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[glibc.git] / manual / stdio.texi
blob02881309e74373403bcb215f7feeec8a57a142c2
1 @node I/O on Streams, Low-Level I/O, I/O Overview, Top
2 @c %MENU% High-level, portable I/O facilities
3 @chapter Input/Output on Streams
4 @c fix an overfull:
5 @tex
6 \hyphenation{which-ever}
7 @end tex
9 This chapter describes the functions for creating streams and performing
10 input and output operations on them.  As discussed in @ref{I/O
11 Overview}, a stream is a fairly abstract, high-level concept
12 representing a communications channel to a file, device, or process.
14 @menu
15 * Streams::                     About the data type representing a stream.
16 * Standard Streams::            Streams to the standard input and output
17                                  devices are created for you.
18 * Opening Streams::             How to create a stream to talk to a file.
19 * Closing Streams::             Close a stream when you are finished with it.
20 * Streams and Threads::         Issues with streams in threaded programs.
21 * Streams and I18N::            Streams in internationalized applications.
22 * Simple Output::               Unformatted output by characters and lines.
23 * Character Input::             Unformatted input by characters and words.
24 * Line Input::                  Reading a line or a record from a stream.
25 * Unreading::                   Peeking ahead/pushing back input just read.
26 * Block Input/Output::          Input and output operations on blocks of data.
27 * Formatted Output::            @code{printf} and related functions.
28 * Customizing Printf::          You can define new conversion specifiers for
29                                  @code{printf} and friends.
30 * Formatted Input::             @code{scanf} and related functions.
31 * EOF and Errors::              How you can tell if an I/O error happens.
32 * Error Recovery::              What you can do about errors.
33 * Binary Streams::              Some systems distinguish between text files
34                                  and binary files.
35 * File Positioning::            About random-access streams.
36 * Portable Positioning::        Random access on peculiar ISO C systems.
37 * Stream Buffering::            How to control buffering of streams.
38 * Other Kinds of Streams::      Streams that do not necessarily correspond
39                                  to an open file.
40 * Formatted Messages::          Print strictly formatted messages.
41 @end menu
43 @node Streams
44 @section Streams
46 For historical reasons, the type of the C data structure that represents
47 a stream is called @code{FILE} rather than ``stream''.  Since most of
48 the library functions deal with objects of type @code{FILE *}, sometimes
49 the term @dfn{file pointer} is also used to mean ``stream''.  This leads
50 to unfortunate confusion over terminology in many books on C.  This
51 manual, however, is careful to use the terms ``file'' and ``stream''
52 only in the technical sense.
53 @cindex file pointer
55 @pindex stdio.h
56 The @code{FILE} type is declared in the header file @file{stdio.h}.
58 @comment stdio.h
59 @comment ISO
60 @deftp {Data Type} FILE
61 This is the data type used to represent stream objects.  A @code{FILE}
62 object holds all of the internal state information about the connection
63 to the associated file, including such things as the file position
64 indicator and buffering information.  Each stream also has error and
65 end-of-file status indicators that can be tested with the @code{ferror}
66 and @code{feof} functions; see @ref{EOF and Errors}.
67 @end deftp
69 @code{FILE} objects are allocated and managed internally by the
70 input/output library functions.  Don't try to create your own objects of
71 type @code{FILE}; let the library do it.  Your programs should
72 deal only with pointers to these objects (that is, @code{FILE *} values)
73 rather than the objects themselves.
74 @c !!! should say that FILE's have "No user-serviceable parts inside."
76 @node Standard Streams
77 @section Standard Streams
78 @cindex standard streams
79 @cindex streams, standard
81 When the @code{main} function of your program is invoked, it already has
82 three predefined streams open and available for use.  These represent
83 the ``standard'' input and output channels that have been established
84 for the process.
86 These streams are declared in the header file @file{stdio.h}.
87 @pindex stdio.h
89 @comment stdio.h
90 @comment ISO
91 @deftypevar {FILE *} stdin
92 The @dfn{standard input} stream, which is the normal source of input for the
93 program.
94 @end deftypevar
95 @cindex standard input stream
97 @comment stdio.h
98 @comment ISO
99 @deftypevar {FILE *} stdout
100 The @dfn{standard output} stream, which is used for normal output from
101 the program.
102 @end deftypevar
103 @cindex standard output stream
105 @comment stdio.h
106 @comment ISO
107 @deftypevar {FILE *} stderr
108 The @dfn{standard error} stream, which is used for error messages and
109 diagnostics issued by the program.
110 @end deftypevar
111 @cindex standard error stream
113 In the GNU system, you can specify what files or processes correspond to
114 these streams using the pipe and redirection facilities provided by the
115 shell.  (The primitives shells use to implement these facilities are
116 described in @ref{File System Interface}.)  Most other operating systems
117 provide similar mechanisms, but the details of how to use them can vary.
119 In the GNU C library, @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr} are
120 normal variables which you can set just like any others.  For example,
121 to redirect the standard output to a file, you could do:
123 @smallexample
124 fclose (stdout);
125 stdout = fopen ("standard-output-file", "w");
126 @end smallexample
128 Note however, that in other systems @code{stdin}, @code{stdout}, and
129 @code{stderr} are macros that you cannot assign to in the normal way.
130 But you can use @code{freopen} to get the effect of closing one and
131 reopening it.  @xref{Opening Streams}.
133 The three streams @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr} are not
134 unoriented at program start (@pxref{Streams and I18N}).
136 @node Opening Streams
137 @section Opening Streams
139 @cindex opening a stream
140 Opening a file with the @code{fopen} function creates a new stream and
141 establishes a connection between the stream and a file.  This may
142 involve creating a new file.
144 @pindex stdio.h
145 Everything described in this section is declared in the header file
146 @file{stdio.h}.
148 @comment stdio.h
149 @comment ISO
150 @deftypefun {FILE *} fopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
151 The @code{fopen} function opens a stream for I/O to the file
152 @var{filename}, and returns a pointer to the stream.
154 The @var{opentype} argument is a string that controls how the file is
155 opened and specifies attributes of the resulting stream.  It must begin
156 with one of the following sequences of characters:
158 @table @samp
159 @item r
160 Open an existing file for reading only.
162 @item w
163 Open the file for writing only.  If the file already exists, it is
164 truncated to zero length.  Otherwise a new file is created.
166 @item a
167 Open a file for append access; that is, writing at the end of file only.
168 If the file already exists, its initial contents are unchanged and
169 output to the stream is appended to the end of the file.
170 Otherwise, a new, empty file is created.
172 @item r+
173 Open an existing file for both reading and writing.  The initial contents
174 of the file are unchanged and the initial file position is at the
175 beginning of the file.
177 @item w+
178 Open a file for both reading and writing.  If the file already exists, it
179 is truncated to zero length.  Otherwise, a new file is created.
181 @item a+
182 Open or create file for both reading and appending.  If the file exists,
183 its initial contents are unchanged.  Otherwise, a new file is created.
184 The initial file position for reading is at the beginning of the file,
185 but output is always appended to the end of the file.
186 @end table
188 As you can see, @samp{+} requests a stream that can do both input and
189 output.  The ISO standard says that when using such a stream, you must
190 call @code{fflush} (@pxref{Stream Buffering}) or a file positioning
191 function such as @code{fseek} (@pxref{File Positioning}) when switching
192 from reading to writing or vice versa.  Otherwise, internal buffers
193 might not be emptied properly.  The GNU C library does not have this
194 limitation; you can do arbitrary reading and writing operations on a
195 stream in whatever order.
197 Additional characters may appear after these to specify flags for the
198 call.  Always put the mode (@samp{r}, @samp{w+}, etc.) first; that is
199 the only part you are guaranteed will be understood by all systems.
201 The GNU C library defines one additional character for use in
202 @var{opentype}: the character @samp{x} insists on creating a new
203 file---if a file @var{filename} already exists, @code{fopen} fails
204 rather than opening it.  If you use @samp{x} you are guaranteed that
205 you will not clobber an existing file.  This is equivalent to the
206 @code{O_EXCL} option to the @code{open} function (@pxref{Opening and
207 Closing Files}).
209 The character @samp{b} in @var{opentype} has a standard meaning; it
210 requests a binary stream rather than a text stream.  But this makes no
211 difference in POSIX systems (including the GNU system).  If both
212 @samp{+} and @samp{b} are specified, they can appear in either order.
213 @xref{Binary Streams}.
215 @cindex stream orientation
216 @cindex orientation, stream
217 If the @var{opentype} string contains the sequence
218 @code{,ccs=@var{STRING}} then @var{STRING} is taken as the name of a
219 coded character set and @code{fopen} will mark the stream as
220 wide-oriented which appropriate conversion functions in place to convert
221 from and to the character set @var{STRING} is place.  Any other stream
222 is opened initially unoriented and the orientation is decided with the
223 first file operation.  If the first operation is a wide character
224 operation, the stream is not only marked as wide-oriented, also the
225 conversion functions to convert to the coded character set used for the
226 current locale are loaded.  This will not change anymore from this point
227 on even if the locale selected for the @code{LC_CTYPE} category is
228 changed.
230 Any other characters in @var{opentype} are simply ignored.  They may be
231 meaningful in other systems.
233 If the open fails, @code{fopen} returns a null pointer.
235 When the sources are compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
236 32 bit machine this function is in fact @code{fopen64} since the LFS
237 interface replaces transparently the old interface.
238 @end deftypefun
240 You can have multiple streams (or file descriptors) pointing to the same
241 file open at the same time.  If you do only input, this works
242 straightforwardly, but you must be careful if any output streams are
243 included.  @xref{Stream/Descriptor Precautions}.  This is equally true
244 whether the streams are in one program (not usual) or in several
245 programs (which can easily happen).  It may be advantageous to use the
246 file locking facilities to avoid simultaneous access.  @xref{File
247 Locks}.
249 @comment stdio.h
250 @comment Unix98
251 @deftypefun {FILE *} fopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
252 This function is similar to @code{fopen} but the stream it returns a
253 pointer for is opened using @code{open64}.  Therefore this stream can be
254 used even on files larger then @math{2^31} bytes on 32 bit machines.
256 Please note that the return type is still @code{FILE *}.  There is no
257 special @code{FILE} type for the LFS interface.
259 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
260 bits machine this function is available under the name @code{fopen}
261 and so transparently replaces the old interface.
262 @end deftypefun
264 @comment stdio.h
265 @comment ISO
266 @deftypevr Macro int FOPEN_MAX
267 The value of this macro is an integer constant expression that
268 represents the minimum number of streams that the implementation
269 guarantees can be open simultaneously.  You might be able to open more
270 than this many streams, but that is not guaranteed.  The value of this
271 constant is at least eight, which includes the three standard streams
272 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  In POSIX.1 systems this
273 value is determined by the @code{OPEN_MAX} parameter; @pxref{General
274 Limits}.  In BSD and GNU, it is controlled by the @code{RLIMIT_NOFILE}
275 resource limit; @pxref{Limits on Resources}.
276 @end deftypevr
278 @comment stdio.h
279 @comment ISO
280 @deftypefun {FILE *} freopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
281 This function is like a combination of @code{fclose} and @code{fopen}.
282 It first closes the stream referred to by @var{stream}, ignoring any
283 errors that are detected in the process.  (Because errors are ignored,
284 you should not use @code{freopen} on an output stream if you have
285 actually done any output using the stream.)  Then the file named by
286 @var{filename} is opened with mode @var{opentype} as for @code{fopen},
287 and associated with the same stream object @var{stream}.
289 If the operation fails, a null pointer is returned; otherwise,
290 @code{freopen} returns @var{stream}.
292 @code{freopen} has traditionally been used to connect a standard stream
293 such as @code{stdin} with a file of your own choice.  This is useful in
294 programs in which use of a standard stream for certain purposes is
295 hard-coded.  In the GNU C library, you can simply close the standard
296 streams and open new ones with @code{fopen}.  But other systems lack
297 this ability, so using @code{freopen} is more portable.
299 When the sources are compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
300 32 bit machine this function is in fact @code{freopen64} since the LFS
301 interface replaces transparently the old interface.
302 @end deftypefun
304 @comment stdio.h
305 @comment Unix98
306 @deftypefun {FILE *} freopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
307 This function is similar to @code{freopen}.  The only difference is that
308 on 32 bit machine the stream returned is able to read beyond the
309 @math{2^31} bytes limits imposed by the normal interface.  It should be
310 noted that the stream pointed to by @var{stream} need not be opened
311 using @code{fopen64} or @code{freopen64} since its mode is not important
312 for this function.
314 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
315 bits machine this function is available under the name @code{freopen}
316 and so transparently replaces the old interface.
317 @end deftypefun
319 In some situations it is useful to know whether a given stream is
320 available for reading or writing.  This information is normally not
321 available and would have to be remembered separately.  Solaris
322 introduced a few functions to get this information from the stream
323 descriptor and these functions are also available in the GNU C library.
325 @comment stdio_ext.h
326 @comment GNU
327 @deftypefun int __freadable (FILE *@var{stream})
328 The @code{__freadable} function determines whether the stream
329 @var{stream} was opened to allow reading.  In this case the return value
330 is nonzero.  For write-only streams the function returns zero.
332 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
333 @end deftypefun
335 @comment stdio_ext.h
336 @comment GNU
337 @deftypefun int __fwritable (FILE *@var{stream})
338 The @code{__fwritable} function determines whether the stream
339 @var{stream} was opened to allow writing.  In this case the return value
340 is nonzero.  For read-only streams the function returns zero.
342 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
343 @end deftypefun
345 For slightly different kind of problems there are two more functions.
346 They provide even finer-grained information.
348 @comment stdio_ext.h
349 @comment GNU
350 @deftypefun int __freading (FILE *@var{stream})
351 The @code{__freading} function determines whether the stream
352 @var{stream} was last read from or whether it is opened read-only.  In
353 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
354 Determining whether a stream opened for reading and writing was last
355 used for writing allows to draw conclusions about the content about the
356 buffer, among other things.
358 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
359 @end deftypefun
361 @comment stdio_ext.h
362 @comment GNU
363 @deftypefun int __fwriting (FILE *@var{stream})
364 The @code{__fwriting} function determines whether the stream
365 @var{stream} was last written to or whether it is opened write-only.  In
366 this case the return value is nonzero, otherwise it is zero.
368 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
369 @end deftypefun
372 @node Closing Streams
373 @section Closing Streams
375 @cindex closing a stream
376 When a stream is closed with @code{fclose}, the connection between the
377 stream and the file is canceled.  After you have closed a stream, you
378 cannot perform any additional operations on it.
380 @comment stdio.h
381 @comment ISO
382 @deftypefun int fclose (FILE *@var{stream})
383 This function causes @var{stream} to be closed and the connection to
384 the corresponding file to be broken.  Any buffered output is written
385 and any buffered input is discarded.  The @code{fclose} function returns
386 a value of @code{0} if the file was closed successfully, and @code{EOF}
387 if an error was detected.
389 It is important to check for errors when you call @code{fclose} to close
390 an output stream, because real, everyday errors can be detected at this
391 time.  For example, when @code{fclose} writes the remaining buffered
392 output, it might get an error because the disk is full.  Even if you
393 know the buffer is empty, errors can still occur when closing a file if
394 you are using NFS.
396 The function @code{fclose} is declared in @file{stdio.h}.
397 @end deftypefun
399 To close all streams currently available the GNU C Library provides
400 another function.
402 @comment stdio.h
403 @comment GNU
404 @deftypefun int fcloseall (void)
405 This function causes all open streams of the process to be closed and
406 the connection to corresponding files to be broken.  All buffered data
407 is written and any buffered input is discarded.  The @code{fcloseall}
408 function returns a value of @code{0} if all the files were closed
409 successfully, and @code{EOF} if an error was detected.
411 This function should be used only in special situations, e.g., when an
412 error occurred and the program must be aborted.  Normally each single
413 stream should be closed separately so that problems with individual
414 streams can be identified.  It is also problematic since the standard
415 streams (@pxref{Standard Streams}) will also be closed.
417 The function @code{fcloseall} is declared in @file{stdio.h}.
418 @end deftypefun
420 If the @code{main} function to your program returns, or if you call the
421 @code{exit} function (@pxref{Normal Termination}), all open streams are
422 automatically closed properly.  If your program terminates in any other
423 manner, such as by calling the @code{abort} function (@pxref{Aborting a
424 Program}) or from a fatal signal (@pxref{Signal Handling}), open streams
425 might not be closed properly.  Buffered output might not be flushed and
426 files may be incomplete.  For more information on buffering of streams,
427 see @ref{Stream Buffering}.
429 @node Streams and Threads
430 @section Streams and Threads
432 @cindex threads
433 @cindex multi-threaded application
434 Streams can be used in multi-threaded applications in the same way they
435 are used in single-threaded applications.  But the programmer must be
436 aware of a the possible complications.  It is important to know about
437 these also if the program one writes never use threads since the design
438 and implementation of many stream functions is heavily influenced by the
439 requirements added by multi-threaded programming.
441 The POSIX standard requires that by default the stream operations are
442 atomic.  I.e., issuing two stream operations for the same stream in two
443 threads at the same time will cause the operations to be executed as if
444 they were issued sequentially.  The buffer operations performed while
445 reading or writing are protected from other uses of the same stream.  To
446 do this each stream has an internal lock object which has to be
447 (implicitly) acquired before any work can be done.
449 But there are situations where this is not enough and there are also
450 situations where this is not wanted.  The implicit locking is not enough
451 if the program requires more than one stream function call to happen
452 atomically.  One example would be if an output line a program wants to
453 generate is created by several function calls.  The functions by
454 themselves would ensure only atomicity of their own operation, but not
455 atomicity over all the function calls.  For this it is necessary to
456 perform the stream locking in the application code.
458 @comment stdio.h
459 @comment POSIX
460 @deftypefun void flockfile (FILE *@var{stream})
461 The @code{flockfile} function acquires the internal locking object
462 associated with the stream @var{stream}.  This ensures that no other
463 thread can explicitly through @code{flockfile}/@code{ftrylockfile} or
464 implicit through a call of a stream function lock the stream.  The
465 thread will block until the lock is acquired.  An explicit call to
466 @code{funlockfile} has to be used to release the lock.
467 @end deftypefun
469 @comment stdio.h
470 @comment POSIX
471 @deftypefun int ftrylockfile (FILE *@var{stream})
472 The @code{ftrylockfile} function tries to acquire the internal locking
473 object associated with the stream @var{stream} just like
474 @code{flockfile}.  But unlike @code{flockfile} this function does not
475 block if the lock is not available.  @code{ftrylockfile} returns zero if
476 the lock was successfully acquired.  Otherwise the stream is locked by
477 another thread.
478 @end deftypefun
480 @comment stdio.h
481 @comment POSIX
482 @deftypefun void funlockfile (FILE *@var{stream})
483 The @code{funlockfile} function releases the internal locking object of
484 the stream @var{stream}. The stream must have been locked before by a
485 call to @code{flockfile} or a successful call of @code{ftrylockfile}.
486 The implicit locking performed by the stream operations do not count.
487 The @code{funlockfile} function does not return an error status and the
488 behavior of a call for a stream which is not locked by the current
489 thread is undefined.
490 @end deftypefun
492 The following example shows how the functions above can be used to
493 generate an output line atomically even in multi-threaded applications
494 (yes, the same job could be done with one @code{fprintf} call but it is
495 sometimes not possible):
497 @smallexample
498 FILE *fp;
500    ...
501    flockfile (fp);
502    fputs ("This is test number ", fp);
503    fprintf (fp, "%d\n", test);
504    funlockfile (fp)
506 @end smallexample
508 Without the explicit locking it would be possible for another thread to
509 use the stream @var{fp} after the @code{fputs} call return and before
510 @code{fprintf} was called with the result that the number does not
511 follow the word @samp{number}.
513 From this description it might already be clear that the locking objects
514 in streams are no simple mutexes.  Since locking the same stream twice
515 in the same thread is allowed the locking objects must be equivalent to
516 recursive mutexes.  These mutexes keep track of the owner and the number
517 of times the lock is acquired.  The same number of @code{funlockfile}
518 calls by the same threads is necessary to unlock the stream completely.
519 For instance:
521 @smallexample
522 void
523 foo (FILE *fp)
525   ftrylockfile (fp);
526   fputs ("in foo\n", fp);
527   /* @r{This is very wrong!!!}  */
528   funlockfile (fp);
530 @end smallexample
532 It is important here that the @code{funlockfile} function is only called
533 if the @code{ftrylockfile} function succeeded in locking the stream.  It
534 is therefore always wrong to ignore the result of @code{ftrylockfile}.
535 And it makes no sense since otherwise one would use @code{flockfile}.
536 The result of code like that above is that either @code{funlockfile}
537 tries to free a stream that hasn't been locked by the current thread or it
538 frees the stream prematurely.  The code should look like this:
540 @smallexample
541 void
542 foo (FILE *fp)
544   if (ftrylockfile (fp) == 0)
545     @{
546       fputs ("in foo\n", fp);
547       funlockfile (fp);
548     @}
550 @end smallexample
552 Now that we covered why it is necessary to have these locking it is
553 necessary to talk about situations when locking is unwanted and what can
554 be done.  The locking operations (explicit or implicit) don't come for
555 free.  Even if a lock is not taken the cost is not zero.  The operations
556 which have to be performed require memory operations which are save in
557 multi-processor environments.  With the many local caches involved in
558 such systems this is quite costly.  So it is best to avoid the locking
559 completely if it is known that the code using the stream is never used
560 in a context where more than one thread can use the stream at one time.
561 This can be determined most of the time for application code; for
562 library code which can be used in many contexts one should default to be
563 conservative and use locking.
565 There are two basic mechanisms to avoid locking.  The first is to use
566 the @code{_unlocked} variants of the stream operations.  The POSIX
567 standard defines quite a few of those and the GNU library adds a few
568 more.  These variants of the functions behave just like the functions
569 with the name without the suffix except that they are not locking the
570 stream.  Using these functions is very desirable since they are
571 potentially much faster.  This is not only because the locking
572 operation itself is avoided.  More importantly, functions like
573 @code{putc} and @code{getc} are very simple and traditionally (before the
574 introduction of threads) were implemented as macros which are very fast
575 if the buffer is not empty.  With locking required these functions are
576 now no macros anymore (the code generated would be too much).  But these
577 macros are still available with the same functionality under the new
578 names @code{putc_unlocked} and @code{getc_unlocked}.  This possibly huge
579 difference of speed also suggests the use of the @code{_unlocked}
580 functions even if locking is required.  The difference is that the
581 locking then has to be performed in the program:
583 @smallexample
584 void
585 foo (FILE *fp, char *buf)
587   flockfile (fp);
588   while (*buf != '/')
589     putc_unlocked (*buf++, fp);
590   funlockfile (fp);
592 @end smallexample
594 If in this example the @code{putc} function would be used and the
595 explicit locking would be missing the @code{putc} function would have to
596 acquire the lock in every call, potentially many times depending on when
597 the loop terminates.  Writing it the way illustrated above allows the
598 @code{putc_unlocked} macro to be used which means no locking and direct
599 manipulation of the buffer of the stream.
601 A second way to avoid locking is by using a non-standard function which
602 was introduced in Solaris and is available in the GNU C library as well.
604 @comment stdio_ext.h
605 @comment GNU
606 @deftypefun int __fsetlocking (FILE *@var{stream}, int @var{type})
608 The @code{__fsetlocking} function can be used to select whether the
609 stream operations will implicitly acquire the locking object of the
610 stream @var{stream}.  By default this is done but it can be disabled and
611 reinstated using this function.  There are three values defined for the
612 @var{type} parameter.
614 @vtable @code
615 @item FSETLOCKING_INTERNAL
616 The stream @code{stream} will from now on use the default internal
617 locking.  Every stream operation with exception of the @code{_unlocked}
618 variants will implicitly lock the stream.
620 @item FSETLOCKING_BYCALLER
621 After the @code{__fsetlocking} function returns the user is responsible
622 for locking the stream.  None of the stream operations will implicitly
623 do this anymore until the state is set back to
624 @code{FSETLOCKING_INTERNAL}.
626 @item FSETLOCKING_QUERY
627 @code{__fsetlocking} only queries the current locking state of the
628 stream.  The return value will be @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or
629 @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on the state.
630 @end vtable
632 The return value of @code{__fsetlocking} is either
633 @code{FSETLOCKING_INTERNAL} or @code{FSETLOCKING_BYCALLER} depending on
634 the state of the stream before the call.
636 This function and the values for the @var{type} parameter are declared
637 in @file{stdio_ext.h}.
638 @end deftypefun
640 This function is especially useful when program code has to be used
641 which is written without knowledge about the @code{_unlocked} functions
642 (or if the programmer was to lazy to use them).
644 @node Streams and I18N
645 @section Streams in Internationalized Applications
647 @w{ISO C90} introduced the new type @code{wchar_t} to allow handling
648 larger character sets.  What was missing was a possibility to output
649 strings of @code{wchar_t} directly.  One had to convert them into
650 multibyte strings using @code{mbstowcs} (there was no @code{mbsrtowcs}
651 yet) and then use the normal stream functions.  While this is doable it
652 is very cumbersome since performing the conversions is not trivial and
653 greatly increases program complexity and size.
655 The Unix standard early on (I think in XPG4.2) introduced two additional
656 format specifiers for the @code{printf} and @code{scanf} families of
657 functions.  Printing and reading of single wide characters was made
658 possible using the @code{%C} specifier and wide character strings can be
659 handled with @code{%S}.  These modifiers behave just like @code{%c} and
660 @code{%s} only that they expect the corresponding argument to have the
661 wide character type and that the wide character and string are
662 transformed into/from multibyte strings before being used.
