]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/libstd/io/mod.rs
Kill RacyCell in favor of marking SyncSender explicitly Send.
[rust.git] / src / libstd / io / mod.rs
1 // Copyright 2013-2014 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 // ignore-lexer-test FIXME #15883
12
13 // FIXME: cover these topics:
14 //        path, reader, writer, stream, raii (close not needed),
15 //        stdio, print!, println!, file access, process spawning,
16 //        error handling
17
18
19 //! I/O, including files, networking, timers, and processes
20 //!
21 //! `std::io` provides Rust's basic I/O types,
22 //! for reading and writing to files, TCP, UDP,
23 //! and other types of sockets and pipes,
24 //! manipulating the file system, spawning processes.
25 //!
26 //! # Examples
27 //!
28 //! Some examples of obvious things you might want to do
29 //!
30 //! * Read lines from stdin
31 //!
32 //!     ```rust
33 //!     use std::io;
34 //!
35 //!     for line in io::stdin().lock().lines() {
36 //!         print!("{}", line.unwrap());
37 //!     }
38 //!     ```
39 //!
40 //! * Read a complete file
41 //!
42 //!     ```rust
43 //!     use std::io::File;
44 //!
45 //!     let contents = File::open(&Path::new("message.txt")).read_to_end();
46 //!     ```
47 //!
48 //! * Write a line to a file
49 //!
50 //!     ```rust
51 //!     # #![allow(unused_must_use)]
52 //!     use std::io::File;
53 //!
54 //!     let mut file = File::create(&Path::new("message.txt"));
55 //!     file.write(b"hello, file!\n");
56 //!     # drop(file);
57 //!     # ::std::io::fs::unlink(&Path::new("message.txt"));
58 //!     ```
59 //!
60 //! * Iterate over the lines of a file
61 //!
62 //!     ```rust,no_run
63 //!     use std::io::BufferedReader;
64 //!     use std::io::File;
65 //!
66 //!     let path = Path::new("message.txt");
67 //!     let mut file = BufferedReader::new(File::open(&path));
68 //!     for line in file.lines() {
69 //!         print!("{}", line.unwrap());
70 //!     }
71 //!     ```
72 //!
73 //! * Pull the lines of a file into a vector of strings
74 //!
75 //!     ```rust,no_run
76 //!     use std::io::BufferedReader;
77 //!     use std::io::File;
78 //!
79 //!     let path = Path::new("message.txt");
80 //!     let mut file = BufferedReader::new(File::open(&path));
81 //!     let lines: Vec<String> = file.lines().map(|x| x.unwrap()).collect();
82 //!     ```
83 //!
84 //! * Make a simple TCP client connection and request
85 //!
86 //!     ```rust
87 //!     # #![allow(unused_must_use)]
88 //!     use std::io::TcpStream;
89 //!
90 //!     # // connection doesn't fail if a server is running on 8080
91 //!     # // locally, we still want to be type checking this code, so lets
92 //!     # // just stop it running (#11576)
93 //!     # if false {
94 //!     let mut socket = TcpStream::connect("127.0.0.1:8080").unwrap();
95 //!     socket.write(b"GET / HTTP/1.0\n\n");
96 //!     let response = socket.read_to_end();
97 //!     # }
98 //!     ```
99 //!
100 //! * Make a simple TCP server
101 //!
102 //!     ```rust
103 //!     # fn main() { }
104 //!     # fn foo() {
105 //!     # #![allow(dead_code)]
106 //!     use std::io::{TcpListener, TcpStream};
107 //!     use std::io::{Acceptor, Listener};
108 //!     use std::thread::Thread;
109 //!
110 //!     let listener = TcpListener::bind("127.0.0.1:80");
111 //!
112 //!     // bind the listener to the specified address
113 //!     let mut acceptor = listener.listen();
114 //!
115 //!     fn handle_client(mut stream: TcpStream) {
116 //!         // ...
117 //!     # &mut stream; // silence unused mutability/variable warning
118 //!     }
119 //!     // accept connections and process them, spawning a new tasks for each one
120 //!     for stream in acceptor.incoming() {
121 //!         match stream {
122 //!             Err(e) => { /* connection failed */ }
123 //!             Ok(stream) => {
124 //!                 Thread::spawn(move|| {
125 //!                     // connection succeeded
126 //!                     handle_client(stream)
127 //!                 });
128 //!             }
129 //!         }
130 //!     }
131 //!
132 //!     // close the socket server
133 //!     drop(acceptor);
134 //!     # }
135 //!     ```
136 //!
137 //!
138 //! # Error Handling
139 //!
140 //! I/O is an area where nearly every operation can result in unexpected
141 //! errors. Errors should be painfully visible when they happen, and handling them
142 //! should be easy to work with. It should be convenient to handle specific I/O
143 //! errors, and it should also be convenient to not deal with I/O errors.
144 //!
145 //! Rust's I/O employs a combination of techniques to reduce boilerplate
146 //! while still providing feedback about errors. The basic strategy:
147 //!
148 //! * All I/O operations return `IoResult<T>` which is equivalent to
149 //!   `Result<T, IoError>`. The `Result` type is defined in the `std::result`
150 //!   module.
151 //! * If the `Result` type goes unused, then the compiler will by default emit a
152 //!   warning about the unused result. This is because `Result` has the
153 //!   `#[must_use]` attribute.
154 //! * Common traits are implemented for `IoResult`, e.g.
155 //!   `impl<R: Reader> Reader for IoResult<R>`, so that error values do not have
156 //!   to be 'unwrapped' before use.
157 //!
158 //! These features combine in the API to allow for expressions like
159 //! `File::create(&Path::new("diary.txt")).write(b"Met a girl.\n")`
160 //! without having to worry about whether "diary.txt" exists or whether
161 //! the write succeeds. As written, if either `new` or `write_line`
162 //! encounters an error then the result of the entire expression will
163 //! be an error.
164 //!
165 //! If you wanted to handle the error though you might write:
166 //!
167 //! ```rust
168 //! # #![allow(unused_must_use)]
169 //! use std::io::File;
170 //!
171 //! match File::create(&Path::new("diary.txt")).write(b"Met a girl.\n") {
172 //!     Ok(()) => (), // succeeded
173 //!     Err(e) => println!("failed to write to my diary: {}", e),
174 //! }
175 //!
176 //! # ::std::io::fs::unlink(&Path::new("diary.txt"));
177 //! ```
178 //!
179 //! So what actually happens if `create` encounters an error?
180 //! It's important to know that what `new` returns is not a `File`
181 //! but an `IoResult<File>`.  If the file does not open, then `new` will simply
182 //! return `Err(..)`. Because there is an implementation of `Writer` (the trait
183 //! required ultimately required for types to implement `write_line`) there is no
184 //! need to inspect or unwrap the `IoResult<File>` and we simply call `write_line`
185 //! on it. If `new` returned an `Err(..)` then the followup call to `write_line`
186 //! will also return an error.
187 //!
188 //! ## `try!`
189 //!
190 //! Explicit pattern matching on `IoResult`s can get quite verbose, especially
191 //! when performing many I/O operations. Some examples (like those above) are
192 //! alleviated with extra methods implemented on `IoResult`, but others have more
193 //! complex interdependencies among each I/O operation.
194 //!
195 //! The `try!` macro from `std::macros` is provided as a method of early-return
196 //! inside `Result`-returning functions. It expands to an early-return on `Err`
197 //! and otherwise unwraps the contained `Ok` value.
198 //!
199 //! If you wanted to read several `u32`s from a file and return their product:
200 //!
201 //! ```rust
202 //! use std::io::{File, IoResult};
203 //!
204 //! fn file_product(p: &Path) -> IoResult<u32> {
205 //!     let mut f = File::open(p);
206 //!     let x1 = try!(f.read_le_u32());
207 //!     let x2 = try!(f.read_le_u32());
208 //!
209 //!     Ok(x1 * x2)
210 //! }
211 //!
212 //! match file_product(&Path::new("numbers.bin")) {
213 //!     Ok(x) => println!("{}", x),
214 //!     Err(e) => println!("Failed to read numbers!")
215 //! }
216 //! ```
217 //!
218 //! With `try!` in `file_product`, each `read_le_u32` need not be directly
219 //! concerned with error handling; instead its caller is responsible for
220 //! responding to errors that may occur while attempting to read the numbers.
