]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/libstd/io/mod.rs
Rollup merge of #32855 - troplin:take-bufread-fix, r=alexcrichton
[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 mut reader = BufReader::new(f);
186 //!
187 //! for line in reader.lines() {
188 //!     let line = try!(line);
189 //!     println!("{}", line);
190 //! }
191 //!
192 //! # Ok(())
193 //! # }
194 //! ```
195 //!
196 //! ## Functions
197 //!
198 //! There are a number of [functions][functions] that offer access to various
199 //! features. For example, we can use three of these functions to copy everything
200 //! from standard input to standard output:
201 //!
202 //! ```
203 //! use std::io;
204 //!
205 //! # fn foo() -> io::Result<()> {
206 //! try!(io::copy(&mut io::stdin(), &mut io::stdout()));
207 //! # Ok(())
208 //! # }
209 //! ```
210 //!
211 //! [functions]: #functions
212 //!
213 //! ## io::Result
214 //!
215 //! Last, but certainly not least, is [`io::Result`][result]. This type is used
216 //! as the return type of many `std::io` functions that can cause an error, and
217 //! can be returned from your own functions as well. Many of the examples in this
218 //! module use the [`try!`][try] macro:
219 //!
220 //! ```
221 //! use std::io;
222 //!
223 //! fn read_input() -> io::Result<()> {
224 //!     let mut input = String::new();
225 //!
226 //!     try!(io::stdin().read_line(&mut input));
227 //!
228 //!     println!("You typed: {}", input.trim());
229 //!
230 //!     Ok(())
231 //! }
232 //! ```
233 //!
234 //! The return type of `read_input()`, `io::Result<()>`, is a very common type
235 //! for functions which don't have a 'real' return value, but do want to return
236 //! errors if they happen. In this case, the only purpose of this function is
237 //! to read the line and print it, so we use `()`.
238 //!
239 //! [result]: type.Result.html
240 //! [try]: ../macro.try!.html
241 //!
242 //! ## Platform-specific behavior
243 //!
244 //! Many I/O functions throughout the standard library are documented to indicate
245 //! what various library or syscalls they are delegated to. This is done to help
246 //! applications both understand what's happening under the hood as well as investigate
247 //! any possibly unclear semantics. Note, however, that this is informative, not a binding
248 //! contract. The implementation of many of these functions are subject to change over
249 //! time and may call fewer or more syscalls/library functions.
250
251 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
252
253 use cmp;
254 use rustc_unicode::str as core_str;
255 use error as std_error;
256 use fmt;
257 use iter::{Iterator};
258 use marker::Sized;
259 use ops::{Drop, FnOnce};
260 use option::Option::{self, Some, None};
261 use result::Result::{Ok, Err};
262 use result;
263 use string::String;
264 use str;
265 use vec::Vec;
266 use memchr;
267
268 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
269 pub use self::buffered::{BufReader, BufWriter, LineWriter};
270 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
271 pub use self::buffered::IntoInnerError;
272 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
273 pub use self::cursor::Cursor;
274 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
275 pub use self::error::{Result, Error, ErrorKind};
276 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
277 pub use self::util::{copy, sink, Sink, empty, Empty, repeat, Repeat};
278 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
279 pub use self::stdio::{stdin, stdout, stderr, _print, Stdin, Stdout, Stderr};
280 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
281 pub use self::stdio::{StdoutLock, StderrLock, StdinLock};
282 #[unstable(feature = "libstd_io_internals", issue = "0")]
283 #[doc(no_inline, hidden)]
284 pub use self::stdio::{set_panic, set_print};
285
286 pub mod prelude;
287 mod buffered;
288 mod cursor;
289 mod error;
290 mod impls;
291 mod lazy;
292 mod util;
293 mod stdio;
294
295 const DEFAULT_BUF_SIZE: usize = 8 * 1024;
296
297 // A few methods below (read_to_string, read_line) will append data into a
298 // `String` buffer, but we need to be pretty careful when doing this. The
299 // implementation will just call `.as_mut_vec()` and then delegate to a
300 // byte-oriented reading method, but we must ensure that when returning we never
301 // leave `buf` in a state such that it contains invalid UTF-8 in its bounds.
302 //
303 // To this end, we use an RAII guard (to protect against panics) which updates
304 // the length of the string when it is dropped. This guard initially truncates
305 // the string to the prior length and only after we've validated that the
306 // new contents are valid UTF-8 do we allow it to set a longer length.
307 //
308 // The unsafety in this function is twofold:
309 //
310 // 1. We're looking at the raw bytes of `buf`, so we take on the burden of UTF-8
311 //    checks.
312 // 2. We're passing a raw buffer to the function `f`, and it is expected that
313 //    the function only *appends* bytes to the buffer. We'll get undefined
314 //    behavior if existing bytes are overwritten to have non-UTF-8 data.
315 fn append_to_string<F>(buf: &mut String, f: F) -> Result<usize>
316     where F: FnOnce(&mut Vec<u8>) -> Result<usize>
317 {
318     struct Guard<'a> { s: &'a mut Vec<u8>, len: usize }
319         impl<'a> Drop for Guard<'a> {
320         fn drop(&mut self) {
321             unsafe { self.s.set_len(self.len); }
322         }
323     }
324
325     unsafe {
326         let mut g = Guard { len: buf.len(), s: buf.as_mut_vec() };
327         let ret = f(g.s);
328         if str::from_utf8(&g.s[g.len..]).is_err() {
329             ret.and_then(|_| {
330                 Err(Error::new(ErrorKind::InvalidData,
331                                "stream did not contain valid UTF-8"))
332             })
333         } else {
334             g.len = g.s.len();
335             ret
336         }
337     }
338 }
339
340 // This uses an adaptive system to extend the vector when it fills. We want to
341 // avoid paying to allocate and zero a huge chunk of memory if the reader only
342 // has 4 bytes while still making large reads if the reader does have a ton
343 // of data to return. Simply tacking on an extra DEFAULT_BUF_SIZE space every
344 // time is 4,500 times (!) slower than this if the reader has a very small
345 // amount of data to return.
346 fn read_to_end<R: Read + ?Sized>(r: &mut R, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
347     let start_len = buf.len();
348     let mut len = start_len;
349     let mut new_write_size = 16;
350     let ret;
351     loop {
352         if len == buf.len() {
353             if new_write_size < DEFAULT_BUF_SIZE {
354                 new_write_size *= 2;
355             }
356             buf.resize(len + new_write_size, 0);
357         }
358
359         match r.read(&mut buf[len..]) {
360             Ok(0) => {
361                 ret = Ok(len - start_len);
362                 break;
363             }
364             Ok(n) => len += n,
365             Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => {}
366             Err(e) => {
367                 ret = Err(e);
368                 break;
369             }
370         }
371     }
372
373     buf.truncate(len);
374     ret
375 }
376
377 /// The `Read` trait allows for reading bytes from a source.
378 ///
379 /// Implementors of the `Read` trait are sometimes called 'readers'.
380 ///
381 /// Readers are defined by one required method, `read()`. Each call to `read`
382 /// will attempt to pull bytes from this source into a provided buffer. A
383 /// number of other methods are implemented in terms of `read()`, giving
384 /// implementors a number of ways to read bytes while only needing to implement
385 /// a single method.
386 ///
387 /// Readers are intended to be composable with one another. Many implementors
388 /// throughout `std::io` take and provide types which implement the `Read`
389 /// trait.
390 ///
391 /// Please note that each call to `read` may involve a system call, and
392 /// therefore, using something that implements [`BufRead`][bufread], such as
393 /// [`BufReader`][bufreader], will be more efficient.
