots{}]]]
5530 @end smallexample
5532 @noindent
5533 in the environment of the process before the first call to
5534 @code{fmtmsg}, where @var{description} has a value of the form
5536 @smallexample
5537 @var{severity-keyword},@var{level},@var{printstring}
5538 @end smallexample
5540 The @var{severity-keyword} part is not used by @code{fmtmsg} but it has
5541 to be present.  The @var{level} part is a string representation of a
5542 number.  The numeric value must be a number greater than 4.  This value
5543 must be used in the @var{severity} parameter of @code{fmtmsg} to select
5544 this class.  It is not possible to overwrite any of the predefined
5545 classes.  The @var{printstring} is the string printed when a message of
5546 this class is processed by @code{fmtmsg} (see above, @code{fmtsmg} does
5547 not print the numeric value but instead the string representation).
5550 @node Adding Severity Classes
5551 @subsection Adding Severity Classes
5552 @cindex severity class
5554 There is another possibility to introduce severity classes besides using
5555 the environment variable @code{SEV_LEVEL}.  This simplifies the task of
5556 introducing new classes in a running program.  One could use the
5557 @code{setenv} or @code{putenv} function to set the environment variable,
5558 but this is toilsome.
5560 @deftypefun int addseverity (int @var{severity}, const char *@var{string})
5561 @safety{@prelim{}@mtsafe{}@asunsafe{@ascuheap{} @asulock{}}@acunsafe{@aculock{} @acsmem{}}}
5562 This function allows the introduction of new severity classes which can be
5563 addressed by the @var{severity} parameter of the @code{fmtmsg} function.
5564 The @var{severity} parameter of @code{addseverity} must match the value
5565 for the parameter with the same name of @code{fmtmsg}, and @var{string}
5566 is the string printed in the actual messages instead of the numeric
5567 value.
5569 If @var{string} is @code{NULL} the severity class with the numeric value
5570 according to @var{severity} is removed.
5572 It is not possible to overwrite or remove one of the default severity
5573 classes.  All calls to @code{addseverity} with @var{severity} set to one
5574 of the values for the default classes will fail.
5576 The return value is @code{MM_OK} if the task was successfully performed.
5577 If the return value is @code{MM_NOTOK} something went wrong.  This could
5578 mean that no more memory is available or a class is not available when
5579 it has to be removed.
5581 This function is not specified in the X/Open Portability Guide although
5582 the @code{fmtsmg} function is.  It is available on System V systems.
5583 @end deftypefun
5586 @node Example
5587 @subsection How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}
5589 Here is a simple example program to illustrate the use of the both
5590 functions described in this section.
5592 @smallexample
5593 @include fmtmsgexpl.c.texi
5594 @end smallexample
5596 The second call to @code{fmtmsg} illustrates a use of this function as
5597 it usually occurs on System V systems, which heavily use this function.
5598 It seems worthwhile to give a short explanation here of how this system
5599 works on System V.  The value of the
5600 @var{label} field (@code{UX:cat}) says that the error occurred in the
5601 Unix program @code{cat}.  The explanation of the error follows and the
5602 value for the @var{action} parameter is @code{"refer to manual"}.  One
5603 could be more specific here, if necessary.  The @var{tag} field contains,
5604 as proposed above, the value of the string given for the @var{label}
5605 parameter, and additionally a unique ID (@code{001} in this case).  For
5606 a GNU environment this string could contain a reference to the
5607 corresponding node in the Info page for the program.
5609 @noindent
5610 Running this program without specifying the @code{MSGVERB} and
5611 @code{SEV_LEVEL} function produces the following output:
5613 @smallexample
5614 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5615 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5616 @end smallexample
5618 We see the different fields of the message and how the extra glue (the
5619 colons and the @code{TO FIX} string) are printed.  But only one of the
5620 three calls to @code{fmtmsg} produced output.  The first call does not
5621 print anything because the @var{label} parameter is not in the correct
5622 form.  The string must contain two fields, separated by a colon
5623 (@pxref{Printing Formatted Messages}).  The third @code{fmtmsg} call
5624 produced no output since the class with the numeric value @code{6} is
5625 not defined.  Although a class with numeric value @code{5} is also not
5626 defined by default, the call to @code{addseverity} introduces it and
5627 the second call to @code{fmtmsg} produces the above output.
5629 When we change the environment of the program to contain
5630 @code{SEV_LEVEL=XXX,6,NOTE} when running it we get a different result:
5632 @smallexample
5633 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5634 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5635 label:foo: NOTE: text
5636 TO FIX: action tag
5637 @end smallexample
5639 Now the third call to @code{fmtmsg} produced some output and we see how
5640 the string @code{NOTE} from the environment variable appears in the
5641 message.
5643 Now we can reduce the output by specifying which fields we are
5644 interested in.  If we additionally set the environment variable
5645 @code{MSGVERB} to the value @code{severity:label:action} we get the
5646 following output:
5648 @smallexample
5649 UX:cat: NOTE2
5650 TO FIX: refer to manual
5651 label:foo: NOTE
5652 TO FIX: action
5653 @end smallexample
5655 @noindent
5656 I.e., the output produced by the @var{text} and the @var{tag} parameters
5657 to @code{fmtmsg} vanished.  Please also note that now there is no colon
5658 after the @code{NOTE} and @code{NOTE2} strings in the output.  This is
5659 not necessary since there is no more output on this line because the text
5660 is missing.