664 This was a beginning but it is still not good enough.  Not always is it
665 desirable to use @code{printf} and @code{scanf}.  The other, smaller and
666 faster functions cannot handle wide characters.  Second, it is not
667 possible to have a format string for @code{printf} and @code{scanf}
668 consisting of wide characters.  The result is that format strings would
669 have to be generated if they have to contain non-basic characters.
671 @cindex C++ streams
672 @cindex streams, C++
673 In the @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} a whole new set of functions was
674 added to solve the problem.  Most of the stream functions got a
675 counterpart which take a wide character or wide character string instead
676 of a character or string respectively.  The new functions operate on the
677 same streams (like @code{stdout}).  This is different from the model of
678 the C++ runtime library where separate streams for wide and normal I/O
679 are used.
681 @cindex orientation, stream
682 @cindex stream orientation
683 Being able to use the same stream for wide and normal operations comes
684 with a restriction: a stream can be used either for wide operations or
685 for normal operations.  Once it is decided there is no way back.  Only a
686 call to @code{freopen} or @code{freopen64} can reset the
687 @dfn{orientation}.  The orientation can be decided in three ways:
689 @itemize @bullet
690 @item
691 If any of the normal character functions is used (this includes the
692 @code{fread} and @code{fwrite} functions) the stream is marked as not
693 wide oriented.
695 @item
696 If any of the wide character functions is used the stream is marked as
697 wide oriented.
699 @item
700 The @code{fwide} function can be used to set the orientation either way.
701 @end itemize
703 It is important to never mix the use of wide and not wide operations on
704 a stream.  There are no diagnostics issued.  The application behavior
705 will simply be strange or the application will simply crash.  The
706 @code{fwide} function can help avoiding this.
708 @comment wchar.h
709 @comment ISO
710 @deftypefun int fwide (FILE *@var{stream}, int @var{mode})
712 The @code{fwide} function can be used to set and query the state of the
713 orientation of the stream @var{stream}.  If the @var{mode} parameter has
714 a positive value the streams get wide oriented, for negative values
715 narrow oriented.  It is not possible to overwrite previous orientations
716 with @code{fwide}.  I.e., if the stream @var{stream} was already
717 oriented before the call nothing is done.
719 If @var{mode} is zero the current orientation state is queried and
720 nothing is changed.
722 The @code{fwide} function returns a negative value, zero, or a positive
723 value if the stream is narrow, not at all, or wide oriented
724 respectively.
726 This function was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90} and is
727 declared in @file{wchar.h}.
728 @end deftypefun
730 It is generally a good idea to orient a stream as early as possible.
731 This can prevent surprise especially for the standard streams
732 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  If some library
733 function in some situations uses one of these streams and this use
734 orients the stream in a different way the rest of the application
735 expects it one might end up with hard to reproduce errors.  Remember
736 that no errors are signal if the streams are used incorrectly.  Leaving
737 a stream unoriented after creation is normally only necessary for
738 library functions which create streams which can be used in different
739 contexts.
741 When writing code which uses streams and which can be used in different
742 contexts it is important to query the orientation of the stream before
743 using it (unless the rules of the library interface demand a specific
744 orientation).  The following little, silly function illustrates this.
746 @smallexample
747 void
748 print_f (FILE *fp)
750   if (fwide (fp, 0) > 0)
751     /* @r{Positive return value means wide orientation.}  */
752     fputwc (L'f', fp);
753   else
754     fputc ('f', fp);
756 @end smallexample
758 Note that in this case the function @code{print_f} decides about the
759 orientation of the stream if it was unoriented before (will not happen
760 if the advise above is followed).
762 The encoding used for the @code{wchar_t} values is unspecified and the
763 user must not make any assumptions about it.  For I/O of @code{wchar_t}
764 values this means that it is impossible to write these values directly
765 to the stream.  This is not what follows from the @w{ISO C} locale model
766 either.  What happens instead is that the bytes read from or written to
767 the underlying media are first converted into the internal encoding
768 chosen by the implementation for @code{wchar_t}.  The external encoding
769 is determined by the @code{LC_CTYPE} category of the current locale or
770 by the @samp{ccs} part of the mode specification given to @code{fopen},
771 @code{fopen64}, @code{freopen}, or @code{freopen64}.  How and when the
772 conversion happens is unspecified and it happens invisible to the user.
774 Since a stream is created in the unoriented state it has at that point
775 no conversion associated with it.  The conversion which will be used is
776 determined by the @code{LC_CTYPE} category selected at the time the
777 stream is oriented.  If the locales are changed at the runtime this
778 might produce surprising results unless one pays attention.  This is
779 just another good reason to orient the stream explicitly as soon as
780 possible, perhaps with a call to @code{fwide}.
782 @node Simple Output
783 @section Simple Output by Characters or Lines
785 @cindex writing to a stream, by characters
786 This section describes functions for performing character- and
787 line-oriented output.
789 These narrow streams functions are declared in the header file
790 @file{stdio.h} and the wide stream functions in @file{wchar.h}.
791 @pindex stdio.h
792 @pindex wchar.h
794 @comment stdio.h
795 @comment ISO
796 @deftypefun int fputc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
797 The @code{fputc} function converts the character @var{c} to type
798 @code{unsigned char}, and writes it to the stream @var{stream}.
799 @code{EOF} is returned if a write error occurs; otherwise the
800 character @var{c} is returned.
801 @end deftypefun
803 @comment wchar.h
804 @comment ISO
805 @deftypefun wint_t fputwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
806 The @code{fputwc} function writes the wide character @var{wc} to the
807 stream @var{stream}.  @code{WEOF} is returned if a write error occurs;
808 otherwise the character @var{wc} is returned.
809 @end deftypefun
811 @comment stdio.h
812 @comment POSIX
813 @deftypefun int fputc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
814 The @code{fputc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputc}
815 function except that it does not implicitly lock the stream.
816 @end deftypefun
818 @comment wchar.h
819 @comment POSIX
820 @deftypefun wint_t fputwc_unlocked (wint_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
821 The @code{fputwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fputwc}
822 function except that it does not implicitly lock the stream.
824 This function is a GNU extension.
825 @end deftypefun
827 @comment stdio.h
828 @comment ISO
829 @deftypefun int putc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
830 This is just like @code{fputc}, except that most systems implement it as
831 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
832 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
833 general rule for macros.  @code{putc} is usually the best function to
834 use for writing a single character.
835 @end deftypefun
837 @comment wchar.h
838 @comment ISO
839 @deftypefun wint_t putwc (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
840 This is just like @code{fputwc}, except that it can be implement as
841 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
842 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
843 general rule for macros.  @code{putwc} is usually the best function to
844 use for writing a single wide character.
845 @end deftypefun
847 @comment stdio.h
848 @comment POSIX
849 @deftypefun int putc_unlocked (int @var{c}, FILE *@var{stream})
850 The @code{putc_unlocked} function is equivalent to the @code{putc}
851 function except that it does not implicitly lock the stream.
852 @end deftypefun
854 @comment wchar.h
855 @comment GNU
856 @deftypefun wint_t putwc_unlocked (wchar_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
857 The @code{putwc_unlocked} function is equivalent to the @code{putwc}
858 function except that it does not implicitly lock the stream.
860 This function is a GNU extension.
861 @end deftypefun
863 @comment stdio.h
864 @comment ISO
865 @deftypefun int putchar (int @var{c})
866 The @code{putchar} function is equivalent to @code{putc} with
867 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
868 @end deftypefun
870 @comment wchar.h
871 @comment ISO
872 @deftypefun wint_t putwchar (wchar_t @var{wc})
873 The @code{putwchar} function is equivalent to @code{putwc} with
874 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
875 @end deftypefun
877 @comment stdio.h
878 @comment POSIX
879 @deftypefun int putchar_unlocked (int @var{c})
880 The @code{putchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putchar}
881 function except that it does not implicitly lock the stream.
882 @end deftypefun
884 @comment wchar.h
885 @comment GNU
886 @deftypefun wint_t putwchar_unlocked (wchar_t @var{wc})
887 The @code{putwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{putwchar}
888 function except that it does not implicitly lock the stream.
890 This function is a GNU extension.
891 @end deftypefun
893 @comment stdio.h
894 @comment ISO
895 @deftypefun int fputs (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
896 The function @code{fputs} writes the string @var{s} to the stream
897 @var{stream}.  The terminating null character is not written.
898 This function does @emph{not} add a newline character, either.
899 It outputs only the characters in the string.
901 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, and otherwise
902 a non-negative value.
904 For example:
906 @smallexample
907 fputs ("Are ", stdout);
908 fputs ("you ", stdout);
909 fputs ("hungry?\n", stdout);
910 @end smallexample
912 @noindent
913 outputs the text @samp{Are you hungry?} followed by a newline.
914 @end deftypefun
916 @comment wchar.h
917 @comment ISO
918 @deftypefun int fputws (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
919 The function @code{fputws} writes the wide character string @var{ws} to
920 the stream @var{stream}.  The terminating null character is not written.
921 This function does @emph{not} add a newline character, either.  It
922 outputs only the characters in the string.
924 This function returns @code{WEOF} if a write error occurs, and otherwise
925 a non-negative value.
926 @end deftypefun
928 @comment stdio.h
929 @comment GNU
930 @deftypefun int fputs_unlocked (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
931 The @code{fputs_unlocked} function is equivalent to the @code{fputs}
932 function except that it does not implicitly lock the stream.
934 This function is a GNU extension.
935 @end deftypefun
937 @comment wchar.h
938 @comment GNU
939 @deftypefun int fputws_unlocked (const wchar_t *@var{ws}, FILE *@var{stream})
940 The @code{fputws_unlocked} function is equivalent to the @code{fputws}
941 function except that it does not implicitly lock the stream.
943 This function is a GNU extension.
944 @end deftypefun
946 @comment stdio.h
947 @comment ISO
948 @deftypefun int puts (const char *@var{s})
949 The @code{puts} function writes the string @var{s} to the stream
950 @code{stdout} followed by a newline.  The terminating null character of
951 the string is not written.  (Note that @code{fputs} does @emph{not}
952 write a newline as this function does.)
954 @code{puts} is the most convenient function for printing simple
955 messages.  For example:
957 @smallexample
958 puts ("This is a message.");
959 @end smallexample
961 @noindent
962 outputs the text @samp{This is a message.} followed by a newline.
963 @end deftypefun
965 @comment stdio.h
966 @comment SVID
967 @deftypefun int putw (int @var{w}, FILE *@var{stream})
968 This function writes the word @var{w} (that is, an @code{int}) to
969 @var{stream}.  It is provided for compatibility with SVID, but we
970 recommend you use @code{fwrite} instead (@pxref{Block Input/Output}).
971 @end deftypefun
973 @node Character Input
974 @section Character Input
976 @cindex reading from a stream, by characters
977 This section describes functions for performing character-oriented
978 input.  These narrow streams functions are declared in the header file
979 @file{stdio.h} and the wide character functions are declared in
980 @file{wchar.h}.
981 @pindex stdio.h
982 @pindex wchar.h
984 These functions return an @code{int} or @code{wint_t} value (for narrow
985 and wide stream functions respectively) that is either a character of
986 input, or the special value @code{EOF}/@code{WEOF} (usually -1).  For
987 the narrow stream functions it is important to store the result of these
988 functions in a variable of type @code{int} instead of @code{char}, even
989 when you plan to use it only as a character.  Storing @code{EOF} in a
990 @code{char} variable truncates its value to the size of a character, so
991 that it is no longer distinguishable from the valid character
992 @samp{(char) -1}.  So always use an @code{int} for the result of
993 @code{getc} and friends, and check for @code{EOF} after the call; once
994 you've verified that the result is not @code{EOF}, you can be sure that
995 it will fit in a @samp{char} variable without loss of information.
997 @comment stdio.h
998 @comment ISO
999 @deftypefun int fgetc (FILE *@var{stream})
1000 This function reads the next character as an @code{unsigned char} from
1001 the stream @var{stream} and returns its value, converted to an
1002 @code{int}.  If an end-of-file condition or read error occurs,
1003 @code{EOF} is returned instead.
1004 @end deftypefun
1006 @comment wchar.h
1007 @comment ISO
1008 @deftypefun wint_t fgetwc (FILE *@var{stream})
1009 This function reads the next wide character from the stream @var{stream}
1010 and returns its value.  If an end-of-file condition or read error
1011 occurs, @code{WEOF} is returned instead.
1012 @end deftypefun
1014 @comment stdio.h
1015 @comment POSIX
1016 @deftypefun int fgetc_unlocked (FILE *@var{stream})
1017 The @code{fgetc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetc}
1018 function except that it does not implicitly lock the stream.
1019 @end deftypefun
1021 @comment wchar.h
1022 @comment GNU
1023 @deftypefun wint_t fgetwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1024 The @code{fgetwc_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetwc}
1025 function except that it does not implicitly lock the stream.
1027 This function is a GNU extension.
1028 @end deftypefun
1030 @comment stdio.h
1031 @comment ISO
1032 @deftypefun int getc (FILE *@var{stream})
1033 This is just like @code{fgetc}, except that it is permissible (and
1034 typical) for it to be implemented as a macro that evaluates the
1035 @var{stream} argument more than once.  @code{getc} is often highly
1036 optimized, so it is usually the best function to use to read a single
1037 character.
1038 @end deftypefun
1040 @comment wchar.h
1041 @comment ISO
1042 @deftypefun wint_t getwc (FILE *@var{stream})
1043 This is just like @code{fgetwc}, except that it is permissible for it to
1044 be implemented as a macro that evaluates the @var{stream} argument more
1045 than once.  @code{getwc} can be highly optimized, so it is usually the
1046 best function to use to read a single wide character.
1047 @end deftypefun
1049 @comment stdio.h
1050 @comment POSIX
1051 @deftypefun int getc_unlocked (FILE *@var{stream})
1052 The @code{getc_unlocked} function is equivalent to the @code{getc}
1053 function except that it does not implicitly lock the stream.
1054 @end deftypefun
1056 @comment wchar.h
1057 @comment GNU
1058 @deftypefun wint_t getwc_unlocked (FILE *@var{stream})
1059 The @code{getwc_unlocked} function is equivalent to the @code{getwc}
1060 function except that it does not implicitly lock the stream.
1062 This function is a GNU extension.
1063 @end deftypefun
1065 @comment stdio.h
1066 @comment ISO
1067 @deftypefun int getchar (void)
1068 The @code{getchar} function is equivalent to @code{getc} with @code{stdin}
1069 as the value of the @var{stream} argument.
1070 @end deftypefun
1072 @comment wchar.h
1073 @comment ISO
1074 @deftypefun wint_t getwchar (void)
1075 The @code{getwchar} function is equivalent to @code{getwc} with @code{stdin}
1076 as the value of the @var{stream} argument.
1077 @end deftypefun
1079 @comment stdio.h
1080 @comment POSIX
1081 @deftypefun int getchar_unlocked (void)
1082 The @code{getchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getchar}
1083 function except that it does not implicitly lock the stream.
1084 @end deftypefun
1086 @comment wchar.h
1087 @comment GNU
1088 @deftypefun wint_t getwchar_unlocked (void)
1089 The @code{getwchar_unlocked} function is equivalent to the @code{getwchar}
1090 function except that it does not implicitly lock the stream.
1092 This function is a GNU extension.
1093 @end deftypefun
1095 Here is an example of a function that does input using @code{fgetc}.  It
1096 would work just as well using @code{getc} instead, or using
1097 @code{getchar ()} instead of @w{@code{fgetc (stdin)}}.  The code would
1098 also work the same for the wide character stream functions.
1100 @smallexample
1102 y_or_n_p (const char *question)
1104   fputs (question, stdout);
1105   while (1)
1106     @{
1107       int c, answer;
1108       /* @r{Write a space to separate answer from question.} */
1109       fputc (' ', stdout);
1110       /* @r{Read the first character of the line.}
1111          @r{This should be the answer character, but might not be.} */
1112       c = tolower (fgetc (stdin));
1113       answer = c;
1114       /* @r{Discard rest of input line.} */
1115       while (c != '\n' && c != EOF)
1116         c = fgetc (stdin);
1117       /* @r{Obey the answer if it was valid.} */
1118       if (answer == 'y')
1119         return 1;
1120       if (answer == 'n')
1121         return 0;
1122       /* @r{Answer was invalid: ask for valid answer.} */
1123       fputs ("Please answer y or n:", stdout);
1124     @}
1126 @end smallexample
1128 @comment stdio.h
1129 @comment SVID
1130 @deftypefun int getw (FILE *@var{stream})
1131 This function reads a word (that is, an @code{int}) from @var{stream}.
1132 It's provided for compatibility with SVID.  We recommend you use
1133 @code{fread} instead (@pxref{Block Input/Output}).  Unlike @code{getc},
1134 any @code{int} value could be a valid result.  @code{getw} returns
1135 @code{EOF} when it encounters end-of-file or an error, but there is no
1136 way to distinguish this from an input word with value -1.
1137 @end deftypefun
1139 @node Line Input
1140 @section Line-Oriented Input
1142 Since many programs interpret input on the basis of lines, it is
1143 convenient to have functions to read a line of text from a stream.
1145 Standard C has functions to do this, but they aren't very safe: null
1146 characters and even (for @code{gets}) long lines can confuse them.  So
1147 the GNU library provides the nonstandard @code{getline} function that
1148 makes it easy to read lines reliably.
1150 Another GNU extension, @code{getdelim}, generalizes @code{getline}.  It
1151 reads a delimited record, defined as everything through the next
1152 occurrence of a specified delimiter character.
1154 All these functions are declared in @file{stdio.h}.
1156 @comment stdio.h
1157 @comment GNU
1158 @deftypefun ssize_t getline (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, FILE *@var{stream})
1159 This function reads an entire line from @var{stream}, storing the text
1160 (including the newline and a terminating null character) in a buffer
1161 and storing the buffer address in @code{*@var{lineptr}}.
1163 Before calling @code{getline}, you should place in @code{*@var{lineptr}}
1164 the address of a buffer @code{*@var{n}} bytes long, allocated with
1165 @code{malloc}.  If this buffer is long enough to hold the line,
1166 @code{getline} stores the line in this buffer.  Otherwise,
1167 @code{getline} makes the buffer bigger using @code{realloc}, storing the
1168 new buffer address back in @code{*@var{lineptr}} and the increased size
1169 back in @code{*@var{n}}.
1170 @xref{Unconstrained Allocation}.
1172 If you set @code{*@var{lineptr}} to a null pointer, and @code{*@var{n}}
1173 to zero, before the call, then @code{getline} allocates the initial
1174 buffer for you by calling @code{malloc}.
1176 In either case, when @code{getline} returns,  @code{*@var{lineptr}} is
1177 a @code{char *} which points to the text of the line.
1179 When @code{getline} is successful, it returns the number of characters
1180 read (including the newline, but not including the terminating null).
1181 This value enables you to distinguish null characters that are part of
1182 the line from the null character inserted as a terminator.
1184 This function is a GNU extension, but it is the recommended way to read
1185 lines from a stream.  The alternative standard functions are unreliable.
1187 If an error occurs or end of file is reached without any bytes read,
1188 @code{getline} returns @code{-1}.
1189 @end deftypefun
1191 @comment stdio.h
1192 @comment GNU
1193 @deftypefun ssize_t getdelim (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, int @var{delimiter}, FILE *@var{stream})
1194 This function is like @code{getline} except that the character which
1195 tells it to stop reading is not necessarily newline.  The argument
1196 @var{delimiter} specifies the delimiter character; @code{getdelim} keeps
1197 reading until it sees that character (or end of file).
1199 The text is stored in @var{lineptr}, including the delimiter character
1200 and a terminating null.  Like @code{getline}, @code{getdelim} makes
1201 @var{lineptr} bigger if it isn't big enough.
1203 @code{getline} is in fact implemented in terms of @code{getdelim}, just
1204 like this:
1206 @smallexample
1207 ssize_t
1208 getline (char **lineptr, size_t *n, FILE *stream)
1210   return getdelim (lineptr, n, '\n', stream);
1212 @end smallexample
1213 @end deftypefun
1215 @comment stdio.h
1216 @comment ISO
1217 @deftypefun {char *} fgets (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1218 The @code{fgets} function reads characters from the stream @var{stream}
1219 up to and including a newline character and stores them in the string
1220 @var{s}, adding a null character to mark the end of the string.  You
1221 must supply @var{count} characters worth of space in @var{s}, but the
1222 number of characters read is at most @var{count} @minus{} 1.  The extra
1223 character space is used to hold the null character at the end of the
1224 string.
1226 If the system is already at end of file when you call @code{fgets}, then
1227 the contents of the array @var{s} are unchanged and a null pointer is
1228 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1229 Otherwise, the return value is the pointer @var{s}.
1231 @strong{Warning:}  If the input data has a null character, you can't tell.
1232 So don't use @code{fgets} unless you know the data cannot contain a null.
1233 Don't use it to read files edited by the user because, if the user inserts
1234 a null character, you should either handle it properly or print a clear
1235 error message.  We recommend using @code{getline} instead of @code{fgets}.
1236 @end deftypefun
1238 @comment wchar.h
1239 @comment ISO
1240 @deftypefun {wchar_t *} fgetws (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1241 The @code{fgetws} function reads wide characters from the stream
1242 @var{stream} up to and including a newline character and stores them in
1243 the string @var{ws}, adding a null wide character to mark the end of the
1244 string.  You must supply @var{count} wide characters worth of space in
1245 @var{ws}, but the number of characters read is at most @var{count}
1246 @minus{} 1.  The extra character space is used to hold the null wide
1247 character at the end of the string.
1249 If the system is already at end of file when you call @code{fgetws}, then
1250 the contents of the array @var{ws} are unchanged and a null pointer is
1251 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
1252 Otherwise, the return value is the pointer @var{ws}.
1254 @strong{Warning:} If the input data has a null wide character (which are
1255 null bytes in the input stream), you can't tell.  So don't use
1256 @code{fgetws} unless you know the data cannot contain a null.  Don't use
1257 it to read files edited by the user because, if the user inserts a null
1258 character, you should either handle it properly or print a clear error
1259 message.
1260 @comment XXX We need getwline!!!
1261 @end deftypefun
1263 @comment stdio.h
1264 @comment GNU
1265 @deftypefun {char *} fgets_unlocked (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1266 The @code{fgets_unlocked} function is equivalent to the @code{fgets}
1267 function except that it does not implicitly lock the stream.
1269 This function is a GNU extension.
1270 @end deftypefun
1272 @comment wchar.h
1273 @comment GNU
1274 @deftypefun {wchar_t *} fgetws_unlocked (wchar_t *@var{ws}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
1275 The @code{fgetws_unlocked} function is equivalent to the @code{fgetws}
1276 function except that it does not implicitly lock the stream.
1278 This function is a GNU extension.
1279 @end deftypefun
1281 @comment stdio.h
1282 @comment ISO
1283 @deftypefn {Deprecated function} {char *} gets (char *@var{s})
1284 The function @code{gets} reads characters from the stream @code{stdin}
1285 up to the next newline character, and stores them in the string @var{s}.
1286 The newline character is discarded (note that this differs from the
1287 behavior of @code{fgets}, which copies the newline character into the
1288 string).  If @code{gets} encounters a read error or end-of-file, it
1289 returns a null pointer; otherwise it returns @var{s}.
1291 @strong{Warning:} The @code{gets} function is @strong{very dangerous}
1292 because it provides no protection against overflowing the string
1293 @var{s}.  The GNU library includes it for compatibility only.  You
1294 should @strong{always} use @code{fgets} or @code{getline} instead.  To
1295 remind you of this, the linker (if using GNU @code{ld}) will issue a
1296 warning whenever you use @code{gets}.
1297 @end deftypefn
1299 @node Unreading
1300 @section Unreading
1301 @cindex peeking at input
1302 @cindex unreading characters
1303 @cindex pushing input back
1305 In parser programs it is often useful to examine the next character in
1306 the input stream without removing it from the stream.  This is called
1307 ``peeking ahead'' at the input because your program gets a glimpse of
1308 the input it will read next.
1310 Using stream I/O, you can peek ahead at input by first reading it and
1311 then @dfn{unreading} it (also called  @dfn{pushing it back} on the stream).
1312 Unreading a character makes it available to be input again from the stream,
1313 by  the next call to @code{fgetc} or other input function on that stream.
1315 @menu
1316 * Unreading Idea::              An explanation of unreading with pictures.
1317 * How Unread::                  How to call @code{ungetc} to do unreading.
1318 @end menu
1320 @node Unreading Idea
1321 @subsection What Unreading Means
1323 Here is a pictorial explanation of unreading.  Suppose you have a
1324 stream reading a file that contains just six characters, the letters
1325 @samp{foobar}.  Suppose you have read three characters so far.  The
1326 situation looks like this:
1328 @smallexample
1329 f  o  o  b  a  r
1330          ^
1331 @end smallexample
1333 @noindent
1334 so the next input character will be @samp{b}.
1336 @c @group   Invalid outside @example
1337 If instead of reading @samp{b} you unread the letter @samp{o}, you get a
1338 situation like this:
1340 @smallexample
1341 f  o  o  b  a  r
1342          |
1343       o--
1344       ^
1345 @end smallexample
1347 @noindent
1348 so that the next input characters will be @samp{o} and @samp{b}.
1349 @c @end group
1351 @c @group
1352 If you unread @samp{9} instead of @samp{o}, you get this situation:
1354 @smallexample
1355 f  o  o  b  a  r
1356          |
1357       9--
1358       ^
1359 @end smallexample
1361 @noindent
1362 so that the next input characters will be @samp{9} and @samp{b}.
