(Hook Functions): Correct prototypes for reader and writer.
[jlayton/glibc.git] / manual / stdio.texi
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
8
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.
13
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 * Simple Output::               Unformatted output by characters and lines.
21 * Character Input::             Unformatted input by characters and words.
22 * Line Input::                  Reading a line or a record from a stream.
23 * Unreading::                   Peeking ahead/pushing back input just read.
24 * Block Input/Output::          Input and output operations on blocks of data.
25 * Formatted Output::            @code{printf} and related functions.
26 * Customizing Printf::          You can define new conversion specifiers for
27                                  @code{printf} and friends.
28 * Formatted Input::             @code{scanf} and related functions.
29 * EOF and Errors::              How you can tell if an I/O error happens.
30 * Binary Streams::              Some systems distinguish between text files
31                                  and binary files.
32 * File Positioning::            About random-access streams.
33 * Portable Positioning::        Random access on peculiar ISO C systems.
34 * Stream Buffering::            How to control buffering of streams.
35 * Other Kinds of Streams::      Streams that do not necessarily correspond
36                                  to an open file.
37 * Formatted Messages::          Print strictly formatted messages.
38 @end menu
39
40 @node Streams
41 @section Streams
42
43 For historical reasons, the type of the C data structure that represents
44 a stream is called @code{FILE} rather than ``stream''.  Since most of
45 the library functions deal with objects of type @code{FILE *}, sometimes
46 the term @dfn{file pointer} is also used to mean ``stream''.  This leads
47 to unfortunate confusion over terminology in many books on C.  This
48 manual, however, is careful to use the terms ``file'' and ``stream''
49 only in the technical sense.
50 @cindex file pointer
51
52 @pindex stdio.h
53 The @code{FILE} type is declared in the header file @file{stdio.h}.
54
55 @comment stdio.h
56 @comment ISO
57 @deftp {Data Type} FILE
58 This is the data type used to represent stream objects.  A @code{FILE}
59 object holds all of the internal state information about the connection
60 to the associated file, including such things as the file position
61 indicator and buffering information.  Each stream also has error and
62 end-of-file status indicators that can be tested with the @code{ferror}
63 and @code{feof} functions; see @ref{EOF and Errors}.
64 @end deftp
65
66 @code{FILE} objects are allocated and managed internally by the
67 input/output library functions.  Don't try to create your own objects of
68 type @code{FILE}; let the library do it.  Your programs should
69 deal only with pointers to these objects (that is, @code{FILE *} values)
70 rather than the objects themselves.
71 @c !!! should say that FILE's have "No user-serviceable parts inside."
72
73 @node Standard Streams
74 @section Standard Streams
75 @cindex standard streams
76 @cindex streams, standard
77
78 When the @code{main} function of your program is invoked, it already has
79 three predefined streams open and available for use.  These represent
80 the ``standard'' input and output channels that have been established
81 for the process.
82
83 These streams are declared in the header file @file{stdio.h}.
84 @pindex stdio.h
85
86 @comment stdio.h
87 @comment ISO
88 @deftypevar {FILE *} stdin
89 The @dfn{standard input} stream, which is the normal source of input for the
90 program.
91 @end deftypevar
92 @cindex standard input stream
93
94 @comment stdio.h
95 @comment ISO
96 @deftypevar {FILE *} stdout
97 The @dfn{standard output} stream, which is used for normal output from
98 the program.
99 @end deftypevar
100 @cindex standard output stream
101
102 @comment stdio.h
103 @comment ISO
104 @deftypevar {FILE *} stderr
105 The @dfn{standard error} stream, which is used for error messages and
106 diagnostics issued by the program.
107 @end deftypevar
108 @cindex standard error stream
109
110 In the GNU system, you can specify what files or processes correspond to
111 these streams using the pipe and redirection facilities provided by the
112 shell.  (The primitives shells use to implement these facilities are
113 described in @ref{File System Interface}.)  Most other operating systems
114 provide similar mechanisms, but the details of how to use them can vary.
115
116 In the GNU C library, @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr} are
117 normal variables which you can set just like any others.  For example, to redirect
118 the standard output to a file, you could do:
119
120 @smallexample
121 fclose (stdout);
122 stdout = fopen ("standard-output-file", "w");
123 @end smallexample
124
125 Note however, that in other systems @code{stdin}, @code{stdout}, and
126 @code{stderr} are macros that you cannot assign to in the normal way.
127 But you can use @code{freopen} to get the effect of closing one and
128 reopening it.  @xref{Opening Streams}.
129
130 @node Opening Streams
131 @section Opening Streams
132
133 @cindex opening a stream
134 Opening a file with the @code{fopen} function creates a new stream and
135 establishes a connection between the stream and a file.  This may
136 involve creating a new file.
137
138 @pindex stdio.h
139 Everything described in this section is declared in the header file
140 @file{stdio.h}.
141
142 @comment stdio.h
143 @comment ISO
144 @deftypefun {FILE *} fopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
145 The @code{fopen} function opens a stream for I/O to the file
146 @var{filename}, and returns a pointer to the stream.
147
148 The @var{opentype} argument is a string that controls how the file is
149 opened and specifies attributes of the resulting stream.  It must begin
150 with one of the following sequences of characters:
151
152 @table @samp
153 @item r
154 Open an existing file for reading only.
155
156 @item w
157 Open the file for writing only.  If the file already exists, it is
158 truncated to zero length.  Otherwise a new file is created.
159
160 @item a
161 Open a file for append access; that is, writing at the end of file only.
162 If the file already exists, its initial contents are unchanged and
163 output to the stream is appended to the end of the file.
164 Otherwise, a new, empty file is created.
165
166 @item r+
167 Open an existing file for both reading and writing.  The initial contents
168 of the file are unchanged and the initial file position is at the
169 beginning of the file.
170
171 @item w+
172 Open a file for both reading and writing.  If the file already exists, it
173 is truncated to zero length.  Otherwise, a new file is created.
174
175 @item a+
176 Open or create file for both reading and appending.  If the file exists,
177 its initial contents are unchanged.  Otherwise, a new file is created.
178 The initial file position for reading is at the beginning of the file,
179 but output is always appended to the end of the file.
180 @end table
181
182 As you can see, @samp{+} requests a stream that can do both input and
183 output.  The ISO standard says that when using such a stream, you must
184 call @code{fflush} (@pxref{Stream Buffering}) or a file positioning
185 function such as @code{fseek} (@pxref{File Positioning}) when switching
186 from reading to writing or vice versa.  Otherwise, internal buffers
187 might not be emptied properly.  The GNU C library does not have this
188 limitation; you can do arbitrary reading and writing operations on a
189 stream in whatever order.
190
191 Additional characters may appear after these to specify flags for the
192 call.  Always put the mode (@samp{r}, @samp{w+}, etc.) first; that is
193 the only part you are guaranteed will be understood by all systems.
194
195 The GNU C library defines one additional character for use in
196 @var{opentype}: the character @samp{x} insists on creating a new
197 file---if a file @var{filename} already exists, @code{fopen} fails
198 rather than opening it.  If you use @samp{x} you are guaranteed that
199 you will not clobber an existing file.  This is equivalent to the
200 @code{O_EXCL} option to the @code{open} function (@pxref{Opening and
201 Closing Files}).
202
203 The character @samp{b} in @var{opentype} has a standard meaning; it
204 requests a binary stream rather than a text stream.  But this makes no
205 difference in POSIX systems (including the GNU system).  If both
206 @samp{+} and @samp{b} are specified, they can appear in either order.
207 @xref{Binary Streams}.
208
209 @cindex stream orientation
210 @cindex orientation, stream
211 If the @var{opentype} string contains the sequence
212 @code{,ccs=@var{STRING}} then @var{STRING} is taken as the name of a
213 coded character set and @code{fopen} will mark the stream as
214 wide-oriented which appropriate conversion functions in place to convert
215 from and to the character set @var{STRING} is place.  Any other stream
216 is opened initially unoriented and the orientation is decided with the
217 first file operation.  If the first operation is a wide character
218 operation, the stream is not only marked as wide-oriented, also the
219 conversion functions to convert to the coded character set used for the
220 current locale are loaded.  This will not change anymore from this point
221 on even if the locale selected for the @code{LC_CTYPE} category is
222 changed.
223
224 Any other characters in @var{opentype} are simply ignored.  They may be
225 meaningful in other systems.
226
227 If the open fails, @code{fopen} returns a null pointer.
228
229 When the sources are compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
230 32 bit machine this function is in fact @code{fopen64} since the LFS
231 interface replaces transparently the old interface.
232 @end deftypefun
233
234 You can have multiple streams (or file descriptors) pointing to the same
235 file open at the same time.  If you do only input, this works
236 straightforwardly, but you must be careful if any output streams are
237 included.  @xref{Stream/Descriptor Precautions}.  This is equally true
238 whether the streams are in one program (not usual) or in several
239 programs (which can easily happen).  It may be advantageous to use the
240 file locking facilities to avoid simultaneous access.  @xref{File
241 Locks}.
242
243 @comment stdio.h
244 @comment Unix98
245 @deftypefun {FILE *} fopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype})
246 This function is similar to @code{fopen} but the stream it returns a
247 pointer for is opened using @code{open64}.  Therefore this stream can be
248 used even on files larger then @math{2^31} bytes on 32 bit machines.
249
250 Please note that the return type is still @code{FILE *}.  There is no
251 special @code{FILE} type for the LFS interface.
252
253 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
254 bits machine this function is available under the name @code{fopen}
255 and so transparently replaces the old interface.
256 @end deftypefun
257
258 @comment stdio.h
259 @comment ISO
260 @deftypevr Macro int FOPEN_MAX
261 The value of this macro is an integer constant expression that
262 represents the minimum number of streams that the implementation
263 guarantees can be open simultaneously.  You might be able to open more
264 than this many streams, but that is not guaranteed.  The value of this
265 constant is at least eight, which includes the three standard streams
266 @code{stdin}, @code{stdout}, and @code{stderr}.  In POSIX.1 systems this
267 value is determined by the @code{OPEN_MAX} parameter; @pxref{General
268 Limits}.  In BSD and GNU, it is controlled by the @code{RLIMIT_NOFILE}
269 resource limit; @pxref{Limits on Resources}.
270 @end deftypevr
271
272 @comment stdio.h
273 @comment ISO
274 @deftypefun {FILE *} freopen (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
275 This function is like a combination of @code{fclose} and @code{fopen}.
276 It first closes the stream referred to by @var{stream}, ignoring any
277 errors that are detected in the process.  (Because errors are ignored,
278 you should not use @code{freopen} on an output stream if you have
279 actually done any output using the stream.)  Then the file named by
280 @var{filename} is opened with mode @var{opentype} as for @code{fopen},
281 and associated with the same stream object @var{stream}.
282
283 If the operation fails, a null pointer is returned; otherwise,
284 @code{freopen} returns @var{stream}.
285
286 @code{freopen} has traditionally been used to connect a standard stream
287 such as @code{stdin} with a file of your own choice.  This is useful in
288 programs in which use of a standard stream for certain purposes is
289 hard-coded.  In the GNU C library, you can simply close the standard
290 streams and open new ones with @code{fopen}.  But other systems lack
291 this ability, so using @code{freopen} is more portable.
292
293 When the sources are compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
294 32 bit machine this function is in fact @code{freopen64} since the LFS
295 interface replaces transparently the old interface.
296 @end deftypefun
297
298 @comment stdio.h
299 @comment Unix98
300 @deftypefun {FILE *} freopen64 (const char *@var{filename}, const char *@var{opentype}, FILE *@var{stream})
301 This function is similar to @code{freopen}.  The only difference is that
302 on 32 bit machine the stream returned is able to read beyond the
303 @math{2^31} bytes limits imposed by the normal interface.  It should be
304 noted that the stream pointed to by @var{stream} need not be opened
305 using @code{fopen64} or @code{freopen64} since its mode is not important
306 for this function.
307
308 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
309 bits machine this function is available under the name @code{freopen}
310 and so transparently replaces the old interface.
311 @end deftypefun
312
313
314 @node Closing Streams
315 @section Closing Streams
316
317 @cindex closing a stream
318 When a stream is closed with @code{fclose}, the connection between the
319 stream and the file is cancelled.  After you have closed a stream, you
320 cannot perform any additional operations on it.
321
322 @comment stdio.h
323 @comment ISO
324 @deftypefun int fclose (FILE *@var{stream})
325 This function causes @var{stream} to be closed and the connection to
326 the corresponding file to be broken.  Any buffered output is written
327 and any buffered input is discarded.  The @code{fclose} function returns
328 a value of @code{0} if the file was closed successfully, and @code{EOF}
329 if an error was detected.
330
331 It is important to check for errors when you call @code{fclose} to close
332 an output stream, because real, everyday errors can be detected at this
333 time.  For example, when @code{fclose} writes the remaining buffered
334 output, it might get an error because the disk is full.  Even if you
335 know the buffer is empty, errors can still occur when closing a file if
336 you are using NFS.
337
338 The function @code{fclose} is declared in @file{stdio.h}.
339 @end deftypefun
340
341 To close all streams currently available the GNU C Library provides
342 another function.
343
344 @comment stdio.h
345 @comment GNU
346 @deftypefun int fcloseall (void)
347 This function causes all open streams of the process to be closed and
348 the connection to corresponding files to be broken.  All buffered data
349 is written and any buffered input is discarded.  The @code{fcloseall}
350 function returns a value of @code{0} if all the files were closed
351 successfully, and @code{EOF} if an error was detected.
352
353 This function should be used only in special situations, e.g., when an
354 error occurred and the program must be aborted.  Normally each single
355 stream should be closed separately so that problems with individual
356 streams can be identified.  It is also problematic since the standard
357 streams (@pxref{Standard Streams}) will also be closed.
358
359 The function @code{fcloseall} is declared in @file{stdio.h}.
360 @end deftypefun
361
362 If the @code{main} function to your program returns, or if you call the
363 @code{exit} function (@pxref{Normal Termination}), all open streams are
364 automatically closed properly.  If your program terminates in any other
365 manner, such as by calling the @code{abort} function (@pxref{Aborting a
366 Program}) or from a fatal signal (@pxref{Signal Handling}), open streams
367 might not be closed properly.  Buffered output might not be flushed and
368 files may be incomplete.  For more information on buffering of streams,
369 see @ref{Stream Buffering}.
370
371 @node Simple Output
372 @section Simple Output by Characters or Lines
373
374 @cindex writing to a stream, by characters
375 This section describes functions for performing character- and
376 line-oriented output.
377
378 These functions are declared in the header file @file{stdio.h}.
379 @pindex stdio.h
380
381 @comment stdio.h
382 @comment ISO
383 @deftypefun int fputc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
384 The @code{fputc} function converts the character @var{c} to type
385 @code{unsigned char}, and writes it to the stream @var{stream}.
386 @code{EOF} is returned if a write error occurs; otherwise the
387 character @var{c} is returned.
388 @end deftypefun
389
390 @comment stdio.h
391 @comment ISO
392 @deftypefun int putc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
393 This is just like @code{fputc}, except that most systems implement it as
394 a macro, making it faster.  One consequence is that it may evaluate the
395 @var{stream} argument more than once, which is an exception to the
396 general rule for macros.  @code{putc} is usually the best function to
397 use for writing a single character.
398 @end deftypefun
399
400 @comment stdio.h
401 @comment ISO
402 @deftypefun int putchar (int @var{c})
403 The @code{putchar} function is equivalent to @code{putc} with
404 @code{stdout} as the value of the @var{stream} argument.
405 @end deftypefun
406
407 @comment stdio.h
408 @comment ISO
409 @deftypefun int fputs (const char *@var{s}, FILE *@var{stream})
410 The function @code{fputs} writes the string @var{s} to the stream
411 @var{stream}.  The terminating null character is not written.
412 This function does @emph{not} add a newline character, either.
413 It outputs only the characters in the string.
414
415 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, and otherwise
416 a non-negative value.
417
418 For example:
419
420 @smallexample
421 fputs ("Are ", stdout);
422 fputs ("you ", stdout);
423 fputs ("hungry?\n", stdout);
424 @end smallexample
425
426 @noindent
427 outputs the text @samp{Are you hungry?} followed by a newline.
428 @end deftypefun
429
430 @comment stdio.h
431 @comment ISO
432 @deftypefun int puts (const char *@var{s})
433 The @code{puts} function writes the string @var{s} to the stream
434 @code{stdout} followed by a newline.  The terminating null character of
435 the string is not written.  (Note that @code{fputs} does @emph{not}
436 write a newline as this function does.)
437
438 @code{puts} is the most convenient function for printing simple
439 messages.  For example:
440
441 @smallexample
442 puts ("This is a message.");
443 @end smallexample
444
445 @noindent
446 outputs the text @samp{This is a message.} followed by a newline.
447 @end deftypefun
448
449 @comment stdio.h
450 @comment SVID
451 @deftypefun int putw (int @var{w}, FILE *@var{stream})
452 This function writes the word @var{w} (that is, an @code{int}) to
453 @var{stream}.  It is provided for compatibility with SVID, but we
454 recommend you use @code{fwrite} instead (@pxref{Block Input/Output}).
455 @end deftypefun
456
457 @node Character Input
458 @section Character Input
459
460 @cindex reading from a stream, by characters
461 This section describes functions for performing character-oriented input.
462 These functions are declared in the header file @file{stdio.h}.
463 @pindex stdio.h
464
465 These functions return an @code{int} value that is either a character of
466 input, or the special value @code{EOF} (usually -1).  It is important to
467 store the result of these functions in a variable of type @code{int}
468 instead of @code{char}, even when you plan to use it only as a
469 character.  Storing @code{EOF} in a @code{char} variable truncates its
470 value to the size of a character, so that it is no longer
471 distinguishable from the valid character @samp{(char) -1}.  So always
472 use an @code{int} for the result of @code{getc} and friends, and check
473 for @code{EOF} after the call; once you've verified that the result is
474 not @code{EOF}, you can be sure that it will fit in a @samp{char}
475 variable without loss of information.
476
477 @comment stdio.h
478 @comment ISO
479 @deftypefun int fgetc (FILE *@var{stream})
480 This function reads the next character as an @code{unsigned char} from
481 the stream @var{stream} and returns its value, converted to an
482 @code{int}.  If an end-of-file condition or read error occurs,
483 @code{EOF} is returned instead.
484 @end deftypefun
485
486 @comment stdio.h
487 @comment ISO
488 @deftypefun int getc (FILE *@var{stream})
489 This is just like @code{fgetc}, except that it is permissible (and
490 typical) for it to be implemented as a macro that evaluates the
491 @var{stream} argument more than once.  @code{getc} is often highly
492 optimized, so it is usually the best function to use to read a single
493 character.
494 @end deftypefun
495
496 @comment stdio.h
497 @comment ISO
498 @deftypefun int getchar (void)
499 The @code{getchar} function is equivalent to @code{getc} with @code{stdin}
500 as the value of the @var{stream} argument.
501 @end deftypefun
502
503 Here is an example of a function that does input using @code{fgetc}.  It
504 would work just as well using @code{getc} instead, or using
505 @code{getchar ()} instead of @w{@code{fgetc (stdin)}}.
506
507 @smallexample
508 int
509 y_or_n_p (const char *question)
510 @{
511   fputs (question, stdout);
512   while (1)
513     @{
514       int c, answer;
515       /* @r{Write a space to separate answer from question.} */
516       fputc (' ', stdout);
517       /* @r{Read the first character of the line.}
518          @r{This should be the answer character, but might not be.} */
519       c = tolower (fgetc (stdin));
520       answer = c;
521       /* @r{Discard rest of input line.} */
522       while (c != '\n' && c != EOF)
523         c = fgetc (stdin);
524       /* @r{Obey the answer if it was valid.} */
525       if (answer == 'y')
526         return 1;
527       if (answer == 'n')
528         return 0;
529       /* @r{Answer was invalid: ask for valid answer.} */
530       fputs ("Please answer y or n:", stdout);
531     @}
532 @}
533 @end smallexample
534
535 @comment stdio.h
536 @comment SVID
537 @deftypefun int getw (FILE *@var{stream})
538 This function reads a word (that is, an @code{int}) from @var{stream}.
539 It's provided for compatibility with SVID.  We recommend you use
540 @code{fread} instead (@pxref{Block Input/Output}).  Unlike @code{getc},
541 any @code{int} value could be a valid result.  @code{getw} returns
542 @code{EOF} when it encounters end-of-file or an error, but there is no
543 way to distinguish this from an input word with value -1.
544 @end deftypefun
545
546 @node Line Input
547 @section Line-Oriented Input
548
549 Since many programs interpret input on the basis of lines, it's
550 convenient to have functions to read a line of text from a stream.
551
552 Standard C has functions to do this, but they aren't very safe: null
553 characters and even (for @code{gets}) long lines can confuse them.  So
554 the GNU library provides the nonstandard @code{getline} function that
555 makes it easy to read lines reliably.
556
557 Another GNU extension, @code{getdelim}, generalizes @code{getline}.  It
558 reads a delimited record, defined as everything through the next
559 occurrence of a specified delimiter character.
560
561 All these functions are declared in @file{stdio.h}.
562
563 @comment stdio.h
564 @comment GNU
565 @deftypefun ssize_t getline (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, FILE *@var{stream})
566 This function reads an entire line from @var{stream}, storing the text
567 (including the newline and a terminating null character) in a buffer
568 and storing the buffer address in @code{*@var{lineptr}}.
569
570 Before calling @code{getline}, you should place in @code{*@var{lineptr}}
571 the address of a buffer @code{*@var{n}} bytes long, allocated with
572 @code{malloc}.  If this buffer is long enough to hold the line,
573 @code{getline} stores the line in this buffer.  Otherwise,
574 @code{getline} makes the buffer bigger using @code{realloc}, storing the
575 new buffer address back in @code{*@var{lineptr}} and the increased size
576 back in @code{*@var{n}}.
