pod/perlapio.pod

   1 =head1 NAME
   2
   3 perlapio - perl's IO abstraction interface.
   4
   5 =head1 SYNOPSIS
   6
   7     #define PERLIO_NOT_STDIO 0    /* For co-existence with stdio only */
   8     #include <perlio.h>           /* Usually via #include <perl.h> */
   9
  10     PerlIO *PerlIO_stdin(void);
  11     PerlIO *PerlIO_stdout(void);
  12     PerlIO *PerlIO_stderr(void);
  13
  14     PerlIO *PerlIO_open(const char *path,const char *mode);
  15     PerlIO *PerlIO_fdopen(int fd, const char *mode);
  16     PerlIO *PerlIO_reopen(const char *path, const char *mode, PerlIO *old);  /* deprecated */
  17     int     PerlIO_close(PerlIO *f);
  18
  19     int     PerlIO_stdoutf(const char *fmt,...)
  20     int     PerlIO_puts(PerlIO *f,const char *string);
  21     int     PerlIO_putc(PerlIO *f,int ch);
  22     int     PerlIO_write(PerlIO *f,const void *buf,size_t numbytes);
  23     int     PerlIO_printf(PerlIO *f, const char *fmt,...);
  24     int     PerlIO_vprintf(PerlIO *f, const char *fmt, va_list args);
  25     int     PerlIO_flush(PerlIO *f);
  26
  27     int     PerlIO_eof(PerlIO *f);
  28     int     PerlIO_error(PerlIO *f);
  29     void    PerlIO_clearerr(PerlIO *f);
  30
  31     int     PerlIO_getc(PerlIO *d);
  32     int     PerlIO_ungetc(PerlIO *f,int ch);
  33     int     PerlIO_read(PerlIO *f, void *buf, size_t numbytes);
  34
  35     int     PerlIO_fileno(PerlIO *f);
  36
  37     void    PerlIO_setlinebuf(PerlIO *f);
  38
  39     Off_t   PerlIO_tell(PerlIO *f);
  40     int     PerlIO_seek(PerlIO *f, Off_t offset, int whence);
  41     void    PerlIO_rewind(PerlIO *f);
  42
  43     int     PerlIO_getpos(PerlIO *f, SV *save);        /* prototype changed */
  44     int     PerlIO_setpos(PerlIO *f, SV *saved);       /* prototype changed */
  45
  46     int     PerlIO_fast_gets(PerlIO *f);
  47     int     PerlIO_has_cntptr(PerlIO *f);
  48     int     PerlIO_get_cnt(PerlIO *f);
  49     char   *PerlIO_get_ptr(PerlIO *f);
  50     void    PerlIO_set_ptrcnt(PerlIO *f, char *ptr, int count);
  51
  52     int     PerlIO_canset_cnt(PerlIO *f);              /* deprecated */
  53     void    PerlIO_set_cnt(PerlIO *f, int count);      /* deprecated */
  54
  55     int     PerlIO_has_base(PerlIO *f);
  56     char   *PerlIO_get_base(PerlIO *f);
  57     int     PerlIO_get_bufsiz(PerlIO *f);
  58
  59     PerlIO *PerlIO_importFILE(FILE *stdio, const char *mode);
  60     FILE   *PerlIO_exportFILE(PerlIO *f, int flags);
  61     FILE   *PerlIO_findFILE(PerlIO *f);
  62     void    PerlIO_releaseFILE(PerlIO *f,FILE *stdio);
  63
  64     int     PerlIO_apply_layers(PerlIO *f, const char *mode, const char *layers);
  65     int     PerlIO_binmode(PerlIO *f, int ptype, int imode, const char *layers);
  66     void    PerlIO_debug(const char *fmt,...)
  67
  68 =head1 DESCRIPTION
  69
  70 Perl's source code, and extensions that want maximum portability,
  71 should use the above functions instead of those defined in ANSI C's
  72 I<stdio.h>.  The perl headers (in particular "perlio.h") will
  73 C<#define> them to the I/O mechanism selected at Configure time.
  74
  75 The functions are modeled on those in I<stdio.h>, but parameter order
  76 has been "tidied up a little".
