Sync usage with man page.
[netbsd-mini2440.git] / lib / libc / regex / regex.3
blobd915945d7e9ea130b802f5771635a74e28f8d7f6
1 .\"     $NetBSD: regex.3,v 1.19 2009/04/11 15:44:42 joerg Exp $
2 .\"
3 .\" Copyright (c) 1992, 1993, 1994
4 .\"     The Regents of the University of California.  All rights reserved.
5 .\"
6 .\" This code is derived from software contributed to Berkeley by
7 .\" Henry Spencer.
8 .\"
9 .\" Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10 .\" modification, are permitted provided that the following conditions
11 .\" are met:
12 .\" 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14 .\" 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
16 .\"    documentation and/or other materials provided with the distribution.
17 .\" 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
18 .\"    may be used to endorse or promote products derived from this software
19 .\"    without specific prior written permission.
20 .\"
21 .\" THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22 .\" ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23 .\" IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24 .\" ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25 .\" FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26 .\" DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27 .\" OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28 .\" HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29 .\" LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30 .\" OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31 .\" SUCH DAMAGE.
32 .\"
33 .\" Copyright (c) 1992, 1993, 1994 Henry Spencer.
34 .\"
35 .\" This code is derived from software contributed to Berkeley by
36 .\" Henry Spencer.
37 .\"
38 .\" Redistribution and use in source and binary forms, with or without
39 .\" modification, are permitted provided that the following conditions
40 .\" are met:
41 .\" 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
42 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
43 .\" 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
44 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
45 .\"    documentation and/or other materials provided with the distribution.
46 .\" 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
47 .\"    must display the following acknowledgement:
48 .\"     This product includes software developed by the University of
49 .\"     California, Berkeley and its contributors.
50 .\" 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
51 .\"    may be used to endorse or promote products derived from this software
52 .\"    without specific prior written permission.
53 .\"
54 .\" THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
55 .\" ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
56 .\" IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
57 .\" ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
58 .\" FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
59 .\" DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
60 .\" OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
61 .\" HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
62 .\" LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
63 .\" OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
64 .\" SUCH DAMAGE.
65 .\"
66 .\"     @(#)regex.3     8.4 (Berkeley) 3/20/94
67 .\"
68 .Dd December 29, 2003
69 .Dt REGEX 3
70 .Os
71 .Sh NAME
72 .Nm regex ,
73 .Nm regcomp ,
74 .Nm regexec ,
75 .Nm regerror ,
76 .Nm regfree
77 .Nd regular-expression library
78 .Sh LIBRARY
79 .Lb libc
80 .Sh SYNOPSIS
81 .In regex.h
82 .Ft int
83 .Fn regcomp "regex_t * restrict preg" "const char * restrict pattern" "int cflags"
84 .Ft int
85 .Fn regexec "const regex_t * restrict preg" "const char * restrict string" "size_t nmatch" "regmatch_t pmatch[]" "int eflags"
86 .Ft size_t
87 .Fn regerror "int errcode" "const regex_t * restrict preg" "char * restrict errbuf" "size_t errbuf_size"
88 .Ft void
89 .Fn regfree "regex_t *preg"
90 .Sh DESCRIPTION
91 These routines implement
92 .St -p1003.2-92
93 regular expressions (``RE''s);
94 see
95 .Xr re_format 7 .
96 .Fn regcomp
97 compiles an RE written as a string into an internal form,
98 .Fn regexec
99 matches that internal form against a string and reports results,
100 .Fn regerror
101 transforms error codes from either into human-readable messages,
103 .Fn regfree
104 frees any dynamically-allocated storage used by the internal form
105 of an RE.
107 The header
108 .Aq Pa regex.h
109 declares two structure types,
110 .Fa regex_t
112 .Fa regmatch_t ,
113 the former for compiled internal forms and the latter for match reporting.
114 It also declares the four functions,
115 a type
116 .Fa regoff_t ,
117 and a number of constants with names starting with ``REG_''.