221
222 #![unstable]
223 #![deny(unused_must_use)]
224
225 pub use self::SeekStyle::*;
226 pub use self::FileMode::*;
227 pub use self::FileAccess::*;
228 pub use self::IoErrorKind::*;
229
230 use char::CharExt;
231 use clone::Clone;
232 use default::Default;
233 use error::{FromError, Error};
234 use fmt;
235 use int;
236 use iter::{Iterator, IteratorExt};
237 use marker::Sized;
238 use mem::transmute;
239 use ops::FnOnce;
240 use option::Option;
241 use option::Option::{Some, None};
242 use os;
243 use boxed::Box;
244 use result::Result;
245 use result::Result::{Ok, Err};
246 use sys;
247 use slice::SliceExt;
248 use str::StrExt;
249 use str;
250 use string::String;
251 use uint;
252 use unicode;
253 use vec::Vec;
254
255 // Reexports
256 pub use self::stdio::stdin;
257 pub use self::stdio::stdout;
258 pub use self::stdio::stderr;
259 pub use self::stdio::print;
260 pub use self::stdio::println;
261
262 pub use self::fs::File;
263 pub use self::timer::Timer;
264 pub use self::net::ip::IpAddr;
265 pub use self::net::tcp::TcpListener;
266 pub use self::net::tcp::TcpStream;
267 pub use self::pipe::PipeStream;
268 pub use self::process::{Process, Command};
269 pub use self::tempfile::TempDir;
270
271 pub use self::mem::{MemReader, BufReader, MemWriter, BufWriter};
272 pub use self::buffered::{BufferedReader, BufferedWriter, BufferedStream,
273                          LineBufferedWriter};
274 pub use self::comm_adapters::{ChanReader, ChanWriter};
275
276 mod buffered;
277 mod comm_adapters;
278 mod mem;
279 mod result;
280 mod tempfile;
281 pub mod extensions;
282 pub mod fs;
283 pub mod net;
284 pub mod pipe;
285 pub mod process;
286 pub mod stdio;
287 pub mod timer;
288 pub mod util;
289
290 #[macro_use]
291 pub mod test;
292
293 /// The default buffer size for various I/O operations
294 // libuv recommends 64k buffers to maximize throughput
295 // https://groups.google.com/forum/#!topic/libuv/oQO1HJAIDdA
296 const DEFAULT_BUF_SIZE: uint = 1024 * 64;
297
298 /// A convenient typedef of the return value of any I/O action.
299 pub type IoResult<T> = Result<T, IoError>;
300
301 /// The type passed to I/O condition handlers to indicate error
302 ///
303 /// # FIXME
304 ///
305 /// Is something like this sufficient? It's kind of archaic
306 #[derive(PartialEq, Eq, Clone, Show)]
307 pub struct IoError {
308     /// An enumeration which can be matched against for determining the flavor
309     /// of error.
310     pub kind: IoErrorKind,
311     /// A human-readable description about the error
312     pub desc: &'static str,
313     /// Detailed information about this error, not always available
314     pub detail: Option<String>
315 }
316
317 impl IoError {
318     /// Convert an `errno` value into an `IoError`.
319     ///
320     /// If `detail` is `true`, the `detail` field of the `IoError`
321     /// struct is filled with an allocated string describing the error
322     /// in more detail, retrieved from the operating system.
323     pub fn from_errno(errno: uint, detail: bool) -> IoError {
324         let mut err = sys::decode_error(errno as i32);
325         if detail && err.kind == OtherIoError {
326             err.detail = Some(os::error_string(errno).chars()
327                                  .map(|c| c.to_lowercase()).collect())
328         }
329         err
330     }
331
332     /// Retrieve the last error to occur as a (detailed) IoError.
333     ///
334     /// This uses the OS `errno`, and so there should not be any task
335     /// descheduling or migration (other than that performed by the
336     /// operating system) between the call(s) for which errors are
337     /// being checked and the call of this function.
338     pub fn last_error() -> IoError {
339         IoError::from_errno(os::errno() as uint, true)
340     }
341 }
342
343 impl fmt::String for IoError {
344     fn fmt(&self, fmt: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
345         match *self {
346             IoError { kind: OtherIoError, desc: "unknown error", detail: Some(ref detail) } =>
347                 write!(fmt, "{}", detail),
348             IoError { detail: None, desc, .. } =>
349                 write!(fmt, "{}", desc),
350             IoError { detail: Some(ref detail), desc, .. } =>
351                 write!(fmt, "{} ({})", desc, detail)
352         }
353     }
354 }
355
356 impl Error for IoError {
357     fn description(&self) -> &str {
358         self.desc
359     }
360
361     fn detail(&self) -> Option<String> {
362         self.detail.clone()
363     }
364 }
365
366 impl FromError<IoError> for Box<Error> {
367     fn from_error(err: IoError) -> Box<Error> {
368         box err
369     }
370 }
371
372 /// A list specifying general categories of I/O error.
373 #[derive(Copy, PartialEq, Eq, Clone, Show)]
374 pub enum IoErrorKind {
375     /// Any I/O error not part of this list.
376     OtherIoError,
377     /// The operation could not complete because end of file was reached.
378     EndOfFile,
379     /// The file was not found.
380     FileNotFound,
381     /// The file permissions disallowed access to this file.
382     PermissionDenied,
383     /// A network connection failed for some reason not specified in this list.
384     ConnectionFailed,
385     /// The network operation failed because the network connection was closed.
386     Closed,
387     /// The connection was refused by the remote server.
388     ConnectionRefused,
389     /// The connection was reset by the remote server.
390     ConnectionReset,
391     /// The connection was aborted (terminated) by the remote server.
392     ConnectionAborted,
393     /// The network operation failed because it was not connected yet.
394     NotConnected,
395     /// The operation failed because a pipe was closed.
396     BrokenPipe,
397     /// A file already existed with that name.
398     PathAlreadyExists,
399     /// No file exists at that location.
400     PathDoesntExist,
401     /// The path did not specify the type of file that this operation required. For example,
402     /// attempting to copy a directory with the `fs::copy()` operation will fail with this error.
403     MismatchedFileTypeForOperation,
404     /// The operation temporarily failed (for example, because a signal was received), and retrying
405     /// may succeed.
406     ResourceUnavailable,
407     /// No I/O functionality is available for this task.
408     IoUnavailable,
409     /// A parameter was incorrect in a way that caused an I/O error not part of this list.
410     InvalidInput,
411     /// The I/O operation's timeout expired, causing it to be canceled.
412     TimedOut,
413     /// This write operation failed to write all of its data.
414     ///
415     /// Normally the write() method on a Writer guarantees that all of its data
416     /// has been written, but some operations may be terminated after only
417     /// partially writing some data. An example of this is a timed out write
418     /// which successfully wrote a known number of bytes, but bailed out after
419     /// doing so.
420     ///
421     /// The payload contained as part of this variant is the number of bytes
422     /// which are known to have been successfully written.
423     ShortWrite(uint),
424     /// The Reader returned 0 bytes from `read()` too many times.
425     NoProgress,
426 }
427
428 /// A trait that lets you add a `detail` to an IoError easily
429 trait UpdateIoError<T> {
430     /// Returns an IoError with updated description and detail
431     fn update_err<D>(self, desc: &'static str, detail: D) -> Self where
432         D: FnOnce(&IoError) -> String;
433
434     /// Returns an IoError with updated detail
435     fn update_detail<D>(self, detail: D) -> Self where
436         D: FnOnce(&IoError) -> String;
437
438     /// Returns an IoError with update description
439     fn update_desc(self, desc: &'static str) -> Self;
440 }
441
442 impl<T> UpdateIoError<T> for IoResult<T> {
443     fn update_err<D>(self, desc: &'static str, detail: D) -> IoResult<T> where
444         D: FnOnce(&IoError) -> String,
445     {
446         self.map_err(move |mut e| {
447             let detail = detail(&e);
448             e.desc = desc;
449             e.detail = Some(detail);
450             e
451         })
452     }
453
454     fn update_detail<D>(self, detail: D) -> IoResult<T> where
455         D: FnOnce(&IoError) -> String,
456     {
457         self.map_err(move |mut e| { e.detail = Some(detail(&e)); e })
458     }
459
460     fn update_desc(self, desc: &'static str) -> IoResult<T> {
461         self.map_err(|mut e| { e.desc = desc; e })
462     }
463 }
464
465 static NO_PROGRESS_LIMIT: uint = 1000;
466
467 /// A trait for objects which are byte-oriented streams. Readers are defined by
468 /// one method, `read`. This function will block until data is available,
469 /// filling in the provided buffer with any data read.
470 ///
471 /// Readers are intended to be composable with one another. Many objects
472 /// throughout the I/O and related libraries take and provide types which
473 /// implement the `Reader` trait.
474 pub trait Reader {
475
476     // Only method which need to get implemented for this trait
477
478     /// Read bytes, up to the length of `buf` and place them in `buf`.
479     /// Returns the number of bytes read. The number of bytes read may
480     /// be less than the number requested, even 0. Returns `Err` on EOF.
481     ///
482     /// # Error
483     ///
484     /// If an error occurs during this I/O operation, then it is returned as
485     /// `Err(IoError)`. Note that end-of-file is considered an error, and can be
486     /// inspected for in the error's `kind` field. Also note that reading 0
487     /// bytes is not considered an error in all circumstances
488     ///
489     /// # Implementation Note
490     ///
491     /// When implementing this method on a new Reader, you are strongly encouraged
492     /// not to return 0 if you can avoid it.
493     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> IoResult<uint>;
494
495     // Convenient helper methods based on the above methods
496
497     /// Reads at least `min` bytes and places them in `buf`.
498     /// Returns the number of bytes read.
499     ///
500     /// This will continue to call `read` until at least `min` bytes have been
501     /// read. If `read` returns 0 too many times, `NoProgress` will be
502     /// returned.
503     ///
504     /// # Error
505     ///
506     /// If an error occurs at any point, that error is returned, and no further
507     /// bytes are read.