  77
  78 C<PerlIO *> takes the place of FILE *. Like FILE * it should be
  79 treated as opaque (it is probably safe to assume it is a pointer to
  80 something).
  81
  82 There are currently three implementations:
  83
  84 =over 4
  85
  86 =item 1. USE_STDIO
  87
  88 All above are #define'd to stdio functions or are trivial wrapper
  89 functions which call stdio. In this case I<only> PerlIO * is a FILE *.
  90 This has been the default implementation since the abstraction was
  91 introduced in perl5.003_02.
  92
  93 =item 2. USE_SFIO
  94
  95 A "legacy" implementation in terms of the "sfio" library. Used for
  96 some specialist applications on Unix machines ("sfio" is not widely
  97 ported away from Unix).  Most of above are #define'd to the sfio
  98 functions. PerlIO * is in this case Sfio_t *.
  99
 100 =item 3. USE_PERLIO
 101
 102 Introduced just after perl5.7.0, this is a re-implementation of the
 103 above abstraction which allows perl more control over how IO is done
 104 as it decouples IO from the way the operating system and C library
 105 choose to do things. For USE_PERLIO PerlIO * has an extra layer of
 106 indirection - it is a pointer-to-a-pointer.  This allows the PerlIO *
 107 to remain with a known value while swapping the implementation around
 108 underneath I<at run time>. In this case all the above are true (but
 109 very simple) functions which call the underlying implementation.
 110
 111 This is the only implementation for which C<PerlIO_apply_layers()>
 112 does anything "interesting".
 113
 114 The USE_PERLIO implementation is described in L<perliol>.
 115
 116 =back
 117
 118 Because "perlio.h" is a thin layer (for efficiency) the semantics of
 119 these functions are somewhat dependent on the underlying implementation.
 120 Where these variations are understood they are noted below.
 121
 122 Unless otherwise noted, functions return 0 on success, or a negative
 123 value (usually C<EOF> which is usually -1) and set C<errno> on error.
 124
 125 =over 4
 126
 127 =item B<PerlIO_stdin()>, B<PerlIO_stdout()>, B<PerlIO_stderr()>
 128
 129 Use these rather than C<stdin>, C<stdout>, C<stderr>. They are written
 130 to look like "function calls" rather than variables because this makes
 131 it easier to I<make them> function calls if platform cannot export data
 132 to loaded modules, or if (say) different "threads" might have different
 133 values.
 134
 135 =item B<PerlIO_open(path, mode)>, B<PerlIO_fdopen(fd,mode)>
 136
 137 These correspond to fopen()/fdopen() and the arguments are the same.
 138 Return C<NULL> and set C<errno> if there is an error.  There may be an
 139 implementation limit on the number of open handles, which may be lower
 140 than the limit on the number of open files - C<errno> may not be set
 141 when C<NULL> is returned if this limit is exceeded.
 142
 143 =item B<PerlIO_reopen(path,mode,f)>
 144
 145 While this currently exists in all three implementations perl itself
 146 does not use it. I<As perl does not use it, it is not well tested.>
 147
 148 Perl prefers to C<dup> the new low-level descriptor to the descriptor
 149 used by the existing PerlIO. This may become the behaviour of this
 150 function in the future.
 151
 152 =item B<PerlIO_printf(f,fmt,...)>, B<PerlIO_vprintf(f,fmt,a)>
 153
 154 These are fprintf()/vfprintf() equivalents.
 155
 156 =item B<PerlIO_stdoutf(fmt,...)>
 157
 158 This is printf() equivalent. printf is #defined to this function,
 159 so it is (currently) legal to use C<printf(fmt,...)> in perl sources.