577 @xref{Unconstrained Allocation}.
578
579 If you set @code{*@var{lineptr}} to a null pointer, and @code{*@var{n}}
580 to zero, before the call, then @code{getline} allocates the initial
581 buffer for you by calling @code{malloc}.
582
583 In either case, when @code{getline} returns,  @code{*@var{lineptr}} is
584 a @code{char *} which points to the text of the line.
585
586 When @code{getline} is successful, it returns the number of characters
587 read (including the newline, but not including the terminating null).
588 This value enables you to distinguish null characters that are part of
589 the line from the null character inserted as a terminator.
590
591 This function is a GNU extension, but it is the recommended way to read
592 lines from a stream.  The alternative standard functions are unreliable.
593
594 If an error occurs or end of file is reached, @code{getline} returns
595 @code{-1}.
596 @end deftypefun
597
598 @comment stdio.h
599 @comment GNU
600 @deftypefun ssize_t getdelim (char **@var{lineptr}, size_t *@var{n}, int @var{delimiter}, FILE *@var{stream})
601 This function is like @code{getline} except that the character which
602 tells it to stop reading is not necessarily newline.  The argument
603 @var{delimiter} specifies the delimiter character; @code{getdelim} keeps
604 reading until it sees that character (or end of file).
605
606 The text is stored in @var{lineptr}, including the delimiter character
607 and a terminating null.  Like @code{getline}, @code{getdelim} makes
608 @var{lineptr} bigger if it isn't big enough.
609
610 @code{getline} is in fact implemented in terms of @code{getdelim}, just
611 like this:
612
613 @smallexample
614 ssize_t
615 getline (char **lineptr, size_t *n, FILE *stream)
616 @{
617   return getdelim (lineptr, n, '\n', stream);
618 @}
619 @end smallexample
620 @end deftypefun
621
622 @comment stdio.h
623 @comment ISO
624 @deftypefun {char *} fgets (char *@var{s}, int @var{count}, FILE *@var{stream})
625 The @code{fgets} function reads characters from the stream @var{stream}
626 up to and including a newline character and stores them in the string
627 @var{s}, adding a null character to mark the end of the string.  You
628 must supply @var{count} characters worth of space in @var{s}, but the
629 number of characters read is at most @var{count} @minus{} 1.  The extra
630 character space is used to hold the null character at the end of the
631 string.
632
633 If the system is already at end of file when you call @code{fgets}, then
634 the contents of the array @var{s} are unchanged and a null pointer is
635 returned.  A null pointer is also returned if a read error occurs.
636 Otherwise, the return value is the pointer @var{s}.
637
638 @strong{Warning:}  If the input data has a null character, you can't tell.
639 So don't use @code{fgets} unless you know the data cannot contain a null.
640 Don't use it to read files edited by the user because, if the user inserts
641 a null character, you should either handle it properly or print a clear
642 error message.  We recommend using @code{getline} instead of @code{fgets}.
643 @end deftypefun
644
645 @comment stdio.h
646 @comment ISO
647 @deftypefn {Deprecated function} {char *} gets (char *@var{s})
648 The function @code{gets} reads characters from the stream @code{stdin}
649 up to the next newline character, and stores them in the string @var{s}.
650 The newline character is discarded (note that this differs from the
651 behavior of @code{fgets}, which copies the newline character into the
652 string).  If @code{gets} encounters a read error or end-of-file, it
653 returns a null pointer; otherwise it returns @var{s}.
654
655 @strong{Warning:} The @code{gets} function is @strong{very dangerous}
656 because it provides no protection against overflowing the string
657 @var{s}.  The GNU library includes it for compatibility only.  You
658 should @strong{always} use @code{fgets} or @code{getline} instead.  To
659 remind you of this, the linker (if using GNU @code{ld}) will issue a
660 warning whenever you use @code{gets}.
661 @end deftypefn
662
663 @node Unreading
664 @section Unreading
665 @cindex peeking at input
666 @cindex unreading characters
667 @cindex pushing input back
668
669 In parser programs it is often useful to examine the next character in
670 the input stream without removing it from the stream.  This is called
671 ``peeking ahead'' at the input because your program gets a glimpse of
672 the input it will read next.
673
674 Using stream I/O, you can peek ahead at input by first reading it and
675 then @dfn{unreading} it (also called  @dfn{pushing it back} on the stream).
676 Unreading a character makes it available to be input again from the stream,
677 by  the next call to @code{fgetc} or other input function on that stream.
678
679 @menu
680 * Unreading Idea::              An explanation of unreading with pictures.
681 * How Unread::                  How to call @code{ungetc} to do unreading.
682 @end menu
683
684 @node Unreading Idea
685 @subsection What Unreading Means
686
687 Here is a pictorial explanation of unreading.  Suppose you have a
688 stream reading a file that contains just six characters, the letters
689 @samp{foobar}.  Suppose you have read three characters so far.  The
690 situation looks like this:
691
692 @smallexample
693 f  o  o  b  a  r
694          ^
695 @end smallexample
696
697 @noindent
698 so the next input character will be @samp{b}.
699
700 @c @group   Invalid outside @example
701 If instead of reading @samp{b} you unread the letter @samp{o}, you get a
702 situation like this:
703
704 @smallexample
705 f  o  o  b  a  r
706          |
707       o--
708       ^
709 @end smallexample
710
711 @noindent
712 so that the next input characters will be @samp{o} and @samp{b}.
713 @c @end group
714
715 @c @group
716 If you unread @samp{9} instead of @samp{o}, you get this situation:
717
718 @smallexample
719 f  o  o  b  a  r
720          |
721       9--
722       ^
723 @end smallexample
724
725 @noindent
726 so that the next input characters will be @samp{9} and @samp{b}.
727 @c @end group
728
729 @node How Unread
730 @subsection Using @code{ungetc} To Do Unreading
731
732 The function to unread a character is called @code{ungetc}, because it
733 reverses the action of @code{getc}.
734
735 @comment stdio.h
736 @comment ISO
737 @deftypefun int ungetc (int @var{c}, FILE *@var{stream})
738 The @code{ungetc} function pushes back the character @var{c} onto the
739 input stream @var{stream}.  So the next input from @var{stream} will
740 read @var{c} before anything else.
741
742 If @var{c} is @code{EOF}, @code{ungetc} does nothing and just returns
743 @code{EOF}.  This lets you call @code{ungetc} with the return value of
744 @code{getc} without needing to check for an error from @code{getc}.
745
746 The character that you push back doesn't have to be the same as the last
747 character that was actually read from the stream.  In fact, it isn't
748 necessary to actually read any characters from the stream before
749 unreading them with @code{ungetc}!  But that is a strange way to write
750 a program; usually @code{ungetc} is used only to unread a character
751 that was just read from the same stream.
752
753 The GNU C library only supports one character of pushback---in other
754 words, it does not work to call @code{ungetc} twice without doing input
755 in between.  Other systems might let you push back multiple characters;
756 then reading from the stream retrieves the characters in the reverse
757 order that they were pushed.
758
759 Pushing back characters doesn't alter the file; only the internal
760 buffering for the stream is affected.  If a file positioning function
761 (such as @code{fseek}, @code{fseeko} or @code{rewind}; @pxref{File
762 Positioning}) is called, any pending pushed-back characters are
763 discarded.
764
765 Unreading a character on a stream that is at end of file clears the
766 end-of-file indicator for the stream, because it makes the character of
767 input available.  After you read that character, trying to read again
768 will encounter end of file.
769 @end deftypefun
770
771 Here is an example showing the use of @code{getc} and @code{ungetc} to
772 skip over whitespace characters.  When this function reaches a
773 non-whitespace character, it unreads that character to be seen again on
774 the next read operation on the stream.
775
776 @smallexample
777 #include <stdio.h>
778 #include <ctype.h>
779
780 void
781 skip_whitespace (FILE *stream)
782 @{
783   int c;
784   do
785     /* @r{No need to check for @code{EOF} because it is not}
786        @r{@code{isspace}, and @code{ungetc} ignores @code{EOF}.}  */
787     c = getc (stream);
788   while (isspace (c));
789   ungetc (c, stream);
790 @}
791 @end smallexample
792
793 @node Block Input/Output
794 @section Block Input/Output
795
796 This section describes how to do input and output operations on blocks
797 of data.  You can use these functions to read and write binary data, as
798 well as to read and write text in fixed-size blocks instead of by
799 characters or lines.
800 @cindex binary I/O to a stream
801 @cindex block I/O to a stream
802 @cindex reading from a stream, by blocks
803 @cindex writing to a stream, by blocks
804
805 Binary files are typically used to read and write blocks of data in the
806 same format as is used to represent the data in a running program.  In
807 other words, arbitrary blocks of memory---not just character or string
808 objects---can be written to a binary file, and meaningfully read in
809 again by the same program.
810
811 Storing data in binary form is often considerably more efficient than
812 using the formatted I/O functions.  Also, for floating-point numbers,
813 the binary form avoids possible loss of precision in the conversion
814 process.  On the other hand, binary files can't be examined or modified
815 easily using many standard file utilities (such as text editors), and
816 are not portable between different implementations of the language, or
817 different kinds of computers.
818
819 These functions are declared in @file{stdio.h}.
820 @pindex stdio.h
821
822 @comment stdio.h
823 @comment ISO
824 @deftypefun size_t fread (void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
825 This function reads up to @var{count} objects of size @var{size} into
826 the array @var{data}, from the stream @var{stream}.  It returns the
827 number of objects actually read, which might be less than @var{count} if
828 a read error occurs or the end of the file is reached.  This function
829 returns a value of zero (and doesn't read anything) if either @var{size}
830 or @var{count} is zero.
831
832 If @code{fread} encounters end of file in the middle of an object, it
833 returns the number of complete objects read, and discards the partial
834 object.  Therefore, the stream remains at the actual end of the file.
835 @end deftypefun
836
837 @comment stdio.h
838 @comment ISO
839 @deftypefun size_t fwrite (const void *@var{data}, size_t @var{size}, size_t @var{count}, FILE *@var{stream})
840 This function writes up to @var{count} objects of size @var{size} from
841 the array @var{data}, to the stream @var{stream}.  The return value is
842 normally @var{count}, if the call succeeds.  Any other value indicates
843 some sort of error, such as running out of space.
844 @end deftypefun
845
846 @node Formatted Output
847 @section Formatted Output
848
849 @cindex format string, for @code{printf}
850 @cindex template, for @code{printf}
851 @cindex formatted output to a stream
852 @cindex writing to a stream, formatted
853 The functions described in this section (@code{printf} and related
854 functions) provide a convenient way to perform formatted output.  You
855 call @code{printf} with a @dfn{format string} or @dfn{template string}
856 that specifies how to format the values of the remaining arguments.
857
858 Unless your program is a filter that specifically performs line- or
859 character-oriented processing, using @code{printf} or one of the other
860 related functions described in this section is usually the easiest and
861 most concise way to perform output.  These functions are especially
862 useful for printing error messages, tables of data, and the like.
863
864 @menu
865 * Formatted Output Basics::     Some examples to get you started.
866 * Output Conversion Syntax::    General syntax of conversion
867                                  specifications.
868 * Table of Output Conversions:: Summary of output conversions and
869                                  what they do.
870 * Integer Conversions::         Details about formatting of integers.
871 * Floating-Point Conversions::  Details about formatting of
872                                  floating-point numbers.
873 * Other Output Conversions::    Details about formatting of strings,
874                                  characters, pointers, and the like.
875 * Formatted Output Functions::  Descriptions of the actual functions.
876 * Dynamic Output::              Functions that allocate memory for the output.
877 * Variable Arguments Output::   @code{vprintf} and friends.
878 * Parsing a Template String::   What kinds of args does a given template
879                                  call for?
880 * Example of Parsing::          Sample program using @code{parse_printf_format}.
881 @end menu
882
883 @node Formatted Output Basics
884 @subsection Formatted Output Basics
885
886 The @code{printf} function can be used to print any number of arguments.
887 The template string argument you supply in a call provides
888 information not only about the number of additional arguments, but also
889 about their types and what style should be used for printing them.
890
891 Ordinary characters in the template string are simply written to the
892 output stream as-is, while @dfn{conversion specifications} introduced by
893 a @samp{%} character in the template cause subsequent arguments to be
894 formatted and written to the output stream.  For example,
895 @cindex conversion specifications (@code{printf})
896
897 @smallexample
898 int pct = 37;
899 char filename[] = "foo.txt";
900 printf ("Processing of `%s' is %d%% finished.\nPlease be patient.\n",
901         filename, pct);
902 @end smallexample
903
904 @noindent
905 produces output like
906
907 @smallexample
908 Processing of `foo.txt' is 37% finished.
909 Please be patient.
910 @end smallexample
911
912 This example shows the use of the @samp{%d} conversion to specify that
913 an @code{int} argument should be printed in decimal notation, the
914 @samp{%s} conversion to specify printing of a string argument, and
915 the @samp{%%} conversion to print a literal @samp{%} character.
916
917 There are also conversions for printing an integer argument as an
918 unsigned value in octal, decimal, or hexadecimal radix (@samp{%o},
919 @samp{%u}, or @samp{%x}, respectively); or as a character value
920 (@samp{%c}).
921
922 Floating-point numbers can be printed in normal, fixed-point notation
923 using the @samp{%f} conversion or in exponential notation using the
924 @samp{%e} conversion.  The @samp{%g} conversion uses either @samp{%e}
925 or @samp{%f} format, depending on what is more appropriate for the
926 magnitude of the particular number.
927
928 You can control formatting more precisely by writing @dfn{modifiers}
929 between the @samp{%} and the character that indicates which conversion
930 to apply.  These slightly alter the ordinary behavior of the conversion.
931 For example, most conversion specifications permit you to specify a
932 minimum field width and a flag indicating whether you want the result
933 left- or right-justified within the field.
934
935 The specific flags and modifiers that are permitted and their
936 interpretation vary depending on the particular conversion.  They're all
937 described in more detail in the following sections.  Don't worry if this
938 all seems excessively complicated at first; you can almost always get
939 reasonable free-format output without using any of the modifiers at all.
940 The modifiers are mostly used to make the output look ``prettier'' in
941 tables.
942
943 @node Output Conversion Syntax
944 @subsection Output Conversion Syntax
945
946 This section provides details about the precise syntax of conversion
947 specifications that can appear in a @code{printf} template
948 string.
949
950 Characters in the template string that are not part of a conversion
951 specification are printed as-is to the output stream.  Multibyte
952 character sequences (@pxref{Character Set Handling}) are permitted in a
953 template string.
954
955 The conversion specifications in a @code{printf} template string have
956 the general form:
957
958 @example
959 % @r{[} @var{param-no} @r{$]} @var{flags} @var{width} @r{[} . @var{precision} @r{]} @var{type} @var{conversion}
960 @end example
961
962 For example, in the conversion specifier @samp{%-10.8ld}, the @samp{-}
963 is a flag, @samp{10} specifies the field width, the precision is
964 @samp{8}, the letter @samp{l} is a type modifier, and @samp{d} specifies
965 the conversion style.  (This particular type specifier says to
966 print a @code{long int} argument in decimal notation, with a minimum of
967 8 digits left-justified in a field at least 10 characters wide.)
968
969 In more detail, output conversion specifications consist of an
970 initial @samp{%} character followed in sequence by:
971
972 @itemize @bullet
973 @item
974 An optional specification of the parameter used for this format.
975 Normally the parameters to the @code{printf} function are assigned to the
976 formats in the order of appearance in the format string.  But in some
977 situations (such as message translation) this is not desirable and this
978 extension allows an explicit parameter to be specified.
979
980 The @var{param-no} part of the format must be an integer in the range of
981 1 to the maximum number of arguments present to the function call.  Some
982 implementations limit this number to a certainly upper bound.  The exact
983 limit can be retrieved by the following constant.
984
985 @defvr Macro NL_ARGMAX
986 The value of @code{ARGMAX} is the maximum value allowed for the
987 specification of an positional parameter in a @code{printf} call.  The
988 actual value in effect at runtime can be retrieved by using
989 @code{sysconf} using the @code{_SC_NL_ARGMAX} parameter @pxref{Sysconf
990 Definition}.
991
992 Some system have a quite low limit such as @math{9} for @w{System V}
993 systems.  The GNU C library has no real limit.
994 @end defvr
995
996 If any of the formats has a specification for the parameter position all
997 of them in the format string shall have one.  Otherwise the behaviour is
998 undefined.
999
1000 @item
1001 Zero or more @dfn{flag characters} that modify the normal behavior of
1002 the conversion specification.
1003 @cindex flag character (@code{printf})
1004
1005 @item
1006 An optional decimal integer specifying the @dfn{minimum field width}.
1007 If the normal conversion produces fewer characters than this, the field
1008 is padded with spaces to the specified width.  This is a @emph{minimum}
1009 value; if the normal conversion produces more characters than this, the
1010 field is @emph{not} truncated.  Normally, the output is right-justified
1011 within the field.
1012 @cindex minimum field width (@code{printf})
1013
1014 You can also specify a field width of @samp{*}.  This means that the
1015 next argument in the argument list (before the actual value to be
1016 printed) is used as the field width.  The value must be an @code{int}.
1017 If the value is negative, this means to set the @samp{-} flag (see
1018 below) and to use the absolute value as the field width.
1019
1020 @item
1021 An optional @dfn{precision} to specify the number of digits to be
1022 written for the numeric conversions.  If the precision is specified, it
1023 consists of a period (@samp{.}) followed optionally by a decimal integer
1024 (which defaults to zero if omitted).
1025 @cindex precision (@code{printf})
1026
1027 You can also specify a precision of @samp{*}.  This means that the next
1028 argument in the argument list (before the actual value to be printed) is
1029 used as the precision.  The value must be an @code{int}, and is ignored
1030 if it is negative.  If you specify @samp{*} for both the field width and
1031 precision, the field width argument precedes the precision argument.
1032 Other C library versions may not recognize this syntax.
1033
1034 @item
1035 An optional @dfn{type modifier character}, which is used to specify the
1036 data type of the corresponding argument if it differs from the default
1037 type.  (For example, the integer conversions assume a type of @code{int},
1038 but you can specify @samp{h}, @samp{l}, or @samp{L} for other integer
1039 types.)
1040 @cindex type modifier character (@code{printf})
1041
1042 @item
1043 A character that specifies the conversion to be applied.
1044 @end itemize
1045
1046 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
1047 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
1048 individual conversions for information about the particular options that
1049 they use.
1050
1051 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
1052 @code{printf} and related functions.  It examines the format string and
1053 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
1054 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
1055 write uses a @code{printf}-style format string.
1056 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
1057 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
1058
1059 @node Table of Output Conversions
1060 @subsection Table of Output Conversions
1061 @cindex output conversions, for @code{printf}
1062
1063 Here is a table summarizing what all the different conversions do:
1064
1065 @table @asis
1066 @item @samp{%d}, @samp{%i}
1067 Print an integer as a signed decimal number.  @xref{Integer
1068 Conversions}, for details.  @samp{%d} and @samp{%i} are synonymous for
1069 output, but are different when used with @code{scanf} for input
1070 (@pxref{Table of Input Conversions}).
1071
1072 @item @samp{%o}
1073 Print an integer as an unsigned octal number.  @xref{Integer
1074 Conversions}, for details.
1075
1076 @item @samp{%u}
1077 Print an integer as an unsigned decimal number.  @xref{Integer
1078 Conversions}, for details.
1079
1080 @item @samp{%x}, @samp{%X}
1081 Print an integer as an unsigned hexadecimal number.  @samp{%x} uses
1082 lower-case letters and @samp{%X} uses upper-case.  @xref{Integer
1083 Conversions}, for details.
1084
1085 @item @samp{%f}
1086 Print a floating-point number in normal (fixed-point) notation.
1087 @xref{Floating-Point Conversions}, for details.
1088
1089 @item @samp{%e}, @samp{%E}
1090 Print a floating-point number in exponential notation.  @samp{%e} uses
1091 lower-case letters and @samp{%E} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1092 Conversions}, for details.
1093
1094 @item @samp{%g}, @samp{%G}
1095 Print a floating-point number in either normal or exponential notation,
1096 whichever is more appropriate for its magnitude.  @samp{%g} uses
1097 lower-case letters and @samp{%G} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1098 Conversions}, for details.
1099
1100 @item @samp{%a}, @samp{%A}
1101 Print a floating-point number in a hexadecimal fractional notation which
1102 the exponent to base 2 represented in decimal digits.  @samp{%a} uses
1103 lower-case letters and @samp{%A} uses upper-case.  @xref{Floating-Point
1104 Conversions}, for details.
1105
1106 @item @samp{%c}
1107 Print a single character.  @xref{Other Output Conversions}.
1108
1109 @item @samp{%s}
1110 Print a string.  @xref{Other Output Conversions}.
1111
1112 @item @samp{%p}
1113 Print the value of a pointer.  @xref{Other Output Conversions}.
1114
1115 @item @samp{%n}
1116 Get the number of characters printed so far.  @xref{Other Output Conversions}.
1117 Note that this conversion specification never produces any output.
1118
1119 @item @samp{%m}
1120 Print the string corresponding to the value of @code{errno}.
1121 (This is a GNU extension.)
1122 @xref{Other Output Conversions}.
1123
1124 @item @samp{%%}
1125 Print a literal @samp{%} character.  @xref{Other Output Conversions}.
1126 @end table
1127
1128 If the syntax of a conversion specification is invalid, unpredictable
1129 things will happen, so don't do this.  If there aren't enough function
1130 arguments provided to supply values for all the conversion
1131 specifications in the template string, or if the arguments are not of
1132 the correct types, the results are unpredictable.  If you supply more
1133 arguments than conversion specifications, the extra argument values are
1134 simply ignored; this is sometimes useful.
