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[rust.git] / src / libstd / io / mod.rs
1 // Copyright 2015 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 //! Traits, helpers, and type definitions for core I/O functionality.
12 //!
13 //! The `std::io` module contains a number of common things you'll need
14 //! when doing input and output. The most core part of this module is
15 //! the [`Read`][read] and [`Write`][write] traits, which provide the
16 //! most general interface for reading and writing input and output.
17 //!
18 //! [read]: trait.Read.html
19 //! [write]: trait.Write.html
20 //!
21 //! # Read and Write
22 //!
23 //! Because they are traits, `Read` and `Write` are implemented by a number
24 //! of other types, and you can implement them for your types too. As such,
25 //! you'll see a few different types of I/O throughout the documentation in
26 //! this module: `File`s, `TcpStream`s, and sometimes even `Vec<T>`s. For
27 //! example, `Read` adds a `read()` method, which we can use on `File`s:
28 //!
29 //! ```
30 //! use std::io;
31 //! use std::io::prelude::*;
32 //! use std::fs::File;
33 //!
34 //! # fn foo() -> io::Result<()> {
35 //! let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
36 //! let mut buffer = [0; 10];
37 //!
38 //! // read up to 10 bytes
39 //! try!(f.read(&mut buffer));
40 //!
41 //! println!("The bytes: {:?}", buffer);
42 //! # Ok(())
43 //! # }
44 //! ```
45 //!
46 //! `Read` and `Write` are so important, implementors of the two traits have a
47 //! nickname: readers and writers. So you'll sometimes see 'a reader' instead
48 //! of 'a type that implements the `Read` trait'. Much easier!
49 //!
50 //! ## Seek and BufRead
51 //!
52 //! Beyond that, there are two important traits that are provided: [`Seek`][seek]
53 //! and [`BufRead`][bufread]. Both of these build on top of a reader to control
54 //! how the reading happens. `Seek` lets you control where the next byte is
55 //! coming from:
56 //!
57 //! ```
58 //! use std::io;
59 //! use std::io::prelude::*;
60 //! use std::io::SeekFrom;
61 //! use std::fs::File;
62 //!
63 //! # fn foo() -> io::Result<()> {
64 //! let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
65 //! let mut buffer = [0; 10];
66 //!
67 //! // skip to the last 10 bytes of the file
68 //! try!(f.seek(SeekFrom::End(-10)));
69 //!
70 //! // read up to 10 bytes
71 //! try!(f.read(&mut buffer));
72 //!
73 //! println!("The bytes: {:?}", buffer);
74 //! # Ok(())
75 //! # }
76 //! ```
77 //!
78 //! [seek]: trait.Seek.html
79 //! [bufread]: trait.BufRead.html
80 //!
81 //! `BufRead` uses an internal buffer to provide a number of other ways to read, but
82 //! to show it off, we'll need to talk about buffers in general. Keep reading!
83 //!
84 //! ## BufReader and BufWriter
85 //!
86 //! Byte-based interfaces are unwieldy and can be inefficient, as we'd need to be
87 //! making near-constant calls to the operating system. To help with this,
88 //! `std::io` comes with two structs, `BufReader` and `BufWriter`, which wrap
89 //! readers and writers. The wrapper uses a buffer, reducing the number of
90 //! calls and providing nicer methods for accessing exactly what you want.
91 //!
92 //! For example, `BufReader` works with the `BufRead` trait to add extra
93 //! methods to any reader:
94 //!
95 //! ```
96 //! use std::io;
97 //! use std::io::prelude::*;
98 //! use std::io::BufReader;
99 //! use std::fs::File;
100 //!
101 //! # fn foo() -> io::Result<()> {
102 //! let f = try!(File::open("foo.txt"));
103 //! let mut reader = BufReader::new(f);
104 //! let mut buffer = String::new();
105 //!
106 //! // read a line into buffer
107 //! try!(reader.read_line(&mut buffer));
108 //!
109 //! println!("{}", buffer);
110 //! # Ok(())
111 //! # }
112 //! ```
113 //!
114 //! `BufWriter` doesn't add any new ways of writing; it just buffers every call
115 //! to [`write()`][write()]:
116 //!
117 //! ```
118 //! use std::io;
119 //! use std::io::prelude::*;
120 //! use std::io::BufWriter;
121 //! use std::fs::File;
122 //!
123 //! # fn foo() -> io::Result<()> {
124 //! let f = try!(File::create("foo.txt"));
125 //! {
126 //!     let mut writer = BufWriter::new(f);
127 //!
128 //!     // write a byte to the buffer
129 //!     try!(writer.write(&[42]));
130 //!
131 //! } // the buffer is flushed once writer goes out of scope
132 //!
133 //! # Ok(())
134 //! # }
135 //! ```
136 //!
137 //! [write()]: trait.Write.html#tymethod.write
138 //!
139 //! ## Standard input and output
140 //!
141 //! A very common source of input is standard input:
142 //!
143 //! ```
144 //! use std::io;
145 //!
146 //! # fn foo() -> io::Result<()> {
147 //! let mut input = String::new();
148 //!
149 //! try!(io::stdin().read_line(&mut input));
150 //!
151 //! println!("You typed: {}", input.trim());
152 //! # Ok(())
153 //! # }
154 //! ```
155 //!
156 //! And a very common source of output is standard output:
157 //!
158 //! ```
159 //! use std::io;
160 //! use std::io::prelude::*;
161 //!
162 //! # fn foo() -> io::Result<()> {
163 //! try!(io::stdout().write(&[42]));
164 //! # Ok(())
165 //! # }
166 //! ```
167 //!
168 //! Of course, using `io::stdout()` directly is less common than something like
169 //! `println!`.
170 //!
171 //! ## Iterator types
172 //!
173 //! A large number of the structures provided by `std::io` are for various
174 //! ways of iterating over I/O. For example, `Lines` is used to split over
175 //! lines:
176 //!
177 //! ```
178 //! use std::io;
179 //! use std::io::prelude::*;
180 //! use std::io::BufReader;
181 //! use std::fs::File;
182 //!
183 //! # fn foo() -> io::Result<()> {
184 //! let f = try!(File::open("foo.txt"));
185 //! let reader = BufReader::new(f);
186 //!
187 //! for line in reader.lines() {
188 //!     println!("{}", try!(line));
189 //! }
190 //!
191 //! # Ok(())
192 //! # }
193 //! ```
194 //!
195 //! ## Functions
196 //!
197 //! There are a number of [functions][functions-list] that offer access to various
198 //! features. For example, we can use three of these functions to copy everything
199 //! from standard input to standard output:
200 //!
201 //! ```
202 //! use std::io;
203 //!
204 //! # fn foo() -> io::Result<()> {
205 //! try!(io::copy(&mut io::stdin(), &mut io::stdout()));
206 //! # Ok(())
207 //! # }
208 //! ```
209 //!
210 //! [functions-list]: #functions-1
211 //!
212 //! ## io::Result
213 //!
214 //! Last, but certainly not least, is [`io::Result`][result]. This type is used
215 //! as the return type of many `std::io` functions that can cause an error, and
216 //! can be returned from your own functions as well. Many of the examples in this
217 //! module use the [`try!`][try] macro:
218 //!
219 //! ```
220 //! use std::io;
221 //!
222 //! fn read_input() -> io::Result<()> {
223 //!     let mut input = String::new();
224 //!
225 //!     try!(io::stdin().read_line(&mut input));
226 //!
227 //!     println!("You typed: {}", input.trim());
228 //!
229 //!     Ok(())
230 //! }
231 //! ```
232 //!
233 //! The return type of `read_input()`, `io::Result<()>`, is a very common type
234 //! for functions which don't have a 'real' return value, but do want to return
235 //! errors if they happen. In this case, the only purpose of this function is
236 //! to read the line and print it, so we use `()`.
237 //!
238 //! [result]: type.Result.html
239 //! [try]: ../macro.try.html
240 //!
241 //! ## Platform-specific behavior
242 //!
243 //! Many I/O functions throughout the standard library are documented to indicate
244 //! what various library or syscalls they are delegated to. This is done to help
245 //! applications both understand what's happening under the hood as well as investigate
246 //! any possibly unclear semantics. Note, however, that this is informative, not a binding
247 //! contract. The implementation of many of these functions are subject to change over
248 //! time and may call fewer or more syscalls/library functions.