 160
 161 =item B<PerlIO_read(f,buf,count)>, B<PerlIO_write(f,buf,count)>
 162
 163 These correspond functionally to fread() and fwrite() but the
 164 arguments and return values are different.  The PerlIO_read() and
 165 PerlIO_write() signatures have been modeled on the more sane low level
 166 read() and write() functions instead: The "file" argument is passed
 167 first, there is only one "count", and the return value can distinguish
 168 between error and C<EOF>.
 169
 170 Returns a byte count if successful (which may be zero or
 171 positive), returns negative value and sets C<errno> on error.
 172 Depending on implementation C<errno> may be C<EINTR> if operation was
 173 interrupted by a signal.
 174
 175 =item B<PerlIO_close(f)>
 176
 177 Depending on implementation C<errno> may be C<EINTR> if operation was
 178 interrupted by a signal.
 179
 180 =item B<PerlIO_puts(f,s)>, B<PerlIO_putc(f,c)>
 181
 182 These correspond to fputs() and fputc().
 183 Note that arguments have been revised to have "file" first.
 184
 185 =item B<PerlIO_ungetc(f,c)>
 186
 187 This corresponds to ungetc().  Note that arguments have been revised
 188 to have "file" first.  Arranges that next read operation will return
 189 the byte B<c>.  Despite the implied "character" in the name only
 190 values in the range 0..0xFF are defined. Returns the byte B<c> on
 191 success or -1 (C<EOF>) on error.  The number of bytes that can be
 192 "pushed back" may vary, only 1 character is certain, and then only if
 193 it is the last character that was read from the handle.
 194
 195 =item B<PerlIO_getc(f)>
 196
 197 This corresponds to getc().
 198 Despite the c in the name only byte range 0..0xFF is supported.
 199 Returns the character read or -1 (C<EOF>) on error.
 200
 201 =item B<PerlIO_eof(f)>
 202
 203 This corresponds to feof().  Returns a true/false indication of
 204 whether the handle is at end of file.  For terminal devices this may
 205 or may not be "sticky" depending on the implementation.  The flag is
 206 cleared by PerlIO_seek(), or PerlIO_rewind().
 207
 208 =item B<PerlIO_error(f)>
 209
 210 This corresponds to ferror().  Returns a true/false indication of
 211 whether there has been an IO error on the handle.
 212
 213 =item B<PerlIO_fileno(f)>
 214
 215 This corresponds to fileno(), note that on some platforms, the meaning
 216 of "fileno" may not match Unix. Returns -1 if the handle has no open
 217 descriptor associated with it.
 218
 219 =item B<PerlIO_clearerr(f)>
 220
 221 This corresponds to clearerr(), i.e., clears 'error' and (usually)
 222 'eof' flags for the "stream". Does not return a value.
 223
 224 =item B<PerlIO_flush(f)>
 225
 226 This corresponds to fflush().  Sends any buffered write data to the
 227 underlying file.  If called with C<NULL> this may flush all open
 228 streams (or core dump with some USE_STDIO implementations).  Calling
 229 on a handle open for read only, or on which last operation was a read
 230 of some kind may lead to undefined behaviour on some USE_STDIO
 231 implementations.  The USE_PERLIO (layers) implementation tries to
 232 behave better: it flushes all open streams when passed C<NULL>, and
 233 attempts to retain data on read streams either in the buffer or by
 234 seeking the handle to the current logical position.
 235
 236 =item B<PerlIO_seek(f,offset,whence)>
 237
 238 This corresponds to fseek().  Sends buffered write data to the
 239 underlying file, or discards any buffered read data, then positions
 240 the file descriptor as specified by B<offset> and B<whence> (sic).
 241 This is the correct thing to do when switching between read and write
 242 on the same handle (see issues with PerlIO_flush() above).  Offset is
 243 of type C<Off_t> which is a perl Configure value which may not be same
 244 as stdio's C<off_t>.