508     fn read_at_least(&mut self, min: uint, buf: &mut [u8]) -> IoResult<uint> {
509         if min > buf.len() {
510             return Err(IoError {
511                 detail: Some(String::from_str("the buffer is too short")),
512                 ..standard_error(InvalidInput)
513             });
514         }
515         let mut read = 0;
516         while read < min {
517             let mut zeroes = 0;
518             loop {
519                 match self.read(buf.slice_from_mut(read)) {
520                     Ok(0) => {
521                         zeroes += 1;
522                         if zeroes >= NO_PROGRESS_LIMIT {
523                             return Err(standard_error(NoProgress));
524                         }
525                     }
526                     Ok(n) => {
527                         read += n;
528                         break;
529                     }
530                     err@Err(_) => return err
531                 }
532             }
533         }
534         Ok(read)
535     }
536
537     /// Reads a single byte. Returns `Err` on EOF.
538     fn read_byte(&mut self) -> IoResult<u8> {
539         let mut buf = [0];
540         try!(self.read_at_least(1, &mut buf));
541         Ok(buf[0])
542     }
543
544     /// Reads up to `len` bytes and appends them to a vector.
545     /// Returns the number of bytes read. The number of bytes read may be
546     /// less than the number requested, even 0. Returns Err on EOF.
547     ///
548     /// # Error
549     ///
550     /// If an error occurs during this I/O operation, then it is returned
551     /// as `Err(IoError)`. See `read()` for more details.
552     fn push(&mut self, len: uint, buf: &mut Vec<u8>) -> IoResult<uint> {
553         let start_len = buf.len();
554         buf.reserve(len);
555
556         let n = {
557             let s = unsafe { slice_vec_capacity(buf, start_len, start_len + len) };
558             try!(self.read(s))
559         };
560         unsafe { buf.set_len(start_len + n) };
561         Ok(n)
562     }
563
564     /// Reads at least `min` bytes, but no more than `len`, and appends them to
565     /// a vector.
566     /// Returns the number of bytes read.
567     ///
568     /// This will continue to call `read` until at least `min` bytes have been
569     /// read. If `read` returns 0 too many times, `NoProgress` will be
570     /// returned.
571     ///
572     /// # Error
573     ///
574     /// If an error occurs at any point, that error is returned, and no further
575     /// bytes are read.
576     fn push_at_least(&mut self, min: uint, len: uint, buf: &mut Vec<u8>) -> IoResult<uint> {
577         if min > len {
578             return Err(IoError {
579                 detail: Some(String::from_str("the buffer is too short")),
580                 ..standard_error(InvalidInput)
581             });
582         }
583
584         let start_len = buf.len();
585         buf.reserve(len);
586
587         // we can't just use self.read_at_least(min, slice) because we need to push
588         // successful reads onto the vector before any returned errors.
589
590         let mut read = 0;
591         while read < min {
592             read += {
593                 let s = unsafe { slice_vec_capacity(buf, start_len + read, start_len + len) };
594                 try!(self.read_at_least(1, s))
595             };
596             unsafe { buf.set_len(start_len + read) };
597         }
598         Ok(read)
599     }
600
601     /// Reads exactly `len` bytes and gives you back a new vector of length
602     /// `len`
603     ///
604     /// # Error
605     ///
606     /// Fails with the same conditions as `read`. Additionally returns error
607     /// on EOF. Note that if an error is returned, then some number of bytes may
608     /// have already been consumed from the underlying reader, and they are lost
609     /// (not returned as part of the error). If this is unacceptable, then it is
610     /// recommended to use the `push_at_least` or `read` methods.
611     fn read_exact(&mut self, len: uint) -> IoResult<Vec<u8>> {
612         let mut buf = Vec::with_capacity(len);
613         match self.push_at_least(len, len, &mut buf) {
614             Ok(_) => Ok(buf),
615             Err(e) => Err(e),
616         }
617     }
618
619     /// Reads all remaining bytes from the stream.
620     ///
621     /// # Error
622     ///
623     /// Returns any non-EOF error immediately. Previously read bytes are
624     /// discarded when an error is returned.
625     ///
626     /// When EOF is encountered, all bytes read up to that point are returned.
627     fn read_to_end(&mut self) -> IoResult<Vec<u8>> {
628         let mut buf = Vec::with_capacity(DEFAULT_BUF_SIZE);
629         loop {
630             match self.push_at_least(1, DEFAULT_BUF_SIZE, &mut buf) {
631                 Ok(_) => {}
632                 Err(ref e) if e.kind == EndOfFile => break,
633                 Err(e) => return Err(e)
634             }
635         }
636         return Ok(buf);
637     }
638
639     /// Reads all of the remaining bytes of this stream, interpreting them as a
640     /// UTF-8 encoded stream. The corresponding string is returned.
641     ///
642     /// # Error
643     ///
644     /// This function returns all of the same errors as `read_to_end` with an
645     /// additional error if the reader's contents are not a valid sequence of
646     /// UTF-8 bytes.
647     fn read_to_string(&mut self) -> IoResult<String> {
648         self.read_to_end().and_then(|s| {
649             match String::from_utf8(s) {
650                 Ok(s)  => Ok(s),
651                 Err(_) => Err(standard_error(InvalidInput)),
652             }
653         })
654     }
655
656     // Byte conversion helpers
657
658     /// Reads `n` little-endian unsigned integer bytes.
659     ///
660     /// `n` must be between 1 and 8, inclusive.
661     fn read_le_uint_n(&mut self, nbytes: uint) -> IoResult<u64> {
662         assert!(nbytes > 0 && nbytes <= 8);
663
664         let mut val = 0u64;
665         let mut pos = 0;
666         let mut i = nbytes;
667         while i > 0 {
668             val += (try!(self.read_u8()) as u64) << pos;
669             pos += 8;
670             i -= 1;
671         }
672         Ok(val)
673     }
674
675     /// Reads `n` little-endian signed integer bytes.
676     ///
677     /// `n` must be between 1 and 8, inclusive.
678     fn read_le_int_n(&mut self, nbytes: uint) -> IoResult<i64> {
679         self.read_le_uint_n(nbytes).map(|i| extend_sign(i, nbytes))
680     }
681
682     /// Reads `n` big-endian unsigned integer bytes.
683     ///
684     /// `n` must be between 1 and 8, inclusive.
685     fn read_be_uint_n(&mut self, nbytes: uint) -> IoResult<u64> {
686         assert!(nbytes > 0 && nbytes <= 8);
687
688         let mut val = 0u64;
689         let mut i = nbytes;
690         while i > 0 {
691             i -= 1;
692             val += (try!(self.read_u8()) as u64) << i * 8;
693         }
694         Ok(val)
695     }
696
697     /// Reads `n` big-endian signed integer bytes.
698     ///
699     /// `n` must be between 1 and 8, inclusive.
700     fn read_be_int_n(&mut self, nbytes: uint) -> IoResult<i64> {
701         self.read_be_uint_n(nbytes).map(|i| extend_sign(i, nbytes))
702     }
703
704     /// Reads a little-endian unsigned integer.
705     ///
706     /// The number of bytes returned is system-dependent.
707     fn read_le_uint(&mut self) -> IoResult<uint> {
708         self.read_le_uint_n(uint::BYTES).map(|i| i as uint)
709     }
710
711     /// Reads a little-endian integer.
712     ///
713     /// The number of bytes returned is system-dependent.
714     fn read_le_int(&mut self) -> IoResult<int> {
715         self.read_le_int_n(int::BYTES).map(|i| i as int)
716     }
717
718     /// Reads a big-endian unsigned integer.
719     ///
720     /// The number of bytes returned is system-dependent.
721     fn read_be_uint(&mut self) -> IoResult<uint> {
722         self.read_be_uint_n(uint::BYTES).map(|i| i as uint)
723     }
724
725     /// Reads a big-endian integer.
726     ///
727     /// The number of bytes returned is system-dependent.
728     fn read_be_int(&mut self) -> IoResult<int> {
729         self.read_be_int_n(int::BYTES).map(|i| i as int)
730     }
731
732     /// Reads a big-endian `u64`.
733     ///
734     /// `u64`s are 8 bytes long.
735     fn read_be_u64(&mut self) -> IoResult<u64> {
736         self.read_be_uint_n(8)
737     }
738
739     /// Reads a big-endian `u32`.
740     ///
741     /// `u32`s are 4 bytes long.
742     fn read_be_u32(&mut self) -> IoResult<u32> {
743         self.read_be_uint_n(4).map(|i| i as u32)
744     }
745
746     /// Reads a big-endian `u16`.
747     ///
748     /// `u16`s are 2 bytes long.
749     fn read_be_u16(&mut self) -> IoResult<u16> {
750         self.read_be_uint_n(2).map(|i| i as u16)
751     }
752
753     /// Reads a big-endian `i64`.
754     ///
755     /// `i64`s are 8 bytes long.
756     fn read_be_i64(&mut self) -> IoResult<i64> {
757         self.read_be_int_n(8)
758     }
759
760     /// Reads a big-endian `i32`.
761     ///
762     /// `i32`s are 4 bytes long.
763     fn read_be_i32(&mut self) -> IoResult<i32> {
764         self.read_be_int_n(4).map(|i| i as i32)
765     }
766
767     /// Reads a big-endian `i16`.
768     ///
769     /// `i16`s are 2 bytes long.
770     fn read_be_i16(&mut self) -> IoResult<i16> {
771         self.read_be_int_n(2).map(|i| i as i16)
772     }
773
774     /// Reads a big-endian `f64`.
775     ///
776     /// `f64`s are 8 byte, IEEE754 double-precision floating point numbers.