394 ///
395 /// [bufread]: trait.BufRead.html
396 /// [bufreader]: struct.BufReader.html
397 ///
398 /// # Examples
399 ///
400 /// [`File`][file]s implement `Read`:
401 ///
402 /// [file]: ../fs/struct.File.html
403 ///
404 /// ```
405 /// use std::io;
406 /// use std::io::prelude::*;
407 /// use std::fs::File;
408 ///
409 /// # fn foo() -> io::Result<()> {
410 /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
411 /// let mut buffer = [0; 10];
412 ///
413 /// // read up to 10 bytes
414 /// try!(f.read(&mut buffer));
415 ///
416 /// let mut buffer = vec![0; 10];
417 /// // read the whole file
418 /// try!(f.read_to_end(&mut buffer));
419 ///
420 /// // read into a String, so that you don't need to do the conversion.
421 /// let mut buffer = String::new();
422 /// try!(f.read_to_string(&mut buffer));
423 ///
424 /// // and more! See the other methods for more details.
425 /// # Ok(())
426 /// # }
427 /// ```
428 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
429 pub trait Read {
430     /// Pull some bytes from this source into the specified buffer, returning
431     /// how many bytes were read.
432     ///
433     /// This function does not provide any guarantees about whether it blocks
434     /// waiting for data, but if an object needs to block for a read but cannot
435     /// it will typically signal this via an `Err` return value.
436     ///
437     /// If the return value of this method is `Ok(n)`, then it must be
438     /// guaranteed that `0 <= n <= buf.len()`. A nonzero `n` value indicates
439     /// that the buffer `buf` has been filled in with `n` bytes of data from this
440     /// source. If `n` is `0`, then it can indicate one of two scenarios:
441     ///
442     /// 1. This reader has reached its "end of file" and will likely no longer
443     ///    be able to produce bytes. Note that this does not mean that the
444     ///    reader will *always* no longer be able to produce bytes.
445     /// 2. The buffer specified was 0 bytes in length.
446     ///
447     /// No guarantees are provided about the contents of `buf` when this
448     /// function is called, implementations cannot rely on any property of the
449     /// contents of `buf` being true. It is recommended that implementations
450     /// only write data to `buf` instead of reading its contents.
451     ///
452     /// # Errors
453     ///
454     /// If this function encounters any form of I/O or other error, an error
455     /// variant will be returned. If an error is returned then it must be
456     /// guaranteed that no bytes were read.
457     ///
458     /// # Examples
459     ///
460     /// [`File`][file]s implement `Read`:
461     ///
462     /// [file]: ../fs/struct.File.html
463     ///
464     /// ```
465     /// use std::io;
466     /// use std::io::prelude::*;
467     /// use std::fs::File;
468     ///
469     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
470     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
471     /// let mut buffer = [0; 10];
472     ///
473     /// // read 10 bytes
474     /// try!(f.read(&mut buffer[..]));
475     /// # Ok(())
476     /// # }
477     /// ```
478     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
479     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> Result<usize>;
480
481     /// Read all bytes until EOF in this source, placing them into `buf`.
482     ///
483     /// All bytes read from this source will be appended to the specified buffer
484     /// `buf`. This function will continuously call `read` to append more data to
485     /// `buf` until `read` returns either `Ok(0)` or an error of
486     /// non-`ErrorKind::Interrupted` kind.
487     ///
488     /// If successful, this function will return the total number of bytes read.
489     ///
490     /// # Errors
491     ///
492     /// If this function encounters an error of the kind
493     /// `ErrorKind::Interrupted` then the error is ignored and the operation
494     /// will continue.
495     ///
496     /// If any other read error is encountered then this function immediately
497     /// returns. Any bytes which have already been read will be appended to
498     /// `buf`.
499     ///
500     /// # Examples
501     ///
502     /// [`File`][file]s implement `Read`:
503     ///
504     /// [file]: ../fs/struct.File.html
505     ///
506     /// ```
507     /// use std::io;
508     /// use std::io::prelude::*;
509     /// use std::fs::File;
510     ///
511     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
512     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
513     /// let mut buffer = Vec::new();
514     ///
515     /// // read the whole file
516     /// try!(f.read_to_end(&mut buffer));
517     /// # Ok(())
518     /// # }
519     /// ```
520     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
521     fn read_to_end(&mut self, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
522         read_to_end(self, buf)
523     }
524
525     /// Read all bytes until EOF in this source, placing them into `buf`.
526     ///
527     /// If successful, this function returns the number of bytes which were read
528     /// and appended to `buf`.
529     ///
530     /// # Errors
531     ///
532     /// If the data in this stream is *not* valid UTF-8 then an error is
533     /// returned and `buf` is unchanged.
534     ///
535     /// See [`read_to_end()`][readtoend] for other error semantics.
536     ///
537     /// [readtoend]: #method.read_to_end
538     ///
539     /// # Examples
540     ///
541     /// [`File`][file]s implement `Read`:
542     ///
543     /// [file]: ../fs/struct.File.html
544     ///
545     /// ```
546     /// use std::io;
547     /// use std::io::prelude::*;
548     /// use std::fs::File;
549     ///
550     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
551     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
552     /// let mut buffer = String::new();
553     ///
554     /// try!(f.read_to_string(&mut buffer));
555     /// # Ok(())
556     /// # }
557     /// ```
558     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
559     fn read_to_string(&mut self, buf: &mut String) -> Result<usize> {
560         // Note that we do *not* call `.read_to_end()` here. We are passing
561         // `&mut Vec<u8>` (the raw contents of `buf`) into the `read_to_end`
562         // method to fill it up. An arbitrary implementation could overwrite the
563         // entire contents of the vector, not just append to it (which is what
564         // we are expecting).
565         //
566         // To prevent extraneously checking the UTF-8-ness of the entire buffer
567         // we pass it to our hardcoded `read_to_end` implementation which we
568         // know is guaranteed to only read data into the end of the buffer.
569         append_to_string(buf, |b| read_to_end(self, b))
570     }
571
572     /// Read the exact number of bytes required to fill `buf`.
573     ///
574     /// This function reads as many bytes as necessary to completely fill the
575     /// specified buffer `buf`.
576     ///
577     /// No guarantees are provided about the contents of `buf` when this
578     /// function is called, implementations cannot rely on any property of the
579     /// contents of `buf` being true. It is recommended that implementations
580     /// only write data to `buf` instead of reading its contents.
581     ///
582     /// # Errors
583     ///
584     /// If this function encounters an error of the kind
585     /// `ErrorKind::Interrupted` then the error is ignored and the operation
586     /// will continue.
587     ///
588     /// If this function encounters an "end of file" before completely filling
589     /// the buffer, it returns an error of the kind `ErrorKind::UnexpectedEof`.
590     /// The contents of `buf` are unspecified in this case.
591     ///
592     /// If any other read error is encountered then this function immediately
593     /// returns. The contents of `buf` are unspecified in this case.
594     ///
595     /// If this function returns an error, it is unspecified how many bytes it
596     /// has read, but it will never read more than would be necessary to
597     /// completely fill the buffer.
598     ///
599     /// # Examples
600     ///
601     /// [`File`][file]s implement `Read`:
602     ///
603     /// [file]: ../fs/struct.File.html
604     ///
605     /// ```
606     /// use std::io;
607     /// use std::io::prelude::*;
608     /// use std::fs::File;
609     ///
610     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
611     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
612     /// let mut buffer = [0; 10];
613     ///
614     /// // read exactly 10 bytes
615     /// try!(f.read_exact(&mut buffer));
616     /// # Ok(())
617     /// # }
618     /// ```
619     #[stable(feature = "read_exact", since = "1.6.0")]
620     fn read_exact(&mut self, mut buf: &mut [u8]) -> Result<()> {
621         while !buf.is_empty() {
622             match self.read(buf) {
623                 Ok(0) => break,
624                 Ok(n) => { let tmp = buf; buf = &mut tmp[n..]; }
625                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => {}
626                 Err(e) => return Err(e),
627             }
628         }
629         if !buf.is_empty() {
630             Err(Error::new(ErrorKind::UnexpectedEof,
631                            "failed to fill whole buffer"))
632         } else {
633             Ok(())
634         }
635     }
636
637     /// Creates a "by reference" adaptor for this instance of `Read`.
