]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - library/std/src/io/mod.rs
f1ee3c698606296be816e56ef5a418cc503ed018
[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 use crate::cmp;
253 use crate::fmt;
254 use crate::memchr;
255 use crate::ops::{Deref, DerefMut};
256 use crate::ptr;
257 use crate::slice;
258 use crate::str;
259 use crate::sys;
260
261 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
262 pub use self::buffered::IntoInnerError;
263 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
264 pub use self::buffered::{BufReader, BufWriter, LineWriter};
265 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
266 pub use self::cursor::Cursor;
267 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
268 pub use self::error::{Error, ErrorKind, Result};
269 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
270 pub use self::stdio::{stderr, stdin, stdout, Stderr, Stdin, Stdout};
271 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
272 pub use self::stdio::{StderrLock, StdinLock, StdoutLock};
273 #[unstable(feature = "print_internals", issue = "none")]
274 pub use self::stdio::{_eprint, _print};
275 #[unstable(feature = "libstd_io_internals", issue = "42788")]
276 #[doc(no_inline, hidden)]
277 pub use self::stdio::{set_panic, set_print};
278 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
279 pub use self::util::{copy, empty, repeat, sink, Empty, Repeat, Sink};
280
281 mod buffered;
282 mod cursor;
283 mod error;
284 mod impls;
285 mod lazy;
286 pub mod prelude;
287 mod stdio;
288 mod util;
289
290 const DEFAULT_BUF_SIZE: usize = crate::sys_common::io::DEFAULT_BUF_SIZE;
291
292 struct Guard<'a> {
293     buf: &'a mut Vec<u8>,
294     len: usize,
295 }
296
297 impl Drop for Guard<'_> {
298     fn drop(&mut self) {
299         unsafe {
300             self.buf.set_len(self.len);
301         }
302     }
303 }
304
305 // A few methods below (read_to_string, read_line) will append data into a
306 // `String` buffer, but we need to be pretty careful when doing this. The
307 // implementation will just call `.as_mut_vec()` and then delegate to a
308 // byte-oriented reading method, but we must ensure that when returning we never
309 // leave `buf` in a state such that it contains invalid UTF-8 in its bounds.
310 //
311 // To this end, we use an RAII guard (to protect against panics) which updates
312 // the length of the string when it is dropped. This guard initially truncates
313 // the string to the prior length and only after we've validated that the
314 // new contents are valid UTF-8 do we allow it to set a longer length.
315 //
316 // The unsafety in this function is twofold:
317 //
318 // 1. We're looking at the raw bytes of `buf`, so we take on the burden of UTF-8
319 //    checks.
320 // 2. We're passing a raw buffer to the function `f`, and it is expected that
321 //    the function only *appends* bytes to the buffer. We'll get undefined
322 //    behavior if existing bytes are overwritten to have non-UTF-8 data.
323 fn append_to_string<F>(buf: &mut String, f: F) -> Result<usize>
324 where
325     F: FnOnce(&mut Vec<u8>) -> Result<usize>,
326 {
327     unsafe {
328         let mut g = Guard { len: buf.len(), buf: buf.as_mut_vec() };
329         let ret = f(g.buf);
330         if str::from_utf8(&g.buf[g.len..]).is_err() {
331             ret.and_then(|_| {
332                 Err(Error::new(ErrorKind::InvalidData, "stream did not contain valid UTF-8"))
333             })
334         } else {
335             g.len = g.buf.len();
336             ret
337         }
338     }
339 }
340
341 // This uses an adaptive system to extend the vector when it fills. We want to
342 // avoid paying to allocate and zero a huge chunk of memory if the reader only
343 // has 4 bytes while still making large reads if the reader does have a ton
344 // of data to return. Simply tacking on an extra DEFAULT_BUF_SIZE space every
345 // time is 4,500 times (!) slower than a default reservation size of 32 if the
346 // reader has a very small amount of data to return.
347 //
348 // Because we're extending the buffer with uninitialized data for trusted
349 // readers, we need to make sure to truncate that if any of this panics.
350 fn read_to_end<R: Read + ?Sized>(r: &mut R, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
351     read_to_end_with_reservation(r, buf, |_| 32)
352 }
353
354 fn read_to_end_with_reservation<R, F>(
355     r: &mut R,
356     buf: &mut Vec<u8>,
357     mut reservation_size: F,
358 ) -> Result<usize>
359 where
360     R: Read + ?Sized,
361     F: FnMut(&R) -> usize,
362 {
363     let start_len = buf.len();
364     let mut g = Guard { len: buf.len(), buf };
365     let ret;
366     loop {
367         if g.len == g.buf.len() {
368             unsafe {
369                 // FIXME(danielhenrymantilla): #42788
370                 //
371                 //   - This creates a (mut) reference to a slice of
372                 //     _uninitialized_ integers, which is **undefined behavior**
373                 //
374                 //   - Only the standard library gets to soundly "ignore" this,
375                 //     based on its privileged knowledge of unstable rustc
376                 //     internals;
377                 g.buf.reserve(reservation_size(r));
378                 let capacity = g.buf.capacity();
379                 g.buf.set_len(capacity);
380                 r.initializer().initialize(&mut g.buf[g.len..]);
381             }
382         }
383
384         match r.read(&mut g.buf[g.len..]) {
385             Ok(0) => {
386                 ret = Ok(g.len - start_len);
387                 break;
388             }
389             Ok(n) => g.len += n,
390             Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => {}
391             Err(e) => {
392                 ret = Err(e);
393                 break;
394             }
395         }
396     }
397
398     ret
399 }
400
401 pub(crate) fn default_read_vectored<F>(read: F, bufs: &mut [IoSliceMut<'_>]) -> Result<usize>
402 where
403     F: FnOnce(&mut [u8]) -> Result<usize>,
404 {
405     let buf = bufs.iter_mut().find(|b| !b.is_empty()).map_or(&mut [][..], |b| &mut **b);
406     read(buf)
407 }
408
409 pub(crate) fn default_write_vectored<F>(write: F, bufs: &[IoSlice<'_>]) -> Result<usize>
410 where
411     F: FnOnce(&[u8]) -> Result<usize>,
412 {
413     let buf = bufs.iter().find(|b| !b.is_empty()).map_or(&[][..], |b| &**b);
414     write(buf)
415 }
416
417 /// The `Read` trait allows for reading bytes from a source.
418 ///
419 /// Implementors of the `Read` trait are called 'readers'.
420 ///
421 /// Readers are defined by one required method, [`read()`]. Each call to [`read()`]
422 /// will attempt to pull bytes from this source into a provided buffer. A
423 /// number of other methods are implemented in terms of [`read()`], giving
424 /// implementors a number of ways to read bytes while only needing to implement
425 /// a single method.
426 ///
427 /// Readers are intended to be composable with one another. Many implementors
428 /// throughout [`std::io`] take and provide types which implement the `Read`
429 /// trait.
430 ///
431 /// Please note that each call to [`read()`] may involve a system call, and
432 /// therefore, using something that implements [`BufRead`], such as
433 /// [`BufReader`], will be more efficient.
434 ///
435 /// # Examples
436 ///
437 /// [`File`]s implement `Read`:
438 ///
439 /// ```no_run
440 /// use std::io;
441 /// use std::io::prelude::*;
442 /// use std::fs::File;
443 ///
444 /// fn main() -> io::Result<()> {
445 ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
446 ///     let mut buffer = [0; 10];
447 ///
448 ///     // read up to 10 bytes
449 ///     f.read(&mut buffer)?;
450 ///
451 ///     let mut buffer = Vec::new();
452 ///     // read the whole file
453 ///     f.read_to_end(&mut buffer)?;
454 ///
455 ///     // read into a String, so that you don't need to do the conversion.
456 ///     let mut buffer = String::new();
457 ///     f.read_to_string(&mut buffer)?;
458 ///
459 ///     // and more! See the other methods for more details.
460 ///     Ok(())
461 /// }
462 /// ```
463 ///
464 /// Read from [`&str`] because [`&[u8]`][slice] implements `Read`:
465 ///
466 /// ```no_run
467 /// # use std::io;
468 /// use std::io::prelude::*;
469 ///
470 /// fn main() -> io::Result<()> {
471 ///     let mut b = "This string will be read".as_bytes();
472 ///     let mut buffer = [0; 10];
473 ///
474 ///     // read up to 10 bytes
475 ///     b.read(&mut buffer)?;
476 ///
477 ///     // etc... it works exactly as a File does!
478 ///     Ok(())
479 /// }
480 /// ```
481 ///
482 /// [`read()`]: Self::read
483 /// [`&str`]: str
484 /// [`std::io`]: self
485 /// [`File`]: crate::fs::File
486 /// [slice]: crate::slice
487 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
488 #[doc(spotlight)]
489 pub trait Read {
490     /// Pull some bytes from this source into the specified buffer, returning
491     /// how many bytes were read.
492     ///
493     /// This function does not provide any guarantees about whether it blocks
494     /// waiting for data, but if an object needs to block for a read and cannot,
495     /// it will typically signal this via an [`Err`] return value.
496     ///
497     /// If the return value of this method is [`Ok(n)`], then it must be
498     /// guaranteed that `0 <= n <= buf.len()`. A nonzero `n` value indicates
499     /// that the buffer `buf` has been filled in with `n` bytes of data from this
500     /// source. If `n` is `0`, then it can indicate one of two scenarios:
501     ///
502     /// 1. This reader has reached its "end of file" and will likely no longer
503     ///    be able to produce bytes. Note that this does not mean that the
504     ///    reader will *always* no longer be able to produce bytes.
505     /// 2. The buffer specified was 0 bytes in length.
506     ///
507     /// It is not an error if the returned value `n` is smaller than the buffer size,
508     /// even when the reader is not at the end of the stream yet.
509     /// This may happen for example because fewer bytes are actually available right now
510     /// (e. g. being close to end-of-file) or because read() was interrupted by a signal.
511     ///
512     /// No guarantees are provided about the contents of `buf` when this
513     /// function is called, implementations cannot rely on any property of the
514     /// contents of `buf` being true. It is recommended that *implementations*
515     /// only write data to `buf` instead of reading its contents.
516     ///
517     /// Correspondingly, however, *callers* of this method may not assume any guarantees
518     /// about how the implementation uses `buf`. The trait is safe to implement,
519     /// so it is possible that the code that's supposed to write to the buffer might also read
520     /// from it. It is your responsibility to make sure that `buf` is initialized
521     /// before calling `read`. Calling `read` with an uninitialized `buf` (of the kind one
522     /// obtains via [`MaybeUninit<T>`]) is not safe, and can lead to undefined behavior.
523     ///
524     /// [`MaybeUninit<T>`]: crate::mem::MaybeUninit
525     ///
526     /// # Errors
527     ///
528     /// If this function encounters any form of I/O or other error, an error
529     /// variant will be returned. If an error is returned then it must be
530     /// guaranteed that no bytes were read.
531     ///
532     /// An error of the [`ErrorKind::Interrupted`] kind is non-fatal and the read
533     /// operation should be retried if there is nothing else to do.
534     ///
535     /// # Examples
536     ///
537     /// [`File`]s implement `Read`:
538     ///
539     /// [`Ok(n)`]: Ok
540     /// [`File`]: crate::fs::File
541     ///
542     /// ```no_run
543     /// use std::io;
544     /// use std::io::prelude::*;
545     /// use std::fs::File;
546     ///
547     /// fn main() -> io::Result<()> {
548     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
549     ///     let mut buffer = [0; 10];
550     ///
551     ///     // read up to 10 bytes
552     ///     let n = f.read(&mut buffer[..])?;
553     ///
554     ///     println!("The bytes: {:?}", &buffer[..n]);
555     ///     Ok(())
556     /// }
557     /// ```
558     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
559     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> Result<usize>;
560
561     /// Like `read`, except that it reads into a slice of buffers.
562     ///
563     /// Data is copied to fill each buffer in order, with the final buffer
564     /// written to possibly being only partially filled. This method must
565     /// behave equivalently to a single call to `read` with concatenated
566     /// buffers.
567     ///
568     /// The default implementation calls `read` with either the first nonempty
569     /// buffer provided, or an empty one if none exists.
570     #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
571     fn read_vectored(&mut self, bufs: &mut [IoSliceMut<'_>]) -> Result<usize> {
572         default_read_vectored(|b| self.read(b), bufs)
573     }
574
575     /// Determines if this `Read`er has an efficient `read_vectored`
576     /// implementation.
577     ///
578     /// If a `Read`er does not override the default `read_vectored`
579     /// implementation, code using it may want to avoid the method all together
580     /// and coalesce writes into a single buffer for higher performance.
581     ///
582     /// The default implementation returns `false`.
583     #[unstable(feature = "can_vector", issue = "69941")]
584     fn is_read_vectored(&self) -> bool {
585         false
586     }
587
588     /// Determines if this `Read`er can work with buffers of uninitialized
589     /// memory.