777     fn read_be_f64(&mut self) -> IoResult<f64> {
778         self.read_be_u64().map(|i| unsafe {
779             transmute::<u64, f64>(i)
780         })
781     }
782
783     /// Reads a big-endian `f32`.
784     ///
785     /// `f32`s are 4 byte, IEEE754 single-precision floating point numbers.
786     fn read_be_f32(&mut self) -> IoResult<f32> {
787         self.read_be_u32().map(|i| unsafe {
788             transmute::<u32, f32>(i)
789         })
790     }
791
792     /// Reads a little-endian `u64`.
793     ///
794     /// `u64`s are 8 bytes long.
795     fn read_le_u64(&mut self) -> IoResult<u64> {
796         self.read_le_uint_n(8)
797     }
798
799     /// Reads a little-endian `u32`.
800     ///
801     /// `u32`s are 4 bytes long.
802     fn read_le_u32(&mut self) -> IoResult<u32> {
803         self.read_le_uint_n(4).map(|i| i as u32)
804     }
805
806     /// Reads a little-endian `u16`.
807     ///
808     /// `u16`s are 2 bytes long.
809     fn read_le_u16(&mut self) -> IoResult<u16> {
810         self.read_le_uint_n(2).map(|i| i as u16)
811     }
812
813     /// Reads a little-endian `i64`.
814     ///
815     /// `i64`s are 8 bytes long.
816     fn read_le_i64(&mut self) -> IoResult<i64> {
817         self.read_le_int_n(8)
818     }
819
820     /// Reads a little-endian `i32`.
821     ///
822     /// `i32`s are 4 bytes long.
823     fn read_le_i32(&mut self) -> IoResult<i32> {
824         self.read_le_int_n(4).map(|i| i as i32)
825     }
826
827     /// Reads a little-endian `i16`.
828     ///
829     /// `i16`s are 2 bytes long.
830     fn read_le_i16(&mut self) -> IoResult<i16> {
831         self.read_le_int_n(2).map(|i| i as i16)
832     }
833
834     /// Reads a little-endian `f64`.
835     ///
836     /// `f64`s are 8 byte, IEEE754 double-precision floating point numbers.
837     fn read_le_f64(&mut self) -> IoResult<f64> {
838         self.read_le_u64().map(|i| unsafe {
839             transmute::<u64, f64>(i)
840         })
841     }
842
843     /// Reads a little-endian `f32`.
844     ///
845     /// `f32`s are 4 byte, IEEE754 single-precision floating point numbers.
846     fn read_le_f32(&mut self) -> IoResult<f32> {
847         self.read_le_u32().map(|i| unsafe {
848             transmute::<u32, f32>(i)
849         })
850     }
851
852     /// Read a u8.
853     ///
854     /// `u8`s are 1 byte.
855     fn read_u8(&mut self) -> IoResult<u8> {
856         self.read_byte()
857     }
858
859     /// Read an i8.
860     ///
861     /// `i8`s are 1 byte.
862     fn read_i8(&mut self) -> IoResult<i8> {
863         self.read_byte().map(|i| i as i8)
864     }
865 }
866
867 /// A reader which can be converted to a RefReader.
868 pub trait ByRefReader {
869     /// Creates a wrapper around a mutable reference to the reader.
870     ///
871     /// This is useful to allow applying adaptors while still
872     /// retaining ownership of the original value.
873     fn by_ref<'a>(&'a mut self) -> RefReader<'a, Self>;
874 }
875
876 impl<T: Reader> ByRefReader for T {
877     fn by_ref<'a>(&'a mut self) -> RefReader<'a, T> {
878         RefReader { inner: self }
879     }
880 }
881
882 /// A reader which can be converted to bytes.
883 pub trait BytesReader {
884     /// Create an iterator that reads a single byte on
885     /// each iteration, until EOF.
886     ///
887     /// # Error
888     ///
889     /// Any error other than `EndOfFile` that is produced by the underlying Reader
890     /// is returned by the iterator and should be handled by the caller.
891     fn bytes<'r>(&'r mut self) -> extensions::Bytes<'r, Self>;
892 }
893
894 impl<T: Reader> BytesReader for T {
895     fn bytes<'r>(&'r mut self) -> extensions::Bytes<'r, T> {
896         extensions::Bytes::new(self)
897     }
898 }
899
900 impl<'a> Reader for Box<Reader+'a> {
901     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> IoResult<uint> {
902         let reader: &mut Reader = &mut **self;
903         reader.read(buf)
904     }
905 }
906
907 impl<'a> Reader for &'a mut (Reader+'a) {
908     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> IoResult<uint> { (*self).read(buf) }
909 }
910
911 /// Returns a slice of `v` between `start` and `end`.
912 ///
913 /// Similar to `slice()` except this function only bounds the slice on the
914 /// capacity of `v`, not the length.
915 ///
916 /// # Panics
917 ///
918 /// Panics when `start` or `end` point outside the capacity of `v`, or when
919 /// `start` > `end`.
920 // Private function here because we aren't sure if we want to expose this as
921 // API yet. If so, it should be a method on Vec.
922 unsafe fn slice_vec_capacity<'a, T>(v: &'a mut Vec<T>, start: uint, end: uint) -> &'a mut [T] {
923     use raw::Slice;
924     use ptr::PtrExt;
925
926     assert!(start <= end);
927     assert!(end <= v.capacity());
928     transmute(Slice {
929         data: v.as_ptr().offset(start as int),
930         len: end - start
931     })
932 }
933
934 /// A `RefReader` is a struct implementing `Reader` which contains a reference
935 /// to another reader. This is often useful when composing streams.
936 ///
937 /// # Examples
938 ///
939 /// ```
940 /// use std::io;
941 /// use std::io::ByRefReader;
942 /// use std::io::util::LimitReader;
943 ///
944 /// fn process_input<R: Reader>(r: R) {}
945 ///
946 /// let mut stream = io::stdin();
947 ///
948 /// // Only allow the function to process at most one kilobyte of input
949 /// {
950 ///     let stream = LimitReader::new(stream.by_ref(), 1024);
951 ///     process_input(stream);
952 /// }
953 ///
954 /// // 'stream' is still available for use here
955 /// ```
956 pub struct RefReader<'a, R:'a> {
957     /// The underlying reader which this is referencing
958     inner: &'a mut R
959 }
960
961 impl<'a, R: Reader> Reader for RefReader<'a, R> {
962     fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> IoResult<uint> { self.inner.read(buf) }
963 }
964
965 impl<'a, R: Buffer> Buffer for RefReader<'a, R> {
966     fn fill_buf(&mut self) -> IoResult<&[u8]> { self.inner.fill_buf() }
967     fn consume(&mut self, amt: uint) { self.inner.consume(amt) }
968 }
969
970 fn extend_sign(val: u64, nbytes: uint) -> i64 {
971     let shift = (8 - nbytes) * 8;
972     (val << shift) as i64 >> shift
973 }
974
975 /// A trait for objects which are byte-oriented streams. Writers are defined by
976 /// one method, `write`. This function will block until the provided buffer of
977 /// bytes has been entirely written, and it will return any failures which occur.
978 ///
979 /// Another commonly overridden method is the `flush` method for writers such as
980 /// buffered writers.
981 ///
982 /// Writers are intended to be composable with one another. Many objects
983 /// throughout the I/O and related libraries take and provide types which
984 /// implement the `Writer` trait.
985 pub trait Writer {
986     /// Write the entirety of a given buffer
987     ///
988     /// # Errors
989     ///
990     /// If an error happens during the I/O operation, the error is returned as
991     /// `Err`. Note that it is considered an error if the entire buffer could
992     /// not be written, and if an error is returned then it is unknown how much
993     /// data (if any) was actually written.
994     fn write(&mut self, buf: &[u8]) -> IoResult<()>;
995
996     /// Flush this output stream, ensuring that all intermediately buffered
997     /// contents reach their destination.
998     ///
999     /// This is by default a no-op and implementers of the `Writer` trait should
1000     /// decide whether their stream needs to be buffered or not.
1001     fn flush(&mut self) -> IoResult<()> { Ok(()) }
1002
1003     /// Writes a formatted string into this writer, returning any error
1004     /// encountered.
1005     ///
1006     /// This method is primarily used to interface with the `format_args!`
1007     /// macro, but it is rare that this should explicitly be called. The
1008     /// `write!` macro should be favored to invoke this method instead.
1009     ///
1010     /// # Errors
1011     ///
1012     /// This function will return any I/O error reported while formatting.
1013     fn write_fmt(&mut self, fmt: fmt::Arguments) -> IoResult<()> {
1014         // Create a shim which translates a Writer to a fmt::Writer and saves
1015         // off I/O errors. instead of discarding them
1016         struct Adaptor<'a, T: ?Sized +'a> {
1017             inner: &'a mut T,
1018             error: IoResult<()>,
1019         }
1020
1021         impl<'a, T: ?Sized + Writer> fmt::Writer for Adaptor<'a, T> {
1022             fn write_str(&mut self, s: &str) -> fmt::Result {
1023                 match self.inner.write(s.as_bytes()) {
1024                     Ok(()) => Ok(()),
1025                     Err(e) => {
1026                         self.error = Err(e);
1027                         Err(fmt::Error)
1028                     }
1029                 }
1030             }
1031         }
1032
1033         let mut output = Adaptor { inner: self, error: Ok(()) };
1034         match fmt::write(&mut output, fmt) {
1035             Ok(()) => Ok(()),
1036             Err(..) => output.error
1037         }
1038     }
1039
1040
1041     /// Write a rust string into this sink.
