]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - library/std/src/io/mod.rs
Merge set_panic and set_print into set_output_capture.
[rust.git] / library / std / src / io / mod.rs
1 //! Traits, helpers, and type definitions for core I/O functionality.
2 //!
3 //! The `std::io` module contains a number of common things you'll need
4 //! when doing input and output. The most core part of this module is
5 //! the [`Read`] and [`Write`] traits, which provide the
6 //! most general interface for reading and writing input and output.
7 //!
8 //! # Read and Write
9 //!
10 //! Because they are traits, [`Read`] and [`Write`] are implemented by a number
11 //! of other types, and you can implement them for your types too. As such,
12 //! you'll see a few different types of I/O throughout the documentation in
13 //! this module: [`File`]s, [`TcpStream`]s, and sometimes even [`Vec<T>`]s. For
14 //! example, [`Read`] adds a [`read`][`Read::read`] method, which we can use on
15 //! [`File`]s:
16 //!
17 //! ```no_run
18 //! use std::io;
19 //! use std::io::prelude::*;
20 //! use std::fs::File;
21 //!
22 //! fn main() -> io::Result<()> {
23 //!     let mut f = File::open("foo.txt")?;
24 //!     let mut buffer = [0; 10];
25 //!
26 //!     // read up to 10 bytes
27 //!     let n = f.read(&mut buffer)?;
28 //!
29 //!     println!("The bytes: {:?}", &buffer[..n]);
30 //!     Ok(())
31 //! }
32 //! ```
33 //!
34 //! [`Read`] and [`Write`] are so important, implementors of the two traits have a
35 //! nickname: readers and writers. So you'll sometimes see 'a reader' instead
36 //! of 'a type that implements the [`Read`] trait'. Much easier!
37 //!
38 //! ## Seek and BufRead
39 //!
40 //! Beyond that, there are two important traits that are provided: [`Seek`]
41 //! and [`BufRead`]. Both of these build on top of a reader to control
42 //! how the reading happens. [`Seek`] lets you control where the next byte is
43 //! coming from:
44 //!
45 //! ```no_run
46 //! use std::io;
47 //! use std::io::prelude::*;
48 //! use std::io::SeekFrom;
49 //! use std::fs::File;
50 //!
51 //! fn main() -> io::Result<()> {
52 //!     let mut f = File::open("foo.txt")?;
53 //!     let mut buffer = [0; 10];
54 //!
55 //!     // skip to the last 10 bytes of the file
56 //!     f.seek(SeekFrom::End(-10))?;
57 //!
58 //!     // read up to 10 bytes
59 //!     let n = f.read(&mut buffer)?;
60 //!
61 //!     println!("The bytes: {:?}", &buffer[..n]);
62 //!     Ok(())
63 //! }
64 //! ```
65 //!
66 //! [`BufRead`] uses an internal buffer to provide a number of other ways to read, but
67 //! to show it off, we'll need to talk about buffers in general. Keep reading!
68 //!
69 //! ## BufReader and BufWriter
70 //!
71 //! Byte-based interfaces are unwieldy and can be inefficient, as we'd need to be
72 //! making near-constant calls to the operating system. To help with this,
73 //! `std::io` comes with two structs, [`BufReader`] and [`BufWriter`], which wrap
74 //! readers and writers. The wrapper uses a buffer, reducing the number of
75 //! calls and providing nicer methods for accessing exactly what you want.
76 //!
77 //! For example, [`BufReader`] works with the [`BufRead`] trait to add extra
78 //! methods to any reader:
79 //!
80 //! ```no_run
81 //! use std::io;
82 //! use std::io::prelude::*;
83 //! use std::io::BufReader;
84 //! use std::fs::File;
85 //!
86 //! fn main() -> io::Result<()> {
87 //!     let f = File::open("foo.txt")?;
88 //!     let mut reader = BufReader::new(f);
89 //!     let mut buffer = String::new();
90 //!
91 //!     // read a line into buffer
92 //!     reader.read_line(&mut buffer)?;
93 //!
94 //!     println!("{}", buffer);
95 //!     Ok(())
96 //! }
97 //! ```
98 //!
99 //! [`BufWriter`] doesn't add any new ways of writing; it just buffers every call
100 //! to [`write`][`Write::write`]:
101 //!
102 //! ```no_run
103 //! use std::io;
104 //! use std::io::prelude::*;
105 //! use std::io::BufWriter;
106 //! use std::fs::File;
107 //!
108 //! fn main() -> io::Result<()> {
109 //!     let f = File::create("foo.txt")?;
110 //!     {
111 //!         let mut writer = BufWriter::new(f);
112 //!
113 //!         // write a byte to the buffer
114 //!         writer.write(&[42])?;
115 //!
116 //!     } // the buffer is flushed once writer goes out of scope
117 //!
118 //!     Ok(())
119 //! }
120 //! ```
121 //!
122 //! ## Standard input and output
123 //!
124 //! A very common source of input is standard input:
125 //!
126 //! ```no_run
127 //! use std::io;
128 //!
129 //! fn main() -> io::Result<()> {
130 //!     let mut input = String::new();
131 //!
132 //!     io::stdin().read_line(&mut input)?;
133 //!
134 //!     println!("You typed: {}", input.trim());
135 //!     Ok(())
136 //! }
137 //! ```
138 //!
139 //! Note that you cannot use the [`?` operator] in functions that do not return
140 //! a [`Result<T, E>`][`Result`]. Instead, you can call [`.unwrap()`]
141 //! or `match` on the return value to catch any possible errors:
142 //!
143 //! ```no_run
144 //! use std::io;
145 //!
146 //! let mut input = String::new();
147 //!
148 //! io::stdin().read_line(&mut input).unwrap();
149 //! ```
150 //!
151 //! And a very common source of output is standard output:
152 //!
153 //! ```no_run
154 //! use std::io;
155 //! use std::io::prelude::*;
156 //!
157 //! fn main() -> io::Result<()> {
158 //!     io::stdout().write(&[42])?;
159 //!     Ok(())
160 //! }
161 //! ```
162 //!
163 //! Of course, using [`io::stdout`] directly is less common than something like
164 //! [`println!`].
165 //!
166 //! ## Iterator types
167 //!
168 //! A large number of the structures provided by `std::io` are for various
169 //! ways of iterating over I/O. For example, [`Lines`] is used to split over
170 //! lines:
171 //!
172 //! ```no_run
173 //! use std::io;
174 //! use std::io::prelude::*;
175 //! use std::io::BufReader;
176 //! use std::fs::File;
177 //!
178 //! fn main() -> io::Result<()> {
179 //!     let f = File::open("foo.txt")?;
180 //!     let reader = BufReader::new(f);
181 //!
182 //!     for line in reader.lines() {
183 //!         println!("{}", line?);
184 //!     }
185 //!     Ok(())
186 //! }
187 //! ```
188 //!
189 //! ## Functions
190 //!
191 //! There are a number of [functions][functions-list] that offer access to various
192 //! features. For example, we can use three of these functions to copy everything
193 //! from standard input to standard output:
194 //!
195 //! ```no_run
196 //! use std::io;
197 //!
198 //! fn main() -> io::Result<()> {
199 //!     io::copy(&mut io::stdin(), &mut io::stdout())?;
200 //!     Ok(())
201 //! }
202 //! ```
203 //!
204 //! [functions-list]: #functions-1
205 //!
206 //! ## io::Result
207 //!
208 //! Last, but certainly not least, is [`io::Result`]. This type is used
209 //! as the return type of many `std::io` functions that can cause an error, and
210 //! can be returned from your own functions as well. Many of the examples in this
211 //! module use the [`?` operator]:
212 //!
213 //! ```
214 //! use std::io;
215 //!
216 //! fn read_input() -> io::Result<()> {
217 //!     let mut input = String::new();
218 //!
219 //!     io::stdin().read_line(&mut input)?;
220 //!
221 //!     println!("You typed: {}", input.trim());
222 //!
223 //!     Ok(())
224 //! }
225 //! ```
226 //!
227 //! The return type of `read_input()`, [`io::Result<()>`][`io::Result`], is a very
228 //! common type for functions which don't have a 'real' return value, but do want to
229 //! return errors if they happen. In this case, the only purpose of this function is
230 //! to read the line and print it, so we use `()`.
231 //!
232 //! ## Platform-specific behavior
233 //!
234 //! Many I/O functions throughout the standard library are documented to indicate
235 //! what various library or syscalls they are delegated to. This is done to help
236 //! applications both understand what's happening under the hood as well as investigate
237 //! any possibly unclear semantics. Note, however, that this is informative, not a binding
238 //! contract. The implementation of many of these functions are subject to change over
239 //! time and may call fewer or more syscalls/library functions.
240 //!
241 //! [`File`]: crate::fs::File
242 //! [`TcpStream`]: crate::net::TcpStream
243 //! [`Vec<T>`]: Vec
244 //! [`io::stdout`]: stdout
245 //! [`io::Result`]: self::Result
246 //! [`?` operator]: ../../book/appendix-02-operators.html
247 //! [`Result`]: crate::result::Result
248 //! [`.unwrap()`]: crate::result::Result::unwrap
249
250 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
251
252 #[cfg(test)]
253 mod tests;
254
255 use crate::cmp;
256 use crate::fmt;
257 use crate::memchr;
258 use crate::ops::{Deref, DerefMut};
259 use crate::ptr;
260 use crate::slice;
261 use crate::str;
262 use crate::sys;
263
264 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
265 pub use self::buffered::IntoInnerError;
266 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
267 pub use self::buffered::{BufReader, BufWriter, LineWriter};
268 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
269 pub use self::cursor::Cursor;
270 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
271 pub use self::error::{Error, ErrorKind, Result};
272 #[unstable(feature = "internal_output_capture", issue = "none")]
273 #[doc(no_inline, hidden)]
274 pub use self::stdio::set_output_capture;
275 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
276 pub use self::stdio::{stderr, stdin, stdout, Stderr, Stdin, Stdout};
277 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
278 pub use self::stdio::{StderrLock, StdinLock, StdoutLock};
279 #[unstable(feature = "print_internals", issue = "none")]
280 pub use self::stdio::{_eprint, _print};
281 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
282 pub use self::util::{copy, empty, repeat, sink, Empty, Repeat, Sink};
283
284 mod buffered;
285 mod cursor;
286 mod error;
287 mod impls;
288 pub mod prelude;
289 mod stdio;
290 mod util;
291
292 const DEFAULT_BUF_SIZE: usize = crate::sys_common::io::DEFAULT_BUF_SIZE;
293
294 struct Guard<'a> {
295     buf: &'a mut Vec<u8>,
296     len: usize,
297 }
298
299 impl Drop for Guard<'_> {
300     fn drop(&mut self) {
301         unsafe {
302             self.buf.set_len(self.len);
303         }
304     }
305 }
306
307 // A few methods below (read_to_string, read_line) will append data into a
308 // `String` buffer, but we need to be pretty careful when doing this. The
309 // implementation will just call `.as_mut_vec()` and then delegate to a
310 // byte-oriented reading method, but we must ensure that when returning we never
311 // leave `buf` in a state such that it contains invalid UTF-8 in its bounds.
312 //
313 // To this end, we use an RAII guard (to protect against panics) which updates
314 // the length of the string when it is dropped. This guard initially truncates
315 // the string to the prior length and only after we've validated that the
316 // new contents are valid UTF-8 do we allow it to set a longer length.