1363 @c @end group
1365 @node How Unread
1366 @subsection Using @code{ungetc} To Do Unreading
1368 The function to unread a character is called @code{ungetc}, because it
1369 reverses the action of @code{getc}.
1371 @comment stdio.h
1372 @comment ISO
1373 @deftypefun int ungetc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
1374 The @code{ungetc} function pushes back the character @var{c} onto the
1375 input stream @var{stream}.  So the next input from @var{stream} will
1376 read @var{c} before anything else.
1378 If @var{c} is @code{EOF}, @code{ungetc} does nothing and just returns
1379 @code{EOF}.  This lets you call @code{ungetc} with the return value of
1380 @code{getc} without needing to check for an error from @code{getc}.
1382 The character that you push back doesn't have to be the same as the last
1383 character that was actually read from the stream.  In fact, it isn't
1384 necessary to actually read any characters from the stream before
1385 unreading them with @code{ungetc}!  But that is a strange way to write
1386 a program; usually @code{ungetc} is used only to unread a character
1387 that was just read from the same stream.
1389 The GNU C library only supports one character of pushback---in other
1390 words, it does not work to call @code{ungetc} twice without doing input
1391 in between.  Other systems might let you push back multiple characters;
1392 then reading from the stream retrieves the characters in the reverse
1393 order that they were pushed.
1395 Pushing back characters doesn't alter the file; only the internal
1396 buffering for the stream is affected.  If a file positioning function
1397 (such as @code{fseek}, @code{fseeko} or @code{rewind}; @pxref{File
1398 Positioning}) is called, any pending pushed-back characters are
1399 discarded.
1401 Unreading a character on a stream that is at end of file clears the
1402 end-of-file indicator for the stream, because it makes the character of
1403 input available.  After you read that character, trying to read again
1404 will encounter end of file.
1405 @end deftypefun
1407 @comment wchar.h
1408 @comment ISO
1409 @deftypefun wint_t ungetwc (wint_t @var{wc}, FILE *@var{stream})
1410 The @code{ungetwc} function behaves just like @code{ungetc} just that it
1411 pushes back a wide character.
1412 @end deftypefun
1414 Here is an example showing the use of @code{getc} and @code{ungetc} to
1415 skip over whitespace characters.  When this function reaches a
1416 non-whitespace character, it unreads that character to be seen again on
1417 the next read operation on the stream.
1419 @smallexample
1420 #include <stdio.h>
1421 #include <ctype.h>
1423 void
1424 skip_whitespace (FILE *stream)
1426   int c;
1427   do
1428     /* @r{No need to check for @code{EOF} because it is not}
1429        @r{@code{isspace}, and @code{ungetc} ignores @code{EOF}.}  */
1430     c = getc (stream);
1431   while (isspace (c));
1432   ungetc (c, stream);
1434 @end smallexample
1436 @node Block Input/Output
1437 @section Block Input/Output
1439 This section describes how to do input and output operations on blocks
1440 of data.  You can use these functions to read and write binary data, as
1441 well as to read and write text in fixed-size blocks instead of by
1442 characters or lines.
1443 @cindex binary I/O to a stream
1444 @cindex block I/O to a stream
1445 @cindex reading from a stream, by blocks
1446 @cindex writing to a stream, by blocks
1448 Binary files are typically used to read and write blocks of data in the
1449 same format as is used to represent the data in a running program.  In
1450 other words, arbitrary blocks of memory---not just character or string
1451 objects---can be written to a binary file, and meaningfully read in
1452 again by the same program.
1454 Storing data in binary form is often considerably more efficient than
1455 using the formatted I/O functions.  Also, for floating-point numbers,
1456 the binary form avoids possible loss of precision in the conversion
1457 process.  On the other hand, binary files can't be examined or modified
1458 easily using many standard file utilities (such as text editors), and
1459 are not portable between different implementations of the language, or
1460 different kinds of computers.
1462 These functions are declared in @file{stdio.h}.
1463 @pindex stdio.h
1465 @comment stdio.h
1466 @comment ISO
1467 @deftypefun size_t fread (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1468 This function reads up to @var{count} objects of size @var{size} into
1469 the array @var{data}, from the stream @var{stream}.  It returns the
1470 number of objects actually read, which might be less than @var{count} if
1471 a read error occurs or the end of the file is reached.  This function
1472 returns a value of zero (and doesn't read anything) if either @var{size}
1473 or @var{count} is zero.
1475 If @code{fread} encounters end of file in the middle of an object, it
1476 returns the number of complete objects read, and discards the partial
1477 object.  Therefore, the stream remains at the actual end of the file.
1478 @end deftypefun
1480 @comment stdio.h
1481 @comment GNU
1482 @deftypefun size_t fread_unlocked (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1483 The @code{fread_unlocked} function is equivalent to the @code{fread}
1484 function except that it does not implicitly lock the stream.
1486 This function is a GNU extension.
1487 @end deftypefun
1489 @comment stdio.h
1490 @comment ISO
1491 @deftypefun size_t fwrite (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1492 This function writes up to @var{count} objects of size @var{size} from
1493 the array @var{data}, to the stream @var{stream}.  The return value is
1494 normally @var{count}, if the call succeeds.  Any other value indicates
1495 some sort of error, such as running out of space.
1496 @end deftypefun
1498 @comment stdio.h
1499 @comment GNU
1500 @deftypefun size_t fwrite_unlocked (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
1501 The @code{fwrite_unlocked} function is equivalent to the @code{fwrite}
1502 function except that it does not implicitly lock the stream.
1504 This function is a GNU extension.
1505 @end deftypefun
1507 @node Formatted Output
1508 @section Formatted Output
1510 @cindex format string, for @code{printf}
1511 @cindex template, for @code{printf}
1512 @cindex formatted output to a stream
1513 @cindex writing to a stream, formatted
1514 The functions described in this section (@code{printf} and related
1515 functions) provide a convenient way to perform formatted output.  You
1516 call @code{printf} with a @dfn{format string} or @dfn{template string}
1517 that specifies how to format the values of the remaining arguments.
1519 Unless your program is a filter that specifically performs line- or
1520 character-oriented processing, using @code{printf} or one of the other
1521 related functions described in this section is usually the easiest and
1522 most concise way to perform output.  These functions are especially
1523 useful for printing error messages, tables of data, and the like.
1525 @menu
1526 * Formatted Output Basics::     Some examples to get you started.
1527 * Output Conversion Syntax::    General syntax of conversion
1528                                  specifications.
1529 * Table of Output Conversions:: Summary of output conversions and
1530                                  what they do.
1531 * Integer Conversions::         Details about formatting of integers.
1532 * Floating-Point Conversions::  Details about formatting of
1533                                  floating-point numbers.
1534 * Other Output Conversions::    Details about formatting of strings,
1535                                  characters, pointers, and the like.
1536 * Formatted Output Functions::  Descriptions of the actual functions.
1537 * Dynamic Output::              Functions that allocate memory for the output.
1538 * Variable Arguments Output::   @code{vprintf} and friends.
1539 * Parsing a Template String::   What kinds of args does a given template
1540                                  call for?
1541 * Example of Parsing::          Sample program using @code{parse_printf_format}.
1542 @end menu
1544 @node Formatted Output Basics
1545 @subsection Formatted Output Basics
1547 The @code{printf} function can be used to print any number of arguments.
1548 The template string argument you supply in a call provides
1549 information not only about the number of additional arguments, but also
1550 about their types and what style should be used for printing them.
1552 Ordinary characters in the template string are simply written to the
1553 output stream as-is, while @dfn{conversion specifications} introduced by
1554 a @samp{%} character in the template cause subsequent arguments to be
1555 formatted and written to the output stream.  For example,
1556 @cindex conversion specifications (@code{printf})
1558 @smallexample
1559 int pct = 37;
1560 char filename[] = "foo.txt";
1561 printf ("Processing of `%s' is %d%% finished.\nPlease be patient.\n",
1562         filename, pct);
1563 @end smallexample
1565 @noindent
1566 produces output like
1568 @smallexample
1569 Processing of `foo.txt' is 37% finished.
1570 Please be patient.
1571 @end smallexample
1573 This example shows the use of the @samp{%d} conversion to specify that
1574 an @code{int} argument should be printed in decimal notation, the
1575 @samp{%s} conversion to specify printing of a string argument, and
1576 the @samp{%%} conversion to print a literal @samp{%} character.
1578 There are also conversions for printing an integer argument as an
1579 unsigned value in octal, decimal, or hexadecimal radix (@samp{%o},
1580 @samp{%u}, or @samp{%x}, respectively); or as a character value
1581 (@samp{%c}).
1583 Floating-point numbers can be printed in normal, fixed-point notation
1584 using the @samp{%f} conversion or in exponential notation using the
1585 @samp{%e} conversion.  The @samp{%g} conversion uses either @samp{%e}
1586 or @samp{%f} format, depending on what is more appropriate for the
1587 magnitude of the particular number.
1589 You can control formatting more precisely by writing @dfn{modifiers}
1590 between the @samp{%} and the character that indicates which conversion
1591 to apply.  These slightly alter the ordinary behavior of the conversion.
1592 For example, most conversion specifications permit you to specify a
1593 minimum field width and a flag indicating whether you want the result
1594 left- or right-justified within the field.
1596 The specific flags and modifiers that are permitted and their
1597 interpretation vary depending on the particular conversion.  They're all
1598 described in more detail in the following sections.  Don't worry if this
1599 all seems excessively complicated at first; you can almost always get
1600 reasonable free-format output without using any of the modifiers at all.
1601 The modifiers are mostly used to make the output look ``prettier'' in
1602 tables.
1604 @node Output Conversion Syntax
1605 @subsection Output Conversion Syntax
1607 This section provides details about the precise syntax of conversion
1608 specifications that can appear in a @code{printf} template
1609 string.
1611 Characters in the template string that are not part of a conversion
1612 specification are printed as-is to the output stream.  Multibyte
1613 character sequences (@pxref{Character Set Handling}) are permitted in a
1614 template string.
1616 The conversion specifications in a @code{printf} template string have
1617 the general form:
1619 @example
1620 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} @r{[} . @var{precision} @r{]} @var{type} @var{conversion}
1621 @end example
1623 For example, in the conversion specifier @samp{%-10.8ld}, the @samp{-}
1624 is a flag, @samp{10} specifies the field width, the precision is
1625 @samp{8}, the letter @samp{l} is a type modifier, and @samp{d} specifies
1626 the conversion style.  (This particular type specifier says to
1627 print a @code{long int} argument in decimal notation, with a minimum of
1628 8 digits left-justified in a field at least 10 characters wide.)
1630 In more detail, output conversion specifications consist of an
1631 initial @samp{%} character followed in sequence by:
1633 @itemize @bullet
1634 @item
1635 An optional specification of the parameter used for this format.
1636 Normally the parameters to the @code{printf} function are assigned to the
1637 formats in the order of appearance in the format string.  But in some
1638 situations (such as message translation) this is not desirable and this
1639 extension allows an explicit parameter to be specified.
1641 The @var{param-no} part of the format must be an integer in the range of
1642 1 to the maximum number of arguments present to the function call.  Some
1643 implementations limit this number to a certainly upper bound.  The exact
1644 limit can be retrieved by the following constant.
1646 @defvr Macro NL_ARGMAX
1647 The value of @code{ARGMAX} is the maximum value allowed for the
1648 specification of an positional parameter in a @code{printf} call.  The
1649 actual value in effect at runtime can be retrieved by using
1650 @code{sysconf} using the @code{_SC_NL_ARGMAX} parameter @pxref{Sysconf
1651 Definition}.
1653 Some system have a quite low limit such as @math{9} for @w{System V}
1654 systems.  The GNU C library has no real limit.
1655 @end defvr
1657 If any of the formats has a specification for the parameter position all
1658 of them in the format string shall have one.  Otherwise the behavior is
1659 undefined.
1661 @item
1662 Zero or more @dfn{flag characters} that modify the normal behavior of
1663 the conversion specification.
1664 @cindex flag character (@code{printf})
1666 @item
1667 An optional decimal integer specifying the @dfn{minimum field width}.
1668 If the normal conversion produces fewer characters than this, the field
1669 is padded with spaces to the specified width.  This is a @emph{minimum}
1670 value; if the normal conversion produces more characters than this, the
1671 field is @emph{not} truncated.  Normally, the output is right-justified
1672 within the field.
1673 @cindex minimum field width (@code{printf})
1675 You can also specify a field width of @samp{*}.  This means that the
1676 next argument in the argument list (before the actual value to be
1677 printed) is used as the field width.  The value must be an @code{int}.
1678 If the value is negative, this means to set the @samp{-} flag (see
1679 below) and to use the absolute value as the field width.
1681 @item
1682 An optional @dfn{precision} to specify the number of digits to be
1683 written for the numeric conversions.  If the precision is specified, it
1684 consists of a period (@samp{.}) followed optionally by a decimal integer
1685 (which defaults to zero if omitted).
1686 @cindex precision (@code{printf})
1688 You can also specify a precision of @samp{*}.  This means that the next
1689 argument in the argument list (before the actual value to be printed) is
1690 used as the precision.  The value must be an @code{int}, and is ignored
1691 if it is negative.  If you specify @samp{*} for both the field width and
1692 precision, the field width argument precedes the precision argument.
1693 Other C library versions may not recognize this syntax.
1695 @item
1696 An optional @dfn{type modifier character}, which is used to specify the
1697 data type of the corresponding argument if it differs from the default
1698 type.  (For example, the integer conversions assume a type of @code{int},
1699 but you can specify @samp{h}, @samp{l}, or @samp{L} for other integer
1700 types.)
1701 @cindex type modifier character (@code{printf})
1703 @item
1704 A character that specifies the conversion to be applied.
1705 @end itemize
1707 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
1708 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
1709 individual conversions for information about the particular options that
1710 they use.
1712 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
1713 @code{printf} and related functions.  It examines the format string and
1714 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
1715 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
1716 write uses a @code{printf}-style format string.
1717 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
1718 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
1720 @node Table of Output Conversions
1721 @subsection Table of Output Conversions
1722 @cindex output conversions, for @code{printf}
1724 Here is a table summarizing what all the different conversions do:
1726 @table @asis
1727 @item @samp{%d}, @samp{%i}
1728 Print an integer as a signed decimal number.  @xref{Integer
1729 Conversions}, for details.  @samp{%d} and @samp{%i} are synonymous for
1730 output, but are different when used with @code{scanf} for input
1731 (@pxref{Table of Input Conversions}).
1733 @item @samp{%o}
1734 Print an integer as an unsigned octal number.  @xref{Integer
1735 Conversions}, for details.
1737 @item @samp{%u}
1738 Print an integer as an unsigned decimal number.  @xref{Integer
1739 Conversions}, for details.
1741 @item @samp{%x}, @samp{%X}
1742 Print an integer as an unsigned hexadecimal number.  @samp{%x} uses
1743 lower-case letters and @samp{%X} uses upper-case.  @xref{Integer
1744 Conversions}, for details.
1746 @item @samp{%f}
1747 Print a floating-point number in normal (fixed-point) notation.
1748 @xref{Floating-Point Conversions}, for details.
1750 @item @samp{%e}, @samp{%E}
1751 Print a floating-point number in exponential notation.  @samp{%e} uses
1752 lower-case letters and @samp{%E} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1753 Conversions}, for details.
1755 @item @samp{%g}, @samp{%G}
1756 Print a floating-point number in either normal or exponential notation,
1757 whichever is more appropriate for its magnitude.  @samp{%g} uses
1758 lower-case letters and @samp{%G} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1759 Conversions}, for details.
1761 @item @samp{%a}, @samp{%A}
1762 Print a floating-point number in a hexadecimal fractional notation which
1763 the exponent to base 2 represented in decimal digits.  @samp{%a} uses
1764 lower-case letters and @samp{%A} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1765 Conversions}, for details.
1767 @item @samp{%c}
1768 Print a single character.  @xref{Other Output Conversions}.
1770 @item @samp{%C}
1771 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
1772 with the Unix standard.
1774 @item @samp{%s}
1775 Print a string.  @xref{Other Output Conversions}.
1777 @item @samp{%S}
1778 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
1779 with the Unix standard.
1781 @item @samp{%p}
1782 Print the value of a pointer.  @xref{Other Output Conversions}.
1784 @item @samp{%n}
1785 Get the number of characters printed so far.  @xref{Other Output Conversions}.
1786 Note that this conversion specification never produces any output.
1788 @item @samp{%m}
1789 Print the string corresponding to the value of @code{errno}.
1790 (This is a GNU extension.)
1791 @xref{Other Output Conversions}.
1793 @item @samp{%%}
1794 Print a literal @samp{%} character.  @xref{Other Output Conversions}.
1795 @end table
1797 If the syntax of a conversion specification is invalid, unpredictable
1798 things will happen, so don't do this.  If there aren't enough function
1799 arguments provided to supply values for all the conversion
1800 specifications in the template string, or if the arguments are not of
1801 the correct types, the results are unpredictable.  If you supply more
1802 arguments than conversion specifications, the extra argument values are
1803 simply ignored; this is sometimes useful.
1805 @node Integer Conversions
1806 @subsection Integer Conversions
1808 This section describes the options for the @samp{%d}, @samp{%i},
1809 @samp{%o}, @samp{%u}, @samp{%x}, and @samp{%X} conversion
1810 specifications.  These conversions print integers in various formats.
1812 The @samp{%d} and @samp{%i} conversion specifications both print an
1813 @code{int} argument as a signed decimal number; while @samp{%o},
1814 @samp{%u}, and @samp{%x} print the argument as an unsigned octal,
1815 decimal, or hexadecimal number (respectively).  The @samp{%X} conversion
1816 specification is just like @samp{%x} except that it uses the characters
1817 @samp{ABCDEF} as digits instead of @samp{abcdef}.
1819 The following flags are meaningful:
1821 @table @asis
1822 @item @samp{-}
1823 Left-justify the result in the field (instead of the normal
1824 right-justification).
1826 @item @samp{+}
1827 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, print a
1828 plus sign if the value is positive.
1830 @item @samp{ }
1831 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, if the result
1832 doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a space
1833 character instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result
1834 includes a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
1836 @item @samp{#}
1837 For the @samp{%o} conversion, this forces the leading digit to be
1838 @samp{0}, as if by increasing the precision.  For @samp{%x} or
1839 @samp{%X}, this prefixes a leading @samp{0x} or @samp{0X} (respectively)
1840 to the result.  This doesn't do anything useful for the @samp{%d},
1841 @samp{%i}, or @samp{%u} conversions.  Using this flag produces output
1842 which can be parsed by the @code{strtoul} function (@pxref{Parsing of
1843 Integers}) and @code{scanf} with the @samp{%i} conversion
1844 (@pxref{Numeric Input Conversions}).
1846 @item @samp{'}
1847 Separate the digits into groups as specified by the locale specified for
1848 the @code{LC_NUMERIC} category; @pxref{General Numeric}.  This flag is a
1849 GNU extension.
1851 @item @samp{0}
1852 Pad the field with zeros instead of spaces.  The zeros are placed after
1853 any indication of sign or base.  This flag is ignored if the @samp{-}
1854 flag is also specified, or if a precision is specified.
1855 @end table
1857 If a precision is supplied, it specifies the minimum number of digits to
1858 appear; leading zeros are produced if necessary.  If you don't specify a
1859 precision, the number is printed with as many digits as it needs.  If
1860 you convert a value of zero with an explicit precision of zero, then no
1861 characters at all are produced.
1863 Without a type modifier, the corresponding argument is treated as an
1864 @code{int} (for the signed conversions @samp{%i} and @samp{%d}) or
1865 @code{unsigned int} (for the unsigned conversions @samp{%o}, @samp{%u},
1866 @samp{%x}, and @samp{%X}).  Recall that since @code{printf} and friends
1867 are variadic, any @code{char} and @code{short} arguments are
1868 automatically converted to @code{int} by the default argument
1869 promotions.  For arguments of other integer types, you can use these
1870 modifiers:
1872 @table @samp
1873 @item hh
1874 Specifies that the argument is a @code{signed char} or @code{unsigned
1875 char}, as appropriate.  A @code{char} argument is converted to an
1876 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1877 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
1878 @code{char} again.
1880 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1882 @item h
1883 Specifies that the argument is a @code{short int} or @code{unsigned
1884 short int}, as appropriate.  A @code{short} argument is converted to an
1885 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1886 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
1887 @code{short} again.
1889 @item j
1890 Specifies that the argument is a @code{intmax_t} or @code{uintmax_t}, as
1891 appropriate.
1893 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1895 @item l
1896 Specifies that the argument is a @code{long int} or @code{unsigned long
1897 int}, as appropriate.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L}
1898 modifier, below.
1900 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
1901 considered as a wide character or wide character string respectively.
1902 This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to @w{ISO C90}.
1904 @item L
1905 @itemx ll
1906 @itemx q
1907 Specifies that the argument is a @code{long long int}.  (This type is
1908 an extension supported by the GNU C compiler.  On systems that don't
1909 support extra-long integers, this is the same as @code{long int}.)
1911 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
1912 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
1913 @code{int}.
1915 @item t
1916 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t}.
1918 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1920 @item z
1921 @itemx Z
1922 Specifies that the argument is a @code{size_t}.
1924 @samp{z} was introduced in @w{ISO C99}.  @samp{Z} is a GNU extension
1925 predating this addition and should not be used in new code.
1926 @end table
1928 Here is an example.  Using the template string:
1930 @smallexample
1931 "|%5d|%-5d|%+5d|%+-5d|% 5d|%05d|%5.0d|%5.2d|%d|\n"
1932 @end smallexample
1934 @noindent
1935 to print numbers using the different options for the @samp{%d}
1936 conversion gives results like:
1938 @smallexample
1939 |    0|0    |   +0|+0   |    0|00000|     |   00|0|
1940 |    1|1    |   +1|+1   |    1|00001|    1|   01|1|
1941 |   -1|-1   |   -1|-1   |   -1|-0001|   -1|  -01|-1|
1942 |100000|100000|+100000| 100000|100000|100000|100000|100000|
1943 @end smallexample
1945 In particular, notice what happens in the last case where the number
1946 is too large to fit in the minimum field width specified.
1948 Here are some more examples showing how unsigned integers print under
1949 various format options, using the template string:
1951 @smallexample
1952 "|%5u|%5o|%5x|%5X|%#5o|%#5x|%#5X|%#10.8x|\n"
1953 @end smallexample
1955 @smallexample
1956 |    0|    0|    0|    0|    0|  0x0|  0X0|0x00000000|
1957 |    1|    1|    1|    1|   01|  0x1|  0X1|0x00000001|
1958 |100000|303240|186a0|186A0|0303240|0x186a0|0X186A0|0x000186a0|
1959 @end smallexample
1962 @node Floating-Point Conversions
1963 @subsection Floating-Point Conversions
1965 This section discusses the conversion specifications for floating-point
1966 numbers: the @samp{%f}, @samp{%e}, @samp{%E}, @samp{%g}, and @samp{%G}
1967 conversions.
1969 The @samp{%f} conversion prints its argument in fixed-point notation,
1970 producing output of the form
1971 @w{[@code{-}]@var{ddd}@code{.}@var{ddd}},
1972 where the number of digits following the decimal point is controlled
1973 by the precision you specify.
1975 The @samp{%e} conversion prints its argument in exponential notation,
1976 producing output of the form
1977 @w{[@code{-}]@var{d}@code{.}@var{ddd}@code{e}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
1978 Again, the number of digits following the decimal point is controlled by
1979 the precision.  The exponent always contains at least two digits.  The
1980 @samp{%E} conversion is similar but the exponent is marked with the letter
1981 @samp{E} instead of @samp{e}.
1983 The @samp{%g} and @samp{%G} conversions print the argument in the style
1984 of @samp{%e} or @samp{%E} (respectively) if the exponent would be less
1985 than -4 or greater than or equal to the precision; otherwise they use the
1986 @samp{%f} style.  Trailing zeros are removed from the fractional portion
1987 of the result and a decimal-point character appears only if it is
1988 followed by a digit.
1990 The @samp{%a} and @samp{%A} conversions are meant for representing
1991 floating-point numbers exactly in textual form so that they can be
1992 exchanged as texts between different programs and/or machines.  The
1993 numbers are represented is the form
1994 @w{[@code{-}]@code{0x}@var{h}@code{.}@var{hhh}@code{p}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
1995 At the left of the decimal-point character exactly one digit is print.
1996 This character is only @code{0} if the number is denormalized.
1997 Otherwise the value is unspecified; it is implementation dependent how many
1998 bits are used.  The number of hexadecimal digits on the right side of
1999 the decimal-point character is equal to the precision.  If the precision
2000 is zero it is determined to be large enough to provide an exact
2001 representation of the number (or it is large enough to distinguish two
2002 adjacent values if the @code{FLT_RADIX} is not a power of 2,
2003 @pxref{Floating Point Parameters}).  For the @samp{%a} conversion
2004 lower-case characters are used to represent the hexadecimal number and
2005 the prefix and exponent sign are printed as @code{0x} and @code{p}
2006 respectively.  Otherwise upper-case characters are used and @code{0X}
2007 and @code{P} are used for the representation of prefix and exponent
2008 string.  The exponent to the base of two is printed as a decimal number
2009 using at least one digit but at most as many digits as necessary to
2010 represent the value exactly.