249
250 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
251
252 use cmp;
253 use rustc_unicode::str as core_str;
254 use error as std_error;
255 use fmt;
256 use iter::{Iterator};
257 use marker::Sized;
258 use ops::{Drop, FnOnce};
259 use option::Option::{self, Some, None};
260 use result::Result::{Ok, Err};
261 use result;
262 use string::String;
263 use str;
264 use vec::Vec;
265 use memchr;
266
267 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
268 pub use self::buffered::{BufReader, BufWriter, LineWriter};
269 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
270 pub use self::buffered::IntoInnerError;
271 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
272 pub use self::cursor::Cursor;
273 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
274 pub use self::error::{Result, Error, ErrorKind};
275 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
276 pub use self::util::{copy, sink, Sink, empty, Empty, repeat, Repeat};
277 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
278 pub use self::stdio::{stdin, stdout, stderr, _print, Stdin, Stdout, Stderr};
279 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
280 pub use self::stdio::{StdoutLock, StderrLock, StdinLock};
281 #[unstable(feature = "libstd_io_internals", issue = "0")]
282 #[doc(no_inline, hidden)]
283 pub use self::stdio::{set_panic, set_print};
284
285 pub mod prelude;
286 mod buffered;
287 mod cursor;
288 mod error;
289 mod impls;
290 mod lazy;
291 mod util;
292 mod stdio;
293
294 const DEFAULT_BUF_SIZE: usize = 8 * 1024;
295
296 // A few methods below (read_to_string, read_line) will append data into a
297 // `String` buffer, but we need to be pretty careful when doing this. The
298 // implementation will just call `.as_mut_vec()` and then delegate to a
299 // byte-oriented reading method, but we must ensure that when returning we never
300 // leave `buf` in a state such that it contains invalid UTF-8 in its bounds.
301 //
302 // To this end, we use an RAII guard (to protect against panics) which updates
303 // the length of the string when it is dropped. This guard initially truncates
304 // the string to the prior length and only after we've validated that the
305 // new contents are valid UTF-8 do we allow it to set a longer length.
306 //
307 // The unsafety in this function is twofold:
308 //
309 // 1. We're looking at the raw bytes of `buf`, so we take on the burden of UTF-8
310 //    checks.
311 // 2. We're passing a raw buffer to the function `f`, and it is expected that
312 //    the function only *appends* bytes to the buffer. We'll get undefined
313 //    behavior if existing bytes are overwritten to have non-UTF-8 data.
314 fn append_to_string<F>(buf: &mut String, f: F) -> Result<usize>
315     where F: FnOnce(&mut Vec<u8>) -> Result<usize>
316 {
317     struct Guard<'a> { s: &'a mut Vec<u8>, len: usize }
318         impl<'a> Drop for Guard<'a> {
319         fn drop(&mut self) {
320             unsafe { self.s.set_len(self.len); }
321         }
322     }
323
324     unsafe {
325         let mut g = Guard { len: buf.len(), s: buf.as_mut_vec() };
326         let ret = f(g.s);
327         if str::from_utf8(&g.s[g.len..]).is_err() {
328             ret.and_then(|_| {
329                 Err(Error::new(ErrorKind::InvalidData,
330                                "stream did not contain valid UTF-8"))
331             })
332         } else {
333             g.len = g.s.len();
334             ret
335         }
336     }
337 }
338
339 // This uses an adaptive system to extend the vector when it fills. We want to
340 // avoid paying to allocate and zero a huge chunk of memory if the reader only
341 // has 4 bytes while still making large reads if the reader does have a ton
342 // of data to return. Simply tacking on an extra DEFAULT_BUF_SIZE space every
343 // time is 4,500 times (!) slower than this if the reader has a very small
344 // amount of data to return.
345 fn read_to_end<R: Read + ?Sized>(r: &mut R, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
346     let start_len = buf.len();
347     let mut len = start_len;
348     let mut new_write_size = 16;
349     let ret;
350     loop {
351         if len == buf.len() {
352             if new_write_size < DEFAULT_BUF_SIZE {
353                 new_write_size *= 2;
354             }
355             buf.resize(len + new_write_size, 0);
356         }
357
358         match r.read(&mut buf[len..]) {
359             Ok(0) => {
360                 ret = Ok(len - start_len);
361                 break;
362             }
363             Ok(n) => len += n,
364             Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => {}
365             Err(e) => {
366                 ret = Err(e);
367                 break;
368             }
369         }
370     }
371
372     buf.truncate(len);
373     ret
374 }
375
376 /// The `Read` trait allows for reading bytes from a source.
377 ///
378 /// Implementors of the `Read` trait are sometimes called 'readers'.
379 ///
380 /// Readers are defined by one required method, `read()`. Each call to `read`
381 /// will attempt to pull bytes from this source into a provided buffer. A
382 /// number of other methods are implemented in terms of `read()`, giving
383 /// implementors a number of ways to read bytes while only needing to implement
384 /// a single method.
385 ///
386 /// Readers are intended to be composable with one another. Many implementors
387 /// throughout `std::io` take and provide types which implement the `Read`
388 /// trait.
389 ///
390 /// Please note that each call to `read` may involve a system call, and
391 /// therefore, using something that implements [`BufRead`][bufread], such as
392 /// [`BufReader`][bufreader], will be more efficient.
393 ///
394 /// [bufread]: trait.BufRead.html
395 /// [bufreader]: struct.BufReader.html
396 ///
397 /// # Examples
398 ///
399 /// [`File`][file]s implement `Read`:
400 ///
401 /// [file]: ../fs/struct.File.html
402 ///
403 /// ```
404 /// use std::io;
405 /// use std::io::prelude::*;
406 /// use std::fs::File;
407 ///
408 /// # fn foo() -> io::Result<()> {
409 /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
410 /// let mut buffer = [0; 10];
411 ///
412 /// // read up to 10 bytes
413 /// try!(f.read(&mut buffer));
414 ///
415 /// let mut buffer = vec![0; 10];
416 /// // read the whole file
417 /// try!(f.read_to_end(&mut buffer));
418 ///
419 /// // read into a String, so that you don't need to do the conversion.
420 /// let mut buffer = String::new();
421 /// try!(f.read_to_string(&mut buffer));
422 ///
423 /// // and more! See the other methods for more details.
424 /// # Ok(())
425 /// # }
426 /// ```
427 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
428 pub trait Read {
429     /// Pull some bytes from this source into the specified buffer, returning
430     /// how many bytes were read.
431     ///
432     /// This function does not provide any guarantees about whether it blocks
433     /// waiting for data, but if an object needs to block for a read but cannot
434     /// it will typically signal this via an `Err` return value.
435     ///
436     /// If the return value of this method is `Ok(n)`, then it must be
437     /// guaranteed that `0 <= n <= buf.len()`. A nonzero `n` value indicates
438     /// that the buffer `buf` has been filled in with `n` bytes of data from this
439     /// source. If `n` is `0`, then it can indicate one of two scenarios:
440     ///
441     /// 1. This reader has reached its "end of file" and will likely no longer
442     ///    be able to produce bytes. Note that this does not mean that the
443     ///    reader will *always* no longer be able to produce bytes.
444     /// 2. The buffer specified was 0 bytes in length.
445     ///
446     /// No guarantees are provided about the contents of `buf` when this
447     /// function is called, implementations cannot rely on any property of the
448     /// contents of `buf` being true. It is recommended that implementations
449     /// only write data to `buf` instead of reading its contents.
450     ///
451     /// # Errors
452     ///
453     /// If this function encounters any form of I/O or other error, an error
454     /// variant will be returned. If an error is returned then it must be
455     /// guaranteed that no bytes were read.
456     ///
457     /// # Examples
458     ///
459     /// [`File`][file]s implement `Read`:
460     ///
461     /// [file]: ../fs/struct.File.html
462     ///
463     /// ```
464     /// use std::io;
465     /// use std::io::prelude::*;
466     /// use std::fs::File;
467     ///
468     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
469     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
470     /// let mut buffer = [0; 10];
471     ///
472     /// // read 10 bytes
473     /// try!(f.read(&mut buffer[..]));
474     /// # Ok(())
475     /// # }
476     /// ```
477     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
478     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> Result<usize>;
479
480     /// Read all bytes until EOF in this source, placing them into `buf`.
481     ///
482     /// All bytes read from this source will be appended to the specified buffer
483     /// `buf`. This function will continuously call `read` to append more data to
484     /// `buf` until `read` returns either `Ok(0)` or an error of
485     /// non-`ErrorKind::Interrupted` kind.
486     ///
487     /// If successful, this function will return the total number of bytes read.
488     ///
489     /// # Errors
490     ///
491     /// If this function encounters an error of the kind
492     /// `ErrorKind::Interrupted` then the error is ignored and the operation
493     /// will continue.