317 //
318 // The unsafety in this function is twofold:
319 //
320 // 1. We're looking at the raw bytes of `buf`, so we take on the burden of UTF-8
321 //    checks.
322 // 2. We're passing a raw buffer to the function `f`, and it is expected that
323 //    the function only *appends* bytes to the buffer. We'll get undefined
324 //    behavior if existing bytes are overwritten to have non-UTF-8 data.
325 fn append_to_string<F>(buf: &mut String, f: F) -> Result<usize>
326 where
327     F: FnOnce(&mut Vec<u8>) -> Result<usize>,
328 {
329     unsafe {
330         let mut g = Guard { len: buf.len(), buf: buf.as_mut_vec() };
331         let ret = f(g.buf);
332         if str::from_utf8(&g.buf[g.len..]).is_err() {
333             ret.and_then(|_| {
334                 Err(Error::new(ErrorKind::InvalidData, "stream did not contain valid UTF-8"))
335             })
336         } else {
337             g.len = g.buf.len();
338             ret
339         }
340     }
341 }
342
343 // This uses an adaptive system to extend the vector when it fills. We want to
344 // avoid paying to allocate and zero a huge chunk of memory if the reader only
345 // has 4 bytes while still making large reads if the reader does have a ton
346 // of data to return. Simply tacking on an extra DEFAULT_BUF_SIZE space every
347 // time is 4,500 times (!) slower than a default reservation size of 32 if the
348 // reader has a very small amount of data to return.
349 //
350 // Because we're extending the buffer with uninitialized data for trusted
351 // readers, we need to make sure to truncate that if any of this panics.
352 fn read_to_end<R: Read + ?Sized>(r: &mut R, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
353     read_to_end_with_reservation(r, buf, |_| 32)
354 }
355
356 fn read_to_end_with_reservation<R, F>(
357     r: &mut R,
358     buf: &mut Vec<u8>,
359     mut reservation_size: F,
360 ) -> Result<usize>
361 where
362     R: Read + ?Sized,
363     F: FnMut(&R) -> usize,
364 {
365     let start_len = buf.len();
366     let mut g = Guard { len: buf.len(), buf };
367     let ret;
368     loop {
369         if g.len == g.buf.len() {
370             unsafe {
371                 // FIXME(danielhenrymantilla): #42788
372                 //
373                 //   - This creates a (mut) reference to a slice of
374                 //     _uninitialized_ integers, which is **undefined behavior**
375                 //
376                 //   - Only the standard library gets to soundly "ignore" this,
377                 //     based on its privileged knowledge of unstable rustc
378                 //     internals;
379                 g.buf.reserve(reservation_size(r));
380                 let capacity = g.buf.capacity();
381                 g.buf.set_len(capacity);
382                 r.initializer().initialize(&mut g.buf[g.len..]);
383             }
384         }
385
386         match r.read(&mut g.buf[g.len..]) {
387             Ok(0) => {
388                 ret = Ok(g.len - start_len);
389                 break;
390             }
391             Ok(n) => g.len += n,
392             Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => {}
393             Err(e) => {
394                 ret = Err(e);
395                 break;
396             }
397         }
398     }
399
400     ret
401 }
402
403 pub(crate) fn default_read_vectored<F>(read: F, bufs: &mut [IoSliceMut<'_>]) -> Result<usize>
404 where
405     F: FnOnce(&mut [u8]) -> Result<usize>,
406 {
407     let buf = bufs.iter_mut().find(|b| !b.is_empty()).map_or(&mut [][..], |b| &mut **b);
408     read(buf)
409 }
410
411 pub(crate) fn default_write_vectored<F>(write: F, bufs: &[IoSlice<'_>]) -> Result<usize>
412 where
413     F: FnOnce(&[u8]) -> Result<usize>,
414 {
415     let buf = bufs.iter().find(|b| !b.is_empty()).map_or(&[][..], |b| &**b);
416     write(buf)
417 }
418
419 /// The `Read` trait allows for reading bytes from a source.
420 ///
421 /// Implementors of the `Read` trait are called 'readers'.
422 ///
423 /// Readers are defined by one required method, [`read()`]. Each call to [`read()`]
424 /// will attempt to pull bytes from this source into a provided buffer. A
425 /// number of other methods are implemented in terms of [`read()`], giving
426 /// implementors a number of ways to read bytes while only needing to implement
427 /// a single method.
428 ///
429 /// Readers are intended to be composable with one another. Many implementors
430 /// throughout [`std::io`] take and provide types which implement the `Read`
431 /// trait.
432 ///
433 /// Please note that each call to [`read()`] may involve a system call, and
434 /// therefore, using something that implements [`BufRead`], such as
435 /// [`BufReader`], will be more efficient.
436 ///
437 /// # Examples
438 ///
439 /// [`File`]s implement `Read`:
440 ///
441 /// ```no_run
442 /// use std::io;
443 /// use std::io::prelude::*;
444 /// use std::fs::File;
445 ///
446 /// fn main() -> io::Result<()> {
447 ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
448 ///     let mut buffer = [0; 10];
449 ///
450 ///     // read up to 10 bytes
451 ///     f.read(&mut buffer)?;
452 ///
453 ///     let mut buffer = Vec::new();
454 ///     // read the whole file
455 ///     f.read_to_end(&mut buffer)?;
456 ///
457 ///     // read into a String, so that you don't need to do the conversion.
458 ///     let mut buffer = String::new();
459 ///     f.read_to_string(&mut buffer)?;
460 ///
461 ///     // and more! See the other methods for more details.
462 ///     Ok(())
463 /// }
464 /// ```
465 ///
466 /// Read from [`&str`] because [`&[u8]`][slice] implements `Read`:
467 ///
468 /// ```no_run
469 /// # use std::io;
470 /// use std::io::prelude::*;
471 ///
472 /// fn main() -> io::Result<()> {
473 ///     let mut b = "This string will be read".as_bytes();
474 ///     let mut buffer = [0; 10];
475 ///
476 ///     // read up to 10 bytes
477 ///     b.read(&mut buffer)?;
478 ///
479 ///     // etc... it works exactly as a File does!
480 ///     Ok(())
481 /// }
482 /// ```
483 ///
484 /// [`read()`]: Read::read
485 /// [`&str`]: prim@str
486 /// [`std::io`]: self
487 /// [`File`]: crate::fs::File
488 /// [slice]: ../../std/primitive.slice.html
489 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
490 #[doc(spotlight)]
491 pub trait Read {
492     /// Pull some bytes from this source into the specified buffer, returning
493     /// how many bytes were read.
494     ///
495     /// This function does not provide any guarantees about whether it blocks
496     /// waiting for data, but if an object needs to block for a read and cannot,
497     /// it will typically signal this via an [`Err`] return value.
498     ///
499     /// If the return value of this method is [`Ok(n)`], then it must be
500     /// guaranteed that `0 <= n <= buf.len()`. A nonzero `n` value indicates
501     /// that the buffer `buf` has been filled in with `n` bytes of data from this
502     /// source. If `n` is `0`, then it can indicate one of two scenarios:
503     ///
504     /// 1. This reader has reached its "end of file" and will likely no longer
505     ///    be able to produce bytes. Note that this does not mean that the
506     ///    reader will *always* no longer be able to produce bytes.
507     /// 2. The buffer specified was 0 bytes in length.
508     ///
509     /// It is not an error if the returned value `n` is smaller than the buffer size,
510     /// even when the reader is not at the end of the stream yet.
511     /// This may happen for example because fewer bytes are actually available right now
512     /// (e. g. being close to end-of-file) or because read() was interrupted by a signal.
513     ///
514     /// No guarantees are provided about the contents of `buf` when this
515     /// function is called, implementations cannot rely on any property of the
516     /// contents of `buf` being true. It is recommended that *implementations*
517     /// only write data to `buf` instead of reading its contents.
518     ///
519     /// Correspondingly, however, *callers* of this method may not assume any guarantees
520     /// about how the implementation uses `buf`. The trait is safe to implement,
521     /// so it is possible that the code that's supposed to write to the buffer might also read
522     /// from it. It is your responsibility to make sure that `buf` is initialized
523     /// before calling `read`. Calling `read` with an uninitialized `buf` (of the kind one
524     /// obtains via [`MaybeUninit<T>`]) is not safe, and can lead to undefined behavior.
525     ///
526     /// [`MaybeUninit<T>`]: crate::mem::MaybeUninit
527     ///
528     /// # Errors
529     ///
530     /// If this function encounters any form of I/O or other error, an error
531     /// variant will be returned. If an error is returned then it must be
532     /// guaranteed that no bytes were read.
533     ///
534     /// An error of the [`ErrorKind::Interrupted`] kind is non-fatal and the read
535     /// operation should be retried if there is nothing else to do.
536     ///
537     /// # Examples
538     ///
539     /// [`File`]s implement `Read`:
540     ///
541     /// [`Ok(n)`]: Ok
542     /// [`File`]: crate::fs::File
543     ///
544     /// ```no_run
545     /// use std::io;
546     /// use std::io::prelude::*;
547     /// use std::fs::File;
548     ///
549     /// fn main() -> io::Result<()> {
550     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
551     ///     let mut buffer = [0; 10];
552     ///
553     ///     // read up to 10 bytes
554     ///     let n = f.read(&mut buffer[..])?;
555     ///
556     ///     println!("The bytes: {:?}", &buffer[..n]);
557     ///     Ok(())
558     /// }
559     /// ```
560     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
561     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> Result<usize>;
562
563     /// Like `read`, except that it reads into a slice of buffers.
564     ///
565     /// Data is copied to fill each buffer in order, with the final buffer
566     /// written to possibly being only partially filled. This method must
567     /// behave equivalently to a single call to `read` with concatenated
568     /// buffers.
569     ///
570     /// The default implementation calls `read` with either the first nonempty
571     /// buffer provided, or an empty one if none exists.
572     #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
573     fn read_vectored(&mut self, bufs: &mut [IoSliceMut<'_>]) -> Result<usize> {
574         default_read_vectored(|b| self.read(b), bufs)
575     }
576
577     /// Determines if this `Read`er has an efficient `read_vectored`
578     /// implementation.
579     ///
580     /// If a `Read`er does not override the default `read_vectored`
581     /// implementation, code using it may want to avoid the method all together
582     /// and coalesce writes into a single buffer for higher performance.
583     ///
584     /// The default implementation returns `false`.
585     #[unstable(feature = "can_vector", issue = "69941")]
586     fn is_read_vectored(&self) -> bool {
587         false
588     }
589
590     /// Determines if this `Read`er can work with buffers of uninitialized
591     /// memory.
592     ///
593     /// The default implementation returns an initializer which will zero
594     /// buffers.
595     ///
596     /// If a `Read`er guarantees that it can work properly with uninitialized
597     /// memory, it should call [`Initializer::nop()`]. See the documentation for
598     /// [`Initializer`] for details.
599     ///
600     /// The behavior of this method must be independent of the state of the
601     /// `Read`er - the method only takes `&self` so that it can be used through
602     /// trait objects.
603     ///
604     /// # Safety
605     ///
606     /// This method is unsafe because a `Read`er could otherwise return a
607     /// non-zeroing `Initializer` from another `Read` type without an `unsafe`
608     /// block.