638     ///
639     /// The returned adaptor also implements `Read` and will simply borrow this
640     /// current reader.
641     ///
642     /// # Examples
643     ///
644     /// [`File`][file]s implement `Read`:
645     ///
646     /// [file]: ../fs/struct.File.html
647     ///
648     /// ```
649     /// use std::io;
650     /// use std::io::Read;
651     /// use std::fs::File;
652     ///
653     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
654     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
655     /// let mut buffer = Vec::new();
656     /// let mut other_buffer = Vec::new();
657     ///
658     /// {
659     ///     let reference = f.by_ref();
660     ///
661     ///     // read at most 5 bytes
662     ///     try!(reference.take(5).read_to_end(&mut buffer));
663     ///
664     /// } // drop our &mut reference so we can use f again
665     ///
666     /// // original file still usable, read the rest
667     /// try!(f.read_to_end(&mut other_buffer));
668     /// # Ok(())
669     /// # }
670     /// ```
671     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
672     fn by_ref(&mut self) -> &mut Self where Self: Sized { self }
673
674     /// Transforms this `Read` instance to an `Iterator` over its bytes.
675     ///
676     /// The returned type implements `Iterator` where the `Item` is `Result<u8,
677     /// R::Err>`.  The yielded item is `Ok` if a byte was successfully read and
678     /// `Err` otherwise for I/O errors. EOF is mapped to returning `None` from
679     /// this iterator.
680     ///
681     /// # Examples
682     ///
683     /// [`File`][file]s implement `Read`:
684     ///
685     /// [file]: ../fs/struct.File.html
686     ///
687     /// ```
688     /// use std::io;
689     /// use std::io::prelude::*;
690     /// use std::fs::File;
691     ///
692     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
693     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
694     ///
695     /// for byte in f.bytes() {
696     ///     println!("{}", byte.unwrap());
697     /// }
698     /// # Ok(())
699     /// # }
700     /// ```
701     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
702     fn bytes(self) -> Bytes<Self> where Self: Sized {
703         Bytes { inner: self }
704     }
705
706     /// Transforms this `Read` instance to an `Iterator` over `char`s.
707     ///
708     /// This adaptor will attempt to interpret this reader as a UTF-8 encoded
709     /// sequence of characters. The returned iterator will return `None` once
710     /// EOF is reached for this reader. Otherwise each element yielded will be a
711     /// `Result<char, E>` where `E` may contain information about what I/O error
712     /// occurred or where decoding failed.
713     ///
714     /// Currently this adaptor will discard intermediate data read, and should
715     /// be avoided if this is not desired.
716     ///
717     /// # Examples
718     ///
719     /// [`File`][file]s implement `Read`:
720     ///
721     /// [file]: ../fs/struct.File.html
722     ///
723     /// ```
724     /// #![feature(io)]
725     /// use std::io;
726     /// use std::io::prelude::*;
727     /// use std::fs::File;
728     ///
729     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
730     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
731     ///
732     /// for c in f.chars() {
733     ///     println!("{}", c.unwrap());
734     /// }
735     /// # Ok(())
736     /// # }
737     /// ```
738     #[unstable(feature = "io", reason = "the semantics of a partial read/write \
739                                          of where errors happen is currently \
740                                          unclear and may change",
741                issue = "27802")]
742     fn chars(self) -> Chars<Self> where Self: Sized {
743         Chars { inner: self }
744     }
745
746     /// Creates an adaptor which will chain this stream with another.
747     ///
748     /// The returned `Read` instance will first read all bytes from this object
749     /// until EOF is encountered. Afterwards the output is equivalent to the
750     /// output of `next`.
751     ///
752     /// # Examples
753     ///
754     /// [`File`][file]s implement `Read`:
755     ///
756     /// [file]: ../fs/struct.File.html
757     ///
758     /// ```
759     /// use std::io;
760     /// use std::io::prelude::*;
761     /// use std::fs::File;
762     ///
763     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
764     /// let mut f1 = try!(File::open("foo.txt"));
765     /// let mut f2 = try!(File::open("bar.txt"));
766     ///
767     /// let mut handle = f1.chain(f2);
768     /// let mut buffer = String::new();
769     ///
770     /// // read the value into a String. We could use any Read method here,
771     /// // this is just one example.
772     /// try!(handle.read_to_string(&mut buffer));
773     /// # Ok(())
774     /// # }
775     /// ```
776     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
777     fn chain<R: Read>(self, next: R) -> Chain<Self, R> where Self: Sized {
778         Chain { first: self, second: next, done_first: false }
779     }
780
781     /// Creates an adaptor which will read at most `limit` bytes from it.
782     ///
783     /// This function returns a new instance of `Read` which will read at most
784     /// `limit` bytes, after which it will always return EOF (`Ok(0)`). Any
785     /// read errors will not count towards the number of bytes read and future
786     /// calls to `read` may succeed.
787     ///
788     /// # Examples
789     ///
790     /// [`File`][file]s implement `Read`:
791     ///
792     /// [file]: ../fs/struct.File.html
793     ///
794     /// ```
795     /// use std::io;
796     /// use std::io::prelude::*;
797     /// use std::fs::File;
798     ///
799     /// # fn foo() -> io::Result<()> {
800     /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
801     /// let mut buffer = [0; 5];
802     ///
803     /// // read at most five bytes
804     /// let mut handle = f.take(5);
805     ///
806     /// try!(handle.read(&mut buffer));
807     /// # Ok(())
808     /// # }
809     /// ```
810     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
811     fn take(self, limit: u64) -> Take<Self> where Self: Sized {
812         Take { inner: self, limit: limit }
813     }
814 }
815
816 /// A trait for objects which are byte-oriented sinks.
817 ///
818 /// Implementors of the `Write` trait are sometimes called 'writers'.
819 ///
820 /// Writers are defined by two required methods, `write()` and `flush()`:
821 ///
822 /// * The `write()` method will attempt to write some data into the object,
823 ///   returning how many bytes were successfully written.
824 ///
825 /// * The `flush()` method is useful for adaptors and explicit buffers
826 ///   themselves for ensuring that all buffered data has been pushed out to the
827 ///   'true sink'.
828 ///
829 /// Writers are intended to be composable with one another. Many implementors
830 /// throughout `std::io` take and provide types which implement the `Write`
831 /// trait.
832 ///
833 /// # Examples
834 ///
835 /// ```
836 /// use std::io::prelude::*;
837 /// use std::fs::File;
838 ///
839 /// # fn foo() -> std::io::Result<()> {
840 /// let mut buffer = try!(File::create("foo.txt"));
841 ///
842 /// try!(buffer.write(b"some bytes"));
843 /// # Ok(())
844 /// # }
845 /// ```
846 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
847 pub trait Write {
848     /// Write a buffer into this object, returning how many bytes were written.
849     ///
850     /// This function will attempt to write the entire contents of `buf`, but
851     /// the entire write may not succeed, or the write may also generate an
852     /// error. A call to `write` represents *at most one* attempt to write to
853     /// any wrapped object.
854     ///
855     /// Calls to `write` are not guaranteed to block waiting for data to be
856     /// written, and a write which would otherwise block can be indicated through
857     /// an `Err` variant.