1042     ///
1043     /// The bytes written will be the UTF-8 encoded version of the input string.
1044     /// If other encodings are desired, it is recommended to compose this stream
1045     /// with another performing the conversion, or to use `write` with a
1046     /// converted byte-array instead.
1047     #[inline]
1048     fn write_str(&mut self, s: &str) -> IoResult<()> {
1049         self.write(s.as_bytes())
1050     }
1051
1052     /// Writes a string into this sink, and then writes a literal newline (`\n`)
1053     /// byte afterwards. Note that the writing of the newline is *not* atomic in
1054     /// the sense that the call to `write` is invoked twice (once with the
1055     /// string and once with a newline character).
1056     ///
1057     /// If other encodings or line ending flavors are desired, it is recommended
1058     /// that the `write` method is used specifically instead.
1059     #[inline]
1060     fn write_line(&mut self, s: &str) -> IoResult<()> {
1061         self.write_str(s).and_then(|()| self.write(&[b'\n']))
1062     }
1063
1064     /// Write a single char, encoded as UTF-8.
1065     #[inline]
1066     fn write_char(&mut self, c: char) -> IoResult<()> {
1067         let mut buf = [0u8; 4];
1068         let n = c.encode_utf8(buf.as_mut_slice()).unwrap_or(0);
1069         self.write(&buf[..n])
1070     }
1071
1072     /// Write the result of passing n through `int::to_str_bytes`.
1073     #[inline]
1074     fn write_int(&mut self, n: int) -> IoResult<()> {
1075         write!(self, "{}", n)
1076     }
1077
1078     /// Write the result of passing n through `uint::to_str_bytes`.
1079     #[inline]
1080     fn write_uint(&mut self, n: uint) -> IoResult<()> {
1081         write!(self, "{}", n)
1082     }
1083
1084     /// Write a little-endian uint (number of bytes depends on system).
1085     #[inline]
1086     fn write_le_uint(&mut self, n: uint) -> IoResult<()> {
1087         extensions::u64_to_le_bytes(n as u64, uint::BYTES, |v| self.write(v))
1088     }
1089
1090     /// Write a little-endian int (number of bytes depends on system).
1091     #[inline]
1092     fn write_le_int(&mut self, n: int) -> IoResult<()> {
1093         extensions::u64_to_le_bytes(n as u64, int::BYTES, |v| self.write(v))
1094     }
1095
1096     /// Write a big-endian uint (number of bytes depends on system).
1097     #[inline]
1098     fn write_be_uint(&mut self, n: uint) -> IoResult<()> {
1099         extensions::u64_to_be_bytes(n as u64, uint::BYTES, |v| self.write(v))
1100     }
1101
1102     /// Write a big-endian int (number of bytes depends on system).
1103     #[inline]
1104     fn write_be_int(&mut self, n: int) -> IoResult<()> {
1105         extensions::u64_to_be_bytes(n as u64, int::BYTES, |v| self.write(v))
1106     }
1107
1108     /// Write a big-endian u64 (8 bytes).
1109     #[inline]
1110     fn write_be_u64(&mut self, n: u64) -> IoResult<()> {
1111         extensions::u64_to_be_bytes(n, 8u, |v| self.write(v))
1112     }
1113
1114     /// Write a big-endian u32 (4 bytes).
1115     #[inline]
1116     fn write_be_u32(&mut self, n: u32) -> IoResult<()> {
1117         extensions::u64_to_be_bytes(n as u64, 4u, |v| self.write(v))
1118     }
1119
1120     /// Write a big-endian u16 (2 bytes).
1121     #[inline]
1122     fn write_be_u16(&mut self, n: u16) -> IoResult<()> {
1123         extensions::u64_to_be_bytes(n as u64, 2u, |v| self.write(v))
1124     }
1125
1126     /// Write a big-endian i64 (8 bytes).
1127     #[inline]
1128     fn write_be_i64(&mut self, n: i64) -> IoResult<()> {
1129         extensions::u64_to_be_bytes(n as u64, 8u, |v| self.write(v))
1130     }
1131
1132     /// Write a big-endian i32 (4 bytes).
1133     #[inline]
1134     fn write_be_i32(&mut self, n: i32) -> IoResult<()> {
1135         extensions::u64_to_be_bytes(n as u64, 4u, |v| self.write(v))
1136     }
1137
1138     /// Write a big-endian i16 (2 bytes).
1139     #[inline]
1140     fn write_be_i16(&mut self, n: i16) -> IoResult<()> {
1141         extensions::u64_to_be_bytes(n as u64, 2u, |v| self.write(v))
1142     }
1143
1144     /// Write a big-endian IEEE754 double-precision floating-point (8 bytes).
1145     #[inline]
1146     fn write_be_f64(&mut self, f: f64) -> IoResult<()> {
1147         unsafe {
1148             self.write_be_u64(transmute(f))
1149         }
1150     }
1151
1152     /// Write a big-endian IEEE754 single-precision floating-point (4 bytes).
1153     #[inline]
1154     fn write_be_f32(&mut self, f: f32) -> IoResult<()> {
1155         unsafe {
1156             self.write_be_u32(transmute(f))
1157         }
1158     }
1159
1160     /// Write a little-endian u64 (8 bytes).
1161     #[inline]
1162     fn write_le_u64(&mut self, n: u64) -> IoResult<()> {
1163         extensions::u64_to_le_bytes(n, 8u, |v| self.write(v))
1164     }
1165
1166     /// Write a little-endian u32 (4 bytes).
1167     #[inline]
1168     fn write_le_u32(&mut self, n: u32) -> IoResult<()> {
1169         extensions::u64_to_le_bytes(n as u64, 4u, |v| self.write(v))
1170     }
1171
1172     /// Write a little-endian u16 (2 bytes).
1173     #[inline]
1174     fn write_le_u16(&mut self, n: u16) -> IoResult<()> {
1175         extensions::u64_to_le_bytes(n as u64, 2u, |v| self.write(v))
1176     }
1177
1178     /// Write a little-endian i64 (8 bytes).
1179     #[inline]
1180     fn write_le_i64(&mut self, n: i64) -> IoResult<()> {
1181         extensions::u64_to_le_bytes(n as u64, 8u, |v| self.write(v))
1182     }
1183
1184     /// Write a little-endian i32 (4 bytes).
1185     #[inline]
1186     fn write_le_i32(&mut self, n: i32) -> IoResult<()> {
1187         extensions::u64_to_le_bytes(n as u64, 4u, |v| self.write(v))
1188     }
1189
1190     /// Write a little-endian i16 (2 bytes).
1191     #[inline]
1192     fn write_le_i16(&mut self, n: i16) -> IoResult<()> {
1193         extensions::u64_to_le_bytes(n as u64, 2u, |v| self.write(v))
1194     }
1195
1196     /// Write a little-endian IEEE754 double-precision floating-point
1197     /// (8 bytes).
1198     #[inline]
1199     fn write_le_f64(&mut self, f: f64) -> IoResult<()> {
1200         unsafe {
1201             self.write_le_u64(transmute(f))
1202         }
1203     }
1204
1205     /// Write a little-endian IEEE754 single-precision floating-point
1206     /// (4 bytes).
1207     #[inline]
1208     fn write_le_f32(&mut self, f: f32) -> IoResult<()> {
1209         unsafe {
1210             self.write_le_u32(transmute(f))
1211         }
1212     }
1213
1214     /// Write a u8 (1 byte).
1215     #[inline]
1216     fn write_u8(&mut self, n: u8) -> IoResult<()> {
1217         self.write(&[n])
1218     }
1219
1220     /// Write an i8 (1 byte).
1221     #[inline]
1222     fn write_i8(&mut self, n: i8) -> IoResult<()> {
1223         self.write(&[n as u8])
1224     }
1225 }
1226
1227 /// A writer which can be converted to a RefWriter.
1228 pub trait ByRefWriter {
1229     /// Creates a wrapper around a mutable reference to the writer.
1230     ///
1231     /// This is useful to allow applying wrappers while still
1232     /// retaining ownership of the original value.
1233     #[inline]
1234     fn by_ref<'a>(&'a mut self) -> RefWriter<'a, Self>;
1235 }
1236
1237 impl<T: Writer> ByRefWriter for T {
1238     fn by_ref<'a>(&'a mut self) -> RefWriter<'a, T> {
1239         RefWriter { inner: self }
1240     }
1241 }
1242
1243 impl<'a> Writer for Box<Writer+'a> {
1244     #[inline]
1245     fn write(&mut self, buf: &[u8]) -> IoResult<()> {
1246         (&mut **self).write(buf)
1247     }
1248
1249     #[inline]
1250     fn flush(&mut self) -> IoResult<()> {
1251         (&mut **self).flush()
1252     }
1253 }
1254
1255 impl<'a> Writer for &'a mut (Writer+'a) {
1256     #[inline]
1257     fn write(&mut self, buf: &[u8]) -> IoResult<()> { (**self).write(buf) }
1258
1259     #[inline]
1260     fn flush(&mut self) -> IoResult<()> { (**self).flush() }
1261 }
1262
1263 /// A `RefWriter` is a struct implementing `Writer` which contains a reference
1264 /// to another writer. This is often useful when composing streams.