609     #[unstable(feature = "read_initializer", issue = "42788")]
610     #[inline]
611     unsafe fn initializer(&self) -> Initializer {
612         Initializer::zeroing()
613     }
614
615     /// Read all bytes until EOF in this source, placing them into `buf`.
616     ///
617     /// All bytes read from this source will be appended to the specified buffer
618     /// `buf`. This function will continuously call [`read()`] to append more data to
619     /// `buf` until [`read()`] returns either [`Ok(0)`] or an error of
620     /// non-[`ErrorKind::Interrupted`] kind.
621     ///
622     /// If successful, this function will return the total number of bytes read.
623     ///
624     /// # Errors
625     ///
626     /// If this function encounters an error of the kind
627     /// [`ErrorKind::Interrupted`] then the error is ignored and the operation
628     /// will continue.
629     ///
630     /// If any other read error is encountered then this function immediately
631     /// returns. Any bytes which have already been read will be appended to
632     /// `buf`.
633     ///
634     /// # Examples
635     ///
636     /// [`File`]s implement `Read`:
637     ///
638     /// [`read()`]: Read::read
639     /// [`Ok(0)`]: Ok
640     /// [`File`]: crate::fs::File
641     ///
642     /// ```no_run
643     /// use std::io;
644     /// use std::io::prelude::*;
645     /// use std::fs::File;
646     ///
647     /// fn main() -> io::Result<()> {
648     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
649     ///     let mut buffer = Vec::new();
650     ///
651     ///     // read the whole file
652     ///     f.read_to_end(&mut buffer)?;
653     ///     Ok(())
654     /// }
655     /// ```
656     ///
657     /// (See also the [`std::fs::read`] convenience function for reading from a
658     /// file.)
659     ///
660     /// [`std::fs::read`]: crate::fs::read
661     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
662     fn read_to_end(&mut self, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
663         read_to_end(self, buf)
664     }
665
666     /// Read all bytes until EOF in this source, appending them to `buf`.
667     ///
668     /// If successful, this function returns the number of bytes which were read
669     /// and appended to `buf`.
670     ///
671     /// # Errors
672     ///
673     /// If the data in this stream is *not* valid UTF-8 then an error is
674     /// returned and `buf` is unchanged.
675     ///
676     /// See [`read_to_end`] for other error semantics.
677     ///
678     /// [`read_to_end`]: Read::read_to_end
679     ///
680     /// # Examples
681     ///
682     /// [`File`]s implement `Read`:
683     ///
684     /// [`File`]: crate::fs::File
685     ///
686     /// ```no_run
687     /// use std::io;
688     /// use std::io::prelude::*;
689     /// use std::fs::File;
690     ///
691     /// fn main() -> io::Result<()> {
692     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
693     ///     let mut buffer = String::new();
694     ///
695     ///     f.read_to_string(&mut buffer)?;
696     ///     Ok(())
697     /// }
698     /// ```
699     ///
700     /// (See also the [`std::fs::read_to_string`] convenience function for
701     /// reading from a file.)
702     ///
703     /// [`std::fs::read_to_string`]: crate::fs::read_to_string
704     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
705     fn read_to_string(&mut self, buf: &mut String) -> Result<usize> {
706         // Note that we do *not* call `.read_to_end()` here. We are passing
707         // `&mut Vec<u8>` (the raw contents of `buf`) into the `read_to_end`
708         // method to fill it up. An arbitrary implementation could overwrite the
709         // entire contents of the vector, not just append to it (which is what
710         // we are expecting).
711         //
712         // To prevent extraneously checking the UTF-8-ness of the entire buffer
713         // we pass it to our hardcoded `read_to_end` implementation which we
714         // know is guaranteed to only read data into the end of the buffer.
715         append_to_string(buf, |b| read_to_end(self, b))
716     }
717
718     /// Read the exact number of bytes required to fill `buf`.
719     ///
720     /// This function reads as many bytes as necessary to completely fill the
721     /// specified buffer `buf`.
722     ///
723     /// No guarantees are provided about the contents of `buf` when this
724     /// function is called, implementations cannot rely on any property of the
725     /// contents of `buf` being true. It is recommended that implementations
726     /// only write data to `buf` instead of reading its contents. The
727     /// documentation on [`read`] has a more detailed explanation on this
728     /// subject.
729     ///
730     /// # Errors
731     ///
732     /// If this function encounters an error of the kind
733     /// [`ErrorKind::Interrupted`] then the error is ignored and the operation
734     /// will continue.
735     ///
736     /// If this function encounters an "end of file" before completely filling
737     /// the buffer, it returns an error of the kind [`ErrorKind::UnexpectedEof`].
738     /// The contents of `buf` are unspecified in this case.
739     ///
740     /// If any other read error is encountered then this function immediately
741     /// returns. The contents of `buf` are unspecified in this case.
742     ///
743     /// If this function returns an error, it is unspecified how many bytes it
744     /// has read, but it will never read more than would be necessary to
745     /// completely fill the buffer.
746     ///
747     /// # Examples
748     ///
749     /// [`File`]s implement `Read`:
750     ///
751     /// [`read`]: Read::read
752     /// [`File`]: crate::fs::File
753     ///
754     /// ```no_run
755     /// use std::io;
756     /// use std::io::prelude::*;
757     /// use std::fs::File;
758     ///
759     /// fn main() -> io::Result<()> {
760     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
761     ///     let mut buffer = [0; 10];
762     ///
763     ///     // read exactly 10 bytes
764     ///     f.read_exact(&mut buffer)?;
765     ///     Ok(())
766     /// }
767     /// ```
768     #[stable(feature = "read_exact", since = "1.6.0")]
769     fn read_exact(&mut self, mut buf: &mut [u8]) -> Result<()> {
770         while !buf.is_empty() {
771             match self.read(buf) {
772                 Ok(0) => break,
773                 Ok(n) => {
774                     let tmp = buf;
775                     buf = &mut tmp[n..];
776                 }
777                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => {}
778                 Err(e) => return Err(e),
779             }
780         }
781         if !buf.is_empty() {
782             Err(Error::new(ErrorKind::UnexpectedEof, "failed to fill whole buffer"))
783         } else {
784             Ok(())
785         }
786     }
787
788     /// Creates a "by reference" adaptor for this instance of `Read`.
789     ///
790     /// The returned adaptor also implements `Read` and will simply borrow this
791     /// current reader.
792     ///
793     /// # Examples
794     ///
795     /// [`File`]s implement `Read`:
796     ///
797     /// [`File`]: crate::fs::File
798     ///
799     /// ```no_run
800     /// use std::io;
801     /// use std::io::Read;
802     /// use std::fs::File;
803     ///
804     /// fn main() -> io::Result<()> {
805     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
806     ///     let mut buffer = Vec::new();
807     ///     let mut other_buffer = Vec::new();
808     ///
809     ///     {
810     ///         let reference = f.by_ref();
811     ///
812     ///         // read at most 5 bytes
813     ///         reference.take(5).read_to_end(&mut buffer)?;
814     ///
815     ///     } // drop our &mut reference so we can use f again
816     ///
817     ///     // original file still usable, read the rest
818     ///     f.read_to_end(&mut other_buffer)?;
819     ///     Ok(())
820     /// }
821     /// ```
822     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
823     fn by_ref(&mut self) -> &mut Self
824     where
825         Self: Sized,
826     {
827         self
828     }
829
830     /// Transforms this `Read` instance to an [`Iterator`] over its bytes.
831     ///
832     /// The returned type implements [`Iterator`] where the `Item` is
833     /// [`Result`]`<`[`u8`]`, `[`io::Error`]`>`.
834     /// The yielded item is [`Ok`] if a byte was successfully read and [`Err`]
835     /// otherwise. EOF is mapped to returning [`None`] from this iterator.
836     ///
837     /// # Examples
838     ///
839     /// [`File`]s implement `Read`:
840     ///
841     /// [`File`]: crate::fs::File
842     /// [`Result`]: crate::result::Result
843     /// [`io::Error`]: self::Error
844     ///
845     /// ```no_run
846     /// use std::io;
847     /// use std::io::prelude::*;
848     /// use std::fs::File;
849     ///
850     /// fn main() -> io::Result<()> {
851     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
852     ///
853     ///     for byte in f.bytes() {
854     ///         println!("{}", byte.unwrap());
855     ///     }
856     ///     Ok(())
857     /// }
858     /// ```
859     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
860     fn bytes(self) -> Bytes<Self>
861     where
862         Self: Sized,
863     {
864         Bytes { inner: self }
865     }
866
867     /// Creates an adaptor which will chain this stream with another.
868     ///
869     /// The returned `Read` instance will first read all bytes from this object
870     /// until EOF is encountered. Afterwards the output is equivalent to the
871     /// output of `next`.
872     ///
873     /// # Examples
874     ///
875     /// [`File`]s implement `Read`:
876     ///
877     /// [`File`]: crate::fs::File
878     ///
879     /// ```no_run
880     /// use std::io;
881     /// use std::io::prelude::*;
882     /// use std::fs::File;
883     ///
884     /// fn main() -> io::Result<()> {
885     ///     let mut f1 = File::open("foo.txt")?;
886     ///     let mut f2 = File::open("bar.txt")?;
887     ///
888     ///     let mut handle = f1.chain(f2);
889     ///     let mut buffer = String::new();
890     ///
891     ///     // read the value into a String. We could use any Read method here,
892     ///     // this is just one example.
893     ///     handle.read_to_string(&mut buffer)?;
894     ///     Ok(())
895     /// }
896     /// ```
897     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
898     fn chain<R: Read>(self, next: R) -> Chain<Self, R>
899     where
900         Self: Sized,
901     {
902         Chain { first: self, second: next, done_first: false }
903     }
904
905     /// Creates an adaptor which will read at most `limit` bytes from it.
906     ///
907     /// This function returns a new instance of `Read` which will read at most
908     /// `limit` bytes, after which it will always return EOF ([`Ok(0)`]). Any
909     /// read errors will not count towards the number of bytes read and future
910     /// calls to [`read()`] may succeed.
911     ///
912     /// # Examples
913     ///
914     /// [`File`]s implement `Read`:
915     ///
916     /// [`File`]: crate::fs::File
917     /// [`Ok(0)`]: Ok
918     /// [`read()`]: Read::read
919     ///
920     /// ```no_run
921     /// use std::io;
922     /// use std::io::prelude::*;
923     /// use std::fs::File;
924     ///
925     /// fn main() -> io::Result<()> {
926     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
927     ///     let mut buffer = [0; 5];
928     ///
929     ///     // read at most five bytes
930     ///     let mut handle = f.take(5);
931     ///
932     ///     handle.read(&mut buffer)?;
933     ///     Ok(())
934     /// }
935     /// ```
936     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
937     fn take(self, limit: u64) -> Take<Self>
938     where
939         Self: Sized,
940     {
941         Take { inner: self, limit }
942     }
943 }
944
945 /// A buffer type used with `Read::read_vectored`.
946 ///
947 /// It is semantically a wrapper around an `&mut [u8]`, but is guaranteed to be
948 /// ABI compatible with the `iovec` type on Unix platforms and `WSABUF` on
949 /// Windows.