1135
1136 @node Integer Conversions
1137 @subsection Integer Conversions
1138
1139 This section describes the options for the @samp{%d}, @samp{%i},
1140 @samp{%o}, @samp{%u}, @samp{%x}, and @samp{%X} conversion
1141 specifications.  These conversions print integers in various formats.
1142
1143 The @samp{%d} and @samp{%i} conversion specifications both print an
1144 @code{int} argument as a signed decimal number; while @samp{%o},
1145 @samp{%u}, and @samp{%x} print the argument as an unsigned octal,
1146 decimal, or hexadecimal number (respectively).  The @samp{%X} conversion
1147 specification is just like @samp{%x} except that it uses the characters
1148 @samp{ABCDEF} as digits instead of @samp{abcdef}.
1149
1150 The following flags are meaningful:
1151
1152 @table @asis
1153 @item @samp{-}
1154 Left-justify the result in the field (instead of the normal
1155 right-justification).
1156
1157 @item @samp{+}
1158 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, print a
1159 plus sign if the value is positive.
1160
1161 @item @samp{ }
1162 For the signed @samp{%d} and @samp{%i} conversions, if the result
1163 doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a space
1164 character instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result
1165 includes a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
1166
1167 @item @samp{#}
1168 For the @samp{%o} conversion, this forces the leading digit to be
1169 @samp{0}, as if by increasing the precision.  For @samp{%x} or
1170 @samp{%X}, this prefixes a leading @samp{0x} or @samp{0X} (respectively)
1171 to the result.  This doesn't do anything useful for the @samp{%d},
1172 @samp{%i}, or @samp{%u} conversions.  Using this flag produces output
1173 which can be parsed by the @code{strtoul} function (@pxref{Parsing of
1174 Integers}) and @code{scanf} with the @samp{%i} conversion
1175 (@pxref{Numeric Input Conversions}).
1176
1177 @item @samp{'}
1178 Separate the digits into groups as specified by the locale specified for
1179 the @code{LC_NUMERIC} category; @pxref{General Numeric}.  This flag is a
1180 GNU extension.
1181
1182 @item @samp{0}
1183 Pad the field with zeros instead of spaces.  The zeros are placed after
1184 any indication of sign or base.  This flag is ignored if the @samp{-}
1185 flag is also specified, or if a precision is specified.
1186 @end table
1187
1188 If a precision is supplied, it specifies the minimum number of digits to
1189 appear; leading zeros are produced if necessary.  If you don't specify a
1190 precision, the number is printed with as many digits as it needs.  If
1191 you convert a value of zero with an explicit precision of zero, then no
1192 characters at all are produced.
1193
1194 Without a type modifier, the corresponding argument is treated as an
1195 @code{int} (for the signed conversions @samp{%i} and @samp{%d}) or
1196 @code{unsigned int} (for the unsigned conversions @samp{%o}, @samp{%u},
1197 @samp{%x}, and @samp{%X}).  Recall that since @code{printf} and friends
1198 are variadic, any @code{char} and @code{short} arguments are
1199 automatically converted to @code{int} by the default argument
1200 promotions.  For arguments of other integer types, you can use these
1201 modifiers:
1202
1203 @table @samp
1204 @item hh
1205 Specifies that the argument is a @code{signed char} or @code{unsigned
1206 char}, as appropriate.  A @code{char} argument is converted to an
1207 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1208 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
1209 @code{char} again.
1210
1211 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1212
1213 @item h
1214 Specifies that the argument is a @code{short int} or @code{unsigned
1215 short int}, as appropriate.  A @code{short} argument is converted to an
1216 @code{int} or @code{unsigned int} by the default argument promotions
1217 anyway, but the @samp{h} modifier says to convert it back to a
1218 @code{short} again.
1219
1220 @item j
1221 Specifies that the argument is a @code{intmax_t} or @code{uintmax_t}, as
1222 appropriate.
1223
1224 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1225
1226 @item l
1227 Specifies that the argument is a @code{long int} or @code{unsigned long
1228 int}, as appropriate.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L}
1229 modifier, below.
1230
1231 @item L
1232 @itemx ll
1233 @itemx q
1234 Specifies that the argument is a @code{long long int}.  (This type is
1235 an extension supported by the GNU C compiler.  On systems that don't
1236 support extra-long integers, this is the same as @code{long int}.)
1237
1238 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
1239 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
1240 @code{int}.
1241
1242 @item t
1243 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t}.
1244
1245 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
1246
1247 @item z
1248 @itemx Z
1249 Specifies that the argument is a @code{size_t}.
1250
1251 @samp{z} was introduced in @w{ISO C99}.  @samp{Z} is a GNU extension
1252 predating this addition and should not be used in new code.
1253 @end table
1254
1255 Here is an example.  Using the template string:
1256
1257 @smallexample
1258 "|%5d|%-5d|%+5d|%+-5d|% 5d|%05d|%5.0d|%5.2d|%d|\n"
1259 @end smallexample
1260
1261 @noindent
1262 to print numbers using the different options for the @samp{%d}
1263 conversion gives results like:
1264
1265 @smallexample
1266 |    0|0    |   +0|+0   |    0|00000|     |   00|0|
1267 |    1|1    |   +1|+1   |    1|00001|    1|   01|1|
1268 |   -1|-1   |   -1|-1   |   -1|-0001|   -1|  -01|-1|
1269 |100000|100000|+100000| 100000|100000|100000|100000|100000|
1270 @end smallexample
1271
1272 In particular, notice what happens in the last case where the number
1273 is too large to fit in the minimum field width specified.
1274
1275 Here are some more examples showing how unsigned integers print under
1276 various format options, using the template string:
1277
1278 @smallexample
1279 "|%5u|%5o|%5x|%5X|%#5o|%#5x|%#5X|%#10.8x|\n"
1280 @end smallexample
1281
1282 @smallexample
1283 |    0|    0|    0|    0|    0|  0x0|  0X0|0x00000000|
1284 |    1|    1|    1|    1|   01|  0x1|  0X1|0x00000001|
1285 |100000|303240|186a0|186A0|0303240|0x186a0|0X186A0|0x000186a0|
1286 @end smallexample
1287
1288
1289 @node Floating-Point Conversions
1290 @subsection Floating-Point Conversions
1291
1292 This section discusses the conversion specifications for floating-point
1293 numbers: the @samp{%f}, @samp{%e}, @samp{%E}, @samp{%g}, and @samp{%G}
1294 conversions.
1295
1296 The @samp{%f} conversion prints its argument in fixed-point notation,
1297 producing output of the form
1298 @w{[@code{-}]@var{ddd}@code{.}@var{ddd}},
1299 where the number of digits following the decimal point is controlled
1300 by the precision you specify.
1301
1302 The @samp{%e} conversion prints its argument in exponential notation,
1303 producing output of the form
1304 @w{[@code{-}]@var{d}@code{.}@var{ddd}@code{e}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
1305 Again, the number of digits following the decimal point is controlled by
1306 the precision.  The exponent always contains at least two digits.  The
1307 @samp{%E} conversion is similar but the exponent is marked with the letter
1308 @samp{E} instead of @samp{e}.
1309
1310 The @samp{%g} and @samp{%G} conversions print the argument in the style
1311 of @samp{%e} or @samp{%E} (respectively) if the exponent would be less
1312 than -4 or greater than or equal to the precision; otherwise they use the
1313 @samp{%f} style.  Trailing zeros are removed from the fractional portion
1314 of the result and a decimal-point character appears only if it is
1315 followed by a digit.
1316
1317 The @samp{%a} and @samp{%A} conversions are meant for representing
1318 floating-point numbers exactly in textual form so that they can be
1319 exchanged as texts between different programs and/or machines.  The
1320 numbers are represented is the form
1321 @w{[@code{-}]@code{0x}@var{h}@code{.}@var{hhh}@code{p}[@code{+}|@code{-}]@var{dd}}.
1322 At the left of the decimal-point character exactly one digit is print.
1323 This character is only @code{0} if the number is denormalized.
1324 Otherwise the value is unspecified; it is implementation dependent how many
1325 bits are used.  The number of hexadecimal digits on the right side of
1326 the decimal-point character is equal to the precision.  If the precision
1327 is zero it is determined to be large enough to provide an exact
1328 representation of the number (or it is large enough to distinguish two
1329 adjacent values if the @code{FLT_RADIX} is not a power of 2,
1330 @pxref{Floating Point Parameters}).  For the @samp{%a} conversion
1331 lower-case characters are used to represent the hexadecimal number and
1332 the prefix and exponent sign are printed as @code{0x} and @code{p}
1333 respectively.  Otherwise upper-case characters are used and @code{0X}
1334 and @code{P} are used for the representation of prefix and exponent
1335 string.  The exponent to the base of two is printed as a decimal number
1336 using at least one digit but at most as many digits as necessary to
1337 represent the value exactly.
1338
1339 If the value to be printed represents infinity or a NaN, the output is
1340 @w{[@code{-}]@code{inf}} or @code{nan} respectively if the conversion
1341 specifier is @samp{%a}, @samp{%e}, @samp{%f}, or @samp{%g} and it is
1342 @w{[@code{-}]@code{INF}} or @code{NAN} respectively if the conversion is
1343 @samp{%A}, @samp{%E}, or @samp{%G}.
1344
1345 The following flags can be used to modify the behavior:
1346
1347 @comment We use @asis instead of @samp so we can have ` ' as an item.
1348 @table @asis
1349 @item @samp{-}
1350 Left-justify the result in the field.  Normally the result is
1351 right-justified.
1352
1353 @item @samp{+}
1354 Always include a plus or minus sign in the result.
1355
1356 @item @samp{ }
1357 If the result doesn't start with a plus or minus sign, prefix it with a
1358 space instead.  Since the @samp{+} flag ensures that the result includes
1359 a sign, this flag is ignored if you supply both of them.
1360
1361 @item @samp{#}
1362 Specifies that the result should always include a decimal point, even
1363 if no digits follow it.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions,
1364 this also forces trailing zeros after the decimal point to be left
1365 in place where they would otherwise be removed.
1366
1367 @item @samp{'}
1368 Separate the digits of the integer part of the result into groups as
1369 specified by the locale specified for the @code{LC_NUMERIC} category;
1370 @pxref{General Numeric}.  This flag is a GNU extension.
1371
1372 @item @samp{0}
1373 Pad the field with zeros instead of spaces; the zeros are placed
1374 after any sign.  This flag is ignored if the @samp{-} flag is also
1375 specified.
1376 @end table
1377
1378 The precision specifies how many digits follow the decimal-point
1379 character for the @samp{%f}, @samp{%e}, and @samp{%E} conversions.  For
1380 these conversions, the default precision is @code{6}.  If the precision
1381 is explicitly @code{0}, this suppresses the decimal point character
1382 entirely.  For the @samp{%g} and @samp{%G} conversions, the precision
1383 specifies how many significant digits to print.  Significant digits are
1384 the first digit before the decimal point, and all the digits after it.
1385 If the precision is @code{0} or not specified for @samp{%g} or @samp{%G},
1386 it is treated like a value of @code{1}.  If the value being printed
1387 cannot be expressed accurately in the specified number of digits, the
1388 value is rounded to the nearest number that fits.
1389
1390 Without a type modifier, the floating-point conversions use an argument
1391 of type @code{double}.  (By the default argument promotions, any
1392 @code{float} arguments are automatically converted to @code{double}.)
1393 The following type modifier is supported:
1394
1395 @table @samp
1396 @item L
1397 An uppercase @samp{L} specifies that the argument is a @code{long
1398 double}.
1399 @end table
1400
1401 Here are some examples showing how numbers print using the various
1402 floating-point conversions.  All of the numbers were printed using
1403 this template string:
1404
1405 @smallexample
1406 "|%13.4a|%13.4f|%13.4e|%13.4g|\n"
1407 @end smallexample
1408
1409 Here is the output:
1410
1411 @smallexample
1412 |  0x0.0000p+0|       0.0000|   0.0000e+00|            0|
1413 |  0x1.0000p-1|       0.5000|   5.0000e-01|          0.5|
1414 |  0x1.0000p+0|       1.0000|   1.0000e+00|            1|
1415 | -0x1.0000p+0|      -1.0000|  -1.0000e+00|           -1|
1416 |  0x1.9000p+6|     100.0000|   1.0000e+02|          100|
1417 |  0x1.f400p+9|    1000.0000|   1.0000e+03|         1000|
1418 | 0x1.3880p+13|   10000.0000|   1.0000e+04|        1e+04|
1419 | 0x1.81c8p+13|   12345.0000|   1.2345e+04|    1.234e+04|
1420 | 0x1.86a0p+16|  100000.0000|   1.0000e+05|        1e+05|
1421 | 0x1.e240p+16|  123456.0000|   1.2346e+05|    1.235e+05|
1422 @end smallexample
1423
1424 Notice how the @samp{%g} conversion drops trailing zeros.
1425
1426 @node Other Output Conversions
1427 @subsection Other Output Conversions
1428
1429 This section describes miscellaneous conversions for @code{printf}.
1430
1431 The @samp{%c} conversion prints a single character.  The @code{int}
1432 argument is first converted to an @code{unsigned char}.  The @samp{-}
1433 flag can be used to specify left-justification in the field, but no
1434 other flags are defined, and no precision or type modifier can be given.
1435 For example:
1436
1437 @smallexample
1438 printf ("%c%c%c%c%c", 'h', 'e', 'l', 'l', 'o');
1439 @end smallexample
1440
1441 @noindent
1442 prints @samp{hello}.
1443
1444 The @samp{%s} conversion prints a string.  The corresponding argument
1445 must be of type @code{char *} (or @code{const char *}).  A precision can
1446 be specified to indicate the maximum number of characters to write;
1447 otherwise characters in the string up to but not including the
1448 terminating null character are written to the output stream.  The
1449 @samp{-} flag can be used to specify left-justification in the field,
1450 but no other flags or type modifiers are defined for this conversion.
1451 For example:
1452
1453 @smallexample
1454 printf ("%3s%-6s", "no", "where");
1455 @end smallexample
1456
1457 @noindent
1458 prints @samp{ nowhere }.
1459
1460 If you accidentally pass a null pointer as the argument for a @samp{%s}
1461 conversion, the GNU library prints it as @samp{(null)}.  We think this
1462 is more useful than crashing.  But it's not good practice to pass a null
1463 argument intentionally.
1464
1465 The @samp{%m} conversion prints the string corresponding to the error
1466 code in @code{errno}.  @xref{Error Messages}.  Thus:
1467
1468 @smallexample
1469 fprintf (stderr, "can't open `%s': %m\n", filename);
1470 @end smallexample
1471
1472 @noindent
1473 is equivalent to:
1474
1475 @smallexample
1476 fprintf (stderr, "can't open `%s': %s\n", filename, strerror (errno));
1477 @end smallexample
1478
1479 @noindent
1480 The @samp{%m} conversion is a GNU C library extension.
1481
1482 The @samp{%p} conversion prints a pointer value.  The corresponding
1483 argument must be of type @code{void *}.  In practice, you can use any
1484 type of pointer.
1485
1486 In the GNU system, non-null pointers are printed as unsigned integers,
1487 as if a @samp{%#x} conversion were used.  Null pointers print as
1488 @samp{(nil)}.  (Pointers might print differently in other systems.)
1489
1490 For example:
1491
1492 @smallexample
1493 printf ("%p", "testing");
1494 @end smallexample
1495
1496 @noindent
1497 prints @samp{0x} followed by a hexadecimal number---the address of the
1498 string constant @code{"testing"}.  It does not print the word
1499 @samp{testing}.
1500
1501 You can supply the @samp{-} flag with the @samp{%p} conversion to
1502 specify left-justification, but no other flags, precision, or type
1503 modifiers are defined.
1504
1505 The @samp{%n} conversion is unlike any of the other output conversions.
1506 It uses an argument which must be a pointer to an @code{int}, but
1507 instead of printing anything it stores the number of characters printed
1508 so far by this call at that location.  The @samp{h} and @samp{l} type
1509 modifiers are permitted to specify that the argument is of type
1510 @code{short int *} or @code{long int *} instead of @code{int *}, but no
1511 flags, field width, or precision are permitted.
1512
1513 For example,
1514
1515 @smallexample
1516 int nchar;
1517 printf ("%d %s%n\n", 3, "bears", &nchar);
1518 @end smallexample
1519
1520 @noindent
1521 prints:
1522
1523 @smallexample
1524 3 bears
1525 @end smallexample
1526
1527 @noindent
1528 and sets @code{nchar} to @code{7}, because @samp{3 bears} is seven
1529 characters.
1530
1531
1532 The @samp{%%} conversion prints a literal @samp{%} character.  This
1533 conversion doesn't use an argument, and no flags, field width,
1534 precision, or type modifiers are permitted.
1535
1536
1537 @node Formatted Output Functions
1538 @subsection Formatted Output Functions
1539
1540 This section describes how to call @code{printf} and related functions.
1541 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
1542 Because these functions take a variable number of arguments, you
1543 @emph{must} declare prototypes for them before using them.  Of course,
1544 the easiest way to make sure you have all the right prototypes is to
1545 just include @file{stdio.h}.
1546 @pindex stdio.h
1547
1548 @comment stdio.h
1549 @comment ISO
1550 @deftypefun int printf (const char *@var{template}, @dots{})
1551 The @code{printf} function prints the optional arguments under the
1552 control of the template string @var{template} to the stream
1553 @code{stdout}.  It returns the number of characters printed, or a
1554 negative value if there was an output error.
1555 @end deftypefun
1556
1557 @comment stdio.h
1558 @comment ISO
1559 @deftypefun int fprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
1560 This function is just like @code{printf}, except that the output is
1561 written to the stream @var{stream} instead of @code{stdout}.
1562 @end deftypefun
1563
1564 @comment stdio.h
1565 @comment ISO
1566 @deftypefun int sprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
1567 This is like @code{printf}, except that the output is stored in the character
1568 array @var{s} instead of written to a stream.  A null character is written
1569 to mark the end of the string.
1570
1571 The @code{sprintf} function returns the number of characters stored in
1572 the array @var{s}, not including the terminating null character.
1573
1574 The behavior of this function is undefined if copying takes place
1575 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
1576 as an argument to be printed under control of the @samp{%s} conversion.
1577 @xref{Copying and Concatenation}.
1578
1579 @strong{Warning:} The @code{sprintf} function can be @strong{dangerous}
1580 because it can potentially output more characters than can fit in the
1581 allocation size of the string @var{s}.  Remember that the field width
1582 given in a conversion specification is only a @emph{minimum} value.
1583
1584 To avoid this problem, you can use @code{snprintf} or @code{asprintf},
1585 described below.
1586 @end deftypefun
1587
1588 @comment stdio.h
1589 @comment GNU
1590 @deftypefun int snprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, @dots{})
1591 The @code{snprintf} function is similar to @code{sprintf}, except that
1592 the @var{size} argument specifies the maximum number of characters to
1593 produce.  The trailing null character is counted towards this limit, so
1594 you should allocate at least @var{size} characters for the string @var{s}.
1595
1596 The return value is the number of characters which would be generated
1597 for the given input, excluding the trailing null.  If this value is
1598 greater or equal to @var{size}, not all characters from the result have
1599 been stored in @var{s}.  You should try again with a bigger output
1600 string.  Here is an example of doing this:
1601
1602 @smallexample
1603 @group
1604 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
1605    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
1606 char *
1607 make_message (char *name, char *value)
1608 @{
1609   /* @r{Guess we need no more than 100 chars of space.} */
1610   int size = 100;
1611   char *buffer = (char *) xmalloc (size);
1612   int nchars;
1613 @end group
1614 @group
1615  /* @r{Try to print in the allocated space.} */
1616   nchars = snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
1617                      name, value);
1618 @end group
1619 @group
1620   if (nchars >= size)
1621     @{
1622       /* @r{Reallocate buffer now that we know
1623          how much space is needed.} */
1624       buffer = (char *) xrealloc (buffer, nchars + 1);
1625
1626       /* @r{Try again.} */
1627       snprintf (buffer, size, "value of %s is %s",
1628                 name, value);
1629     @}
1630   /* @r{The last call worked, return the string.} */
1631   return buffer;
1632 @}
1633 @end group
1634 @end smallexample
1635
1636 In practice, it is often easier just to use @code{asprintf}, below.
1637
1638 @strong{Attention:} In the GNU C library version 2.0 the return value
1639 is the number of characters stored, not including the terminating null.
1640 If this value equals @code{@var{size} - 1}, then there was not enough
1641 space in @var{s} for all the output.  This change was necessary with
1642 the adoption of snprintf by ISO C99.
1643 @end deftypefun
1644
1645 @node Dynamic Output
1646 @subsection Dynamically Allocating Formatted Output
1647
1648 The functions in this section do formatted output and place the results
1649 in dynamically allocated memory.
1650
1651 @comment stdio.h
1652 @comment GNU
1653 @deftypefun int asprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, @dots{})
1654 This function is similar to @code{sprintf}, except that it dynamically
1655 allocates a string (as with @code{malloc}; @pxref{Unconstrained
1656 Allocation}) to hold the output, instead of putting the output in a
1657 buffer you allocate in advance.  The @var{ptr} argument should be the
1658 address of a @code{char *} object, and @code{asprintf} stores a pointer
1659 to the newly allocated string at that location.
1660
1661 Here is how to use @code{asprintf} to get the same result as the
1662 @code{snprintf} example, but more easily:
1663
1664 @smallexample
1665 /* @r{Construct a message describing the value of a variable}
1666    @r{whose name is @var{name} and whose value is @var{value}.} */
1667 char *
1668 make_message (char *name, char *value)
1669 @{
1670   char *result;
1671   asprintf (&result, "value of %s is %s", name, value);
1672   return result;
1673 @}
1674 @end smallexample
1675 @end deftypefun
1676
1677 @comment stdio.h
1678 @comment GNU
1679 @deftypefun int obstack_printf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, @dots{})
1680 This function is similar to @code{asprintf}, except that it uses the
1681 obstack @var{obstack} to allocate the space.  @xref{Obstacks}.