119 .Fn regcomp
120 compiles the regular expression contained in the
121 .Fa pattern
122 string,
123 subject to the flags in
124 .Fa cflags ,
125 and places the results in the
126 .Fa regex_t
127 structure pointed to by
128 .Fa preg .
129 .Fa cflags
130 is the bitwise OR of zero or more of the following flags:
131 .Bl -tag -width XXXREG_EXTENDED
132 .It Dv REG_EXTENDED
133 Compile modern (``extended'') REs, rather than the obsolete
134 (``basic'') REs that are the default.
135 .It Dv REG_BASIC
136 This is a synonym for 0,
137 provided as a counterpart to REG_EXTENDED to improve readability.
138 .It Dv REG_NOSPEC
139 Compile with recognition of all special characters turned off.
140 All characters are thus considered ordinary, so the ``RE'' is a literal
141 string.
142 This is an extension, compatible with but not specified by
143 .St -p1003.2-92 ,
144 and should be used with caution in software intended to be portable to
145 other systems.
146 .Dv REG_EXTENDED
148 .Dv REG_NOSPEC
149 may not be used in the same call to
150 .Fn regcomp .
151 .It Dv REG_ICASE
152 Compile for matching that ignores upper/lower case distinctions.
154 .Xr re_format 7 .
155 .It Dv REG_NOSUB
156 Compile for matching that need only report success or failure, not
157 what was matched.
158 .It Dv REG_NEWLINE
159 Compile for newline-sensitive matching.
160 By default, newline is a completely ordinary character with no special
161 meaning in either REs or strings.
162 With this flag,
163 `[^' bracket expressions and `.' never match newline,
164 a `^' anchor matches the null string after any newline in the string
165 in addition to its normal function,
166 and the `$' anchor matches the null string before any newline in the
167 string in addition to its normal function.
168 .It Dv REG_PEND
169 The regular expression ends, not at the first NUL, but just before the
170 character pointed to by the
171 .Fa re_endp
172 member of the structure pointed to by
173 .Fa preg .
175 .Fa re_endp
176 member is of type
177 .Fa "const\ char\ *" .
178 This flag permits inclusion of NULs in the RE; they are considered
179 ordinary characters.
180 This is an extension, compatible with but not specified by
181 .St -p1003.2-92 ,
182 and should be used with caution in software intended to be portable to
183 other systems.
186 When successful,
187 .Fn regcomp
188 returns 0 and fills in the structure pointed to by
189 .Fa preg .
190 One member of that structure (other than
191 .Fa re_endp )
192 is publicized:
193 .Fa re_nsub ,
194 of type
195 .Fa size_t ,
196 contains the number of parenthesized subexpressions within the RE
197 (except that the value of this member is undefined if the
198 .Dv REG_NOSUB
199 flag was used).
201 .Fn regcomp
202 fails, it returns a non-zero error code;
204 .Sx DIAGNOSTICS .
206 .Fn regexec
207 matches the compiled RE pointed to by
208 .Fa preg
209 against the
210 .Fa string ,
211 subject to the flags in
212 .Fa eflags ,
213 and reports results using
214 .Fa nmatch ,
215 .Fa pmatch ,
216 and the returned value.
217 The RE must have been compiled by a previous invocation of
218 .Fn regcomp .
219 The compiled form is not altered during execution of
220 .Fn regexec ,
221 so a single compiled RE can be used simultaneously by multiple threads.
223 By default,
224 the NUL-terminated string pointed to by
225 .Fa string
226 is considered to be the text of an entire line, minus any terminating
227 newline.
229 .Fa eflags
230 argument is the bitwise OR of zero or more of the following flags:
231 .Bl -tag -width XXXREG_NOTBOL
232 .It Dv REG_NOTBOL
233 The first character of the string
234 is not the beginning of a line, so the `^' anchor should not match before it.
235 This does not affect the behavior of newlines under
236 .Dv REG_NEWLINE .
237 .It Dv REG_NOTEOL
238 The NUL terminating the string does not end a line, so the `$' anchor
239 should not match before it.
240 This does not affect the behavior of newlines under
241 .Dv REG_NEWLINE .