858     ///
859     /// If the return value is `Ok(n)` then it must be guaranteed that
860     /// `0 <= n <= buf.len()`. A return value of `0` typically means that the
861     /// underlying object is no longer able to accept bytes and will likely not
862     /// be able to in the future as well, or that the buffer provided is empty.
863     ///
864     /// # Errors
865     ///
866     /// Each call to `write` may generate an I/O error indicating that the
867     /// operation could not be completed. If an error is returned then no bytes
868     /// in the buffer were written to this writer.
869     ///
870     /// It is **not** considered an error if the entire buffer could not be
871     /// written to this writer.
872     ///
873     /// # Examples
874     ///
875     /// ```
876     /// use std::io::prelude::*;
877     /// use std::fs::File;
878     ///
879     /// # fn foo() -> std::io::Result<()> {
880     /// let mut buffer = try!(File::create("foo.txt"));
881     ///
882     /// try!(buffer.write(b"some bytes"));
883     /// # Ok(())
884     /// # }
885     /// ```
886     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
887     fn write(&mut self, buf: &[u8]) -> Result<usize>;
888
889     /// Flush this output stream, ensuring that all intermediately buffered
890     /// contents reach their destination.
891     ///
892     /// # Errors
893     ///
894     /// It is considered an error if not all bytes could be written due to
895     /// I/O errors or EOF being reached.
896     ///
897     /// # Examples
898     ///
899     /// ```
900     /// use std::io::prelude::*;
901     /// use std::io::BufWriter;
902     /// use std::fs::File;
903     ///
904     /// # fn foo() -> std::io::Result<()> {
905     /// let mut buffer = BufWriter::new(try!(File::create("foo.txt")));
906     ///
907     /// try!(buffer.write(b"some bytes"));
908     /// try!(buffer.flush());
909     /// # Ok(())
910     /// # }
911     /// ```
912     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
913     fn flush(&mut self) -> Result<()>;
914
915     /// Attempts to write an entire buffer into this write.
916     ///
917     /// This method will continuously call `write` while there is more data to
918     /// write. This method will not return until the entire buffer has been
919     /// successfully written or an error occurs. The first error generated from
920     /// this method will be returned.
921     ///
922     /// # Errors
923     ///
924     /// This function will return the first error that `write` returns.
925     ///
926     /// # Examples
927     ///
928     /// ```
929     /// use std::io::prelude::*;
930     /// use std::fs::File;
931     ///
932     /// # fn foo() -> std::io::Result<()> {
933     /// let mut buffer = try!(File::create("foo.txt"));
934     ///
935     /// try!(buffer.write_all(b"some bytes"));
936     /// # Ok(())
937     /// # }
938     /// ```
939     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
940     fn write_all(&mut self, mut buf: &[u8]) -> Result<()> {
941         while !buf.is_empty() {
942             match self.write(buf) {
943                 Ok(0) => return Err(Error::new(ErrorKind::WriteZero,
944                                                "failed to write whole buffer")),
945                 Ok(n) => buf = &buf[n..],
946                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => {}
947                 Err(e) => return Err(e),
948             }
949         }
950         Ok(())
951     }
952
953     /// Writes a formatted string into this writer, returning any error
954     /// encountered.
955     ///
956     /// This method is primarily used to interface with the
957     /// [`format_args!`][formatargs] macro, but it is rare that this should
958     /// explicitly be called. The [`write!`][write] macro should be favored to
959     /// invoke this method instead.
960     ///
961     /// [formatargs]: ../macro.format_args!.html
962     /// [write]: ../macro.write!.html
963     ///
964     /// This function internally uses the [`write_all`][writeall] method on
965     /// this trait and hence will continuously write data so long as no errors
966     /// are received. This also means that partial writes are not indicated in
967     /// this signature.
968     ///
969     /// [writeall]: #method.write_all
970     ///
971     /// # Errors
972     ///
973     /// This function will return any I/O error reported while formatting.
974     ///
975     /// # Examples
976     ///
977     /// ```
978     /// use std::io::prelude::*;
979     /// use std::fs::File;
980     ///
981     /// # fn foo() -> std::io::Result<()> {
982     /// let mut buffer = try!(File::create("foo.txt"));
983     ///
984     /// // this call
985     /// try!(write!(buffer, "{:.*}", 2, 1.234567));
986     /// // turns into this:
987     /// try!(buffer.write_fmt(format_args!("{:.*}", 2, 1.234567)));
988     /// # Ok(())
989     /// # }
990     /// ```
991     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
992     fn write_fmt(&mut self, fmt: fmt::Arguments) -> Result<()> {
993         // Create a shim which translates a Write to a fmt::Write and saves
994         // off I/O errors. instead of discarding them
995         struct Adaptor<'a, T: ?Sized + 'a> {
996             inner: &'a mut T,
997             error: Result<()>,
998         }
999
1000         impl<'a, T: Write + ?Sized> fmt::Write for Adaptor<'a, T> {
1001             fn write_str(&mut self, s: &str) -> fmt::Result {
1002                 match self.inner.write_all(s.as_bytes()) {
1003                     Ok(()) => Ok(()),
1004                     Err(e) => {
1005                         self.error = Err(e);
1006                         Err(fmt::Error)
1007                     }
1008                 }
1009             }
1010         }
1011
1012         let mut output = Adaptor { inner: self, error: Ok(()) };
1013         match fmt::write(&mut output, fmt) {
1014             Ok(()) => Ok(()),
1015             Err(..) => {
1016                 // check if the error came from the underlying `Write` or not
1017                 if output.error.is_err() {
1018                     output.error
1019                 } else {
1020                     Err(Error::new(ErrorKind::Other, "formatter error"))
1021                 }
1022             }
1023         }
1024     }
1025
1026     /// Creates a "by reference" adaptor for this instance of `Write`.
1027     ///
1028     /// The returned adaptor also implements `Write` and will simply borrow this
1029     /// current writer.
1030     ///
1031     /// # Examples
1032     ///
1033     /// ```
1034     /// use std::io::Write;
1035     /// use std::fs::File;
1036     ///
1037     /// # fn foo() -> std::io::Result<()> {
1038     /// let mut buffer = try!(File::create("foo.txt"));
1039     ///
1040     /// let reference = buffer.by_ref();
1041     ///
1042     /// // we can use reference just like our original buffer
1043     /// try!(reference.write_all(b"some bytes"));
1044     /// # Ok(())
1045     /// # }
1046     /// ```
1047     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1048     fn by_ref(&mut self) -> &mut Self where Self: Sized { self }
1049 }
1050
1051 /// The `Seek` trait provides a cursor which can be moved within a stream of
1052 /// bytes.
1053 ///
1054 /// The stream typically has a fixed size, allowing seeking relative to either
1055 /// end or the current offset.
1056 ///
1057 /// # Examples
1058 ///
1059 /// [`File`][file]s implement `Seek`:
1060 ///
1061 /// [file]: ../fs/struct.File.html
1062 ///
1063 /// ```
1064 /// use std::io;
1065 /// use std::io::prelude::*;
1066 /// use std::fs::File;
1067 /// use std::io::SeekFrom;
1068 ///
1069 /// # fn foo() -> io::Result<()> {
1070 /// let mut f = try!(File::open("foo.txt"));
1071 ///
1072 /// // move the cursor 42 bytes from the start of the file
1073 /// try!(f.seek(SeekFrom::Start(42)));
1074 /// # Ok(())
1075 /// # }
1076 /// ```
1077 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1078 pub trait Seek {
1079     /// Seek to an offset, in bytes, in a stream.
1080     ///
1081     /// A seek beyond the end of a stream is allowed, but implementation
1082     /// defined.
1083     ///
1084     /// If the seek operation completed successfully,
1085     /// this method returns the new position from the start of the stream.
1086     /// That position can be used later with `SeekFrom::Start`.