2012 If the value to be printed represents infinity or a NaN, the output is
2013 @w{[@code{-}]@code{inf}} or @code{nan} respectively if the conversion
2014 specifier is @samp{%a}, @samp{%e}, @samp{%f}, or @samp{%g} and it is
2015 @w{[@code{-}]@code{INF}} or @code{NAN} respectively if the conversion is
2016 @samp{%A}, @samp{%E}, or @samp{%G}.
2018 The following flags can be used to modify the behavior:
2020 @comment We use @asis instead of @samp so we can have ` ' as an item.
2021 @table @asis
2022 @item @samp{-}
2023 Left-justify the result in the field.  Normally the result is
2024 right-justified.
2026 @item @samp{+}
2027 Always include a plus or minus sign in the result.
2029 @item @samp{ }
2030 If the result doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a
2031 space instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result includes
2032 a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
2034 @item @samp{#}
2035 Specifies that the result should always include a decimal point, even
2036 if no digits follow it.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions,
2037 this also forces trailing zeros after the decimal point to be left
2038 in place where they would otherwise be removed.
2040 @item @samp{'}
2041 Separate the digits of the integer part of the result into groups as
2042 specified by the locale specified for the @code{LC_NUMERIC} category;
2043 @pxref{General Numeric}.  This flag is a GNU extension.
2045 @item @samp{0}
2046 Pad the field with zeros instead of spaces; the zeros are placed
2047 after any sign.  This flag is ignored if the @samp{-} flag is also
2048 specified.
2049 @end table
2051 The precision specifies how many digits follow the decimal-point
2052 character for the @samp{%f}, @samp{%e}, and @samp{%E} conversions.  For
2053 these conversions, the default precision is @code{6}.  If the precision
2054 is explicitly @code{0}, this suppresses the decimal point character
2055 entirely.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions, the precision
2056 specifies how many significant digits to print.  Significant digits are
2057 the first digit before the decimal point, and all the digits after it.
2058 If the precision is @code{0} or not specified for @samp{%g} or @samp{%G},
2059 it is treated like a value of @code{1}.  If the value being printed
2060 cannot be expressed accurately in the specified number of digits, the
2061 value is rounded to the nearest number that fits.
2063 Without a type modifier, the floating-point conversions use an argument
2064 of type @code{double}.  (By the default argument promotions, any
2065 @code{float} arguments are automatically converted to @code{double}.)
2066 The following type modifier is supported:
2068 @table @samp
2069 @item L
2070 An uppercase @samp{L} specifies that the argument is a @code{long
2071 double}.
2072 @end table
2074 Here are some examples showing how numbers print using the various
2075 floating-point conversions.  All of the numbers were printed using
2076 this template string:
2078 @smallexample
2079 "|%13.4a|%13.4f|%13.4e|%13.4g|\n"
2080 @end smallexample
2082 Here is the output:
2084 @smallexample
2085 |  0x0.0000p+0|       0.0000|   0.0000e+00|            0|
2086 |  0x1.0000p-1|       0.5000|   5.0000e-01|          0.5|
2087 |  0x1.0000p+0|       1.0000|   1.0000e+00|            1|
2088 | -0x1.0000p+0|      -1.0000|  -1.0000e+00|           -1|
2089 |  0x1.9000p+6|     100.0000|   1.0000e+02|          100|
2090 |  0x1.f400p+9|    1000.0000|   1.0000e+03|         1000|
2091 | 0x1.3880p+13|   10000.0000|   1.0000e+04|        1e+04|
2092 | 0x1.81c8p+13|   12345.0000|   1.2345e+04|    1.234e+04|
2093 | 0x1.86a0p+16|  100000.0000|   1.0000e+05|        1e+05|
2094 | 0x1.e240p+16|  123456.0000|   1.2346e+05|    1.235e+05|
2095 @end smallexample
2097 Notice how the @samp{%g} conversion drops trailing zeros.
2099 @node Other Output Conversions
2100 @subsection Other Output Conversions
2102 This section describes miscellaneous conversions for @code{printf}.
2104 The @samp{%c} conversion prints a single character.  In case there is no
2105 @samp{l} modifier the @code{int} argument is first converted to an
2106 @code{unsigned char}.  Then, if used in a wide stream function, the
2107 character is converted into the corresponding wide character.  The
2108 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2109 but no other flags are defined, and no precision or type modifier can be
2110 given.  For example:
2112 @smallexample
2113 printf ("%c%c%c%c%c", 'h', 'e', 'l', 'l', 'o');
2114 @end smallexample
2116 @noindent
2117 prints @samp{hello}.
2119 If there is a @samp{l} modifier present the argument is expected to be
2120 of type @code{wint_t}.  If used in a multibyte function the wide
2121 character is converted into a multibyte character before being added to
2122 the output.  In this case more than one output byte can be produced.
2124 The @samp{%s} conversion prints a string.  If no @samp{l} modifier is
2125 present the corresponding argument must be of type @code{char *} (or
2126 @code{const char *}).  If used in a wide stream function the string is
2127 first converted in a wide character string.  A precision can be
2128 specified to indicate the maximum number of characters to write;
2129 otherwise characters in the string up to but not including the
2130 terminating null character are written to the output stream.  The
2131 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
2132 but no other flags or type modifiers are defined for this conversion.
2133 For example:
2135 @smallexample
2136 printf ("%3s%-6s", "no", "where");
2137 @end smallexample
2139 @noindent
2140 prints @samp{ nowhere }.
2142 If there is a @samp{l} modifier present the argument is expected to be of type @code{wchar_t} (or @code{const wchar_t *}).
2144 If you accidentally pass a null pointer as the argument for a @samp{%s}
2145 conversion, the GNU library prints it as @samp{(null)}.  We think this
2146 is more useful than crashing.  But it's not good practice to pass a null
2147 argument intentionally.
2149 The @samp{%m} conversion prints the string corresponding to the error
2150 code in @code{errno}.  @xref{Error Messages}.  Thus:
2152 @smallexample
2153 fprintf (stderr, "can't open `%s': %m\n", filename);
2154 @end smallexample
2156 @noindent
2157 is equivalent to:
2159 @smallexample
2160 fprintf (stderr, "can't open `%s': %s\n", filename, strerror (errno));
2161 @end smallexample
2163 @noindent
2164 The @samp{%m} conversion is a GNU C library extension.
2166 The @samp{%p} conversion prints a pointer value.  The corresponding
2167 argument must be of type @code{void *}.  In practice, you can use any
2168 type of pointer.
2170 In the GNU system, non-null pointers are printed as unsigned integers,
2171 as if a @samp{%#x} conversion were used.  Null pointers print as
2172 @samp{(nil)}.  (Pointers might print differently in other systems.)
2174 For example:
2176 @smallexample
2177 printf ("%p", "testing");
2178 @end smallexample
2180 @noindent
2181 prints @samp{0x} followed by a hexadecimal number---the address of the
2182 string constant @code{"testing"}.  It does not print the word
2183 @samp{testing}.
2185 You can supply the @samp{-} flag with the @samp{%p} conversion to
2186 specify left-justification, but no other flags, precision, or type
2187 modifiers are defined.
2189 The @samp{%n} conversion is unlike any of the other output conversions.
2190 It uses an argument which must be a pointer to an @code{int}, but
2191 instead of printing anything it stores the number of characters printed
2192 so far by this call at that location.  The @samp{h} and @samp{l} type
2193 modifiers are permitted to specify that the argument is of type
2194 @code{short int *} or @code{long int *} instead of @code{int *}, but no
2195 flags, field width, or precision are permitted.
2197 For example,
2199 @smallexample
2200 int nchar;
2201 printf ("%d %s%n\n", 3, "bears", &nchar);
2202 @end smallexample
2204 @noindent
2205 prints:
2207 @smallexample
2208 3 bears
2209 @end smallexample
2211 @noindent
2212 and sets @code{nchar} to @code{7}, because @samp{3 bears} is seven
2213 characters.
2216 The @samp{%%} conversion prints a literal @samp{%} character.  This
2217 conversion doesn't use an argument, and no flags, field width,
2218 precision, or type modifiers are permitted.
2221 @node Formatted Output Functions
2222 @subsection Formatted Output Functions
2224 This section describes how to call @code{printf} and related functions.
2225 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
2226 Because these functions take a variable number of arguments, you
2227 @emph{must} declare prototypes for them before using them.  Of course,
2228 the easiest way to make sure you have all the right prototypes is to
2229 just include @file{stdio.h}.
2230 @pindex stdio.h
2232 @comment stdio.h
2233 @comment ISO
2234 @deftypefun int printf (const char *@var{template}, @dots{})
2235 The @code{printf} function prints the optional arguments under the
2236 control of the template string @var{template} to the stream
2237 @code{stdout}.  It returns the number of characters printed, or a
2238 negative value if there was an output error.
2239 @end deftypefun
2241 @comment wchar.h
2242 @comment ISO
2243 @deftypefun int wprintf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2244 The @code{wprintf} function prints the optional arguments under the
2245 control of the wide template string @var{template} to the stream
2246 @code{stdout}.  It returns the number of wide characters printed, or a
2247 negative value if there was an output error.
2248 @end deftypefun
2250 @comment stdio.h
2251 @comment ISO
2252 @deftypefun int fprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
2253 This function is just like @code{printf}, except that the output is
2254 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2255 @end deftypefun
2257 @comment wchar.h
2258 @comment ISO
2259 @deftypefun int fwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2260 This function is just like @code{wprintf}, except that the output is
2261 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
2262 @end deftypefun
2264 @comment stdio.h
2265 @comment ISO
2266 @deftypefun int sprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
2267 This is like @code{printf}, except that the output is stored in the character
2268 array @var{s} instead of written to a stream.  A null character is written
2269 to mark the end of the string.
2271 The @code{sprintf} function returns the number of characters stored in
2272 the array @var{s}, not including the terminating null character.
2274 The behavior of this function is undefined if copying takes place
2275 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
2276 as an argument to be printed under control of the @samp{%s} conversion.
2277 @xref{Copying and Concatenation}.
2279 @strong{Warning:} The @code{sprintf} function can be @strong{dangerous}
2280 because it can potentially output more characters than can fit in the
2281 allocation size of the string @var{s}.  Remember that the field width
2282 given in a conversion specification is only a @emph{minimum} value.
2284 To avoid this problem, you can use @code{snprintf} or @code{asprintf},
2285 described below.
2286 @end deftypefun
2288 @comment wchar.h
2289 @comment GNU
2290 @deftypefun int swprintf (wchar_t *@var{s}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
2291 This is like @code{wprintf}, except that the output is stored in the
2292 wide character array @var{ws} instead of written to a stream.  A null
2293 wide character is written to mark the end of the string.  The @var{size}
2294 argument specifies the maximum number of characters to produce.  The
2295 trailing null character is counted towards this limit, so you should
2296 allocate at least @var{size} wide characters for the string @var{ws}.
2298 The return value is the number of characters which would be generated
2299 for the given input, excluding the trailing null.  If this value is
2300 greater or equal to @var{size}, not all characters from the result have
2301 been stored in @var{ws}.  You should try again with a bigger output
2302 string.
2304 Note that the corresponding narrow stream function takes fewer
2305 parameters.  @code{swprintf} in fact corresponds to the @code{snprintf}
2306 function.  Since the @code{sprintf} function can be dangerous and should
2307 be avoided the @w{ISO C} committee refused to make the same mistake
2308 again and decided to not define an function exactly corresponding to
2309 @code{sprintf}.
2310 @end deftypefun
2312 @comment stdio.h
2313 @comment GNU
2314 @deftypefun int snprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, @dots{})
2315 The @code{snprintf} function is similar to @code{sprintf}, except that
2316 the @var{size} argument specifies the maximum number of characters to
2317 produce.  The trailing null character is counted towards this limit, so
2318 you should allocate at least @var{size} characters for the string @var{s}.
2320 The return value is the number of characters which would be generated
2321 for the given input, excluding the trailing null.  If this value is
2322 greater or equal to @var{size}, not all characters from the result have
2323 been stored in @var{s}.  You should try again with a bigger output
2324 string.  Here is an example of doing this:
2326 @smallexample
2327 @group
2328 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2329    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2330 char *
2331 make_message (char *name, char *value)
2333   /* @r{Guess we need no more than 100 chars of space.} */
2334   int size = 100;
2335   char *buffer = (char *) xmalloc (size);
2336   int nchars;
2337 @end group
2338 @group
2339   if (buffer == NULL)
2340     return NULL;
2342  /* @r{Try to print in the allocated space.} */
2343   nchars = snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2344                      name, value);
2345 @end group
2346 @group
2347   if (nchars >= size)
2348     @{
2349       /* @r{Reallocate buffer now that we know
2350          how much space is needed.} */
2351       buffer = (char *) xrealloc (buffer, nchars + 1);
2353       if (buffer != NULL)
2354         /* @r{Try again.} */
2355         snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
2356                   name, value);
2357     @}
2358   /* @r{The last call worked, return the string.} */
2359   return buffer;
2361 @end group
2362 @end smallexample
2364 In practice, it is often easier just to use @code{asprintf}, below.
2366 @strong{Attention:} In versions of the GNU C library prior to 2.1 the
2367 return value is the number of characters stored, not including the
2368 terminating null; unless there was not enough space in @var{s} to
2369 store the result in which case @code{-1} is returned.  This was
2370 changed in order to comply with the @w{ISO C99} standard.
2371 @end deftypefun
2373 @node Dynamic Output
2374 @subsection Dynamically Allocating Formatted Output
2376 The functions in this section do formatted output and place the results
2377 in dynamically allocated memory.
2379 @comment stdio.h
2380 @comment GNU
2381 @deftypefun int asprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, @dots{})
2382 This function is similar to @code{sprintf}, except that it dynamically
2383 allocates a string (as with @code{malloc}; @pxref{Unconstrained
2384 Allocation}) to hold the output, instead of putting the output in a
2385 buffer you allocate in advance.  The @var{ptr} argument should be the
2386 address of a @code{char *} object, and @code{asprintf} stores a pointer
2387 to the newly allocated string at that location.
2389 The return value is the number of characters allocated for the buffer, or
2390 less than zero if an error occurred. Usually this means that the buffer
2391 could not be allocated.
2393 Here is how to use @code{asprintf} to get the same result as the
2394 @code{snprintf} example, but more easily:
2396 @smallexample
2397 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
2398    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
2399 char *
2400 make_message (char *name, char *value)
2402   char *result;
2403   if (asprintf (&result, "value of %s is %s", name, value) < 0)
2404     return NULL;
2405   return result;
2407 @end smallexample
2408 @end deftypefun
2410 @comment stdio.h
2411 @comment GNU
2412 @deftypefun int obstack_printf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, @dots{})
2413 This function is similar to @code{asprintf}, except that it uses the
2414 obstack @var{obstack} to allocate the space.  @xref{Obstacks}.
2416 The characters are written onto the end of the current object.
2417 To get at them, you must finish the object with @code{obstack_finish}
2418 (@pxref{Growing Objects}).@refill
2419 @end deftypefun
2421 @node Variable Arguments Output
2422 @subsection Variable Arguments Output Functions
2424 The functions @code{vprintf} and friends are provided so that you can
2425 define your own variadic @code{printf}-like functions that make use of
2426 the same internals as the built-in formatted output functions.
2428 The most natural way to define such functions would be to use a language
2429 construct to say, ``Call @code{printf} and pass this template plus all
2430 of my arguments after the first five.''  But there is no way to do this
2431 in C, and it would be hard to provide a way, since at the C language
2432 level there is no way to tell how many arguments your function received.
2434 Since that method is impossible, we provide alternative functions, the
2435 @code{vprintf} series, which lets you pass a @code{va_list} to describe
2436 ``all of my arguments after the first five.''
2438 When it is sufficient to define a macro rather than a real function,
2439 the GNU C compiler provides a way to do this much more easily with macros.
2440 For example:
2442 @smallexample
2443 #define myprintf(a, b, c, d, e, rest...) \
2444             printf (mytemplate , ## rest...)
2445 @end smallexample
2447 @noindent
2448 @xref{Macro Varargs, , Macros with Variable Numbers of Arguments,
2449 gcc.info, Using GNU CC}, for details.  But this is limited to macros,
2450 and does not apply to real functions at all.
2452 Before calling @code{vprintf} or the other functions listed in this
2453 section, you @emph{must} call @code{va_start} (@pxref{Variadic
2454 Functions}) to initialize a pointer to the variable arguments.  Then you
2455 can call @code{va_arg} to fetch the arguments that you want to handle
2456 yourself.  This advances the pointer past those arguments.
2458 Once your @code{va_list} pointer is pointing at the argument of your
2459 choice, you are ready to call @code{vprintf}.  That argument and all
2460 subsequent arguments that were passed to your function are used by
2461 @code{vprintf} along with the template that you specified separately.
2463 In some other systems, the @code{va_list} pointer may become invalid
2464 after the call to @code{vprintf}, so you must not use @code{va_arg}
2465 after you call @code{vprintf}.  Instead, you should call @code{va_end}
2466 to retire the pointer from service.  However, you can safely call
2467 @code{va_start} on another pointer variable and begin fetching the
2468 arguments again through that pointer.  Calling @code{vprintf} does not
2469 destroy the argument list of your function, merely the particular
2470 pointer that you passed to it.
2472 GNU C does not have such restrictions.  You can safely continue to fetch
2473 arguments from a @code{va_list} pointer after passing it to
2474 @code{vprintf}, and @code{va_end} is a no-op.  (Note, however, that
2475 subsequent @code{va_arg} calls will fetch the same arguments which
2476 @code{vprintf} previously used.)
2478 Prototypes for these functions are declared in @file{stdio.h}.
2479 @pindex stdio.h
2481 @comment stdio.h
2482 @comment ISO
2483 @deftypefun int vprintf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2484 This function is similar to @code{printf} except that, instead of taking
2485 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2486 pointer @var{ap}.
2487 @end deftypefun
2489 @comment wchar.h
2490 @comment ISO
2491 @deftypefun int vwprintf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2492 This function is similar to @code{wprintf} except that, instead of taking
2493 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
2494 pointer @var{ap}.
2495 @end deftypefun
2497 @comment stdio.h
2498 @comment ISO
2499 @deftypefun int vfprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2500 This is the equivalent of @code{fprintf} with the variable argument list
2501 specified directly as for @code{vprintf}.
2502 @end deftypefun
2504 @comment wchar.h
2505 @comment ISO
2506 @deftypefun int vfwprintf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2507 This is the equivalent of @code{fwprintf} with the variable argument list
2508 specified directly as for @code{vwprintf}.
2509 @end deftypefun
2511 @comment stdio.h
2512 @comment ISO
2513 @deftypefun int vsprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2514 This is the equivalent of @code{sprintf} with the variable argument list
2515 specified directly as for @code{vprintf}.
2516 @end deftypefun
2518 @comment wchar.h
2519 @comment GNU
2520 @deftypefun int vswprintf (wchar_t *@var{s}, size_t @var{size}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
2521 This is the equivalent of @code{swprintf} with the variable argument list
2522 specified directly as for @code{vwprintf}.
2523 @end deftypefun
2525 @comment stdio.h
2526 @comment GNU
2527 @deftypefun int vsnprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2528 This is the equivalent of @code{snprintf} with the variable argument list
2529 specified directly as for @code{vprintf}.
2530 @end deftypefun
2532 @comment stdio.h
2533 @comment GNU
2534 @deftypefun int vasprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2535 The @code{vasprintf} function is the equivalent of @code{asprintf} with the
2536 variable argument list specified directly as for @code{vprintf}.
2537 @end deftypefun
2539 @comment stdio.h
2540 @comment GNU
2541 @deftypefun int obstack_vprintf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
2542 The @code{obstack_vprintf} function is the equivalent of
2543 @code{obstack_printf} with the variable argument list specified directly
2544 as for @code{vprintf}.@refill
2545 @end deftypefun
2547 Here's an example showing how you might use @code{vfprintf}.  This is a
2548 function that prints error messages to the stream @code{stderr}, along
2549 with a prefix indicating the name of the program
2550 (@pxref{Error Messages}, for a description of
2551 @code{program_invocation_short_name}).
2553 @smallexample
2554 @group
2555 #include <stdio.h>
2556 #include <stdarg.h>
2558 void
2559 eprintf (const char *template, ...)
2561   va_list ap;
2562   extern char *program_invocation_short_name;
2564   fprintf (stderr, "%s: ", program_invocation_short_name);
2565   va_start (ap, template);
2566   vfprintf (stderr, template, ap);
2567   va_end (ap);
2569 @end group
2570 @end smallexample
2572 @noindent
2573 You could call @code{eprintf} like this:
2575 @smallexample
2576 eprintf ("file `%s' does not exist\n", filename);
2577 @end smallexample
2579 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
2580 know that a function uses a @code{printf}-style format string.  Then it
2581 can check the number and types of arguments in each call to the
2582 function, and warn you when they do not match the format string.
2583 For example, take this declaration of @code{eprintf}:
2585 @smallexample
2586 void eprintf (const char *template, ...)
2587         __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
2588 @end smallexample
2590 @noindent
2591 This tells the compiler that @code{eprintf} uses a format string like
2592 @code{printf} (as opposed to @code{scanf}; @pxref{Formatted Input});
2593 the format string appears as the first argument;
2594 and the arguments to satisfy the format begin with the second.
2595 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
2596 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
2598 @node Parsing a Template String
2599 @subsection Parsing a Template String
2600 @cindex parsing a template string
2602 You can use the function @code{parse_printf_format} to obtain
2603 information about the number and types of arguments that are expected by
2604 a given template string.  This function permits interpreters that
2605 provide interfaces to @code{printf} to avoid passing along invalid
2606 arguments from the user's program, which could cause a crash.
2608 All the symbols described in this section are declared in the header
2609 file @file{printf.h}.
2611 @comment printf.h
2612 @comment GNU
2613 @deftypefun size_t parse_printf_format (const char *@var{template}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
2614 This function returns information about the number and types of
2615 arguments expected by the @code{printf} template string @var{template}.
2616 The information is stored in the array @var{argtypes}; each element of
2617 this array describes one argument.  This information is encoded using
2618 the various @samp{PA_} macros, listed below.
2620 The argument @var{n} specifies the number of elements in the array
2621 @var{argtypes}.  This is the maximum number of elements that
2622 @code{parse_printf_format} will try to write.
2624 @code{parse_printf_format} returns the total number of arguments required
2625 by @var{template}.  If this number is greater than @var{n}, then the
2626 information returned describes only the first @var{n} arguments.  If you
2627 want information about additional arguments, allocate a bigger
2628 array and call @code{parse_printf_format} again.
2629 @end deftypefun
2631 The argument types are encoded as a combination of a basic type and
2632 modifier flag bits.
2634 @comment printf.h
2635 @comment GNU
2636 @deftypevr Macro int PA_FLAG_MASK
2637 This macro is a bitmask for the type modifier flag bits.  You can write
2638 the expression @code{(argtypes[i] & PA_FLAG_MASK)} to extract just the
2639 flag bits for an argument, or @code{(argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)} to
2640 extract just the basic type code.
2641 @end deftypevr
2643 Here are symbolic constants that represent the basic types; they stand
2644 for integer values.
2646 @vtable @code
2647 @comment printf.h
2648 @comment GNU
2649 @item PA_INT
2650 This specifies that the base type is @code{int}.
2652 @comment printf.h
2653 @comment GNU
2654 @item PA_CHAR
2655 This specifies that the base type is @code{int}, cast to @code{char}.
2657 @comment printf.h
2658 @comment GNU
2659 @item PA_STRING
2660 This specifies that the base type is @code{char *}, a null-terminated string.
2662 @comment printf.h
2663 @comment GNU
2664 @item PA_POINTER
2665 This specifies that the base type is @code{void *}, an arbitrary pointer.
2667 @comment printf.h
2668 @comment GNU
2669 @item PA_FLOAT
2670 This specifies that the base type is @code{float}.
2672 @comment printf.h
2673 @comment GNU
2674 @item PA_DOUBLE
2675 This specifies that the base type is @code{double}.
2677 @comment printf.h
2678 @comment GNU
2679 @item PA_LAST
2680 You can define additional base types for your own programs as offsets
2681 from @code{PA_LAST}.  For example, if you have data types @samp{foo}
2682 and @samp{bar} with their own specialized @code{printf} conversions,
2683 you could define encodings for these types as:
2685 @smallexample
2686 #define PA_FOO  PA_LAST
2687 #define PA_BAR  (PA_LAST + 1)
2688 @end smallexample
2689 @end vtable
2691 Here are the flag bits that modify a basic type.  They are combined with
2692 the code for the basic type using inclusive-or.
2694 @vtable @code
2695 @comment printf.h
2696 @comment GNU
2697 @item PA_FLAG_PTR
2698 If this bit is set, it indicates that the encoded type is a pointer to
2699 the base type, rather than an immediate value.
2700 For example, @samp{PA_INT|PA_FLAG_PTR} represents the type @samp{int *}.
2702 @comment printf.h
2703 @comment GNU
2704 @item PA_FLAG_SHORT
2705 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2706 @code{short}.  (This corresponds to the @samp{h} type modifier.)
2708 @comment printf.h
2709 @comment GNU
2710 @item PA_FLAG_LONG
2711 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2712 @code{long}.  (This corresponds to the @samp{l} type modifier.)
2714 @comment printf.h
2715 @comment GNU
2716 @item PA_FLAG_LONG_LONG
2717 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
2718 @code{long long}.  (This corresponds to the @samp{L} type modifier.)
2720 @comment printf.h
2721 @comment GNU
2722 @item PA_FLAG_LONG_DOUBLE
2723 This is a synonym for @code{PA_FLAG_LONG_LONG}, used by convention with
2724 a base type of @code{PA_DOUBLE} to indicate a type of @code{long double}.