494     ///
495     /// If any other read error is encountered then this function immediately
496     /// returns. Any bytes which have already been read will be appended to
497     /// `buf`.
498     ///
499     /// # Examples
500     ///
501     /// [`File`][file]s implement `Read`:
502     ///
503     /// [file]: ../fs/struct.File.html
504     ///
505     /// ```
506     /// use std::io;
507     /// use std::io::prelude::*;
508     /// use std::fs::File;
509     ///
510     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
511     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
512     /// let mut buffer = Vec::new();
513     ///
514     /// // read the whole file
515     /// try!(f.read_to_end(&mut buffer));
516     /// # Ok(())
517     /// # }
518     /// ```
519     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
520     fn read_to_end(&mut self, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
521         read_to_end(self, buf)
522     }
523
524     /// Read all bytes until EOF in this source, placing them into `buf`.
525     ///
526     /// If successful, this function returns the number of bytes which were read
527     /// and appended to `buf`.
528     ///
529     /// # Errors
530     ///
531     /// If the data in this stream is *not* valid UTF-8 then an error is
532     /// returned and `buf` is unchanged.
533     ///
534     /// See [`read_to_end()`][readtoend] for other error semantics.
535     ///
536     /// [readtoend]: #method.read_to_end
537     ///
538     /// # Examples
539     ///
540     /// [`File`][file]s implement `Read`:
541     ///
542     /// [file]: ../fs/struct.File.html
543     ///
544     /// ```
545     /// use std::io;
546     /// use std::io::prelude::*;
547     /// use std::fs::File;
548     ///
549     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
550     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
551     /// let mut buffer = String::new();
552     ///
553     /// try!(f.read_to_string(&mut buffer));
554     /// # Ok(())
555     /// # }
556     /// ```
557     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
558     fn read_to_string(&mut self, buf: &mut String) -> Result<usize> {
559         // Note that we do *not* call `.read_to_end()` here. We are passing
560         // `&mut Vec<u8>` (the raw contents of `buf`) into the `read_to_end`
561         // method to fill it up. An arbitrary implementation could overwrite the
562         // entire contents of the vector, not just append to it (which is what
563         // we are expecting).
564         //
565         // To prevent extraneously checking the UTF-8-ness of the entire buffer
566         // we pass it to our hardcoded `read_to_end` implementation which we
567         // know is guaranteed to only read data into the end of the buffer.
568         append_to_string(buf, |b| read_to_end(self, b))
569     }
570
571     /// Read the exact number of bytes required to fill `buf`.
572     ///
573     /// This function reads as many bytes as necessary to completely fill the
574     /// specified buffer `buf`.
575     ///
576     /// No guarantees are provided about the contents of `buf` when this
577     /// function is called, implementations cannot rely on any property of the
578     /// contents of `buf` being true. It is recommended that implementations
579     /// only write data to `buf` instead of reading its contents.
580     ///
581     /// # Errors
582     ///
583     /// If this function encounters an error of the kind
584     /// `ErrorKind::Interrupted` then the error is ignored and the operation
585     /// will continue.
586     ///
587     /// If this function encounters an "end of file" before completely filling
588     /// the buffer, it returns an error of the kind `ErrorKind::UnexpectedEof`.
589     /// The contents of `buf` are unspecified in this case.
590     ///
591     /// If any other read error is encountered then this function immediately
592     /// returns. The contents of `buf` are unspecified in this case.
593     ///
594     /// If this function returns an error, it is unspecified how many bytes it
595     /// has read, but it will never read more than would be necessary to
596     /// completely fill the buffer.
597     ///
598     /// # Examples
599     ///
600     /// [`File`][file]s implement `Read`:
601     ///
602     /// [file]: ../fs/struct.File.html
603     ///
604     /// ```
605     /// use std::io;
606     /// use std::io::prelude::*;
607     /// use std::fs::File;
608     ///
609     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
610     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
611     /// let mut buffer = [0; 10];
612     ///
613     /// // read exactly 10 bytes
614     /// try!(f.read_exact(&mut buffer));
615     /// # Ok(())
616     /// # }
617     /// ```
618     #[stable(feature = "read_exact", since = "1.6.0")]
619     fn read_exact(&mut self, mut buf: &mut [u8]) -> Result<()> {
620         while !buf.is_empty() {
621             match self.read(buf) {
622                 Ok(0) => break,
623                 Ok(n) => { let tmp = buf; buf = &mut tmp[n..]; }
624                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => {}
625                 Err(e) => return Err(e),
626             }
627         }
628         if !buf.is_empty() {
629             Err(Error::new(ErrorKind::UnexpectedEof,
630                            "failed to fill whole buffer"))
631         } else {
632             Ok(())
633         }
634     }
635
636     /// Creates a "by reference" adaptor for this instance of `Read`.
637     ///
638     /// The returned adaptor also implements `Read` and will simply borrow this
639     /// current reader.
640     ///
641     /// # Examples
642     ///
643     /// [`File`][file]s implement `Read`:
644     ///
645     /// [file]: ../fs/struct.File.html
646     ///
647     /// ```
648     /// use std::io;
649     /// use std::io::Read;
650     /// use std::fs::File;
651     ///
652     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
653     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
654     /// let mut buffer = Vec::new();
655     /// let mut other_buffer = Vec::new();
656     ///
657     /// {
658     ///     let reference = f.by_ref();
659     ///
660     ///     // read at most 5 bytes
661     ///     try!(reference.take(5).read_to_end(&mut buffer));
662     ///
663     /// } // drop our &mut reference so we can use f again
664     ///
665     /// // original file still usable, read the rest
666     /// try!(f.read_to_end(&mut other_buffer));
667     /// # Ok(())
668     /// # }
669     /// ```
670     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
671     fn by_ref(&mut self) -> &mut Self where Self: Sized { self }
672
673     /// Transforms this `Read` instance to an `Iterator` over its bytes.
674     ///
675     /// The returned type implements `Iterator` where the `Item` is `Result<u8,
676     /// R::Err>`.  The yielded item is `Ok` if a byte was successfully read and
677     /// `Err` otherwise for I/O errors. EOF is mapped to returning `None` from
678     /// this iterator.
679     ///
680     /// # Examples
681     ///
682     /// [`File`][file]s implement `Read`:
683     ///
684     /// [file]: ../fs/struct.File.html
685     ///
686     /// ```
687     /// use std::io;
688     /// use std::io::prelude::*;
689     /// use std::fs::File;
690     ///
691     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
692     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
693     ///
694     /// for byte in f.bytes() {
695     ///     println!("{}", byte.unwrap());
696     /// }
697     /// # Ok(())
698     /// # }
699     /// ```
700     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
701     fn bytes(self) -> Bytes<Self> where Self: Sized {
702         Bytes { inner: self }
703     }
704
705     /// Transforms this `Read` instance to an `Iterator` over `char`s.
706     ///
707     /// This adaptor will attempt to interpret this reader as a UTF-8 encoded
708     /// sequence of characters. The returned iterator will return `None` once
709     /// EOF is reached for this reader. Otherwise each element yielded will be a
710     /// `Result<char, E>` where `E` may contain information about what I/O error
711     /// occurred or where decoding failed.
712     ///
713     /// Currently this adaptor will discard intermediate data read, and should
714     /// be avoided if this is not desired.
715     ///
716     /// # Examples
717     ///
718     /// [`File`][file]s implement `Read`:
719     ///
720     /// [file]: ../fs/struct.File.html
721     ///
722     /// ```
723     /// #![feature(io)]
724     /// use std::io;
725     /// use std::io::prelude::*;
726     /// use std::fs::File;
727     ///
728     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
729     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
730     ///
731     /// for c in f.chars() {
732     ///     println!("{}", c.unwrap());
733     /// }
734     /// # Ok(())
735     /// # }
736     /// ```
737     #[unstable(feature = "io", reason = "the semantics of a partial read/write \
738                                          of where errors happen is currently \
739                                          unclear and may change",
740                issue = "27802")]
741     fn chars(self) -> Chars<Self> where Self: Sized {
742         Chars { inner: self }
743     }
744
745     /// Creates an adaptor which will chain this stream with another.
746     ///
747     /// The returned `Read` instance will first read all bytes from this object
748     /// until EOF is encountered. Afterwards the output is equivalent to the
749     /// output of `next`.