1265 ///
1266 /// # Example
1267 ///
1268 /// ```
1269 /// use std::io::util::TeeReader;
1270 /// use std::io::{stdin, ByRefWriter};
1271 ///
1272 /// fn process_input<R: Reader>(r: R) {}
1273 ///
1274 /// let mut output = Vec::new();
1275 ///
1276 /// {
1277 ///     // Don't give ownership of 'output' to the 'tee'. Instead we keep a
1278 ///     // handle to it in the outer scope
1279 ///     let mut tee = TeeReader::new(stdin(), output.by_ref());
1280 ///     process_input(tee);
1281 /// }
1282 ///
1283 /// println!("input processed: {:?}", output);
1284 /// ```
1285 pub struct RefWriter<'a, W:'a> {
1286     /// The underlying writer which this is referencing
1287     inner: &'a mut W
1288 }
1289
1290 impl<'a, W: Writer> Writer for RefWriter<'a, W> {
1291     #[inline]
1292     fn write(&mut self, buf: &[u8]) -> IoResult<()> { self.inner.write(buf) }
1293
1294     #[inline]
1295     fn flush(&mut self) -> IoResult<()> { self.inner.flush() }
1296 }
1297
1298
1299 /// A Stream is a readable and a writable object. Data written is typically
1300 /// received by the object which reads receive data from.
1301 pub trait Stream: Reader + Writer { }
1302
1303 impl<T: Reader + Writer> Stream for T {}
1304
1305 /// An iterator that reads a line on each iteration,
1306 /// until `.read_line()` encounters `EndOfFile`.
1307 ///
1308 /// # Notes about the Iteration Protocol
1309 ///
1310 /// The `Lines` may yield `None` and thus terminate
1311 /// an iteration, but continue to yield elements if iteration
1312 /// is attempted again.
1313 ///
1314 /// # Error
1315 ///
1316 /// Any error other than `EndOfFile` that is produced by the underlying Reader
1317 /// is returned by the iterator and should be handled by the caller.
1318 pub struct Lines<'r, T:'r> {
1319     buffer: &'r mut T,
1320 }
1321
1322 impl<'r, T: Buffer> Iterator for Lines<'r, T> {
1323     type Item = IoResult<String>;
1324
1325     fn next(&mut self) -> Option<IoResult<String>> {
1326         match self.buffer.read_line() {
1327             Ok(x) => Some(Ok(x)),
1328             Err(IoError { kind: EndOfFile, ..}) => None,
1329             Err(y) => Some(Err(y))
1330         }
1331     }
1332 }
1333
1334 /// An iterator that reads a utf8-encoded character on each iteration,
1335 /// until `.read_char()` encounters `EndOfFile`.
1336 ///
1337 /// # Notes about the Iteration Protocol
1338 ///
1339 /// The `Chars` may yield `None` and thus terminate
1340 /// an iteration, but continue to yield elements if iteration
1341 /// is attempted again.
1342 ///
1343 /// # Error
1344 ///
1345 /// Any error other than `EndOfFile` that is produced by the underlying Reader
1346 /// is returned by the iterator and should be handled by the caller.
1347 pub struct Chars<'r, T:'r> {
1348     buffer: &'r mut T
1349 }
1350
1351 impl<'r, T: Buffer> Iterator for Chars<'r, T> {
1352     type Item = IoResult<char>;
1353
1354     fn next(&mut self) -> Option<IoResult<char>> {
1355         match self.buffer.read_char() {
1356             Ok(x) => Some(Ok(x)),
1357             Err(IoError { kind: EndOfFile, ..}) => None,
1358             Err(y) => Some(Err(y))
1359         }
1360     }
1361 }
1362
1363 /// A Buffer is a type of reader which has some form of internal buffering to
1364 /// allow certain kinds of reading operations to be more optimized than others.
1365 /// This type extends the `Reader` trait with a few methods that are not
1366 /// possible to reasonably implement with purely a read interface.
1367 pub trait Buffer: Reader {
1368     /// Fills the internal buffer of this object, returning the buffer contents.
1369     /// Note that none of the contents will be "read" in the sense that later
1370     /// calling `read` may return the same contents.
1371     ///
1372     /// The `consume` function must be called with the number of bytes that are
1373     /// consumed from this buffer returned to ensure that the bytes are never
1374     /// returned twice.
1375     ///
1376     /// # Error
1377     ///
1378     /// This function will return an I/O error if the underlying reader was
1379     /// read, but returned an error. Note that it is not an error to return a
1380     /// 0-length buffer.
1381     fn fill_buf<'a>(&'a mut self) -> IoResult<&'a [u8]>;
1382
1383     /// Tells this buffer that `amt` bytes have been consumed from the buffer,
1384     /// so they should no longer be returned in calls to `read`.
1385     fn consume(&mut self, amt: uint);
1386
1387     /// Reads the next line of input, interpreted as a sequence of UTF-8
1388     /// encoded Unicode codepoints. If a newline is encountered, then the
1389     /// newline is contained in the returned string.
1390     ///
1391     /// # Example
1392     ///
1393     /// ```rust
1394     /// use std::io::BufReader;
1395     ///
1396     /// let mut reader = BufReader::new(b"hello\nworld");
1397     /// assert_eq!("hello\n", &*reader.read_line().unwrap());
1398     /// ```
1399     ///
1400     /// # Error
1401     ///
1402     /// This function has the same error semantics as `read_until`:
1403     ///
1404     /// * All non-EOF errors will be returned immediately
1405     /// * If an error is returned previously consumed bytes are lost
1406     /// * EOF is only returned if no bytes have been read
1407     /// * Reach EOF may mean that the delimiter is not present in the return
1408     ///   value
1409     ///
1410     /// Additionally, this function can fail if the line of input read is not a
1411     /// valid UTF-8 sequence of bytes.
1412     fn read_line(&mut self) -> IoResult<String> {
1413         self.read_until(b'\n').and_then(|line|
1414             match String::from_utf8(line) {
1415                 Ok(s)  => Ok(s),
1416                 Err(_) => Err(standard_error(InvalidInput)),
1417             }
1418         )
1419     }
1420
1421     /// Reads a sequence of bytes leading up to a specified delimiter. Once the
1422     /// specified byte is encountered, reading ceases and the bytes up to and
1423     /// including the delimiter are returned.
1424     ///
1425     /// # Error
1426     ///
1427     /// If any I/O error is encountered other than EOF, the error is immediately
1428     /// returned. Note that this may discard bytes which have already been read,
1429     /// and those bytes will *not* be returned. It is recommended to use other
1430     /// methods if this case is worrying.
1431     ///
1432     /// If EOF is encountered, then this function will return EOF if 0 bytes
1433     /// have been read, otherwise the pending byte buffer is returned. This
1434     /// is the reason that the byte buffer returned may not always contain the
1435     /// delimiter.
1436     fn read_until(&mut self, byte: u8) -> IoResult<Vec<u8>> {
1437         let mut res = Vec::new();
1438
1439         let mut used;
1440         loop {
1441             {
1442                 let available = match self.fill_buf() {
1443                     Ok(n) => n,
1444                     Err(ref e) if res.len() > 0 && e.kind == EndOfFile => {
1445                         used = 0;
1446                         break
1447                     }
1448                     Err(e) => return Err(e)
1449                 };
1450                 match available.iter().position(|&b| b == byte) {
1451                     Some(i) => {
1452                         res.push_all(&available[..(i + 1)]);
1453                         used = i + 1;
1454                         break
1455                     }
1456                     None => {
1457                         res.push_all(available);
1458                         used = available.len();
1459                     }
1460                 }
1461             }
1462             self.consume(used);
1463         }
1464         self.consume(used);
1465         Ok(res)
1466     }
1467
1468     /// Reads the next utf8-encoded character from the underlying stream.
1469     ///
1470     /// # Error
1471     ///
1472     /// If an I/O error occurs, or EOF, then this function will return `Err`.
1473     /// This function will also return error if the stream does not contain a
1474     /// valid utf-8 encoded codepoint as the next few bytes in the stream.
1475     fn read_char(&mut self) -> IoResult<char> {
1476         let first_byte = try!(self.read_byte());
1477         let width = unicode::str::utf8_char_width(first_byte);
1478         if width == 1 { return Ok(first_byte as char) }
1479         if width == 0 { return Err(standard_error(InvalidInput)) } // not utf8
1480         let mut buf = [first_byte, 0, 0, 0];
1481         {
1482             let mut start = 1;
1483             while start < width {
1484                 match try!(self.read(buf.slice_mut(start, width))) {
1485                     n if n == width - start => break,
1486                     n if n < width - start => { start += n; }
1487                     _ => return Err(standard_error(InvalidInput)),
1488                 }
1489             }
1490         }
1491         match str::from_utf8(&buf[..width]).ok() {
1492             Some(s) => Ok(s.char_at(0)),
1493             None => Err(standard_error(InvalidInput))
1494         }
1495     }
1496 }
1497
1498 /// Extension methods for the Buffer trait which are included in the prelude.
1499 pub trait BufferPrelude {
1500     /// Create an iterator that reads a utf8-encoded character on each iteration
1501     /// until EOF.