590     ///
591     /// The default implementation returns an initializer which will zero
592     /// buffers.
593     ///
594     /// If a `Read`er guarantees that it can work properly with uninitialized
595     /// memory, it should call [`Initializer::nop()`]. See the documentation for
596     /// [`Initializer`] for details.
597     ///
598     /// The behavior of this method must be independent of the state of the
599     /// `Read`er - the method only takes `&self` so that it can be used through
600     /// trait objects.
601     ///
602     /// # Safety
603     ///
604     /// This method is unsafe because a `Read`er could otherwise return a
605     /// non-zeroing `Initializer` from another `Read` type without an `unsafe`
606     /// block.
607     #[unstable(feature = "read_initializer", issue = "42788")]
608     #[inline]
609     unsafe fn initializer(&self) -> Initializer {
610         Initializer::zeroing()
611     }
612
613     /// Read all bytes until EOF in this source, placing them into `buf`.
614     ///
615     /// All bytes read from this source will be appended to the specified buffer
616     /// `buf`. This function will continuously call [`read()`] to append more data to
617     /// `buf` until [`read()`] returns either [`Ok(0)`] or an error of
618     /// non-[`ErrorKind::Interrupted`] kind.
619     ///
620     /// If successful, this function will return the total number of bytes read.
621     ///
622     /// # Errors
623     ///
624     /// If this function encounters an error of the kind
625     /// [`ErrorKind::Interrupted`] then the error is ignored and the operation
626     /// will continue.
627     ///
628     /// If any other read error is encountered then this function immediately
629     /// returns. Any bytes which have already been read will be appended to
630     /// `buf`.
631     ///
632     /// # Examples
633     ///
634     /// [`File`]s implement `Read`:
635     ///
636     /// [`read()`]: Self::read
637     /// [`Ok(0)`]: Ok
638     /// [`File`]: crate::fs::File
639     ///
640     /// ```no_run
641     /// use std::io;
642     /// use std::io::prelude::*;
643     /// use std::fs::File;
644     ///
645     /// fn main() -> io::Result<()> {
646     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
647     ///     let mut buffer = Vec::new();
648     ///
649     ///     // read the whole file
650     ///     f.read_to_end(&mut buffer)?;
651     ///     Ok(())
652     /// }
653     /// ```
654     ///
655     /// (See also the [`std::fs::read`] convenience function for reading from a
656     /// file.)
657     ///
658     /// [`std::fs::read`]: crate::fs::read
659     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
660     fn read_to_end(&mut self, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
661         read_to_end(self, buf)
662     }
663
664     /// Read all bytes until EOF in this source, appending them to `buf`.
665     ///
666     /// If successful, this function returns the number of bytes which were read
667     /// and appended to `buf`.
668     ///
669     /// # Errors
670     ///
671     /// If the data in this stream is *not* valid UTF-8 then an error is
672     /// returned and `buf` is unchanged.
673     ///
674     /// See [`read_to_end`] for other error semantics.
675     ///
676     /// [`read_to_end`]: Self::read_to_end
677     ///
678     /// # Examples
679     ///
680     /// [`File`]s implement `Read`:
681     ///
682     /// [`File`]: crate::fs::File
683     ///
684     /// ```no_run
685     /// use std::io;
686     /// use std::io::prelude::*;
687     /// use std::fs::File;
688     ///
689     /// fn main() -> io::Result<()> {
690     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
691     ///     let mut buffer = String::new();
692     ///
693     ///     f.read_to_string(&mut buffer)?;
694     ///     Ok(())
695     /// }
696     /// ```
697     ///
698     /// (See also the [`std::fs::read_to_string`] convenience function for
699     /// reading from a file.)
700     ///
701     /// [`std::fs::read_to_string`]: crate::fs::read_to_string
702     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
703     fn read_to_string(&mut self, buf: &mut String) -> Result<usize> {
704         // Note that we do *not* call `.read_to_end()` here. We are passing
705         // `&mut Vec<u8>` (the raw contents of `buf`) into the `read_to_end`
706         // method to fill it up. An arbitrary implementation could overwrite the
707         // entire contents of the vector, not just append to it (which is what
708         // we are expecting).
709         //
710         // To prevent extraneously checking the UTF-8-ness of the entire buffer
711         // we pass it to our hardcoded `read_to_end` implementation which we
712         // know is guaranteed to only read data into the end of the buffer.
713         append_to_string(buf, |b| read_to_end(self, b))
714     }
715
716     /// Read the exact number of bytes required to fill `buf`.
717     ///
718     /// This function reads as many bytes as necessary to completely fill the
719     /// specified buffer `buf`.
720     ///
721     /// No guarantees are provided about the contents of `buf` when this
722     /// function is called, implementations cannot rely on any property of the
723     /// contents of `buf` being true. It is recommended that implementations
724     /// only write data to `buf` instead of reading its contents. The
725     /// documentation on [`read`] has a more detailed explanation on this
726     /// subject.
727     ///
728     /// # Errors
729     ///
730     /// If this function encounters an error of the kind
731     /// [`ErrorKind::Interrupted`] then the error is ignored and the operation
732     /// will continue.
733     ///
734     /// If this function encounters an "end of file" before completely filling
735     /// the buffer, it returns an error of the kind [`ErrorKind::UnexpectedEof`].
736     /// The contents of `buf` are unspecified in this case.
737     ///
738     /// If any other read error is encountered then this function immediately
739     /// returns. The contents of `buf` are unspecified in this case.
740     ///
741     /// If this function returns an error, it is unspecified how many bytes it
742     /// has read, but it will never read more than would be necessary to
743     /// completely fill the buffer.
744     ///
745     /// # Examples
746     ///
747     /// [`File`]s implement `Read`:
748     ///
749     /// [`read`]: Self::read
750     /// [`File`]: crate::fs::File
751     ///
752     /// ```no_run
753     /// use std::io;
754     /// use std::io::prelude::*;
755     /// use std::fs::File;
756     ///
757     /// fn main() -> io::Result<()> {
758     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
759     ///     let mut buffer = [0; 10];
760     ///
761     ///     // read exactly 10 bytes
762     ///     f.read_exact(&mut buffer)?;
763     ///     Ok(())
764     /// }
765     /// ```
766     #[stable(feature = "read_exact", since = "1.6.0")]
767     fn read_exact(&mut self, mut buf: &mut [u8]) -> Result<()> {
768         while !buf.is_empty() {
769             match self.read(buf) {
770                 Ok(0) => break,
771                 Ok(n) => {
772                     let tmp = buf;
773                     buf = &mut tmp[n..];
774                 }
775                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => {}
776                 Err(e) => return Err(e),
777             }
778         }
779         if !buf.is_empty() {
780             Err(Error::new(ErrorKind::UnexpectedEof, "failed to fill whole buffer"))
781         } else {
782             Ok(())
783         }
784     }
785
786     /// Creates a "by reference" adaptor for this instance of `Read`.
787     ///
788     /// The returned adaptor also implements `Read` and will simply borrow this
789     /// current reader.
790     ///
791     /// # Examples
792     ///
793     /// [`File`]s implement `Read`:
794     ///
795     /// [`File`]: crate::fs::File
796     ///
797     /// ```no_run
798     /// use std::io;
799     /// use std::io::Read;
800     /// use std::fs::File;
801     ///
802     /// fn main() -> io::Result<()> {
803     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
804     ///     let mut buffer = Vec::new();
805     ///     let mut other_buffer = Vec::new();
806     ///
807     ///     {
808     ///         let reference = f.by_ref();
809     ///
810     ///         // read at most 5 bytes
811     ///         reference.take(5).read_to_end(&mut buffer)?;
812     ///
813     ///     } // drop our &mut reference so we can use f again
814     ///
815     ///     // original file still usable, read the rest
816     ///     f.read_to_end(&mut other_buffer)?;
817     ///     Ok(())
818     /// }
819     /// ```
820     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
821     fn by_ref(&mut self) -> &mut Self
822     where
823         Self: Sized,
824     {
825         self
826     }
827
828     /// Transforms this `Read` instance to an [`Iterator`] over its bytes.
829     ///
830     /// The returned type implements [`Iterator`] where the `Item` is
831     /// [`Result`]`<`[`u8`]`, `[`io::Error`]`>`.
832     /// The yielded item is [`Ok`] if a byte was successfully read and [`Err`]
833     /// otherwise. EOF is mapped to returning [`None`] from this iterator.
834     ///
835     /// # Examples
836     ///
837     /// [`File`]s implement `Read`:
838     ///
839     /// [`File`]: crate::fs::File
840     /// [`Result`]: crate::result::Result
841     /// [`io::Error`]: self::Error
842     ///
843     /// ```no_run
844     /// use std::io;
845     /// use std::io::prelude::*;
846     /// use std::fs::File;
847     ///
848     /// fn main() -> io::Result<()> {
849     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
850     ///
851     ///     for byte in f.bytes() {
852     ///         println!("{}", byte.unwrap());
853     ///     }
854     ///     Ok(())
855     /// }
856     /// ```
857     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
858     fn bytes(self) -> Bytes<Self>
859     where
860         Self: Sized,
861     {
862         Bytes { inner: self }
863     }
864
865     /// Creates an adaptor which will chain this stream with another.
866     ///
867     /// The returned `Read` instance will first read all bytes from this object
868     /// until EOF is encountered. Afterwards the output is equivalent to the
869     /// output of `next`.
870     ///
871     /// # Examples
872     ///
873     /// [`File`]s implement `Read`:
874     ///
875     /// [`File`]: crate::fs::File
876     ///
877     /// ```no_run
878     /// use std::io;
879     /// use std::io::prelude::*;
880     /// use std::fs::File;
881     ///
882     /// fn main() -> io::Result<()> {
883     ///     let mut f1 = File::open("foo.txt")?;
884     ///     let mut f2 = File::open("bar.txt")?;
885     ///
886     ///     let mut handle = f1.chain(f2);
887     ///     let mut buffer = String::new();
888     ///
889     ///     // read the value into a String. We could use any Read method here,
890     ///     // this is just one example.
891     ///     handle.read_to_string(&mut buffer)?;
892     ///     Ok(())
893     /// }
894     /// ```
895     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
896     fn chain<R: Read>(self, next: R) -> Chain<Self, R>
897     where
898         Self: Sized,
899     {
900         Chain { first: self, second: next, done_first: false }
901     }
902
903     /// Creates an adaptor which will read at most `limit` bytes from it.
904     ///
905     /// This function returns a new instance of `Read` which will read at most
906     /// `limit` bytes, after which it will always return EOF ([`Ok(0)`]). Any
907     /// read errors will not count towards the number of bytes read and future
908     /// calls to [`read()`] may succeed.
909     ///
910     /// # Examples
911     ///
912     /// [`File`]s implement `Read`:
913     ///
914     /// [`File`]: crate::fs::File
915     /// [`Ok(0)`]: Ok
916     /// [`read()`]: Read::read
917     ///
918     /// ```no_run
919     /// use std::io;
920     /// use std::io::prelude::*;
921     /// use std::fs::File;
922     ///
923     /// fn main() -> io::Result<()> {
924     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
925     ///     let mut buffer = [0; 5];
926     ///
927     ///     // read at most five bytes
928     ///     let mut handle = f.take(5);
929     ///
930     ///     handle.read(&mut buffer)?;
931     ///     Ok(())
932     /// }
933     /// ```
934     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
935     fn take(self, limit: u64) -> Take<Self>
936     where
937         Self: Sized,
938     {
939         Take { inner: self, limit }
940     }
941 }
942
943 /// A buffer type used with `Read::read_vectored`.
944 ///
945 /// It is semantically a wrapper around an `&mut [u8]`, but is guaranteed to be
946 /// ABI compatible with the `iovec` type on Unix platforms and `WSABUF` on
947 /// Windows.
948 #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
949 #[repr(transparent)]
950 pub struct IoSliceMut<'a>(sys::io::IoSliceMut<'a>);
951
952 #[stable(feature = "iovec-send-sync", since = "1.44.0")]
953 unsafe impl<'a> Send for IoSliceMut<'a> {}
954
955 #[stable(feature = "iovec-send-sync", since = "1.44.0")]
956 unsafe impl<'a> Sync for IoSliceMut<'a> {}
957
958 #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
959 impl<'a> fmt::Debug for IoSliceMut<'a> {
960     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
961         fmt::Debug::fmt(self.0.as_slice(), fmt)
962     }
963 }
964
965 impl<'a> IoSliceMut<'a> {
966     /// Creates a new `IoSliceMut` wrapping a byte slice.
967     ///
968     /// # Panics
969     ///
970     /// Panics on Windows if the slice is larger than 4GB.
971     #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
972     #[inline]
973     pub fn new(buf: &'a mut [u8]) -> IoSliceMut<'a> {
974         IoSliceMut(sys::io::IoSliceMut::new(buf))
975     }
976
977     /// Advance the internal cursor of the slice.