1682
1683 The characters are written onto the end of the current object.
1684 To get at them, you must finish the object with @code{obstack_finish}
1685 (@pxref{Growing Objects}).@refill
1686 @end deftypefun
1687
1688 @node Variable Arguments Output
1689 @subsection Variable Arguments Output Functions
1690
1691 The functions @code{vprintf} and friends are provided so that you can
1692 define your own variadic @code{printf}-like functions that make use of
1693 the same internals as the built-in formatted output functions.
1694
1695 The most natural way to define such functions would be to use a language
1696 construct to say, ``Call @code{printf} and pass this template plus all
1697 of my arguments after the first five.''  But there is no way to do this
1698 in C, and it would be hard to provide a way, since at the C language
1699 level there is no way to tell how many arguments your function received.
1700
1701 Since that method is impossible, we provide alternative functions, the
1702 @code{vprintf} series, which lets you pass a @code{va_list} to describe
1703 ``all of my arguments after the first five.''
1704
1705 When it is sufficient to define a macro rather than a real function,
1706 the GNU C compiler provides a way to do this much more easily with macros.
1707 For example:
1708
1709 @smallexample
1710 #define myprintf(a, b, c, d, e, rest...) \
1711             printf (mytemplate , ## rest...)
1712 @end smallexample
1713
1714 @noindent
1715 @xref{Macro Varargs, , Macros with Variable Numbers of Arguments,
1716 gcc.info, Using GNU CC}, for details.  But this is limited to macros,
1717 and does not apply to real functions at all.
1718
1719 Before calling @code{vprintf} or the other functions listed in this
1720 section, you @emph{must} call @code{va_start} (@pxref{Variadic
1721 Functions}) to initialize a pointer to the variable arguments.  Then you
1722 can call @code{va_arg} to fetch the arguments that you want to handle
1723 yourself.  This advances the pointer past those arguments.
1724
1725 Once your @code{va_list} pointer is pointing at the argument of your
1726 choice, you are ready to call @code{vprintf}.  That argument and all
1727 subsequent arguments that were passed to your function are used by
1728 @code{vprintf} along with the template that you specified separately.
1729
1730 In some other systems, the @code{va_list} pointer may become invalid
1731 after the call to @code{vprintf}, so you must not use @code{va_arg}
1732 after you call @code{vprintf}.  Instead, you should call @code{va_end}
1733 to retire the pointer from service.  However, you can safely call
1734 @code{va_start} on another pointer variable and begin fetching the
1735 arguments again through that pointer.  Calling @code{vprintf} does not
1736 destroy the argument list of your function, merely the particular
1737 pointer that you passed to it.
1738
1739 GNU C does not have such restrictions.  You can safely continue to fetch
1740 arguments from a @code{va_list} pointer after passing it to
1741 @code{vprintf}, and @code{va_end} is a no-op.  (Note, however, that
1742 subsequent @code{va_arg} calls will fetch the same arguments which
1743 @code{vprintf} previously used.)
1744
1745 Prototypes for these functions are declared in @file{stdio.h}.
1746 @pindex stdio.h
1747
1748 @comment stdio.h
1749 @comment ISO
1750 @deftypefun int vprintf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
1751 This function is similar to @code{printf} except that, instead of taking
1752 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
1753 pointer @var{ap}.
1754 @end deftypefun
1755
1756 @comment stdio.h
1757 @comment ISO
1758 @deftypefun int vfprintf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
1759 This is the equivalent of @code{fprintf} with the variable argument list
1760 specified directly as for @code{vprintf}.
1761 @end deftypefun
1762
1763 @comment stdio.h
1764 @comment ISO
1765 @deftypefun int vsprintf (char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
1766 This is the equivalent of @code{sprintf} with the variable argument list
1767 specified directly as for @code{vprintf}.
1768 @end deftypefun
1769
1770 @comment stdio.h
1771 @comment GNU
1772 @deftypefun int vsnprintf (char *@var{s}, size_t @var{size}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
1773 This is the equivalent of @code{snprintf} with the variable argument list
1774 specified directly as for @code{vprintf}.
1775 @end deftypefun
1776
1777 @comment stdio.h
1778 @comment GNU
1779 @deftypefun int vasprintf (char **@var{ptr}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
1780 The @code{vasprintf} function is the equivalent of @code{asprintf} with the
1781 variable argument list specified directly as for @code{vprintf}.
1782 @end deftypefun
1783
1784 @comment stdio.h
1785 @comment GNU
1786 @deftypefun int obstack_vprintf (struct obstack *@var{obstack}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
1787 The @code{obstack_vprintf} function is the equivalent of
1788 @code{obstack_printf} with the variable argument list specified directly
1789 as for @code{vprintf}.@refill
1790 @end deftypefun
1791
1792 Here's an example showing how you might use @code{vfprintf}.  This is a
1793 function that prints error messages to the stream @code{stderr}, along
1794 with a prefix indicating the name of the program
1795 (@pxref{Error Messages}, for a description of
1796 @code{program_invocation_short_name}).
1797
1798 @smallexample
1799 @group
1800 #include <stdio.h>
1801 #include <stdarg.h>
1802
1803 void
1804 eprintf (const char *template, ...)
1805 @{
1806   va_list ap;
1807   extern char *program_invocation_short_name;
1808
1809   fprintf (stderr, "%s: ", program_invocation_short_name);
1810   va_start (ap, template);
1811   vfprintf (stderr, template, ap);
1812   va_end (ap);
1813 @}
1814 @end group
1815 @end smallexample
1816
1817 @noindent
1818 You could call @code{eprintf} like this:
1819
1820 @smallexample
1821 eprintf ("file `%s' does not exist\n", filename);
1822 @end smallexample
1823
1824 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
1825 know that a function uses a @code{printf}-style format string.  Then it
1826 can check the number and types of arguments in each call to the
1827 function, and warn you when they do not match the format string.
1828 For example, take this declaration of @code{eprintf}:
1829
1830 @smallexample
1831 void eprintf (const char *template, ...)
1832         __attribute__ ((format (printf, 1, 2)));
1833 @end smallexample
1834
1835 @noindent
1836 This tells the compiler that @code{eprintf} uses a format string like
1837 @code{printf} (as opposed to @code{scanf}; @pxref{Formatted Input});
1838 the format string appears as the first argument;
1839 and the arguments to satisfy the format begin with the second.
1840 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
1841 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
1842
1843 @node Parsing a Template String
1844 @subsection Parsing a Template String
1845 @cindex parsing a template string
1846
1847 You can use the function @code{parse_printf_format} to obtain
1848 information about the number and types of arguments that are expected by
1849 a given template string.  This function permits interpreters that
1850 provide interfaces to @code{printf} to avoid passing along invalid
1851 arguments from the user's program, which could cause a crash.
1852
1853 All the symbols described in this section are declared in the header
1854 file @file{printf.h}.
1855
1856 @comment printf.h
1857 @comment GNU
1858 @deftypefun size_t parse_printf_format (const char *@var{template}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
1859 This function returns information about the number and types of
1860 arguments expected by the @code{printf} template string @var{template}.
1861 The information is stored in the array @var{argtypes}; each element of
1862 this array describes one argument.  This information is encoded using
1863 the various @samp{PA_} macros, listed below.
1864
1865 The argument @var{n} specifies the number of elements in the array
1866 @var{argtypes}.  This is the maximum number of elements that
1867 @code{parse_printf_format} will try to write.
1868
1869 @code{parse_printf_format} returns the total number of arguments required
1870 by @var{template}.  If this number is greater than @var{n}, then the
1871 information returned describes only the first @var{n} arguments.  If you
1872 want information about additional arguments, allocate a bigger
1873 array and call @code{parse_printf_format} again.
1874 @end deftypefun
1875
1876 The argument types are encoded as a combination of a basic type and
1877 modifier flag bits.
1878
1879 @comment printf.h
1880 @comment GNU
1881 @deftypevr Macro int PA_FLAG_MASK
1882 This macro is a bitmask for the type modifier flag bits.  You can write
1883 the expression @code{(argtypes[i] & PA_FLAG_MASK)} to extract just the
1884 flag bits for an argument, or @code{(argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)} to
1885 extract just the basic type code.
1886 @end deftypevr
1887
1888 Here are symbolic constants that represent the basic types; they stand
1889 for integer values.
1890
1891 @vtable @code
1892 @comment printf.h
1893 @comment GNU
1894 @item PA_INT
1895 This specifies that the base type is @code{int}.
1896
1897 @comment printf.h
1898 @comment GNU
1899 @item PA_CHAR
1900 This specifies that the base type is @code{int}, cast to @code{char}.
1901
1902 @comment printf.h
1903 @comment GNU
1904 @item PA_STRING
1905 This specifies that the base type is @code{char *}, a null-terminated string.
1906
1907 @comment printf.h
1908 @comment GNU
1909 @item PA_POINTER
1910 This specifies that the base type is @code{void *}, an arbitrary pointer.
1911
1912 @comment printf.h
1913 @comment GNU
1914 @item PA_FLOAT
1915 This specifies that the base type is @code{float}.
1916
1917 @comment printf.h
1918 @comment GNU
1919 @item PA_DOUBLE
1920 This specifies that the base type is @code{double}.
1921
1922 @comment printf.h
1923 @comment GNU
1924 @item PA_LAST
1925 You can define additional base types for your own programs as offsets
1926 from @code{PA_LAST}.  For example, if you have data types @samp{foo}
1927 and @samp{bar} with their own specialized @code{printf} conversions,
1928 you could define encodings for these types as:
1929
1930 @smallexample
1931 #define PA_FOO  PA_LAST
1932 #define PA_BAR  (PA_LAST + 1)
1933 @end smallexample
1934 @end vtable
1935
1936 Here are the flag bits that modify a basic type.  They are combined with
1937 the code for the basic type using inclusive-or.
1938
1939 @vtable @code
1940 @comment printf.h
1941 @comment GNU
1942 @item PA_FLAG_PTR
1943 If this bit is set, it indicates that the encoded type is a pointer to
1944 the base type, rather than an immediate value.
1945 For example, @samp{PA_INT|PA_FLAG_PTR} represents the type @samp{int *}.
1946
1947 @comment printf.h
1948 @comment GNU
1949 @item PA_FLAG_SHORT
1950 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
1951 @code{short}.  (This corresponds to the @samp{h} type modifier.)
1952
1953 @comment printf.h
1954 @comment GNU
1955 @item PA_FLAG_LONG
1956 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
1957 @code{long}.  (This corresponds to the @samp{l} type modifier.)
1958
1959 @comment printf.h
1960 @comment GNU
1961 @item PA_FLAG_LONG_LONG
1962 If this bit is set, it indicates that the base type is modified with
1963 @code{long long}.  (This corresponds to the @samp{L} type modifier.)
1964
1965 @comment printf.h
1966 @comment GNU
1967 @item PA_FLAG_LONG_DOUBLE
1968 This is a synonym for @code{PA_FLAG_LONG_LONG}, used by convention with
1969 a base type of @code{PA_DOUBLE} to indicate a type of @code{long double}.
1970 @end vtable
1971
1972 @ifinfo
1973 For an example of using these facilities, see @ref{Example of Parsing}.
1974 @end ifinfo
1975
1976 @node Example of Parsing
1977 @subsection Example of Parsing a Template String
1978
1979 Here is an example of decoding argument types for a format string.  We
1980 assume this is part of an interpreter which contains arguments of type
1981 @code{NUMBER}, @code{CHAR}, @code{STRING} and @code{STRUCTURE} (and
1982 perhaps others which are not valid here).
1983
1984 @smallexample
1985 /* @r{Test whether the @var{nargs} specified objects}
1986    @r{in the vector @var{args} are valid}
1987    @r{for the format string @var{format}:}
1988    @r{if so, return 1.}
1989    @r{If not, return 0 after printing an error message.}  */
1990
1991 int
1992 validate_args (char *format, int nargs, OBJECT *args)
1993 @{
1994   int *argtypes;
1995   int nwanted;
1996
1997   /* @r{Get the information about the arguments.}
1998      @r{Each conversion specification must be at least two characters}
1999      @r{long, so there cannot be more specifications than half the}
2000      @r{length of the string.}  */
2001
2002   argtypes = (int *) alloca (strlen (format) / 2 * sizeof (int));
2003   nwanted = parse_printf_format (string, nelts, argtypes);
2004
2005   /* @r{Check the number of arguments.}  */
2006   if (nwanted > nargs)
2007     @{
2008       error ("too few arguments (at least %d required)", nwanted);
2009       return 0;
2010     @}
2011
2012   /* @r{Check the C type wanted for each argument}
2013      @r{and see if the object given is suitable.}  */
2014   for (i = 0; i < nwanted; i++)
2015     @{
2016       int wanted;
2017
2018       if (argtypes[i] & PA_FLAG_PTR)
2019         wanted = STRUCTURE;
2020       else
2021         switch (argtypes[i] & ~PA_FLAG_MASK)
2022           @{
2023           case PA_INT:
2024           case PA_FLOAT:
2025           case PA_DOUBLE:
2026             wanted = NUMBER;
2027             break;
2028           case PA_CHAR:
2029             wanted = CHAR;
2030             break;
2031           case PA_STRING:
2032             wanted = STRING;
2033             break;
2034           case PA_POINTER:
2035             wanted = STRUCTURE;
2036             break;
2037           @}
2038       if (TYPE (args[i]) != wanted)
2039         @{
2040           error ("type mismatch for arg number %d", i);
2041           return 0;
2042         @}
2043     @}
2044   return 1;
2045 @}
2046 @end smallexample
2047
2048 @node Customizing Printf
2049 @section Customizing @code{printf}
2050 @cindex customizing @code{printf}
2051 @cindex defining new @code{printf} conversions
2052 @cindex extending @code{printf}
2053
2054 The GNU C library lets you define your own custom conversion specifiers
2055 for @code{printf} template strings, to teach @code{printf} clever ways
2056 to print the important data structures of your program.
2057
2058 The way you do this is by registering the conversion with the function
2059 @code{register_printf_function}; see @ref{Registering New Conversions}.
2060 One of the arguments you pass to this function is a pointer to a handler
2061 function that produces the actual output; see @ref{Defining the Output
2062 Handler}, for information on how to write this function.
2063
2064 You can also install a function that just returns information about the
2065 number and type of arguments expected by the conversion specifier.
2066 @xref{Parsing a Template String}, for information about this.
2067
2068 The facilities of this section are declared in the header file
2069 @file{printf.h}.
2070
2071 @menu
2072 * Registering New Conversions::         Using @code{register_printf_function}
2073                                          to register a new output conversion.
2074 * Conversion Specifier Options::        The handler must be able to get
2075                                          the options specified in the
2076                                          template when it is called.
2077 * Defining the Output Handler::         Defining the handler and arginfo
2078                                          functions that are passed as arguments
2079                                          to @code{register_printf_function}.
2080 * Printf Extension Example::            How to define a @code{printf}
2081                                          handler function.
2082 * Predefined Printf Handlers::          Predefined @code{printf} handlers.
2083 @end menu
2084
2085 @strong{Portability Note:} The ability to extend the syntax of
2086 @code{printf} template strings is a GNU extension.  ISO standard C has
2087 nothing similar.
2088
2089 @node Registering New Conversions
2090 @subsection Registering New Conversions
2091
2092 The function to register a new output conversion is
2093 @code{register_printf_function}, declared in @file{printf.h}.
2094 @pindex printf.h
2095
2096 @comment printf.h
2097 @comment GNU
2098 @deftypefun int register_printf_function (int @var{spec}, printf_function @var{handler-function}, printf_arginfo_function @var{arginfo-function})
2099 This function defines the conversion specifier character @var{spec}.
2100 Thus, if @var{spec} is @code{'z'}, it defines the conversion @samp{%z}.
2101 You can redefine the built-in conversions like @samp{%s}, but flag
2102 characters like @samp{#} and type modifiers like @samp{l} can never be
2103 used as conversions; calling @code{register_printf_function} for those
2104 characters has no effect.
2105
2106 The @var{handler-function} is the function called by @code{printf} and
2107 friends when this conversion appears in a template string.
2108 @xref{Defining the Output Handler}, for information about how to define
2109 a function to pass as this argument.  If you specify a null pointer, any
2110 existing handler function for @var{spec} is removed.
2111
2112 The @var{arginfo-function} is the function called by
2113 @code{parse_printf_format} when this conversion appears in a
2114 template string.  @xref{Parsing a Template String}, for information
2115 about this.
2116
2117 @c The following is not true anymore.  The `parse_printf_format' function
2118 @c is now also called from `vfprintf' via `parse_one_spec'.
2119 @c --drepper@gnu, 1996/11/14
2120 @c
2121 @c Normally, you install both functions for a conversion at the same time,
2122 @c but if you are never going to call @code{parse_printf_format}, you do
2123 @c not need to define an arginfo function.
2124
2125 @strong{Attention:} In the GNU C library versions before 2.0 the
2126 @var{arginfo-function} function did not need to be installed unless
2127 the user used the @code{parse_printf_format} function.  This has changed.
2128 Now a call to any of the @code{printf} functions will call this
2129 function when this format specifier appears in the format string.
2130
2131 The return value is @code{0} on success, and @code{-1} on failure
2132 (which occurs if @var{spec} is out of range).
2133
2134 You can redefine the standard output conversions, but this is probably
2135 not a good idea because of the potential for confusion.  Library routines
2136 written by other people could break if you do this.
2137 @end deftypefun
2138
2139 @node Conversion Specifier Options
2140 @subsection Conversion Specifier Options
2141
2142 If you define a meaning for @samp{%A}, what if the template contains
2143 @samp{%+23A} or @samp{%-#A}?  To implement a sensible meaning for these,
2144 the handler when called needs to be able to get the options specified in
2145 the template.
2146
2147 Both the @var{handler-function} and @var{arginfo-function} accept an
2148 argument that points to a @code{struct printf_info}, which contains
2149 information about the options appearing in an instance of the conversion
2150 specifier.  This data type is declared in the header file
2151 @file{printf.h}.
2152 @pindex printf.h
2153
2154 @comment printf.h
2155 @comment GNU
2156 @deftp {Type} {struct printf_info}
2157 This structure is used to pass information about the options appearing
2158 in an instance of a conversion specifier in a @code{printf} template
2159 string to the handler and arginfo functions for that specifier.  It
2160 contains the following members:
2161
2162 @table @code
2163 @item int prec
2164 This is the precision specified.  The value is @code{-1} if no precision
2165 was specified.  If the precision was given as @samp{*}, the
2166 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
2167 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
2168 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
2169 actual value is not known.
2170
2171 @item int width
2172 This is the minimum field width specified.  The value is @code{0} if no
2173 width was specified.  If the field width was given as @samp{*}, the
2174 @code{printf_info} structure passed to the handler function contains the
2175 actual value retrieved from the argument list.  But the structure passed
2176 to the arginfo function contains a value of @code{INT_MIN}, since the
2177 actual value is not known.
2178
2179 @item wchar_t spec
2180 This is the conversion specifier character specified.  It's stored in
2181 the structure so that you can register the same handler function for
2182 multiple characters, but still have a way to tell them apart when the
2183 handler function is called.
2184
2185 @item unsigned int is_long_double
2186 This is a boolean that is true if the @samp{L}, @samp{ll}, or @samp{q}
2187 type modifier was specified.  For integer conversions, this indicates
2188 @code{long long int}, as opposed to @code{long double} for floating
2189 point conversions.
2190
2191 @item unsigned int is_char
2192 This is a boolean that is true if the @samp{hh} type modifier was specified.
2193
2194 @item unsigned int is_short
2195 This is a boolean that is true if the @samp{h} type modifier was specified.
2196
2197 @item unsigned int is_long
2198 This is a boolean that is true if the @samp{l} type modifier was specified.
2199
2200 @item unsigned int alt
2201 This is a boolean that is true if the @samp{#} flag was specified.
2202
2203 @item unsigned int space
2204 This is a boolean that is true if the @samp{ } flag was specified.
2205
2206 @item unsigned int left
2207 This is a boolean that is true if the @samp{-} flag was specified.
2208
2209 @item unsigned int showsign
2210 This is a boolean that is true if the @samp{+} flag was specified.
2211
2212 @item unsigned int group
2213 This is a boolean that is true if the @samp{'} flag was specified.
2214
2215 @item unsigned int extra
2216 This flag has a special meaning depending on the context.  It could
2217 be used freely by the user-defined handlers but when called from
2218 the @code{printf} function this variable always contains the value
2219 @code{0}.
2220
2221 @item unsigned int wide
2222 This flag is set if the stream is wide oriented.
2223
2224 @item wchar_t pad
2225 This is the character to use for padding the output to the minimum field
2226 width.  The value is @code{'0'} if the @samp{0} flag was specified, and
2227 @code{' '} otherwise.
2228 @end table
2229 @end deftp
2230
2231
2232 @node Defining the Output Handler
2233 @subsection Defining the Output Handler
2234
2235 Now let's look at how to define the handler and arginfo functions
2236 which are passed as arguments to @code{register_printf_function}.
2237
2238 @strong{Compatibility Note:} The interface changed in GNU libc
2239 version 2.0.  Previously the third argument was of type
2240 @code{va_list *}.
2241
2242 You should define your handler functions with a prototype like:
2243
2244 @smallexample
2245 int @var{function} (FILE *stream, const struct printf_info *info,
2246                     const void *const *args)
2247 @end smallexample
2248
2249 The @var{stream} argument passed to the handler function is the stream to
2250 which it should write output.
2251
2252 The @var{info} argument is a pointer to a structure that contains
2253 information about the various options that were included with the
2254 conversion in the template string.  You should not modify this structure
2255 inside your handler function.  @xref{Conversion Specifier Options}, for
2256 a description of this data structure.