1087     ///
1088     /// # Errors
1089     ///
1090     /// Seeking to a negative offset is considered an error.
1091     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1092     fn seek(&mut self, pos: SeekFrom) -> Result<u64>;
1093 }
1094
1095 /// Enumeration of possible methods to seek within an I/O object.
1096 #[derive(Copy, PartialEq, Eq, Clone, Debug)]
1097 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1098 pub enum SeekFrom {
1099     /// Set the offset to the provided number of bytes.
1100     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1101     Start(#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] u64),
1102
1103     /// Set the offset to the size of this object plus the specified number of
1104     /// bytes.
1105     ///
1106     /// It is possible to seek beyond the end of an object, but it's an error to
1107     /// seek before byte 0.
1108     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1109     End(#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] i64),
1110
1111     /// Set the offset to the current position plus the specified number of
1112     /// bytes.
1113     ///
1114     /// It is possible to seek beyond the end of an object, but it's an error to
1115     /// seek before byte 0.
1116     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1117     Current(#[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")] i64),
1118 }
1119
1120 fn read_until<R: BufRead + ?Sized>(r: &mut R, delim: u8, buf: &mut Vec<u8>)
1121                                    -> Result<usize> {
1122     let mut read = 0;
1123     loop {
1124         let (done, used) = {
1125             let available = match r.fill_buf() {
1126                 Ok(n) => n,
1127                 Err(ref e) if e.kind() == ErrorKind::Interrupted => continue,
1128                 Err(e) => return Err(e)
1129             };
1130             match memchr::memchr(delim, available) {
1131                 Some(i) => {
1132                     buf.extend_from_slice(&available[..i + 1]);
1133                     (true, i + 1)
1134                 }
1135                 None => {
1136                     buf.extend_from_slice(available);
1137                     (false, available.len())
1138                 }
1139             }
1140         };
1141         r.consume(used);
1142         read += used;
1143         if done || used == 0 {
1144             return Ok(read);
1145         }
1146     }
1147 }
1148
1149 /// A `BufRead` is a type of `Read`er which has an internal buffer, allowing it
1150 /// to perform extra ways of reading.
1151 ///
1152 /// For example, reading line-by-line is inefficient without using a buffer, so
1153 /// if you want to read by line, you'll need `BufRead`, which includes a
1154 /// [`read_line()`][readline] method as well as a [`lines()`][lines] iterator.
1155 ///
1156 /// [readline]: #method.read_line
1157 /// [lines]: #method.lines
1158 ///
1159 /// # Examples
1160 ///
1161 /// A locked standard input implements `BufRead`:
1162 ///
1163 /// ```
1164 /// use std::io;
1165 /// use std::io::prelude::*;
1166 ///
1167 /// let stdin = io::stdin();
1168 /// for line in stdin.lock().lines() {
1169 ///     println!("{}", line.unwrap());
1170 /// }
1171 /// ```
1172 ///
1173 /// If you have something that implements `Read`, you can use the [`BufReader`
1174 /// type][bufreader] to turn it into a `BufRead`.
1175 ///
1176 /// For example, [`File`][file] implements `Read`, but not `BufRead`.
1177 /// `BufReader` to the rescue!
1178 ///
1179 /// [bufreader]: struct.BufReader.html
1180 /// [file]: ../fs/struct.File.html
1181 ///
1182 /// ```
1183 /// use std::io::{self, BufReader};
1184 /// use std::io::prelude::*;
1185 /// use std::fs::File;
1186 ///
1187 /// # fn foo() -> io::Result<()> {
1188 /// let f = try!(File::open("foo.txt"));
1189 /// let f = BufReader::new(f);
1190 ///
1191 /// for line in f.lines() {
1192 ///     println!("{}", line.unwrap());
1193 /// }
1194 ///
1195 /// # Ok(())
1196 /// # }
1197 /// ```
1198 ///
1199 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1200 pub trait BufRead: Read {
1201     /// Fills the internal buffer of this object, returning the buffer contents.
1202     ///
1203     /// This function is a lower-level call. It needs to be paired with the
1204     /// [`consume`][consume] method to function properly. When calling this
1205     /// method, none of the contents will be "read" in the sense that later
1206     /// calling `read` may return the same contents. As such, `consume` must be
1207     /// called with the number of bytes that are consumed from this buffer to
1208     /// ensure that the bytes are never returned twice.
1209     ///
1210     /// [consume]: #tymethod.consume
1211     ///
1212     /// An empty buffer returned indicates that the stream has reached EOF.
1213     ///
1214     /// # Errors
1215     ///
1216     /// This function will return an I/O error if the underlying reader was
1217     /// read, but returned an error.
1218     ///
1219     /// # Examples
1220     ///
1221     /// A locked standard input implements `BufRead`:
1222     ///
1223     /// ```
1224     /// use std::io;
1225     /// use std::io::prelude::*;
1226     ///
1227     /// let stdin = io::stdin();
1228     /// let mut stdin = stdin.lock();
1229     ///
1230     /// // we can't have two `&mut` references to `stdin`, so use a block
1231     /// // to end the borrow early.
1232     /// let length = {
1233     ///     let buffer = stdin.fill_buf().unwrap();
1234     ///
1235     ///     // work with buffer
1236     ///     println!("{:?}", buffer);
1237     ///
1238     ///     buffer.len()
1239     /// };
1240     ///
1241     /// // ensure the bytes we worked with aren't returned again later
1242     /// stdin.consume(length);
1243     /// ```
1244     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1245     fn fill_buf(&mut self) -> Result<&[u8]>;
1246
1247     /// Tells this buffer that `amt` bytes have been consumed from the buffer,
1248     /// so they should no longer be returned in calls to `read`.
1249     ///
1250     /// This function is a lower-level call. It needs to be paired with the
1251     /// [`fill_buf`][fillbuf] method to function properly. This function does
1252     /// not perform any I/O, it simply informs this object that some amount of
1253     /// its buffer, returned from `fill_buf`, has been consumed and should no
1254     /// longer be returned. As such, this function may do odd things if
1255     /// `fill_buf` isn't called before calling it.
1256     ///
1257     /// [fillbuf]: #tymethod.fill_buf
1258     ///
1259     /// The `amt` must be `<=` the number of bytes in the buffer returned by
1260     /// `fill_buf`.
1261     ///
1262     /// # Examples
1263     ///
1264     /// Since `consume()` is meant to be used with [`fill_buf()`][fillbuf],
1265     /// that method's example includes an example of `consume()`.
1266     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1267     fn consume(&mut self, amt: usize);
1268
1269     /// Read all bytes into `buf` until the delimiter `byte` is reached.
1270     ///
1271     /// This function will read bytes from the underlying stream until the
1272     /// delimiter or EOF is found. Once found, all bytes up to, and including,
1273     /// the delimiter (if found) will be appended to `buf`.
1274     ///
1275     /// If this reader is currently at EOF then this function will not modify
1276     /// `buf` and will return `Ok(n)` where `n` is the number of bytes which
1277     /// were read.
1278     ///
1279     /// # Errors
1280     ///
1281     /// This function will ignore all instances of `ErrorKind::Interrupted` and
1282     /// will otherwise return any errors returned by `fill_buf`.
1283     ///
1284     /// If an I/O error is encountered then all bytes read so far will be
1285     /// present in `buf` and its length will have been adjusted appropriately.
1286     ///
1287     /// # Examples
1288     ///
1289     /// A locked standard input implements `BufRead`. In this example, we'll
1290     /// read from standard input until we see an `a` byte.