978     ///
979     /// # Notes
980     ///
981     /// Elements in the slice may be modified if the cursor is not advanced to
982     /// the end of the slice. For example if we have a slice of buffers with 2
983     /// `IoSliceMut`s, both of length 8, and we advance the cursor by 10 bytes
984     /// the first `IoSliceMut` will be untouched however the second will be
985     /// modified to remove the first 2 bytes (10 - 8).
986     ///
987     /// # Examples
988     ///
989     /// ```
990     /// #![feature(io_slice_advance)]
991     ///
992     /// use std::io::IoSliceMut;
993     /// use std::ops::Deref;
994     ///
995     /// let mut buf1 = [1; 8];
996     /// let mut buf2 = [2; 16];
997     /// let mut buf3 = [3; 8];
998     /// let mut bufs = &mut [
999     ///     IoSliceMut::new(&mut buf1),
1000     ///     IoSliceMut::new(&mut buf2),
1001     ///     IoSliceMut::new(&mut buf3),
1002     /// ][..];
1003     ///
1004     /// // Mark 10 bytes as read.
1005     /// bufs = IoSliceMut::advance(bufs, 10);
1006     /// assert_eq!(bufs[0].deref(), [2; 14].as_ref());
1007     /// assert_eq!(bufs[1].deref(), [3; 8].as_ref());
1008     /// ```
1009     #[unstable(feature = "io_slice_advance", issue = "62726")]
1010     #[inline]
1011     pub fn advance<'b>(bufs: &'b mut [IoSliceMut<'a>], n: usize) -> &'b mut [IoSliceMut<'a>] {
1012         // Number of buffers to remove.
1013         let mut remove = 0;
1014         // Total length of all the to be removed buffers.
1015         let mut accumulated_len = 0;
1016         for buf in bufs.iter() {
1017             if accumulated_len + buf.len() > n {
1018                 break;
1019             } else {
1020                 accumulated_len += buf.len();
1021                 remove += 1;
1022             }
1023         }
1024
1025         let bufs = &mut bufs[remove..];
1026         if !bufs.is_empty() {
1027             bufs[0].0.advance(n - accumulated_len)
1028         }
1029         bufs
1030     }
1031 }
1032
1033 #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
1034 impl<'a> Deref for IoSliceMut<'a> {
1035     type Target = [u8];
1036
1037     #[inline]
1038     fn deref(&self) -> &[u8] {
1039         self.0.as_slice()
1040     }
1041 }
1042
1043 #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
1044 impl<'a> DerefMut for IoSliceMut<'a> {
1045     #[inline]
1046     fn deref_mut(&mut self) -> &mut [u8] {
1047         self.0.as_mut_slice()
1048     }
1049 }
1050
1051 /// A buffer type used with `Write::write_vectored`.
1052 ///
1053 /// It is semantically a wrapper around an `&[u8]`, but is guaranteed to be
1054 /// ABI compatible with the `iovec` type on Unix platforms and `WSABUF` on
1055 /// Windows.
1056 #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
1057 #[derive(Copy, Clone)]
1058 #[repr(transparent)]
1059 pub struct IoSlice<'a>(sys::io::IoSlice<'a>);
1060
1061 #[stable(feature = "iovec-send-sync", since = "1.44.0")]
1062 unsafe impl<'a> Send for IoSlice<'a> {}
1063
1064 #[stable(feature = "iovec-send-sync", since = "1.44.0")]
1065 unsafe impl<'a> Sync for IoSlice<'a> {}
1066
1067 #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
1068 impl<'a> fmt::Debug for IoSlice<'a> {
1069     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
1070         fmt::Debug::fmt(self.0.as_slice(), fmt)
1071     }
1072 }
1073
1074 impl<'a> IoSlice<'a> {
1075     /// Creates a new `IoSlice` wrapping a byte slice.
1076     ///
1077     /// # Panics
1078     ///
1079     /// Panics on Windows if the slice is larger than 4GB.
1080     #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
1081     #[inline]
1082     pub fn new(buf: &'a [u8]) -> IoSlice<'a> {
1083         IoSlice(sys::io::IoSlice::new(buf))
1084     }
1085
1086     /// Advance the internal cursor of the slice.
1087     ///
1088     /// # Notes
1089     ///
1090     /// Elements in the slice may be modified if the cursor is not advanced to
1091     /// the end of the slice. For example if we have a slice of buffers with 2
1092     /// `IoSlice`s, both of length 8, and we advance the cursor by 10 bytes the
1093     /// first `IoSlice` will be untouched however the second will be modified to
1094     /// remove the first 2 bytes (10 - 8).
1095     ///
1096     /// # Examples
1097     ///
1098     /// ```
1099     /// #![feature(io_slice_advance)]
1100     ///
1101     /// use std::io::IoSlice;
1102     /// use std::ops::Deref;
1103     ///
1104     /// let buf1 = [1; 8];
1105     /// let buf2 = [2; 16];
1106     /// let buf3 = [3; 8];
1107     /// let mut bufs = &mut [
1108     ///     IoSlice::new(&buf1),
1109     ///     IoSlice::new(&buf2),
1110     ///     IoSlice::new(&buf3),
1111     /// ][..];
1112     ///
1113     /// // Mark 10 bytes as written.
1114     /// bufs = IoSlice::advance(bufs, 10);
1115     /// assert_eq!(bufs[0].deref(), [2; 14].as_ref());
1116     /// assert_eq!(bufs[1].deref(), [3; 8].as_ref());
1117     #[unstable(feature = "io_slice_advance", issue = "62726")]
1118     #[inline]
1119     pub fn advance<'b>(bufs: &'b mut [IoSlice<'a>], n: usize) -> &'b mut [IoSlice<'a>] {
1120         // Number of buffers to remove.
1121         let mut remove = 0;
1122         // Total length of all the to be removed buffers.
1123         let mut accumulated_len = 0;
1124         for buf in bufs.iter() {
1125             if accumulated_len + buf.len() > n {
1126                 break;
1127             } else {
1128                 accumulated_len += buf.len();
1129                 remove += 1;
1130             }
1131         }
1132
1133         let bufs = &mut bufs[remove..];
1134         if !bufs.is_empty() {
1135             bufs[0].0.advance(n - accumulated_len)
1136         }
1137         bufs
1138     }
1139 }
1140
1141 #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
1142 impl<'a> Deref for IoSlice<'a> {
1143     type Target = [u8];
1144
1145     #[inline]
1146     fn deref(&self) -> &[u8] {
1147         self.0.as_slice()
1148     }
1149 }
1150
1151 /// A type used to conditionally initialize buffers passed to `Read` methods.
1152 #[unstable(feature = "read_initializer", issue = "42788")]
1153 #[derive(Debug)]
1154 pub struct Initializer(bool);
1155
1156 impl Initializer {
1157     /// Returns a new `Initializer` which will zero out buffers.
1158     #[unstable(feature = "read_initializer", issue = "42788")]
1159     #[inline]
1160     pub fn zeroing() -> Initializer {
1161         Initializer(true)
1162     }
1163
1164     /// Returns a new `Initializer` which will not zero out buffers.
1165     ///
1166     /// # Safety
1167     ///
1168     /// This may only be called by `Read`ers which guarantee that they will not
1169     /// read from buffers passed to `Read` methods, and that the return value of
1170     /// the method accurately reflects the number of bytes that have been
1171     /// written to the head of the buffer.
1172     #[unstable(feature = "read_initializer", issue = "42788")]
1173     #[inline]
1174     pub unsafe fn nop() -> Initializer {
1175         Initializer(false)
1176     }
1177
1178     /// Indicates if a buffer should be initialized.
1179     #[unstable(feature = "read_initializer", issue = "42788")]
1180     #[inline]
1181     pub fn should_initialize(&self) -> bool {
1182         self.0
1183     }
1184
1185     /// Initializes a buffer if necessary.
1186     #[unstable(feature = "read_initializer", issue = "42788")]
1187     #[inline]
1188     pub fn initialize(&self, buf: &mut [u8]) {
1189         if self.should_initialize() {
1190             unsafe { ptr::write_bytes(buf.as_mut_ptr(), 0, buf.len()) }
1191         }
1192     }
1193 }
1194
1195 /// A trait for objects which are byte-oriented sinks.
1196 ///
1197 /// Implementors of the `Write` trait are sometimes called 'writers'.
1198 ///
1199 /// Writers are defined by two required methods, [`write`] and [`flush`]:
1200 ///
1201 /// * The [`write`] method will attempt to write some data into the object,
1202 ///   returning how many bytes were successfully written.
1203 ///
1204 /// * The [`flush`] method is useful for adaptors and explicit buffers
1205 ///   themselves for ensuring that all buffered data has been pushed out to the
1206 ///   'true sink'.
1207 ///
1208 /// Writers are intended to be composable with one another. Many implementors
1209 /// throughout [`std::io`] take and provide types which implement the `Write`
1210 /// trait.
1211 ///
1212 /// [`write`]: Self::write
1213 /// [`flush`]: Self::flush
1214 /// [`std::io`]: self
1215 ///
1216 /// # Examples
1217 ///
1218 /// ```no_run
1219 /// use std::io::prelude::*;
1220 /// use std::fs::File;
1221 ///
1222 /// fn main() -> std::io::Result<()> {
1223 ///     let data = b"some bytes";
1224 ///
1225 ///     let mut pos = 0;
1226 ///     let mut buffer = File::create("foo.txt")?;
1227 ///
1228 ///     while pos < data.len() {
1229 ///         let bytes_written = buffer.write(&data[pos..])?;
1230 ///         pos += bytes_written;
1231 ///     }
1232 ///     Ok(())
1233 /// }
1234 /// ```
1235 ///
1236 /// The trait also provides convenience methods like [`write_all`], which calls
1237 /// `write` in a loop until its entire input has been written.
1238 ///
1239 /// [`write_all`]: Self::write_all
1240 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1241 #[doc(spotlight)]
1242 pub trait Write {
1243     /// Write a buffer into this writer, returning how many bytes were written.
1244     ///
1245     /// This function will attempt to write the entire contents of `buf`, but
1246     /// the entire write may not succeed, or the write may also generate an
1247     /// error. A call to `write` represents *at most one* attempt to write to
1248     /// any wrapped object.
1249     ///
1250     /// Calls to `write` are not guaranteed to block waiting for data to be
1251     /// written, and a write which would otherwise block can be indicated through
1252     /// an [`Err`] variant.
1253     ///
1254     /// If the return value is [`Ok(n)`] then it must be guaranteed that
1255     /// `n <= buf.len()`. A return value of `0` typically means that the
1256     /// underlying object is no longer able to accept bytes and will likely not
1257     /// be able to in the future as well, or that the buffer provided is empty.
1258     ///
1259     /// # Errors
1260     ///
1261     /// Each call to `write` may generate an I/O error indicating that the
1262     /// operation could not be completed. If an error is returned then no bytes
1263     /// in the buffer were written to this writer.
1264     ///
1265     /// It is **not** considered an error if the entire buffer could not be
1266     /// written to this writer.
1267     ///
1268     /// An error of the [`ErrorKind::Interrupted`] kind is non-fatal and the
1269     /// write operation should be retried if there is nothing else to do.
1270     ///
1271     /// # Examples
1272     ///
1273     /// ```no_run
1274     /// use std::io::prelude::*;
1275     /// use std::fs::File;
1276     ///
1277     /// fn main() -> std::io::Result<()> {
1278     ///     let mut buffer = File::create("foo.txt")?;
1279     ///
1280     ///     // Writes some prefix of the byte string, not necessarily all of it.
1281     ///     buffer.write(b"some bytes")?;
1282     ///     Ok(())
1283     /// }
1284     /// ```
1285     ///
1286     /// [`Ok(n)`]: Ok
1287     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1288     fn write(&mut self, buf: &[u8]) -> Result<usize>;
1289
1290     /// Like [`write`], except that it writes from a slice of buffers.
1291     ///
1292     /// Data is copied from each buffer in order, with the final buffer
1293     /// read from possibly being only partially consumed. This method must
1294     /// behave as a call to [`write`] with the buffers concatenated would.
1295     ///
1296     /// The default implementation calls [`write`] with either the first nonempty
1297     /// buffer provided, or an empty one if none exists.
1298     ///
1299     /// [`write`]: Self::write
1300     #[stable(feature = "iovec", since = "1.36.0")]
1301     fn write_vectored(&mut self, bufs: &[IoSlice<'_>]) -> Result<usize> {
1302         default_write_vectored(|b| self.write(b), bufs)
1303     }
1304
1305     /// Determines if this `Write`er has an efficient [`write_vectored`]
1306     /// implementation.
1307     ///
1308     /// If a `Write`er does not override the default [`write_vectored`]
1309     /// implementation, code using it may want to avoid the method all together
1310     /// and coalesce writes into a single buffer for higher performance.
1311     ///
1312     /// The default implementation returns `false`.