 245
 246 =item B<PerlIO_tell(f)>
 247
 248 This corresponds to ftell().  Returns the current file position, or
 249 (Off_t) -1 on error.  May just return value system "knows" without
 250 making a system call or checking the underlying file descriptor (so
 251 use on shared file descriptors is not safe without a
 252 PerlIO_seek()). Return value is of type C<Off_t> which is a perl
 253 Configure value which may not be same as stdio's C<off_t>.
 254
 255 =item B<PerlIO_getpos(f,p)>, B<PerlIO_setpos(f,p)>
 256
 257 These correspond (loosely) to fgetpos() and fsetpos(). Rather than
 258 stdio's Fpos_t they expect a "Perl Scalar Value" to be passed. What is
 259 stored there should be considered opaque. The layout of the data may
 260 vary from handle to handle.  When not using stdio or if platform does
 261 not have the stdio calls then they are implemented in terms of
 262 PerlIO_tell() and PerlIO_seek().
 263
 264 =item B<PerlIO_rewind(f)>
 265
 266 This corresponds to rewind(). It is usually defined as being
 267
 268     PerlIO_seek(f,(Off_t)0L, SEEK_SET);
 269     PerlIO_clearerr(f);
 270
 271 =item B<PerlIO_tmpfile()>
 272
 273 This corresponds to tmpfile(), i.e., returns an anonymous PerlIO or
 274 NULL on error.  The system will attempt to automatically delete the
 275 file when closed.  On Unix the file is usually C<unlink>-ed just after
 276 it is created so it does not matter how it gets closed. On other
 277 systems the file may only be deleted if closed via PerlIO_close()
 278 and/or the program exits via C<exit>.  Depending on the implementation
 279 there may be "race conditions" which allow other processes access to
 280 the file, though in general it will be safer in this regard than
 281 ad. hoc. schemes.
 282
 283 =item B<PerlIO_setlinebuf(f)>
 284
 285 This corresponds to setlinebuf().  Does not return a value. What
 286 constitutes a "line" is implementation dependent but usually means
 287 that writing "\n" flushes the buffer.  What happens with things like
 288 "this\nthat" is uncertain.  (Perl core uses it I<only> when "dumping";
 289 it has nothing to do with $| auto-flush.)
 290
 291 =back
 292
 293 =head2 Co-existence with stdio
 294
 295 There is outline support for co-existence of PerlIO with stdio.
 296 Obviously if PerlIO is implemented in terms of stdio there is no
 297 problem. However in other cases then mechanisms must exist to create a
 298 FILE * which can be passed to library code which is going to use stdio
 299 calls.
 300
 301 The first step is to add this line:
 302
 303    #define PERLIO_NOT_STDIO 0
 304
 305 I<before> including any perl header files. (This will probably become
 306 the default at some point).  That prevents "perlio.h" from attempting
 307 to #define stdio functions onto PerlIO functions.
 308
 309 XS code is probably better using "typemap" if it expects FILE *
 310 arguments.  The standard typemap will be adjusted to comprehend any
 311 changes in this area.
 312
 313 =over 4
 314
 315 =item B<PerlIO_importFILE(f,mode)>
 316
 317 Used to get a PerlIO * from a FILE *.
 318
 319 The mode argument should be a string as would be passed to
 320 fopen/PerlIO_open.  If it is NULL then - for legacy support - the code
 321 will (depending upon the platform and the implementation) either
 322 attempt to empirically determine the mode in which I<f> is open, or
 323 use "r+" to indicate a read/write stream.
 324
 325 Once called the FILE * should I<ONLY> be closed by calling
 326 C<PerlIO_close()> on the returned PerlIO *.
 327
 328 The PerlIO is set to textmode. Use PerlIO_binmode if this is
 329 not the desired mode.
 330
 331 This is B<not> the reverse of PerlIO_exportFILE().
 332
 333 =item B<PerlIO_exportFILE(f,mode)>
 334
 335 Given a PerlIO * create a 'native' FILE * suitable for passing to code
 336 expecting to be compiled and linked with ANSI C I<stdio.h>.  The mode
 337 argument should be a string as would be passed to fopen/PerlIO_open.