1291     ///
1292     /// ```
1293     /// use std::io;
1294     /// use std::io::prelude::*;
1295     ///
1296     /// fn foo() -> io::Result<()> {
1297     /// let stdin = io::stdin();
1298     /// let mut stdin = stdin.lock();
1299     /// let mut buffer = Vec::new();
1300     ///
1301     /// try!(stdin.read_until(b'a', &mut buffer));
1302     ///
1303     /// println!("{:?}", buffer);
1304     /// # Ok(())
1305     /// # }
1306     /// ```
1307     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1308     fn read_until(&mut self, byte: u8, buf: &mut Vec<u8>) -> Result<usize> {
1309         read_until(self, byte, buf)
1310     }
1311
1312     /// Read all bytes until a newline (the 0xA byte) is reached, and append
1313     /// them to the provided buffer.
1314     ///
1315     /// This function will read bytes from the underlying stream until the
1316     /// newline delimiter (the 0xA byte) or EOF is found. Once found, all bytes
1317     /// up to, and including, the delimiter (if found) will be appended to
1318     /// `buf`.
1319     ///
1320     /// If this reader is currently at EOF then this function will not modify
1321     /// `buf` and will return `Ok(n)` where `n` is the number of bytes which
1322     /// were read.
1323     ///
1324     /// # Errors
1325     ///
1326     /// This function has the same error semantics as `read_until` and will also
1327     /// return an error if the read bytes are not valid UTF-8. If an I/O error
1328     /// is encountered then `buf` may contain some bytes already read in the
1329     /// event that all data read so far was valid UTF-8.
1330     ///
1331     /// # Examples
1332     ///
1333     /// A locked standard input implements `BufRead`. In this example, we'll
1334     /// read all of the lines from standard input. If we were to do this in
1335     /// an actual project, the [`lines()`][lines] method would be easier, of
1336     /// course.
1337     ///
1338     /// [lines]: #method.lines
1339     ///
1340     /// ```
1341     /// use std::io;
1342     /// use std::io::prelude::*;
1343     ///
1344     /// let stdin = io::stdin();
1345     /// let mut stdin = stdin.lock();
1346     /// let mut buffer = String::new();
1347     ///
1348     /// while stdin.read_line(&mut buffer).unwrap() > 0 {
1349     ///     // work with buffer
1350     ///     println!("{:?}", buffer);
1351     ///
1352     ///     buffer.clear();
1353     /// }
1354     /// ```
1355     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1356     fn read_line(&mut self, buf: &mut String) -> Result<usize> {
1357         // Note that we are not calling the `.read_until` method here, but
1358         // rather our hardcoded implementation. For more details as to why, see
1359         // the comments in `read_to_end`.
1360         append_to_string(buf, |b| read_until(self, b'\n', b))
1361     }
1362
1363     /// Returns an iterator over the contents of this reader split on the byte
1364     /// `byte`.
1365     ///
1366     /// The iterator returned from this function will return instances of
1367     /// `io::Result<Vec<u8>>`. Each vector returned will *not* have the
1368     /// delimiter byte at the end.
1369     ///
1370     /// This function will yield errors whenever `read_until` would have also
1371     /// yielded an error.
1372     ///
1373     /// # Examples
1374     ///
1375     /// A locked standard input implements `BufRead`. In this example, we'll
1376     /// read some input from standard input, splitting on commas.
1377     ///
1378     /// ```
1379     /// use std::io;
1380     /// use std::io::prelude::*;
1381     ///
1382     /// let stdin = io::stdin();
1383     ///
1384     /// for content in stdin.lock().split(b',') {
1385     ///     println!("{:?}", content.unwrap());
1386     /// }
1387     /// ```
1388     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1389     fn split(self, byte: u8) -> Split<Self> where Self: Sized {
1390         Split { buf: self, delim: byte }
1391     }
1392
1393     /// Returns an iterator over the lines of this reader.
1394     ///
1395     /// The iterator returned from this function will yield instances of
1396     /// `io::Result<String>`. Each string returned will *not* have a newline
1397     /// byte (the 0xA byte) or CRLF (0xD, 0xA bytes) at the end.
1398     ///
1399     /// # Examples
1400     ///
1401     /// A locked standard input implements `BufRead`:
1402     ///
1403     /// ```
1404     /// use std::io;
1405     /// use std::io::prelude::*;
1406     ///
1407     /// let stdin = io::stdin();
1408     ///
1409     /// for line in stdin.lock().lines() {
1410     ///     println!("{}", line.unwrap());
1411     /// }
1412     /// ```
1413     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1414     fn lines(self) -> Lines<Self> where Self: Sized {
1415         Lines { buf: self }
1416     }
1417 }
1418
1419 /// Adaptor to chain together two readers.
1420 ///
1421 /// This struct is generally created by calling [`chain()`][chain] on a reader.
1422 /// Please see the documentation of `chain()` for more details.
1423 ///
1424 /// [chain]: trait.Read.html#method.chain
1425 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1426 pub struct Chain<T, U> {
1427     first: T,
1428     second: U,
1429     done_first: bool,
1430 }
1431
1432 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1433 impl<T: Read, U: Read> Read for Chain<T, U> {
1434     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> Result<usize> {
1435         if !self.done_first {
1436             match self.first.read(buf)? {
1437                 0 => { self.done_first = true; }
1438                 n => return Ok(n),
1439             }
1440         }
1441         self.second.read(buf)
1442     }
1443 }
1444
1445 #[stable(feature = "chain_bufread", since = "1.9.0")]
1446 impl<T: BufRead, U: BufRead> BufRead for Chain<T, U> {
1447     fn fill_buf(&mut self) -> Result<&[u8]> {
1448         if !self.done_first {
1449             match self.first.fill_buf()? {
1450                 buf if buf.len() == 0 => { self.done_first = true; }
1451                 buf => return Ok(buf),
1452             }
1453         }
1454         self.second.fill_buf()
1455     }
1456
1457     fn consume(&mut self, amt: usize) {
1458         if !self.done_first {
1459             self.first.consume(amt)
1460         } else {
1461             self.second.consume(amt)
1462         }
1463     }
1464 }
1465
1466 /// Reader adaptor which limits the bytes read from an underlying reader.
1467 ///
1468 /// This struct is generally created by calling [`take()`][take] on a reader.
1469 /// Please see the documentation of `take()` for more details.
1470 ///
1471 /// [take]: trait.Read.html#method.take
1472 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1473 pub struct Take<T> {
1474     inner: T,
1475     limit: u64,
1476 }
1477
1478 impl<T> Take<T> {
1479     /// Returns the number of bytes that can be read before this instance will
1480     /// return EOF.
1481     ///
1482     /// # Note
1483     ///
1484     /// This instance may reach EOF after reading fewer bytes than indicated by
1485     /// this method if the underlying `Read` instance reaches EOF.
1486     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1487     pub fn limit(&self) -> u64 { self.limit }
1488 }
1489
1490 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1491 impl<T: Read> Read for Take<T> {
1492     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> Result<usize> {
1493         // Don't call into inner reader at all at EOF because it may still block
1494         if self.limit == 0 {
1495             return Ok(0);
1496         }
1497
1498         let max = cmp::min(buf.len() as u64, self.limit) as usize;
1499         let n = self.inner.read(&mut buf[..max])?;
1500         self.limit -= n as u64;
1501         Ok(n)
1502     }
1503 }
1504
1505 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1506 impl<T: BufRead> BufRead for Take<T> {
1507     fn fill_buf(&mut self) -> Result<&[u8]> {
1508         // Don't call into inner reader at all at EOF because it may still block
1509         if self.limit == 0 {
1510             return Ok(&[]);
1511         }
1512
1513         let buf = self.inner.fill_buf()?;
1514         let cap = cmp::min(buf.len() as u64, self.limit) as usize;
1515         Ok(&buf[..cap])
1516     }
1517
1518     fn consume(&mut self, amt: usize) {
1519         // Don't let callers reset the limit by passing an overlarge value
1520         let amt = cmp::min(amt as u64, self.limit) as usize;
1521         self.limit -= amt as u64;
1522         self.inner.consume(amt);
1523     }
1524 }
1525
1526 /// An iterator over `u8` values of a reader.