1313     ///
1314     /// [`write_vectored`]: Self::write_vectored
1315     #[unstable(feature = "can_vector", issue = "69941")]
1316     fn is_write_vectored(&self) -> bool {
1317         false
1318     }
1319
1320     /// Flush this output stream, ensuring that all intermediately buffered
1321     /// contents reach their destination.
1322     ///
1323     /// # Errors
1324     ///
1325     /// It is considered an error if not all bytes could be written due to
1326     /// I/O errors or EOF being reached.
1327     ///
1328     /// # Examples
1329     ///
1330     /// ```no_run
1331     /// use std::io::prelude::*;
1332     /// use std::io::BufWriter;
1333     /// use std::fs::File;
1334     ///
1335     /// fn main() -> std::io::Result<()> {
1336     ///     let mut buffer = BufWriter::new(File::create("foo.txt")?);
1337     ///
1338     ///     buffer.write_all(b"some bytes")?;
1339     ///     buffer.flush()?;
1340     ///     Ok(())
1341     /// }
1342     /// ```
1343     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1344     fn flush(&mut self) -> Result<()>;
1345
1346     /// Attempts to write an entire buffer into this writer.
1347     ///
1348     /// This method will continuously call [`write`] until there is no more data
1349     /// to be written or an error of non-[`ErrorKind::Interrupted`] kind is
1350     /// returned. This method will not return until the entire buffer has been
1351     /// successfully written or such an error occurs. The first error that is
1352     /// not of [`ErrorKind::Interrupted`] kind generated from this method will be
1353     /// returned.
1354     ///
1355     /// If the buffer contains no data, this will never call [`write`].
1356     ///
1357     /// # Errors
1358     ///
1359     /// This function will return the first error of
1360     /// non-[`ErrorKind::Interrupted`] kind that [`write`] returns.
1361     ///
1362     /// [`write`]: Self::write
1363     ///
1364     /// # Examples
1365     ///
1366     /// ```no_run
1367     /// use std::io::prelude::*;
1368     /// use std::fs::File;
1369     ///
1370     /// fn main() -> std::io::Result<()> {
1371     ///     let mut buffer = File::create("foo.txt")?;
1372     ///
1373     ///     buffer.write_all(b"some bytes")?;
1374     ///     Ok(())
1375     /// }
1376     /// ```
1377     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1378     fn write_all(&mut self, mut buf: &[u8]) -> Result<()> {
1379         while !buf.is_empty() {
1380             match self.write(buf) {
1381                 Ok(0) => {
1382                     return Err(Error::new(ErrorKind::WriteZero, "failed to write whole buffer"));
1383                 }
1384                 Ok(n) => buf = &buf[n..],
1385                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => {}
1386                 Err(e) => return Err(e),
1387             }
1388         }
1389         Ok(())
1390     }
1391
1392     /// Attempts to write multiple buffers into this writer.
1393     ///
1394     /// This method will continuously call [`write_vectored`] until there is no
1395     /// more data to be written or an error of non-[`ErrorKind::Interrupted`]
1396     /// kind is returned. This method will not return until all buffers have
1397     /// been successfully written or such an error occurs. The first error that
1398     /// is not of [`ErrorKind::Interrupted`] kind generated from this method
1399     /// will be returned.
1400     ///
1401     /// If the buffer contains no data, this will never call [`write_vectored`].
1402     ///
1403     /// [`write_vectored`]: Self::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     /// # Examples
1419     ///
1420     /// ```
1421     /// #![feature(write_all_vectored)]
1422     /// # fn main() -> std::io::Result<()> {
1423     ///
1424     /// use std::io::{Write, IoSlice};
1425     ///
1426     /// let mut writer = Vec::new();
1427     /// let bufs = &mut [
1428     ///     IoSlice::new(&[1]),
1429     ///     IoSlice::new(&[2, 3]),
1430     ///     IoSlice::new(&[4, 5, 6]),
1431     /// ];
1432     ///
1433     /// writer.write_all_vectored(bufs)?;
1434     /// // Note: the contents of `bufs` is now undefined, see the Notes section.
1435     ///
1436     /// assert_eq!(writer, &[1, 2, 3, 4, 5, 6]);
1437     /// # Ok(()) }
1438     /// ```
1439     #[unstable(feature = "write_all_vectored", issue = "70436")]
1440     fn write_all_vectored(&mut self, mut bufs: &mut [IoSlice<'_>]) -> Result<()> {
1441         // Guarantee that bufs is empty if it contains no data,
1442         // to avoid calling write_vectored if there is no data to be written.
1443         bufs = IoSlice::advance(bufs, 0);
1444         while !bufs.is_empty() {
1445             match self.write_vectored(bufs) {
1446                 Ok(0) => {
1447                     return Err(Error::new(ErrorKind::WriteZero, "failed to write whole buffer"));
1448                 }
1449                 Ok(n) => bufs = IoSlice::advance(bufs, n),
1450                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => {}
1451                 Err(e) => return Err(e),
1452             }
1453         }
1454         Ok(())
1455     }
1456
1457     /// Writes a formatted string into this writer, returning any error
1458     /// encountered.
1459     ///
1460     /// This method is primarily used to interface with the
1461     /// [`format_args!()`] macro, but it is rare that this should
1462     /// explicitly be called. The [`write!()`] macro should be favored to
1463     /// invoke this method instead.
1464     ///
1465     /// This function internally uses the [`write_all`] method on
1466     /// this trait and hence will continuously write data so long as no errors
1467     /// are received. This also means that partial writes are not indicated in
1468     /// this signature.
1469     ///
1470     /// [`write_all`]: Self::write_all
1471     ///
1472     /// # Errors
1473     ///
1474     /// This function will return any I/O error reported while formatting.
1475     ///
1476     /// # Examples
1477     ///
1478     /// ```no_run
1479     /// use std::io::prelude::*;
1480     /// use std::fs::File;
1481     ///
1482     /// fn main() -> std::io::Result<()> {
1483     ///     let mut buffer = File::create("foo.txt")?;
1484     ///
1485     ///     // this call
1486     ///     write!(buffer, "{:.*}", 2, 1.234567)?;
1487     ///     // turns into this:
1488     ///     buffer.write_fmt(format_args!("{:.*}", 2, 1.234567))?;
1489     ///     Ok(())
1490     /// }
1491     /// ```
1492     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1493     fn write_fmt(&mut self, fmt: fmt::Arguments<'_>) -> Result<()> {
1494         // Create a shim which translates a Write to a fmt::Write and saves
1495         // off I/O errors. instead of discarding them
1496         struct Adaptor<'a, T: ?Sized + 'a> {
1497             inner: &'a mut T,
1498             error: Result<()>,
1499         }
1500
1501         impl<T: Write + ?Sized> fmt::Write for Adaptor<'_, T> {
1502             fn write_str(&mut self, s: &str) -> fmt::Result {
1503                 match self.inner.write_all(s.as_bytes()) {
1504                     Ok(()) => Ok(()),
1505                     Err(e) => {
1506                         self.error = Err(e);
1507                         Err(fmt::Error)
1508                     }
1509                 }
1510             }
1511         }
1512
1513         let mut output = Adaptor { inner: self, error: Ok(()) };
1514         match fmt::write(&mut output, fmt) {
1515             Ok(()) => Ok(()),
1516             Err(..) => {
1517                 // check if the error came from the underlying `Write` or not
1518                 if output.error.is_err() {
1519                     output.error
1520                 } else {
1521                     Err(Error::new(ErrorKind::Other, "formatter error"))
1522                 }
1523             }
1524         }
1525     }
1526
1527     /// Creates a "by reference" adaptor for this instance of `Write`.
1528     ///
1529     /// The returned adaptor also implements `Write` and will simply borrow this
1530     /// current writer.
1531     ///
1532     /// # Examples
1533     ///
1534     /// ```no_run
1535     /// use std::io::Write;
1536     /// use std::fs::File;
1537     ///
1538     /// fn main() -> std::io::Result<()> {
1539     ///     let mut buffer = File::create("foo.txt")?;
1540     ///
1541     ///     let reference = buffer.by_ref();
1542     ///
1543     ///     // we can use reference just like our original buffer
1544     ///     reference.write_all(b"some bytes")?;
1545     ///     Ok(())
1546     /// }
1547     /// ```
1548     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1549     fn by_ref(&mut self) -> &mut Self
1550     where
1551         Self: Sized,
1552     {
1553         self
1554     }
1555 }
1556
1557 /// The `Seek` trait provides a cursor which can be moved within a stream of
1558 /// bytes.
1559 ///
1560 /// The stream typically has a fixed size, allowing seeking relative to either
1561 /// end or the current offset.
1562 ///
1563 /// # Examples
1564 ///
1565 /// [`File`]s implement `Seek`:
1566 ///
1567 /// [`File`]: crate::fs::File
1568 ///
1569 /// ```no_run
1570 /// use std::io;
1571 /// use std::io::prelude::*;
1572 /// use std::fs::File;
1573 /// use std::io::SeekFrom;
1574 ///
1575 /// fn main() -> io::Result<()> {
1576 ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
1577 ///
1578 ///     // move the cursor 42 bytes from the start of the file
1579 ///     f.seek(SeekFrom::Start(42))?;
1580 ///     Ok(())
1581 /// }
1582 /// ```
1583 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1584 pub trait Seek {
1585     /// Seek to an offset, in bytes, in a stream.
1586     ///
1587     /// A seek beyond the end of a stream is allowed, but behavior is defined
1588     /// by the implementation.
1589     ///
1590     /// If the seek operation completed successfully,
1591     /// this method returns the new position from the start of the stream.
1592     /// That position can be used later with [`SeekFrom::Start`].
1593     ///
1594     /// # Errors
1595     ///
1596     /// Seeking to a negative offset is considered an error.
1597     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1598     fn seek(&mut self, pos: SeekFrom) -> Result<u64>;
1599
1600     /// Returns the length of this stream (in bytes).
1601     ///
1602     /// This method is implemented using up to three seek operations. If this
1603     /// method returns successfully, the seek position is unchanged (i.e. the
1604     /// position before calling this method is the same as afterwards).
1605     /// However, if this method returns an error, the seek position is
1606     /// unspecified.
1607     ///
1608     /// If you need to obtain the length of *many* streams and you don't care
1609     /// about the seek position afterwards, you can reduce the number of seek
1610     /// operations by simply calling `seek(SeekFrom::End(0))` and using its
1611     /// return value (it is also the stream length).
1612     ///
1613     /// Note that length of a stream can change over time (for example, when
1614     /// data is appended to a file). So calling this method multiple times does
1615     /// not necessarily return the same length each time.
1616     ///
1617     /// # Example
1618     ///
1619     /// ```no_run
1620     /// #![feature(seek_convenience)]
1621     /// use std::{
1622     ///     io::{self, Seek},
1623     ///     fs::File,
1624     /// };
1625     ///
1626     /// fn main() -> io::Result<()> {
1627     ///     let mut f = File::open("foo.txt")?;
1628     ///
1629     ///     let len = f.stream_len()?;
1630     ///     println!("The file is currently {} bytes long", len);
1631     ///     Ok(())
1632     /// }
1633     /// ```
1634     #[unstable(feature = "seek_convenience", issue = "59359")]
1635     fn stream_len(&mut self) -> Result<u64> {
1636         let old_pos = self.stream_position()?;
1637         let len = self.seek(SeekFrom::End(0))?;
1638
1639         // Avoid seeking a third time when we were already at the end of the
1640         // stream. The branch is usually way cheaper than a seek operation.
1641         if old_pos != len {
1642             self.seek(SeekFrom::Start(old_pos))?;
1643         }
1644
1645         Ok(len)
1646     }
1647
1648     /// Returns the current seek position from the start of the stream.
1649     ///
1650     /// This is equivalent to `self.seek(SeekFrom::Current(0))`.
1651     ///
1652     /// # Example
1653     ///
1654     /// ```no_run
1655     /// #![feature(seek_convenience)]
1656     /// use std::{
1657     ///     io::{self, BufRead, BufReader, Seek},
1658     ///     fs::File,
1659     /// };
1660     ///
1661     /// fn main() -> io::Result<()> {
1662     ///     let mut f = BufReader::new(File::open("foo.txt")?);
1663     ///
1664     ///     let before = f.stream_position()?;
1665     ///     f.read_line(&mut String::new())?;
1666     ///     let after = f.stream_position()?;
1667     ///
1668     ///     println!("The first line was {} bytes long", after - before);
1669     ///     Ok(())
1670     /// }
1671     /// ```
1672     #[unstable(feature = "seek_convenience", issue = "59359")]
1673     fn stream_position(&mut self) -> Result<u64> {
1674         self.seek(SeekFrom::Current(0))
1675     }
1676 }
1677
1678 /// Enumeration of possible methods to seek within an I/O object.
1679 ///
1680 /// It is used by the [`Seek`] trait.
1681 #[derive(Copy, PartialEq, Eq, Clone, Debug)]
1682 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1683 pub enum SeekFrom {
1684     /// Sets the offset to the provided number of bytes.