950 #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
951 #[repr(transparent)]
952 pub struct IoSliceMut<'a>(sys::io::IoSliceMut<'a>);
953
954 #[stable(feature = "iovec-send-sync", since = "1.44.0")]
955 unsafe impl<'a> Send for IoSliceMut<'a> {}
956
957 #[stable(feature = "iovec-send-sync", since = "1.44.0")]
958 unsafe impl<'a> Sync for IoSliceMut<'a> {}
959
960 #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
961 impl<'a> fmt::Debug for IoSliceMut<'a> {
962     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
963         fmt::Debug::fmt(self.0.as_slice(), fmt)
964     }
965 }
966
967 impl<'a> IoSliceMut<'a> {
968     /// Creates a new `IoSliceMut` wrapping a byte slice.
969     ///
970     /// # Panics
971     ///
972     /// Panics on Windows if the slice is larger than 4GB.
973     #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
974     #[inline]
975     pub fn new(buf: &'a mut [u8]) -> IoSliceMut<'a> {
976         IoSliceMut(sys::io::IoSliceMut::new(buf))
977     }
978
979     /// Advance the internal cursor of the slice.
980     ///
981     /// # Notes
982     ///
983     /// Elements in the slice may be modified if the cursor is not advanced to
984     /// the end of the slice. For example if we have a slice of buffers with 2
985     /// `IoSliceMut`s, both of length 8, and we advance the cursor by 10 bytes
986     /// the first `IoSliceMut` will be untouched however the second will be
987     /// modified to remove the first 2 bytes (10 - 8).
988     ///
989     /// # Examples
990     ///
991     /// ```
992     /// #![feature(io_slice_advance)]
993     ///
994     /// use std::io::IoSliceMut;
995     /// use std::ops::Deref;
996     ///
997     /// let mut buf1 = [1; 8];
998     /// let mut buf2 = [2; 16];
999     /// let mut buf3 = [3; 8];
1000     /// let mut bufs = &mut [
1001     ///     IoSliceMut::new(&mut buf1),
1002     ///     IoSliceMut::new(&mut buf2),
1003     ///     IoSliceMut::new(&mut buf3),
1004     /// ][..];
1005     ///
1006     /// // Mark 10 bytes as read.
1007     /// bufs = IoSliceMut::advance(bufs, 10);
1008     /// assert_eq!(bufs[0].deref(), [2; 14].as_ref());
1009     /// assert_eq!(bufs[1].deref(), [3; 8].as_ref());
1010     /// ```
1011     #[unstable(feature = "io_slice_advance", issue = "62726")]
1012     #[inline]
1013     pub fn advance<'b>(bufs: &'b mut [IoSliceMut<'a>], n: usize) -> &'b mut [IoSliceMut<'a>] {
1014         // Number of buffers to remove.
1015         let mut remove = 0;
1016         // Total length of all the to be removed buffers.
1017         let mut accumulated_len = 0;
1018         for buf in bufs.iter() {
1019             if accumulated_len + buf.len() > n {
1020                 break;
1021             } else {
1022                 accumulated_len += buf.len();
1023                 remove += 1;
1024             }
1025         }
1026
1027         let bufs = &mut bufs[remove..];
1028         if !bufs.is_empty() {
1029             bufs[0].0.advance(n - accumulated_len)
1030         }
1031         bufs
1032     }
1033 }
1034
1035 #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
1036 impl<'a> Deref for IoSliceMut<'a> {
1037     type Target = [u8];
1038
1039     #[inline]
1040     fn deref(&self) -> &[u8] {
1041         self.0.as_slice()
1042     }
1043 }
1044
1045 #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
1046 impl<'a> DerefMut for IoSliceMut<'a> {
1047     #[inline]
1048     fn deref_mut(&mut self) -> &mut [u8] {
1049         self.0.as_mut_slice()
1050     }
1051 }
1052
1053 /// A buffer type used with `Write::write_vectored`.
1054 ///
1055 /// It is semantically a wrapper around an `&[u8]`, but is guaranteed to be
1056 /// ABI compatible with the `iovec` type on Unix platforms and `WSABUF` on
1057 /// Windows.
1058 #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
1059 #[derive(Copy, Clone)]
1060 #[repr(transparent)]
1061 pub struct IoSlice<'a>(sys::io::IoSlice<'a>);
1062
1063 #[stable(feature = "iovec-send-sync", since = "1.44.0")]
1064 unsafe impl<'a> Send for IoSlice<'a> {}
1065
1066 #[stable(feature = "iovec-send-sync", since = "1.44.0")]
1067 unsafe impl<'a> Sync for IoSlice<'a> {}
1068
1069 #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
1070 impl<'a> fmt::Debug for IoSlice<'a> {
1071     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1072         fmt::Debug::fmt(self.0.as_slice(), fmt)
1073     }
1074 }
1075
1076 impl<'a> IoSlice<'a> {
1077     /// Creates a new `IoSlice` wrapping a byte slice.
1078     ///
1079     /// # Panics
1080     ///
1081     /// Panics on Windows if the slice is larger than 4GB.
1082     #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
1083     #[inline]
1084     pub fn new(buf: &'a [u8]) -> IoSlice<'a> {
1085         IoSlice(sys::io::IoSlice::new(buf))
1086     }
1087
1088     /// Advance the internal cursor of the slice.
1089     ///
1090     /// # Notes
1091     ///
1092     /// Elements in the slice may be modified if the cursor is not advanced to
1093     /// the end of the slice. For example if we have a slice of buffers with 2
1094     /// `IoSlice`s, both of length 8, and we advance the cursor by 10 bytes the
1095     /// first `IoSlice` will be untouched however the second will be modified to
1096     /// remove the first 2 bytes (10 - 8).
1097     ///
1098     /// # Examples
1099     ///
1100     /// ```
1101     /// #![feature(io_slice_advance)]
1102     ///
1103     /// use std::io::IoSlice;
1104     /// use std::ops::Deref;
1105     ///
1106     /// let buf1 = [1; 8];
1107     /// let buf2 = [2; 16];
1108     /// let buf3 = [3; 8];
1109     /// let mut bufs = &mut [
1110     ///     IoSlice::new(&buf1),
1111     ///     IoSlice::new(&buf2),
1112     ///     IoSlice::new(&buf3),
1113     /// ][..];
1114     ///
1115     /// // Mark 10 bytes as written.
1116     /// bufs = IoSlice::advance(bufs, 10);
1117     /// assert_eq!(bufs[0].deref(), [2; 14].as_ref());
1118     /// assert_eq!(bufs[1].deref(), [3; 8].as_ref());
1119     #[unstable(feature = "io_slice_advance", issue = "62726")]
1120     #[inline]
1121     pub fn advance<'b>(bufs: &'b mut [IoSlice<'a>], n: usize) -> &'b mut [IoSlice<'a>] {
1122         // Number of buffers to remove.
1123         let mut remove = 0;
1124         // Total length of all the to be removed buffers.
1125         let mut accumulated_len = 0;
1126         for buf in bufs.iter() {
1127             if accumulated_len + buf.len() > n {
1128                 break;
1129             } else {
1130                 accumulated_len += buf.len();
1131                 remove += 1;
1132             }
1133         }
1134
1135         let bufs = &mut bufs[remove..];
1136         if !bufs.is_empty() {
1137             bufs[0].0.advance(n - accumulated_len)
1138         }
1139         bufs
1140     }
1141 }
1142
1143 #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
1144 impl<'a> Deref for IoSlice<'a> {
1145     type Target = [u8];
1146
1147     #[inline]
1148     fn deref(&self) -> &[u8] {
1149         self.0.as_slice()
1150     }
1151 }
1152
1153 /// A type used to conditionally initialize buffers passed to `Read` methods.
1154 #[unstable(feature = "read_initializer", issue = "42788")]
1155 #[derive(Debug)]
1156 pub struct Initializer(bool);
1157
1158 impl Initializer {
1159     /// Returns a new `Initializer` which will zero out buffers.
1160     #[unstable(feature = "read_initializer", issue = "42788")]
1161     #[inline]
1162     pub fn zeroing() -> Initializer {
1163         Initializer(true)
1164     }
1165
1166     /// Returns a new `Initializer` which will not zero out buffers.
1167     ///
1168     /// # Safety
1169     ///
1170     /// This may only be called by `Read`ers which guarantee that they will not
1171     /// read from buffers passed to `Read` methods, and that the return value of
1172     /// the method accurately reflects the number of bytes that have been
1173     /// written to the head of the buffer.
1174     #[unstable(feature = "read_initializer", issue = "42788")]
1175     #[inline]
1176     pub unsafe fn nop() -> Initializer {
1177         Initializer(false)
1178     }
1179
1180     /// Indicates if a buffer should be initialized.
1181     #[unstable(feature = "read_initializer", issue = "42788")]
1182     #[inline]
1183     pub fn should_initialize(&self) -> bool {
1184         self.0
1185     }
1186
1187     /// Initializes a buffer if necessary.
1188     #[unstable(feature = "read_initializer", issue = "42788")]
1189     #[inline]
1190     pub fn initialize(&self, buf: &mut [u8]) {
1191         if self.should_initialize() {
1192             unsafe { ptr::write_bytes(buf.as_mut_ptr(), 0, buf.len()) }
1193         }
1194     }
1195 }
1196
1197 /// A trait for objects which are byte-oriented sinks.
1198 ///
1199 /// Implementors of the `Write` trait are sometimes called 'writers'.
1200 ///
1201 /// Writers are defined by two required methods, [`write`] and [`flush`]:
1202 ///
1203 /// * The [`write`] method will attempt to write some data into the object,
1204 ///   returning how many bytes were successfully written.
1205 ///
1206 /// * The [`flush`] method is useful for adaptors and explicit buffers
1207 ///   themselves for ensuring that all buffered data has been pushed out to the
1208 ///   'true sink'.
1209 ///
1210 /// Writers are intended to be composable with one another. Many implementors
1211 /// throughout [`std::io`] take and provide types which implement the `Write`
1212 /// trait.
1213 ///
1214 /// [`write`]: Write::write
1215 /// [`flush`]: Write::flush
1216 /// [`std::io`]: self
1217 ///
1218 /// # Examples
1219 ///
1220 /// ```no_run
1221 /// use std::io::prelude::*;
1222 /// use std::fs::File;
1223 ///
1224 /// fn main() -> std::io::Result<()> {
1225 ///     let data = b"some bytes";
1226 ///
1227 ///     let mut pos = 0;
1228 ///     let mut buffer = File::create("foo.txt")?;
1229 ///
1230 ///     while pos < data.len() {
1231 ///         let bytes_written = buffer.write(&data[pos..])?;
1232 ///         pos += bytes_written;
1233 ///     }
1234 ///     Ok(())
1235 /// }
1236 /// ```
1237 ///
1238 /// The trait also provides convenience methods like [`write_all`], which calls
1239 /// `write` in a loop until its entire input has been written.
1240 ///
1241 /// [`write_all`]: Write::write_all
1242 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1243 #[doc(spotlight)]
1244 pub trait Write {
1245     /// Write a buffer into this writer, returning how many bytes were written.
1246     ///
1247     /// This function will attempt to write the entire contents of `buf`, but
1248     /// the entire write may not succeed, or the write may also generate an
1249     /// error. A call to `write` represents *at most one* attempt to write to
1250     /// any wrapped object.
1251     ///
1252     /// Calls to `write` are not guaranteed to block waiting for data to be
1253     /// written, and a write which would otherwise block can be indicated through
1254     /// an [`Err`] variant.