2257
2258 @c The following changes some time back.  --drepper@gnu, 1996/11/14
2259 @c
2260 @c The @code{ap_pointer} argument is used to pass the tail of the variable
2261 @c argument list containing the values to be printed to your handler.
2262 @c Unlike most other functions that can be passed an explicit variable
2263 @c argument list, this is a @emph{pointer} to a @code{va_list}, rather than
2264 @c the @code{va_list} itself.  Thus, you should fetch arguments by
2265 @c means of @code{va_arg (*ap_pointer, @var{type})}.
2266 @c
2267 @c (Passing a pointer here allows the function that calls your handler
2268 @c function to update its own @code{va_list} variable to account for the
2269 @c arguments that your handler processes.  @xref{Variadic Functions}.)
2270
2271 The @var{args} is a vector of pointers to the arguments data.
2272 The number of arguments was determined by calling the argument
2273 information function provided by the user.
2274
2275 Your handler function should return a value just like @code{printf}
2276 does: it should return the number of characters it has written, or a
2277 negative value to indicate an error.
2278
2279 @comment printf.h
2280 @comment GNU
2281 @deftp {Data Type} printf_function
2282 This is the data type that a handler function should have.
2283 @end deftp
2284
2285 If you are going to use @w{@code{parse_printf_format}} in your
2286 application, you must also define a function to pass as the
2287 @var{arginfo-function} argument for each new conversion you install with
2288 @code{register_printf_function}.
2289
2290 You have to define these functions with a prototype like:
2291
2292 @smallexample
2293 int @var{function} (const struct printf_info *info,
2294                     size_t n, int *argtypes)
2295 @end smallexample
2296
2297 The return value from the function should be the number of arguments the
2298 conversion expects.  The function should also fill in no more than
2299 @var{n} elements of the @var{argtypes} array with information about the
2300 types of each of these arguments.  This information is encoded using the
2301 various @samp{PA_} macros.  (You will notice that this is the same
2302 calling convention @code{parse_printf_format} itself uses.)
2303
2304 @comment printf.h
2305 @comment GNU
2306 @deftp {Data Type} printf_arginfo_function
2307 This type is used to describe functions that return information about
2308 the number and type of arguments used by a conversion specifier.
2309 @end deftp
2310
2311 @node Printf Extension Example
2312 @subsection @code{printf} Extension Example
2313
2314 Here is an example showing how to define a @code{printf} handler function.
2315 This program defines a data structure called a @code{Widget} and
2316 defines the @samp{%W} conversion to print information about @w{@code{Widget *}}
2317 arguments, including the pointer value and the name stored in the data
2318 structure.  The @samp{%W} conversion supports the minimum field width and
2319 left-justification options, but ignores everything else.
2320
2321 @smallexample
2322 @include rprintf.c.texi
2323 @end smallexample
2324
2325 The output produced by this program looks like:
2326
2327 @smallexample
2328 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
2329 |      <Widget 0xffeffb7c: mywidget>|
2330 |<Widget 0xffeffb7c: mywidget>      |
2331 @end smallexample
2332
2333 @node Predefined Printf Handlers
2334 @subsection Predefined @code{printf} Handlers
2335
2336 The GNU libc also contains a concrete and useful application of the
2337 @code{printf} handler extension.  There are two functions available
2338 which implement a special way to print floating-point numbers.
2339
2340 @comment printf.h
2341 @comment GNU
2342 @deftypefun int printf_size (FILE *@var{fp}, const struct printf_info *@var{info}, const void *const *@var{args})
2343 Print a given floating point number as for the format @code{%f} except
2344 that there is a postfix character indicating the divisor for the
2345 number to make this less than 1000.  There are two possible divisors:
2346 powers of 1024 or powers of 1000.  Which one is used depends on the
2347 format character specified while registered this handler.  If the
2348 character is of lower case, 1024 is used.  For upper case characters,
2349 1000 is used.
2350
2351 The postfix tag corresponds to bytes, kilobytes, megabytes, gigabytes,
2352 etc.  The full table is:
2353
2354 @ifinfo
2355 @multitable @hsep @vsep {' '} {2^10 (1024)} {zetta} {Upper} {10^24 (1000)}
2356 @item low @tab Multiplier  @tab From  @tab Upper @tab Multiplier
2357 @item ' ' @tab 1           @tab       @tab ' '   @tab 1
2358 @item k   @tab 2^10 (1024) @tab kilo  @tab K     @tab 10^3 (1000)
2359 @item m   @tab 2^20        @tab mega  @tab M     @tab 10^6
2360 @item g   @tab 2^30        @tab giga  @tab G     @tab 10^9
2361 @item t   @tab 2^40        @tab tera  @tab T     @tab 10^12
2362 @item p   @tab 2^50        @tab peta  @tab P     @tab 10^15
2363 @item e   @tab 2^60        @tab exa   @tab E     @tab 10^18
2364 @item z   @tab 2^70        @tab zetta @tab Z     @tab 10^21
2365 @item y   @tab 2^80        @tab yotta @tab Y     @tab 10^24
2366 @end multitable
2367 @end ifinfo
2368 @iftex
2369 @tex
2370 \hbox to\hsize{\hfil\vbox{\offinterlineskip
2371 \hrule
2372 \halign{\strut#& \vrule#\tabskip=1em plus2em& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#& {\tt#}\hfil& \vrule#& #\hfil& \vrule#\tabskip=0pt\cr
2373 \noalign{\hrule}
2374 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
2375 && \omit low && Multiplier && From && \omit Upper && Multiplier &\cr
2376 \omit&height2pt&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&&\omit&\cr
2377 \noalign{\hrule}
2378 && {\tt\char32} &&  1 && && {\tt\char32} && 1 &\cr
2379 && k && $2^{10} = 1024$ && kilo && K && $10^3 = 1000$ &\cr
2380 && m && $2^{20}$ && mega && M && $10^6$ &\cr
2381 && g && $2^{30}$ && giga && G && $10^9$ &\cr
2382 && t && $2^{40}$ && tera && T && $10^{12}$ &\cr
2383 && p && $2^{50}$ && peta && P && $10^{15}$ &\cr
2384 && e && $2^{60}$ && exa && E && $10^{18}$ &\cr
2385 && z && $2^{70}$ && zetta && Z && $10^{21}$ &\cr
2386 && y && $2^{80}$ && yotta && Y && $10^{24}$ &\cr
2387 \noalign{\hrule}}}\hfil}
2388 @end tex
2389 @end iftex
2390
2391 The default precision is 3, i.e., 1024 is printed with a lower-case
2392 format character as if it were @code{%.3fk} and will yield @code{1.000k}.
2393 @end deftypefun
2394
2395 Due to the requirements of @code{register_printf_function} we must also
2396 provide the function which returns information about the arguments.
2397
2398 @comment printf.h
2399 @comment GNU
2400 @deftypefun int printf_size_info (const struct printf_info *@var{info}, size_t @var{n}, int *@var{argtypes})
2401 This function will return in @var{argtypes} the information about the
2402 used parameters in the way the @code{vfprintf} implementation expects
2403 it.  The format always takes one argument.
2404 @end deftypefun
2405
2406 To use these functions both functions must be registered with a call like
2407
2408 @smallexample
2409 register_printf_function ('B', printf_size, printf_size_info);
2410 @end smallexample
2411
2412 Here we register the functions to print numbers as powers of 1000 since
2413 the format character @code{'B'} is an upper-case character.  If we
2414 would additionally use @code{'b'} in a line like
2415
2416 @smallexample
2417 register_printf_function ('b', printf_size, printf_size_info);
2418 @end smallexample
2419
2420 @noindent
2421 we could also print using a power of 1024.  Please note that all that is
2422 different in these two lines is the format specifier.  The
2423 @code{printf_size} function knows about the difference between lower and upper
2424 case format specifiers.
2425
2426 The use of @code{'B'} and @code{'b'} is no coincidence.  Rather it is
2427 the preferred way to use this functionality since it is available on
2428 some other systems which also use format specifiers.
2429
2430 @node Formatted Input
2431 @section Formatted Input
2432
2433 @cindex formatted input from a stream
2434 @cindex reading from a stream, formatted
2435 @cindex format string, for @code{scanf}
2436 @cindex template, for @code{scanf}
2437 The functions described in this section (@code{scanf} and related
2438 functions) provide facilities for formatted input analogous to the
2439 formatted output facilities.  These functions provide a mechanism for
2440 reading arbitrary values under the control of a @dfn{format string} or
2441 @dfn{template string}.
2442
2443 @menu
2444 * Formatted Input Basics::      Some basics to get you started.
2445 * Input Conversion Syntax::     Syntax of conversion specifications.
2446 * Table of Input Conversions::  Summary of input conversions and what they do.
2447 * Numeric Input Conversions::   Details of conversions for reading numbers.
2448 * String Input Conversions::    Details of conversions for reading strings.
2449 * Dynamic String Input::        String conversions that @code{malloc} the buffer.
2450 * Other Input Conversions::     Details of miscellaneous other conversions.
2451 * Formatted Input Functions::   Descriptions of the actual functions.
2452 * Variable Arguments Input::    @code{vscanf} and friends.
2453 @end menu
2454
2455 @node Formatted Input Basics
2456 @subsection Formatted Input Basics
2457
2458 Calls to @code{scanf} are superficially similar to calls to
2459 @code{printf} in that arbitrary arguments are read under the control of
2460 a template string.  While the syntax of the conversion specifications in
2461 the template is very similar to that for @code{printf}, the
2462 interpretation of the template is oriented more towards free-format
2463 input and simple pattern matching, rather than fixed-field formatting.
2464 For example, most @code{scanf} conversions skip over any amount of
2465 ``white space'' (including spaces, tabs, and newlines) in the input
2466 file, and there is no concept of precision for the numeric input
2467 conversions as there is for the corresponding output conversions.
2468 Ordinarily, non-whitespace characters in the template are expected to
2469 match characters in the input stream exactly, but a matching failure is
2470 distinct from an input error on the stream.
2471 @cindex conversion specifications (@code{scanf})
2472
2473 Another area of difference between @code{scanf} and @code{printf} is
2474 that you must remember to supply pointers rather than immediate values
2475 as the optional arguments to @code{scanf}; the values that are read are
2476 stored in the objects that the pointers point to.  Even experienced
2477 programmers tend to forget this occasionally, so if your program is
2478 getting strange errors that seem to be related to @code{scanf}, you
2479 might want to double-check this.
2480
2481 When a @dfn{matching failure} occurs, @code{scanf} returns immediately,
2482 leaving the first non-matching character as the next character to be
2483 read from the stream.  The normal return value from @code{scanf} is the
2484 number of values that were assigned, so you can use this to determine if
2485 a matching error happened before all the expected values were read.
2486 @cindex matching failure, in @code{scanf}
2487
2488 The @code{scanf} function is typically used for things like reading in
2489 the contents of tables.  For example, here is a function that uses
2490 @code{scanf} to initialize an array of @code{double}:
2491
2492 @smallexample
2493 void
2494 readarray (double *array, int n)
2495 @{
2496   int i;
2497   for (i=0; i<n; i++)
2498     if (scanf (" %lf", &(array[i])) != 1)
2499       invalid_input_error ();
2500 @}
2501 @end smallexample
2502
2503 The formatted input functions are not used as frequently as the
2504 formatted output functions.  Partly, this is because it takes some care
2505 to use them properly.  Another reason is that it is difficult to recover
2506 from a matching error.
2507
2508 If you are trying to read input that doesn't match a single, fixed
2509 pattern, you may be better off using a tool such as Flex to generate a
2510 lexical scanner, or Bison to generate a parser, rather than using
2511 @code{scanf}.  For more information about these tools, see @ref{, , ,
2512 flex.info, Flex: The Lexical Scanner Generator}, and @ref{, , ,
2513 bison.info, The Bison Reference Manual}.
2514
2515 @node Input Conversion Syntax
2516 @subsection Input Conversion Syntax
2517
2518 A @code{scanf} template string is a string that contains ordinary
2519 multibyte characters interspersed with conversion specifications that
2520 start with @samp{%}.
2521
2522 Any whitespace character (as defined by the @code{isspace} function;
2523 @pxref{Classification of Characters}) in the template causes any number
2524 of whitespace characters in the input stream to be read and discarded.
2525 The whitespace characters that are matched need not be exactly the same
2526 whitespace characters that appear in the template string.  For example,
2527 write @samp{ , } in the template to recognize a comma with optional
2528 whitespace before and after.
2529
2530 Other characters in the template string that are not part of conversion
2531 specifications must match characters in the input stream exactly; if
2532 this is not the case, a matching failure occurs.
2533
2534 The conversion specifications in a @code{scanf} template string
2535 have the general form:
2536
2537 @smallexample
2538 % @var{flags} @var{width} @var{type} @var{conversion}
2539 @end smallexample
2540
2541 In more detail, an input conversion specification consists of an initial
2542 @samp{%} character followed in sequence by:
2543
2544 @itemize @bullet
2545 @item
2546 An optional @dfn{flag character} @samp{*}, which says to ignore the text
2547 read for this specification.  When @code{scanf} finds a conversion
2548 specification that uses this flag, it reads input as directed by the
2549 rest of the conversion specification, but it discards this input, does
2550 not use a pointer argument, and does not increment the count of
2551 successful assignments.
2552 @cindex flag character (@code{scanf})
2553
2554 @item
2555 An optional flag character @samp{a} (valid with string conversions only)
2556 which requests allocation of a buffer long enough to store the string in.
2557 (This is a GNU extension.)
2558 @xref{Dynamic String Input}.
2559
2560 @item
2561 An optional decimal integer that specifies the @dfn{maximum field
2562 width}.  Reading of characters from the input stream stops either when
2563 this maximum is reached or when a non-matching character is found,
2564 whichever happens first.  Most conversions discard initial whitespace
2565 characters (those that don't are explicitly documented), and these
2566 discarded characters don't count towards the maximum field width.
2567 String input conversions store a null character to mark the end of the
2568 input; the maximum field width does not include this terminator.
2569 @cindex maximum field width (@code{scanf})
2570
2571 @item
2572 An optional @dfn{type modifier character}.  For example, you can
2573 specify a type modifier of @samp{l} with integer conversions such as
2574 @samp{%d} to specify that the argument is a pointer to a @code{long int}
2575 rather than a pointer to an @code{int}.
2576 @cindex type modifier character (@code{scanf})
2577
2578 @item
2579 A character that specifies the conversion to be applied.
2580 @end itemize
2581
2582 The exact options that are permitted and how they are interpreted vary
2583 between the different conversion specifiers.  See the descriptions of the
2584 individual conversions for information about the particular options that
2585 they allow.
2586
2587 With the @samp{-Wformat} option, the GNU C compiler checks calls to
2588 @code{scanf} and related functions.  It examines the format string and
2589 verifies that the correct number and types of arguments are supplied.
2590 There is also a GNU C syntax to tell the compiler that a function you
2591 write uses a @code{scanf}-style format string.
2592 @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
2593 gcc.info, Using GNU CC}, for more information.
2594
2595 @node Table of Input Conversions
2596 @subsection Table of Input Conversions
2597 @cindex input conversions, for @code{scanf}
2598
2599 Here is a table that summarizes the various conversion specifications:
2600
2601 @table @asis
2602 @item @samp{%d}
2603 Matches an optionally signed integer written in decimal.  @xref{Numeric
2604 Input Conversions}.
2605
2606 @item @samp{%i}
2607 Matches an optionally signed integer in any of the formats that the C
2608 language defines for specifying an integer constant.  @xref{Numeric
2609 Input Conversions}.
2610
2611 @item @samp{%o}
2612 Matches an unsigned integer written in octal radix.
2613 @xref{Numeric Input Conversions}.
2614
2615 @item @samp{%u}
2616 Matches an unsigned integer written in decimal radix.
2617 @xref{Numeric Input Conversions}.
2618
2619 @item @samp{%x}, @samp{%X}
2620 Matches an unsigned integer written in hexadecimal radix.
2621 @xref{Numeric Input Conversions}.
2622
2623 @item @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, @samp{%G}
2624 Matches an optionally signed floating-point number.  @xref{Numeric Input
2625 Conversions}.
2626
2627 @item @samp{%s}
2628 Matches a string containing only non-whitespace characters.
2629 @xref{String Input Conversions}.
2630
2631 @item @samp{%[}
2632 Matches a string of characters that belong to a specified set.
2633 @xref{String Input Conversions}.
2634
2635 @item @samp{%c}
2636 Matches a string of one or more characters; the number of characters
2637 read is controlled by the maximum field width given for the conversion.
2638 @xref{String Input Conversions}.
2639
2640 @item @samp{%p}
2641 Matches a pointer value in the same implementation-defined format used
2642 by the @samp{%p} output conversion for @code{printf}.  @xref{Other Input
2643 Conversions}.
2644
2645 @item @samp{%n}
2646 This conversion doesn't read any characters; it records the number of
2647 characters read so far by this call.  @xref{Other Input Conversions}.
2648
2649 @item @samp{%%}
2650 This matches a literal @samp{%} character in the input stream.  No
2651 corresponding argument is used.  @xref{Other Input Conversions}.
2652 @end table
2653
2654 If the syntax of a conversion specification is invalid, the behavior is
2655 undefined.  If there aren't enough function arguments provided to supply
2656 addresses for all the conversion specifications in the template strings
2657 that perform assignments, or if the arguments are not of the correct
2658 types, the behavior is also undefined.  On the other hand, extra
2659 arguments are simply ignored.
2660
2661 @node Numeric Input Conversions
2662 @subsection Numeric Input Conversions
2663
2664 This section describes the @code{scanf} conversions for reading numeric
2665 values.
2666
2667 The @samp{%d} conversion matches an optionally signed integer in decimal
2668 radix.  The syntax that is recognized is the same as that for the
2669 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
2670 @code{10} for the @var{base} argument.
2671
2672 The @samp{%i} conversion matches an optionally signed integer in any of
2673 the formats that the C language defines for specifying an integer
2674 constant.  The syntax that is recognized is the same as that for the
2675 @code{strtol} function (@pxref{Parsing of Integers}) with the value
2676 @code{0} for the @var{base} argument.  (You can print integers in this
2677 syntax with @code{printf} by using the @samp{#} flag character with the
2678 @samp{%x}, @samp{%o}, or @samp{%d} conversion.  @xref{Integer Conversions}.)
2679
2680 For example, any of the strings @samp{10}, @samp{0xa}, or @samp{012}
2681 could be read in as integers under the @samp{%i} conversion.  Each of
2682 these specifies a number with decimal value @code{10}.
2683
2684 The @samp{%o}, @samp{%u}, and @samp{%x} conversions match unsigned
2685 integers in octal, decimal, and hexadecimal radices, respectively.  The
2686 syntax that is recognized is the same as that for the @code{strtoul}
2687 function (@pxref{Parsing of Integers}) with the appropriate value
2688 (@code{8}, @code{10}, or @code{16}) for the @var{base} argument.
2689
2690 The @samp{%X} conversion is identical to the @samp{%x} conversion.  They
2691 both permit either uppercase or lowercase letters to be used as digits.
2692
2693 The default type of the corresponding argument for the @code{%d} and
2694 @code{%i} conversions is @code{int *}, and @code{unsigned int *} for the
2695 other integer conversions.  You can use the following type modifiers to
2696 specify other sizes of integer:
2697
2698 @table @samp
2699 @item hh
2700 Specifies that the argument is a @code{signed char *} or @code{unsigned
2701 char *}.
2702
2703 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2704
2705 @item h
2706 Specifies that the argument is a @code{short int *} or @code{unsigned
2707 short int *}.
2708
2709 @item j
2710 Specifies that the argument is a @code{intmax_t *} or @code{uintmax_t *}.
2711
2712 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2713
2714 @item l
2715 Specifies that the argument is a @code{long int *} or @code{unsigned
2716 long int *}.  Two @samp{l} characters is like the @samp{L} modifier, below.
2717
2718 @need 100
2719 @item ll
2720 @itemx L
2721 @itemx q
2722 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
2723 GNU C compiler.  For systems that don't provide extra-long integers, this
2724 is the same as @code{long int}.)
2725
2726 The @samp{q} modifier is another name for the same thing, which comes
2727 from 4.4 BSD; a @w{@code{long long int}} is sometimes called a ``quad''
2728 @code{int}.
2729
2730 @item t
2731 Specifies that the argument is a @code{ptrdiff_t *}.
2732
2733 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2734
2735 @item z
2736 Specifies that the argument is a @code{size_t *}.
2737
2738 This modifier was introduced in @w{ISO C99}.
2739 @end table
2740
2741 All of the @samp{%e}, @samp{%f}, @samp{%g}, @samp{%E}, and @samp{%G}
2742 input conversions are interchangeable.  They all match an optionally
2743 signed floating point number, in the same syntax as for the
2744 @code{strtod} function (@pxref{Parsing of Floats}).
2745
2746 For the floating-point input conversions, the default argument type is
2747 @code{float *}.  (This is different from the corresponding output
2748 conversions, where the default type is @code{double}; remember that
2749 @code{float} arguments to @code{printf} are converted to @code{double}
2750 by the default argument promotions, but @code{float *} arguments are
2751 not promoted to @code{double *}.)  You can specify other sizes of float
2752 using these type modifiers:
2753
2754 @table @samp
2755 @item l
2756 Specifies that the argument is of type @code{double *}.
2757
2758 @item L
2759 Specifies that the argument is of type @code{long double *}.
2760 @end table
2761
2762 For all the above number parsing formats there is an additional optional
2763 flag @samp{'}.  When this flag is given the @code{scanf} function
2764 expects the number represented in the input string to be formatted
2765 according to the grouping rules of the currently selected locale
2766 (@pxref{General Numeric}).
2767
2768 If the @code{"C"} or @code{"POSIX"} locale is selected there is no
2769 difference.  But for a locale which specifies values for the appropriate
2770 fields in the locale the input must have the correct form in the input.