2725 @end vtable
2727 @ifinfo
2728 For an example of using these facilities, see @ref{Example of Parsing}.
2729 @end ifinfo
2731 @node Example of Parsing
2732 @subsection Example of Parsing a Template String
2734 Here is an example of decoding argument types for a format string.  We
2735 assume this is part of an interpreter which contains arguments of type
2736 @code{NUMBER}, @code{CHAR}, @code{STRING} and @code{STRUCTURE} (and
2737 perhaps others which are not valid here).
2739 @smallexample
2740 /* @r{Test whether the @var{nargs} specified objects}
2741    @r{in the vector @var{args} are valid}
2742    @r{for the format string @var{format}:}
2743    @r{if so, return 1.}
2744    @r{If not, return 0 after printing an error message.}  */
2747 validate_args (char *format, int nargs, OBJECT *args)
2749   int *argtypes;
2750   int nwanted;
2752   /* @r{Get the information about the arguments.}
2753      @r{Each conversion specification must be at least two characters}
2754      @r{long, so there cannot be more specifications than half the}
2755      @r{length of the string.}  */
2757   argtypes = (int *) alloca (strlen (format) / 2 * sizeof (int));
2758   nwanted = parse_printf_format (string, nelts, argtypes);
2760   /* @r{Check the number of arguments.}  */
2761   if (nwanted > nargs)
2762     @{
2763       error ("too few arguments (at least %d required)", nwanted);
2764       return 0;
2765     @}
2767   /* @r{Check the C type wanted for each argument}
2768      @r{and see if the object given is suitable.}  */
2769   for (i = 0; i < nwanted; i++)
2770     @{
2771       int wanted;
2773       if (argtypes[i] & PA_FLAG_PTR)
2774         wanted = STRUCTURE;
2775       else
2776         switch (argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)
2777           @{
2778           case PA_INT:
2779           case PA_FLOAT:
2780           case PA_DOUBLE:
2781             wanted = NUMBER;
2782             break;
2783           case PA_CHAR:
2784             wanted = CHAR;
2785             break;
2786           case PA_STRING:
2787             wanted = STRING;
2788             break;
2789           case PA_POINTER:
2790             wanted = STRUCTURE;
2791             break;
2792           @}
2793       if (TYPE (args[i]) != wanted)
2794         @{
2795           error ("type mismatch for arg number %d", i);
2796           return 0;
2797         @}
2798     @}
2799   return 1;
2801 @end smallexample
2803 @node Customizing Printf
2804 @section Customizing @code{printf}
2805 @cindex customizing @code{printf}
2806 @cindex defining new @code{printf} conversions
2807 @cindex extending @code{printf}
2809 The GNU C library lets you define your own custom conversion specifiers
2810 for @code{printf} template strings, to teach @code{printf} clever ways
2811 to print the important data structures of your program.
2813 The way you do this is by registering the conversion with the function
2814 @code{register_printf_function}; see @ref{Registering New Conversions}.
2815 One of the arguments you pass to this function is a pointer to a handler
2816 function that produces the actual output; see @ref{Defining the Output
2817 Handler}, for information on how to write this function.
2819 You can also install a function that just returns information about the
2820 number and type of arguments expected by the conversion specifier.
2821 @xref{Parsing a Template String}, for information about this.
2823 The facilities of this section are declared in the header file
2824 @file{printf.h}.
2826 @menu
2827 * Registering New Conversions::         Using @code{register_printf_function}
2828                                          to register a new output conversion.
2829 * Conversion Specifier Options::        The handler must be able to get
2830                                          the options specified in the
2831                                          template when it is called.
2832 * Defining the Output Handler::         Defining the handler and arginfo
2833                                          functions that are passed as arguments
2834                                          to @code{register_printf_function}.
2835 * Printf Extension Example::            How to define a @code{printf}
2836                                          handler function.
2837 * Predefined Printf Handlers::          Predefined @code{printf} handlers.
2838 @end menu
2840 @strong{Portability Note:} The ability to extend the syntax of
2841 @code{printf} template strings is a GNU extension.  ISO standard C has
2842 nothing similar.
2844 @node Registering New Conversions
2845 @subsection Registering New Conversions
2847 The function to register a new output conversion is
2848 @code{register_printf_function}, declared in @file{printf.h}.
2849 @pindex printf.h
2851 @comment printf.h
2852 @comment GNU
2853 @deftypefun int register_printf_function (int @var{spec}, printf_function @var{handler-function}, printf_arginfo_function @var{arginfo-function})
2854 This function defines the conversion specifier character @var{spec}.
2855 Thus, if @var{spec} is @code{'Y'}, it defines the conversion @samp{%Y}.
2856 You can redefine the built-in conversions like @samp{%s}, but flag
2857 characters like @samp{#} and type modifiers like @samp{l} can never be
2858 used as conversions; calling @code{register_printf_function} for those
2859 characters has no effect.  It is advisable not to use lowercase letters,
2860 since the ISO C standard warns that additional lowercase letters may be
2861 standardized in future editions of the standard.
2863 The @var{handler-function} is the function called by @code{printf} and
2864 friends when this conversion appears in a template string.
2865 @xref{Defining the Output Handler}, for information about how to define
2866 a function to pass as this argument.  If you specify a null pointer, any
2867 existing handler function for @var{spec} is removed.
2869 The @var{arginfo-function} is the function called by
2870 @code{parse_printf_format} when this conversion appears in a
2871 template string.  @xref{Parsing a Template String}, for information
2872 about this.
2874 @c The following is not true anymore.  The `parse_printf_format' function
2875 @c is now also called from `vfprintf' via `parse_one_spec'.
2876 @c --drepper@gnu, 1996/11/14
2878 @c Normally, you install both functions for a conversion at the same time,
2879 @c but if you are never going to call @code{parse_printf_format}, you do
2880 @c not need to define an arginfo function.
2882 @strong{Attention:} In the GNU C library versions before 2.0 the
2883 @var{arginfo-function} function did not need to be installed unless
2884 the user used the @code{parse_printf_format} function.  This has changed.
2885 Now a call to any of the @code{printf} functions will call this
2886 function when this format specifier appears in the format string.
2888 The return value is @code{0} on success, and @code{-1} on failure
2889 (which occurs if @var{spec} is out of range).
2891 You can redefine the standard output conversions, but this is probably
2892 not a good idea because of the potential for confusion.  Library routines
2893 written by other people could break if you do this.
2894 @end deftypefun
2896 @node Conversion Specifier Options
2897 @subsection Conversion Specifier Options
2899 If you define a meaning for @samp{%A}, what if the template contains
2900 @samp{%+23A} or @samp{%-#A}?  To implement a sensible meaning for these,
2901 the handler when called needs to be able to get the options specified in
2902 the template.
2904 Both the @var{handler-function} and @var{arginfo-function} accept an
2905 argument that points to a @code{struct printf_info}, which contains
2906 information about the options appearing in an instance of the conversion
2907 specifier.  This data type is declared in the header file
2908 @file{printf.h}.
2909 @pindex printf.h
2911 @comment printf.h
2912 @comment GNU
2913 @deftp {Type} {struct printf_info}
2914 This structure is used to pass information about the options appearing
2915 in an instance of a conversion specifier in a @code{printf} template
2916 string to the handler and arginfo functions for that specifier.  It
2917 contains the following members:
2919 @table @code
2920 @item int prec
2921 This is the precision specified.  The value is @code{-1} if no precision
2922 was specified.  If the precision was given as @samp{*}, the
2923 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
2924 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
2925 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
2926 actual value is not known.
2928 @item int width
2929 This is the minimum field width specified.  The value is @code{0} if no
2930 width was specified.  If the field width was given as @samp{*}, the
2931 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
2932 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
2933 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
2934 actual value is not known.
2936 @item wchar_t spec
2937 This is the conversion specifier character specified.  It's stored in
2938 the structure so that you can register the same handler function for
2939 multiple characters, but still have a way to tell them apart when the
2940 handler function is called.
2942 @item unsigned int is_long_double
2943 This is a boolean that is true if the @samp{L}, @samp{ll}, or @samp{q}
2944 type modifier was specified.  For integer conversions, this indicates
2945 @code{long long int}, as opposed to @code{long double} for floating
2946 point conversions.
2948 @item unsigned int is_char
2949 This is a boolean that is true if the @samp{hh} type modifier was specified.
2951 @item unsigned int is_short
2952 This is a boolean that is true if the @samp{h} type modifier was specified.
2954 @item unsigned int is_long
2955 This is a boolean that is true if the @samp{l} type modifier was specified.
2957 @item unsigned int alt
2958 This is a boolean that is true if the @samp{#} flag was specified.
2960 @item unsigned int space
2961 This is a boolean that is true if the @samp{ } flag was specified.
2963 @item unsigned int left
2964 This is a boolean that is true if the @samp{-} flag was specified.
2966 @item unsigned int showsign
2967 This is a boolean that is true if the @samp{+} flag was specified.
2969 @item unsigned int group
2970 This is a boolean that is true if the @samp{'} flag was specified.
2972 @item unsigned int extra
2973 This flag has a special meaning depending on the context.  It could
2974 be used freely by the user-defined handlers but when called from
2975 the @code{printf} function this variable always contains the value
2976 @code{0}.
2978 @item unsigned int wide
2979 This flag is set if the stream is wide oriented.
2981 @item wchar_t pad
2982 This is the character to use for padding the output to the minimum field
2983 width.  The value is @code{'0'} if the @samp{0} flag was specified, and
2984 @code{' '} otherwise.
2985 @end table
2986 @end deftp
2989 @node Defining the Output Handler
2990 @subsection Defining the Output Handler
2992 Now let's look at how to define the handler and arginfo functions
2993 which are passed as arguments to @code{register_printf_function}.
2995 @strong{Compatibility Note:} The interface changed in GNU libc
2996 version 2.0.  Previously the third argument was of type
2997 @code{va_list *}.
2999 You should define your handler functions with a prototype like:
3001 @smallexample
3002 int @var{function} (FILE *stream, const struct printf_info *info,
3003                     const void *const *args)
3004 @end smallexample
3006 The @var{stream} argument passed to the handler function is the stream to
3007 which it should write output.
3009 The @var{info} argument is a pointer to a structure that contains
3010 information about the various options that were included with the
3011 conversion in the template string.  You should not modify this structure
3012 inside your handler function.  @xref{Conversion Specifier Options}, for
3013 a description of this data structure.
3015 @c The following changes some time back.  --drepper@gnu, 1996/11/14
3017 @c The @code{ap_pointer} argument is used to pass the tail of the variable
3018 @c argument list containing the values to be printed to your handler.
3019 @c Unlike most other functions that can be passed an explicit variable
3020 @c argument list, this is a @emph{pointer} to a @code{va_list}, rather than
3021 @c the @code{va_list} itself.  Thus, you should fetch arguments by
3022 @c means of @code{va_arg (*ap_pointer, @var{type})}.
3024 @c (Passing a pointer here allows the function that calls your handler
3025 @c function to update its own @code{va_list} variable to account for the
3026 @c arguments that your handler processes.  @xref{Variadic Functions}.)
3028 The @var{args} is a vector of pointers to the arguments data.
3029 The number of arguments was determined by calling the argument
3030 information function provided by the user.
3032 Your handler function should return a value just like @code{printf}
3033 does: it should return the number of characters it has written, or a
3034 negative value to indicate an error.
3036 @comment printf.h
3037 @comment GNU
3038 @deftp {Data Type} printf_function
3039 This is the data type that a handler function should have.
3040 @end deftp
3042 If you are going to use @w{@code{parse_printf_format}} in your
3043 application, you must also define a function to pass as the
3044 @var{arginfo-function} argument for each new conversion you install with
3045 @code{register_printf_function}.
3047 You have to define these functions with a prototype like:
3049 @smallexample
3050 int @var{function} (const struct printf_info *info,
3051                     size_t n, int *argtypes)
3052 @end smallexample
3054 The return value from the function should be the number of arguments the
3055 conversion expects.  The function should also fill in no more than
3056 @var{n} elements of the @var{argtypes} array with information about the
3057 types of each of these arguments.  This information is encoded using the
3058 various @samp{PA_} macros.  (You will notice that this is the same
3059 calling convention @code{parse_printf_format} itself uses.)
3061 @comment printf.h
3062 @comment GNU
3063 @deftp {Data Type} printf_arginfo_function
3064 This type is used to describe functions that return information about
3065 the number and type of arguments used by a conversion specifier.
3066 @end deftp
3068 @node Printf Extension Example
3069 @subsection @code{printf} Extension Example
3071 Here is an example showing how to define a @code{printf} handler function.
3072 This program defines a data structure called a @code{Widget} and
3073 defines the @samp{%W} conversion to print information about @w{@code{Widget *}}
3074 arguments, including the pointer value and the name stored in the data
3075 structure.  The @samp{%W} conversion supports the minimum field width and
3076 left-justification options, but ignores everything else.
3078 @smallexample
3079 @include rprintf.c.texi
3080 @end smallexample
3082 The output produced by this program looks like:
3084 @smallexample
3085 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3086 |      <Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
3087 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>      |
3088 @end smallexample
3090 @node Predefined Printf Handlers
3091 @subsection Predefined @code{printf} Handlers
3093 The GNU libc also contains a concrete and useful application of the
3094 @code{printf} handler extension.  There are two functions available
3095 which implement a special way to print floating-point numbers.
3097 @comment printf.h
3098 @comment GNU
3099 @deftypefun int printf_size (FILE *@var{fp}, const struct printf_info *@var{info}, const void *const *@var{args})
3100 Print a given floating point number as for the format @code{%f} except
3101 that there is a postfix character indicating the divisor for the
3102 number to make this less than 1000.  There are two possible divisors:
3103 powers of 1024 or powers of 1000.  Which one is used depends on the
3104 format character specified while registered this handler.  If the
3105 character is of lower case, 1024 is used.  For upper case characters,
3106 1000 is used.
3108 The postfix tag corresponds to bytes, kilobytes, megabytes, gigabytes,
3109 etc.  The full table is:
3111 @ifinfo
3112 @multitable @hsep @vsep {' '} {2^10 (1024)} {zetta} {Upper} {10^24 (1000)}
3113 @item low @tab Multiplier  @tab From  @tab Upper @tab Multiplier
3114 @item ' ' @tab 1           @tab       @tab ' '   @tab 1
3115 @item k   @tab 2^10 (1024) @tab kilo  @tab K     @tab 10^3 (1000)
3116 @item m   @tab 2^20        @tab mega  @tab M     @tab 10^6
3117 @item g   @tab 2^30        @tab giga  @tab G     @tab 10^9
3118 @item t   @tab 2^40        @tab tera  @tab T     @tab 10^12
3119 @item p   @tab 2^50        @tab peta  @tab P     @tab 10^15
3120 @item e   @tab 2^60        @tab exa   @tab E     @tab 10^18
3121 @item z   @tab 2^70        @tab zetta @tab Z     @tab 10^21
3122 @item y   @tab 2^80        @tab yotta @tab Y     @tab 10^24
3123 @end multitable
3124 @end ifinfo
3125 @iftex
3126 @tex
3127 \hbox to\hsize{\hfil\vbox{\offinterlineskip
3128 \hrule
3129 \halign{\strut#& \vrule#\tabskip=1em plus2em& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#\tabskip=0pt\cr
3130 \noalign{\hrule}
3131 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3132 && \omit low && Multiplier && From && \omit Upper && Multiplier &\cr
3133 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
3134 \noalign{\hrule}
3135 && {\tt\char32} &&  1 && && {\tt\char32} && 1 &\cr
3136 && k && $2^{10} = 1024$ && kilo && K && $10^3 = 1000$ &\cr
3137 && m && $2^{20}$ && mega && M && $10^6$ &\cr
3138 && g && $2^{30}$ && giga && G && $10^9$ &\cr
3139 && t && $2^{40}$ && tera && T && $10^{12}$ &\cr
3140 && p && $2^{50}$ && peta && P && $10^{15}$ &\cr
3141 && e && $2^{60}$ && exa && E && $10^{18}$ &\cr
3142 && z && $2^{70}$ && zetta && Z && $10^{21}$ &\cr
3143 && y && $2^{80}$ && yotta && Y && $10^{24}$ &\cr
3144 \noalign{\hrule}}}\hfil}
3145 @end tex
3146 @end iftex
3148 The default precision is 3, i.e., 1024 is printed with a lower-case
3149 format character as if it were @code{%.3fk} and will yield @code{1.000k}.
3150 @end deftypefun
3152 Due to the requirements of @code{register_printf_function} we must also
3153 provide the function which returns information about the arguments.
3155 @comment printf.h
3156 @comment GNU
3157 @deftypefun int printf_size_info (const struct printf_info *@var{info}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
3158 This function will return in @var{argtypes} the information about the
3159 used parameters in the way the @code{vfprintf} implementation expects
3160 it.  The format always takes one argument.
3161 @end deftypefun
3163 To use these functions both functions must be registered with a call like
3165 @smallexample
3166 register_printf_function ('B', printf_size, printf_size_info);
3167 @end smallexample
3169 Here we register the functions to print numbers as powers of 1000 since
3170 the format character @code{'B'} is an upper-case character.  If we
3171 would additionally use @code{'b'} in a line like
3173 @smallexample
3174 register_printf_function ('b', printf_size, printf_size_info);
3175 @end smallexample
3177 @noindent
3178 we could also print using a power of 1024.  Please note that all that is
3179 different in these two lines is the format specifier.  The
3180 @code{printf_size} function knows about the difference between lower and upper
3181 case format specifiers.
3183 The use of @code{'B'} and @code{'b'} is no coincidence.  Rather it is
3184 the preferred way to use this functionality since it is available on
3185 some other systems which also use format specifiers.
3187 @node Formatted Input
3188 @section Formatted Input
3190 @cindex formatted input from a stream
3191 @cindex reading from a stream, formatted
3192 @cindex format string, for @code{scanf}
3193 @cindex template, for @code{scanf}
3194 The functions described in this section (@code{scanf} and related
3195 functions) provide facilities for formatted input analogous to the
3196 formatted output facilities.  These functions provide a mechanism for
3197 reading arbitrary values under the control of a @dfn{format string} or
3198 @dfn{template string}.
3200 @menu
3201 * Formatted Input Basics::      Some basics to get you started.
3202 * Input Conversion Syntax::     Syntax of conversion specifications.
3203 * Table of Input Conversions::  Summary of input conversions and what they do.
3204 * Numeric Input Conversions::   Details of conversions for reading numbers.
3205 * String Input Conversions::    Details of conversions for reading strings.
3206 * Dynamic String Input::        String conversions that @code{malloc} the buffer.
3207 * Other Input Conversions::     Details of miscellaneous other conversions.
3208 * Formatted Input Functions::   Descriptions of the actual functions.
3209 * Variable Arguments Input::    @code{vscanf} and friends.
3210 @end menu
3212 @node Formatted Input Basics
3213 @subsection Formatted Input Basics
3215 Calls to @code{scanf} are superficially similar to calls to
3216 @code{printf} in that arbitrary arguments are read under the control of
3217 a template string.  While the syntax of the conversion specifications in
3218 the template is very similar to that for @code{printf}, the
3219 interpretation of the template is oriented more towards free-format
3220 input and simple pattern matching, rather than fixed-field formatting.
3221 For example, most @code{scanf} conversions skip over any amount of
3222 ``white space'' (including spaces, tabs, and newlines) in the input
3223 file, and there is no concept of precision for the numeric input
3224 conversions as there is for the corresponding output conversions.
3225 Ordinarily, non-whitespace characters in the template are expected to
3226 match characters in the input stream exactly, but a matching failure is
3227 distinct from an input error on the stream.
3228 @cindex conversion specifications (@code{scanf})
3230 Another area of difference between @code{scanf} and @code{printf} is
3231 that you must remember to supply pointers rather than immediate values
3232 as the optional arguments to @code{scanf}; the values that are read are
3233 stored in the objects that the pointers point to.  Even experienced
3234 programmers tend to forget this occasionally, so if your program is
3235 getting strange errors that seem to be related to @code{scanf}, you
3236 might want to double-check this.
3238 When a @dfn{matching failure} occurs, @code{scanf} returns immediately,
3239 leaving the first non-matching character as the next character to be
3240 read from the stream.  The normal return value from @code{scanf} is the
3241 number of values that were assigned, so you can use this to determine if
3242 a matching error happened before all the expected values were read.
3243 @cindex matching failure, in @code{scanf}
3245 The @code{scanf} function is typically used for things like reading in
3246 the contents of tables.  For example, here is a function that uses
3247 @code{scanf} to initialize an array of @code{double}:
3249 @smallexample
3250 void
3251 readarray (double *array, int n)
3253   int i;
3254   for (i=0; i<n; i++)
3255     if (scanf (" %lf", &(array[i])) != 1)
3256       invalid_input_error ();
3258 @end smallexample
3260 The formatted input functions are not used as frequently as the
3261 formatted output functions.  Partly, this is because it takes some care
3262 to use them properly.  Another reason is that it is difficult to recover
3263 from a matching error.
3265 If you are trying to read input that doesn't match a single, fixed
3266 pattern, you may be better off using a tool such as Flex to generate a
3267 lexical scanner, or Bison to generate a parser, rather than using
3268 @code{scanf}.  For more information about these tools, see @ref{, , ,
3269 flex.info, Flex: The Lexical Scanner Generator}, and @ref{, , ,
3270 bison.info, The Bison Reference Manual}.
3272 @node Input Conversion Syntax
3273 @subsection Input Conversion Syntax
3275 A @code{scanf} template string is a string that contains ordinary
3276 multibyte characters interspersed with conversion specifications that
3277 start with @samp{%}.
3279 Any whitespace character (as defined by the @code{isspace} function;
3280 @pxref{Classification of Characters}) in the template causes any number
3281 of whitespace characters in the input stream to be read and discarded.
3282 The whitespace characters that are matched need not be exactly the same
3283 whitespace characters that appear in the template string.  For example,
3284 write @samp{ , } in the template to recognize a comma with optional
3285 whitespace before and after.
3287 Other characters in the template string that are not part of conversion
3288 specifications must match characters in the input stream exactly; if
3289 this is not the case, a matching failure occurs.
3291 The conversion specifications in a @code{scanf} template string
3292 have the general form:
3294 @smallexample
3295 % @var{flags} @var{width} @var{type} @var{conversion}
3296 @end smallexample
3298 In more detail, an input conversion specification consists of an initial
3299 @samp{%} character followed in sequence by:
3301 @itemize @bullet
3302 @item
3303 An optional @dfn{flag character} @samp{*}, which says to ignore the text
3304 read for this specification.  When @code{scanf} finds a conversion
3305 specification that uses this flag, it reads input as directed by the
3306 rest of the conversion specification, but it discards this input, does
3307 not use a pointer argument, and does not increment the count of
3308 successful assignments.
3309 @cindex flag character (@code{scanf})
3311 @item
3312 An optional flag character @samp{a} (valid with string conversions only)
3313 which requests allocation of a buffer long enough to store the string in.
3314 (This is a GNU extension.)
3315 @xref{Dynamic String Input}.
3317 @item
3318 An optional decimal integer that specifies the @dfn{maximum field
3319 width}.  Reading of characters from the input stream stops either when
3320 this maximum is reached or when a non-matching character is found,
3321 whichever happens first.  Most conversions discard initial whitespace
3322 characters (those that don't are explicitly documented), and these
3323 discarded characters don't count towards the maximum field width.
3324 String input conversions store a null character to mark the end of the
3325 input; the maximum field width does not include this terminator.
3326 @cindex maximum field width (@code{scanf})
3328 @item
3329 An optional @dfn{type modifier character}.  For example, you can
3330 specify a type modifier of @samp{l} with integer conversions such as
3331 @samp{%d} to specify that the argument is a pointer to a @code{long int}
3332 rather than a pointer to an @code{int}.
3333 @cindex type modifier character (@code{scanf})
3335 @item
3336 A character that specifies the conversion to be applied.
3337 @end itemize
3339 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
3340 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
3341 individual conversions for information about the particular options that
3342 they allow.
3344 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
3345 @code{scanf} and related functions.  It examines the format string and
3346 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
3347 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
3348 write uses a @code{scanf}-style format string.
3349 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
3350 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
3352 @node Table of Input Conversions
3353 @subsection Table of Input Conversions
3354 @cindex input conversions, for @code{scanf}
3356 Here is a table that summarizes the various conversion specifications:
3358 @table @asis
3359 @item @samp{%d}
3360 Matches an optionally signed integer written in decimal.  @xref{Numeric
3361 Input Conversions}.
3363 @item @samp{%i}
3364 Matches an optionally signed integer in any of the formats that the C
3365 language defines for specifying an integer constant.  @xref{Numeric
3366 Input Conversions}.
3368 @item @samp{%o}
3369 Matches an unsigned integer written in octal radix.
3370 @xref{Numeric Input Conversions}.
3372 @item @samp{%u}
3373 Matches an unsigned integer written in decimal radix.
3374 @xref{Numeric Input Conversions}.
3376 @item @samp{%x}, @samp{%X}
3377 Matches an unsigned integer written in hexadecimal radix.
3378 @xref{Numeric Input Conversions}.
3380 @item @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, @samp{%G}
3381 Matches an optionally signed floating-point number.  @xref{Numeric Input
3382 Conversions}.
3384 @item @samp{%s}
3386 Matches a string containing only non-whitespace characters.
3387 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3388 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3389 multibyte string.  If @samp{%s} is used in a wide character function the
3390 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3391 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3392 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3393 @samp{%ls} is used in a multibyte function the result is converted into
3394 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3395 stored in the user provided buffer.