242 .It Dv REG_STARTEND
243 The string is considered to start at
244 .Fa string
246 .Fa pmatch[0].rm_so
247 and to have a terminating NUL located at
248 .Fa string
250 .Fa pmatch[0].rm_eo
251 (there need not actually be a NUL at that location),
252 regardless of the value of
253 .Fa nmatch .
254 See below for the definition of
255 .Fa pmatch
257 .Fa nmatch .
258 This is an extension, compatible with but not specified by
259 .St -p1003.2-92 ,
260 and should be used with caution in software intended to be portable to
261 other systems.
262 Note that a non-zero
263 .Fa rm_so
264 does not imply
265 .Dv REG_NOTBOL ;
266 .Dv REG_STARTEND
267 affects only the location of the string, not how it is matched.
271 .Xr re_format 7
272 for a discussion of what is matched in situations where an RE or a
273 portion thereof could match any of several substrings of
274 .Fa string .
276 Normally,
277 .Fn regexec
278 returns 0 for success and the non-zero code
279 .Dv REG_NOMATCH
280 for failure.
281 Other non-zero error codes may be returned in exceptional situations;
283 .Sx DIAGNOSTICS .
286 .Dv REG_NOSUB
287 was specified in the compilation of the RE, or if
288 .Fa nmatch
289 is 0,
290 .Fn regexec
291 ignores the
292 .Fa pmatch
293 argument (but see below for the case where
294 .Dv REG_STARTEND
295 is specified).
296 Otherwise,
297 .Fa pmatch
298 points to an array of
299 .Fa nmatch
300 structures of type
301 .Fa regmatch_t .
302 Such a structure has at least the members
303 .Fa rm_so
305 .Fa rm_eo ,
306 both of type
307 .Fa regoff_t
308 (a signed arithmetic type at least as large as an
309 .Fa off_t
310 and a
311 .Fa ssize_t ) ,
312 containing respectively the offset of the first character of a substring
313 and the offset of the first character after the end of the substring.
314 Offsets are measured from the beginning of the
315 .Fa string
316 argument given to
317 .Fn regexec .
318 An empty substring is denoted by equal offsets,
319 both indicating the character following the empty substring.
321 The 0th member of the
322 .Fa pmatch
323 array is filled in to indicate what substring of
324 .Fa string
325 was matched by the entire RE.
326 Remaining members report what substring was matched by parenthesized
327 subexpressions within the RE;
328 member
329 .Fa i
330 reports subexpression
331 .Fa i ,
332 with subexpressions counted (starting at 1) by the order of their
333 opening parentheses in the RE, left to right.
334 Unused entries in the array\(emcorresponding either to subexpressions that
335 did not participate in the match at all, or to subexpressions that do not
336 exist in the RE (that is,
337 .Fa i
338 \*[Gt]
339 .Fa preg-\*[Gt]re_nsub )
340 \(emhave both
341 .Fa rm_so
343 .Fa rm_eo
344 set to -1.
345 If a subexpression participated in the match several times,
346 the reported substring is the last one it matched.
347 (Note, as an example in particular, that when the RE `(b*)+' matches `bbb',
348 the parenthesized subexpression matches each of the three `b's and then
349 an infinite number of empty strings following the last `b',
350 so the reported substring is one of the empties.)
353 .Dv REG_STARTEND
354 is specified,
355 .Fa pmatch
356 must point to at least one
357 .Fa regmatch_t
358 (even if
359 .Fa nmatch
360 is 0 or
361 .Dv REG_NOSUB
362 was specified),
363 to hold the input offsets for
364 .Dv REG_STARTEND .
365 Use for output is still entirely controlled by
366 .Fa nmatch ;
368 .Fa nmatch
369 is 0 or
370 .Dv REG_NOSUB
371 was specified,
372 the value of
373 .Fa pmatch [0]
374 will not be changed by a successful
375 .Fn regexec .
377 .Fn regerror
378 maps a non-zero
379 .Fa errcode
380 from either
381 .Fn regcomp
383 .Fn regexec
384 to a human-readable, printable message.