1685     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1686     Start(#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] u64),
1687
1688     /// Sets the offset to the size of this object plus the specified number of
1689     /// bytes.
1690     ///
1691     /// It is possible to seek beyond the end of an object, but it's an error to
1692     /// seek before byte 0.
1693     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1694     End(#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] i64),
1695
1696     /// Sets the offset to the current position plus the specified number of
1697     /// bytes.
1698     ///
1699     /// It is possible to seek beyond the end of an object, but it's an error to
1700     /// seek before byte 0.
1701     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1702     Current(#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] i64),
1703 }
1704
1705 fn read_until<R: BufRead + ?Sized>(r: &mut R, delim: u8, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
1706     let mut read = 0;
1707     loop {
1708         let (done, used) = {
1709             let available = match r.fill_buf() {
1710                 Ok(n) => n,
1711                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => continue,
1712                 Err(e) => return Err(e),
1713             };
1714             match memchr::memchr(delim, available) {
1715                 Some(i) => {
1716                     buf.extend_from_slice(&available[..=i]);
1717                     (true, i + 1)
1718                 }
1719                 None => {
1720                     buf.extend_from_slice(available);
1721                     (false, available.len())
1722                 }
1723             }
1724         };
1725         r.consume(used);
1726         read += used;
1727         if done || used == 0 {
1728             return Ok(read);
1729         }
1730     }
1731 }
1732
1733 /// A `BufRead` is a type of `Read`er which has an internal buffer, allowing it
1734 /// to perform extra ways of reading.
1735 ///
1736 /// For example, reading line-by-line is inefficient without using a buffer, so
1737 /// if you want to read by line, you'll need `BufRead`, which includes a
1738 /// [`read_line`] method as well as a [`lines`] iterator.
1739 ///
1740 /// # Examples
1741 ///
1742 /// A locked standard input implements `BufRead`:
1743 ///
1744 /// ```no_run
1745 /// use std::io;
1746 /// use std::io::prelude::*;
1747 ///
1748 /// let stdin = io::stdin();
1749 /// for line in stdin.lock().lines() {
1750 ///     println!("{}", line.unwrap());
1751 /// }
1752 /// ```
1753 ///
1754 /// If you have something that implements [`Read`], you can use the [`BufReader`
1755 /// type][`BufReader`] to turn it into a `BufRead`.
1756 ///
1757 /// For example, [`File`] implements [`Read`], but not `BufRead`.
1758 /// [`BufReader`] to the rescue!
1759 ///
1760 /// [`File`]: crate::fs::File
1761 /// [`read_line`]: Self::read_line
1762 /// [`lines`]: Self::lines
1763 ///
1764 /// ```no_run
1765 /// use std::io::{self, BufReader};
1766 /// use std::io::prelude::*;
1767 /// use std::fs::File;
1768 ///
1769 /// fn main() -> io::Result<()> {
1770 ///     let f = File::open("foo.txt")?;
1771 ///     let f = BufReader::new(f);
1772 ///
1773 ///     for line in f.lines() {
1774 ///         println!("{}", line.unwrap());
1775 ///     }
1776 ///
1777 ///     Ok(())
1778 /// }
1779 /// ```
1780 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1781 pub trait BufRead: Read {
1782     /// Returns the contents of the internal buffer, filling it with more data
1783     /// from the inner reader if it is empty.
1784     ///
1785     /// This function is a lower-level call. It needs to be paired with the
1786     /// [`consume`] method to function properly. When calling this
1787     /// method, none of the contents will be "read" in the sense that later
1788     /// calling `read` may return the same contents. As such, [`consume`] must
1789     /// be called with the number of bytes that are consumed from this buffer to
1790     /// ensure that the bytes are never returned twice.
1791     ///
1792     /// [`consume`]: Self::consume
1793     ///
1794     /// An empty buffer returned indicates that the stream has reached EOF.
1795     ///
1796     /// # Errors
1797     ///
1798     /// This function will return an I/O error if the underlying reader was
1799     /// read, but returned an error.
1800     ///
1801     /// # Examples
1802     ///
1803     /// A locked standard input implements `BufRead`:
1804     ///
1805     /// ```no_run
1806     /// use std::io;
1807     /// use std::io::prelude::*;
1808     ///
1809     /// let stdin = io::stdin();
1810     /// let mut stdin = stdin.lock();
1811     ///
1812     /// let buffer = stdin.fill_buf().unwrap();
1813     ///
1814     /// // work with buffer
1815     /// println!("{:?}", buffer);
1816     ///
1817     /// // ensure the bytes we worked with aren't returned again later
1818     /// let length = buffer.len();
1819     /// stdin.consume(length);
1820     /// ```
1821     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1822     fn fill_buf(&mut self) -> Result<&[u8]>;
1823
1824     /// Tells this buffer that `amt` bytes have been consumed from the buffer,
1825     /// so they should no longer be returned in calls to `read`.
1826     ///
1827     /// This function is a lower-level call. It needs to be paired with the
1828     /// [`fill_buf`] method to function properly. This function does
1829     /// not perform any I/O, it simply informs this object that some amount of
1830     /// its buffer, returned from [`fill_buf`], has been consumed and should
1831     /// no longer be returned. As such, this function may do odd things if
1832     /// [`fill_buf`] isn't called before calling it.
1833     ///
1834     /// The `amt` must be `<=` the number of bytes in the buffer returned by
1835     /// [`fill_buf`].
1836     ///
1837     /// # Examples
1838     ///
1839     /// Since `consume()` is meant to be used with [`fill_buf`],
1840     /// that method's example includes an example of `consume()`.
1841     ///
1842     /// [`fill_buf`]: Self::fill_buf
1843     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1844     fn consume(&mut self, amt: usize);
1845
1846     /// Read all bytes into `buf` until the delimiter `byte` or EOF is reached.
1847     ///
1848     /// This function will read bytes from the underlying stream until the
1849     /// delimiter or EOF is found. Once found, all bytes up to, and including,
1850     /// the delimiter (if found) will be appended to `buf`.
1851     ///
1852     /// If successful, this function will return the total number of bytes read.
1853     ///
1854     /// This function is blocking and should be used carefully: it is possible for
1855     /// an attacker to continuously send bytes without ever sending the delimiter
1856     /// or EOF.
1857     ///
1858     /// # Errors
1859     ///
1860     /// This function will ignore all instances of [`ErrorKind::Interrupted`] and
1861     /// will otherwise return any errors returned by [`fill_buf`].
1862     ///
1863     /// If an I/O error is encountered then all bytes read so far will be
1864     /// present in `buf` and its length will have been adjusted appropriately.
1865     ///
1866     /// [`fill_buf`]: Self::fill_buf
1867     ///
1868     /// # Examples
1869     ///
1870     /// [`std::io::Cursor`][`Cursor`] is a type that implements `BufRead`. In
1871     /// this example, we use [`Cursor`] to read all the bytes in a byte slice
1872     /// in hyphen delimited segments:
1873     ///
1874     /// ```
1875     /// use std::io::{self, BufRead};
1876     ///
1877     /// let mut cursor = io::Cursor::new(b"lorem-ipsum");
1878     /// let mut buf = vec![];
1879     ///
1880     /// // cursor is at 'l'
1881     /// let num_bytes = cursor.read_until(b'-', &mut buf)
1882     ///     .expect("reading from cursor won't fail");
1883     /// assert_eq!(num_bytes, 6);
1884     /// assert_eq!(buf, b"lorem-");
1885     /// buf.clear();
1886     ///
1887     /// // cursor is at 'i'
1888     /// let num_bytes = cursor.read_until(b'-', &mut buf)
1889     ///     .expect("reading from cursor won't fail");
1890     /// assert_eq!(num_bytes, 5);
1891     /// assert_eq!(buf, b"ipsum");
1892     /// buf.clear();
1893     ///
1894     /// // cursor is at EOF
1895     /// let num_bytes = cursor.read_until(b'-', &mut buf)
1896     ///     .expect("reading from cursor won't fail");
1897     /// assert_eq!(num_bytes, 0);
1898     /// assert_eq!(buf, b"");
1899     /// ```
1900     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1901     fn read_until(&mut self, byte: u8, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
1902         read_until(self, byte, buf)
1903     }
1904
1905     /// Read all bytes until a newline (the `0xA` byte) is reached, and append
1906     /// them to the provided buffer.
1907     ///
1908     /// This function will read bytes from the underlying stream until the
1909     /// newline delimiter (the `0xA` byte) or EOF is found. Once found, all bytes
1910     /// up to, and including, the delimiter (if found) will be appended to
1911     /// `buf`.
1912     ///
1913     /// If successful, this function will return the total number of bytes read.
1914     ///
1915     /// If this function returns [`Ok(0)`], the stream has reached EOF.
1916     ///
1917     /// This function is blocking and should be used carefully: it is possible for
1918     /// an attacker to continuously send bytes without ever sending a newline
1919     /// or EOF.
1920     ///
1921     /// [`Ok(0)`]: Ok
1922     ///
1923     /// # Errors
1924     ///
1925     /// This function has the same error semantics as [`read_until`] and will
1926     /// also return an error if the read bytes are not valid UTF-8. If an I/O
1927     /// error is encountered then `buf` may contain some bytes already read in
1928     /// the event that all data read so far was valid UTF-8.
1929     ///
1930     /// [`read_until`]: Self::read_until
1931     ///
1932     /// # Examples
1933     ///
1934     /// [`std::io::Cursor`][`Cursor`] is a type that implements `BufRead`. In
1935     /// this example, we use [`Cursor`] to read all the lines in a byte slice:
1936     ///
1937     /// ```
1938     /// use std::io::{self, BufRead};
1939     ///
1940     /// let mut cursor = io::Cursor::new(b"foo\nbar");
1941     /// let mut buf = String::new();
1942     ///
1943     /// // cursor is at 'f'
1944     /// let num_bytes = cursor.read_line(&mut buf)
1945     ///     .expect("reading from cursor won't fail");
1946     /// assert_eq!(num_bytes, 4);
1947     /// assert_eq!(buf, "foo\n");
1948     /// buf.clear();
1949     ///
1950     /// // cursor is at 'b'
1951     /// let num_bytes = cursor.read_line(&mut buf)
1952     ///     .expect("reading from cursor won't fail");
1953     /// assert_eq!(num_bytes, 3);
1954     /// assert_eq!(buf, "bar");
1955     /// buf.clear();
1956     ///
1957     /// // cursor is at EOF
1958     /// let num_bytes = cursor.read_line(&mut buf)
1959     ///     .expect("reading from cursor won't fail");
1960     /// assert_eq!(num_bytes, 0);
1961     /// assert_eq!(buf, "");
1962     /// ```
1963     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1964     fn read_line(&mut self, buf: &mut String) -> Result<usize> {
1965         // Note that we are not calling the `.read_until` method here, but
1966         // rather our hardcoded implementation. For more details as to why, see
1967         // the comments in `read_to_end`.
1968         append_to_string(buf, |b| read_until(self, b'\n', b))
1969     }
1970
1971     /// Returns an iterator over the contents of this reader split on the byte
1972     /// `byte`.
1973     ///
1974     /// The iterator returned from this function will return instances of
1975     /// [`io::Result`]`<`[`Vec<u8>`]`>`. Each vector returned will *not* have
1976     /// the delimiter byte at the end.
1977     ///
1978     /// This function will yield errors whenever [`read_until`] would have
1979     /// also yielded an error.
1980     ///
1981     /// [`io::Result`]: self::Result
1982     /// [`Vec<u8>`]: Vec
1983     /// [`read_until`]: Self::read_until
1984     ///
1985     /// # Examples
1986     ///
1987     /// [`std::io::Cursor`][`Cursor`] is a type that implements `BufRead`. In
1988     /// this example, we use [`Cursor`] to iterate over all hyphen delimited
1989     /// segments in a byte slice
1990     ///
1991     /// ```
1992     /// use std::io::{self, BufRead};
1993     ///
1994     /// let cursor = io::Cursor::new(b"lorem-ipsum-dolor");
1995     ///
1996     /// let mut split_iter = cursor.split(b'-').map(|l| l.unwrap());
1997     /// assert_eq!(split_iter.next(), Some(b"lorem".to_vec()));
1998     /// assert_eq!(split_iter.next(), Some(b"ipsum".to_vec()));
1999     /// assert_eq!(split_iter.next(), Some(b"dolor".to_vec()));
2000     /// assert_eq!(split_iter.next(), None);
2001     /// ```
2002     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2003     fn split(self, byte: u8) -> Split<Self>
2004     where
2005         Self: Sized,
2006     {
2007         Split { buf: self, delim: byte }
2008     }
2009
2010     /// Returns an iterator over the lines of this reader.
2011     ///
2012     /// The iterator returned from this function will yield instances of
2013     /// [`io::Result`]`<`[`String`]`>`. Each string returned will *not* have a newline
2014     /// byte (the `0xA` byte) or CRLF (0xD, 0xA bytes) at the end.