2771 Otherwise the longest prefix with a correct form is processed.
2772
2773 @node String Input Conversions
2774 @subsection String Input Conversions
2775
2776 This section describes the @code{scanf} input conversions for reading
2777 string and character values: @samp{%s}, @samp{%[}, and @samp{%c}.
2778
2779 You have two options for how to receive the input from these
2780 conversions:
2781
2782 @itemize @bullet
2783 @item
2784 Provide a buffer to store it in.  This is the default.  You
2785 should provide an argument of type @code{char *}.
2786
2787 @strong{Warning:} To make a robust program, you must make sure that the
2788 input (plus its terminating null) cannot possibly exceed the size of the
2789 buffer you provide.  In general, the only way to do this is to specify a
2790 maximum field width one less than the buffer size.  @strong{If you
2791 provide the buffer, always specify a maximum field width to prevent
2792 overflow.}
2793
2794 @item
2795 Ask @code{scanf} to allocate a big enough buffer, by specifying the
2796 @samp{a} flag character.  This is a GNU extension.  You should provide
2797 an argument of type @code{char **} for the buffer address to be stored
2798 in.  @xref{Dynamic String Input}.
2799 @end itemize
2800
2801 The @samp{%c} conversion is the simplest: it matches a fixed number of
2802 characters, always.  The maximum field width says how many characters to
2803 read; if you don't specify the maximum, the default is 1.  This
2804 conversion doesn't append a null character to the end of the text it
2805 reads.  It also does not skip over initial whitespace characters.  It
2806 reads precisely the next @var{n} characters, and fails if it cannot get
2807 that many.  Since there is always a maximum field width with @samp{%c}
2808 (whether specified, or 1 by default), you can always prevent overflow by
2809 making the buffer long enough.
2810
2811 The @samp{%s} conversion matches a string of non-whitespace characters.
2812 It skips and discards initial whitespace, but stops when it encounters
2813 more whitespace after having read something.  It stores a null character
2814 at the end of the text that it reads.
2815
2816 For example, reading the input:
2817
2818 @smallexample
2819  hello, world
2820 @end smallexample
2821
2822 @noindent
2823 with the conversion @samp{%10c} produces @code{" hello, wo"}, but
2824 reading the same input with the conversion @samp{%10s} produces
2825 @code{"hello,"}.
2826
2827 @strong{Warning:} If you do not specify a field width for @samp{%s},
2828 then the number of characters read is limited only by where the next
2829 whitespace character appears.  This almost certainly means that invalid
2830 input can make your program crash---which is a bug.
2831
2832 To read in characters that belong to an arbitrary set of your choice,
2833 use the @samp{%[} conversion.  You specify the set between the @samp{[}
2834 character and a following @samp{]} character, using the same syntax used
2835 in regular expressions.  As special cases:
2836
2837 @itemize @bullet
2838 @item
2839 A literal @samp{]} character can be specified as the first character
2840 of the set.
2841
2842 @item
2843 An embedded @samp{-} character (that is, one that is not the first or
2844 last character of the set) is used to specify a range of characters.
2845
2846 @item
2847 If a caret character @samp{^} immediately follows the initial @samp{[},
2848 then the set of allowed input characters is the everything @emph{except}
2849 the characters listed.
2850 @end itemize
2851
2852 The @samp{%[} conversion does not skip over initial whitespace
2853 characters.
2854
2855 Here are some examples of @samp{%[} conversions and what they mean:
2856
2857 @table @samp
2858 @item %25[1234567890]
2859 Matches a string of up to 25 digits.
2860
2861 @item %25[][]
2862 Matches a string of up to 25 square brackets.
2863
2864 @item %25[^ \f\n\r\t\v]
2865 Matches a string up to 25 characters long that doesn't contain any of
2866 the standard whitespace characters.  This is slightly different from
2867 @samp{%s}, because if the input begins with a whitespace character,
2868 @samp{%[} reports a matching failure while @samp{%s} simply discards the
2869 initial whitespace.
2870
2871 @item %25[a-z]
2872 Matches up to 25 lowercase characters.
2873 @end table
2874
2875 One more reminder: the @samp{%s} and @samp{%[} conversions are
2876 @strong{dangerous} if you don't specify a maximum width or use the
2877 @samp{a} flag, because input too long would overflow whatever buffer you
2878 have provided for it.  No matter how long your buffer is, a user could
2879 supply input that is longer.  A well-written program reports invalid
2880 input with a comprehensible error message, not with a crash.
2881
2882 @node Dynamic String Input
2883 @subsection Dynamically Allocating String Conversions
2884
2885 A GNU extension to formatted input lets you safely read a string with no
2886 maximum size.  Using this feature, you don't supply a buffer; instead,
2887 @code{scanf} allocates a buffer big enough to hold the data and gives
2888 you its address.  To use this feature, write @samp{a} as a flag
2889 character, as in @samp{%as} or @samp{%a[0-9a-z]}.
2890
2891 The pointer argument you supply for where to store the input should have
2892 type @code{char **}.  The @code{scanf} function allocates a buffer and
2893 stores its address in the word that the argument points to.  You should
2894 free the buffer with @code{free} when you no longer need it.
2895
2896 Here is an example of using the @samp{a} flag with the @samp{%[@dots{}]}
2897 conversion specification to read a ``variable assignment'' of the form
2898 @samp{@var{variable} = @var{value}}.
2899
2900 @smallexample
2901 @{
2902   char *variable, *value;
2903
2904   if (2 > scanf ("%a[a-zA-Z0-9] = %a[^\n]\n",
2905                  &variable, &value))
2906     @{
2907       invalid_input_error ();
2908       return 0;
2909     @}
2910
2911   @dots{}
2912 @}
2913 @end smallexample
2914
2915 @node Other Input Conversions
2916 @subsection Other Input Conversions
2917
2918 This section describes the miscellaneous input conversions.
2919
2920 The @samp{%p} conversion is used to read a pointer value.  It recognizes
2921 the same syntax used by the @samp{%p} output conversion for
2922 @code{printf} (@pxref{Other Output Conversions}); that is, a hexadecimal
2923 number just as the @samp{%x} conversion accepts.  The corresponding
2924 argument should be of type @code{void **}; that is, the address of a
2925 place to store a pointer.
2926
2927 The resulting pointer value is not guaranteed to be valid if it was not
2928 originally written during the same program execution that reads it in.
2929
2930 The @samp{%n} conversion produces the number of characters read so far
2931 by this call.  The corresponding argument should be of type @code{int *}.
2932 This conversion works in the same way as the @samp{%n} conversion for
2933 @code{printf}; see @ref{Other Output Conversions}, for an example.
2934
2935 The @samp{%n} conversion is the only mechanism for determining the
2936 success of literal matches or conversions with suppressed assignments.
2937 If the @samp{%n} follows the locus of a matching failure, then no value
2938 is stored for it since @code{scanf} returns before processing the
2939 @samp{%n}.  If you store @code{-1} in that argument slot before calling
2940 @code{scanf}, the presence of @code{-1} after @code{scanf} indicates an
2941 error occurred before the @samp{%n} was reached.
2942
2943 Finally, the @samp{%%} conversion matches a literal @samp{%} character
2944 in the input stream, without using an argument.  This conversion does
2945 not permit any flags, field width, or type modifier to be specified.
2946
2947 @node Formatted Input Functions
2948 @subsection Formatted Input Functions
2949
2950 Here are the descriptions of the functions for performing formatted
2951 input.
2952 Prototypes for these functions are in the header file @file{stdio.h}.
2953 @pindex stdio.h
2954
2955 @comment stdio.h
2956 @comment ISO
2957 @deftypefun int scanf (const char *@var{template}, @dots{})
2958 The @code{scanf} function reads formatted input from the stream
2959 @code{stdin} under the control of the template string @var{template}.
2960 The optional arguments are pointers to the places which receive the
2961 resulting values.
2962
2963 The return value is normally the number of successful assignments.  If
2964 an end-of-file condition is detected before any matches are performed,
2965 including matches against whitespace and literal characters in the
2966 template, then @code{EOF} is returned.
2967 @end deftypefun
2968
2969 @comment stdio.h
2970 @comment ISO
2971 @deftypefun int fscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, @dots{})
2972 This function is just like @code{scanf}, except that the input is read
2973 from the stream @var{stream} instead of @code{stdin}.
2974 @end deftypefun
2975
2976 @comment stdio.h
2977 @comment ISO
2978 @deftypefun int sscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, @dots{})
2979 This is like @code{scanf}, except that the characters are taken from the
2980 null-terminated string @var{s} instead of from a stream.  Reaching the
2981 end of the string is treated as an end-of-file condition.
2982
2983 The behavior of this function is undefined if copying takes place
2984 between objects that overlap---for example, if @var{s} is also given
2985 as an argument to receive a string read under control of the @samp{%s}
2986 conversion.
2987 @end deftypefun
2988
2989 @node Variable Arguments Input
2990 @subsection Variable Arguments Input Functions
2991
2992 The functions @code{vscanf} and friends are provided so that you can
2993 define your own variadic @code{scanf}-like functions that make use of
2994 the same internals as the built-in formatted output functions.
2995 These functions are analogous to the @code{vprintf} series of output
2996 functions.  @xref{Variable Arguments Output}, for important
2997 information on how to use them.
2998
2999 @strong{Portability Note:} The functions listed in this section are GNU
3000 extensions.
3001
3002 @comment stdio.h
3003 @comment GNU
3004 @deftypefun int vscanf (const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3005 This function is similar to @code{scanf}, but instead of taking
3006 a variable number of arguments directly, it takes an argument list
3007 pointer @var{ap} of type @code{va_list} (@pxref{Variadic Functions}).
3008 @end deftypefun
3009
3010 @comment stdio.h
3011 @comment GNU
3012 @deftypefun int vfscanf (FILE *@var{stream}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3013 This is the equivalent of @code{fscanf} with the variable argument list
3014 specified directly as for @code{vscanf}.
3015 @end deftypefun
3016
3017 @comment stdio.h
3018 @comment GNU
3019 @deftypefun int vsscanf (const char *@var{s}, const char *@var{template}, va_list @var{ap})
3020 This is the equivalent of @code{sscanf} with the variable argument list
3021 specified directly as for @code{vscanf}.
3022 @end deftypefun
3023
3024 In GNU C, there is a special construct you can use to let the compiler
3025 know that a function uses a @code{scanf}-style format string.  Then it
3026 can check the number and types of arguments in each call to the
3027 function, and warn you when they do not match the format string.
3028 For details, @xref{Function Attributes, , Declaring Attributes of Functions,
3029 gcc.info, Using GNU CC}.
3030
3031 @node EOF and Errors
3032 @section End-Of-File and Errors
3033
3034 @cindex end of file, on a stream
3035 Many of the functions described in this chapter return the value of the
3036 macro @code{EOF} to indicate unsuccessful completion of the operation.
3037 Since @code{EOF} is used to report both end of file and random errors,
3038 it's often better to use the @code{feof} function to check explicitly
3039 for end of file and @code{ferror} to check for errors.  These functions
3040 check indicators that are part of the internal state of the stream
3041 object, indicators set if the appropriate condition was detected by a
3042 previous I/O operation on that stream.
3043
3044 These symbols are declared in the header file @file{stdio.h}.
3045 @pindex stdio.h
3046
3047 @comment stdio.h
3048 @comment ISO
3049 @deftypevr Macro int EOF
3050 This macro is an integer value that is returned by a number of functions
3051 to indicate an end-of-file condition, or some other error situation.
3052 With the GNU library, @code{EOF} is @code{-1}.  In other libraries, its
3053 value may be some other negative number.
3054 @end deftypevr
3055
3056 @comment stdio.h
3057 @comment ISO
3058 @deftypefun void clearerr (FILE *@var{stream})
3059 This function clears the end-of-file and error indicators for the
3060 stream @var{stream}.
3061
3062 The file positioning functions (@pxref{File Positioning}) also clear the
3063 end-of-file indicator for the stream.
3064 @end deftypefun
3065
3066 @comment stdio.h
3067 @comment ISO
3068 @deftypefun int feof (FILE *@var{stream})
3069 The @code{feof} function returns nonzero if and only if the end-of-file
3070 indicator for the stream @var{stream} is set.
3071 @end deftypefun
3072
3073 @comment stdio.h
3074 @comment ISO
3075 @deftypefun int ferror (FILE *@var{stream})
3076 The @code{ferror} function returns nonzero if and only if the error
3077 indicator for the stream @var{stream} is set, indicating that an error
3078 has occurred on a previous operation on the stream.
3079 @end deftypefun
3080
3081 In addition to setting the error indicator associated with the stream,
3082 the functions that operate on streams also set @code{errno} in the same
3083 way as the corresponding low-level functions that operate on file
3084 descriptors.  For example, all of the functions that perform output to a
3085 stream---such as @code{fputc}, @code{printf}, and @code{fflush}---are
3086 implemented in terms of @code{write}, and all of the @code{errno} error
3087 conditions defined for @code{write} are meaningful for these functions.
3088 For more information about the descriptor-level I/O functions, see
3089 @ref{Low-Level I/O}.
3090
3091 @node Binary Streams
3092 @section Text and Binary Streams
3093
3094 The GNU system and other POSIX-compatible operating systems organize all
3095 files as uniform sequences of characters.  However, some other systems
3096 make a distinction between files containing text and files containing
3097 binary data, and the input and output facilities of @w{ISO C} provide for
3098 this distinction.  This section tells you how to write programs portable
3099 to such systems.
3100
3101 @cindex text stream
3102 @cindex binary stream
3103 When you open a stream, you can specify either a @dfn{text stream} or a
3104 @dfn{binary stream}.  You indicate that you want a binary stream by
3105 specifying the @samp{b} modifier in the @var{opentype} argument to
3106 @code{fopen}; see @ref{Opening Streams}.  Without this
3107 option, @code{fopen} opens the file as a text stream.
3108
3109 Text and binary streams differ in several ways:
3110
3111 @itemize @bullet
3112 @item
3113 The data read from a text stream is divided into @dfn{lines} which are
3114 terminated by newline (@code{'\n'}) characters, while a binary stream is
3115 simply a long series of characters.  A text stream might on some systems
3116 fail to handle lines more than 254 characters long (including the
3117 terminating newline character).
3118 @cindex lines (in a text file)
3119
3120 @item
3121 On some systems, text files can contain only printing characters,
3122 horizontal tab characters, and newlines, and so text streams may not
3123 support other characters.  However, binary streams can handle any
3124 character value.
3125
3126 @item
3127 Space characters that are written immediately preceding a newline
3128 character in a text stream may disappear when the file is read in again.
3129
3130 @item
3131 More generally, there need not be a one-to-one mapping between
3132 characters that are read from or written to a text stream, and the
3133 characters in the actual file.
3134 @end itemize
3135
3136 Since a binary stream is always more capable and more predictable than a
3137 text stream, you might wonder what purpose text streams serve.  Why not
3138 simply always use binary streams?  The answer is that on these operating
3139 systems, text and binary streams use different file formats, and the
3140 only way to read or write ``an ordinary file of text'' that can work
3141 with other text-oriented programs is through a text stream.
3142
3143 In the GNU library, and on all POSIX systems, there is no difference
3144 between text streams and binary streams.  When you open a stream, you
3145 get the same kind of stream regardless of whether you ask for binary.
3146 This stream can handle any file content, and has none of the
3147 restrictions that text streams sometimes have.
3148
3149 @node File Positioning
3150 @section File Positioning
3151 @cindex file positioning on a stream
3152 @cindex positioning a stream
3153 @cindex seeking on a stream
3154
3155 The @dfn{file position} of a stream describes where in the file the
3156 stream is currently reading or writing.  I/O on the stream advances the
3157 file position through the file.  In the GNU system, the file position is
3158 represented as an integer, which counts the number of bytes from the
3159 beginning of the file.  @xref{File Position}.
3160
3161 During I/O to an ordinary disk file, you can change the file position
3162 whenever you wish, so as to read or write any portion of the file.  Some
3163 other kinds of files may also permit this.  Files which support changing
3164 the file position are sometimes referred to as @dfn{random-access}
3165 files.
3166
3167 You can use the functions in this section to examine or modify the file
3168 position indicator associated with a stream.  The symbols listed below
3169 are declared in the header file @file{stdio.h}.
3170 @pindex stdio.h
3171
3172 @comment stdio.h
3173 @comment ISO
3174 @deftypefun {long int} ftell (FILE *@var{stream})
3175 This function returns the current file position of the stream
3176 @var{stream}.
3177
3178 This function can fail if the stream doesn't support file positioning,
3179 or if the file position can't be represented in a @code{long int}, and
3180 possibly for other reasons as well.  If a failure occurs, a value of
3181 @code{-1} is returned.
3182 @end deftypefun
3183
3184 @comment stdio.h
3185 @comment Unix98
3186 @deftypefun off_t ftello (FILE *@var{stream})
3187 The @code{ftello} function is similar to @code{ftell}, except that it
3188 returns a value of type @code{off_t}.  Systems which support this type
3189 use it to describe all file positions, unlike the POSIX specification
3190 which uses a long int.  The two are not necessarily the same size.
3191 Therefore, using ftell can lead to problems if the implementation is
3192 written on top of a POSIX compliant low-level I/O implementation, and using
3193 @code{ftello} is preferable whenever it is available.
3194
3195 If this function fails it returns @code{(off_t) -1}.  This can happen due
3196 to missing support for file positioning or internal errors.  Otherwise
3197 the return value is the current file position.
3198
3199 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
3200 version 2.
3201
3202 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
3203 32 bit system this function is in fact @code{ftello64}.  I.e., the
3204 LFS interface transparently replaces the old interface.
3205 @end deftypefun
3206
3207 @comment stdio.h
3208 @comment Unix98
3209 @deftypefun off64_t ftello64 (FILE *@var{stream})
3210 This function is similar to @code{ftello} with the only difference that
3211 the return value is of type @code{off64_t}.  This also requires that the
3212 stream @var{stream} was opened using either @code{fopen64},
3213 @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise the underlying
3214 file operations to position the file pointer beyond the @math{2^31}
3215 bytes limit might fail.
3216
3217 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
3218 bits machine this function is available under the name @code{ftello}
3219 and so transparently replaces the old interface.
3220 @end deftypefun
3221
3222 @comment stdio.h
3223 @comment ISO
3224 @deftypefun int fseek (FILE *@var{stream}, long int @var{offset}, int @var{whence})
3225 The @code{fseek} function is used to change the file position of the
3226 stream @var{stream}.  The value of @var{whence} must be one of the
3227 constants @code{SEEK_SET}, @code{SEEK_CUR}, or @code{SEEK_END}, to
3228 indicate whether the @var{offset} is relative to the beginning of the
3229 file, the current file position, or the end of the file, respectively.
3230
3231 This function returns a value of zero if the operation was successful,
3232 and a nonzero value to indicate failure.  A successful call also clears
3233 the end-of-file indicator of @var{stream} and discards any characters
3234 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}.
3235
3236 @code{fseek} either flushes any buffered output before setting the file
3237 position or else remembers it so it will be written later in its proper
3238 place in the file.
3239 @end deftypefun
3240
3241 @comment stdio.h
3242 @comment Unix98
3243 @deftypefun int fseeko (FILE *@var{stream}, off_t @var{offset}, int @var{whence})
3244 This function is similar to @code{fseek} but it corrects a problem with
3245 @code{fseek} in a system with POSIX types.  Using a value of type
3246 @code{long int} for the offset is not compatible with POSIX.
3247 @code{fseeko} uses the correct type @code{off_t} for the @var{offset}
3248 parameter.
3249
3250 For this reason it is a good idea to prefer @code{ftello} whenever it is
3251 available since its functionality is (if different at all) closer the
3252 underlying definition.
3253
3254 The functionality and return value is the same as for @code{fseek}.
3255
3256 The function is an extension defined in the Unix Single Specification
3257 version 2.
3258
3259 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
3260 32 bit system this function is in fact @code{fseeko64}.  I.e., the
3261 LFS interface transparently replaces the old interface.
3262 @end deftypefun
3263
3264 @comment stdio.h
3265 @comment Unix98
3266 @deftypefun int fseeko64 (FILE *@var{stream}, off64_t @var{offset}, int @var{whence})
3267 This function is similar to @code{fseeko} with the only difference that
3268 the @var{offset} parameter is of type @code{off64_t}.  This also
3269 requires that the stream @var{stream} was opened using either
3270 @code{fopen64}, @code{freopen64}, or @code{tmpfile64} since otherwise
3271 the underlying file operations to position the file pointer beyond the
3272 @math{2^31} bytes limit might fail.
3273
3274 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
3275 bits machine this function is available under the name @code{fseeko}
3276 and so transparently replaces the old interface.
3277 @end deftypefun
3278
3279 @strong{Portability Note:} In non-POSIX systems, @code{ftell},
3280 @code{ftello}, @code{fseek} and @code{fseeko} might work reliably only
3281 on binary streams.  @xref{Binary Streams}.
3282
3283 The following symbolic constants are defined for use as the @var{whence}
3284 argument to @code{fseek}.  They are also used with the @code{lseek}
3285 function (@pxref{I/O Primitives}) and to specify offsets for file locks
3286 (@pxref{Control Operations}).
3287
3288 @comment stdio.h
3289 @comment ISO
3290 @deftypevr Macro int SEEK_SET
3291 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
3292 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
3293 the offset provided is relative to the beginning of the file.
3294 @end deftypevr
3295
3296 @comment stdio.h
3297 @comment ISO
3298 @deftypevr Macro int SEEK_CUR
3299 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
3300 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
3301 the offset provided is relative to the current file position.
3302 @end deftypevr
3303
3304 @comment stdio.h
3305 @comment ISO
3306 @deftypevr Macro int SEEK_END
3307 This is an integer constant which, when used as the @var{whence}
3308 argument to the @code{fseek} or @code{fseeko} function, specifies that
3309 the offset provided is relative to the end of the file.