750     ///
751     /// # Examples
752     ///
753     /// [`File`][file]s implement `Read`:
754     ///
755     /// [file]: ../fs/struct.File.html
756     ///
757     /// ```
758     /// use std::io;
759     /// use std::io::prelude::*;
760     /// use std::fs::File;
761     ///
762     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
763     /// let mut f1 = try!(File::open("foo.txt"));
764     /// let mut f2 = try!(File::open("bar.txt"));
765     ///
766     /// let mut handle = f1.chain(f2);
767     /// let mut buffer = String::new();
768     ///
769     /// // read the value into a String. We could use any Read method here,
770     /// // this is just one example.
771     /// try!(handle.read_to_string(&mut buffer));
772     /// # Ok(())
773     /// # }
774     /// ```
775     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
776     fn chain<R: Read>(self, next: R) -> Chain<Self, R> where Self: Sized {
777         Chain { first: self, second: next, done_first: false }
778     }
779
780     /// Creates an adaptor which will read at most `limit` bytes from it.
781     ///
782     /// This function returns a new instance of `Read` which will read at most
783     /// `limit` bytes, after which it will always return EOF (`Ok(0)`). Any
784     /// read errors will not count towards the number of bytes read and future
785     /// calls to `read` may succeed.
786     ///
787     /// # Examples
788     ///
789     /// [`File`][file]s implement `Read`:
790     ///
791     /// [file]: ../fs/struct.File.html
792     ///
793     /// ```
794     /// use std::io;
795     /// use std::io::prelude::*;
796     /// use std::fs::File;
797     ///
798     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
799     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
800     /// let mut buffer = [0; 5];
801     ///
802     /// // read at most five bytes
803     /// let mut handle = f.take(5);
804     ///
805     /// try!(handle.read(&mut buffer));
806     /// # Ok(())
807     /// # }
808     /// ```
809     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
810     fn take(self, limit: u64) -> Take<Self> where Self: Sized {
811         Take { inner: self, limit: limit }
812     }
813 }
814
815 /// A trait for objects which are byte-oriented sinks.
816 ///
817 /// Implementors of the `Write` trait are sometimes called 'writers'.
818 ///
819 /// Writers are defined by two required methods, `write()` and `flush()`:
820 ///
821 /// * The `write()` method will attempt to write some data into the object,
822 ///   returning how many bytes were successfully written.
823 ///
824 /// * The `flush()` method is useful for adaptors and explicit buffers
825 ///   themselves for ensuring that all buffered data has been pushed out to the
826 ///   'true sink'.
827 ///
828 /// Writers are intended to be composable with one another. Many implementors
829 /// throughout `std::io` take and provide types which implement the `Write`
830 /// trait.
831 ///
832 /// # Examples
833 ///
834 /// ```
835 /// use std::io::prelude::*;
836 /// use std::fs::File;
837 ///
838 /// # fn foo() -> std::io::Result<()> {
839 /// let mut buffer = try!(File::create("foo.txt"));
840 ///
841 /// try!(buffer.write(b"some bytes"));
842 /// # Ok(())
843 /// # }
844 /// ```
845 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
846 pub trait Write {
847     /// Write a buffer into this object, returning how many bytes were written.
848     ///
849     /// This function will attempt to write the entire contents of `buf`, but
850     /// the entire write may not succeed, or the write may also generate an
851     /// error. A call to `write` represents *at most one* attempt to write to
852     /// any wrapped object.
853     ///
854     /// Calls to `write` are not guaranteed to block waiting for data to be
855     /// written, and a write which would otherwise block can be indicated through
856     /// an `Err` variant.
857     ///
858     /// If the return value is `Ok(n)` then it must be guaranteed that
859     /// `0 <= n <= buf.len()`. A return value of `0` typically means that the
860     /// underlying object is no longer able to accept bytes and will likely not
861     /// be able to in the future as well, or that the buffer provided is empty.
862     ///
863     /// # Errors
864     ///
865     /// Each call to `write` may generate an I/O error indicating that the
866     /// operation could not be completed. If an error is returned then no bytes
867     /// in the buffer were written to this writer.
868     ///
869     /// It is **not** considered an error if the entire buffer could not be
870     /// written to this writer.
871     ///
872     /// # Examples
873     ///
874     /// ```
875     /// use std::io::prelude::*;
876     /// use std::fs::File;
877     ///
878     /// # fn foo() -> std::io::Result<()> {
879     /// let mut buffer = try!(File::create("foo.txt"));
880     ///
881     /// try!(buffer.write(b"some bytes"));
882     /// # Ok(())
883     /// # }
884     /// ```
885     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
886     fn write(&mut self, buf: &[u8]) -> Result<usize>;
887
888     /// Flush this output stream, ensuring that all intermediately buffered
889     /// contents reach their destination.
890     ///
891     /// # Errors
892     ///
893     /// It is considered an error if not all bytes could be written due to
894     /// I/O errors or EOF being reached.
895     ///
896     /// # Examples
897     ///
898     /// ```
899     /// use std::io::prelude::*;
900     /// use std::io::BufWriter;
901     /// use std::fs::File;
902     ///
903     /// # fn foo() -> std::io::Result<()> {
904     /// let mut buffer = BufWriter::new(try!(File::create("foo.txt")));
905     ///
906     /// try!(buffer.write(b"some bytes"));
907     /// try!(buffer.flush());
908     /// # Ok(())
909     /// # }
910     /// ```
911     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
912     fn flush(&mut self) -> Result<()>;
913
914     /// Attempts to write an entire buffer into this write.
915     ///
916     /// This method will continuously call `write` while there is more data to
917     /// write. This method will not return until the entire buffer has been
918     /// successfully written or an error occurs. The first error generated from
919     /// this method will be returned.
920     ///
921     /// # Errors
922     ///
923     /// This function will return the first error that `write` returns.
924     ///
925     /// # Examples
926     ///
927     /// ```
928     /// use std::io::prelude::*;
929     /// use std::fs::File;
930     ///
931     /// # fn foo() -> std::io::Result<()> {
932     /// let mut buffer = try!(File::create("foo.txt"));
933     ///
934     /// try!(buffer.write_all(b"some bytes"));
935     /// # Ok(())
936     /// # }
937     /// ```
938     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
939     fn write_all(&mut self, mut buf: &[u8]) -> Result<()> {
940         while !buf.is_empty() {
941             match self.write(buf) {
942                 Ok(0) => return Err(Error::new(ErrorKind::WriteZero,
943                                                "failed to write whole buffer")),
944                 Ok(n) => buf = &buf[n..],
945                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => {}
946                 Err(e) => return Err(e),
947             }
948         }
949         Ok(())
950     }
951
952     /// Writes a formatted string into this writer, returning any error
953     /// encountered.
954     ///
955     /// This method is primarily used to interface with the
956     /// [`format_args!`][formatargs] macro, but it is rare that this should
957     /// explicitly be called. The [`write!`][write] macro should be favored to
958     /// invoke this method instead.
959     ///
960     /// [formatargs]: ../macro.format_args.html
961     /// [write]: ../macro.write.html
962     ///
963     /// This function internally uses the [`write_all`][writeall] method on
964     /// this trait and hence will continuously write data so long as no errors
965     /// are received. This also means that partial writes are not indicated in
966     /// this signature.
967     ///
968     /// [writeall]: #method.write_all
969     ///
970     /// # Errors
971     ///
972     /// This function will return any I/O error reported while formatting.
973     ///
974     /// # Examples
975     ///
976     /// ```
977     /// use std::io::prelude::*;
978     /// use std::fs::File;
979     ///
980     /// # fn foo() -> std::io::Result<()> {
981     /// let mut buffer = try!(File::create("foo.txt"));
982     ///
983     /// // this call
984     /// try!(write!(buffer, "{:.*}", 2, 1.234567));
985     /// // turns into this:
986     /// try!(buffer.write_fmt(format_args!("{:.*}", 2, 1.234567)));
987     /// # Ok(())
988     /// # }
989     /// ```
990     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
991     fn write_fmt(&mut self, fmt: fmt::Arguments) -> Result<()> {
992         // Create a shim which translates a Write to a fmt::Write and saves
993         // off I/O errors. instead of discarding them
994         struct Adaptor<'a, T: ?Sized + 'a> {
995             inner: &'a mut T,
996             error: Result<()>,
997         }
998
999         impl<'a, T: Write + ?Sized> fmt::Write for Adaptor<'a, T> {
1000             fn write_str(&mut self, s: &str) -> fmt::Result {
1001                 match self.inner.write_all(s.as_bytes()) {
1002                     Ok(()) => Ok(()),
1003                     Err(e) => {
1004                         self.error = Err(e);
1005                         Err(fmt::Error)
1006                     }
1007                 }
1008             }
1009         }
1010
1011         let mut output = Adaptor { inner: self, error: Ok(()) };
1012         match fmt::write(&mut output, fmt) {
1013             Ok(()) => Ok(()),
1014             Err(..) => {
1015                 // check if the error came from the underlying `Write` or not
1016                 if output.error.is_err() {
1017                     output.error
1018                 } else {
1019                     Err(Error::new(ErrorKind::Other, "formatter error"))
1020                 }
1021             }
1022         }
1023     }
1024
1025     /// Creates a "by reference" adaptor for this instance of `Write`.