1502     ///
1503     /// # Error
1504     ///
1505     /// Any error other than `EndOfFile` that is produced by the underlying Reader
1506     /// is returned by the iterator and should be handled by the caller.
1507     fn chars<'r>(&'r mut self) -> Chars<'r, Self>;
1508
1509     /// Create an iterator that reads a line on each iteration until EOF.
1510     ///
1511     /// # Error
1512     ///
1513     /// Any error other than `EndOfFile` that is produced by the underlying Reader
1514     /// is returned by the iterator and should be handled by the caller.
1515     fn lines<'r>(&'r mut self) -> Lines<'r, Self>;
1516 }
1517
1518 impl<T: Buffer> BufferPrelude for T {
1519     fn chars<'r>(&'r mut self) -> Chars<'r, T> {
1520         Chars { buffer: self }
1521     }
1522
1523     fn lines<'r>(&'r mut self) -> Lines<'r, T> {
1524         Lines { buffer: self }
1525     }
1526 }
1527
1528 /// When seeking, the resulting cursor is offset from a base by the offset given
1529 /// to the `seek` function. The base used is specified by this enumeration.
1530 #[derive(Copy)]
1531 pub enum SeekStyle {
1532     /// Seek from the beginning of the stream
1533     SeekSet,
1534     /// Seek from the end of the stream
1535     SeekEnd,
1536     /// Seek from the current position
1537     SeekCur,
1538 }
1539
1540 /// An object implementing `Seek` internally has some form of cursor which can
1541 /// be moved within a stream of bytes. The stream typically has a fixed size,
1542 /// allowing seeking relative to either end.
1543 pub trait Seek {
1544     /// Return position of file cursor in the stream
1545     fn tell(&self) -> IoResult<u64>;
1546
1547     /// Seek to an offset in a stream
1548     ///
1549     /// A successful seek clears the EOF indicator. Seeking beyond EOF is
1550     /// allowed, but seeking before position 0 is not allowed.
1551     ///
1552     /// # Errors
1553     ///
1554     /// * Seeking to a negative offset is considered an error
1555     /// * Seeking past the end of the stream does not modify the underlying
1556     ///   stream, but the next write may cause the previous data to be filled in
1557     ///   with a bit pattern.
1558     fn seek(&mut self, pos: i64, style: SeekStyle) -> IoResult<()>;
1559 }
1560
1561 /// A listener is a value that can consume itself to start listening for
1562 /// connections.
1563 ///
1564 /// Doing so produces some sort of Acceptor.
1565 pub trait Listener<T, A: Acceptor<T>> {
1566     /// Spin up the listener and start queuing incoming connections
1567     ///
1568     /// # Error
1569     ///
1570     /// Returns `Err` if this listener could not be bound to listen for
1571     /// connections. In all cases, this listener is consumed.
1572     fn listen(self) -> IoResult<A>;
1573 }
1574
1575 /// An acceptor is a value that presents incoming connections
1576 pub trait Acceptor<T> {
1577     /// Wait for and accept an incoming connection
1578     ///
1579     /// # Error
1580     ///
1581     /// Returns `Err` if an I/O error is encountered.
1582     fn accept(&mut self) -> IoResult<T>;
1583
1584     /// Create an iterator over incoming connection attempts.
1585     ///
1586     /// Note that I/O errors will be yielded by the iterator itself.
1587     fn incoming<'r>(&'r mut self) -> IncomingConnections<'r, Self> {
1588         IncomingConnections { inc: self }
1589     }
1590 }
1591
1592 /// An infinite iterator over incoming connection attempts.
1593 /// Calling `next` will block the task until a connection is attempted.
1594 ///
1595 /// Since connection attempts can continue forever, this iterator always returns
1596 /// `Some`. The `Some` contains the `IoResult` representing whether the
1597 /// connection attempt was successful.  A successful connection will be wrapped
1598 /// in `Ok`. A failed connection is represented as an `Err`.
1599 pub struct IncomingConnections<'a, A: ?Sized +'a> {
1600     inc: &'a mut A,
1601 }
1602
1603 #[old_impl_check]
1604 impl<'a, T, A: ?Sized + Acceptor<T>> Iterator for IncomingConnections<'a, A> {
1605     type Item = IoResult<T>;
1606
1607     fn next(&mut self) -> Option<IoResult<T>> {
1608         Some(self.inc.accept())
1609     }
1610 }
1611
1612 /// Creates a standard error for a commonly used flavor of error. The `detail`
1613 /// field of the returned error will always be `None`.
1614 ///
1615 /// # Example
1616 ///
1617 /// ```
1618 /// use std::io;
1619 ///
1620 /// let eof = io::standard_error(io::EndOfFile);
1621 /// let einval = io::standard_error(io::InvalidInput);
1622 /// ```
1623 pub fn standard_error(kind: IoErrorKind) -> IoError {
1624     let desc = match kind {
1625         EndOfFile => "end of file",
1626         IoUnavailable => "I/O is unavailable",
1627         InvalidInput => "invalid input",
1628         OtherIoError => "unknown I/O error",
1629         FileNotFound => "file not found",
1630         PermissionDenied => "permission denied",
1631         ConnectionFailed => "connection failed",
1632         Closed => "stream is closed",
1633         ConnectionRefused => "connection refused",
1634         ConnectionReset => "connection reset",
1635         ConnectionAborted => "connection aborted",
1636         NotConnected => "not connected",
1637         BrokenPipe => "broken pipe",
1638         PathAlreadyExists => "file already exists",
1639         PathDoesntExist => "no such file",
1640         MismatchedFileTypeForOperation => "mismatched file type",
1641         ResourceUnavailable => "resource unavailable",
1642         TimedOut => "operation timed out",
1643         ShortWrite(..) => "short write",
1644         NoProgress => "no progress",
1645     };
1646     IoError {
1647         kind: kind,
1648         desc: desc,
1649         detail: None,
1650     }
1651 }
1652
1653 /// A mode specifies how a file should be opened or created. These modes are
1654 /// passed to `File::open_mode` and are used to control where the file is
1655 /// positioned when it is initially opened.
1656 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Show)]
1657 pub enum FileMode {
1658     /// Opens a file positioned at the beginning.
1659     Open,
1660     /// Opens a file positioned at EOF.
1661     Append,
1662     /// Opens a file, truncating it if it already exists.
1663     Truncate,
1664 }
1665
1666 /// Access permissions with which the file should be opened. `File`s
1667 /// opened with `Read` will return an error if written to.
1668 #[derive(Copy, Clone, PartialEq, Eq, Show)]
1669 pub enum FileAccess {
1670     /// Read-only access, requests to write will result in an error
1671     Read,
1672     /// Write-only access, requests to read will result in an error
1673     Write,
1674     /// Read-write access, no requests are denied by default
1675     ReadWrite,
1676 }
1677
1678 /// Different kinds of files which can be identified by a call to stat
1679 #[derive(Copy, PartialEq, Show, Hash, Clone)]
1680 pub enum FileType {
1681     /// This is a normal file, corresponding to `S_IFREG`
1682     RegularFile,
1683
1684     /// This file is a directory, corresponding to `S_IFDIR`
1685     Directory,
1686
1687     /// This file is a named pipe, corresponding to `S_IFIFO`
1688     NamedPipe,
1689
1690     /// This file is a block device, corresponding to `S_IFBLK`
1691     BlockSpecial,
1692
1693     /// This file is a symbolic link to another file, corresponding to `S_IFLNK`
1694     Symlink,
1695
1696     /// The type of this file is not recognized as one of the other categories
1697     Unknown,
1698 }
1699
1700 /// A structure used to describe metadata information about a file. This
1701 /// structure is created through the `stat` method on a `Path`.
1702 ///
1703 /// # Examples
1704 ///
1705 /// ```no_run
1706 /// # #![allow(unstable)]
1707 ///
1708 /// use std::io::fs::PathExtensions;
1709 ///
1710 /// let info = match Path::new("foo.txt").stat() {
1711 ///     Ok(stat) => stat,
1712 ///     Err(e) => panic!("couldn't read foo.txt: {}", e),
1713 /// };
1714 ///
1715 /// println!("byte size: {}", info.size);
1716 /// ```
1717 #[derive(Copy, Hash)]
1718 pub struct FileStat {
1719     /// The size of the file, in bytes
1720     pub size: u64,
1721     /// The kind of file this path points to (directory, file, pipe, etc.)
1722     pub kind: FileType,
1723     /// The file permissions currently on the file
1724     pub perm: FilePermission,
1725
1726     // FIXME(#10301): These time fields are pretty useless without an actual
1727     //                time representation, what are the milliseconds relative
1728     //                to?
1729
1730     /// The time that the file was created at, in platform-dependent
1731     /// milliseconds
1732     pub created: u64,
1733     /// The time that this file was last modified, in platform-dependent
1734     /// milliseconds
1735     pub modified: u64,
1736     /// The time that this file was last accessed, in platform-dependent
1737     /// milliseconds
1738     pub accessed: u64,
1739
1740     /// Information returned by stat() which is not guaranteed to be
1741     /// platform-independent. This information may be useful on some platforms,
1742     /// but it may have different meanings or no meaning at all on other
1743     /// platforms.
1744     ///
1745     /// Usage of this field is discouraged, but if access is desired then the
1746     /// fields are located here.