3397 @item @samp{%S}
3398 This is an alias for @samp{%ls} which is supported for compatibility
3399 with the Unix standard.
3401 @item @samp{%[}
3402 Matches a string of characters that belong to a specified set.
3403 @xref{String Input Conversions}.  The presence of the @samp{l} modifier
3404 determines whether the output is stored as a wide character string or a
3405 multibyte string.  If @samp{%[} is used in a wide character function the
3406 string is converted as with multiple calls to @code{wcrtomb} into a
3407 multibyte string.  This means that the buffer must provide room for
3408 @code{MB_CUR_MAX} bytes for each wide character read.  In case
3409 @samp{%l[} is used in a multibyte function the result is converted into
3410 wide characters as with multiple calls of @code{mbrtowc} before being
3411 stored in the user provided buffer.
3413 @item @samp{%c}
3414 Matches a string of one or more characters; the number of characters
3415 read is controlled by the maximum field width given for the conversion.
3416 @xref{String Input Conversions}.
3418 If the @samp{%c} is used in a wide stream function the read value is
3419 converted from a wide character to the corresponding multibyte character
3420 before storing it.  Note that this conversion can produce more than one
3421 byte of output and therefore the provided buffer be large enough for up
3422 to @code{MB_CUR_MAX} bytes for each character.  If @samp{%lc} is used in
3423 a multibyte function the input is treated as a multibyte sequence (and
3424 not bytes) and the result is converted as with calls to @code{mbrtowc}.
3426 @item @samp{%C}
3427 This is an alias for @samp{%lc} which is supported for compatibility
3428 with the Unix standard.
3430 @item @samp{%p}
3431 Matches a pointer value in the same implementation-defined format used
3432 by the @samp{%p} output conversion for @code{printf}.  @xref{Other Input
3433 Conversions}.
3435 @item @samp{%n}
3436 This conversion doesn't read any characters; it records the number of
3437 characters read so far by this call.  @xref{Other Input Conversions}.
3439 @item @samp{%%}
3440 This matches a literal @samp{%} character in the input stream.  No
3441 corresponding argument is used.  @xref{Other Input Conversions}.
3442 @end table
3444 If the syntax of a conversion specification is invalid, the behavior is
3445 undefined.  If there aren't enough function arguments provided to supply
3446 addresses for all the conversion specifications in the template strings
3447 that perform assignments, or if the arguments are not of the correct
3448 types, the behavior is also undefined.  On the other hand, extra
3449 arguments are simply ignored.
3451 @node Numeric Input Conversions
3452 @subsection Numeric Input Conversions
3454 This section describes the @code{scanf} conversions for reading numeric
3455 values.
3457 The @samp{%d} conversion matches an optionally signed integer in decimal
3458 radix.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3459 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3460 @code{10} for the @var{base} argument.
3462 The @samp{%i} conversion matches an optionally signed integer in any of
3463 the formats that the C language defines for specifying an integer
3464 constant.  The syntax that is recognized is the same as that for the
3465 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
3466 @code{0} for the @var{base} argument.  (You can print integers in this
3467 syntax with @code{printf} by using the @samp{#} flag character with the
3468 @samp{%x}, @samp{%o}, or @samp{%d} conversion.  @xref{Integer Conversions}.)
3470 For example, any of the strings @samp{10}, @samp{0xa}, or @samp{012}
3471 could be read in as integers under the @samp{%i} conversion.  Each of
3472 these specifies a number with decimal value @code{10}.
3474 The @samp{%o}, @samp{%u}, and @samp{%x} conversions match unsigned
3475 integers in octal, decimal, and hexadecimal radices, respectively.  The
3476 syntax that is recognized is the same as that for the @code{strtoul}
3477 function (@pxref{Parsing of Integers}) with the appropriate value
3478 (@code{8}, @code{10}, or @code{16}) for the @var{base} argument.
3480 The @samp{%X} conversion is identical to the @samp{%x} conversion.  They
3481 both permit either uppercase or lowercase letters to be used as digits.
3483 The default type of the corresponding argument for the @code{%d} and
3484 @code{%i} conversions is @code{int *}, and @code{unsigned int *} for the
3485 other integer conversions.  You can use the following type modifiers to
3486 specify other sizes of integer:
3488 @table @samp
3489 @item hh
3490 Specifies that the argument is a @code{signed char *} or @code{unsigned
3491 char *}.
3493 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3495 @item h
3496 Specifies that the argument is a @code{short int *} or @code{unsigned
3497 short int *}.
3499 @item j
3500 Specifies that the argument is a @code{intmax_t *} or @code{uintmax_t *}.
3502 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3504 @item l
3505 Specifies that the argument is a @code{long int *} or @code{unsigned
3506 long int *}.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L} modifier, below.
3508 If used with @samp{%c} or @samp{%s} the corresponding parameter is
3509 considered as a pointer to a wide character or wide character string
3510 respectively.  This use of @samp{l} was introduced in @w{Amendment 1} to
3511 @w{ISO C90}.
3513 @need 100
3514 @item ll
3515 @itemx L
3516 @itemx q
3517 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
3518 GNU C compiler.  For systems that don't provide extra-long integers, this
3519 is the same as @code{long int}.)
3521 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
3522 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
3523 @code{int}.
3525 @item t
3526 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t *}.
3528 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3530 @item z
3531 Specifies that the argument is a @code{size_t *}.
3533 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
3534 @end table
3536 All of the @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, and @samp{%G}
3537 input conversions are interchangeable.  They all match an optionally
3538 signed floating point number, in the same syntax as for the
3539 @code{strtod} function (@pxref{Parsing of Floats}).
3541 For the floating-point input conversions, the default argument type is
3542 @code{float *}.  (This is different from the corresponding output
3543 conversions, where the default type is @code{double}; remember that
3544 @code{float} arguments to @code{printf} are converted to @code{double}
3545 by the default argument promotions, but @code{float *} arguments are
3546 not promoted to @code{double *}.)  You can specify other sizes of float
3547 using these type modifiers:
3549 @table @samp
3550 @item l
3551 Specifies that the argument is of type @code{double *}.
3553 @item L
3554 Specifies that the argument is of type @code{long double *}.
3555 @end table
3557 For all the above number parsing formats there is an additional optional
3558 flag @samp{'}.  When this flag is given the @code{scanf} function
3559 expects the number represented in the input string to be formatted
3560 according to the grouping rules of the currently selected locale
3561 (@pxref{General Numeric}).
3563 If the @code{"C"} or @code{"POSIX"} locale is selected there is no
3564 difference.  But for a locale which specifies values for the appropriate
3565 fields in the locale the input must have the correct form in the input.
3566 Otherwise the longest prefix with a correct form is processed.
3568 @node String Input Conversions
3569 @subsection String Input Conversions
3571 This section describes the @code{scanf} input conversions for reading
3572 string and character values: @samp{%s}, @samp{%S}, @samp{%[}, @samp{%c},
3573 and @samp{%C}.
3575 You have two options for how to receive the input from these
3576 conversions:
3578 @itemize @bullet
3579 @item
3580 Provide a buffer to store it in.  This is the default.  You should
3581 provide an argument of type @code{char *} or @code{wchar_t *} (the
3582 latter of the @samp{l} modifier is present).
3584 @strong{Warning:} To make a robust program, you must make sure that the
3585 input (plus its terminating null) cannot possibly exceed the size of the
3586 buffer you provide.  In general, the only way to do this is to specify a
3587 maximum field width one less than the buffer size.  @strong{If you
3588 provide the buffer, always specify a maximum field width to prevent
3589 overflow.}
3591 @item
3592 Ask @code{scanf} to allocate a big enough buffer, by specifying the
3593 @samp{a} flag character.  This is a GNU extension.  You should provide
3594 an argument of type @code{char **} for the buffer address to be stored
3595 in.  @xref{Dynamic String Input}.
3596 @end itemize
3598 The @samp{%c} conversion is the simplest: it matches a fixed number of
3599 characters, always.  The maximum field width says how many characters to
3600 read; if you don't specify the maximum, the default is 1.  This
3601 conversion doesn't append a null character to the end of the text it
3602 reads.  It also does not skip over initial whitespace characters.  It
3603 reads precisely the next @var{n} characters, and fails if it cannot get
3604 that many.  Since there is always a maximum field width with @samp{%c}
3605 (whether specified, or 1 by default), you can always prevent overflow by
3606 making the buffer long enough.
3607 @comment Is character == byte here???  --drepper
3609 If the format is @samp{%lc} or @samp{%C} the function stores wide
3610 characters which are converted using the conversion determined at the
3611 time the stream was opened from the external byte stream.  The number of
3612 bytes read from the medium is limited by @code{MB_CUR_LEN * @var{n}} but
3613 at most @var{n} wide character get stored in the output string.
3615 The @samp{%s} conversion matches a string of non-whitespace characters.
3616 It skips and discards initial whitespace, but stops when it encounters
3617 more whitespace after having read something.  It stores a null character
3618 at the end of the text that it reads.
3620 For example, reading the input:
3622 @smallexample
3623  hello, world
3624 @end smallexample
3626 @noindent
3627 with the conversion @samp{%10c} produces @code{" hello, wo"}, but
3628 reading the same input with the conversion @samp{%10s} produces
3629 @code{"hello,"}.
3631 @strong{Warning:} If you do not specify a field width for @samp{%s},
3632 then the number of characters read is limited only by where the next
3633 whitespace character appears.  This almost certainly means that invalid
3634 input can make your program crash---which is a bug.
3636 The @samp{%ls} and @samp{%S} format are handled just like @samp{%s}
3637 except that the external byte sequence is converted using the conversion
3638 associated with the stream to wide characters with their own encoding.
3639 A width or precision specified with the format do not directly determine
3640 how many bytes are read from the stream since they measure wide
3641 characters.  But an upper limit can be computed by multiplying the value
3642 of the width or precision by @code{MB_CUR_MAX}.
3644 To read in characters that belong to an arbitrary set of your choice,
3645 use the @samp{%[} conversion.  You specify the set between the @samp{[}
3646 character and a following @samp{]} character, using the same syntax used
3647 in regular expressions.  As special cases:
3649 @itemize @bullet
3650 @item
3651 A literal @samp{]} character can be specified as the first character
3652 of the set.
3654 @item
3655 An embedded @samp{-} character (that is, one that is not the first or
3656 last character of the set) is used to specify a range of characters.
3658 @item
3659 If a caret character @samp{^} immediately follows the initial @samp{[},
3660 then the set of allowed input characters is the everything @emph{except}
3661 the characters listed.
3662 @end itemize
3664 The @samp{%[} conversion does not skip over initial whitespace
3665 characters.
3667 Here are some examples of @samp{%[} conversions and what they mean:
3669 @table @samp
3670 @item %25[1234567890]
3671 Matches a string of up to 25 digits.
3673 @item %25[][]
3674 Matches a string of up to 25 square brackets.
3676 @item %25[^ \f\n\r\t\v]
3677 Matches a string up to 25 characters long that doesn't contain any of
3678 the standard whitespace characters.  This is slightly different from
3679 @samp{%s}, because if the input begins with a whitespace character,
3680 @samp{%[} reports a matching failure while @samp{%s} simply discards the
3681 initial whitespace.
3683 @item %25[a-z]
3684 Matches up to 25 lowercase characters.
3685 @end table
3687 As for @samp{%c} and @samp{%s} the @samp{%[} format is also modified to
3688 produce wide characters if the @samp{l} modifier is present.  All what
3689 is said about @samp{%ls} above is true for @samp{%l[}.
3691 One more reminder: the @samp{%s} and @samp{%[} conversions are
3692 @strong{dangerous} if you don't specify a maximum width or use the
3693 @samp{a} flag, because input too long would overflow whatever buffer you
3694 have provided for it.  No matter how long your buffer is, a user could
3695 supply input that is longer.  A well-written program reports invalid
3696 input with a comprehensible error message, not with a crash.
3698 @node Dynamic String Input
3699 @subsection Dynamically Allocating String Conversions
3701 A GNU extension to formatted input lets you safely read a string with no
3702 maximum size.  Using this feature, you don't supply a buffer; instead,
3703 @code{scanf} allocates a buffer big enough to hold the data and gives
3704 you its address.  To use this feature, write @samp{a} as a flag
3705 character, as in @samp{%as} or @samp{%a[0-9a-z]}.
3707 The pointer argument you supply for where to store the input should have
3708 type @code{char **}.  The @code{scanf} function allocates a buffer and
3709 stores its address in the word that the argument points to.  You should
3710 free the buffer with @code{free} when you no longer need it.
3712 Here is an example of using the @samp{a} flag with the @samp{%[@dots{}]}
3713 conversion specification to read a ``variable assignment'' of the form
3714 @samp{@var{variable} = @var{value}}.
3716 @smallexample
3718   char *variable, *value;
3720   if (2 > scanf ("%a[a-zA-Z0-9] = %a[^\n]\n",
3721                  &variable, &value))
3722     @{
3723       invalid_input_error ();
3724       return 0;
3725     @}
3727   @dots{}
3729 @end smallexample
3731 @node Other Input Conversions
3732 @subsection Other Input Conversions
3734 This section describes the miscellaneous input conversions.
3736 The @samp{%p} conversion is used to read a pointer value.  It recognizes
3737 the same syntax used by the @samp{%p} output conversion for
3738 @code{printf} (@pxref{Other Output Conversions}); that is, a hexadecimal
3739 number just as the @samp{%x} conversion accepts.  The corresponding
3740 argument should be of type @code{void **}; that is, the address of a
3741 place to store a pointer.
3743 The resulting pointer value is not guaranteed to be valid if it was not
3744 originally written during the same program execution that reads it in.
3746 The @samp{%n} conversion produces the number of characters read so far
3747 by this call.  The corresponding argument should be of type @code{int *}.
3748 This conversion works in the same way as the @samp{%n} conversion for
3749 @code{printf}; see @ref{Other Output Conversions}, for an example.
3751 The @samp{%n} conversion is the only mechanism for determining the
3752 success of literal matches or conversions with suppressed assignments.
3753 If the @samp{%n} follows the locus of a matching failure, then no value
3754 is stored for it since @code{scanf} returns before processing the
3755 @samp{%n}.  If you store @code{-1} in that argument slot before calling
3756 @code{scanf}, the presence of @code{-1} after @code{scanf} indicates an
3757 error occurred before the @samp{%n} was reached.
3759 Finally, the @samp{%%} conversion matches a literal @samp{%} character
3760 in the input stream, without using an argument.  This conversion does
3761 not permit any flags, field width, or type modifier to be specified.
3763 @node Formatted Input Functions
3764 @subsection Formatted Input Functions
3766 Here are the descriptions of the functions for performing formatted
3767 input.
3768 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
3769 @pindex stdio.h
3771 @comment stdio.h
3772 @comment ISO
3773 @deftypefun int scanf (const char *@var{template}, @dots{})
3774 The @code{scanf} function reads formatted input from the stream
3775 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
3776 The optional arguments are pointers to the places which receive the
3777 resulting values.
3779 The return value is normally the number of successful assignments.  If
3780 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
3781 including matches against whitespace and literal characters in the
3782 template, then @code{EOF} is returned.
3783 @end deftypefun
3785 @comment wchar.h
3786 @comment ISO
3787 @deftypefun int wscanf (const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3788 The @code{wscanf} function reads formatted input from the stream
3789 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
3790 The optional arguments are pointers to the places which receive the
3791 resulting values.
3793 The return value is normally the number of successful assignments.  If
3794 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
3795 including matches against whitespace and literal characters in the
3796 template, then @code{WEOF} is returned.
3797 @end deftypefun
3799 @comment stdio.h
3800 @comment ISO
3801 @deftypefun int fscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
3802 This function is just like @code{scanf}, except that the input is read
3803 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
3804 @end deftypefun
3806 @comment wchar.h
3807 @comment ISO
3808 @deftypefun int fwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, @dots{})
3809 This function is just like @code{wscanf}, except that the input is read
3810 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
3811 @end deftypefun
3813 @comment stdio.h
3814 @comment ISO
3815 @deftypefun int sscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
3816 This is like @code{scanf}, except that the characters are taken from the
3817 null-terminated string @var{s} instead of from a stream.  Reaching the
3818 end of the string is treated as an end-of-file condition.
3820 The behavior of this function is undefined if copying takes place
3821 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
3822 as an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
3823 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
3824 @end deftypefun
3826 @comment wchar.h
3827 @comment ISO
3828 @deftypefun int swscanf (const wchar_t *@var{ws}, const char *@var{template}, @dots{})
3829 This is like @code{wscanf}, except that the characters are taken from the
3830 null-terminated string @var{ws} instead of from a stream.  Reaching the
3831 end of the string is treated as an end-of-file condition.
3833 The behavior of this function is undefined if copying takes place
3834 between objects that overlap---for example, if @var{ws} is also given as
3835 an argument to receive a string read under control of the @samp{%s},
3836 @samp{%S}, or @samp{%[} conversion.
3837 @end deftypefun
3839 @node Variable Arguments Input
3840 @subsection Variable Arguments Input Functions
3842 The functions @code{vscanf} and friends are provided so that you can
3843 define your own variadic @code{scanf}-like functions that make use of
3844 the same internals as the built-in formatted output functions.
3845 These functions are analogous to the @code{vprintf} series of output
3846 functions.  @xref{Variable Arguments Output}, for important
3847 information on how to use them.
3849 @strong{Portability Note:} The functions listed in this section were
3850 introduced in @w{ISO C99} and were before available as GNU extensions.
3852 @comment stdio.h
3853 @comment ISO
3854 @deftypefun int vscanf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3855 This function is similar to @code{scanf}, but instead of taking
3856 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
3857 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
3858 @end deftypefun
3860 @comment wchar.h
3861 @comment ISO
3862 @deftypefun int vwscanf (const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
3863 This function is similar to @code{wscanf}, but instead of taking
3864 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
3865 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
3866 @end deftypefun
3868 @comment stdio.h
3869 @comment ISO
3870 @deftypefun int vfscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3871 This is the equivalent of @code{fscanf} with the variable argument list
3872 specified directly as for @code{vscanf}.
3873 @end deftypefun
3875 @comment wchar.h
3876 @comment ISO
3877 @deftypefun int vfwscanf (FILE *@var{stream}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
3878 This is the equivalent of @code{fwscanf} with the variable argument list
3879 specified directly as for @code{vwscanf}.
3880 @end deftypefun
3882 @comment stdio.h
3883 @comment ISO
3884 @deftypefun int vsscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3885 This is the equivalent of @code{sscanf} with the variable argument list
3886 specified directly as for @code{vscanf}.
3887 @end deftypefun
3889 @comment wchar.h
3890 @comment ISO
3891 @deftypefun int vswscanf (const wchar_t *@var{s}, const wchar_t *@var{template}, va_list @var{ap})
3892 This is the equivalent of @code{swscanf} with the variable argument list
3893 specified directly as for @code{vwscanf}.
3894 @end deftypefun
3896 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
3897 know that a function uses a @code{scanf}-style format string.  Then it
3898 can check the number and types of arguments in each call to the
3899 function, and warn you when they do not match the format string.
3900 For details, @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
3901 gcc.info, Using GNU CC}.
3903 @node EOF and Errors
3904 @section End-Of-File and Errors
3906 @cindex end of file, on a stream
3907 Many of the functions described in this chapter return the value of the
3908 macro @code{EOF} to indicate unsuccessful completion of the operation.
3909 Since @code{EOF} is used to report both end of file and random errors,
3910 it's often better to use the @code{feof} function to check explicitly
3911 for end of file and @code{ferror} to check for errors.  These functions
3912 check indicators that are part of the internal state of the stream
3913 object, indicators set if the appropriate condition was detected by a
3914 previous I/O operation on that stream.
3916 @comment stdio.h
3917 @comment ISO
3918 @deftypevr Macro int EOF
3919 This macro is an integer value that is returned by a number of narrow
3920 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
3921 error situation.  With the GNU library, @code{EOF} is @code{-1}.  In
3922 other libraries, its value may be some other negative number.
3924 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3925 @end deftypevr
3927 @comment wchar.h
3928 @comment ISO
3929 @deftypevr Macro int WEOF
3930 This macro is an integer value that is returned by a number of wide
3931 stream functions to indicate an end-of-file condition, or some other
3932 error situation.  With the GNU library, @code{WEOF} is @code{-1}.  In
3933 other libraries, its value may be some other negative number.
3935 This symbol is declared in @file{wchar.h}.
3936 @end deftypevr
3938 @comment stdio.h
3939 @comment ISO
3940 @deftypefun int feof (FILE *@var{stream})
3941 The @code{feof} function returns nonzero if and only if the end-of-file
3942 indicator for the stream @var{stream} is set.
3944 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3945 @end deftypefun
3947 @comment stdio.h
3948 @comment GNU
3949 @deftypefun int feof_unlocked (FILE *@var{stream})
3950 The @code{feof_unlocked} function is equivalent to the @code{feof}
3951 function except that it does not implicitly lock the stream.
3953 This function is a GNU extension.
3955 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3956 @end deftypefun
3958 @comment stdio.h
3959 @comment ISO
3960 @deftypefun int ferror (FILE *@var{stream})
3961 The @code{ferror} function returns nonzero if and only if the error
3962 indicator for the stream @var{stream} is set, indicating that an error
3963 has occurred on a previous operation on the stream.
3965 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3966 @end deftypefun
3968 @comment stdio.h
3969 @comment GNU
3970 @deftypefun int ferror_unlocked (FILE *@var{stream})
3971 The @code{ferror_unlocked} function is equivalent to the @code{ferror}
3972 function except that it does not implicitly lock the stream.
3974 This function is a GNU extension.
3976 This symbol is declared in @file{stdio.h}.
3977 @end deftypefun
3979 In addition to setting the error indicator associated with the stream,
3980 the functions that operate on streams also set @code{errno} in the same
3981 way as the corresponding low-level functions that operate on file
3982 descriptors.  For example, all of the functions that perform output to a
3983 stream---such as @code{fputc}, @code{printf}, and @code{fflush}---are
3984 implemented in terms of @code{write}, and all of the @code{errno} error
3985 conditions defined for @code{write} are meaningful for these functions.
3986 For more information about the descriptor-level I/O functions, see
3987 @ref{Low-Level I/O}.
3989 @node Error Recovery
3990 @section Recovering from errors
3992 You may explicitly clear the error and EOF flags with the @code{clearerr}
3993 function.
3995 @comment stdio.h
3996 @comment ISO
3997 @deftypefun void clearerr (FILE *@var{stream})
3998 This function clears the end-of-file and error indicators for the
3999 stream @var{stream}.
4001 The file positioning functions (@pxref{File Positioning}) also clear the
4002 end-of-file indicator for the stream.
4003 @end deftypefun
4005 @comment stdio.h
4006 @comment GNU
4007 @deftypefun void clearerr_unlocked (FILE *@var{stream})
4008 The @code{clearerr_unlocked} function is equivalent to the @code{clearerr}
4009 function except that it does not implicitly lock the stream.
4011 This function is a GNU extension.
4012 @end deftypefun
4014 Note that it is @emph{not} correct to just clear the error flag and retry
4015 a failed stream operation.  After a failed write, any number of
4016 characters since the last buffer flush may have been committed to the
4017 file, while some buffered data may have been discarded.  Merely retrying
4018 can thus cause lost or repeated data.
4020 A failed read may leave the file pointer in an inappropriate position for
4021 a second try.  In both cases, you should seek to a known position before
4022 retrying.
4024 Most errors that can happen are not recoverable --- a second try will
4025 always fail again in the same way.  So usually it is best to give up and
4026 report the error to the user, rather than install complicated recovery
4027 logic.
4029 One important exception is @code{EINTR} (@pxref{Interrupted Primitives}).
4030 Many stream I/O implementations will treat it as an ordinary error, which
4031 can be quite inconvenient.  You can avoid this hassle by installing all
4032 signals with the @code{SA_RESTART} flag.
4034 For similar reasons, setting nonblocking I/O on a stream's file
4035 descriptor is not usually advisable.
4037 @node Binary Streams
4038 @section Text and Binary Streams
4040 The GNU system and other POSIX-compatible operating systems organize all
4041 files as uniform sequences of characters.  However, some other systems
4042 make a distinction between files containing text and files containing
4043 binary data, and the input and output facilities of @w{ISO C} provide for
4044 this distinction.  This section tells you how to write programs portable
4045 to such systems.
4047 @cindex text stream
4048 @cindex binary stream
4049 When you open a stream, you can specify either a @dfn{text stream} or a
4050 @dfn{binary stream}.  You indicate that you want a binary stream by
4051 specifying the @samp{b} modifier in the @var{opentype} argument to
4052 @code{fopen}; see @ref{Opening Streams}.  Without this
4053 option, @code{fopen} opens the file as a text stream.
4055 Text and binary streams differ in several ways:
4057 @itemize @bullet
4058 @item
4059 The data read from a text stream is divided into @dfn{lines} which are
4060 terminated by newline (@code{'\n'}) characters, while a binary stream is
4061 simply a long series of characters.  A text stream might on some systems
4062 fail to handle lines more than 254 characters long (including the
4063 terminating newline character).
4064 @cindex lines (in a text file)
4066 @item
4067 On some systems, text files can contain only printing characters,
4068 horizontal tab characters, and newlines, and so text streams may not
4069 support other characters.  However, binary streams can handle any
4070 character value.
4072 @item
4073 Space characters that are written immediately preceding a newline
4074 character in a text stream may disappear when the file is read in again.
