This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
As suggested by Sarathy, add -DPERL_HIDE_SHORT_NAMES option
[perl5.git] / 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 to fread() and fwrite(). Note that arguments are
164 different, there is only one "count" and order has "file"
165 first. Returns a byte count if successful (which may be zero or positive), returns
166 negative value and sets C<errno> on error.  Depending on
167 implementation C<errno> may be C<EINTR> if operation was interrupted
168 by a signal.
169
170 =item B<PerlIO_close(f)>
171
172 Depending on implementation C<errno> may be C<EINTR> if operation was
173 interrupted by a signal.
174
175 =item B<PerlIO_puts(f,s)>, B<PerlIO_putc(f,c)>
176
177 These correspond to fputs() and fputc().
178 Note that arguments have been revised to have "file" first.
179
180 =item B<PerlIO_ungetc(f,c)>
181
182 This corresponds to ungetc().  Note that arguments have been revised
183 to have "file" first.  Arranges that next read operation will return
184 the byte B<c>.  Despite the implied "character" in the name only
185 values in the range 0..0xFF are defined. Returns the byte B<c> on
186 success or -1 (C<EOF>) on error.  The number of bytes that can be
187 "pushed back" may vary, only 1 character is certain, and then only if
188 it is the last character that was read from the handle.
189
190 =item B<PerlIO_getc(f)>
191
192 This corresponds to getc().
193 Despite the c in the name only byte range 0..0xFF is supported.
194 Returns the character read or -1 (C<EOF>) on error.
195
196 =item B<PerlIO_eof(f)>
197
198 This corresponds to feof().  Returns a true/false indication of
199 whether the handle is at end of file.  For terminal devices this may
200 or may not be "sticky" depending on the implementation.  The flag is
201 cleared by PerlIO_seek(), or PerlIO_rewind().
202
203 =item B<PerlIO_error(f)>
204
205 This corresponds to ferror().  Returns a true/false indication of
206 whether there has been an IO error on the handle.
207
208 =item B<PerlIO_fileno(f)>
209
210 This corresponds to fileno(), note that on some platforms, the meaning
211 of "fileno" may not match Unix. Returns -1 if the handle has no open
212 descriptor associated with it.
213
214 =item B<PerlIO_clearerr(f)>
215
216 This corresponds to clearerr(), i.e., clears 'error' and (usually)
217 'eof' flags for the "stream". Does not return a value.
218
219 =item B<PerlIO_flush(f)>
220
221 This corresponds to fflush().  Sends any buffered write data to the
222 underlying file.  If called with C<NULL> this may flush all open
223 streams (or core dump with some USE_STDIO implementattions).
224 Calling on a handle open for read only, or on  which last operation was a read of some kind
225 may lead to undefined behaviour on some USE_STDIO implementations.
226 The USE_PERLIO (layers) implementation tries to behave better: it flushes all open streams
227 when passed C<NULL>, and attempts to retain data on read streams either in the buffer
228 or by seeking the handle to the current logical position.
229
230 =item B<PerlIO_seek(f,offset,whence)>
231
232 This corresponds to fseek().  Sends buffered write data to the
233 underlying file, or discards any buffered read data, then positions
234 the file desciptor as specified by B<offset> and B<whence> (sic).
235 This is the correct thing to do when switching between read and write
236 on the same handle (see issues with PerlIO_flush() above).  Offset is
237 of type C<Off_t> which is a perl Configure value which may not be same
238 as stdio's C<off_t>.