1026     ///
1027     /// The returned adaptor also implements `Write` and will simply borrow this
1028     /// current writer.
1029     ///
1030     /// # Examples
1031     ///
1032     /// ```
1033     /// use std::io::Write;
1034     /// use std::fs::File;
1035     ///
1036     /// # fn foo() -> std::io::Result<()> {
1037     /// let mut buffer = try!(File::create("foo.txt"));
1038     ///
1039     /// let reference = buffer.by_ref();
1040     ///
1041     /// // we can use reference just like our original buffer
1042     /// try!(reference.write_all(b"some bytes"));
1043     /// # Ok(())
1044     /// # }
1045     /// ```
1046     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1047     fn by_ref(&mut self) -> &mut Self where Self: Sized { self }
1048 }
1049
1050 /// The `Seek` trait provides a cursor which can be moved within a stream of
1051 /// bytes.
1052 ///
1053 /// The stream typically has a fixed size, allowing seeking relative to either
1054 /// end or the current offset.
1055 ///
1056 /// # Examples
1057 ///
1058 /// [`File`][file]s implement `Seek`:
1059 ///
1060 /// [file]: ../fs/struct.File.html
1061 ///
1062 /// ```
1063 /// use std::io;
1064 /// use std::io::prelude::*;
1065 /// use std::fs::File;
1066 /// use std::io::SeekFrom;
1067 ///
1068 /// # fn foo() -> io::Result<()> {
1069 /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
1070 ///
1071 /// // move the cursor 42 bytes from the start of the file
1072 /// try!(f.seek(SeekFrom::Start(42)));
1073 /// # Ok(())
1074 /// # }
1075 /// ```
1076 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1077 pub trait Seek {
1078     /// Seek to an offset, in bytes, in a stream.
1079     ///
1080     /// A seek beyond the end of a stream is allowed, but implementation
1081     /// defined.
1082     ///
1083     /// If the seek operation completed successfully,
1084     /// this method returns the new position from the start of the stream.
1085     /// That position can be used later with [`SeekFrom::Start`].
1086     ///
1087     /// # Errors
1088     ///
1089     /// Seeking to a negative offset is considered an error.
1090     ///
1091     /// [`SeekFrom::Start`]: enum.SeekFrom.html#variant.Start
1092     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1093     fn seek(&mut self, pos: SeekFrom) -> Result<u64>;
1094 }
1095
1096 /// Enumeration of possible methods to seek within an I/O object.
1097 ///
1098 /// It is used by the [`Seek`] trait.
1099 ///
1100 /// [`Seek`]: trait.Seek.html
1101 #[derive(Copy, PartialEq, Eq, Clone, Debug)]
1102 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1103 pub enum SeekFrom {
1104     /// Set the offset to the provided number of bytes.
1105     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1106     Start(#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] u64),
1107
1108     /// Set the offset to the size of this object plus the specified number of
1109     /// bytes.
1110     ///
1111     /// It is possible to seek beyond the end of an object, but it's an error to
1112     /// seek before byte 0.
1113     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1114     End(#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] i64),
1115
1116     /// Set the offset to the current position plus the specified number of
1117     /// bytes.
1118     ///
1119     /// It is possible to seek beyond the end of an object, but it's an error to
1120     /// seek before byte 0.
1121     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1122     Current(#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] i64),
1123 }
1124
1125 fn read_until<R: BufRead + ?Sized>(r: &mut R, delim: u8, buf: &mut Vec<u8>)
1126                                    -> Result<usize> {
1127     let mut read = 0;
1128     loop {
1129         let (done, used) = {
1130             let available = match r.fill_buf() {
1131                 Ok(n) => n,
1132                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => continue,
1133                 Err(e) => return Err(e)
1134             };
1135             match memchr::memchr(delim, available) {
1136                 Some(i) => {
1137                     buf.extend_from_slice(&available[..i + 1]);
1138                     (true, i + 1)
1139                 }
1140                 None => {
1141                     buf.extend_from_slice(available);
1142                     (false, available.len())
1143                 }
1144             }
1145         };
1146         r.consume(used);
1147         read += used;
1148         if done || used == 0 {
1149             return Ok(read);
1150         }
1151     }
1152 }
1153
1154 /// A `BufRead` is a type of `Read`er which has an internal buffer, allowing it
1155 /// to perform extra ways of reading.
1156 ///
1157 /// For example, reading line-by-line is inefficient without using a buffer, so
1158 /// if you want to read by line, you'll need `BufRead`, which includes a
1159 /// [`read_line()`][readline] method as well as a [`lines()`][lines] iterator.
1160 ///
1161 /// [readline]: #method.read_line
1162 /// [lines]: #method.lines
1163 ///
1164 /// # Examples
1165 ///
1166 /// A locked standard input implements `BufRead`:
1167 ///
1168 /// ```
1169 /// use std::io;
1170 /// use std::io::prelude::*;
1171 ///
1172 /// let stdin = io::stdin();
1173 /// for line in stdin.lock().lines() {
1174 ///     println!("{}", line.unwrap());
1175 /// }
1176 /// ```
1177 ///
1178 /// If you have something that implements `Read`, you can use the [`BufReader`
1179 /// type][bufreader] to turn it into a `BufRead`.
1180 ///
1181 /// For example, [`File`][file] implements `Read`, but not `BufRead`.
1182 /// `BufReader` to the rescue!
1183 ///
1184 /// [bufreader]: struct.BufReader.html
1185 /// [file]: ../fs/struct.File.html
1186 ///
1187 /// ```
1188 /// use std::io::{self, BufReader};
1189 /// use std::io::prelude::*;
1190 /// use std::fs::File;
1191 ///
1192 /// # fn foo() -> io::Result<()> {
1193 /// let f = try!(File::open("foo.txt"));
1194 /// let f = BufReader::new(f);
1195 ///
1196 /// for line in f.lines() {
1197 ///     println!("{}", line.unwrap());
1198 /// }
1199 ///
1200 /// # Ok(())
1201 /// # }
1202 /// ```
1203 ///
1204 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1205 pub trait BufRead: Read {
1206     /// Fills the internal buffer of this object, returning the buffer contents.
1207     ///
1208     /// This function is a lower-level call. It needs to be paired with the
1209     /// [`consume`][consume] method to function properly. When calling this
1210     /// method, none of the contents will be "read" in the sense that later
1211     /// calling `read` may return the same contents. As such, `consume` must be
1212     /// called with the number of bytes that are consumed from this buffer to
1213     /// ensure that the bytes are never returned twice.
1214     ///
1215     /// [consume]: #tymethod.consume
1216     ///
1217     /// An empty buffer returned indicates that the stream has reached EOF.
1218     ///
1219     /// # Errors
1220     ///
1221     /// This function will return an I/O error if the underlying reader was
1222     /// read, but returned an error.
1223     ///
1224     /// # Examples
1225     ///
1226     /// A locked standard input implements `BufRead`:
1227     ///
1228     /// ```
1229     /// use std::io;
1230     /// use std::io::prelude::*;
1231     ///
1232     /// let stdin = io::stdin();
1233     /// let mut stdin = stdin.lock();
1234     ///
1235     /// // we can't have two `&mut` references to `stdin`, so use a block
1236     /// // to end the borrow early.
1237     /// let length = {
1238     ///     let buffer = stdin.fill_buf().unwrap();
1239     ///
1240     ///     // work with buffer
1241     ///     println!("{:?}", buffer);
1242     ///
1243     ///     buffer.len()
1244     /// };
1245     ///
1246     /// // ensure the bytes we worked with aren't returned again later
1247     /// stdin.consume(length);
1248     /// ```
1249     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1250     fn fill_buf(&mut self) -> Result<&[u8]>;
1251
1252     /// Tells this buffer that `amt` bytes have been consumed from the buffer,
1253     /// so they should no longer be returned in calls to `read`.