 338 If it is NULL then - for legacy support - the FILE * is opened in same
 339 mode as the PerlIO *.
 340
 341 The fact that such a FILE * has been 'exported' is recorded, (normally
 342 by pushing a new :stdio "layer" onto the PerlIO *), which may affect
 343 future PerlIO operations on the original PerlIO *.  You should not
 344 call C<fclose()> on the file unless you call C<PerlIO_releaseFILE()>
 345 to disassociate it from the PerlIO *.  (Do not use PerlIO_importFILE()
 346 for doing the disassociation.)
 347
 348 Calling this function repeatedly will create a FILE * on each call
 349 (and will push an :stdio layer each time as well).
 350
 351 =item B<PerlIO_releaseFILE(p,f)>
 352
 353 Calling PerlIO_releaseFILE informs PerlIO that all use of FILE * is
 354 complete. It is removed from the list of 'exported' FILE *s, and the
 355 associated PerlIO * should revert to its original behaviour.
 356
 357 Use this to disassociate a file from a PerlIO * that was associated
 358 using PerlIO_exportFILE().
 359
 360 =item B<PerlIO_findFILE(f)>
 361
 362 Returns a native FILE * used by a stdio layer. If there is none, it
 363 will create one with PerlIO_exportFILE. In either case the FILE *
 364 should be considered as belonging to PerlIO subsystem and should
 365 only be closed by calling C<PerlIO_close()>.
 366
 367
 368 =back
 369
 370 =head2 "Fast gets" Functions
 371
 372 In addition to standard-like API defined so far above there is an
 373 "implementation" interface which allows perl to get at internals of
 374 PerlIO.  The following calls correspond to the various FILE_xxx macros
 375 determined by Configure - or their equivalent in other
 376 implementations. This section is really of interest to only those
 377 concerned with detailed perl-core behaviour, implementing a PerlIO
 378 mapping or writing code which can make use of the "read ahead" that
 379 has been done by the IO system in the same way perl does. Note that
 380 any code that uses these interfaces must be prepared to do things the
 381 traditional way if a handle does not support them.
 382
 383 =over 4
 384
 385 =item B<PerlIO_fast_gets(f)>
 386
 387 Returns true if implementation has all the interfaces required to
 388 allow perl's C<sv_gets> to "bypass" normal IO mechanism.  This can
 389 vary from handle to handle.
 390
 391   PerlIO_fast_gets(f) = PerlIO_has_cntptr(f) && \
 392                         PerlIO_canset_cnt(f) && \
 393                         `Can set pointer into buffer'
 394
 395
 396 =item B<PerlIO_has_cntptr(f)>
 397
 398 Implementation can return pointer to current position in the "buffer"
 399 and a count of bytes available in the buffer.  Do not use this - use
 400 PerlIO_fast_gets.
 401
 402 =item B<PerlIO_get_cnt(f)>
 403
 404 Return count of readable bytes in the buffer. Zero or negative return
 405 means no more bytes available.
 406
 407 =item B<PerlIO_get_ptr(f)>
 408
 409 Return pointer to next readable byte in buffer, accessing via the
 410 pointer (dereferencing) is only safe if PerlIO_get_cnt() has returned
 411 a positive value.  Only positive offsets up to value returned by
 412 PerlIO_get_cnt() are allowed.
 413
 414 =item B<PerlIO_set_ptrcnt(f,p,c)>
 415
 416 Set pointer into buffer, and a count of bytes still in the
 417 buffer. Should be used only to set pointer to within range implied by
 418 previous calls to C<PerlIO_get_ptr> and C<PerlIO_get_cnt>. The two
 419 values I<must> be consistent with each other (implementation may only
 420 use one or the other or may require both).