1255     ///
1256     /// If the return value is [`Ok(n)`] then it must be guaranteed that
1257     /// `n <= buf.len()`. A return value of `0` typically means that the
1258     /// underlying object is no longer able to accept bytes and will likely not
1259     /// be able to in the future as well, or that the buffer provided is empty.
1260     ///
1261     /// # Errors
1262     ///
1263     /// Each call to `write` may generate an I/O error indicating that the
1264     /// operation could not be completed. If an error is returned then no bytes
1265     /// in the buffer were written to this writer.
1266     ///
1267     /// It is **not** considered an error if the entire buffer could not be
1268     /// written to this writer.
1269     ///
1270     /// An error of the [`ErrorKind::Interrupted`] kind is non-fatal and the
1271     /// write operation should be retried if there is nothing else to do.
1272     ///
1273     /// # Examples
1274     ///
1275     /// ```no_run
1276     /// use std::io::prelude::*;
1277     /// use std::fs::File;
1278     ///
1279     /// fn main() -> std::io::Result<()> {
1280     ///     let mut buffer = File::create("foo.txt")?;
1281     ///
1282     ///     // Writes some prefix of the byte string, not necessarily all of it.
1283     ///     buffer.write(b"some bytes")?;
1284     ///     Ok(())
1285     /// }
1286     /// ```
1287     ///
1288     /// [`Ok(n)`]: Ok
1289     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1290     fn write(&mut self, buf: &[u8]) -> Result<usize>;
1291
1292     /// Like [`write`], except that it writes from a slice of buffers.
1293     ///
1294     /// Data is copied from each buffer in order, with the final buffer
1295     /// read from possibly being only partially consumed. This method must
1296     /// behave as a call to [`write`] with the buffers concatenated would.
1297     ///
1298     /// The default implementation calls [`write`] with either the first nonempty
1299     /// buffer provided, or an empty one if none exists.
1300     ///
1301     /// [`write`]: Write::write
1302     #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
1303     fn write_vectored(&mut self, bufs: &[IoSlice<'_>]) -> Result<usize> {
1304         default_write_vectored(|b| self.write(b), bufs)
1305     }
1306
1307     /// Determines if this `Write`er has an efficient [`write_vectored`]
1308     /// implementation.
1309     ///
1310     /// If a `Write`er does not override the default [`write_vectored`]
1311     /// implementation, code using it may want to avoid the method all together
1312     /// and coalesce writes into a single buffer for higher performance.
1313     ///
1314     /// The default implementation returns `false`.
1315     ///
1316     /// [`write_vectored`]: Write::write_vectored
1317     #[unstable(feature = "can_vector", issue = "69941")]
1318     fn is_write_vectored(&self) -> bool {
1319         false
1320     }
1321
1322     /// Flush this output stream, ensuring that all intermediately buffered
1323     /// contents reach their destination.
1324     ///
1325     /// # Errors
1326     ///
1327     /// It is considered an error if not all bytes could be written due to
1328     /// I/O errors or EOF being reached.
1329     ///
1330     /// # Examples
1331     ///
1332     /// ```no_run
1333     /// use std::io::prelude::*;
1334     /// use std::io::BufWriter;
1335     /// use std::fs::File;
1336     ///
1337     /// fn main() -> std::io::Result<()> {
1338     ///     let mut buffer = BufWriter::new(File::create("foo.txt")?);
1339     ///
1340     ///     buffer.write_all(b"some bytes")?;
1341     ///     buffer.flush()?;
1342     ///     Ok(())
1343     /// }
1344     /// ```
1345     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1346     fn flush(&mut self) -> Result<()>;
1347
1348     /// Attempts to write an entire buffer into this writer.
1349     ///
1350     /// This method will continuously call [`write`] until there is no more data
1351     /// to be written or an error of non-[`ErrorKind::Interrupted`] kind is
1352     /// returned. This method will not return until the entire buffer has been
1353     /// successfully written or such an error occurs. The first error that is
1354     /// not of [`ErrorKind::Interrupted`] kind generated from this method will be
1355     /// returned.
1356     ///
1357     /// If the buffer contains no data, this will never call [`write`].
1358     ///
1359     /// # Errors
1360     ///
1361     /// This function will return the first error of
1362     /// non-[`ErrorKind::Interrupted`] kind that [`write`] returns.
1363     ///
1364     /// [`write`]: Write::write
1365     ///
1366     /// # Examples
1367     ///
1368     /// ```no_run
1369     /// use std::io::prelude::*;
1370     /// use std::fs::File;
1371     ///
1372     /// fn main() -> std::io::Result<()> {
1373     ///     let mut buffer = File::create("foo.txt")?;
1374     ///
1375     ///     buffer.write_all(b"some bytes")?;
1376     ///     Ok(())
1377     /// }
1378     /// ```
1379     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1380     fn write_all(&mut self, mut buf: &[u8]) -> Result<()> {
1381         while !buf.is_empty() {
1382             match self.write(buf) {
1383                 Ok(0) => {
1384                     return Err(Error::new(ErrorKind::WriteZero, "failed to write whole buffer"));
1385                 }
1386                 Ok(n) => buf = &buf[n..],
1387                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => {}
1388                 Err(e) => return Err(e),
1389             }
1390         }
1391         Ok(())
1392     }
1393
1394     /// Attempts to write multiple buffers into this writer.
1395     ///
1396     /// This method will continuously call [`write_vectored`] until there is no
1397     /// more data to be written or an error of non-[`ErrorKind::Interrupted`]
1398     /// kind is returned. This method will not return until all buffers have
1399     /// been successfully written or such an error occurs. The first error that
1400     /// is not of [`ErrorKind::Interrupted`] kind generated from this method
1401     /// will be returned.
1402     ///
1403     /// If the buffer contains no data, this will never call [`write_vectored`].
1404     ///
1405     /// # Notes
1406     ///
1407     /// Unlike [`write_vectored`], this takes a *mutable* reference to
1408     /// a slice of [`IoSlice`]s, not an immutable one. That's because we need to
1409     /// modify the slice to keep track of the bytes already written.
1410     ///
1411     /// Once this function returns, the contents of `bufs` are unspecified, as
1412     /// this depends on how many calls to [`write_vectored`] were necessary. It is
1413     /// best to understand this function as taking ownership of `bufs` and to
1414     /// not use `bufs` afterwards. The underlying buffers, to which the
1415     /// [`IoSlice`]s point (but not the [`IoSlice`]s themselves), are unchanged and
1416     /// can be reused.
1417     ///
1418     /// [`write_vectored`]: Write::write_vectored
1419     ///
1420     /// # Examples
1421     ///
1422     /// ```
1423     /// #![feature(write_all_vectored)]
1424     /// # fn main() -> std::io::Result<()> {
1425     ///
1426     /// use std::io::{Write, IoSlice};
1427     ///
1428     /// let mut writer = Vec::new();
1429     /// let bufs = &mut [
1430     ///     IoSlice::new(&[1]),
1431     ///     IoSlice::new(&[2, 3]),
1432     ///     IoSlice::new(&[4, 5, 6]),
1433     /// ];
1434     ///
1435     /// writer.write_all_vectored(bufs)?;
1436     /// // Note: the contents of `bufs` is now undefined, see the Notes section.
1437     ///
1438     /// assert_eq!(writer, &[1, 2, 3, 4, 5, 6]);
1439     /// # Ok(()) }
1440     /// ```
1441     #[unstable(feature = "write_all_vectored", issue = "70436")]
1442     fn write_all_vectored(&mut self, mut bufs: &mut [IoSlice<'_>]) -> Result<()> {
1443         // Guarantee that bufs is empty if it contains no data,
1444         // to avoid calling write_vectored if there is no data to be written.
1445         bufs = IoSlice::advance(bufs, 0);
1446         while !bufs.is_empty() {
1447             match self.write_vectored(bufs) {
1448                 Ok(0) => {
1449                     return Err(Error::new(ErrorKind::WriteZero, "failed to write whole buffer"));
1450                 }
1451                 Ok(n) => bufs = IoSlice::advance(bufs, n),
1452                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => {}
1453                 Err(e) => return Err(e),
1454             }
1455         }
1456         Ok(())
1457     }
1458
1459     /// Writes a formatted string into this writer, returning any error
1460     /// encountered.
1461     ///
1462     /// This method is primarily used to interface with the
1463     /// [`format_args!()`] macro, but it is rare that this should
1464     /// explicitly be called. The [`write!()`] macro should be favored to
1465     /// invoke this method instead.
1466     ///
1467     /// This function internally uses the [`write_all`] method on
1468     /// this trait and hence will continuously write data so long as no errors
1469     /// are received. This also means that partial writes are not indicated in
1470     /// this signature.
1471     ///
1472     /// [`write_all`]: Write::write_all
1473     ///
1474     /// # Errors
1475     ///
1476     /// This function will return any I/O error reported while formatting.
1477     ///
1478     /// # Examples
1479     ///
1480     /// ```no_run
1481     /// use std::io::prelude::*;
1482     /// use std::fs::File;
1483     ///
1484     /// fn main() -> std::io::Result<()> {
1485     ///     let mut buffer = File::create("foo.txt")?;
1486     ///
1487     ///     // this call
1488     ///     write!(buffer, "{:.*}", 2, 1.234567)?;
1489     ///     // turns into this:
1490     ///     buffer.write_fmt(format_args!("{:.*}", 2, 1.234567))?;
1491     ///     Ok(())
1492     /// }
1493     /// ```
1494     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1495     fn write_fmt(&mut self, fmt: fmt::Arguments<'_>) -> Result<()> {
1496         // Create a shim which translates a Write to a fmt::Write and saves
1497         // off I/O errors. instead of discarding them
1498         struct Adaptor<'a, T: ?Sized + 'a> {
1499             inner: &'a mut T,
1500             error: Result<()>,
1501         }
1502
1503         impl<T: Write + ?Sized> fmt::Write for Adaptor<'_, T> {
1504             fn write_str(&mut self, s: &str) -> fmt::Result {
1505                 match self.inner.write_all(s.as_bytes()) {
1506                     Ok(()) => Ok(()),
1507                     Err(e) => {
1508                         self.error = Err(e);
1509                         Err(fmt::Error)
1510                     }
1511                 }
1512             }
1513         }
1514
1515         let mut output = Adaptor { inner: self, error: Ok(()) };
1516         match fmt::write(&mut output, fmt) {
1517             Ok(()) => Ok(()),
1518             Err(..) => {
1519                 // check if the error came from the underlying `Write` or not
1520                 if output.error.is_err() {
1521                     output.error
1522                 } else {
1523                     Err(Error::new(ErrorKind::Other, "formatter error"))
1524                 }
1525             }
1526         }
1527     }
1528
1529     /// Creates a "by reference" adaptor for this instance of `Write`.
1530     ///
1531     /// The returned adaptor also implements `Write` and will simply borrow this
1532     /// current writer.
1533     ///
1534     /// # Examples
1535     ///
1536     /// ```no_run
1537     /// use std::io::Write;
1538     /// use std::fs::File;
1539     ///
1540     /// fn main() -> std::io::Result<()> {
1541     ///     let mut buffer = File::create("foo.txt")?;
1542     ///
1543     ///     let reference = buffer.by_ref();
1544     ///
1545     ///     // we can use reference just like our original buffer
1546     ///     reference.write_all(b"some bytes")?;
1547     ///     Ok(())
1548     /// }
1549     /// ```
1550     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1551     fn by_ref(&mut self) -> &mut Self
1552     where
1553         Self: Sized,
1554     {
1555         self
1556     }
1557 }
1558
1559 /// The `Seek` trait provides a cursor which can be moved within a stream of
1560 /// bytes.