4076 @item
4077 More generally, there need not be a one-to-one mapping between
4078 characters that are read from or written to a text stream, and the
4079 characters in the actual file.
4080 @end itemize
4082 Since a binary stream is always more capable and more predictable than a
4083 text stream, you might wonder what purpose text streams serve.  Why not
4084 simply always use binary streams?  The answer is that on these operating
4085 systems, text and binary streams use different file formats, and the
4086 only way to read or write ``an ordinary file of text'' that can work
4087 with other text-oriented programs is through a text stream.
4089 In the GNU library, and on all POSIX systems, there is no difference
4090 between text streams and binary streams.  When you open a stream, you
4091 get the same kind of stream regardless of whether you ask for binary.
4092 This stream can handle any file content, and has none of the
4093 restrictions that text streams sometimes have.
4095 @node File Positioning
4096 @section File Positioning
4097 @cindex file positioning on a stream
4098 @cindex positioning a stream
4099 @cindex seeking on a stream
4101 The @dfn{file position} of a stream describes where in the file the
4102 stream is currently reading or writing.  I/O on the stream advances the
4103 file position through the file.  In the GNU system, the file position is
4104 represented as an integer, which counts the number of bytes from the
4105 beginning of the file.  @xref{File Position}.
4107 During I/O to an ordinary disk file, you can change the file position
4108 whenever you wish, so as to read or write any portion of the file.  Some
4109 other kinds of files may also permit this.  Files which support changing
4110 the file position are sometimes referred to as @dfn{random-access}
4111 files.
4113 You can use the functions in this section to examine or modify the file
4114 position indicator associated with a stream.  The symbols listed below
4115 are declared in the header file @file{stdio.h}.
4116 @pindex stdio.h
4118 @comment stdio.h
4119 @comment ISO
4120 @deftypefun {long int} ftell (FILE *@var{stream})
4121 This function returns the current file position of the stream
4122 @var{stream}.
4124 This function can fail if the stream doesn't support file positioning,
4125 or if the file position can't be represented in a @code{long int}, and
4126 possibly for other reasons as well.  If a failure occurs, a value of
4127 @code{-1} is returned.
4128 @end deftypefun
4130 @comment stdio.h
4131 @comment Unix98
4132 @deftypefun off_t ftello (FILE *@var{stream})
4133 The @code{ftello} function is similar to @code{ftell}, except that it
4134 returns a value of type @code{off_t}.  Systems which support this type
4135 use it to describe all file positions, unlike the POSIX specification
4136 which uses a long int.  The two are not necessarily the same size.
4137 Therefore, using ftell can lead to problems if the implementation is
4138 written on top of a POSIX compliant low-level I/O implementation, and using
4139 @code{ftello} is preferable whenever it is available.
4141 If this function fails it returns @code{(off_t) -1}.  This can happen due
4142 to missing support for file positioning or internal errors.  Otherwise
4143 the return value is the current file position.
4145 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4146 version 2.
4148 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4149 32 bit system this function is in fact @code{ftello64}.  I.e., the
4150 LFS interface transparently replaces the old interface.
4151 @end deftypefun
4153 @comment stdio.h
4154 @comment Unix98
4155 @deftypefun off64_t ftello64 (FILE *@var{stream})
4156 This function is similar to @code{ftello} with the only difference that
4157 the return value is of type @code{off64_t}.  This also requires that the
4158 stream @var{stream} was opened using either @code{fopen64},
4159 @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise the underlying
4160 file operations to position the file pointer beyond the @math{2^31}
4161 bytes limit might fail.
4163 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4164 bits machine this function is available under the name @code{ftello}
4165 and so transparently replaces the old interface.
4166 @end deftypefun
4168 @comment stdio.h
4169 @comment ISO
4170 @deftypefun int fseek (FILE *@var{stream}, long int @var{offset}, int @var{whence})
4171 The @code{fseek} function is used to change the file position of the
4172 stream @var{stream}.  The value of @var{whence} must be one of the
4173 constants @code{SEEK_SET}, @code{SEEK_CUR}, or @code{SEEK_END}, to
4174 indicate whether the @var{offset} is relative to the beginning of the
4175 file, the current file position, or the end of the file, respectively.
4177 This function returns a value of zero if the operation was successful,
4178 and a nonzero value to indicate failure.  A successful call also clears
4179 the end-of-file indicator of @var{stream} and discards any characters
4180 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}.
4182 @code{fseek} either flushes any buffered output before setting the file
4183 position or else remembers it so it will be written later in its proper
4184 place in the file.
4185 @end deftypefun
4187 @comment stdio.h
4188 @comment Unix98
4189 @deftypefun int fseeko (FILE *@var{stream}, off_t @var{offset}, int @var{whence})
4190 This function is similar to @code{fseek} but it corrects a problem with
4191 @code{fseek} in a system with POSIX types.  Using a value of type
4192 @code{long int} for the offset is not compatible with POSIX.
4193 @code{fseeko} uses the correct type @code{off_t} for the @var{offset}
4194 parameter.
4196 For this reason it is a good idea to prefer @code{ftello} whenever it is
4197 available since its functionality is (if different at all) closer the
4198 underlying definition.
4200 The functionality and return value is the same as for @code{fseek}.
4202 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
4203 version 2.
4205 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4206 32 bit system this function is in fact @code{fseeko64}.  I.e., the
4207 LFS interface transparently replaces the old interface.
4208 @end deftypefun
4210 @comment stdio.h
4211 @comment Unix98
4212 @deftypefun int fseeko64 (FILE *@var{stream}, off64_t @var{offset}, int @var{whence})
4213 This function is similar to @code{fseeko} with the only difference that
4214 the @var{offset} parameter is of type @code{off64_t}.  This also
4215 requires that the stream @var{stream} was opened using either
4216 @code{fopen64}, @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise
4217 the underlying file operations to position the file pointer beyond the
4218 @math{2^31} bytes limit might fail.
4220 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4221 bits machine this function is available under the name @code{fseeko}
4222 and so transparently replaces the old interface.
4223 @end deftypefun
4225 @strong{Portability Note:} In non-POSIX systems, @code{ftell},
4226 @code{ftello}, @code{fseek} and @code{fseeko} might work reliably only
4227 on binary streams.  @xref{Binary Streams}.
4229 The following symbolic constants are defined for use as the @var{whence}
4230 argument to @code{fseek}.  They are also used with the @code{lseek}
4231 function (@pxref{I/O Primitives}) and to specify offsets for file locks
4232 (@pxref{Control Operations}).
4234 @comment stdio.h
4235 @comment ISO
4236 @deftypevr Macro int SEEK_SET
4237 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4238 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4239 the offset provided is relative to the beginning of the file.
4240 @end deftypevr
4242 @comment stdio.h
4243 @comment ISO
4244 @deftypevr Macro int SEEK_CUR
4245 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4246 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4247 the offset provided is relative to the current file position.
4248 @end deftypevr
4250 @comment stdio.h
4251 @comment ISO
4252 @deftypevr Macro int SEEK_END
4253 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
4254 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
4255 the offset provided is relative to the end of the file.
4256 @end deftypevr
4258 @comment stdio.h
4259 @comment ISO
4260 @deftypefun void rewind (FILE *@var{stream})
4261 The @code{rewind} function positions the stream @var{stream} at the
4262 beginning of the file.  It is equivalent to calling @code{fseek} or
4263 @code{fseeko} on the @var{stream} with an @var{offset} argument of
4264 @code{0L} and a @var{whence} argument of @code{SEEK_SET}, except that
4265 the return value is discarded and the error indicator for the stream is
4266 reset.
4267 @end deftypefun
4269 These three aliases for the @samp{SEEK_@dots{}} constants exist for the
4270 sake of compatibility with older BSD systems.  They are defined in two
4271 different header files: @file{fcntl.h} and @file{sys/file.h}.
4273 @table @code
4274 @comment sys/file.h
4275 @comment BSD
4276 @item L_SET
4277 @vindex L_SET
4278 An alias for @code{SEEK_SET}.
4280 @comment sys/file.h
4281 @comment BSD
4282 @item L_INCR
4283 @vindex L_INCR
4284 An alias for @code{SEEK_CUR}.
4286 @comment sys/file.h
4287 @comment BSD
4288 @item L_XTND
4289 @vindex L_XTND
4290 An alias for @code{SEEK_END}.
4291 @end table
4293 @node Portable Positioning
4294 @section Portable File-Position Functions
4296 On the GNU system, the file position is truly a character count.  You
4297 can specify any character count value as an argument to @code{fseek} or
4298 @code{fseeko} and get reliable results for any random access file.
4299 However, some @w{ISO C} systems do not represent file positions in this
4300 way.
4302 On some systems where text streams truly differ from binary streams, it
4303 is impossible to represent the file position of a text stream as a count
4304 of characters from the beginning of the file.  For example, the file
4305 position on some systems must encode both a record offset within the
4306 file, and a character offset within the record.
4308 As a consequence, if you want your programs to be portable to these
4309 systems, you must observe certain rules:
4311 @itemize @bullet
4312 @item
4313 The value returned from @code{ftell} on a text stream has no predictable
4314 relationship to the number of characters you have read so far.  The only
4315 thing you can rely on is that you can use it subsequently as the
4316 @var{offset} argument to @code{fseek} or @code{fseeko} to move back to
4317 the same file position.
4319 @item
4320 In a call to @code{fseek} or @code{fseeko} on a text stream, either the
4321 @var{offset} must be zero, or @var{whence} must be @code{SEEK_SET} and
4322 and the @var{offset} must be the result of an earlier call to @code{ftell}
4323 on the same stream.
4325 @item
4326 The value of the file position indicator of a text stream is undefined
4327 while there are characters that have been pushed back with @code{ungetc}
4328 that haven't been read or discarded.  @xref{Unreading}.
4329 @end itemize
4331 But even if you observe these rules, you may still have trouble for long
4332 files, because @code{ftell} and @code{fseek} use a @code{long int} value
4333 to represent the file position.  This type may not have room to encode
4334 all the file positions in a large file.  Using the @code{ftello} and
4335 @code{fseeko} functions might help here since the @code{off_t} type is
4336 expected to be able to hold all file position values but this still does
4337 not help to handle additional information which must be associated with
4338 a file position.
4340 So if you do want to support systems with peculiar encodings for the
4341 file positions, it is better to use the functions @code{fgetpos} and
4342 @code{fsetpos} instead.  These functions represent the file position
4343 using the data type @code{fpos_t}, whose internal representation varies
4344 from system to system.
4346 These symbols are declared in the header file @file{stdio.h}.
4347 @pindex stdio.h
4349 @comment stdio.h
4350 @comment ISO
4351 @deftp {Data Type} fpos_t
4352 This is the type of an object that can encode information about the
4353 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos} and
4354 @code{fsetpos}.
4356 In the GNU system, @code{fpos_t} is an opaque data structure that
4357 contains internal data to represent file offset and conversion state
4358 information.  In other systems, it might have a different internal
4359 representation.
4361 When compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32 bit machine
4362 this type is in fact equivalent to @code{fpos64_t} since the LFS
4363 interface transparently replaces the old interface.
4364 @end deftp
4366 @comment stdio.h
4367 @comment Unix98
4368 @deftp {Data Type} fpos64_t
4369 This is the type of an object that can encode information about the
4370 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos64} and
4371 @code{fsetpos64}.
4373 In the GNU system, @code{fpos64_t} is an opaque data structure that
4374 contains internal data to represent file offset and conversion state
4375 information.  In other systems, it might have a different internal
4376 representation.
4377 @end deftp
4379 @comment stdio.h
4380 @comment ISO
4381 @deftypefun int fgetpos (FILE *@var{stream}, fpos_t *@var{position})
4382 This function stores the value of the file position indicator for the
4383 stream @var{stream} in the @code{fpos_t} object pointed to by
4384 @var{position}.  If successful, @code{fgetpos} returns zero; otherwise
4385 it returns a nonzero value and stores an implementation-defined positive
4386 value in @code{errno}.
4388 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4389 32 bit system the function is in fact @code{fgetpos64}.  I.e., the LFS
4390 interface transparently replaces the old interface.
4391 @end deftypefun
4393 @comment stdio.h
4394 @comment Unix98
4395 @deftypefun int fgetpos64 (FILE *@var{stream}, fpos64_t *@var{position})
4396 This function is similar to @code{fgetpos} but the file position is
4397 returned in a variable of type @code{fpos64_t} to which @var{position}
4398 points.
4400 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4401 bits machine this function is available under the name @code{fgetpos}
4402 and so transparently replaces the old interface.
4403 @end deftypefun
4405 @comment stdio.h
4406 @comment ISO
4407 @deftypefun int fsetpos (FILE *@var{stream}, const fpos_t *@var{position})
4408 This function sets the file position indicator for the stream @var{stream}
4409 to the position @var{position}, which must have been set by a previous
4410 call to @code{fgetpos} on the same stream.  If successful, @code{fsetpos}
4411 clears the end-of-file indicator on the stream, discards any characters
4412 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}, and returns a value
4413 of zero.  Otherwise, @code{fsetpos} returns a nonzero value and stores
4414 an implementation-defined positive value in @code{errno}.
4416 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
4417 32 bit system the function is in fact @code{fsetpos64}.  I.e., the LFS
4418 interface transparently replaces the old interface.
4419 @end deftypefun
4421 @comment stdio.h
4422 @comment Unix98
4423 @deftypefun int fsetpos64 (FILE *@var{stream}, const fpos64_t *@var{position})
4424 This function is similar to @code{fsetpos} but the file position used
4425 for positioning is provided in a variable of type @code{fpos64_t} to
4426 which @var{position} points.
4428 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
4429 bits machine this function is available under the name @code{fsetpos}
4430 and so transparently replaces the old interface.
4431 @end deftypefun
4433 @node Stream Buffering
4434 @section Stream Buffering
4436 @cindex buffering of streams
4437 Characters that are written to a stream are normally accumulated and
4438 transmitted asynchronously to the file in a block, instead of appearing
4439 as soon as they are output by the application program.  Similarly,
4440 streams often retrieve input from the host environment in blocks rather
4441 than on a character-by-character basis.  This is called @dfn{buffering}.
4443 If you are writing programs that do interactive input and output using
4444 streams, you need to understand how buffering works when you design the
4445 user interface to your program.  Otherwise, you might find that output
4446 (such as progress or prompt messages) doesn't appear when you intended
4447 it to, or displays some other unexpected behavior.
4449 This section deals only with controlling when characters are transmitted
4450 between the stream and the file or device, and @emph{not} with how
4451 things like echoing, flow control, and the like are handled on specific
4452 classes of devices.  For information on common control operations on
4453 terminal devices, see @ref{Low-Level Terminal Interface}.
4455 You can bypass the stream buffering facilities altogether by using the
4456 low-level input and output functions that operate on file descriptors
4457 instead.  @xref{Low-Level I/O}.
4459 @menu
4460 * Buffering Concepts::          Terminology is defined here.
4461 * Flushing Buffers::            How to ensure that output buffers are flushed.
4462 * Controlling Buffering::       How to specify what kind of buffering to use.
4463 @end menu
4465 @node Buffering Concepts
4466 @subsection Buffering Concepts
4468 There are three different kinds of buffering strategies:
4470 @itemize @bullet
4471 @item
4472 Characters written to or read from an @dfn{unbuffered} stream are
4473 transmitted individually to or from the file as soon as possible.
4474 @cindex unbuffered stream
4476 @item
4477 Characters written to a @dfn{line buffered} stream are transmitted to
4478 the file in blocks when a newline character is encountered.
4479 @cindex line buffered stream
4481 @item
4482 Characters written to or read from a @dfn{fully buffered} stream are
4483 transmitted to or from the file in blocks of arbitrary size.
4484 @cindex fully buffered stream
4485 @end itemize
4487 Newly opened streams are normally fully buffered, with one exception: a
4488 stream connected to an interactive device such as a terminal is
4489 initially line buffered.  @xref{Controlling Buffering}, for information
4490 on how to select a different kind of buffering.  Usually the automatic
4491 selection gives you the most convenient kind of buffering for the file
4492 or device you open.
4494 The use of line buffering for interactive devices implies that output
4495 messages ending in a newline will appear immediately---which is usually
4496 what you want.  Output that doesn't end in a newline might or might not
4497 show up immediately, so if you want them to appear immediately, you
4498 should flush buffered output explicitly with @code{fflush}, as described
4499 in @ref{Flushing Buffers}.
4501 @node Flushing Buffers
4502 @subsection Flushing Buffers
4504 @cindex flushing a stream
4505 @dfn{Flushing} output on a buffered stream means transmitting all
4506 accumulated characters to the file.  There are many circumstances when
4507 buffered output on a stream is flushed automatically:
4509 @itemize @bullet
4510 @item
4511 When you try to do output and the output buffer is full.
4513 @item
4514 When the stream is closed.  @xref{Closing Streams}.
4516 @item
4517 When the program terminates by calling @code{exit}.
4518 @xref{Normal Termination}.
4520 @item
4521 When a newline is written, if the stream is line buffered.
4523 @item
4524 Whenever an input operation on @emph{any} stream actually reads data
4525 from its file.
4526 @end itemize
4528 If you want to flush the buffered output at another time, call
4529 @code{fflush}, which is declared in the header file @file{stdio.h}.
4530 @pindex stdio.h
4532 @comment stdio.h
4533 @comment ISO
4534 @deftypefun int fflush (FILE *@var{stream})
4535 This function causes any buffered output on @var{stream} to be delivered
4536 to the file.  If @var{stream} is a null pointer, then
4537 @code{fflush} causes buffered output on @emph{all} open output streams
4538 to be flushed.
4540 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, or zero
4541 otherwise.
4542 @end deftypefun
4544 @comment stdio.h
4545 @comment POSIX
4546 @deftypefun int fflush_unlocked (FILE *@var{stream})
4547 The @code{fflush_unlocked} function is equivalent to the @code{fflush}
4548 function except that it does not implicitly lock the stream.
4549 @end deftypefun
4551 The @code{fflush} function can be used to flush all streams currently
4552 opened.  While this is useful in some situations it does often more than
4553 necessary since it might be done in situations when terminal input is
4554 required and the program wants to be sure that all output is visible on
4555 the terminal.  But this means that only line buffered streams have to be
4556 flushed.  Solaris introduced a function especially for this.  It was
4557 always available in the GNU C library in some form but never officially
4558 exported.
4560 @comment stdio_ext.h
4561 @comment GNU
4562 @deftypefun void _flushlbf (void)
4563 The @code{_flushlbf} function flushes all line buffered streams
4564 currently opened.
4566 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4567 @end deftypefun
4569 @strong{Compatibility Note:} Some brain-damaged operating systems have
4570 been known to be so thoroughly fixated on line-oriented input and output
4571 that flushing a line buffered stream causes a newline to be written!
4572 Fortunately, this ``feature'' seems to be becoming less common.  You do
4573 not need to worry about this in the GNU system.
4575 In some situations it might be useful to not flush the output pending
4576 for a stream but instead simply forget it.  If transmission is costly
4577 and the output is not needed anymore this is valid reasoning.  In this
4578 situation a non-standard function introduced in Solaris and available in
4579 the GNU C library can be used.
4581 @comment stdio_ext.h
4582 @comment GNU
4583 @deftypefun void __fpurge (FILE *@var{stream})
4584 The @code{__fpurge} function causes the buffer of the stream
4585 @var{stream} to be emptied.  If the stream is currently in read mode all
4586 input in the buffer is lost.  If the stream is in output mode the
4587 buffered output is not written to the device (or whatever other
4588 underlying storage) and the buffer the cleared.
4590 This function is declared in @file{stdio_ext.h}.
4591 @end deftypefun
4593 @node Controlling Buffering
4594 @subsection Controlling Which Kind of Buffering
4596 After opening a stream (but before any other operations have been
4597 performed on it), you can explicitly specify what kind of buffering you
4598 want it to have using the @code{setvbuf} function.
4599 @cindex buffering, controlling
4601 The facilities listed in this section are declared in the header
4602 file @file{stdio.h}.
4603 @pindex stdio.h
4605 @comment stdio.h
4606 @comment ISO
4607 @deftypefun int setvbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, int @var{mode}, size_t @var{size})
4608 This function is used to specify that the stream @var{stream} should
4609 have the buffering mode @var{mode}, which can be either @code{_IOFBF}
4610 (for full buffering), @code{_IOLBF} (for line buffering), or
4611 @code{_IONBF} (for unbuffered input/output).
4613 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, then @code{setvbuf}
4614 allocates a buffer itself using @code{malloc}.  This buffer will be freed
4615 when you close the stream.
4617 Otherwise, @var{buf} should be a character array that can hold at least
4618 @var{size} characters.  You should not free the space for this array as
4619 long as the stream remains open and this array remains its buffer.  You
4620 should usually either allocate it statically, or @code{malloc}
4621 (@pxref{Unconstrained Allocation}) the buffer.  Using an automatic array
4622 is not a good idea unless you close the file before exiting the block
4623 that declares the array.
4625 While the array remains a stream buffer, the stream I/O functions will
4626 use the buffer for their internal purposes.  You shouldn't try to access
4627 the values in the array directly while the stream is using it for
4628 buffering.
4630 The @code{setvbuf} function returns zero on success, or a nonzero value
4631 if the value of @var{mode} is not valid or if the request could not
4632 be honored.
4633 @end deftypefun
4635 @comment stdio.h
4636 @comment ISO
4637 @deftypevr Macro int _IOFBF
4638 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4639 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4640 specify that the stream should be fully buffered.
4641 @end deftypevr
4643 @comment stdio.h
4644 @comment ISO
4645 @deftypevr Macro int _IOLBF
4646 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4647 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4648 specify that the stream should be line buffered.
4649 @end deftypevr
4651 @comment stdio.h
4652 @comment ISO
4653 @deftypevr Macro int _IONBF
4654 The value of this macro is an integer constant expression that can be
4655 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
4656 specify that the stream should be unbuffered.
4657 @end deftypevr
4659 @comment stdio.h
4660 @comment ISO
4661 @deftypevr Macro int BUFSIZ
4662 The value of this macro is an integer constant expression that is good
4663 to use for the @var{size} argument to @code{setvbuf}.  This value is
4664 guaranteed to be at least @code{256}.
4666 The value of @code{BUFSIZ} is chosen on each system so as to make stream
4667 I/O efficient.  So it is a good idea to use @code{BUFSIZ} as the size
4668 for the buffer when you call @code{setvbuf}.
4670 Actually, you can get an even better value to use for the buffer size
4671 by means of the @code{fstat} system call: it is found in the
4672 @code{st_blksize} field of the file attributes.  @xref{Attribute Meanings}.
4674 Sometimes people also use @code{BUFSIZ} as the allocation size of
4675 buffers used for related purposes, such as strings used to receive a
4676 line of input with @code{fgets} (@pxref{Character Input}).  There is no
4677 particular reason to use @code{BUFSIZ} for this instead of any other
4678 integer, except that it might lead to doing I/O in chunks of an
4679 efficient size.
4680 @end deftypevr
4682 @comment stdio.h
4683 @comment ISO
4684 @deftypefun void setbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf})
4685 If @var{buf} is a null pointer, the effect of this function is
4686 equivalent to calling @code{setvbuf} with a @var{mode} argument of
4687 @code{_IONBF}.  Otherwise, it is equivalent to calling @code{setvbuf}
4688 with @var{buf}, and a @var{mode} of @code{_IOFBF} and a @var{size}
4689 argument of @code{BUFSIZ}.
4691 The @code{setbuf} function is provided for compatibility with old code;
4692 use @code{setvbuf} in all new programs.
4693 @end deftypefun
4695 @comment stdio.h
4696 @comment BSD
4697 @deftypefun void setbuffer (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, size_t @var{size})
4698 If @var{buf} is a null pointer, this function makes @var{stream} unbuffered.
4699 Otherwise, it makes @var{stream} fully buffered using @var{buf} as the
4700 buffer.  The @var{size} argument specifies the length of @var{buf}.
4702 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4703 @code{setvbuf} instead.
4704 @end deftypefun
4706 @comment stdio.h
4707 @comment BSD
4708 @deftypefun void setlinebuf (FILE *@var{stream})
4709 This function makes @var{stream} be line buffered, and allocates the
4710 buffer for you.
4712 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
4713 @code{setvbuf} instead.
4714 @end deftypefun
4716 It is possible to query whether a given stream is line buffered or not
4717 using a non-standard function introduced in Solaris and available in the
4718 GNU C library.
4720 @comment stdio_ext.h
4721 @comment GNU
4722 @deftypefun int __flbf (FILE *@var{stream})
4723 The @code{__flbf} function will return a nonzero value in case the
4724 stream @var{stream} is line buffered.  Otherwise the return value is
4725 zero.
4727 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4728 @end deftypefun
4730 Two more extensions allow to determine the size of the buffer and how
4731 much of it is used.  These functions were also introduced in Solaris.
4733 @comment stdio_ext.h
4734 @comment GNU
4735 @deftypefun size_t __fbufsize (FILE *@var{stream})
4736 The @code{__fbufsize} function return the size of the buffer in the
4737 stream @var{stream}.  This value can be used to optimize the use of the
4738 stream.
4740 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4741 @end deftypefun
4743 @comment stdio_ext.h
4744 @comment GNU
4745 @deftypefun size_t __fpending (FILE *@var{stream}) The @code{__fpending}
4746 function returns the number of bytes currently in the output buffer.
4747 For wide-oriented stream the measuring unit is wide characters.  This
4748 function should not be used on buffers in read mode or opened read-only.