3310 @end deftypevr
3311
3312 @comment stdio.h
3313 @comment ISO
3314 @deftypefun void rewind (FILE *@var{stream})
3315 The @code{rewind} function positions the stream @var{stream} at the
3316 beginning of the file.  It is equivalent to calling @code{fseek} or
3317 @code{fseeko} on the @var{stream} with an @var{offset} argument of
3318 @code{0L} and a @var{whence} argument of @code{SEEK_SET}, except that
3319 the return value is discarded and the error indicator for the stream is
3320 reset.
3321 @end deftypefun
3322
3323 These three aliases for the @samp{SEEK_@dots{}} constants exist for the
3324 sake of compatibility with older BSD systems.  They are defined in two
3325 different header files: @file{fcntl.h} and @file{sys/file.h}.
3326
3327 @table @code
3328 @comment sys/file.h
3329 @comment BSD
3330 @item L_SET
3331 @vindex L_SET
3332 An alias for @code{SEEK_SET}.
3333
3334 @comment sys/file.h
3335 @comment BSD
3336 @item L_INCR
3337 @vindex L_INCR
3338 An alias for @code{SEEK_CUR}.
3339
3340 @comment sys/file.h
3341 @comment BSD
3342 @item L_XTND
3343 @vindex L_XTND
3344 An alias for @code{SEEK_END}.
3345 @end table
3346
3347 @node Portable Positioning
3348 @section Portable File-Position Functions
3349
3350 On the GNU system, the file position is truly a character count.  You
3351 can specify any character count value as an argument to @code{fseek} or
3352 @code{fseeko} and get reliable results for any random access file.
3353 However, some @w{ISO C} systems do not represent file positions in this
3354 way.
3355
3356 On some systems where text streams truly differ from binary streams, it
3357 is impossible to represent the file position of a text stream as a count
3358 of characters from the beginning of the file.  For example, the file
3359 position on some systems must encode both a record offset within the
3360 file, and a character offset within the record.
3361
3362 As a consequence, if you want your programs to be portable to these
3363 systems, you must observe certain rules:
3364
3365 @itemize @bullet
3366 @item
3367 The value returned from @code{ftell} on a text stream has no predictable
3368 relationship to the number of characters you have read so far.  The only
3369 thing you can rely on is that you can use it subsequently as the
3370 @var{offset} argument to @code{fseek} or @code{fseeko} to move back to
3371 the same file position.
3372
3373 @item
3374 In a call to @code{fseek} or @code{fseeko} on a text stream, either the
3375 @var{offset} must be zero, or @var{whence} must be @code{SEEK_SET} and
3376 and the @var{offset} must be the result of an earlier call to @code{ftell}
3377 on the same stream.
3378
3379 @item
3380 The value of the file position indicator of a text stream is undefined
3381 while there are characters that have been pushed back with @code{ungetc}
3382 that haven't been read or discarded.  @xref{Unreading}.
3383 @end itemize
3384
3385 But even if you observe these rules, you may still have trouble for long
3386 files, because @code{ftell} and @code{fseek} use a @code{long int} value
3387 to represent the file position.  This type may not have room to encode
3388 all the file positions in a large file.  Using the @code{ftello} and
3389 @code{fseeko} functions might help here since the @code{off_t} type is
3390 expected to be able to hold all file position values but this still does
3391 not help to handle additional information which must be associated with
3392 a file position.
3393
3394 So if you do want to support systems with peculiar encodings for the
3395 file positions, it is better to use the functions @code{fgetpos} and
3396 @code{fsetpos} instead.  These functions represent the file position
3397 using the data type @code{fpos_t}, whose internal representation varies
3398 from system to system.
3399
3400 These symbols are declared in the header file @file{stdio.h}.
3401 @pindex stdio.h
3402
3403 @comment stdio.h
3404 @comment ISO
3405 @deftp {Data Type} fpos_t
3406 This is the type of an object that can encode information about the
3407 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos} and
3408 @code{fsetpos}.
3409
3410 In the GNU system, @code{fpos_t} is equivalent to @code{off_t} or
3411 @code{long int}.  In other systems, it might have a different internal
3412 representation.
3413
3414 When compiling with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32 bit machine
3415 this type is in fact equivalent to @code{off64_t} since the LFS
3416 interface transparently replaced the old interface.
3417 @end deftp
3418
3419 @comment stdio.h
3420 @comment Unix98
3421 @deftp {Data Type} fpos64_t
3422 This is the type of an object that can encode information about the
3423 file position of a stream, for use by the functions @code{fgetpos64} and
3424 @code{fsetpos64}.
3425
3426 In the GNU system, @code{fpos64_t} is equivalent to @code{off64_t} or
3427 @code{long long int}.  In other systems, it might have a different internal
3428 representation.
3429 @end deftp
3430
3431 @comment stdio.h
3432 @comment ISO
3433 @deftypefun int fgetpos (FILE *@var{stream}, fpos_t *@var{position})
3434 This function stores the value of the file position indicator for the
3435 stream @var{stream} in the @code{fpos_t} object pointed to by
3436 @var{position}.  If successful, @code{fgetpos} returns zero; otherwise
3437 it returns a nonzero value and stores an implementation-defined positive
3438 value in @code{errno}.
3439
3440 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
3441 32 bit system the function is in fact @code{fgetpos64}.  I.e., the LFS
3442 interface transparently replaced the old interface.
3443 @end deftypefun
3444
3445 @comment stdio.h
3446 @comment Unix98
3447 @deftypefun int fgetpos64 (FILE *@var{stream}, fpos64_t *@var{position})
3448 This function is similar to @code{fgetpos} but the file position is
3449 returned in a variable of type @code{fpos64_t} to which @var{position}
3450 points.
3451
3452 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
3453 bits machine this function is available under the name @code{fgetpos}
3454 and so transparently replaces the old interface.
3455 @end deftypefun
3456
3457 @comment stdio.h
3458 @comment ISO
3459 @deftypefun int fsetpos (FILE *@var{stream}, const fpos_t *@var{position})
3460 This function sets the file position indicator for the stream @var{stream}
3461 to the position @var{position}, which must have been set by a previous
3462 call to @code{fgetpos} on the same stream.  If successful, @code{fsetpos}
3463 clears the end-of-file indicator on the stream, discards any characters
3464 that were ``pushed back'' by the use of @code{ungetc}, and returns a value
3465 of zero.  Otherwise, @code{fsetpos} returns a nonzero value and stores
3466 an implementation-defined positive value in @code{errno}.
3467
3468 When the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a
3469 32 bit system the function is in fact @code{fsetpos64}.  I.e., the LFS
3470 interface transparently replaced the old interface.
3471 @end deftypefun
3472
3473 @comment stdio.h
3474 @comment Unix98
3475 @deftypefun int fsetpos64 (FILE *@var{stream}, const fpos64_t *@var{position})
3476 This function is similar to @code{fsetpos} but the file position used
3477 for positioning is provided in a variable of type @code{fpos64_t} to
3478 which @var{position} points.
3479
3480 If the sources are compiled with @code{_FILE_OFFSET_BITS == 64} on a 32
3481 bits machine this function is available under the name @code{fsetpos}
3482 and so transparently replaces the old interface.
3483 @end deftypefun
3484
3485 @node Stream Buffering
3486 @section Stream Buffering
3487
3488 @cindex buffering of streams
3489 Characters that are written to a stream are normally accumulated and
3490 transmitted asynchronously to the file in a block, instead of appearing
3491 as soon as they are output by the application program.  Similarly,
3492 streams often retrieve input from the host environment in blocks rather
3493 than on a character-by-character basis.  This is called @dfn{buffering}.
3494
3495 If you are writing programs that do interactive input and output using
3496 streams, you need to understand how buffering works when you design the
3497 user interface to your program.  Otherwise, you might find that output
3498 (such as progress or prompt messages) doesn't appear when you intended
3499 it to, or displays some other unexpected behavior.
3500
3501 This section deals only with controlling when characters are transmitted
3502 between the stream and the file or device, and @emph{not} with how
3503 things like echoing, flow control, and the like are handled on specific
3504 classes of devices.  For information on common control operations on
3505 terminal devices, see @ref{Low-Level Terminal Interface}.
3506
3507 You can bypass the stream buffering facilities altogether by using the
3508 low-level input and output functions that operate on file descriptors
3509 instead.  @xref{Low-Level I/O}.
3510
3511 @menu
3512 * Buffering Concepts::          Terminology is defined here.
3513 * Flushing Buffers::            How to ensure that output buffers are flushed.
3514 * Controlling Buffering::       How to specify what kind of buffering to use.
3515 @end menu
3516
3517 @node Buffering Concepts
3518 @subsection Buffering Concepts
3519
3520 There are three different kinds of buffering strategies:
3521
3522 @itemize @bullet
3523 @item
3524 Characters written to or read from an @dfn{unbuffered} stream are
3525 transmitted individually to or from the file as soon as possible.
3526 @cindex unbuffered stream
3527
3528 @item
3529 Characters written to a @dfn{line buffered} stream are transmitted to
3530 the file in blocks when a newline character is encountered.
3531 @cindex line buffered stream
3532
3533 @item
3534 Characters written to or read from a @dfn{fully buffered} stream are
3535 transmitted to or from the file in blocks of arbitrary size.
3536 @cindex fully buffered stream
3537 @end itemize
3538
3539 Newly opened streams are normally fully buffered, with one exception: a
3540 stream connected to an interactive device such as a terminal is
3541 initially line buffered.  @xref{Controlling Buffering}, for information
3542 on how to select a different kind of buffering.  Usually the automatic
3543 selection gives you the most convenient kind of buffering for the file
3544 or device you open.
3545
3546 The use of line buffering for interactive devices implies that output
3547 messages ending in a newline will appear immediately---which is usually
3548 what you want.  Output that doesn't end in a newline might or might not
3549 show up immediately, so if you want them to appear immediately, you
3550 should flush buffered output explicitly with @code{fflush}, as described
3551 in @ref{Flushing Buffers}.
3552
3553 @node Flushing Buffers
3554 @subsection Flushing Buffers
3555
3556 @cindex flushing a stream
3557 @dfn{Flushing} output on a buffered stream means transmitting all
3558 accumulated characters to the file.  There are many circumstances when
3559 buffered output on a stream is flushed automatically:
3560
3561 @itemize @bullet
3562 @item
3563 When you try to do output and the output buffer is full.
3564
3565 @item
3566 When the stream is closed.  @xref{Closing Streams}.
3567
3568 @item
3569 When the program terminates by calling @code{exit}.
3570 @xref{Normal Termination}.
3571
3572 @item
3573 When a newline is written, if the stream is line buffered.
3574
3575 @item
3576 Whenever an input operation on @emph{any} stream actually reads data
3577 from its file.
3578 @end itemize
3579
3580 If you want to flush the buffered output at another time, call
3581 @code{fflush}, which is declared in the header file @file{stdio.h}.
3582 @pindex stdio.h
3583
3584 @comment stdio.h
3585 @comment ISO
3586 @deftypefun int fflush (FILE *@var{stream})
3587 This function causes any buffered output on @var{stream} to be delivered
3588 to the file.  If @var{stream} is a null pointer, then
3589 @code{fflush} causes buffered output on @emph{all} open output streams
3590 to be flushed.
3591
3592 This function returns @code{EOF} if a write error occurs, or zero
3593 otherwise.
3594 @end deftypefun
3595
3596 @strong{Compatibility Note:} Some brain-damaged operating systems have
3597 been known to be so thoroughly fixated on line-oriented input and output
3598 that flushing a line buffered stream causes a newline to be written!
3599 Fortunately, this ``feature'' seems to be becoming less common.  You do
3600 not need to worry about this in the GNU system.
3601
3602
3603 @node Controlling Buffering
3604 @subsection Controlling Which Kind of Buffering
3605
3606 After opening a stream (but before any other operations have been
3607 performed on it), you can explicitly specify what kind of buffering you
3608 want it to have using the @code{setvbuf} function.
3609 @cindex buffering, controlling
3610
3611 The facilities listed in this section are declared in the header
3612 file @file{stdio.h}.
3613 @pindex stdio.h
3614
3615 @comment stdio.h
3616 @comment ISO
3617 @deftypefun int setvbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, int @var{mode}, size_t @var{size})
3618 This function is used to specify that the stream @var{stream} should
3619 have the buffering mode @var{mode}, which can be either @code{_IOFBF}
3620 (for full buffering), @code{_IOLBF} (for line buffering), or
3621 @code{_IONBF} (for unbuffered input/output).
3622
3623 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, then @code{setvbuf}
3624 allocates a buffer itself using @code{malloc}.  This buffer will be freed
3625 when you close the stream.
3626
3627 Otherwise, @var{buf} should be a character array that can hold at least
3628 @var{size} characters.  You should not free the space for this array as
3629 long as the stream remains open and this array remains its buffer.  You
3630 should usually either allocate it statically, or @code{malloc}
3631 (@pxref{Unconstrained Allocation}) the buffer.  Using an automatic array
3632 is not a good idea unless you close the file before exiting the block
3633 that declares the array.
3634
3635 While the array remains a stream buffer, the stream I/O functions will
3636 use the buffer for their internal purposes.  You shouldn't try to access
3637 the values in the array directly while the stream is using it for
3638 buffering.
3639
3640 The @code{setvbuf} function returns zero on success, or a nonzero value
3641 if the value of @var{mode} is not valid or if the request could not
3642 be honored.
3643 @end deftypefun
3644
3645 @comment stdio.h
3646 @comment ISO
3647 @deftypevr Macro int _IOFBF
3648 The value of this macro is an integer constant expression that can be
3649 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
3650 specify that the stream should be fully buffered.
3651 @end deftypevr
3652
3653 @comment stdio.h
3654 @comment ISO
3655 @deftypevr Macro int _IOLBF
3656 The value of this macro is an integer constant expression that can be
3657 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
3658 specify that the stream should be line buffered.
3659 @end deftypevr
3660
3661 @comment stdio.h
3662 @comment ISO
3663 @deftypevr Macro int _IONBF
3664 The value of this macro is an integer constant expression that can be
3665 used as the @var{mode} argument to the @code{setvbuf} function to
3666 specify that the stream should be unbuffered.
3667 @end deftypevr
3668
3669 @comment stdio.h
3670 @comment ISO
3671 @deftypevr Macro int BUFSIZ
3672 The value of this macro is an integer constant expression that is good
3673 to use for the @var{size} argument to @code{setvbuf}.  This value is
3674 guaranteed to be at least @code{256}.
3675
3676 The value of @code{BUFSIZ} is chosen on each system so as to make stream
3677 I/O efficient.  So it is a good idea to use @code{BUFSIZ} as the size
3678 for the buffer when you call @code{setvbuf}.
3679
3680 Actually, you can get an even better value to use for the buffer size
3681 by means of the @code{fstat} system call: it is found in the
3682 @code{st_blksize} field of the file attributes.  @xref{Attribute Meanings}.
3683
3684 Sometimes people also use @code{BUFSIZ} as the allocation size of
3685 buffers used for related purposes, such as strings used to receive a
3686 line of input with @code{fgets} (@pxref{Character Input}).  There is no
3687 particular reason to use @code{BUFSIZ} for this instead of any other
3688 integer, except that it might lead to doing I/O in chunks of an
3689 efficient size.
3690 @end deftypevr
3691
3692 @comment stdio.h
3693 @comment ISO
3694 @deftypefun void setbuf (FILE *@var{stream}, char *@var{buf})
3695 If @var{buf} is a null pointer, the effect of this function is
3696 equivalent to calling @code{setvbuf} with a @var{mode} argument of
3697 @code{_IONBF}.  Otherwise, it is equivalent to calling @code{setvbuf}
3698 with @var{buf}, and a @var{mode} of @code{_IOFBF} and a @var{size}
3699 argument of @code{BUFSIZ}.
3700
3701 The @code{setbuf} function is provided for compatibility with old code;
3702 use @code{setvbuf} in all new programs.
3703 @end deftypefun
3704
3705 @comment stdio.h
3706 @comment BSD
3707 @deftypefun void setbuffer (FILE *@var{stream}, char *@var{buf}, size_t @var{size})
3708 If @var{buf} is a null pointer, this function makes @var{stream} unbuffered.
3709 Otherwise, it makes @var{stream} fully buffered using @var{buf} as the
3710 buffer.  The @var{size} argument specifies the length of @var{buf}.
3711
3712 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
3713 @code{setvbuf} instead.
3714 @end deftypefun
3715
3716 @comment stdio.h
3717 @comment BSD
3718 @deftypefun void setlinebuf (FILE *@var{stream})
3719 This function makes @var{stream} be line buffered, and allocates the
3720 buffer for you.
3721
3722 This function is provided for compatibility with old BSD code.  Use
3723 @code{setvbuf} instead.
3724 @end deftypefun
3725
3726 @node Other Kinds of Streams
3727 @section Other Kinds of Streams
3728
3729 The GNU library provides ways for you to define additional kinds of
3730 streams that do not necessarily correspond to an open file.
3731
3732 One such type of stream takes input from or writes output to a string.
3733 These kinds of streams are used internally to implement the
3734 @code{sprintf} and @code{sscanf} functions.  You can also create such a
3735 stream explicitly, using the functions described in @ref{String Streams}.
3736
3737 More generally, you can define streams that do input/output to arbitrary
3738 objects using functions supplied by your program.  This protocol is
3739 discussed in @ref{Custom Streams}.
3740
3741 @strong{Portability Note:} The facilities described in this section are
3742 specific to GNU.  Other systems or C implementations might or might not
3743 provide equivalent functionality.
3744
3745 @menu
3746 * String Streams::              Streams that get data from or put data in
3747                                  a string or memory buffer.
3748 * Obstack Streams::             Streams that store data in an obstack.
3749 * Custom Streams::              Defining your own streams with an arbitrary
3750                                  input data source and/or output data sink.
3751 @end menu
3752
3753 @node String Streams
3754 @subsection String Streams
3755
3756 @cindex stream, for I/O to a string
3757 @cindex string stream
3758 The @code{fmemopen} and @code{open_memstream} functions allow you to do
3759 I/O to a string or memory buffer.  These facilities are declared in
3760 @file{stdio.h}.
3761 @pindex stdio.h
3762
3763 @comment stdio.h
3764 @comment GNU
3765 @deftypefun {FILE *} fmemopen (void *@var{buf}, size_t @var{size}, const char *@var{opentype})
3766 This function opens a stream that allows the access specified by the
3767 @var{opentype} argument, that reads from or writes to the buffer specified
3768 by the argument @var{buf}.  This array must be at least @var{size} bytes long.
3769
3770 If you specify a null pointer as the @var{buf} argument, @code{fmemopen}
3771 dynamically allocates an array @var{size} bytes long (as with @code{malloc};
3772 @pxref{Unconstrained Allocation}).  This is really only useful
3773 if you are going to write things to the buffer and then read them back
3774 in again, because you have no way of actually getting a pointer to the
3775 buffer (for this, try @code{open_memstream}, below).  The buffer is
3776 freed when the stream is open.
3777
3778 The argument @var{opentype} is the same as in @code{fopen}
3779 (@pxref{Opening Streams}).  If the @var{opentype} specifies
3780 append mode, then the initial file position is set to the first null
3781 character in the buffer.  Otherwise the initial file position is at the
3782 beginning of the buffer.
3783
3784 When a stream open for writing is flushed or closed, a null character
3785 (zero byte) is written at the end of the buffer if it fits.  You
3786 should add an extra byte to the @var{size} argument to account for this.
3787 Attempts to write more than @var{size} bytes to the buffer result
3788 in an error.
3789
3790 For a stream open for reading, null characters (zero bytes) in the
3791 buffer do not count as ``end of file''.  Read operations indicate end of
3792 file only when the file position advances past @var{size} bytes.  So, if
3793 you want to read characters from a null-terminated string, you should
3794 supply the length of the string as the @var{size} argument.
3795 @end deftypefun
3796
3797 Here is an example of using @code{fmemopen} to create a stream for
3798 reading from a string:
3799
3800 @smallexample
3801 @include memopen.c.texi
3802 @end smallexample
3803
3804 This program produces the following output:
3805
3806 @smallexample
3807 Got f
3808 Got o
3809 Got o
3810 Got b
3811 Got a
3812 Got r
3813 @end smallexample
3814
3815 @comment stdio.h
3816 @comment GNU
3817 @deftypefun {FILE *} open_memstream (char **@var{ptr}, size_t *@var{sizeloc})
3818 This function opens a stream for writing to a buffer.  The buffer is
3819 allocated dynamically (as with @code{malloc}; @pxref{Unconstrained
3820 Allocation}) and grown as necessary.
3821
3822 When the stream is closed with @code{fclose} or flushed with
3823 @code{fflush}, the locations @var{ptr} and @var{sizeloc} are updated to
3824 contain the pointer to the buffer and its size.  The values thus stored
3825 remain valid only as long as no further output on the stream takes
3826 place.  If you do more output, you must flush the stream again to store
3827 new values before you use them again.
3828
3829 A null character is written at the end of the buffer.  This null character
3830 is @emph{not} included in the size value stored at @var{sizeloc}.
3831
3832 You can move the stream's file position with @code{fseek} or
3833 @code{fseeko} (@pxref{File Positioning}).  Moving the file position past
3834 the end of the data already written fills the intervening space with
3835 zeroes.
3836 @end deftypefun
3837
3838 Here is an example of using @code{open_memstream}:
3839
3840 @smallexample
3841 @include memstrm.c.texi
3842 @end smallexample
3843
3844 This program produces the following output:
3845
3846 @smallexample
3847 buf = `hello', size = 5
3848 buf = `hello, world', size = 12
3849 @end smallexample
3850
3851 @c @group  Invalid outside @example.