1561 ///
1562 /// The stream typically has a fixed size, allowing seeking relative to either
1563 /// end or the current offset.
1564 ///
1565 /// # Examples
1566 ///
1567 /// [`File`]s implement `Seek`:
1568 ///
1569 /// [`File`]: crate::fs::File
1570 ///
1571 /// ```no_run
1572 /// use std::io;
1573 /// use std::io::prelude::*;
1574 /// use std::fs::File;
1575 /// use std::io::SeekFrom;
1576 ///
1577 /// fn main() -> io::Result<()> {
1578 ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
1579 ///
1580 ///     // move the cursor 42 bytes from the start of the file
1581 ///     f.seek(SeekFrom::Start(42))?;
1582 ///     Ok(())
1583 /// }
1584 /// ```
1585 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1586 pub trait Seek {
1587     /// Seek to an offset, in bytes, in a stream.
1588     ///
1589     /// A seek beyond the end of a stream is allowed, but behavior is defined
1590     /// by the implementation.
1591     ///
1592     /// If the seek operation completed successfully,
1593     /// this method returns the new position from the start of the stream.
1594     /// That position can be used later with [`SeekFrom::Start`].
1595     ///
1596     /// # Errors
1597     ///
1598     /// Seeking to a negative offset is considered an error.
1599     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1600     fn seek(&mut self, pos: SeekFrom) -> Result<u64>;
1601
1602     /// Returns the length of this stream (in bytes).
1603     ///
1604     /// This method is implemented using up to three seek operations. If this
1605     /// method returns successfully, the seek position is unchanged (i.e. the
1606     /// position before calling this method is the same as afterwards).
1607     /// However, if this method returns an error, the seek position is
1608     /// unspecified.
1609     ///
1610     /// If you need to obtain the length of *many* streams and you don't care
1611     /// about the seek position afterwards, you can reduce the number of seek
1612     /// operations by simply calling `seek(SeekFrom::End(0))` and using its
1613     /// return value (it is also the stream length).
1614     ///
1615     /// Note that length of a stream can change over time (for example, when
1616     /// data is appended to a file). So calling this method multiple times does
1617     /// not necessarily return the same length each time.
1618     ///
1619     /// # Example
1620     ///
1621     /// ```no_run
1622     /// #![feature(seek_convenience)]
1623     /// use std::{
1624     ///     io::{self, Seek},
1625     ///     fs::File,
1626     /// };
1627     ///
1628     /// fn main() -> io::Result<()> {
1629     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
1630     ///
1631     ///     let len = f.stream_len()?;
1632     ///     println!("The file is currently {} bytes long", len);
1633     ///     Ok(())
1634     /// }
1635     /// ```
1636     #[unstable(feature = "seek_convenience", issue = "59359")]
1637     fn stream_len(&mut self) -> Result<u64> {
1638         let old_pos = self.stream_position()?;
1639         let len = self.seek(SeekFrom::End(0))?;
1640
1641         // Avoid seeking a third time when we were already at the end of the
1642         // stream. The branch is usually way cheaper than a seek operation.
1643         if old_pos != len {
1644             self.seek(SeekFrom::Start(old_pos))?;
1645         }
1646
1647         Ok(len)
1648     }
1649
1650     /// Returns the current seek position from the start of the stream.
1651     ///
1652     /// This is equivalent to `self.seek(SeekFrom::Current(0))`.
1653     ///
1654     /// # Example
1655     ///
1656     /// ```no_run
1657     /// #![feature(seek_convenience)]
1658     /// use std::{
1659     ///     io::{self, BufRead, BufReader, Seek},
1660     ///     fs::File,
1661     /// };
1662     ///
1663     /// fn main() -> io::Result<()> {
1664     ///     let mut f = BufReader::new(File::open("foo.txt")?);
1665     ///
1666     ///     let before = f.stream_position()?;
1667     ///     f.read_line(&mut String::new())?;
1668     ///     let after = f.stream_position()?;
1669     ///
1670     ///     println!("The first line was {} bytes long", after - before);
1671     ///     Ok(())
1672     /// }
1673     /// ```
1674     #[unstable(feature = "seek_convenience", issue = "59359")]
1675     fn stream_position(&mut self) -> Result<u64> {
1676         self.seek(SeekFrom::Current(0))
1677     }
1678 }
1679
1680 /// Enumeration of possible methods to seek within an I/O object.
1681 ///
1682 /// It is used by the [`Seek`] trait.
1683 #[derive(Copy, PartialEq, Eq, Clone, Debug)]
1684 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1685 pub enum SeekFrom {
1686     /// Sets the offset to the provided number of bytes.
1687     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1688     Start(#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] u64),
1689
1690     /// Sets the offset to the size of this object plus the specified number of
1691     /// bytes.
1692     ///
1693     /// It is possible to seek beyond the end of an object, but it's an error to
1694     /// seek before byte 0.
1695     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1696     End(#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] i64),
1697
1698     /// Sets the offset to the current position plus the specified number of
1699     /// bytes.
1700     ///
1701     /// It is possible to seek beyond the end of an object, but it's an error to
1702     /// seek before byte 0.
1703     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1704     Current(#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] i64),
1705 }
1706
1707 fn read_until<R: BufRead + ?Sized>(r: &mut R, delim: u8, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
1708     let mut read = 0;
1709     loop {
1710         let (done, used) = {
1711             let available = match r.fill_buf() {
1712                 Ok(n) => n,
1713                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => continue,
1714                 Err(e) => return Err(e),
1715             };
1716             match memchr::memchr(delim, available) {
1717                 Some(i) => {
1718                     buf.extend_from_slice(&available[..=i]);
1719                     (true, i + 1)
1720                 }
1721                 None => {
1722                     buf.extend_from_slice(available);
1723                     (false, available.len())
1724                 }
1725             }
1726         };
1727         r.consume(used);
1728         read += used;
1729         if done || used == 0 {
1730             return Ok(read);
1731         }
1732     }
1733 }
1734
1735 /// A `BufRead` is a type of `Read`er which has an internal buffer, allowing it
1736 /// to perform extra ways of reading.
1737 ///
1738 /// For example, reading line-by-line is inefficient without using a buffer, so
1739 /// if you want to read by line, you'll need `BufRead`, which includes a
1740 /// [`read_line`] method as well as a [`lines`] iterator.
1741 ///
1742 /// # Examples
1743 ///
1744 /// A locked standard input implements `BufRead`:
1745 ///
1746 /// ```no_run
1747 /// use std::io;
1748 /// use std::io::prelude::*;
1749 ///
1750 /// let stdin = io::stdin();
1751 /// for line in stdin.lock().lines() {
1752 ///     println!("{}", line.unwrap());
1753 /// }
1754 /// ```
1755 ///
1756 /// If you have something that implements [`Read`], you can use the [`BufReader`
1757 /// type][`BufReader`] to turn it into a `BufRead`.
1758 ///
1759 /// For example, [`File`] implements [`Read`], but not `BufRead`.
1760 /// [`BufReader`] to the rescue!
1761 ///
1762 /// [`File`]: crate::fs::File
1763 /// [`read_line`]: BufRead::read_line
1764 /// [`lines`]: BufRead::lines
1765 ///
1766 /// ```no_run
1767 /// use std::io::{self, BufReader};
1768 /// use std::io::prelude::*;
1769 /// use std::fs::File;
1770 ///
1771 /// fn main() -> io::Result<()> {
1772 ///     let f = File::open("foo.txt")?;
1773 ///     let f = BufReader::new(f);
1774 ///
1775 ///     for line in f.lines() {
1776 ///         println!("{}", line.unwrap());
1777 ///     }
1778 ///
1779 ///     Ok(())
1780 /// }
1781 /// ```
1782 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1783 pub trait BufRead: Read {
1784     /// Returns the contents of the internal buffer, filling it with more data
1785     /// from the inner reader if it is empty.
1786     ///
1787     /// This function is a lower-level call. It needs to be paired with the
1788     /// [`consume`] method to function properly. When calling this
1789     /// method, none of the contents will be "read" in the sense that later
1790     /// calling `read` may return the same contents. As such, [`consume`] must
1791     /// be called with the number of bytes that are consumed from this buffer to
1792     /// ensure that the bytes are never returned twice.
1793     ///
1794     /// [`consume`]: BufRead::consume
1795     ///
1796     /// An empty buffer returned indicates that the stream has reached EOF.
1797     ///
1798     /// # Errors
1799     ///
1800     /// This function will return an I/O error if the underlying reader was
1801     /// read, but returned an error.
1802     ///
1803     /// # Examples
1804     ///
1805     /// A locked standard input implements `BufRead`:
1806     ///
1807     /// ```no_run
1808     /// use std::io;
1809     /// use std::io::prelude::*;
1810     ///
1811     /// let stdin = io::stdin();
1812     /// let mut stdin = stdin.lock();
1813     ///
1814     /// let buffer = stdin.fill_buf().unwrap();
1815     ///
1816     /// // work with buffer
1817     /// println!("{:?}", buffer);
1818     ///
1819     /// // ensure the bytes we worked with aren't returned again later
1820     /// let length = buffer.len();
1821     /// stdin.consume(length);
1822     /// ```
1823     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1824     fn fill_buf(&mut self) -> Result<&[u8]>;
1825
1826     /// Tells this buffer that `amt` bytes have been consumed from the buffer,
1827     /// so they should no longer be returned in calls to `read`.
1828     ///
1829     /// This function is a lower-level call. It needs to be paired with the
1830     /// [`fill_buf`] method to function properly. This function does
1831     /// not perform any I/O, it simply informs this object that some amount of
1832     /// its buffer, returned from [`fill_buf`], has been consumed and should
1833     /// no longer be returned. As such, this function may do odd things if
1834     /// [`fill_buf`] isn't called before calling it.
1835     ///
1836     /// The `amt` must be `<=` the number of bytes in the buffer returned by
1837     /// [`fill_buf`].
1838     ///
1839     /// # Examples
1840     ///
1841     /// Since `consume()` is meant to be used with [`fill_buf`],
1842     /// that method's example includes an example of `consume()`.
1843     ///
1844     /// [`fill_buf`]: BufRead::fill_buf
1845     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1846     fn consume(&mut self, amt: usize);
1847
1848     /// Read all bytes into `buf` until the delimiter `byte` or EOF is reached.
1849     ///
1850     /// This function will read bytes from the underlying stream until the
1851     /// delimiter or EOF is found. Once found, all bytes up to, and including,
1852     /// the delimiter (if found) will be appended to `buf`.
1853     ///
1854     /// If successful, this function will return the total number of bytes read.
1855     ///
1856     /// This function is blocking and should be used carefully: it is possible for
1857     /// an attacker to continuously send bytes without ever sending the delimiter
1858     /// or EOF.
1859     ///
1860     /// # Errors
1861     ///
1862     /// This function will ignore all instances of [`ErrorKind::Interrupted`] and
1863     /// will otherwise return any errors returned by [`fill_buf`].
1864     ///
1865     /// If an I/O error is encountered then all bytes read so far will be
1866     /// present in `buf` and its length will have been adjusted appropriately.