4750 This function is declared in the @file{stdio_ext.h} header.
4751 @end deftypefun
4753 @node Other Kinds of Streams
4754 @section Other Kinds of Streams
4756 The GNU library provides ways for you to define additional kinds of
4757 streams that do not necessarily correspond to an open file.
4759 One such type of stream takes input from or writes output to a string.
4760 These kinds of streams are used internally to implement the
4761 @code{sprintf} and @code{sscanf} functions.  You can also create such a
4762 stream explicitly, using the functions described in @ref{String Streams}.
4764 More generally, you can define streams that do input/output to arbitrary
4765 objects using functions supplied by your program.  This protocol is
4766 discussed in @ref{Custom Streams}.
4768 @strong{Portability Note:} The facilities described in this section are
4769 specific to GNU.  Other systems or C implementations might or might not
4770 provide equivalent functionality.
4772 @menu
4773 * String Streams::              Streams that get data from or put data in
4774                                  a string or memory buffer.
4775 * Obstack Streams::             Streams that store data in an obstack.
4776 * Custom Streams::              Defining your own streams with an arbitrary
4777                                  input data source and/or output data sink.
4778 @end menu
4780 @node String Streams
4781 @subsection String Streams
4783 @cindex stream, for I/O to a string
4784 @cindex string stream
4785 The @code{fmemopen} and @code{open_memstream} functions allow you to do
4786 I/O to a string or memory buffer.  These facilities are declared in
4787 @file{stdio.h}.
4788 @pindex stdio.h
4790 @comment stdio.h
4791 @comment GNU
4792 @deftypefun {FILE *} fmemopen (void *@var{buf}, size_t @var{size}, const char *@var{opentype})
4793 This function opens a stream that allows the access specified by the
4794 @var{opentype} argument, that reads from or writes to the buffer specified
4795 by the argument @var{buf}.  This array must be at least @var{size} bytes long.
4797 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, @code{fmemopen}
4798 dynamically allocates an array @var{size} bytes long (as with @code{malloc};
4799 @pxref{Unconstrained Allocation}).  This is really only useful
4800 if you are going to write things to the buffer and then read them back
4801 in again, because you have no way of actually getting a pointer to the
4802 buffer (for this, try @code{open_memstream}, below).  The buffer is
4803 freed when the stream is closed.
4805 The argument @var{opentype} is the same as in @code{fopen}
4806 (@pxref{Opening Streams}).  If the @var{opentype} specifies
4807 append mode, then the initial file position is set to the first null
4808 character in the buffer.  Otherwise the initial file position is at the
4809 beginning of the buffer.
4811 When a stream open for writing is flushed or closed, a null character
4812 (zero byte) is written at the end of the buffer if it fits.  You
4813 should add an extra byte to the @var{size} argument to account for this.
4814 Attempts to write more than @var{size} bytes to the buffer result
4815 in an error.
4817 For a stream open for reading, null characters (zero bytes) in the
4818 buffer do not count as ``end of file''.  Read operations indicate end of
4819 file only when the file position advances past @var{size} bytes.  So, if
4820 you want to read characters from a null-terminated string, you should
4821 supply the length of the string as the @var{size} argument.
4822 @end deftypefun
4824 Here is an example of using @code{fmemopen} to create a stream for
4825 reading from a string:
4827 @smallexample
4828 @include memopen.c.texi
4829 @end smallexample
4831 This program produces the following output:
4833 @smallexample
4834 Got f
4835 Got o
4836 Got o
4837 Got b
4838 Got a
4839 Got r
4840 @end smallexample
4842 @comment stdio.h
4843 @comment GNU
4844 @deftypefun {FILE *} open_memstream (char **@var{ptr}, size_t *@var{sizeloc})
4845 This function opens a stream for writing to a buffer.  The buffer is
4846 allocated dynamically (as with @code{malloc}; @pxref{Unconstrained
4847 Allocation}) and grown as necessary.
4849 When the stream is closed with @code{fclose} or flushed with
4850 @code{fflush}, the locations @var{ptr} and @var{sizeloc} are updated to
4851 contain the pointer to the buffer and its size.  The values thus stored
4852 remain valid only as long as no further output on the stream takes
4853 place.  If you do more output, you must flush the stream again to store
4854 new values before you use them again.
4856 A null character is written at the end of the buffer.  This null character
4857 is @emph{not} included in the size value stored at @var{sizeloc}.
4859 You can move the stream's file position with @code{fseek} or
4860 @code{fseeko} (@pxref{File Positioning}).  Moving the file position past
4861 the end of the data already written fills the intervening space with
4862 zeroes.
4863 @end deftypefun
4865 Here is an example of using @code{open_memstream}:
4867 @smallexample
4868 @include memstrm.c.texi
4869 @end smallexample
4871 This program produces the following output:
4873 @smallexample
4874 buf = `hello', size = 5
4875 buf = `hello, world', size = 12
4876 @end smallexample
4878 @c @group  Invalid outside @example.
4879 @node Obstack Streams
4880 @subsection Obstack Streams
4882 You can open an output stream that puts it data in an obstack.
4883 @xref{Obstacks}.
4885 @comment stdio.h
4886 @comment GNU
4887 @deftypefun {FILE *} open_obstack_stream (struct obstack *@var{obstack})
4888 This function opens a stream for writing data into the obstack @var{obstack}.
4889 This starts an object in the obstack and makes it grow as data is
4890 written (@pxref{Growing Objects}).
4891 @c @end group  Doubly invalid because not nested right.
4893 Calling @code{fflush} on this stream updates the current size of the
4894 object to match the amount of data that has been written.  After a call
4895 to @code{fflush}, you can examine the object temporarily.
4897 You can move the file position of an obstack stream with @code{fseek} or
4898 @code{fseeko} (@pxref{File Positioning}).  Moving the file position past
4899 the end of the data written fills the intervening space with zeros.
4901 To make the object permanent, update the obstack with @code{fflush}, and
4902 then use @code{obstack_finish} to finalize the object and get its address.
4903 The following write to the stream starts a new object in the obstack,
4904 and later writes add to that object until you do another @code{fflush}
4905 and @code{obstack_finish}.
4907 But how do you find out how long the object is?  You can get the length
4908 in bytes by calling @code{obstack_object_size} (@pxref{Status of an
4909 Obstack}), or you can null-terminate the object like this:
4911 @smallexample
4912 obstack_1grow (@var{obstack}, 0);
4913 @end smallexample
4915 Whichever one you do, you must do it @emph{before} calling
4916 @code{obstack_finish}.  (You can do both if you wish.)
4917 @end deftypefun
4919 Here is a sample function that uses @code{open_obstack_stream}:
4921 @smallexample
4922 char *
4923 make_message_string (const char *a, int b)
4925   FILE *stream = open_obstack_stream (&message_obstack);
4926   output_task (stream);
4927   fprintf (stream, ": ");
4928   fprintf (stream, a, b);
4929   fprintf (stream, "\n");
4930   fclose (stream);
4931   obstack_1grow (&message_obstack, 0);
4932   return obstack_finish (&message_obstack);
4934 @end smallexample
4936 @node Custom Streams
4937 @subsection Programming Your Own Custom Streams
4938 @cindex custom streams
4939 @cindex programming your own streams
4941 This section describes how you can make a stream that gets input from an
4942 arbitrary data source or writes output to an arbitrary data sink
4943 programmed by you.  We call these @dfn{custom streams}.  The functions
4944 and types described here are all GNU extensions.
4946 @c !!! this does not talk at all about the higher-level hooks
4948 @menu
4949 * Streams and Cookies::         The @dfn{cookie} records where to fetch or
4950                                  store data that is read or written.
4951 * Hook Functions::              How you should define the four @dfn{hook
4952                                  functions} that a custom stream needs.
4953 @end menu
4955 @node Streams and Cookies
4956 @subsubsection Custom Streams and Cookies
4957 @cindex cookie, for custom stream
4959 Inside every custom stream is a special object called the @dfn{cookie}.
4960 This is an object supplied by you which records where to fetch or store
4961 the data read or written.  It is up to you to define a data type to use
4962 for the cookie.  The stream functions in the library never refer
4963 directly to its contents, and they don't even know what the type is;
4964 they record its address with type @code{void *}.
4966 To implement a custom stream, you must specify @emph{how} to fetch or
4967 store the data in the specified place.  You do this by defining
4968 @dfn{hook functions} to read, write, change ``file position'', and close
4969 the stream.  All four of these functions will be passed the stream's
4970 cookie so they can tell where to fetch or store the data.  The library
4971 functions don't know what's inside the cookie, but your functions will
4972 know.
4974 When you create a custom stream, you must specify the cookie pointer,
4975 and also the four hook functions stored in a structure of type
4976 @code{cookie_io_functions_t}.
4978 These facilities are declared in @file{stdio.h}.
4979 @pindex stdio.h
4981 @comment stdio.h
4982 @comment GNU
4983 @deftp {Data Type} {cookie_io_functions_t}
4984 This is a structure type that holds the functions that define the
4985 communications protocol between the stream and its cookie.  It has
4986 the following members:
4988 @table @code
4989 @item cookie_read_function_t *read
4990 This is the function that reads data from the cookie.  If the value is a
4991 null pointer instead of a function, then read operations on this stream
4992 always return @code{EOF}.
4994 @item cookie_write_function_t *write
4995 This is the function that writes data to the cookie.  If the value is a
4996 null pointer instead of a function, then data written to the stream is
4997 discarded.
4999 @item cookie_seek_function_t *seek
5000 This is the function that performs the equivalent of file positioning on
5001 the cookie.  If the value is a null pointer instead of a function, calls
5002 to @code{fseek} or @code{fseeko} on this stream can only seek to
5003 locations within the buffer; any attempt to seek outside the buffer will
5004 return an @code{ESPIPE} error.
5006 @item cookie_close_function_t *close
5007 This function performs any appropriate cleanup on the cookie when
5008 closing the stream.  If the value is a null pointer instead of a
5009 function, nothing special is done to close the cookie when the stream is
5010 closed.
5011 @end table
5012 @end deftp
5014 @comment stdio.h
5015 @comment GNU
5016 @deftypefun {FILE *} fopencookie (void *@var{cookie}, const char *@var{opentype}, cookie_io_functions_t @var{io-functions})
5017 This function actually creates the stream for communicating with the
5018 @var{cookie} using the functions in the @var{io-functions} argument.
5019 The @var{opentype} argument is interpreted as for @code{fopen};
5020 see @ref{Opening Streams}.  (But note that the ``truncate on
5021 open'' option is ignored.)  The new stream is fully buffered.
5023 The @code{fopencookie} function returns the newly created stream, or a null
5024 pointer in case of an error.
5025 @end deftypefun
5027 @node Hook Functions
5028 @subsubsection Custom Stream Hook Functions
5029 @cindex hook functions (of custom streams)
5031 Here are more details on how you should define the four hook functions
5032 that a custom stream needs.
5034 You should define the function to read data from the cookie as:
5036 @smallexample
5037 ssize_t @var{reader} (void *@var{cookie}, char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5038 @end smallexample
5040 This is very similar to the @code{read} function; see @ref{I/O
5041 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes into
5042 the @var{buffer}, and return the number of bytes read, or zero to
5043 indicate end-of-file.  You can return a value of @code{-1} to indicate
5044 an error.
5046 You should define the function to write data to the cookie as:
5048 @smallexample
5049 ssize_t @var{writer} (void *@var{cookie}, const char *@var{buffer}, size_t @var{size})
5050 @end smallexample
5052 This is very similar to the @code{write} function; see @ref{I/O
5053 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes from
5054 the buffer, and return the number of bytes written.  You can return a
5055 value of @code{-1} to indicate an error.
5057 You should define the function to perform seek operations on the cookie
5060 @smallexample
5061 int @var{seeker} (void *@var{cookie}, fpos_t *@var{position}, int @var{whence})
5062 @end smallexample
5064 For this function, the @var{position} and @var{whence} arguments are
5065 interpreted as for @code{fgetpos}; see @ref{Portable Positioning}.  In
5066 the GNU library, @code{fpos_t} is equivalent to @code{off_t} or
5067 @code{long int}, and simply represents the number of bytes from the
5068 beginning of the file.
5070 After doing the seek operation, your function should store the resulting
5071 file position relative to the beginning of the file in @var{position}.
5072 Your function should return a value of @code{0} on success and @code{-1}
5073 to indicate an error.
5075 You should define the function to do cleanup operations on the cookie
5076 appropriate for closing the stream as:
5078 @smallexample
5079 int @var{cleaner} (void *@var{cookie})
5080 @end smallexample
5082 Your function should return @code{-1} to indicate an error, and @code{0}
5083 otherwise.
5085 @comment stdio.h
5086 @comment GNU
5087 @deftp {Data Type} cookie_read_function
5088 This is the data type that the read function for a custom stream should have.
5089 If you declare the function as shown above, this is the type it will have.
5090 @end deftp
5092 @comment stdio.h
5093 @comment GNU
5094 @deftp {Data Type} cookie_write_function
5095 The data type of the write function for a custom stream.
5096 @end deftp
5098 @comment stdio.h
5099 @comment GNU
5100 @deftp {Data Type} cookie_seek_function
5101 The data type of the seek function for a custom stream.
5102 @end deftp
5104 @comment stdio.h
5105 @comment GNU
5106 @deftp {Data Type} cookie_close_function
5107 The data type of the close function for a custom stream.
5108 @end deftp
5110 @ignore
5111 Roland says:
5113 @quotation
5114 There is another set of functions one can give a stream, the
5115 input-room and output-room functions.  These functions must
5116 understand stdio internals.  To describe how to use these
5117 functions, you also need to document lots of how stdio works
5118 internally (which isn't relevant for other uses of stdio).
5119 Perhaps I can write an interface spec from which you can write
5120 good documentation.  But it's pretty complex and deals with lots
5121 of nitty-gritty details.  I think it might be better to let this
5122 wait until the rest of the manual is more done and polished.
5123 @end quotation
5124 @end ignore
5126 @c ??? This section could use an example.
5129 @node Formatted Messages
5130 @section Formatted Messages
5131 @cindex formatted messages
5133 On systems which are based on System V messages of programs (especially
5134 the system tools) are printed in a strict form using the @code{fmtmsg}
5135 function.  The uniformity sometimes helps the user to interpret messages
5136 and the strictness tests of the @code{fmtmsg} function ensure that the
5137 programmer follows some minimal requirements.
5139 @menu
5140 * Printing Formatted Messages::   The @code{fmtmsg} function.
5141 * Adding Severity Classes::       Add more severity classes.
5142 * Example::                       How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}.
5143 @end menu
5146 @node Printing Formatted Messages
5147 @subsection Printing Formatted Messages
5149 Messages can be printed to standard error and/or to the console.  To
5150 select the destination the programmer can use the following two values,
5151 bitwise OR combined if wanted, for the @var{classification} parameter of
5152 @code{fmtmsg}:
5154 @vtable @code
5155 @item MM_PRINT
5156 Display the message in standard error.
5157 @item MM_CONSOLE
5158 Display the message on the system console.
5159 @end vtable
5161 The erroneous piece of the system can be signalled by exactly one of the
5162 following values which also is bitwise ORed with the
5163 @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}:
5165 @vtable @code
5166 @item MM_HARD
5167 The source of the condition is some hardware.
5168 @item MM_SOFT
5169 The source of the condition is some software.
5170 @item MM_FIRM
5171 The source of the condition is some firmware.
5172 @end vtable
5174 A third component of the @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}
5175 can describe the part of the system which detects the problem.  This is
5176 done by using exactly one of the following values:
5178 @vtable @code
5179 @item MM_APPL
5180 The erroneous condition is detected by the application.
5181 @item MM_UTIL
5182 The erroneous condition is detected by a utility.
5183 @item MM_OPSYS
5184 The erroneous condition is detected by the operating system.
5185 @end vtable
5187 A last component of @var{classification} can signal the results of this
5188 message.  Exactly one of the following values can be used:
5190 @vtable @code
5191 @item MM_RECOVER
5192 It is a recoverable error.
5193 @item MM_NRECOV
5194 It is a non-recoverable error.
5195 @end vtable
5197 @comment fmtmsg.h
5198 @comment XPG
5199 @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})
5200 Display a message described by its parameters on the device(s) specified
5201 in the @var{classification} parameter.  The @var{label} parameter
5202 identifies the source of the message.  The string should consist of two
5203 colon separated parts where the first part has not more than 10 and the
5204 second part not more than 14 characters.  The @var{text} parameter
5205 describes the condition of the error, the @var{action} parameter possible
5206 steps to recover from the error and the @var{tag} parameter is a
5207 reference to the online documentation where more information can be
5208 found.  It should contain the @var{label} value and a unique
5209 identification number.
5211 Each of the parameters can be a special value which means this value
5212 is to be omitted.  The symbolic names for these values are:
5214 @vtable @code
5215 @item MM_NULLLBL
5216 Ignore @var{label} parameter.
5217 @item MM_NULLSEV
5218 Ignore @var{severity} parameter.
5219 @item MM_NULLMC
5220 Ignore @var{classification} parameter.  This implies that nothing is
5221 actually printed.
5222 @item MM_NULLTXT
5223 Ignore @var{text} parameter.
5224 @item MM_NULLACT
5225 Ignore @var{action} parameter.
5226 @item MM_NULLTAG
5227 Ignore @var{tag} parameter.
5228 @end vtable
5230 There is another way certain fields can be omitted from the output to
5231 standard error.  This is described below in the description of
5232 environment variables influencing the behavior.
5234 The @var{severity} parameter can have one of the values in the following
5235 table:
5236 @cindex severity class
5238 @vtable @code
5239 @item MM_NOSEV
5240 Nothing is printed, this value is the same as @code{MM_NULLSEV}.
5241 @item MM_HALT
5242 This value is printed as @code{HALT}.
5243 @item MM_ERROR
5244 This value is printed as @code{ERROR}.
5245 @item MM_WARNING
5246 This value is printed as @code{WARNING}.
5247 @item MM_INFO
5248 This value is printed as @code{INFO}.
5249 @end vtable
5251 The numeric value of these five macros are between @code{0} and
5252 @code{4}.  Using the environment variable @code{SEV_LEVEL} or using the
5253 @code{addseverity} function one can add more severity levels with their
5254 corresponding string to print.  This is described below
5255 (@pxref{Adding Severity Classes}).
5257 @noindent
5258 If no parameter is ignored the output looks like this:
5260 @smallexample
5261 @var{label}: @var{severity-string}: @var{text}
5262 TO FIX: @var{action} @var{tag}
5263 @end smallexample
5265 The colons, new line characters and the @code{TO FIX} string are
5266 inserted if necessary, i.e., if the corresponding parameter is not
5267 ignored.
5269 This function is specified in the X/Open Portability Guide.  It is also
5270 available on all systems derived from System V.
5272 The function returns the value @code{MM_OK} if no error occurred.  If
5273 only the printing to standard error failed, it returns @code{MM_NOMSG}.
5274 If printing to the console fails, it returns @code{MM_NOCON}.  If
5275 nothing is printed @code{MM_NOTOK} is returned.  Among situations where
5276 all outputs fail this last value is also returned if a parameter value
5277 is incorrect.
5278 @end deftypefun
5280 There are two environment variables which influence the behavior of
5281 @code{fmtmsg}.  The first is @code{MSGVERB}.  It is used to control the
5282 output actually happening on standard error (@emph{not} the console
5283 output).  Each of the five fields can explicitly be enabled.  To do
5284 this the user has to put the @code{MSGVERB} variable with a format like
5285 the following in the environment before calling the @code{fmtmsg} function
5286 the first time:
5288 @smallexample
5289 MSGVERB=@var{keyword}[:@var{keyword}[:...]]
5290 @end smallexample
5292 Valid @var{keyword}s are @code{label}, @code{severity}, @code{text},
5293 @code{action}, and @code{tag}.  If the environment variable is not given
5294 or is the empty string, a not supported keyword is given or the value is
5295 somehow else invalid, no part of the message is masked out.
5297 The second environment variable which influences the behavior of
5298 @code{fmtmsg} is @code{SEV_LEVEL}.  This variable and the change in the
5299 behavior of @code{fmtmsg} is not specified in the X/Open Portability
5300 Guide.  It is available in System V systems, though.  It can be used to
5301 introduce new severity levels.  By default, only the five severity levels
5302 described above are available.  Any other numeric value would make
5303 @code{fmtmsg} print nothing.
5305 If the user puts @code{SEV_LEVEL} with a format like
5307 @smallexample
5308 SEV_LEVEL=[@var{description}[:@var{description}[:...]]]
5309 @end smallexample
5311 @noindent
5312 in the environment of the process before the first call to
5313 @code{fmtmsg}, where @var{description} has a value of the form
5315 @smallexample
5316 @var{severity-keyword},@var{level},@var{printstring}
5317 @end smallexample
5319 The @var{severity-keyword} part is not used by @code{fmtmsg} but it has
5320 to be present.  The @var{level} part is a string representation of a
5321 number.  The numeric value must be a number greater than 4.  This value
5322 must be used in the @var{severity} parameter of @code{fmtmsg} to select
5323 this class.  It is not possible to overwrite any of the predefined
5324 classes.  The @var{printstring} is the string printed when a message of
5325 this class is processed by @code{fmtmsg} (see above, @code{fmtsmg} does
5326 not print the numeric value but instead the string representation).
5329 @node Adding Severity Classes
5330 @subsection Adding Severity Classes
5331 @cindex severity class
5333 There is another possibility to introduce severity classes besides using
5334 the environment variable @code{SEV_LEVEL}.  This simplifies the task of
5335 introducing new classes in a running program.  One could use the
5336 @code{setenv} or @code{putenv} function to set the environment variable,
5337 but this is toilsome.
5339 @deftypefun int addseverity (int @var{severity}, const char *@var{string})
5340 This function allows the introduction of new severity classes which can be
5341 addressed by the @var{severity} parameter of the @code{fmtmsg} function.
5342 The @var{severity} parameter of @code{addseverity} must match the value
5343 for the parameter with the same name of @code{fmtmsg}, and @var{string}
5344 is the string printed in the actual messages instead of the numeric
5345 value.
5347 If @var{string} is @code{NULL} the severity class with the numeric value
5348 according to @var{severity} is removed.
5350 It is not possible to overwrite or remove one of the default severity
5351 classes.  All calls to @code{addseverity} with @var{severity} set to one
5352 of the values for the default classes will fail.
5354 The return value is @code{MM_OK} if the task was successfully performed.
5355 If the return value is @code{MM_NOTOK} something went wrong.  This could
5356 mean that no more memory is available or a class is not available when
5357 it has to be removed.
5359 This function is not specified in the X/Open Portability Guide although
5360 the @code{fmtsmg} function is.  It is available on System V systems.
5361 @end deftypefun
5364 @node Example
5365 @subsection How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}
5367 Here is a simple example program to illustrate the use of the both
5368 functions described in this section.
5370 @smallexample
5371 @include fmtmsgexpl.c.texi
5372 @end smallexample
5374 The second call to @code{fmtmsg} illustrates a use of this function as
5375 it usually occurs on System V systems, which heavily use this function.
5376 It seems worthwhile to give a short explanation here of how this system
5377 works on System V.  The value of the
5378 @var{label} field (@code{UX:cat}) says that the error occurred in the
5379 Unix program @code{cat}.  The explanation of the error follows and the
5380 value for the @var{action} parameter is @code{"refer to manual"}.  One
5381 could be more specific here, if necessary.  The @var{tag} field contains,
5382 as proposed above, the value of the string given for the @var{label}
5383 parameter, and additionally a unique ID (@code{001} in this case).  For
5384 a GNU environment this string could contain a reference to the
5385 corresponding node in the Info page for the program.
5387 @noindent
5388 Running this program without specifying the @code{MSGVERB} and
5389 @code{SEV_LEVEL} function produces the following output:
5391 @smallexample
5392 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5393 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5394 @end smallexample
5396 We see the different fields of the message and how the extra glue (the
5397 colons and the @code{TO FIX} string) are printed.  But only one of the
5398 three calls to @code{fmtmsg} produced output.  The first call does not
5399 print anything because the @var{label} parameter is not in the correct
5400 form.  The string must contain two fields, separated by a colon
5401 (@pxref{Printing Formatted Messages}).  The third @code{fmtmsg} call
5402 produced no output since the class with the numeric value @code{6} is
5403 not defined.  Although a class with numeric value @code{5} is also not
5404 defined by default, the call to @code{addseverity} introduces it and
5405 the second call to @code{fmtmsg} produces the above output.
5407 When we change the environment of the program to contain
5408 @code{SEV_LEVEL=XXX,6,NOTE} when running it we get a different result:
5410 @smallexample
5411 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
5412 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
5413 label:foo: NOTE: text
5414 TO FIX: action tag
5415 @end smallexample
5417 Now the third call to @code{fmtmsg} produced some output and we see how
5418 the string @code{NOTE} from the environment variable appears in the
5419 message.
5421 Now we can reduce the output by specifying which fields we are
5422 interested in.  If we additionally set the environment variable
5423 @code{MSGVERB} to the value @code{severity:label:action} we get the
5424 following output:
5426 @smallexample
5427 UX:cat: NOTE2
5428 TO FIX: refer to manual
5429 label:foo: NOTE
5430 TO FIX: action
5431 @end smallexample
5433 @noindent
5434 I.e., the output produced by the @var{text} and the @var{tag} parameters
5435 to @code{fmtmsg} vanished.  Please also note that now there is no colon
5436 after the @code{NOTE} and @code{NOTE2} strings in the output.  This is
5437 not necessary since there is no more output on this line because the text
5438 is missing.