1527 ///
1528 /// This struct is generally created by calling [`bytes()`][bytes] on a reader.
1529 /// Please see the documentation of `bytes()` for more details.
1530 ///
1531 /// [bytes]: trait.Read.html#method.bytes
1532 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1533 pub struct Bytes<R> {
1534     inner: R,
1535 }
1536
1537 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1538 impl<R: Read> Iterator for Bytes<R> {
1539     type Item = Result<u8>;
1540
1541     fn next(&mut self) -> Option<Result<u8>> {
1542         let mut buf = [0];
1543         match self.inner.read(&mut buf) {
1544             Ok(0) => None,
1545             Ok(..) => Some(Ok(buf[0])),
1546             Err(e) => Some(Err(e)),
1547         }
1548     }
1549 }
1550
1551 /// An iterator over the `char`s of a reader.
1552 ///
1553 /// This struct is generally created by calling [`chars()`][chars] on a reader.
1554 /// Please see the documentation of `chars()` for more details.
1555 ///
1556 /// [chars]: trait.Read.html#method.chars
1557 #[unstable(feature = "io", reason = "awaiting stability of Read::chars",
1558            issue = "27802")]
1559 pub struct Chars<R> {
1560     inner: R,
1561 }
1562
1563 /// An enumeration of possible errors that can be generated from the `Chars`
1564 /// adapter.
1565 #[derive(Debug)]
1566 #[unstable(feature = "io", reason = "awaiting stability of Read::chars",
1567            issue = "27802")]
1568 pub enum CharsError {
1569     /// Variant representing that the underlying stream was read successfully
1570     /// but it did not contain valid utf8 data.
1571     NotUtf8,
1572
1573     /// Variant representing that an I/O error occurred.
1574     Other(Error),
1575 }
1576
1577 #[unstable(feature = "io", reason = "awaiting stability of Read::chars",
1578            issue = "27802")]
1579 impl<R: Read> Iterator for Chars<R> {
1580     type Item = result::Result<char, CharsError>;
1581
1582     fn next(&mut self) -> Option<result::Result<char, CharsError>> {
1583         let mut buf = [0];
1584         let first_byte = match self.inner.read(&mut buf) {
1585             Ok(0) => return None,
1586             Ok(..) => buf[0],
1587             Err(e) => return Some(Err(CharsError::Other(e))),
1588         };
1589         let width = core_str::utf8_char_width(first_byte);
1590         if width == 1 { return Some(Ok(first_byte as char)) }
1591         if width == 0 { return Some(Err(CharsError::NotUtf8)) }
1592         let mut buf = [first_byte, 0, 0, 0];
1593         {
1594             let mut start = 1;
1595             while start < width {
1596                 match self.inner.read(&mut buf[start..width]) {
1597                     Ok(0) => return Some(Err(CharsError::NotUtf8)),
1598                     Ok(n) => start += n,
1599                     Err(e) => return Some(Err(CharsError::Other(e))),
1600                 }
1601             }
1602         }
1603         Some(match str::from_utf8(&buf[..width]).ok() {
1604             Some(s) => Ok(s.chars().next().unwrap()),
1605             None => Err(CharsError::NotUtf8),
1606         })
1607     }
1608 }
1609
1610 #[unstable(feature = "io", reason = "awaiting stability of Read::chars",
1611            issue = "27802")]
1612 impl std_error::Error for CharsError {
1613     fn description(&self) -> &str {
1614         match *self {
1615             CharsError::NotUtf8 => "invalid utf8 encoding",
1616             CharsError::Other(ref e) => std_error::Error::description(e),
1617         }
1618     }
1619     fn cause(&self) -> Option<&std_error::Error> {
1620         match *self {
1621             CharsError::NotUtf8 => None,
1622             CharsError::Other(ref e) => e.cause(),
1623         }
1624     }
1625 }
1626
1627 #[unstable(feature = "io", reason = "awaiting stability of Read::chars",
1628            issue = "27802")]
1629 impl fmt::Display for CharsError {
1630     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1631         match *self {
1632             CharsError::NotUtf8 => {
1633                 "byte stream did not contain valid utf8".fmt(f)
1634             }
1635             CharsError::Other(ref e) => e.fmt(f),
1636         }
1637     }
1638 }
1639
1640 /// An iterator over the contents of an instance of `BufRead` split on a
1641 /// particular byte.
1642 ///
1643 /// This struct is generally created by calling [`split()`][split] on a
1644 /// `BufRead`. Please see the documentation of `split()` for more details.
1645 ///
1646 /// [split]: trait.BufRead.html#method.split
1647 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1648 pub struct Split<B> {
1649     buf: B,
1650     delim: u8,
1651 }
1652
1653 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1654 impl<B: BufRead> Iterator for Split<B> {
1655     type Item = Result<Vec<u8>>;
1656
1657     fn next(&mut self) -> Option<Result<Vec<u8>>> {
1658         let mut buf = Vec::new();
1659         match self.buf.read_until(self.delim, &mut buf) {
1660             Ok(0) => None,
1661             Ok(_n) => {
1662                 if buf[buf.len() - 1] == self.delim {
1663                     buf.pop();
1664                 }
1665                 Some(Ok(buf))
1666             }
1667             Err(e) => Some(Err(e))
1668         }
1669     }
1670 }
1671
1672 /// An iterator over the lines of an instance of `BufRead`.
1673 ///
1674 /// This struct is generally created by calling [`lines()`][lines] on a
1675 /// `BufRead`. Please see the documentation of `lines()` for more details.