1867     ///
1868     /// [`fill_buf`]: BufRead::fill_buf
1869     ///
1870     /// # Examples
1871     ///
1872     /// [`std::io::Cursor`][`Cursor`] is a type that implements `BufRead`. In
1873     /// this example, we use [`Cursor`] to read all the bytes in a byte slice
1874     /// in hyphen delimited segments:
1875     ///
1876     /// ```
1877     /// use std::io::{self, BufRead};
1878     ///
1879     /// let mut cursor = io::Cursor::new(b"lorem-ipsum");
1880     /// let mut buf = vec![];
1881     ///
1882     /// // cursor is at 'l'
1883     /// let num_bytes = cursor.read_until(b'-', &mut buf)
1884     ///     .expect("reading from cursor won't fail");
1885     /// assert_eq!(num_bytes, 6);
1886     /// assert_eq!(buf, b"lorem-");
1887     /// buf.clear();
1888     ///
1889     /// // cursor is at 'i'
1890     /// let num_bytes = cursor.read_until(b'-', &mut buf)
1891     ///     .expect("reading from cursor won't fail");
1892     /// assert_eq!(num_bytes, 5);
1893     /// assert_eq!(buf, b"ipsum");
1894     /// buf.clear();
1895     ///
1896     /// // cursor is at EOF
1897     /// let num_bytes = cursor.read_until(b'-', &mut buf)
1898     ///     .expect("reading from cursor won't fail");
1899     /// assert_eq!(num_bytes, 0);
1900     /// assert_eq!(buf, b"");
1901     /// ```
1902     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1903     fn read_until(&mut self, byte: u8, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
1904         read_until(self, byte, buf)
1905     }
1906
1907     /// Read all bytes until a newline (the `0xA` byte) is reached, and append
1908     /// them to the provided buffer.
1909     ///
1910     /// This function will read bytes from the underlying stream until the
1911     /// newline delimiter (the `0xA` byte) or EOF is found. Once found, all bytes
1912     /// up to, and including, the delimiter (if found) will be appended to
1913     /// `buf`.
1914     ///
1915     /// If successful, this function will return the total number of bytes read.
1916     ///
1917     /// If this function returns [`Ok(0)`], the stream has reached EOF.
1918     ///
1919     /// This function is blocking and should be used carefully: it is possible for
1920     /// an attacker to continuously send bytes without ever sending a newline
1921     /// or EOF.
1922     ///
1923     /// [`Ok(0)`]: Ok
1924     ///
1925     /// # Errors
1926     ///
1927     /// This function has the same error semantics as [`read_until`] and will
1928     /// also return an error if the read bytes are not valid UTF-8. If an I/O
1929     /// error is encountered then `buf` may contain some bytes already read in
1930     /// the event that all data read so far was valid UTF-8.
1931     ///
1932     /// [`read_until`]: BufRead::read_until
1933     ///
1934     /// # Examples
1935     ///
1936     /// [`std::io::Cursor`][`Cursor`] is a type that implements `BufRead`. In
1937     /// this example, we use [`Cursor`] to read all the lines in a byte slice:
1938     ///
1939     /// ```
1940     /// use std::io::{self, BufRead};
1941     ///
1942     /// let mut cursor = io::Cursor::new(b"foo\nbar");
1943     /// let mut buf = String::new();
1944     ///
1945     /// // cursor is at 'f'
1946     /// let num_bytes = cursor.read_line(&mut buf)
1947     ///     .expect("reading from cursor won't fail");
1948     /// assert_eq!(num_bytes, 4);
1949     /// assert_eq!(buf, "foo\n");
1950     /// buf.clear();
1951     ///
1952     /// // cursor is at 'b'
1953     /// let num_bytes = cursor.read_line(&mut buf)
1954     ///     .expect("reading from cursor won't fail");
1955     /// assert_eq!(num_bytes, 3);
1956     /// assert_eq!(buf, "bar");
1957     /// buf.clear();
1958     ///
1959     /// // cursor is at EOF
1960     /// let num_bytes = cursor.read_line(&mut buf)
1961     ///     .expect("reading from cursor won't fail");
1962     /// assert_eq!(num_bytes, 0);
1963     /// assert_eq!(buf, "");
1964     /// ```
1965     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1966     fn read_line(&mut self, buf: &mut String) -> Result<usize> {
1967         // Note that we are not calling the `.read_until` method here, but
1968         // rather our hardcoded implementation. For more details as to why, see
1969         // the comments in `read_to_end`.
1970         append_to_string(buf, |b| read_until(self, b'\n', b))
1971     }
1972
1973     /// Returns an iterator over the contents of this reader split on the byte
1974     /// `byte`.
1975     ///
1976     /// The iterator returned from this function will return instances of
1977     /// [`io::Result`]`<`[`Vec<u8>`]`>`. Each vector returned will *not* have
1978     /// the delimiter byte at the end.
1979     ///
1980     /// This function will yield errors whenever [`read_until`] would have
1981     /// also yielded an error.
1982     ///
1983     /// [`io::Result`]: self::Result
1984     /// [`Vec<u8>`]: Vec
1985     /// [`read_until`]: BufRead::read_until
1986     ///
1987     /// # Examples
1988     ///
1989     /// [`std::io::Cursor`][`Cursor`] is a type that implements `BufRead`. In
1990     /// this example, we use [`Cursor`] to iterate over all hyphen delimited
1991     /// segments in a byte slice
1992     ///
1993     /// ```
1994     /// use std::io::{self, BufRead};
1995     ///
1996     /// let cursor = io::Cursor::new(b"lorem-ipsum-dolor");
1997     ///
1998     /// let mut split_iter = cursor.split(b'-').map(|l| l.unwrap());
1999     /// assert_eq!(split_iter.next(), Some(b"lorem".to_vec()));
2000     /// assert_eq!(split_iter.next(), Some(b"ipsum".to_vec()));
2001     /// assert_eq!(split_iter.next(), Some(b"dolor".to_vec()));
2002     /// assert_eq!(split_iter.next(), None);
2003     /// ```
2004     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2005     fn split(self, byte: u8) -> Split<Self>
2006     where
2007         Self: Sized,
2008     {
2009         Split { buf: self, delim: byte }
2010     }
2011
2012     /// Returns an iterator over the lines of this reader.
2013     ///
2014     /// The iterator returned from this function will yield instances of
2015     /// [`io::Result`]`<`[`String`]`>`. Each string returned will *not* have a newline
2016     /// byte (the `0xA` byte) or `CRLF` (`0xD`, `0xA` bytes) at the end.
2017     ///
2018     /// [`io::Result`]: self::Result
2019     ///
2020     /// # Examples
2021     ///
2022     /// [`std::io::Cursor`][`Cursor`] is a type that implements `BufRead`. In
2023     /// this example, we use [`Cursor`] to iterate over all the lines in a byte
2024     /// slice.
2025     ///
2026     /// ```
2027     /// use std::io::{self, BufRead};
2028     ///
2029     /// let cursor = io::Cursor::new(b"lorem\nipsum\r\ndolor");
2030     ///
2031     /// let mut lines_iter = cursor.lines().map(|l| l.unwrap());
2032     /// assert_eq!(lines_iter.next(), Some(String::from("lorem")));
2033     /// assert_eq!(lines_iter.next(), Some(String::from("ipsum")));
2034     /// assert_eq!(lines_iter.next(), Some(String::from("dolor")));
2035     /// assert_eq!(lines_iter.next(), None);
2036     /// ```
2037     ///
2038     /// # Errors
2039     ///
2040     /// Each line of the iterator has the same error semantics as [`BufRead::read_line`].
2041     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2042     fn lines(self) -> Lines<Self>
2043     where
2044         Self: Sized,
2045     {
2046         Lines { buf: self }
2047     }
2048 }
2049
2050 /// Adaptor to chain together two readers.
2051 ///
2052 /// This struct is generally created by calling [`chain`] on a reader.
2053 /// Please see the documentation of [`chain`] for more details.
2054 ///
2055 /// [`chain`]: Read::chain
2056 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2057 pub struct Chain<T, U> {
2058     first: T,
2059     second: U,
2060     done_first: bool,
2061 }
2062
2063 impl<T, U> Chain<T, U> {
2064     /// Consumes the `Chain`, returning the wrapped readers.
2065     ///
2066     /// # Examples
2067     ///
2068     /// ```no_run
2069     /// use std::io;
2070     /// use std::io::prelude::*;
2071     /// use std::fs::File;
2072     ///
2073     /// fn main() -> io::Result<()> {
2074     ///     let mut foo_file = File::open("foo.txt")?;
2075     ///     let mut bar_file = File::open("bar.txt")?;
2076     ///
2077     ///     let chain = foo_file.chain(bar_file);
2078     ///     let (foo_file, bar_file) = chain.into_inner();
2079     ///     Ok(())
2080     /// }
2081     /// ```
2082     #[stable(feature = "more_io_inner_methods", since = "1.20.0")]
2083     pub fn into_inner(self) -> (T, U) {
2084         (self.first, self.second)
2085     }
2086
2087     /// Gets references to the underlying readers in this `Chain`.
2088     ///
2089     /// # Examples
2090     ///
2091     /// ```no_run
2092     /// use std::io;
2093     /// use std::io::prelude::*;
2094     /// use std::fs::File;
2095     ///
2096     /// fn main() -> io::Result<()> {
2097     ///     let mut foo_file = File::open("foo.txt")?;
2098     ///     let mut bar_file = File::open("bar.txt")?;
2099     ///
2100     ///     let chain = foo_file.chain(bar_file);
2101     ///     let (foo_file, bar_file) = chain.get_ref();
2102     ///     Ok(())
2103     /// }
2104     /// ```
2105     #[stable(feature = "more_io_inner_methods", since = "1.20.0")]
2106     pub fn get_ref(&self) -> (&T, &U) {
2107         (&self.first, &self.second)
2108     }
2109
2110     /// Gets mutable references to the underlying readers in this `Chain`.
2111     ///
2112     /// Care should be taken to avoid modifying the internal I/O state of the
2113     /// underlying readers as doing so may corrupt the internal state of this
2114     /// `Chain`.