386 .Fa preg
387 is non-NULL,
388 the error code should have arisen from use of the
389 .Fa regex_t
390 pointed to by
391 .Fa preg ,
392 and if the error code came from
393 .Fn regcomp ,
394 it should have been the result from the most recent
395 .Fn regcomp
396 using that
397 .Fa regex_t . (
398 .Fn regerror
399 may be able to supply a more detailed message using information
400 from the
401 .Fa regex_t . )
402 .Fn regerror
403 places the NUL-terminated message into the buffer pointed to by
404 .Fa errbuf ,
405 limiting the length (including the NUL) to at most
406 .Fa errbuf_size
407 bytes.
408 If the whole message won't fit,
409 as much of it as will fit before the terminating NUL is supplied.
410 In any case,
411 the returned value is the size of buffer needed to hold the whole
412 message (including terminating NUL).
414 .Fa errbuf_size
415 is 0,
416 .Fa errbuf
417 is ignored but the return value is still correct.
419 If the
420 .Fa errcode
421 given to
422 .Fn regerror
423 is first ORed with
424 .Dv REG_ITOA ,
425 the ``message'' that results is the printable name of the error code,
426 e.g. ``REG_NOMATCH'',
427 rather than an explanation thereof.
429 .Fa errcode
431 .Dv REG_ATOI ,
432 then
433 .Fa preg
434 shall be non-NULL and the
435 .Fa re_endp
436 member of the structure it points to
437 must point to the printable name of an error code;
438 in this case, the result in
439 .Fa errbuf
440 is the decimal digits of
441 the numeric value of the error code
442 (0 if the name is not recognized).
443 .Dv REG_ITOA
445 .Dv REG_ATOI
446 are intended primarily as debugging facilities;
447 they are extensions, compatible with but not specified by
448 .St -p1003.2-92 ,
449 and should be used with caution in software intended to be portable to
450 other systems.
451 Be warned also that they are considered experimental and changes are possible.
453 .Fn regfree
454 frees any dynamically-allocated storage associated with the compiled RE
455 pointed to by
456 .Fa preg .
457 The remaining
458 .Fa regex_t
459 is no longer a valid compiled RE
460 and the effect of supplying it to
461 .Fn regexec
463 .Fn regerror
464 is undefined.
466 None of these functions references global variables except for tables
467 of constants;
468 all are safe for use from multiple threads if the arguments are safe.
469 .Sh IMPLEMENTATION CHOICES
470 There are a number of decisions that
471 .St -p1003.2-92
472 leaves up to the implementor,
473 either by explicitly saying ``undefined'' or by virtue of them being
474 forbidden by the RE grammar.
475 This implementation treats them as follows.
478 .Xr re_format 7
479 for a discussion of the definition of case-independent matching.
481 There is no particular limit on the length of REs,
482 except insofar as memory is limited.
483 Memory usage is approximately linear in RE size, and largely insensitive
484 to RE complexity, except for bounded repetitions.
485 See BUGS for one short RE using them
486 that will run almost any system out of memory.
488 A backslashed character other than one specifically given a magic meaning
490 .St -p1003.2-92
491 (such magic meanings occur only in obsolete [``basic''] REs)
492 is taken as an ordinary character.
494 Any unmatched [ is a
495 .Dv REG_EBRACK
496 error.
498 Equivalence classes cannot begin or end bracket-expression ranges.
499 The endpoint of one range cannot begin another.
501 .Dv RE_DUP_MAX ,
502 the limit on repetition counts in bounded repetitions, is 255.
504 A repetition operator (?, *, +, or bounds) cannot follow another
505 repetition operator.
506 A repetition operator cannot begin an expression or subexpression
507 or follow `^' or `|'.
509 `|' cannot appear first or last in a (sub)expression or after another `|',
510 i.e. an operand of `|' cannot be an empty subexpression.
511 An empty parenthesized subexpression, `()', is legal and matches an
512 empty (sub)string.