2015     ///
2016     /// [`io::Result`]: self::Result
2017     ///
2018     /// # Examples
2019     ///
2020     /// [`std::io::Cursor`][`Cursor`] is a type that implements `BufRead`. In
2021     /// this example, we use [`Cursor`] to iterate over all the lines in a byte
2022     /// slice.
2023     ///
2024     /// ```
2025     /// use std::io::{self, BufRead};
2026     ///
2027     /// let cursor = io::Cursor::new(b"lorem\nipsum\r\ndolor");
2028     ///
2029     /// let mut lines_iter = cursor.lines().map(|l| l.unwrap());
2030     /// assert_eq!(lines_iter.next(), Some(String::from("lorem")));
2031     /// assert_eq!(lines_iter.next(), Some(String::from("ipsum")));
2032     /// assert_eq!(lines_iter.next(), Some(String::from("dolor")));
2033     /// assert_eq!(lines_iter.next(), None);
2034     /// ```
2035     ///
2036     /// # Errors
2037     ///
2038     /// Each line of the iterator has the same error semantics as [`BufRead::read_line`].
2039     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2040     fn lines(self) -> Lines<Self>
2041     where
2042         Self: Sized,
2043     {
2044         Lines { buf: self }
2045     }
2046 }
2047
2048 /// Adaptor to chain together two readers.
2049 ///
2050 /// This struct is generally created by calling [`chain`] on a reader.
2051 /// Please see the documentation of [`chain`] for more details.
2052 ///
2053 /// [`chain`]: Read::chain
2054 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2055 pub struct Chain<T, U> {
2056     first: T,
2057     second: U,
2058     done_first: bool,
2059 }
2060
2061 impl<T, U> Chain<T, U> {
2062     /// Consumes the `Chain`, returning the wrapped readers.
2063     ///
2064     /// # Examples
2065     ///
2066     /// ```no_run
2067     /// use std::io;
2068     /// use std::io::prelude::*;
2069     /// use std::fs::File;
2070     ///
2071     /// fn main() -> io::Result<()> {
2072     ///     let mut foo_file = File::open("foo.txt")?;
2073     ///     let mut bar_file = File::open("bar.txt")?;
2074     ///
2075     ///     let chain = foo_file.chain(bar_file);
2076     ///     let (foo_file, bar_file) = chain.into_inner();
2077     ///     Ok(())
2078     /// }
2079     /// ```
2080     #[stable(feature = "more_io_inner_methods", since = "1.20.0")]
2081     pub fn into_inner(self) -> (T, U) {
2082         (self.first, self.second)
2083     }
2084
2085     /// Gets references to the underlying readers in this `Chain`.
2086     ///
2087     /// # Examples
2088     ///
2089     /// ```no_run
2090     /// use std::io;
2091     /// use std::io::prelude::*;
2092     /// use std::fs::File;
2093     ///
2094     /// fn main() -> io::Result<()> {
2095     ///     let mut foo_file = File::open("foo.txt")?;
2096     ///     let mut bar_file = File::open("bar.txt")?;
2097     ///
2098     ///     let chain = foo_file.chain(bar_file);
2099     ///     let (foo_file, bar_file) = chain.get_ref();
2100     ///     Ok(())
2101     /// }
2102     /// ```
2103     #[stable(feature = "more_io_inner_methods", since = "1.20.0")]
2104     pub fn get_ref(&self) -> (&T, &U) {
2105         (&self.first, &self.second)
2106     }
2107
2108     /// Gets mutable references to the underlying readers in this `Chain`.
2109     ///
2110     /// Care should be taken to avoid modifying the internal I/O state of the
2111     /// underlying readers as doing so may corrupt the internal state of this
2112     /// `Chain`.
2113     ///
2114     /// # Examples
2115     ///
2116     /// ```no_run
2117     /// use std::io;
2118     /// use std::io::prelude::*;
2119     /// use std::fs::File;
2120     ///
2121     /// fn main() -> io::Result<()> {
2122     ///     let mut foo_file = File::open("foo.txt")?;
2123     ///     let mut bar_file = File::open("bar.txt")?;
2124     ///
2125     ///     let mut chain = foo_file.chain(bar_file);
2126     ///     let (foo_file, bar_file) = chain.get_mut();
2127     ///     Ok(())
2128     /// }
2129     /// ```
2130     #[stable(feature = "more_io_inner_methods", since = "1.20.0")]
2131     pub fn get_mut(&mut self) -> (&mut T, &mut U) {
2132         (&mut self.first, &mut self.second)
2133     }
2134 }
2135
2136 #[stable(feature = "std_debug", since = "1.16.0")]
2137 impl<T: fmt::Debug, U: fmt::Debug> fmt::Debug for Chain<T, U> {
2138     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
2139         f.debug_struct("Chain").field("t", &self.first).field("u", &self.second).finish()
2140     }
2141 }
2142
2143 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2144 impl<T: Read, U: Read> Read for Chain<T, U> {
2145     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> Result<usize> {
2146         if !self.done_first {
2147             match self.first.read(buf)? {
2148                 0 if !buf.is_empty() => self.done_first = true,
2149                 n => return Ok(n),
2150             }
2151         }
2152         self.second.read(buf)
2153     }
2154
2155     fn read_vectored(&mut self, bufs: &mut [IoSliceMut<'_>]) -> Result<usize> {
2156         if !self.done_first {
2157             match self.first.read_vectored(bufs)? {
2158                 0 if bufs.iter().any(|b| !b.is_empty()) => self.done_first = true,
2159                 n => return Ok(n),
2160             }
2161         }
2162         self.second.read_vectored(bufs)
2163     }
2164
2165     unsafe fn initializer(&self) -> Initializer {
2166         let initializer = self.first.initializer();
2167         if initializer.should_initialize() { initializer } else { self.second.initializer() }
2168     }
2169 }
2170
2171 #[stable(feature = "chain_bufread", since = "1.9.0")]
2172 impl<T: BufRead, U: BufRead> BufRead for Chain<T, U> {
2173     fn fill_buf(&mut self) -> Result<&[u8]> {
2174         if !self.done_first {
2175             match self.first.fill_buf()? {
2176                 buf if buf.is_empty() => {
2177                     self.done_first = true;
2178                 }
2179                 buf => return Ok(buf),
2180             }
2181         }
2182         self.second.fill_buf()
2183     }
2184
2185     fn consume(&mut self, amt: usize) {
2186         if !self.done_first { self.first.consume(amt) } else { self.second.consume(amt) }
2187     }
2188 }
2189
2190 /// Reader adaptor which limits the bytes read from an underlying reader.
2191 ///
2192 /// This struct is generally created by calling [`take`] on a reader.
2193 /// Please see the documentation of [`take`] for more details.
2194 ///
2195 /// [`take`]: Read::take
2196 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2197 #[derive(Debug)]
2198 pub struct Take<T> {
2199     inner: T,
2200     limit: u64,
2201 }
2202
2203 impl<T> Take<T> {
2204     /// Returns the number of bytes that can be read before this instance will
2205     /// return EOF.
2206     ///
2207     /// # Note
2208     ///
2209     /// This instance may reach `EOF` after reading fewer bytes than indicated by
2210     /// this method if the underlying [`Read`] instance reaches EOF.
2211     ///
2212     /// # Examples
2213     ///
2214     /// ```no_run
2215     /// use std::io;
2216     /// use std::io::prelude::*;
2217     /// use std::fs::File;
2218     ///
2219     /// fn main() -> io::Result<()> {
2220     ///     let f = File::open("foo.txt")?;
2221     ///
2222     ///     // read at most five bytes
2223     ///     let handle = f.take(5);
2224     ///
2225     ///     println!("limit: {}", handle.limit());
2226     ///     Ok(())
2227     /// }
2228     /// ```
2229     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2230     pub fn limit(&self) -> u64 {
2231         self.limit
2232     }
2233
2234     /// Sets the number of bytes that can be read before this instance will
2235     /// return EOF. This is the same as constructing a new `Take` instance, so
2236     /// the amount of bytes read and the previous limit value don't matter when
2237     /// calling this method.
2238     ///
2239     /// # Examples
2240     ///
2241     /// ```no_run
2242     /// use std::io;
2243     /// use std::io::prelude::*;
2244     /// use std::fs::File;
2245     ///
2246     /// fn main() -> io::Result<()> {
2247     ///     let f = File::open("foo.txt")?;
2248     ///
2249     ///     // read at most five bytes
2250     ///     let mut handle = f.take(5);
2251     ///     handle.set_limit(10);
2252     ///
2253     ///     assert_eq!(handle.limit(), 10);
2254     ///     Ok(())
2255     /// }
2256     /// ```
2257     #[stable(feature = "take_set_limit", since = "1.27.0")]
2258     pub fn set_limit(&mut self, limit: u64) {
2259         self.limit = limit;
2260     }
2261
2262     /// Consumes the `Take`, returning the wrapped reader.
2263     ///
2264     /// # Examples
2265     ///
2266     /// ```no_run
2267     /// use std::io;
2268     /// use std::io::prelude::*;
2269     /// use std::fs::File;
2270     ///
2271     /// fn main() -> io::Result<()> {
2272     ///     let mut file = File::open("foo.txt")?;
2273     ///
2274     ///     let mut buffer = [0; 5];
2275     ///     let mut handle = file.take(5);
2276     ///     handle.read(&mut buffer)?;
2277     ///
2278     ///     let file = handle.into_inner();
2279     ///     Ok(())
2280     /// }
2281     /// ```
2282     #[stable(feature = "io_take_into_inner", since = "1.15.0")]
2283     pub fn into_inner(self) -> T {
2284         self.inner
2285     }
2286
2287     /// Gets a reference to the underlying reader.
2288     ///
2289     /// # Examples
2290     ///
2291     /// ```no_run
2292     /// use std::io;
2293     /// use std::io::prelude::*;
2294     /// use std::fs::File;
2295     ///
2296     /// fn main() -> io::Result<()> {
2297     ///     let mut file = File::open("foo.txt")?;
2298     ///
2299     ///     let mut buffer = [0; 5];
2300     ///     let mut handle = file.take(5);
2301     ///     handle.read(&mut buffer)?;
2302     ///
2303     ///     let file = handle.get_ref();
2304     ///     Ok(())
2305     /// }
2306     /// ```
2307     #[stable(feature = "more_io_inner_methods", since = "1.20.0")]
2308     pub fn get_ref(&self) -> &T {
2309         &self.inner
2310     }
2311
2312     /// Gets a mutable reference to the underlying reader.
2313     ///
2314     /// Care should be taken to avoid modifying the internal I/O state of the
2315     /// underlying reader as doing so may corrupt the internal limit of this
2316     /// `Take`.
2317     ///
2318     /// # Examples
2319     ///
2320     /// ```no_run
2321     /// use std::io;
2322     /// use std::io::prelude::*;
2323     /// use std::fs::File;
2324     ///
2325     /// fn main() -> io::Result<()> {
2326     ///     let mut file = File::open("foo.txt")?;
2327     ///
2328     ///     let mut buffer = [0; 5];
2329     ///     let mut handle = file.take(5);
2330     ///     handle.read(&mut buffer)?;
2331     ///
2332     ///     let file = handle.get_mut();
2333     ///     Ok(())
2334     /// }
2335     /// ```
2336     #[stable(feature = "more_io_inner_methods", since = "1.20.0")]
2337     pub fn get_mut(&mut self) -> &mut T {
2338         &mut self.inner
2339     }
2340 }
2341
2342 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2343 impl<T: Read> Read for Take<T> {
2344     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> Result<usize> {
2345         // Don't call into inner reader at all at EOF because it may still block
2346         if self.limit == 0 {
2347             return Ok(0);
2348         }
2349
2350         let max = cmp::min(buf.len() as u64, self.limit) as usize;
2351         let n = self.inner.read(&mut buf[..max])?;
2352         self.limit -= n as u64;
2353         Ok(n)
2354     }
2355
2356     unsafe fn initializer(&self) -> Initializer {
2357         self.inner.initializer()
2358     }
2359
2360     fn read_to_end(&mut self, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
2361         // Pass in a reservation_size closure that respects the current value
2362         // of limit for each read. If we hit the read limit, this prevents the
2363         // final zero-byte read from allocating again.
2364         read_to_end_with_reservation(self, buf, |self_| cmp::min(self_.limit, 32) as usize)
2365     }
2366 }
2367
2368 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2369 impl<T: BufRead> BufRead for Take<T> {
2370     fn fill_buf(&mut self) -> Result<&[u8]> {
2371         // Don't call into inner reader at all at EOF because it may still block
2372         if self.limit == 0 {
2373             return Ok(&[]);
2374         }
2375
2376         let buf = self.inner.fill_buf()?;
2377         let cap = cmp::min(buf.len() as u64, self.limit) as usize;
2378         Ok(&buf[..cap])
2379     }
2380
2381     fn consume(&mut self, amt: usize) {
2382         // Don't let callers reset the limit by passing an overlarge value
2383         let amt = cmp::min(amt as u64, self.limit) as usize;
2384         self.limit -= amt as u64;
2385         self.inner.consume(amt);
2386     }
2387 }
2388
2389 /// An iterator over `u8` values of a reader.