239
240 =item B<PerlIO_tell(f)>
241
242 This corresponds to ftell().  Returns the current file position, or
243 (Off_t) -1 on error.  May just return value system "knows" without
244 making a system call or checking the underlying file descriptor (so
245 use on shared file descriptors is not safe without a
246 PerlIO_seek()). Return value is of type C<Off_t> which is a perl
247 Configure value which may not be same as stdio's C<off_t>.
248
249 =item B<PerlIO_getpos(f,p)>, B<PerlIO_setpos(f,p)>
250
251 These correspond (loosely) to fgetpos() and fsetpos(). Rather than
252 stdio's Fpos_t they expect a "Perl Scalar Value" to be passed. What is
253 stored there should be considered opaque. The layout of the data may
254 vary from handle to handle.  When not using stdio or if platform does
255 not have the stdio calls then they are implemented in terms of
256 PerlIO_tell() and PerlIO_seek().
257
258 =item B<PerlIO_rewind(f)>
259
260 This corresponds to rewind(). It is usually defined as being
261
262     PerlIO_seek(f,(Off_t)0L, SEEK_SET);
263     PerlIO_clearerr(f);
264
265 =item B<PerlIO_tmpfile()>
266
267 This corresponds to tmpfile(), i.e., returns an anonymous PerlIO or
268 NULL on error.  The system will attempt to automatically delete the
269 file when closed.  On Unix the file is usually C<unlink>-ed just after
270 it is created so it does not matter how it gets closed. On other
271 systems the file may only be deleted if closed via PerlIO_close()
272 and/or the program exits via C<exit>.  Depending on the implementation
273 there may be "race conditions" which allow other processes access to
274 the file, though in general it will be safer in this regard than
275 ad. hoc. schemes.
276
277 =item B<PerlIO_setlinebuf(f)>
278
279 This corresponds to setlinebuf().  Does not return a value. What
280 constitutes a "line" is implementation dependent but usually means
281 that writing "\n" flushes the buffer.  What happens with things like
282 "this\nthat" is uncertain.  (Perl core uses it I<only> when "dumping";
283 it has nothing to do with $| auto-flush.)
284
285 =back
286
287 =head2 Co-existence with stdio
288
289 There is outline support for co-existence of PerlIO with stdio.
290 Obviously if PerlIO is implemented in terms of stdio there is no
291 problem. However in other cases then mechanisms must exist to create a
292 FILE * which can be passed to library code which is going to use stdio
293 calls.
294
295 The first step is to add this line:
296
297    #define PERLIO_NOT_STDIO 0
298
299 I<before> including any perl header files. (This will probably become
300 the default at some point).  That prevents "perlio.h" from attempting
301 to #define stdio functions onto PerlIO functions.
302
303 XS code is probably better using "typemap" if it expects FILE *
304 arguments.  The standard typemap will be adjusted to comprehend any
305 changes in this area.
306
307 =over 4
308
309 =item B<PerlIO_importFILE(f,mode)>
310
311 Used to get a PerlIO * from a FILE *.
312
313 The mode argument should be a string as would be passed to fopen/PerlIO_open.
314 If it is NULL then - for legacy support - the code will (depending upon
315 the platform and the implementation) either attempt to empirically determine the mode in
316 which I<f> is open, or use "r+" to indicate a read/write stream.
317
318 Once called the FILE * should I<ONLY> be closed by calling
319 C<PerlIO_close()> on the returned PerlIO *.
320
321 The PerlIO is set to textmode. Use PerlIO_binmode if this is
322 not the desired mode.
323
324 This is B<not> the reverse of PerlIO_exportFILE().
325
326 =item B<PerlIO_exportFILE(f,mode)>
327
328 Given a PerlIO * create a 'native' FILE * suitable for passing to code
329 expecting to be compiled and linked with ANSI C I<stdio.h>.
330 The mode argument should be a string as would be passed to fopen/PerlIO_open.
331 If it is NULL then - for legacy support - the FILE * is opened
332 in same mode as the PerlIO *.
333
334 The fact that such a FILE * has been 'exported' is recorded, (normally by
335 pushing a new :stdio "layer" onto the PerlIO *), which may affect future
336 PerlIO operations on the original PerlIO *.
337 You should not call C<fclose()> on the file unless you call
338 C<PerlIO_releaseFILE()> to disassociate it from the PerlIO *.
339 (Do not use PerlIO_importFILE() for doing the disassociation.)
340
341 Calling this function repeatedly will create a FILE * on each call
342 (and will push an :stdio layer each time as well).
343
344 =item B<PerlIO_releaseFILE(p,f)>
345
346 Calling PerlIO_releaseFILE informs PerlIO that all use of FILE * is
347 complete. It is removed from the list of 'exported' FILE *s, and the
348 associated PerlIO * should revert to its original behaviour.
349
350 Use this to disassociate a file from a PerlIO * that was associated
351 using PerlIO_exportFILE().
352
353 =item B<PerlIO_findFILE(f)>
354
355 Returns a native FILE * used by a stdio layer. If there is none, it
356 will create one with PerlIO_exportFILE. In either case the FILE *
357 should be considered as belonging to PerlIO subsystem and should
358 only be closed by calling C<PerlIO_close()>.