513 An empty string is not a legal RE.
515 A `{' followed by a digit is considered the beginning of bounds for a
516 bounded repetition, which must then follow the syntax for bounds.
517 A `{'
518 .Em not
519 followed by a digit is considered an ordinary character.
521 `^' and `$' beginning and ending subexpressions in obsolete (``basic'')
522 REs are anchors, not ordinary characters.
523 .Sh DIAGNOSTICS
524 Non-zero error codes from
525 .Fn regcomp
527 .Fn regexec
528 include the following:
530 .Bl -tag -width XXXREG_ECOLLATE -compact
531 .It Dv REG_NOMATCH
532 .Fn regexec
533 failed to match
534 .It Dv REG_BADPAT
535 invalid regular expression
536 .It Dv REG_ECOLLATE
537 invalid collating element
538 .It Dv REG_ECTYPE
539 invalid character class
540 .It Dv REG_EESCAPE
541 \e applied to unescapable character
542 .It Dv REG_ESUBREG
543 invalid backreference number
544 .It Dv REG_EBRACK
545 brackets [ ] not balanced
546 .It Dv REG_EPAREN
547 parentheses ( ) not balanced
548 .It Dv REG_EBRACE
549 braces { } not balanced
550 .It Dv REG_BADBR
551 invalid repetition count(s) in { }
552 .It Dv REG_ERANGE
553 invalid character range in [ ]
554 .It Dv REG_ESPACE
555 ran out of memory
556 .It Dv REG_BADRPT
557 ?, *, or + operand invalid
558 .It Dv REG_EMPTY
559 empty (sub)expression
560 .It Dv REG_ASSERT
561 ``can't happen''\(emyou found a bug
562 .It Dv REG_INVARG
563 invalid argument, e.g. negative-length string
565 .Sh SEE ALSO
566 .Xr grep 1 ,
567 .Xr sed 1 ,
568 .Xr re_format 7
570 .St -p1003.2-92 ,
571 sections 2.8 (Regular Expression Notation)
573 B.5 (C Binding for Regular Expression Matching).
574 .Sh HISTORY
575 Originally written by Henry Spencer.
576 Altered for inclusion in the
577 .Bx 4.4
578 distribution.
579 .Sh BUGS
580 There is one known functionality bug.
581 The implementation of internationalization is incomplete:
582 the locale is always assumed to be the default one of
583 .St -p1003.2-92 ,
584 and only the collating elements etc. of that locale are available.
586 The back-reference code is subtle and doubts linger about its correctness
587 in complex cases.
589 .Fn regexec
590 performance is poor.
591 This will improve with later releases.
592 .Fa nmatch
593 exceeding 0 is expensive;
594 .Fa nmatch
595 exceeding 1 is worse.
596 .Fa regexec
597 is largely insensitive to RE complexity
598 .Em except
599 that back references are massively expensive.
600 RE length does matter; in particular, there is a strong speed bonus
601 for keeping RE length under about 30 characters,
602 with most special characters counting roughly double.
604 .Fn regcomp
605 implements bounded repetitions by macro expansion,
606 which is costly in time and space if counts are large
607 or bounded repetitions are nested.
608 An RE like, say,
609 `((((a{1,100}){1,100}){1,100}){1,100}){1,100}'
610 will (eventually) run almost any existing machine out of swap space.
612 There are suspected problems with response to obscure error conditions.
613 Notably,
614 certain kinds of internal overflow,
615 produced only by truly enormous REs or by multiply nested bounded repetitions,
616 are probably not handled well.
618 Due to a mistake in
619 .St -p1003.2-92 ,
620 things like `a)b' are legal REs because `)' is a special character
621 only in the presence of a previous unmatched `('.
622 This can't be fixed until the spec is fixed.
624 The standard's definition of back references is vague.
625 For example, does
626 `a\e(\e(b\e)*\e2\e)*d' match `abbbd'?
627 Until the standard is clarified, behavior in such cases should not be
628 relied on.
630 The implementation of word-boundary matching is a bit of a kludge,
631 and bugs may lurk in combinations of word-boundary matching and anchoring.