1254     ///
1255     /// This function is a lower-level call. It needs to be paired with the
1256     /// [`fill_buf`][fillbuf] method to function properly. This function does
1257     /// not perform any I/O, it simply informs this object that some amount of
1258     /// its buffer, returned from `fill_buf`, has been consumed and should no
1259     /// longer be returned. As such, this function may do odd things if
1260     /// `fill_buf` isn't called before calling it.
1261     ///
1262     /// [fillbuf]: #tymethod.fill_buf
1263     ///
1264     /// The `amt` must be `<=` the number of bytes in the buffer returned by
1265     /// `fill_buf`.
1266     ///
1267     /// # Examples
1268     ///
1269     /// Since `consume()` is meant to be used with [`fill_buf()`][fillbuf],
1270     /// that method's example includes an example of `consume()`.
1271     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1272     fn consume(&mut self, amt: usize);
1273
1274     /// Read all bytes into `buf` until the delimiter `byte` is reached.
1275     ///
1276     /// This function will read bytes from the underlying stream until the
1277     /// delimiter or EOF is found. Once found, all bytes up to, and including,
1278     /// the delimiter (if found) will be appended to `buf`.
1279     ///
1280     /// If this reader is currently at EOF then this function will not modify
1281     /// `buf` and will return `Ok(n)` where `n` is the number of bytes which
1282     /// were read.
1283     ///
1284     /// # Errors
1285     ///
1286     /// This function will ignore all instances of `ErrorKind::Interrupted` and
1287     /// will otherwise return any errors returned by `fill_buf`.
1288     ///
1289     /// If an I/O error is encountered then all bytes read so far will be
1290     /// present in `buf` and its length will have been adjusted appropriately.
1291     ///
1292     /// # Examples
1293     ///
1294     /// A locked standard input implements `BufRead`. In this example, we'll
1295     /// read from standard input until we see an `a` byte.
1296     ///
1297     /// ```
1298     /// use std::io;
1299     /// use std::io::prelude::*;
1300     ///
1301     /// fn foo() -> io::Result<()> {
1302     /// let stdin = io::stdin();
1303     /// let mut stdin = stdin.lock();
1304     /// let mut buffer = Vec::new();
1305     ///
1306     /// try!(stdin.read_until(b'a', &mut buffer));
1307     ///
1308     /// println!("{:?}", buffer);
1309     /// # Ok(())
1310     /// # }
1311     /// ```
1312     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1313     fn read_until(&mut self, byte: u8, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
1314         read_until(self, byte, buf)
1315     }
1316
1317     /// Read all bytes until a newline (the 0xA byte) is reached, and append
1318     /// them to the provided buffer.
1319     ///
1320     /// This function will read bytes from the underlying stream until the
1321     /// newline delimiter (the 0xA byte) or EOF is found. Once found, all bytes
1322     /// up to, and including, the delimiter (if found) will be appended to
1323     /// `buf`.
1324     ///
1325     /// If this reader is currently at EOF then this function will not modify
1326     /// `buf` and will return `Ok(n)` where `n` is the number of bytes which
1327     /// were read.
1328     ///
1329     /// # Errors
1330     ///
1331     /// This function has the same error semantics as `read_until` and will also
1332     /// return an error if the read bytes are not valid UTF-8. If an I/O error
1333     /// is encountered then `buf` may contain some bytes already read in the
1334     /// event that all data read so far was valid UTF-8.
1335     ///
1336     /// # Examples
1337     ///
1338     /// A locked standard input implements `BufRead`. In this example, we'll
1339     /// read all of the lines from standard input. If we were to do this in
1340     /// an actual project, the [`lines()`][lines] method would be easier, of
1341     /// course.
1342     ///
1343     /// [lines]: #method.lines
1344     ///
1345     /// ```
1346     /// use std::io;
1347     /// use std::io::prelude::*;
1348     ///
1349     /// let stdin = io::stdin();
1350     /// let mut stdin = stdin.lock();
1351     /// let mut buffer = String::new();
1352     ///
1353     /// while stdin.read_line(&mut buffer).unwrap() > 0 {
1354     ///     // work with buffer
1355     ///     println!("{:?}", buffer);
1356     ///
1357     ///     buffer.clear();
1358     /// }
1359     /// ```
1360     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1361     fn read_line(&mut self, buf: &mut String) -> Result<usize> {
1362         // Note that we are not calling the `.read_until` method here, but
1363         // rather our hardcoded implementation. For more details as to why, see
1364         // the comments in `read_to_end`.
1365         append_to_string(buf, |b| read_until(self, b'\n', b))
1366     }
1367
1368     /// Returns an iterator over the contents of this reader split on the byte
1369     /// `byte`.
1370     ///
1371     /// The iterator returned from this function will return instances of
1372     /// `io::Result<Vec<u8>>`. Each vector returned will *not* have the
1373     /// delimiter byte at the end.
1374     ///
1375     /// This function will yield errors whenever `read_until` would have also
1376     /// yielded an error.
1377     ///
1378     /// # Examples
1379     ///
1380     /// A locked standard input implements `BufRead`. In this example, we'll
1381     /// read some input from standard input, splitting on commas.
1382     ///
1383     /// ```
1384     /// use std::io;
1385     /// use std::io::prelude::*;
1386     ///
1387     /// let stdin = io::stdin();
1388     ///
1389     /// for content in stdin.lock().split(b',') {
1390     ///     println!("{:?}", content.unwrap());
1391     /// }
1392     /// ```
1393     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1394     fn split(self, byte: u8) -> Split<Self> where Self: Sized {
1395         Split { buf: self, delim: byte }
1396     }
1397
1398     /// Returns an iterator over the lines of this reader.
1399     ///
1400     /// The iterator returned from this function will yield instances of
1401     /// `io::Result<String>`. Each string returned will *not* have a newline
1402     /// byte (the 0xA byte) or CRLF (0xD, 0xA bytes) at the end.
1403     ///
1404     /// # Examples
1405     ///
1406     /// A locked standard input implements `BufRead`:
1407     ///
1408     /// ```
1409     /// use std::io;
1410     /// use std::io::prelude::*;
1411     ///
1412     /// let stdin = io::stdin();
1413     ///
1414     /// for line in stdin.lock().lines() {
1415     ///     println!("{}", line.unwrap());
1416     /// }
1417     /// ```
1418     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1419     fn lines(self) -> Lines<Self> where Self: Sized {
1420         Lines { buf: self }
1421     }
1422 }
1423
1424 /// Adaptor to chain together two readers.
1425 ///
1426 /// This struct is generally created by calling [`chain()`][chain] on a reader.
1427 /// Please see the documentation of `chain()` for more details.
1428 ///
1429 /// [chain]: trait.Read.html#method.chain
1430 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1431 pub struct Chain<T, U> {
1432     first: T,
1433     second: U,
1434     done_first: bool,
1435 }
1436
1437 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1438 impl<T: Read, U: Read> Read for Chain<T, U> {
1439     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> Result<usize> {
1440         if !self.done_first {
1441             match self.first.read(buf)? {
1442                 0 => { self.done_first = true; }
1443                 n => return Ok(n),
1444             }
1445         }
1446         self.second.read(buf)
1447     }
1448 }
1449
1450 #[stable(feature = "chain_bufread", since = "1.9.0")]
1451 impl<T: BufRead, U: BufRead> BufRead for Chain<T, U> {
1452     fn fill_buf(&mut self) -> Result<&[u8]> {
1453         if !self.done_first {
1454             match self.first.fill_buf()? {
1455                 buf if buf.len() == 0 => { self.done_first = true; }
1456                 buf => return Ok(buf),
1457             }
1458         }
1459         self.second.fill_buf()
1460     }
1461
1462     fn consume(&mut self, amt: usize) {
1463         if !self.done_first {
1464             self.first.consume(amt)
1465         } else {
1466             self.second.consume(amt)
1467         }
1468     }
1469 }
1470
1471 /// Reader adaptor which limits the bytes read from an underlying reader.
1472 ///
1473 /// This struct is generally created by calling [`take()`][take] on a reader.
1474 /// Please see the documentation of `take()` for more details.
1475 ///
1476 /// [take]: trait.Read.html#method.take
1477 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1478 pub struct Take<T> {
1479     inner: T,
1480     limit: u64,
1481 }
1482
1483 impl<T> Take<T> {
1484     /// Returns the number of bytes that can be read before this instance will
1485     /// return EOF.
1486     ///
1487     /// # Note
1488     ///
1489     /// This instance may reach EOF after reading fewer bytes than indicated by
1490     /// this method if the underlying `Read` instance reaches EOF.