2390 ///
2391 /// This struct is generally created by calling [`bytes`] on a reader.
2392 /// Please see the documentation of [`bytes`] for more details.
2393 ///
2394 /// [`bytes`]: Read::bytes
2395 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2396 #[derive(Debug)]
2397 pub struct Bytes<R> {
2398     inner: R,
2399 }
2400
2401 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2402 impl<R: Read> Iterator for Bytes<R> {
2403     type Item = Result<u8>;
2404
2405     fn next(&mut self) -> Option<Result<u8>> {
2406         let mut byte = 0;
2407         loop {
2408             return match self.inner.read(slice::from_mut(&mut byte)) {
2409                 Ok(0) => None,
2410                 Ok(..) => Some(Ok(byte)),
2411                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => continue,
2412                 Err(e) => Some(Err(e)),
2413             };
2414         }
2415     }
2416 }
2417
2418 /// An iterator over the contents of an instance of `BufRead` split on a
2419 /// particular byte.
2420 ///
2421 /// This struct is generally created by calling [`split`] on a `BufRead`.
2422 /// Please see the documentation of [`split`] for more details.
2423 ///
2424 /// [`split`]: BufRead::split
2425 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2426 #[derive(Debug)]
2427 pub struct Split<B> {
2428     buf: B,
2429     delim: u8,
2430 }
2431
2432 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2433 impl<B: BufRead> Iterator for Split<B> {
2434     type Item = Result<Vec<u8>>;
2435
2436     fn next(&mut self) -> Option<Result<Vec<u8>>> {
2437         let mut buf = Vec::new();
2438         match self.buf.read_until(self.delim, &mut buf) {
2439             Ok(0) => None,
2440             Ok(_n) => {
2441                 if buf[buf.len() - 1] == self.delim {
2442                     buf.pop();
2443                 }
2444                 Some(Ok(buf))
2445             }
2446             Err(e) => Some(Err(e)),
2447         }
2448     }
2449 }
2450
2451 /// An iterator over the lines of an instance of `BufRead`.
2452 ///
2453 /// This struct is generally created by calling [`lines`] on a `BufRead`.
2454 /// Please see the documentation of [`lines`] for more details.
2455 ///
2456 /// [`lines`]: BufRead::lines
2457 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2458 #[derive(Debug)]
2459 pub struct Lines<B> {
2460     buf: B,
2461 }
2462
2463 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
2464 impl<B: BufRead> Iterator for Lines<B> {
2465     type Item = Result<String>;
2466
2467     fn next(&mut self) -> Option<Result<String>> {
2468         let mut buf = String::new();
2469         match self.buf.read_line(&mut buf) {
2470             Ok(0) => None,
2471             Ok(_n) => {
2472                 if buf.ends_with('\n') {
2473                     buf.pop();
2474                     if buf.ends_with('\r') {
2475                         buf.pop();
2476                     }
2477                 }
2478                 Some(Ok(buf))
2479             }
2480             Err(e) => Some(Err(e)),
2481         }
2482     }
2483 }
2484
2485 #[cfg(test)]
2486 mod tests {
2487     use super::{repeat, Cursor, SeekFrom};
2488     use crate::cmp::{self, min};
2489     use crate::io::prelude::*;
2490     use crate::io::{self, IoSlice, IoSliceMut};
2491     use crate::ops::Deref;
2492
2493     #[test]
2494     #[cfg_attr(target_os = "emscripten", ignore)]
2495     fn read_until() {
2496         let mut buf = Cursor::new(&b"12"[..]);
2497         let mut v = Vec::new();
2498         assert_eq!(buf.read_until(b'3', &mut v).unwrap(), 2);
2499         assert_eq!(v, b"12");
2500
2501         let mut buf = Cursor::new(&b"1233"[..]);
2502         let mut v = Vec::new();
2503         assert_eq!(buf.read_until(b'3', &mut v).unwrap(), 3);
2504         assert_eq!(v, b"123");
2505         v.truncate(0);
2506         assert_eq!(buf.read_until(b'3', &mut v).unwrap(), 1);
2507         assert_eq!(v, b"3");
2508         v.truncate(0);
2509         assert_eq!(buf.read_until(b'3', &mut v).unwrap(), 0);
2510         assert_eq!(v, []);
2511     }
2512
2513     #[test]
2514     fn split() {
2515         let buf = Cursor::new(&b"12"[..]);
2516         let mut s = buf.split(b'3');
2517         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), vec![b'1', b'2']);
2518         assert!(s.next().is_none());
2519
2520         let buf = Cursor::new(&b"1233"[..]);
2521         let mut s = buf.split(b'3');
2522         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), vec![b'1', b'2']);
2523         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), vec![]);
2524         assert!(s.next().is_none());
2525     }
2526
2527     #[test]
2528     fn read_line() {
2529         let mut buf = Cursor::new(&b"12"[..]);
2530         let mut v = String::new();
2531         assert_eq!(buf.read_line(&mut v).unwrap(), 2);
2532         assert_eq!(v, "12");
2533
2534         let mut buf = Cursor::new(&b"12\n\n"[..]);
2535         let mut v = String::new();
2536         assert_eq!(buf.read_line(&mut v).unwrap(), 3);
2537         assert_eq!(v, "12\n");
2538         v.truncate(0);
2539         assert_eq!(buf.read_line(&mut v).unwrap(), 1);
2540         assert_eq!(v, "\n");
2541         v.truncate(0);
2542         assert_eq!(buf.read_line(&mut v).unwrap(), 0);
2543         assert_eq!(v, "");
2544     }
2545
2546     #[test]
2547     fn lines() {
2548         let buf = Cursor::new(&b"12\r"[..]);
2549         let mut s = buf.lines();
2550         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), "12\r".to_string());
2551         assert!(s.next().is_none());
2552
2553         let buf = Cursor::new(&b"12\r\n\n"[..]);
2554         let mut s = buf.lines();
2555         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), "12".to_string());
2556         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), "".to_string());
2557         assert!(s.next().is_none());
2558     }
2559
2560     #[test]
2561     fn read_to_end() {
2562         let mut c = Cursor::new(&b""[..]);
2563         let mut v = Vec::new();
2564         assert_eq!(c.read_to_end(&mut v).unwrap(), 0);
2565         assert_eq!(v, []);
2566
2567         let mut c = Cursor::new(&b"1"[..]);
2568         let mut v = Vec::new();
2569         assert_eq!(c.read_to_end(&mut v).unwrap(), 1);
2570         assert_eq!(v, b"1");
2571
2572         let cap = 1024 * 1024;
2573         let data = (0..cap).map(|i| (i / 3) as u8).collect::<Vec<_>>();
2574         let mut v = Vec::new();
2575         let (a, b) = data.split_at(data.len() / 2);
2576         assert_eq!(Cursor::new(a).read_to_end(&mut v).unwrap(), a.len());
2577         assert_eq!(Cursor::new(b).read_to_end(&mut v).unwrap(), b.len());
2578         assert_eq!(v, data);
2579     }
2580
2581     #[test]
2582     fn read_to_string() {
2583         let mut c = Cursor::new(&b""[..]);
2584         let mut v = String::new();
2585         assert_eq!(c.read_to_string(&mut v).unwrap(), 0);
2586         assert_eq!(v, "");
2587
2588         let mut c = Cursor::new(&b"1"[..]);
2589         let mut v = String::new();
2590         assert_eq!(c.read_to_string(&mut v).unwrap(), 1);
2591         assert_eq!(v, "1");
2592
2593         let mut c = Cursor::new(&b"\xff"[..]);
2594         let mut v = String::new();
2595         assert!(c.read_to_string(&mut v).is_err());
2596     }
2597
2598     #[test]
2599     fn read_exact() {
2600         let mut buf = [0; 4];
2601
2602         let mut c = Cursor::new(&b""[..]);
2603         assert_eq!(c.read_exact(&mut buf).unwrap_err().kind(), io::ErrorKind::UnexpectedEof);
2604
2605         let mut c = Cursor::new(&b"123"[..]).chain(Cursor::new(&b"456789"[..]));
2606         c.read_exact(&mut buf).unwrap();
2607         assert_eq!(&buf, b"1234");
2608         c.read_exact(&mut buf).unwrap();
2609         assert_eq!(&buf, b"5678");
2610         assert_eq!(c.read_exact(&mut buf).unwrap_err().kind(), io::ErrorKind::UnexpectedEof);
2611     }
2612
2613     #[test]
2614     fn read_exact_slice() {
2615         let mut buf = [0; 4];
2616
2617         let mut c = &b""[..];
2618         assert_eq!(c.read_exact(&mut buf).unwrap_err().kind(), io::ErrorKind::UnexpectedEof);
2619
2620         let mut c = &b"123"[..];
2621         assert_eq!(c.read_exact(&mut buf).unwrap_err().kind(), io::ErrorKind::UnexpectedEof);
2622         // make sure the optimized (early returning) method is being used
2623         assert_eq!(&buf, &[0; 4]);
2624
2625         let mut c = &b"1234"[..];
2626         c.read_exact(&mut buf).unwrap();
2627         assert_eq!(&buf, b"1234");
2628
2629         let mut c = &b"56789"[..];
2630         c.read_exact(&mut buf).unwrap();
2631         assert_eq!(&buf, b"5678");
2632         assert_eq!(c, b"9");
2633     }
2634
2635     #[test]
2636     fn take_eof() {
2637         struct R;
2638
2639         impl Read for R {
2640             fn read(&mut self, _: &mut [u8]) -> io::Result<usize> {
2641                 Err(io::Error::new(io::ErrorKind::Other, ""))
2642             }
2643         }
2644         impl BufRead for R {
2645             fn fill_buf(&mut self) -> io::Result<&[u8]> {
2646                 Err(io::Error::new(io::ErrorKind::Other, ""))
2647             }
2648             fn consume(&mut self, _amt: usize) {}
2649         }
2650
2651         let mut buf = [0; 1];
2652         assert_eq!(0, R.take(0).read(&mut buf).unwrap());
2653         assert_eq!(b"", R.take(0).fill_buf().unwrap());
2654     }
2655
2656     fn cmp_bufread<Br1: BufRead, Br2: BufRead>(mut br1: Br1, mut br2: Br2, exp: &[u8]) {
2657         let mut cat = Vec::new();
2658         loop {
2659             let consume = {
2660                 let buf1 = br1.fill_buf().unwrap();
2661                 let buf2 = br2.fill_buf().unwrap();
2662                 let minlen = if buf1.len() < buf2.len() { buf1.len() } else { buf2.len() };
2663                 assert_eq!(buf1[..minlen], buf2[..minlen]);
2664                 cat.extend_from_slice(&buf1[..minlen]);
2665                 minlen
2666             };
2667             if consume == 0 {
2668                 break;
2669             }
2670             br1.consume(consume);
2671             br2.consume(consume);
2672         }
2673         assert_eq!(br1.fill_buf().unwrap().len(), 0);
2674         assert_eq!(br2.fill_buf().unwrap().len(), 0);
2675         assert_eq!(&cat[..], &exp[..])
2676     }
2677
2678     #[test]
2679     fn chain_bufread() {
2680         let testdata = b"ABCDEFGHIJKL";
2681         let chain1 =
2682             (&testdata[..3]).chain(&testdata[3..6]).chain(&testdata[6..9]).chain(&testdata[9..]);
2683         let chain2 = (&testdata[..4]).chain(&testdata[4..8]).chain(&testdata[8..]);
2684         cmp_bufread(chain1, chain2, &testdata[..]);
2685     }
2686
2687     #[test]
2688     fn chain_zero_length_read_is_not_eof() {
2689         let a = b"A";
2690         let b = b"B";
2691         let mut s = String::new();
2692         let mut chain = (&a[..]).chain(&b[..]);
2693         chain.read(&mut []).unwrap();
2694         chain.read_to_string(&mut s).unwrap();
2695         assert_eq!("AB", s);
2696     }
2697
2698     #[bench]
2699     #[cfg_attr(target_os = "emscripten", ignore)]
2700     fn bench_read_to_end(b: &mut test::Bencher) {
2701         b.iter(|| {
2702             let mut lr = repeat(1).take(10000000);
2703             let mut vec = Vec::with_capacity(1024);
2704             super::read_to_end(&mut lr, &mut vec)
2705         });
2706     }
2707
2708     #[test]
2709     fn seek_len() -> io::Result<()> {
2710         let mut c = Cursor::new(vec![0; 15]);
2711         assert_eq!(c.stream_len()?, 15);
2712
2713         c.seek(SeekFrom::End(0))?;
2714         let old_pos = c.stream_position()?;
2715         assert_eq!(c.stream_len()?, 15);
2716         assert_eq!(c.stream_position()?, old_pos);
2717
2718         c.seek(SeekFrom::Start(7))?;
2719         c.seek(SeekFrom::Current(2))?;
2720         let old_pos = c.stream_position()?;
2721         assert_eq!(c.stream_len()?, 15);
2722         assert_eq!(c.stream_position()?, old_pos);
2723
2724         Ok(())
2725     }
2726
2727     #[test]
2728     fn seek_position() -> io::Result<()> {
2729         // All `asserts` are duplicated here to make sure the method does not
2730         // change anything about the seek state.