 421
 422 =item B<PerlIO_canset_cnt(f)>
 423
 424 Implementation can adjust its idea of number of bytes in the buffer.
 425 Do not use this - use PerlIO_fast_gets.
 426
 427 =item B<PerlIO_set_cnt(f,c)>
 428
 429 Obscure - set count of bytes in the buffer. Deprecated.  Only usable
 430 if PerlIO_canset_cnt() returns true.  Currently used in only doio.c to
 431 force count less than -1 to -1.  Perhaps should be PerlIO_set_empty or
 432 similar.  This call may actually do nothing if "count" is deduced from
 433 pointer and a "limit".  Do not use this - use PerlIO_set_ptrcnt().
 434
 435 =item B<PerlIO_has_base(f)>
 436
 437 Returns true if implementation has a buffer, and can return pointer
 438 to whole buffer and its size. Used by perl for B<-T> / B<-B> tests.
 439 Other uses would be very obscure...
 440
 441 =item B<PerlIO_get_base(f)>
 442
 443 Return I<start> of buffer. Access only positive offsets in the buffer
 444 up to the value returned by PerlIO_get_bufsiz().
 445
 446 =item B<PerlIO_get_bufsiz(f)>
 447
 448 Return the I<total number of bytes> in the buffer, this is neither the
 449 number that can be read, nor the amount of memory allocated to the
 450 buffer. Rather it is what the operating system and/or implementation
 451 happened to C<read()> (or whatever) last time IO was requested.
 452
 453 =back
 454
 455 =head2 Other Functions
 456
 457 =over 4
 458
 459 =item PerlIO_apply_layers(f,mode,layers)
 460
 461 The new interface to the USE_PERLIO implementation. The layers ":crlf"
 462 and ":raw" are only ones allowed for other implementations and those
 463 are silently ignored. (As of perl5.8 ":raw" is deprecated.)  Use
 464 PerlIO_binmode() below for the portable case.
 465
 466 =item PerlIO_binmode(f,ptype,imode,layers)
 467
 468 The hook used by perl's C<binmode> operator.
 469 B<ptype> is perl's character for the kind of IO:
 470
 471 =over 8
 472
 473 =item 'E<lt>' read
 474
 475 =item 'E<gt>' write
 476
 477 =item '+' read/write
 478
 479 =back
 480
 481 B<imode> is C<O_BINARY> or C<O_TEXT>.
 482
 483 B<layers> is a string of layers to apply, only ":crlf" makes sense in
 484 the non USE_PERLIO case. (As of perl5.8 ":raw" is deprecated in favour
 485 of passing NULL.)
 486
 487 Portable cases are:
 488
 489     PerlIO_binmode(f,ptype,O_BINARY,Nullch);
 490 and
 491     PerlIO_binmode(f,ptype,O_TEXT,":crlf");
 492
 493 On Unix these calls probably have no effect whatsoever.  Elsewhere
 494 they alter "\n" to CR,LF translation and possibly cause a special text
 495 "end of file" indicator to be written or honoured on read. The effect
 496 of making the call after doing any IO to the handle depends on the
 497 implementation. (It may be ignored, affect any data which is already
 498 buffered as well, or only apply to subsequent data.)
 499
 500 =item PerlIO_debug(fmt,...)
 501
 502 PerlIO_debug is a printf()-like function which can be used for
 503 debugging.  No return value. Its main use is inside PerlIO where using
 504 real printf, warn() etc. would recursively call PerlIO and be a
 505 problem.
 506
 507 PerlIO_debug writes to the file named by $ENV{'PERLIO_DEBUG'} typical
 508 use might be
 509
 510   Bourne shells (sh, ksh, bash, zsh, ash, ...):
 511    PERLIO_DEBUG=/dev/tty ./perl somescript some args
 512
 513   Csh/Tcsh:
 514    setenv PERLIO_DEBUG /dev/tty
 515    ./perl somescript some args
 516
 517   If you have the "env" utility:
 518    env PERLIO_DEBUG=/dev/tty ./perl somescript some args
 519
 520   Win32:
 521    set PERLIO_DEBUG=CON
 522    perl somescript some args
 523
 524 If $ENV{'PERLIO_DEBUG'} is not set PerlIO_debug() is a no-op.
 525
 526 =back