1491     ///
1492     /// # Examples
1493     ///
1494     /// ```
1495     /// use std::io;
1496     /// use std::io::prelude::*;
1497     /// use std::fs::File;
1498     ///
1499     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
1500     /// let f = try!(File::open("foo.txt"));
1501     ///
1502     /// // read at most five bytes
1503     /// let handle = f.take(5);
1504     ///
1505     /// println!("limit: {}", handle.limit());
1506     /// # Ok(())
1507     /// # }
1508     /// ```
1509     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1510     pub fn limit(&self) -> u64 { self.limit }
1511 }
1512
1513 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1514 impl<T: Read> Read for Take<T> {
1515     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> Result<usize> {
1516         // Don't call into inner reader at all at EOF because it may still block
1517         if self.limit == 0 {
1518             return Ok(0);
1519         }
1520
1521         let max = cmp::min(buf.len() as u64, self.limit) as usize;
1522         let n = self.inner.read(&mut buf[..max])?;
1523         self.limit -= n as u64;
1524         Ok(n)
1525     }
1526 }
1527
1528 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1529 impl<T: BufRead> BufRead for Take<T> {
1530     fn fill_buf(&mut self) -> Result<&[u8]> {
1531         // Don't call into inner reader at all at EOF because it may still block
1532         if self.limit == 0 {
1533             return Ok(&[]);
1534         }
1535
1536         let buf = self.inner.fill_buf()?;
1537         let cap = cmp::min(buf.len() as u64, self.limit) as usize;
1538         Ok(&buf[..cap])
1539     }
1540
1541     fn consume(&mut self, amt: usize) {
1542         // Don't let callers reset the limit by passing an overlarge value
1543         let amt = cmp::min(amt as u64, self.limit) as usize;
1544         self.limit -= amt as u64;
1545         self.inner.consume(amt);
1546     }
1547 }
1548
1549 fn read_one_byte(reader: &mut Read) -> Option<Result<u8>> {
1550     let mut buf = [0];
1551     loop {
1552         return match reader.read(&mut buf) {
1553             Ok(0) => None,
1554             Ok(..) => Some(Ok(buf[0])),
1555             Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => continue,
1556             Err(e) => Some(Err(e)),
1557         };
1558     }
1559 }
1560
1561 /// An iterator over `u8` values of a reader.
1562 ///
1563 /// This struct is generally created by calling [`bytes()`][bytes] on a reader.
1564 /// Please see the documentation of `bytes()` for more details.
1565 ///
1566 /// [bytes]: trait.Read.html#method.bytes
1567 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1568 pub struct Bytes<R> {
1569     inner: R,
1570 }
1571
1572 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1573 impl<R: Read> Iterator for Bytes<R> {
1574     type Item = Result<u8>;
1575
1576     fn next(&mut self) -> Option<Result<u8>> {
1577         read_one_byte(&mut self.inner)
1578     }
1579 }
1580
1581 /// An iterator over the `char`s of a reader.
1582 ///
1583 /// This struct is generally created by calling [`chars()`][chars] on a reader.
1584 /// Please see the documentation of `chars()` for more details.
1585 ///
1586 /// [chars]: trait.Read.html#method.chars
1587 #[unstable(feature = "io", reason = "awaiting stability of Read::chars",
1588            issue = "27802")]
1589 pub struct Chars<R> {
1590     inner: R,
1591 }
1592
1593 /// An enumeration of possible errors that can be generated from the `Chars`
1594 /// adapter.
1595 #[derive(Debug)]
1596 #[unstable(feature = "io", reason = "awaiting stability of Read::chars",
1597            issue = "27802")]
1598 pub enum CharsError {
1599     /// Variant representing that the underlying stream was read successfully
1600     /// but it did not contain valid utf8 data.
1601     NotUtf8,
1602
1603     /// Variant representing that an I/O error occurred.
1604     Other(Error),
1605 }
1606
1607 #[unstable(feature = "io", reason = "awaiting stability of Read::chars",
1608            issue = "27802")]
1609 impl<R: Read> Iterator for Chars<R> {
1610     type Item = result::Result<char, CharsError>;
1611
1612     fn next(&mut self) -> Option<result::Result<char, CharsError>> {
1613         let first_byte = match read_one_byte(&mut self.inner) {
1614             None => return None,
1615             Some(Ok(b)) => b,
1616             Some(Err(e)) => return Some(Err(CharsError::Other(e))),
1617         };
1618         let width = core_str::utf8_char_width(first_byte);
1619         if width == 1 { return Some(Ok(first_byte as char)) }
1620         if width == 0 { return Some(Err(CharsError::NotUtf8)) }
1621         let mut buf = [first_byte, 0, 0, 0];
1622         {
1623             let mut start = 1;
1624             while start < width {
1625                 match self.inner.read(&mut buf[start..width]) {
1626                     Ok(0) => return Some(Err(CharsError::NotUtf8)),
1627                     Ok(n) => start += n,
1628                     Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => continue,
1629                     Err(e) => return Some(Err(CharsError::Other(e))),
1630                 }
1631             }
1632         }
1633         Some(match str::from_utf8(&buf[..width]).ok() {
1634             Some(s) => Ok(s.chars().next().unwrap()),
1635             None => Err(CharsError::NotUtf8),
1636         })
1637     }
1638 }
1639
1640 #[unstable(feature = "io", reason = "awaiting stability of Read::chars",
1641            issue = "27802")]
1642 impl std_error::Error for CharsError {
1643     fn description(&self) -> &str {
1644         match *self {
1645             CharsError::NotUtf8 => "invalid utf8 encoding",
1646             CharsError::Other(ref e) => std_error::Error::description(e),
1647         }
1648     }
1649     fn cause(&self) -> Option<&std_error::Error> {
1650         match *self {
1651             CharsError::NotUtf8 => None,
1652             CharsError::Other(ref e) => e.cause(),
1653         }
1654     }
1655 }
1656
1657 #[unstable(feature = "io", reason = "awaiting stability of Read::chars",
1658            issue = "27802")]
1659 impl fmt::Display for CharsError {
1660     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1661         match *self {
1662             CharsError::NotUtf8 => {
1663                 "byte stream did not contain valid utf8".fmt(f)
1664             }
1665             CharsError::Other(ref e) => e.fmt(f),
1666         }
1667     }
1668 }
1669
1670 /// An iterator over the contents of an instance of `BufRead` split on a
1671 /// particular byte.
1672 ///
1673 /// This struct is generally created by calling [`split()`][split] on a
1674 /// `BufRead`. Please see the documentation of `split()` for more details.
1675 ///
1676 /// [split]: trait.BufRead.html#method.split
1677 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1678 pub struct Split<B> {
1679     buf: B,
1680     delim: u8,
1681 }
1682
1683 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1684 impl<B: BufRead> Iterator for Split<B> {
1685     type Item = Result<Vec<u8>>;
1686
1687     fn next(&mut self) -> Option<Result<Vec<u8>>> {
1688         let mut buf = Vec::new();
1689         match self.buf.read_until(self.delim, &mut buf) {
1690             Ok(0) => None,
1691             Ok(_n) => {
1692                 if buf[buf.len() - 1] == self.delim {
1693                     buf.pop();
1694                 }
1695                 Some(Ok(buf))
1696             }
1697             Err(e) => Some(Err(e))
1698         }
1699     }
1700 }
1701
1702 /// An iterator over the lines of an instance of `BufRead`.
1703 ///
1704 /// This struct is generally created by calling [`lines()`][lines] on a
1705 /// `BufRead`. Please see the documentation of `lines()` for more details.