1747     #[unstable]
1748     pub unstable: UnstableFileStat,
1749 }
1750
1751 /// This structure represents all of the possible information which can be
1752 /// returned from a `stat` syscall which is not contained in the `FileStat`
1753 /// structure. This information is not necessarily platform independent, and may
1754 /// have different meanings or no meaning at all on some platforms.
1755 #[unstable]
1756 #[derive(Copy, Hash)]
1757 pub struct UnstableFileStat {
1758     /// The ID of the device containing the file.
1759     pub device: u64,
1760     /// The file serial number.
1761     pub inode: u64,
1762     /// The device ID.
1763     pub rdev: u64,
1764     /// The number of hard links to this file.
1765     pub nlink: u64,
1766     /// The user ID of the file.
1767     pub uid: u64,
1768     /// The group ID of the file.
1769     pub gid: u64,
1770     /// The optimal block size for I/O.
1771     pub blksize: u64,
1772     /// The blocks allocated for this file.
1773     pub blocks: u64,
1774     /// User-defined flags for the file.
1775     pub flags: u64,
1776     /// The file generation number.
1777     pub gen: u64,
1778 }
1779
1780
1781 bitflags! {
1782     /// A set of permissions for a file or directory is represented by a set of
1783     /// flags which are or'd together.
1784     flags FilePermission: u32 {
1785         const USER_READ     = 0o400,
1786         const USER_WRITE    = 0o200,
1787         const USER_EXECUTE  = 0o100,
1788         const GROUP_READ    = 0o040,
1789         const GROUP_WRITE   = 0o020,
1790         const GROUP_EXECUTE = 0o010,
1791         const OTHER_READ    = 0o004,
1792         const OTHER_WRITE   = 0o002,
1793         const OTHER_EXECUTE = 0o001,
1794
1795         const USER_RWX  = USER_READ.bits | USER_WRITE.bits | USER_EXECUTE.bits,
1796         const GROUP_RWX = GROUP_READ.bits | GROUP_WRITE.bits | GROUP_EXECUTE.bits,
1797         const OTHER_RWX = OTHER_READ.bits | OTHER_WRITE.bits | OTHER_EXECUTE.bits,
1798
1799         /// Permissions for user owned files, equivalent to 0644 on unix-like
1800         /// systems.
1801         const USER_FILE = USER_READ.bits | USER_WRITE.bits | GROUP_READ.bits | OTHER_READ.bits,
1802
1803         /// Permissions for user owned directories, equivalent to 0755 on
1804         /// unix-like systems.
1805         const USER_DIR  = USER_RWX.bits | GROUP_READ.bits | GROUP_EXECUTE.bits |
1806                    OTHER_READ.bits | OTHER_EXECUTE.bits,
1807
1808         /// Permissions for user owned executables, equivalent to 0755
1809         /// on unix-like systems.
1810         const USER_EXEC = USER_DIR.bits,
1811
1812         /// All possible permissions enabled.
1813         const ALL_PERMISSIONS = USER_RWX.bits | GROUP_RWX.bits | OTHER_RWX.bits,
1814     }
1815 }
1816
1817
1818 #[stable]
1819 impl Default for FilePermission {
1820     #[stable]
1821     #[inline]
1822     fn default() -> FilePermission { FilePermission::empty() }
1823 }
1824
1825 impl fmt::Show for FilePermission {
1826     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1827         fmt::String::fmt(self, f)
1828     }
1829 }
1830
1831 impl fmt::String for FilePermission {
1832     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1833         write!(f, "{:04o}", self.bits)
1834     }
1835 }
1836
1837 #[cfg(test)]
1838 mod tests {
1839     use self::BadReaderBehavior::*;
1840     use super::{IoResult, Reader, MemReader, NoProgress, InvalidInput, Writer};
1841     use prelude::v1::{Ok, Vec, Buffer, SliceExt};
1842     use uint;
1843
1844     #[derive(Clone, PartialEq, Show)]
1845     enum BadReaderBehavior {
1846         GoodBehavior(uint),
1847         BadBehavior(uint)
1848     }
1849
1850     struct BadReader<T> {
1851         r: T,
1852         behavior: Vec<BadReaderBehavior>,
1853     }
1854
1855     impl<T: Reader> BadReader<T> {
1856         fn new(r: T, behavior: Vec<BadReaderBehavior>) -> BadReader<T> {
1857             BadReader { behavior: behavior, r: r }
1858         }
1859     }
1860
1861     impl<T: Reader> Reader for BadReader<T> {
1862         fn read(&mut self, buf: &mut [u8]) -> IoResult<uint> {
1863             let BadReader { ref mut behavior, ref mut r } = *self;
1864             loop {
1865                 if behavior.is_empty() {
1866                     // fall back on good
1867                     return r.read(buf);
1868                 }
1869                 match behavior.as_mut_slice()[0] {
1870                     GoodBehavior(0) => (),
1871                     GoodBehavior(ref mut x) => {
1872                         *x -= 1;
1873                         return r.read(buf);
1874                     }
1875                     BadBehavior(0) => (),
1876                     BadBehavior(ref mut x) => {
1877                         *x -= 1;
1878                         return Ok(0);
1879                     }
1880                 };
1881                 behavior.remove(0);
1882             }
1883         }
1884     }
1885
1886     #[test]
1887     fn test_read_at_least() {
1888         let mut r = BadReader::new(MemReader::new(b"hello, world!".to_vec()),
1889                                    vec![GoodBehavior(uint::MAX)]);
1890         let buf = &mut [0u8; 5];
1891         assert!(r.read_at_least(1, buf).unwrap() >= 1);
1892         assert!(r.read_exact(5).unwrap().len() == 5); // read_exact uses read_at_least
1893         assert!(r.read_at_least(0, buf).is_ok());
1894
1895         let mut r = BadReader::new(MemReader::new(b"hello, world!".to_vec()),
1896                                    vec![BadBehavior(50), GoodBehavior(uint::MAX)]);
1897         assert!(r.read_at_least(1, buf).unwrap() >= 1);
1898
1899         let mut r = BadReader::new(MemReader::new(b"hello, world!".to_vec()),
1900                                    vec![BadBehavior(1), GoodBehavior(1),
1901                                         BadBehavior(50), GoodBehavior(uint::MAX)]);
1902         assert!(r.read_at_least(1, buf).unwrap() >= 1);
1903         assert!(r.read_at_least(1, buf).unwrap() >= 1);
1904
1905         let mut r = BadReader::new(MemReader::new(b"hello, world!".to_vec()),
1906                                    vec![BadBehavior(uint::MAX)]);
1907         assert_eq!(r.read_at_least(1, buf).unwrap_err().kind, NoProgress);
1908
1909         let mut r = MemReader::new(b"hello, world!".to_vec());
1910         assert_eq!(r.read_at_least(5, buf).unwrap(), 5);
1911         assert_eq!(r.read_at_least(6, buf).unwrap_err().kind, InvalidInput);
1912     }
1913
1914     #[test]
1915     fn test_push_at_least() {
1916         let mut r = BadReader::new(MemReader::new(b"hello, world!".to_vec()),
1917                                    vec![GoodBehavior(uint::MAX)]);
1918         let mut buf = Vec::new();
1919         assert!(r.push_at_least(1, 5, &mut buf).unwrap() >= 1);
1920         assert!(r.push_at_least(0, 5, &mut buf).is_ok());
1921
1922         let mut r = BadReader::new(MemReader::new(b"hello, world!".to_vec()),
1923                                    vec![BadBehavior(50), GoodBehavior(uint::MAX)]);
1924         assert!(r.push_at_least(1, 5, &mut buf).unwrap() >= 1);
1925
1926         let mut r = BadReader::new(MemReader::new(b"hello, world!".to_vec()),
1927                                    vec![BadBehavior(1), GoodBehavior(1),
1928                                         BadBehavior(50), GoodBehavior(uint::MAX)]);
1929         assert!(r.push_at_least(1, 5, &mut buf).unwrap() >= 1);
1930         assert!(r.push_at_least(1, 5, &mut buf).unwrap() >= 1);
1931
1932         let mut r = BadReader::new(MemReader::new(b"hello, world!".to_vec()),
1933                                    vec![BadBehavior(uint::MAX)]);
1934         assert_eq!(r.push_at_least(1, 5, &mut buf).unwrap_err().kind, NoProgress);
1935
1936         let mut r = MemReader::new(b"hello, world!".to_vec());
1937         assert_eq!(r.push_at_least(5, 1, &mut buf).unwrap_err().kind, InvalidInput);
1938     }
1939
1940     #[test]
1941     fn test_show() {
1942         use super::*;
1943
1944         assert_eq!(format!("{}", USER_READ), "0400");
1945         assert_eq!(format!("{}", USER_FILE), "0644");
1946         assert_eq!(format!("{}", USER_EXEC), "0755");
1947         assert_eq!(format!("{}", USER_RWX),  "0700");
1948         assert_eq!(format!("{}", GROUP_RWX), "0070");
1949         assert_eq!(format!("{}", OTHER_RWX), "0007");
1950         assert_eq!(format!("{}", ALL_PERMISSIONS), "0777");
1951         assert_eq!(format!("{}", USER_READ | USER_WRITE | OTHER_WRITE), "0602");
1952     }
1953
1954     fn _ensure_buffer_is_object_safe<T: Buffer>(x: &T) -> &Buffer {
1955         x as &Buffer
1956     }
1957 }