1676 ///
1677 /// [lines]: trait.BufRead.html#method.lines
1678 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1679 pub struct Lines<B> {
1680     buf: B,
1681 }
1682
1683 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1684 impl<B: BufRead> Iterator for Lines<B> {
1685     type Item = Result<String>;
1686
1687     fn next(&mut self) -> Option<Result<String>> {
1688         let mut buf = String::new();
1689         match self.buf.read_line(&mut buf) {
1690             Ok(0) => None,
1691             Ok(_n) => {
1692                 if buf.ends_with("\n") {
1693                     buf.pop();
1694                     if buf.ends_with("\r") {
1695                         buf.pop();
1696                     }
1697                 }
1698                 Some(Ok(buf))
1699             }
1700             Err(e) => Some(Err(e))
1701         }
1702     }
1703 }
1704
1705 #[cfg(test)]
1706 mod tests {
1707     use prelude::v1::*;
1708     use io::prelude::*;
1709     use io;
1710     use super::Cursor;
1711     use test;
1712     use super::repeat;
1713
1714     #[test]
1715     fn read_until() {
1716         let mut buf = Cursor::new(&b"12"[..]);
1717         let mut v = Vec::new();
1718         assert_eq!(buf.read_until(b'3', &mut v).unwrap(), 2);
1719         assert_eq!(v, b"12");
1720
1721         let mut buf = Cursor::new(&b"1233"[..]);
1722         let mut v = Vec::new();
1723         assert_eq!(buf.read_until(b'3', &mut v).unwrap(), 3);
1724         assert_eq!(v, b"123");
1725         v.truncate(0);
1726         assert_eq!(buf.read_until(b'3', &mut v).unwrap(), 1);
1727         assert_eq!(v, b"3");
1728         v.truncate(0);
1729         assert_eq!(buf.read_until(b'3', &mut v).unwrap(), 0);
1730         assert_eq!(v, []);
1731     }
1732
1733     #[test]
1734     fn split() {
1735         let buf = Cursor::new(&b"12"[..]);
1736         let mut s = buf.split(b'3');
1737         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), vec![b'1', b'2']);
1738         assert!(s.next().is_none());
1739
1740         let buf = Cursor::new(&b"1233"[..]);
1741         let mut s = buf.split(b'3');
1742         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), vec![b'1', b'2']);
1743         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), vec![]);
1744         assert!(s.next().is_none());
1745     }
1746
1747     #[test]
1748     fn read_line() {
1749         let mut buf = Cursor::new(&b"12"[..]);
1750         let mut v = String::new();
1751         assert_eq!(buf.read_line(&mut v).unwrap(), 2);
1752         assert_eq!(v, "12");
1753
1754         let mut buf = Cursor::new(&b"12\n\n"[..]);
1755         let mut v = String::new();
1756         assert_eq!(buf.read_line(&mut v).unwrap(), 3);
1757         assert_eq!(v, "12\n");
1758         v.truncate(0);
1759         assert_eq!(buf.read_line(&mut v).unwrap(), 1);
1760         assert_eq!(v, "\n");
1761         v.truncate(0);
1762         assert_eq!(buf.read_line(&mut v).unwrap(), 0);
1763         assert_eq!(v, "");
1764     }
1765
1766     #[test]
1767     fn lines() {
1768         let buf = Cursor::new(&b"12\r"[..]);
1769         let mut s = buf.lines();
1770         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), "12\r".to_string());
1771         assert!(s.next().is_none());
1772
1773         let buf = Cursor::new(&b"12\r\n\n"[..]);
1774         let mut s = buf.lines();
1775         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), "12".to_string());
1776         assert_eq!(s.next().unwrap().unwrap(), "".to_string());
1777         assert!(s.next().is_none());
1778     }
1779
1780     #[test]
1781     fn read_to_end() {
1782         let mut c = Cursor::new(&b""[..]);
1783         let mut v = Vec::new();
1784         assert_eq!(c.read_to_end(&mut v).unwrap(), 0);
1785         assert_eq!(v, []);
1786
1787         let mut c = Cursor::new(&b"1"[..]);
1788         let mut v = Vec::new();
1789         assert_eq!(c.read_to_end(&mut v).unwrap(), 1);
1790         assert_eq!(v, b"1");
1791
1792         let cap = 1024 * 1024;
1793         let data = (0..cap).map(|i| (i / 3) as u8).collect::<Vec<_>>();
1794         let mut v = Vec::new();
1795         let (a, b) = data.split_at(data.len() / 2);
1796         assert_eq!(Cursor::new(a).read_to_end(&mut v).unwrap(), a.len());
1797         assert_eq!(Cursor::new(b).read_to_end(&mut v).unwrap(), b.len());
1798         assert_eq!(v, data);
1799     }
1800
1801     #[test]
1802     fn read_to_string() {
1803         let mut c = Cursor::new(&b""[..]);
1804         let mut v = String::new();
1805         assert_eq!(c.read_to_string(&mut v).unwrap(), 0);
1806         assert_eq!(v, "");
1807
1808         let mut c = Cursor::new(&b"1"[..]);
1809         let mut v = String::new();
1810         assert_eq!(c.read_to_string(&mut v).unwrap(), 1);
1811         assert_eq!(v, "1");
1812
1813         let mut c = Cursor::new(&b"\xff"[..]);
1814         let mut v = String::new();
1815         assert!(c.read_to_string(&mut v).is_err());
1816     }
1817
1818     #[test]
1819     fn read_exact() {
1820         let mut buf = [0; 4];
1821
1822         let mut c = Cursor::new(&b""[..]);
1823         assert_eq!(c.read_exact(&mut buf).unwrap_err().kind(),
1824                    io::ErrorKind::UnexpectedEof);
1825
1826         let mut c = Cursor::new(&b"123"[..]).chain(Cursor::new(&b"456789"[..]));
1827         c.read_exact(&mut buf).unwrap();
1828         assert_eq!(&buf, b"1234");
1829         c.read_exact(&mut buf).unwrap();
1830         assert_eq!(&buf, b"5678");
1831         assert_eq!(c.read_exact(&mut buf).unwrap_err().kind(),
1832                    io::ErrorKind::UnexpectedEof);
1833     }
1834
1835     #[test]
1836     fn read_exact_slice() {
1837         let mut buf = [0; 4];
1838
1839         let mut c = &b""[..];
1840         assert_eq!(c.read_exact(&mut buf).unwrap_err().kind(),
1841                    io::ErrorKind::UnexpectedEof);
1842
1843         let mut c = &b"123"[..];
1844         assert_eq!(c.read_exact(&mut buf).unwrap_err().kind(),
1845                    io::ErrorKind::UnexpectedEof);
1846         // make sure the optimized (early returning) method is being used
1847         assert_eq!(&buf, &[0; 4]);
1848
1849         let mut c = &b"1234"[..];
1850         c.read_exact(&mut buf).unwrap();
1851         assert_eq!(&buf, b"1234");
1852
1853         let mut c = &b"56789"[..];
1854         c.read_exact(&mut buf).unwrap();
1855         assert_eq!(&buf, b"5678");
1856         assert_eq!(c, b"9");
1857     }
1858
1859     #[test]
1860     fn take_eof() {
1861         struct R;
1862
1863         impl Read for R {
1864             fn read(&mut self, _: &mut [u8]) -> io::Result<usize> {
1865                 Err(io::Error::new(io::ErrorKind::Other, ""))
1866             }
1867         }
1868         impl BufRead for R {
1869             fn fill_buf(&mut self) -> io::Result<&[u8]> {
1870                 Err(io::Error::new(io::ErrorKind::Other, ""))
1871             }
1872             fn consume(&mut self, _amt: usize) { }
1873         }
1874
1875         let mut buf = [0; 1];
1876         assert_eq!(0, R.take(0).read(&mut buf).unwrap());
1877         assert_eq!(b"", R.take(0).fill_buf().unwrap());
1878     }
1879
1880     fn cmp_bufread<Br1: BufRead, Br2: BufRead>(mut br1: Br1, mut br2: Br2, exp: &[u8]) {
1881         let mut cat = Vec::new();
1882         loop {
1883             let consume = {
1884                 let buf1 = br1.fill_buf().unwrap();
1885                 let buf2 = br2.fill_buf().unwrap();
1886                 let minlen = if buf1.len() < buf2.len() { buf1.len() } else { buf2.len() };
1887                 assert_eq!(buf1[..minlen], buf2[..minlen]);
1888                 cat.extend_from_slice(&buf1[..minlen]);
1889                 minlen
1890             };
1891             if consume == 0 {
1892                 break;
1893             }
1894             br1.consume(consume);
1895             br2.consume(consume);
1896         }
1897         assert_eq!(br1.fill_buf().unwrap().len(), 0);
1898         assert_eq!(br2.fill_buf().unwrap().len(), 0);
1899         assert_eq!(&cat[..], &exp[..])
1900     }
1901
1902     #[test]
1903     fn chain_bufread() {
1904         let testdata = b"ABCDEFGHIJKL";
1905         let chain1 = (&testdata[..3]).chain(&testdata[3..6])
1906                                      .chain(&testdata[6..9])
1907                                      .chain(&testdata[9..]);
1908         let chain2 = (&testdata[..4]).chain(&testdata[4..8])
1909                                      .chain(&testdata[8..]);
1910         cmp_bufread(chain1, chain2, &testdata[..]);
1911     }
1912
1913     #[bench]
1914     fn bench_read_to_end(b: &mut test::Bencher) {
1915         b.iter(|| {
1916             let mut lr = repeat(1).take(10000000);
1917             let mut vec = Vec::with_capacity(1024);
1918             super::read_to_end(&mut lr, &mut vec)
1919         });
1920     }
1921 }