2115     ///
2116     /// # Examples
2117     ///
2118     /// ```no_run
2119     /// use std::io;
2120     /// use std::io::prelude::*;
2121     /// use std::fs::File;
2122     ///
2123     /// fn main() -> io::Result<()> {
2124     ///     let mut foo_file = File::open("foo.txt")?;
2125     ///     let mut bar_file = File::open("bar.txt")?;
2126     ///
2127     ///     let mut chain = foo_file.chain(bar_file);
2128     ///     let (foo_file, bar_file) = chain.get_mut();
2129     ///     Ok(())
2130     /// }
2131     /// ```
2132     #[stable(feature = "more_io_inner_methods", since = "1.20.0")]
2133     pub fn get_mut(&mut self) -> (&mut T, &mut U) {
2134         (&mut self.first, &mut self.second)
2135     }
2136 }
2137
2138 #[stable(feature = "std_debug", since = "1.16.0")]
2139 impl<T: fmt::Debug, U: fmt::Debug> fmt::Debug for Chain<T, U> {
2140     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2141         f.debug_struct("Chain").field("t", &self.first).field("u", &self.second).finish()
2142     }
2143 }
2144
2145 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2146 impl<T: Read, U: Read> Read for Chain<T, U> {
2147     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> Result<usize> {
2148         if !self.done_first {
2149             match self.first.read(buf)? {
2150                 0 if !buf.is_empty() => self.done_first = true,
2151                 n => return Ok(n),
2152             }
2153         }
2154         self.second.read(buf)
2155     }
2156
2157     fn read_vectored(&mut self, bufs: &mut [IoSliceMut<'_>]) -> Result<usize> {
2158         if !self.done_first {
2159             match self.first.read_vectored(bufs)? {
2160                 0 if bufs.iter().any(|b| !b.is_empty()) => self.done_first = true,
2161                 n => return Ok(n),
2162             }
2163         }
2164         self.second.read_vectored(bufs)
2165     }
2166
2167     unsafe fn initializer(&self) -> Initializer {
2168         let initializer = self.first.initializer();
2169         if initializer.should_initialize() { initializer } else { self.second.initializer() }
2170     }
2171 }
2172
2173 #[stable(feature = "chain_bufread", since = "1.9.0")]
2174 impl<T: BufRead, U: BufRead> BufRead for Chain<T, U> {
2175     fn fill_buf(&mut self) -> Result<&[u8]> {
2176         if !self.done_first {
2177             match self.first.fill_buf()? {
2178                 buf if buf.is_empty() => {
2179                     self.done_first = true;
2180                 }
2181                 buf => return Ok(buf),
2182             }
2183         }
2184         self.second.fill_buf()
2185     }
2186
2187     fn consume(&mut self, amt: usize) {
2188         if !self.done_first { self.first.consume(amt) } else { self.second.consume(amt) }
2189     }
2190 }
2191
2192 /// Reader adaptor which limits the bytes read from an underlying reader.
2193 ///
2194 /// This struct is generally created by calling [`take`] on a reader.
2195 /// Please see the documentation of [`take`] for more details.
2196 ///
2197 /// [`take`]: Read::take
2198 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2199 #[derive(Debug)]
2200 pub struct Take<T> {
2201     inner: T,
2202     limit: u64,
2203 }
2204
2205 impl<T> Take<T> {
2206     /// Returns the number of bytes that can be read before this instance will
2207     /// return EOF.
2208     ///
2209     /// # Note
2210     ///
2211     /// This instance may reach `EOF` after reading fewer bytes than indicated by
2212     /// this method if the underlying [`Read`] instance reaches EOF.
2213     ///
2214     /// # Examples
2215     ///
2216     /// ```no_run
2217     /// use std::io;
2218     /// use std::io::prelude::*;
2219     /// use std::fs::File;
2220     ///
2221     /// fn main() -> io::Result<()> {
2222     ///     let f = File::open("foo.txt")?;
2223     ///
2224     ///     // read at most five bytes
2225     ///     let handle = f.take(5);
2226     ///
2227     ///     println!("limit: {}", handle.limit());
2228     ///     Ok(())
2229     /// }
2230     /// ```
2231     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2232     pub fn limit(&self) -> u64 {
2233         self.limit
2234     }
2235
2236     /// Sets the number of bytes that can be read before this instance will
2237     /// return EOF. This is the same as constructing a new `Take` instance, so
2238     /// the amount of bytes read and the previous limit value don't matter when
2239     /// calling this method.
2240     ///
2241     /// # Examples
2242     ///
2243     /// ```no_run
2244     /// use std::io;
2245     /// use std::io::prelude::*;
2246     /// use std::fs::File;
2247     ///
2248     /// fn main() -> io::Result<()> {
2249     ///     let f = File::open("foo.txt")?;
2250     ///
2251     ///     // read at most five bytes
2252     ///     let mut handle = f.take(5);
2253     ///     handle.set_limit(10);
2254     ///
2255     ///     assert_eq!(handle.limit(), 10);
2256     ///     Ok(())
2257     /// }
2258     /// ```
2259     #[stable(feature = "take_set_limit", since = "1.27.0")]
2260     pub fn set_limit(&mut self, limit: u64) {
2261         self.limit = limit;
2262     }
2263
2264     /// Consumes the `Take`, returning the wrapped reader.
2265     ///
2266     /// # Examples
2267     ///
2268     /// ```no_run
2269     /// use std::io;
2270     /// use std::io::prelude::*;
2271     /// use std::fs::File;
2272     ///
2273     /// fn main() -> io::Result<()> {
2274     ///     let mut file = File::open("foo.txt")?;
2275     ///
2276     ///     let mut buffer = [0; 5];
2277     ///     let mut handle = file.take(5);
2278     ///     handle.read(&mut buffer)?;
2279     ///
2280     ///     let file = handle.into_inner();
2281     ///     Ok(())
2282     /// }
2283     /// ```
2284     #[stable(feature = "io_take_into_inner", since = "1.15.0")]
2285     pub fn into_inner(self) -> T {
2286         self.inner
2287     }
2288
2289     /// Gets a reference to the underlying reader.
2290     ///
2291     /// # Examples
2292     ///
2293     /// ```no_run
2294     /// use std::io;
2295     /// use std::io::prelude::*;
2296     /// use std::fs::File;
2297     ///
2298     /// fn main() -> io::Result<()> {
2299     ///     let mut file = File::open("foo.txt")?;
2300     ///
2301     ///     let mut buffer = [0; 5];
2302     ///     let mut handle = file.take(5);
2303     ///     handle.read(&mut buffer)?;
2304     ///
2305     ///     let file = handle.get_ref();
2306     ///     Ok(())
2307     /// }
2308     /// ```
2309     #[stable(feature = "more_io_inner_methods", since = "1.20.0")]
2310     pub fn get_ref(&self) -> &T {
2311         &self.inner
2312     }
2313
2314     /// Gets a mutable reference to the underlying reader.
2315     ///
2316     /// Care should be taken to avoid modifying the internal I/O state of the
2317     /// underlying reader as doing so may corrupt the internal limit of this
2318     /// `Take`.
2319     ///
2320     /// # Examples
2321     ///
2322     /// ```no_run
2323     /// use std::io;
2324     /// use std::io::prelude::*;
2325     /// use std::fs::File;
2326     ///
2327     /// fn main() -> io::Result<()> {
2328     ///     let mut file = File::open("foo.txt")?;
2329     ///
2330     ///     let mut buffer = [0; 5];
2331     ///     let mut handle = file.take(5);
2332     ///     handle.read(&mut buffer)?;
2333     ///
2334     ///     let file = handle.get_mut();
2335     ///     Ok(())
2336     /// }
2337     /// ```
2338     #[stable(feature = "more_io_inner_methods", since = "1.20.0")]
2339     pub fn get_mut(&mut self) -> &mut T {
2340         &mut self.inner
2341     }
2342 }
2343
2344 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2345 impl<T: Read> Read for Take<T> {
2346     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> Result<usize> {
2347         // Don't call into inner reader at all at EOF because it may still block
2348         if self.limit == 0 {
2349             return Ok(0);
2350         }
2351
2352         let max = cmp::min(buf.len() as u64, self.limit) as usize;
2353         let n = self.inner.read(&mut buf[..max])?;
2354         self.limit -= n as u64;
2355         Ok(n)
2356     }
2357
2358     unsafe fn initializer(&self) -> Initializer {
2359         self.inner.initializer()
2360     }
2361
2362     fn read_to_end(&mut self, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
2363         // Pass in a reservation_size closure that respects the current value
2364         // of limit for each read. If we hit the read limit, this prevents the
2365         // final zero-byte read from allocating again.
2366         read_to_end_with_reservation(self, buf, |self_| cmp::min(self_.limit, 32) as usize)
2367     }
2368 }
2369
2370 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2371 impl<T: BufRead> BufRead for Take<T> {
2372     fn fill_buf(&mut self) -> Result<&[u8]> {
2373         // Don't call into inner reader at all at EOF because it may still block
2374         if self.limit == 0 {
2375             return Ok(&[]);
2376         }
2377
2378         let buf = self.inner.fill_buf()?;
2379         let cap = cmp::min(buf.len() as u64, self.limit) as usize;
2380         Ok(&buf[..cap])
2381     }
2382
2383     fn consume(&mut self, amt: usize) {
2384         // Don't let callers reset the limit by passing an overlarge value
2385         let amt = cmp::min(amt as u64, self.limit) as usize;
2386         self.limit -= amt as u64;
2387         self.inner.consume(amt);
2388     }
2389 }
2390
2391 /// An iterator over `u8` values of a reader.
2392 ///
2393 /// This struct is generally created by calling [`bytes`] on a reader.
2394 /// Please see the documentation of [`bytes`] for more details.
2395 ///
2396 /// [`bytes`]: Read::bytes
2397 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2398 #[derive(Debug)]
2399 pub struct Bytes<R> {
2400     inner: R,
2401 }
2402
2403 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2404 impl<R: Read> Iterator for Bytes<R> {
2405     type Item = Result<u8>;
2406
2407     fn next(&mut self) -> Option<Result<u8>> {
2408         let mut byte = 0;
2409         loop {
2410             return match self.inner.read(slice::from_mut(&mut byte)) {
2411                 Ok(0) => None,
2412                 Ok(..) => Some(Ok(byte)),
2413                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => continue,
2414                 Err(e) => Some(Err(e)),
2415             };
2416         }
2417     }
2418 }
2419
2420 /// An iterator over the contents of an instance of `BufRead` split on a
2421 /// particular byte.
2422 ///
2423 /// This struct is generally created by calling [`split`] on a `BufRead`.
2424 /// Please see the documentation of [`split`] for more details.
2425 ///
2426 /// [`split`]: BufRead::split
2427 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2428 #[derive(Debug)]
2429 pub struct Split<B> {
2430     buf: B,
2431     delim: u8,
2432 }
2433
2434 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2435 impl<B: BufRead> Iterator for Split<B> {
2436     type Item = Result<Vec<u8>>;
2437
2438     fn next(&mut self) -> Option<Result<Vec<u8>>> {
2439         let mut buf = Vec::new();
2440         match self.buf.read_until(self.delim, &mut buf) {
2441             Ok(0) => None,
2442             Ok(_n) => {
2443                 if buf[buf.len() - 1] == self.delim {
2444                     buf.pop();
2445                 }
2446                 Some(Ok(buf))
2447             }
2448             Err(e) => Some(Err(e)),
2449         }
2450     }
2451 }
2452
2453 /// An iterator over the lines of an instance of `BufRead`.
2454 ///
2455 /// This struct is generally created by calling [`lines`] on a `BufRead`.
2456 /// Please see the documentation of [`lines`] for more details.
2457 ///
2458 /// [`lines`]: BufRead::lines
2459 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2460 #[derive(Debug)]
2461 pub struct Lines<B> {
2462     buf: B,
2463 }
2464
2465 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2466 impl<B: BufRead> Iterator for Lines<B> {
2467     type Item = Result<String>;
2468
2469     fn next(&mut self) -> Option<Result<String>> {
2470         let mut buf = String::new();
2471         match self.buf.read_line(&mut buf) {
2472             Ok(0) => None,
2473             Ok(_n) => {
2474                 if buf.ends_with('\n') {
2475                     buf.pop();
2476                     if buf.ends_with('\r') {
2477                         buf.pop();
2478                     }
2479                 }
2480                 Some(Ok(buf))
2481             }
2482             Err(e) => Some(Err(e)),
2483         }
2484     }
2485 }