3852 @node Obstack Streams
3853 @subsection Obstack Streams
3854
3855 You can open an output stream that puts it data in an obstack.
3856 @xref{Obstacks}.
3857
3858 @comment stdio.h
3859 @comment GNU
3860 @deftypefun {FILE *} open_obstack_stream (struct obstack *@var{obstack})
3861 This function opens a stream for writing data into the obstack @var{obstack}.
3862 This starts an object in the obstack and makes it grow as data is
3863 written (@pxref{Growing Objects}).
3864 @c @end group  Doubly invalid because not nested right.
3865
3866 Calling @code{fflush} on this stream updates the current size of the
3867 object to match the amount of data that has been written.  After a call
3868 to @code{fflush}, you can examine the object temporarily.
3869
3870 You can move the file position of an obstack stream with @code{fseek} or
3871 @code{fseeko} (@pxref{File Positioning}).  Moving the file position past
3872 the end of the data written fills the intervening space with zeros.
3873
3874 To make the object permanent, update the obstack with @code{fflush}, and
3875 then use @code{obstack_finish} to finalize the object and get its address.
3876 The following write to the stream starts a new object in the obstack,
3877 and later writes add to that object until you do another @code{fflush}
3878 and @code{obstack_finish}.
3879
3880 But how do you find out how long the object is?  You can get the length
3881 in bytes by calling @code{obstack_object_size} (@pxref{Status of an
3882 Obstack}), or you can null-terminate the object like this:
3883
3884 @smallexample
3885 obstack_1grow (@var{obstack}, 0);
3886 @end smallexample
3887
3888 Whichever one you do, you must do it @emph{before} calling
3889 @code{obstack_finish}.  (You can do both if you wish.)
3890 @end deftypefun
3891
3892 Here is a sample function that uses @code{open_obstack_stream}:
3893
3894 @smallexample
3895 char *
3896 make_message_string (const char *a, int b)
3897 @{
3898   FILE *stream = open_obstack_stream (&message_obstack);
3899   output_task (stream);
3900   fprintf (stream, ": ");
3901   fprintf (stream, a, b);
3902   fprintf (stream, "\n");
3903   fclose (stream);
3904   obstack_1grow (&message_obstack, 0);
3905   return obstack_finish (&message_obstack);
3906 @}
3907 @end smallexample
3908
3909 @node Custom Streams
3910 @subsection Programming Your Own Custom Streams
3911 @cindex custom streams
3912 @cindex programming your own streams
3913
3914 This section describes how you can make a stream that gets input from an
3915 arbitrary data source or writes output to an arbitrary data sink
3916 programmed by you.  We call these @dfn{custom streams}.  The functions
3917 and types described here are all GNU extensions.
3918
3919 @c !!! this does not talk at all about the higher-level hooks
3920
3921 @menu
3922 * Streams and Cookies::         The @dfn{cookie} records where to fetch or
3923                                  store data that is read or written.
3924 * Hook Functions::              How you should define the four @dfn{hook
3925                                  functions} that a custom stream needs.
3926 @end menu
3927
3928 @node Streams and Cookies
3929 @subsubsection Custom Streams and Cookies
3930 @cindex cookie, for custom stream
3931
3932 Inside every custom stream is a special object called the @dfn{cookie}.
3933 This is an object supplied by you which records where to fetch or store
3934 the data read or written.  It is up to you to define a data type to use
3935 for the cookie.  The stream functions in the library never refer
3936 directly to its contents, and they don't even know what the type is;
3937 they record its address with type @code{void *}.
3938
3939 To implement a custom stream, you must specify @emph{how} to fetch or
3940 store the data in the specified place.  You do this by defining
3941 @dfn{hook functions} to read, write, change ``file position'', and close
3942 the stream.  All four of these functions will be passed the stream's
3943 cookie so they can tell where to fetch or store the data.  The library
3944 functions don't know what's inside the cookie, but your functions will
3945 know.
3946
3947 When you create a custom stream, you must specify the cookie pointer,
3948 and also the four hook functions stored in a structure of type
3949 @code{cookie_io_functions_t}.
3950
3951 These facilities are declared in @file{stdio.h}.
3952 @pindex stdio.h
3953
3954 @comment stdio.h
3955 @comment GNU
3956 @deftp {Data Type} {cookie_io_functions_t}
3957 This is a structure type that holds the functions that define the
3958 communications protocol between the stream and its cookie.  It has
3959 the following members:
3960
3961 @table @code
3962 @item cookie_read_function_t *read
3963 This is the function that reads data from the cookie.  If the value is a
3964 null pointer instead of a function, then read operations on this stream
3965 always return @code{EOF}.
3966
3967 @item cookie_write_function_t *write
3968 This is the function that writes data to the cookie.  If the value is a
3969 null pointer instead of a function, then data written to the stream is
3970 discarded.
3971
3972 @item cookie_seek_function_t *seek
3973 This is the function that performs the equivalent of file positioning on
3974 the cookie.  If the value is a null pointer instead of a function, calls
3975 to @code{fseek} or @code{fseeko} on this stream can only seek to
3976 locations within the buffer; any attempt to seek outside the buffer will
3977 return an @code{ESPIPE} error.
3978
3979 @item cookie_close_function_t *close
3980 This function performs any appropriate cleanup on the cookie when
3981 closing the stream.  If the value is a null pointer instead of a
3982 function, nothing special is done to close the cookie when the stream is
3983 closed.
3984 @end table
3985 @end deftp
3986
3987 @comment stdio.h
3988 @comment GNU
3989 @deftypefun {FILE *} fopencookie (void *@var{cookie}, const char *@var{opentype}, cookie_io_functions_t @var{io-functions})
3990 This function actually creates the stream for communicating with the
3991 @var{cookie} using the functions in the @var{io-functions} argument.
3992 The @var{opentype} argument is interpreted as for @code{fopen};
3993 see @ref{Opening Streams}.  (But note that the ``truncate on
3994 open'' option is ignored.)  The new stream is fully buffered.
3995
3996 The @code{fopencookie} function returns the newly created stream, or a null
3997 pointer in case of an error.
3998 @end deftypefun
3999
4000 @node Hook Functions
4001 @subsubsection Custom Stream Hook Functions
4002 @cindex hook functions (of custom streams)
4003
4004 Here are more details on how you should define the four hook functions
4005 that a custom stream needs.
4006
4007 You should define the function to read data from the cookie as:
4008
4009 @smallexample
4010 ssize_t @var{reader} (void *@var{cookie}, char *@var{buffer}, size_t @var{size})
4011 @end smallexample
4012
4013 This is very similar to the @code{read} function; see @ref{I/O
4014 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes into
4015 the @var{buffer}, and return the number of bytes read, or zero to
4016 indicate end-of-file.  You can return a value of @code{-1} to indicate
4017 an error.
4018
4019 You should define the function to write data to the cookie as:
4020
4021 @smallexample
4022 ssize_t @var{writer} (void *@var{cookie}, const char *@var{buffer}, size_t @var{size})
4023 @end smallexample
4024
4025 This is very similar to the @code{write} function; see @ref{I/O
4026 Primitives}.  Your function should transfer up to @var{size} bytes from
4027 the buffer, and return the number of bytes written.  You can return a
4028 value of @code{-1} to indicate an error.
4029
4030 You should define the function to perform seek operations on the cookie
4031 as:
4032
4033 @smallexample
4034 int @var{seeker} (void *@var{cookie}, fpos_t *@var{position}, int @var{whence})
4035 @end smallexample
4036
4037 For this function, the @var{position} and @var{whence} arguments are
4038 interpreted as for @code{fgetpos}; see @ref{Portable Positioning}.  In
4039 the GNU library, @code{fpos_t} is equivalent to @code{off_t} or
4040 @code{long int}, and simply represents the number of bytes from the
4041 beginning of the file.
4042
4043 After doing the seek operation, your function should store the resulting
4044 file position relative to the beginning of the file in @var{position}.
4045 Your function should return a value of @code{0} on success and @code{-1}
4046 to indicate an error.
4047
4048 You should define the function to do cleanup operations on the cookie
4049 appropriate for closing the stream as:
4050
4051 @smallexample
4052 int @var{cleaner} (void *@var{cookie})
4053 @end smallexample
4054
4055 Your function should return @code{-1} to indicate an error, and @code{0}
4056 otherwise.
4057
4058 @comment stdio.h
4059 @comment GNU
4060 @deftp {Data Type} cookie_read_function
4061 This is the data type that the read function for a custom stream should have.
4062 If you declare the function as shown above, this is the type it will have.
4063 @end deftp
4064
4065 @comment stdio.h
4066 @comment GNU
4067 @deftp {Data Type} cookie_write_function
4068 The data type of the write function for a custom stream.
4069 @end deftp
4070
4071 @comment stdio.h
4072 @comment GNU
4073 @deftp {Data Type} cookie_seek_function
4074 The data type of the seek function for a custom stream.
4075 @end deftp
4076
4077 @comment stdio.h
4078 @comment GNU
4079 @deftp {Data Type} cookie_close_function
4080 The data type of the close function for a custom stream.
4081 @end deftp
4082
4083 @ignore
4084 Roland says:
4085
4086 @quotation
4087 There is another set of functions one can give a stream, the
4088 input-room and output-room functions.  These functions must
4089 understand stdio internals.  To describe how to use these
4090 functions, you also need to document lots of how stdio works
4091 internally (which isn't relevant for other uses of stdio).
4092 Perhaps I can write an interface spec from which you can write
4093 good documentation.  But it's pretty complex and deals with lots
4094 of nitty-gritty details.  I think it might be better to let this
4095 wait until the rest of the manual is more done and polished.
4096 @end quotation
4097 @end ignore
4098
4099 @c ??? This section could use an example.
4100
4101
4102 @node Formatted Messages
4103 @section Formatted Messages
4104 @cindex formatted messages
4105
4106 On systems which are based on System V messages of programs (especially
4107 the system tools) are printed in a strict form using the @code{fmtmsg}
4108 function.  The uniformity sometimes helps the user to interpret messages
4109 and the strictness tests of the @code{fmtmsg} function ensure that the
4110 programmer follows some minimal requirements.
4111
4112 @menu
4113 * Printing Formatted Messages::   The @code{fmtmsg} function.
4114 * Adding Severity Classes::       Add more severity classes.
4115 * Example::                       How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}.
4116 @end menu
4117
4118
4119 @node Printing Formatted Messages
4120 @subsection Printing Formatted Messages
4121
4122 Messages can be printed to standard error and/or to the console.  To
4123 select the destination the programmer can use the following two values,
4124 bitwise OR combined if wanted, for the @var{classification} parameter of
4125 @code{fmtmsg}:
4126
4127 @vtable @code
4128 @item MM_PRINT
4129 Display the message in standard error.
4130 @item MM_CONSOLE
4131 Display the message on the system console.
4132 @end vtable
4133
4134 The erroneous piece of the system can be signalled by exactly one of the
4135 following values which also is bitwise ORed with the
4136 @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}:
4137
4138 @vtable @code
4139 @item MM_HARD
4140 The source of the condition is some hardware.
4141 @item MM_SOFT
4142 The source of the condition is some software.
4143 @item MM_FIRM
4144 The source of the condition is some firmware.
4145 @end vtable
4146
4147 A third component of the @var{classification} parameter to @code{fmtmsg}
4148 can describe the part of the system which detects the problem.  This is
4149 done by using exactly one of the following values:
4150
4151 @vtable @code
4152 @item MM_APPL
4153 The erroneous condition is detected by the application.
4154 @item MM_UTIL
4155 The erroneous condition is detected by a utility.
4156 @item MM_OPSYS
4157 The erroneous condition is detected by the operating system.
4158 @end vtable
4159
4160 A last component of @var{classification} can signal the results of this
4161 message.  Exactly one of the following values can be used:
4162
4163 @vtable @code
4164 @item MM_RECOVER
4165 It is a recoverable error.
4166 @item MM_NRECOV
4167 It is a non-recoverable error.
4168 @end vtable
4169
4170 @comment fmtmsg.h
4171 @comment XPG
4172 @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})
4173 Display a message described by its parameters on the device(s) specified
4174 in the @var{classification} parameter.  The @var{label} parameter
4175 identifies the source of the message.  The string should consist of two
4176 colon separated parts where the first part has not more than 10 and the
4177 second part not more than 14 characters.  The @var{text} parameter
4178 describes the condition of the error, the @var{action} parameter possible
4179 steps to recover from the error and the @var{tag} parameter is a
4180 reference to the online documentation where more information can be
4181 found.  It should contain the @var{label} value and a unique
4182 identification number.
4183
4184 Each of the parameters can be a special value which means this value
4185 is to be omitted.  The symbolic names for these values are:
4186
4187 @vtable @code
4188 @item MM_NULLLBL
4189 Ignore @var{label} parameter.
4190 @item MM_NULLSEV
4191 Ignore @var{severity} parameter.
4192 @item MM_NULLMC
4193 Ignore @var{classification} parameter.  This implies that nothing is
4194 actually printed.
4195 @item MM_NULLTXT
4196 Ignore @var{text} parameter.
4197 @item MM_NULLACT
4198 Ignore @var{action} parameter.
4199 @item MM_NULLTAG
4200 Ignore @var{tag} parameter.
4201 @end vtable
4202
4203 There is another way certain fields can be omitted from the output to
4204 standard error.  This is described below in the description of
4205 environment variables influencing the behaviour.
4206
4207 The @var{severity} parameter can have one of the values in the following
4208 table:
4209 @cindex severity class
4210
4211 @vtable @code
4212 @item MM_NOSEV
4213 Nothing is printed, this value is the same as @code{MM_NULLSEV}.
4214 @item MM_HALT
4215 This value is printed as @code{HALT}.
4216 @item MM_ERROR
4217 This value is printed as @code{ERROR}.
4218 @item MM_WARNING
4219 This value is printed as @code{WARNING}.
4220 @item MM_INFO
4221 This value is printed as @code{INFO}.
4222 @end vtable
4223
4224 The numeric value of these five macros are between @code{0} and
4225 @code{4}.  Using the environment variable @code{SEV_LEVEL} or using the
4226 @code{addseverity} function one can add more severity levels with their
4227 corresponding string to print.  This is described below
4228 (@pxref{Adding Severity Classes}).
4229
4230 @noindent
4231 If no parameter is ignored the output looks like this:
4232
4233 @smallexample
4234 @var{label}: @var{severity-string}: @var{text}
4235 TO FIX: @var{action} @var{tag}
4236 @end smallexample
4237
4238 The colons, new line characters and the @code{TO FIX} string are
4239 inserted if necessary, i.e., if the corresponding parameter is not
4240 ignored.
4241
4242 This function is specified in the X/Open Portability Guide.  It is also
4243 available on all systems derived from System V.
4244
4245 The function returns the value @code{MM_OK} if no error occurred.  If
4246 only the printing to standard error failed, it returns @code{MM_NOMSG}.
4247 If printing to the console fails, it returns @code{MM_NOCON}.  If
4248 nothing is printed @code{MM_NOTOK} is returned.  Among situations where
4249 all outputs fail this last value is also returned if a parameter value
4250 is incorrect.
4251 @end deftypefun
4252
4253 There are two environment variables which influence the behaviour of
4254 @code{fmtmsg}.  The first is @code{MSGVERB}.  It is used to control the
4255 output actually happening on standard error (@emph{not} the console
4256 output).  Each of the five fields can explicitly be enabled.  To do
4257 this the user has to put the @code{MSGVERB} variable with a format like
4258 the following in the environment before calling the @code{fmtmsg} function
4259 the first time:
4260
4261 @smallexample
4262 MSGVERB=@var{keyword}[:@var{keyword}[:...]]
4263 @end smallexample
4264
4265 Valid @var{keyword}s are @code{label}, @code{severity}, @code{text},
4266 @code{action}, and @code{tag}.  If the environment variable is not given
4267 or is the empty string, a not supported keyword is given or the value is
4268 somehow else invalid, no part of the message is masked out.
4269
4270 The second environment variable which influences the behaviour of
4271 @code{fmtmsg} is @code{SEV_LEVEL}.  This variable and the change in the
4272 behaviour of @code{fmtmsg} is not specified in the X/Open Portability
4273 Guide.  It is available in System V systems, though.  It can be used to
4274 introduce new severity levels.  By default, only the five severity levels
4275 described above are available.  Any other numeric value would make
4276 @code{fmtmsg} print nothing.
4277
4278 If the user puts @code{SEV_LEVEL} with a format like
4279
4280 @smallexample
4281 SEV_LEVEL=[@var{description}[:@var{description}[:...]]]
4282 @end smallexample
4283
4284 @noindent
4285 in the environment of the process before the first call to
4286 @code{fmtmsg}, where @var{description} has a value of the form
4287
4288 @smallexample
4289 @var{severity-keyword},@var{level},@var{printstring}
4290 @end smallexample
4291
4292 The @var{severity-keyword} part is not used by @code{fmtmsg} but it has
4293 to be present.  The @var{level} part is a string representation of a
4294 number.  The numeric value must be a number greater than 4.  This value
4295 must be used in the @var{severity} parameter of @code{fmtmsg} to select
4296 this class.  It is not possible to overwrite any of the predefined
4297 classes.  The @var{printstring} is the string printed when a message of
4298 this class is processed by @code{fmtmsg} (see above, @code{fmtsmg} does
4299 not print the numeric value but instead the string representation).
4300
4301
4302 @node Adding Severity Classes
4303 @subsection Adding Severity Classes
4304 @cindex severity class
4305
4306 There is another possibility to introduce severity classes besides using
4307 the environment variable @code{SEV_LEVEL}.  This simplifies the task of
4308 introducing new classes in a running program.  One could use the
4309 @code{setenv} or @code{putenv} function to set the environment variable,
4310 but this is toilsome.
4311
4312 @deftypefun int addseverity (int @var{severity}, const char *@var{string})
4313 This function allows the introduction of new severity classes which can be
4314 addressed by the @var{severity} parameter of the @code{fmtmsg} function.
4315 The @var{severity} parameter of @code{addseverity} must match the value
4316 for the parameter with the same name of @code{fmtmsg}, and @var{string}
4317 is the string printed in the actual messages instead of the numeric
4318 value.
4319
4320 If @var{string} is @code{NULL} the severity class with the numeric value
4321 according to @var{severity} is removed.
4322
4323 It is not possible to overwrite or remove one of the default severity
4324 classes.  All calls to @code{addseverity} with @var{severity} set to one
4325 of the values for the default classes will fail.
4326
4327 The return value is @code{MM_OK} if the task was successfully performed.
4328 If the return value is @code{MM_NOTOK} something went wrong.  This could
4329 mean that no more memory is available or a class is not available when
4330 it has to be removed.
4331
4332 This function is not specified in the X/Open Portability Guide although
4333 the @code{fmtsmg} function is.  It is available on System V systems.
4334 @end deftypefun
4335
4336
4337 @node Example
4338 @subsection How to use @code{fmtmsg} and @code{addseverity}
4339
4340 Here is a simple example program to illustrate the use of the both
4341 functions described in this section.
4342
4343 @smallexample
4344 @include fmtmsgexpl.c.texi
4345 @end smallexample
4346
4347 The second call to @code{fmtmsg} illustrates a use of this function as
4348 it usually occurs on System V systems, which heavily use this function.
4349 It seems worthwhile to give a short explanation here of how this system
4350 works on System V.  The value of the
4351 @var{label} field (@code{UX:cat}) says that the error occured in the
4352 Unix program @code{cat}.  The explanation of the error follows and the
4353 value for the @var{action} parameter is @code{"refer to manual"}.  One
4354 could be more specific here, if necessary.  The @var{tag} field contains,
4355 as proposed above, the value of the string given for the @var{label}
4356 parameter, and additionally a unique ID (@code{001} in this case).  For
4357 a GNU environment this string could contain a reference to the
4358 corresponding node in the Info page for the program.
4359
4360 @noindent
4361 Running this program without specifying the @code{MSGVERB} and
4362 @code{SEV_LEVEL} function produces the following output:
4363
4364 @smallexample
4365 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
4366 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
4367 @end smallexample
4368
4369 We see the different fields of the message and how the extra glue (the
4370 colons and the @code{TO FIX} string) are printed.  But only one of the
4371 three calls to @code{fmtmsg} produced output.  The first call does not
4372 print anything because the @var{label} parameter is not in the correct
4373 form.  The string must contain two fields, separated by a colon
4374 (@pxref{Printing Formatted Messages}).  The third @code{fmtmsg} call
4375 produced no output since the class with the numeric value @code{6} is
4376 not defined.  Although a class with numeric value @code{5} is also not
4377 defined by default, the call to @code{addseverity} introduces it and
4378 the second call to @code{fmtmsg} produces the above output.
4379
4380 When we change the environment of the program to contain
4381 @code{SEV_LEVEL=XXX,6,NOTE} when running it we get a different result:
4382
4383 @smallexample
4384 UX:cat: NOTE2: invalid syntax
4385 TO FIX: refer to manual UX:cat:001
4386 label:foo: NOTE: text
4387 TO FIX: action tag
4388 @end smallexample
4389
4390 Now the third call to @code{fmtmsg} produced some output and we see how
4391 the string @code{NOTE} from the environment variable appears in the
4392 message.
4393
4394 Now we can reduce the output by specifying which fields we are
4395 interested in.  If we additionally set the environment variable
4396 @code{MSGVERB} to the value @code{severity:label:action} we get the
4397 following output:
4398
4399 @smallexample
4400 UX:cat: NOTE2
4401 TO FIX: refer to manual
4402 label:foo: NOTE
4403 TO FIX: action
4404 @end smallexample
4405
4406 @noindent
4407 I.e., the output produced by the @var{text} and the @var{tag} parameters
4408 to @code{fmtmsg} vanished.  Please also note that now there is no colon
4409 after the @code{NOTE} and @code{NOTE2} strings in the output.  This is
4410 not necessary since there is no more output on this line because the text
4411 is missing.