1706 ///
1707 /// [lines]: trait.BufRead.html#method.lines
1708 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1709 pub struct Lines<B> {
1710     buf: B,
1711 }
1712
1713 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1714 impl<B: BufRead> Iterator for Lines<B> {
1715     type Item = Result<String>;
1716
1717     fn next(&mut self) -> Option<Result<String>> {
1718         let mut buf = String::new();
1719         match self.buf.read_line(&mut buf) {
1720             Ok(0) => None,
1721             Ok(_n) => {
1722                 if buf.ends_with("\n") {
1723                     buf.pop();
1724                     if buf.ends_with("\r") {
1725                         buf.pop();
1726                     }
1727                 }
1728                 Some(Ok(buf))
1729             }
1730             Err(e) => Some(Err(e))
1731         }
1732     }
1733 }
1734
1735 #[cfg(test)]
1736 mod tests {
1737     use prelude::v1::*;
1738     use io::prelude::*;
1739     use io;
1740     use super::Cursor;
1741     use test;
1742     use super::repeat;
1743
1744     #[test]
1745     fn read_until() {
1746         let mut buf = Cursor::new(&b"12"[..]);
1747         let mut v = Vec::new();
1748         assert_eq!(buf.read_until(b'3', &mut v).unwrap(), 2);
1749         assert_eq!(v, b"12");
1750
1751         let mut buf = Cursor::new(&b"1233"[..]);
1752         let mut v = Vec::new();
1753         assert_eq!(buf.read_until(b'3', &mut v).unwrap(), 3);
1754         assert_eq!(v, b"123");
1755         v.truncate(0);
1756         assert_eq!(buf.read_until(b'3', &mut v).unwrap(), 1);
1757         assert_eq!(v, b"3");
1758         v.truncate(0);
1759         assert_eq!(buf.read_until(b'3', &mut v).unwrap(), 0);
1760         assert_eq!(v, []);
1761     }
1762
1763     #[test]
1764     fn split() {
1765         let buf = Cursor::new(&b"12"[..]);
1766         let mut s = buf.split(b'3');
1767         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), vec![b'1', b'2']);
1768         assert!(s.next().is_none());
1769
1770         let buf = Cursor::new(&b"1233"[..]);
1771         let mut s = buf.split(b'3');
1772         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), vec![b'1', b'2']);
1773         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), vec![]);
1774         assert!(s.next().is_none());
1775     }
1776
1777     #[test]
1778     fn read_line() {
1779         let mut buf = Cursor::new(&b"12"[..]);
1780         let mut v = String::new();
1781         assert_eq!(buf.read_line(&mut v).unwrap(), 2);
1782         assert_eq!(v, "12");
1783
1784         let mut buf = Cursor::new(&b"12\n\n"[..]);
1785         let mut v = String::new();
1786         assert_eq!(buf.read_line(&mut v).unwrap(), 3);
1787         assert_eq!(v, "12\n");
1788         v.truncate(0);
1789         assert_eq!(buf.read_line(&mut v).unwrap(), 1);
1790         assert_eq!(v, "\n");
1791         v.truncate(0);
1792         assert_eq!(buf.read_line(&mut v).unwrap(), 0);
1793         assert_eq!(v, "");
1794     }
1795
1796     #[test]
1797     fn lines() {
1798         let buf = Cursor::new(&b"12\r"[..]);
1799         let mut s = buf.lines();
1800         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), "12\r".to_string());
1801         assert!(s.next().is_none());
1802
1803         let buf = Cursor::new(&b"12\r\n\n"[..]);
1804         let mut s = buf.lines();
1805         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), "12".to_string());
1806         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), "".to_string());
1807         assert!(s.next().is_none());
1808     }
1809
1810     #[test]
1811     fn read_to_end() {
1812         let mut c = Cursor::new(&b""[..]);
1813         let mut v = Vec::new();
1814         assert_eq!(c.read_to_end(&mut v).unwrap(), 0);
1815         assert_eq!(v, []);
1816
1817         let mut c = Cursor::new(&b"1"[..]);
1818         let mut v = Vec::new();
1819         assert_eq!(c.read_to_end(&mut v).unwrap(), 1);
1820         assert_eq!(v, b"1");
1821
1822         let cap = 1024 * 1024;
1823         let data = (0..cap).map(|i| (i / 3) as u8).collect::<Vec<_>>();
1824         let mut v = Vec::new();
1825         let (a, b) = data.split_at(data.len() / 2);
1826         assert_eq!(Cursor::new(a).read_to_end(&mut v).unwrap(), a.len());
1827         assert_eq!(Cursor::new(b).read_to_end(&mut v).unwrap(), b.len());
1828         assert_eq!(v, data);
1829     }
1830
1831     #[test]
1832     fn read_to_string() {
1833         let mut c = Cursor::new(&b""[..]);
1834         let mut v = String::new();
1835         assert_eq!(c.read_to_string(&mut v).unwrap(), 0);
1836         assert_eq!(v, "");
1837
1838         let mut c = Cursor::new(&b"1"[..]);
1839         let mut v = String::new();
1840         assert_eq!(c.read_to_string(&mut v).unwrap(), 1);
1841         assert_eq!(v, "1");
1842
1843         let mut c = Cursor::new(&b"\xff"[..]);
1844         let mut v = String::new();
1845         assert!(c.read_to_string(&mut v).is_err());
1846     }
1847
1848     #[test]
1849     fn read_exact() {
1850         let mut buf = [0; 4];
1851
1852         let mut c = Cursor::new(&b""[..]);
1853         assert_eq!(c.read_exact(&mut buf).unwrap_err().kind(),
1854                    io::ErrorKind::UnexpectedEof);
1855
1856         let mut c = Cursor::new(&b"123"[..]).chain(Cursor::new(&b"456789"[..]));
1857         c.read_exact(&mut buf).unwrap();
1858         assert_eq!(&buf, b"1234");
1859         c.read_exact(&mut buf).unwrap();
1860         assert_eq!(&buf, b"5678");
1861         assert_eq!(c.read_exact(&mut buf).unwrap_err().kind(),
1862                    io::ErrorKind::UnexpectedEof);
1863     }
1864
1865     #[test]
1866     fn read_exact_slice() {
1867         let mut buf = [0; 4];
1868
1869         let mut c = &b""[..];
1870         assert_eq!(c.read_exact(&mut buf).unwrap_err().kind(),
1871                    io::ErrorKind::UnexpectedEof);
1872
1873         let mut c = &b"123"[..];
1874         assert_eq!(c.read_exact(&mut buf).unwrap_err().kind(),
1875                    io::ErrorKind::UnexpectedEof);
1876         // make sure the optimized (early returning) method is being used
1877         assert_eq!(&buf, &[0; 4]);
1878
1879         let mut c = &b"1234"[..];
1880         c.read_exact(&mut buf).unwrap();
1881         assert_eq!(&buf, b"1234");
1882
1883         let mut c = &b"56789"[..];
1884         c.read_exact(&mut buf).unwrap();
1885         assert_eq!(&buf, b"5678");
1886         assert_eq!(c, b"9");
1887     }
1888
1889     #[test]
1890     fn take_eof() {
1891         struct R;
1892
1893         impl Read for R {
1894             fn read(&mut self, _: &mut [u8]) -> io::Result<usize> {
1895                 Err(io::Error::new(io::ErrorKind::Other, ""))
1896             }
1897         }
1898         impl BufRead for R {
1899             fn fill_buf(&mut self) -> io::Result<&[u8]> {
1900                 Err(io::Error::new(io::ErrorKind::Other, ""))
1901             }
1902             fn consume(&mut self, _amt: usize) { }
1903         }
1904
1905         let mut buf = [0; 1];
1906         assert_eq!(0, R.take(0).read(&mut buf).unwrap());
1907         assert_eq!(b"", R.take(0).fill_buf().unwrap());
1908     }
1909
1910     fn cmp_bufread<Br1: BufRead, Br2: BufRead>(mut br1: Br1, mut br2: Br2, exp: &[u8]) {
1911         let mut cat = Vec::new();
1912         loop {
1913             let consume = {
1914                 let buf1 = br1.fill_buf().unwrap();
1915                 let buf2 = br2.fill_buf().unwrap();
1916                 let minlen = if buf1.len() < buf2.len() { buf1.len() } else { buf2.len() };
1917                 assert_eq!(buf1[..minlen], buf2[..minlen]);
1918                 cat.extend_from_slice(&buf1[..minlen]);
1919                 minlen
1920             };
1921             if consume == 0 {
1922                 break;
1923             }
1924             br1.consume(consume);
1925             br2.consume(consume);
1926         }
1927         assert_eq!(br1.fill_buf().unwrap().len(), 0);
1928         assert_eq!(br2.fill_buf().unwrap().len(), 0);
1929         assert_eq!(&cat[..], &exp[..])
1930     }
1931
1932     #[test]
1933     fn chain_bufread() {
1934         let testdata = b"ABCDEFGHIJKL";
1935         let chain1 = (&testdata[..3]).chain(&testdata[3..6])
1936                                      .chain(&testdata[6..9])
1937                                      .chain(&testdata[9..]);
1938         let chain2 = (&testdata[..4]).chain(&testdata[4..8])
1939                                      .chain(&testdata[8..]);
1940         cmp_bufread(chain1, chain2, &testdata[..]);
1941     }
1942
1943     #[bench]
1944     fn bench_read_to_end(b: &mut test::Bencher) {
1945         b.iter(|| {
1946             let mut lr = repeat(1).take(10000000);
1947             let mut vec = Vec::with_capacity(1024);
1948             super::read_to_end(&mut lr, &mut vec)
1949         });
1950     }
1951 }