2731         let mut c = Cursor::new(vec![0; 15]);
2732         assert_eq!(c.stream_position()?, 0);
2733         assert_eq!(c.stream_position()?, 0);
2734
2735         c.seek(SeekFrom::End(0))?;
2736         assert_eq!(c.stream_position()?, 15);
2737         assert_eq!(c.stream_position()?, 15);
2738
2739         c.seek(SeekFrom::Start(7))?;
2740         c.seek(SeekFrom::Current(2))?;
2741         assert_eq!(c.stream_position()?, 9);
2742         assert_eq!(c.stream_position()?, 9);
2743
2744         c.seek(SeekFrom::End(-3))?;
2745         c.seek(SeekFrom::Current(1))?;
2746         c.seek(SeekFrom::Current(-5))?;
2747         assert_eq!(c.stream_position()?, 8);
2748         assert_eq!(c.stream_position()?, 8);
2749
2750         Ok(())
2751     }
2752
2753     // A simple example reader which uses the default implementation of
2754     // read_to_end.
2755     struct ExampleSliceReader<'a> {
2756         slice: &'a [u8],
2757     }
2758
2759     impl<'a> Read for ExampleSliceReader<'a> {
2760         fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> io::Result<usize> {
2761             let len = cmp::min(self.slice.len(), buf.len());
2762             buf[..len].copy_from_slice(&self.slice[..len]);
2763             self.slice = &self.slice[len..];
2764             Ok(len)
2765         }
2766     }
2767
2768     #[test]
2769     fn test_read_to_end_capacity() -> io::Result<()> {
2770         let input = &b"foo"[..];
2771
2772         // read_to_end() generally needs to over-allocate, both for efficiency
2773         // and so that it can distinguish EOF. Assert that this is the case
2774         // with this simple ExampleSliceReader struct, which uses the default
2775         // implementation of read_to_end. Even though vec1 is allocated with
2776         // exactly enough capacity for the read, read_to_end will allocate more
2777         // space here.
2778         let mut vec1 = Vec::with_capacity(input.len());
2779         ExampleSliceReader { slice: input }.read_to_end(&mut vec1)?;
2780         assert_eq!(vec1.len(), input.len());
2781         assert!(vec1.capacity() > input.len(), "allocated more");
2782
2783         // However, std::io::Take includes an implementation of read_to_end
2784         // that will not allocate when the limit has already been reached. In
2785         // this case, vec2 never grows.
2786         let mut vec2 = Vec::with_capacity(input.len());
2787         ExampleSliceReader { slice: input }.take(input.len() as u64).read_to_end(&mut vec2)?;
2788         assert_eq!(vec2.len(), input.len());
2789         assert_eq!(vec2.capacity(), input.len(), "did not allocate more");
2790
2791         Ok(())
2792     }
2793
2794     #[test]
2795     fn io_slice_mut_advance() {
2796         let mut buf1 = [1; 8];
2797         let mut buf2 = [2; 16];
2798         let mut buf3 = [3; 8];
2799         let mut bufs = &mut [
2800             IoSliceMut::new(&mut buf1),
2801             IoSliceMut::new(&mut buf2),
2802             IoSliceMut::new(&mut buf3),
2803         ][..];
2804
2805         // Only in a single buffer..
2806         bufs = IoSliceMut::advance(bufs, 1);
2807         assert_eq!(bufs[0].deref(), [1; 7].as_ref());
2808         assert_eq!(bufs[1].deref(), [2; 16].as_ref());
2809         assert_eq!(bufs[2].deref(), [3; 8].as_ref());
2810
2811         // Removing a buffer, leaving others as is.
2812         bufs = IoSliceMut::advance(bufs, 7);
2813         assert_eq!(bufs[0].deref(), [2; 16].as_ref());
2814         assert_eq!(bufs[1].deref(), [3; 8].as_ref());
2815
2816         // Removing a buffer and removing from the next buffer.
2817         bufs = IoSliceMut::advance(bufs, 18);
2818         assert_eq!(bufs[0].deref(), [3; 6].as_ref());
2819     }
2820
2821     #[test]
2822     fn io_slice_mut_advance_empty_slice() {
2823         let empty_bufs = &mut [][..];
2824         // Shouldn't panic.
2825         IoSliceMut::advance(empty_bufs, 1);
2826     }
2827
2828     #[test]
2829     fn io_slice_mut_advance_beyond_total_length() {
2830         let mut buf1 = [1; 8];
2831         let mut bufs = &mut [IoSliceMut::new(&mut buf1)][..];
2832
2833         // Going beyond the total length should be ok.
2834         bufs = IoSliceMut::advance(bufs, 9);
2835         assert!(bufs.is_empty());
2836     }
2837
2838     #[test]
2839     fn io_slice_advance() {
2840         let buf1 = [1; 8];
2841         let buf2 = [2; 16];
2842         let buf3 = [3; 8];
2843         let mut bufs = &mut [IoSlice::new(&buf1), IoSlice::new(&buf2), IoSlice::new(&buf3)][..];
2844
2845         // Only in a single buffer..
2846         bufs = IoSlice::advance(bufs, 1);
2847         assert_eq!(bufs[0].deref(), [1; 7].as_ref());
2848         assert_eq!(bufs[1].deref(), [2; 16].as_ref());
2849         assert_eq!(bufs[2].deref(), [3; 8].as_ref());
2850
2851         // Removing a buffer, leaving others as is.
2852         bufs = IoSlice::advance(bufs, 7);
2853         assert_eq!(bufs[0].deref(), [2; 16].as_ref());
2854         assert_eq!(bufs[1].deref(), [3; 8].as_ref());
2855
2856         // Removing a buffer and removing from the next buffer.
2857         bufs = IoSlice::advance(bufs, 18);
2858         assert_eq!(bufs[0].deref(), [3; 6].as_ref());
2859     }
2860
2861     #[test]
2862     fn io_slice_advance_empty_slice() {
2863         let empty_bufs = &mut [][..];
2864         // Shouldn't panic.
2865         IoSlice::advance(empty_bufs, 1);
2866     }
2867
2868     #[test]
2869     fn io_slice_advance_beyond_total_length() {
2870         let buf1 = [1; 8];
2871         let mut bufs = &mut [IoSlice::new(&buf1)][..];
2872
2873         // Going beyond the total length should be ok.
2874         bufs = IoSlice::advance(bufs, 9);
2875         assert!(bufs.is_empty());
2876     }
2877
2878     /// Create a new writer that reads from at most `n_bufs` and reads
2879     /// `per_call` bytes (in total) per call to write.
2880     fn test_writer(n_bufs: usize, per_call: usize) -> TestWriter {
2881         TestWriter { n_bufs, per_call, written: Vec::new() }
2882     }
2883
2884     struct TestWriter {
2885         n_bufs: usize,
2886         per_call: usize,
2887         written: Vec<u8>,
2888     }
2889
2890     impl Write for TestWriter {
2891         fn write(&mut self, buf: &[u8]) -> io::Result<usize> {
2892             self.write_vectored(&[IoSlice::new(buf)])
2893         }
2894
2895         fn write_vectored(&mut self, bufs: &[IoSlice<'_>]) -> io::Result<usize> {
2896             let mut left = self.per_call;
2897             let mut written = 0;
2898             for buf in bufs.iter().take(self.n_bufs) {
2899                 let n = min(left, buf.len());
2900                 self.written.extend_from_slice(&buf[0..n]);
2901                 left -= n;
2902                 written += n;
2903             }
2904             Ok(written)
2905         }
2906
2907         fn flush(&mut self) -> io::Result<()> {
2908             Ok(())
2909         }
2910     }
2911
2912     #[test]
2913     fn test_writer_read_from_one_buf() {
2914         let mut writer = test_writer(1, 2);
2915
2916         assert_eq!(writer.write(&[]).unwrap(), 0);
2917         assert_eq!(writer.write_vectored(&[]).unwrap(), 0);
2918
2919         // Read at most 2 bytes.
2920         assert_eq!(writer.write(&[1, 1, 1]).unwrap(), 2);
2921         let bufs = &[IoSlice::new(&[2, 2, 2])];
2922         assert_eq!(writer.write_vectored(bufs).unwrap(), 2);
2923
2924         // Only read from first buf.
2925         let bufs = &[IoSlice::new(&[3]), IoSlice::new(&[4, 4])];
2926         assert_eq!(writer.write_vectored(bufs).unwrap(), 1);
2927
2928         assert_eq!(writer.written, &[1, 1, 2, 2, 3]);
2929     }
2930
2931     #[test]
2932     fn test_writer_read_from_multiple_bufs() {
2933         let mut writer = test_writer(3, 3);
2934
2935         // Read at most 3 bytes from two buffers.
2936         let bufs = &[IoSlice::new(&[1]), IoSlice::new(&[2, 2, 2])];
2937         assert_eq!(writer.write_vectored(bufs).unwrap(), 3);
2938
2939         // Read at most 3 bytes from three buffers.
2940         let bufs = &[IoSlice::new(&[3]), IoSlice::new(&[4]), IoSlice::new(&[5, 5])];
2941         assert_eq!(writer.write_vectored(bufs).unwrap(), 3);
2942
2943         assert_eq!(writer.written, &[1, 2, 2, 3, 4, 5]);
2944     }
2945
2946     #[test]
2947     fn test_write_all_vectored() {
2948         #[rustfmt::skip] // Becomes unreadable otherwise.
2949         let tests: Vec<(_, &'static [u8])> = vec![
2950             (vec![], &[]),
2951             (vec![IoSlice::new(&[]), IoSlice::new(&[])], &[]),
2952             (vec![IoSlice::new(&[1])], &[1]),
2953             (vec![IoSlice::new(&[1, 2])], &[1, 2]),
2954             (vec![IoSlice::new(&[1, 2, 3])], &[1, 2, 3]),
2955             (vec![IoSlice::new(&[1, 2, 3, 4])], &[1, 2, 3, 4]),
2956             (vec![IoSlice::new(&[1, 2, 3, 4, 5])], &[1, 2, 3, 4, 5]),
2957             (vec![IoSlice::new(&[1]), IoSlice::new(&[2])], &[1, 2]),
2958             (vec![IoSlice::new(&[1]), IoSlice::new(&[2, 2])], &[1, 2, 2]),
2959             (vec![IoSlice::new(&[1, 1]), IoSlice::new(&[2, 2])], &[1, 1, 2, 2]),
2960             (vec![IoSlice::new(&[1, 1]), IoSlice::new(&[2, 2, 2])], &[1, 1, 2, 2, 2]),
2961             (vec![IoSlice::new(&[1, 1]), IoSlice::new(&[2, 2, 2])], &[1, 1, 2, 2, 2]),
2962             (vec![IoSlice::new(&[1, 1, 1]), IoSlice::new(&[2, 2, 2])], &[1, 1, 1, 2, 2, 2]),
2963             (vec![IoSlice::new(&[1, 1, 1]), IoSlice::new(&[2, 2, 2, 2])], &[1, 1, 1, 2, 2, 2, 2]),
2964             (vec![IoSlice::new(&[1, 1, 1, 1]), IoSlice::new(&[2, 2, 2, 2])], &[1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2]),
2965             (vec![IoSlice::new(&[1]), IoSlice::new(&[2]), IoSlice::new(&[3])], &[1, 2, 3]),
2966             (vec![IoSlice::new(&[1, 1]), IoSlice::new(&[2, 2]), IoSlice::new(&[3, 3])], &[1, 1, 2, 2, 3, 3]),
2967             (vec![IoSlice::new(&[1]), IoSlice::new(&[2, 2]), IoSlice::new(&[3, 3, 3])], &[1, 2, 2, 3, 3, 3]),
2968             (vec![IoSlice::new(&[1, 1, 1]), IoSlice::new(&[2, 2, 2]), IoSlice::new(&[3, 3, 3])], &[1, 1, 1, 2, 2, 2, 3, 3, 3]),
2969         ];
2970
2971         let writer_configs = &[(1, 1), (1, 2), (1, 3), (2, 2), (2, 3), (3, 3)];
2972
2973         for (n_bufs, per_call) in writer_configs.iter().copied() {
2974             for (mut input, wanted) in tests.clone().into_iter() {
2975                 let mut writer = test_writer(n_bufs, per_call);
2976                 assert!(writer.write_all_vectored(&mut *input).is_ok());
2977                 assert_eq!(&*writer.written, &*wanted);
2978             }
2979         }
2980     }
2981 }