359
360
361 =back
362
363 =head2 "Fast gets" Functions
364
365 In addition to standard-like API defined so far above there is an
366 "implementation" interface which allows perl to get at internals of
367 PerlIO.  The following calls correspond to the various FILE_xxx macros
368 determined by Configure - or their equivalent in other
369 implementations. This section is really of interest to only those
370 concerned with detailed perl-core behaviour, implementing a PerlIO
371 mapping or writing code which can make use of the "read ahead" that
372 has been done by the IO system in the same way perl does. Note that
373 any code that uses these interfaces must be prepared to do things the
374 traditional way if a handle does not support them.
375
376 =over 4
377
378 =item B<PerlIO_fast_gets(f)>
379
380 Returns true if implementation has all the interfaces required to
381 allow perl's C<sv_gets> to "bypass" normal IO mechanism.
382 This can vary from handle to handle.
383
384   PerlIO_fast_gets(f) = PerlIO_has_cntptr(f) && \
385                         PerlIO_canset_cnt(f) && \
386                         `Can set pointer into buffer'
387
388
389 =item B<PerlIO_has_cntptr(f)>
390
391 Implementation can return pointer to current position in the "buffer"
392 and a count of bytes available in the buffer.  Do not use this - use
393 PerlIO_fast_gets.
394
395 =item B<PerlIO_get_cnt(f)>
396
397 Return count of readable bytes in the buffer. Zero or negative return
398 means no more bytes available.
399
400 =item B<PerlIO_get_ptr(f)>
401
402 Return pointer to next readable byte in buffer, accessing via the
403 pointer (dereferencing) is only safe if PerlIO_get_cnt() has returned
404 a positive value.  Only positive offsets up to value returned by
405 PerlIO_get_cnt() are allowed.
406
407 =item B<PerlIO_set_ptrcnt(f,p,c)>
408
409 Set pointer into buffer, and a count of bytes still in the
410 buffer. Should be used only to set pointer to within range implied by
411 previous calls to C<PerlIO_get_ptr> and C<PerlIO_get_cnt>. The two
412 values I<must> be consistent with each other (implementation may only
413 use one or the other or may require both).
414
415 =item B<PerlIO_canset_cnt(f)>
416
417 Implementation can adjust its idea of number of bytes in the buffer.
418 Do not use this - use PerlIO_fast_gets.
419
420 =item B<PerlIO_set_cnt(f,c)>
421
422 Obscure - set count of bytes in the buffer. Deprecated.  Only usable
423 if PerlIO_canset_cnt() returns true.  Currently used in only doio.c to
424 force count less than -1 to -1.  Perhaps should be PerlIO_set_empty or
425 similar.  This call may actually do nothing if "count" is deduced from
426 pointer and a "limit".  Do not use this - use PerlIO_set_ptrcnt().
427
428 =item B<PerlIO_has_base(f)>
429
430 Returns true if implementation has a buffer, and can return pointer
431 to whole buffer and its size. Used by perl for B<-T> / B<-B> tests.
432 Other uses would be very obscure...
433
434 =item B<PerlIO_get_base(f)>
435
436 Return I<start> of buffer. Access only positive offsets in the buffer
437 up to the value returned by PerlIO_get_bufsiz().
438
439 =item B<PerlIO_get_bufsiz(f)>
440
441 Return the I<total number of bytes> in the buffer, this is neither the
442 number that can be read, nor the amount of memory allocated to the
443 buffer. Rather it is what the operating system and/or implementation
444 happened to C<read()> (or whatever) last time IO was requested.
445
446 =back
447
448 =head2 Other Functions
449
450 =over 4
451
452 =item PerlIO_apply_layers(f,mode,layers)
453
454 The new interface to the USE_PERLIO implementation. The layers ":crlf"
455 and ":raw" are only ones allowed for other implementations and those
456 are silently ignored. (As of perl5.8 ":raw" is deprecated.)
457 Use PerlIO_binmode() below for the portable case.
458
459 =item PerlIO_binmode(f,ptype,imode,layers)
460
461 The hook used by perl's C<binmode> operator.
462 B<ptype> is perl's character for the kind of IO:
463
464 =over 8
465
466 =item 'E<lt>' read
467
468 =item 'E<gt>' write
469
470 =item '+' read/write
471
472 =back
473
474 B<imode> is C<O_BINARY> or C<O_TEXT>.
475
476 B<layers> is a string of layers to apply, only ":crlf" makes sense in the non USE_PERLIO
477 case. (As of perl5.8 ":raw" is deprecated in favour of passing NULL.)
478
479 Portable cases are:
480
481     PerlIO_binmode(f,ptype,O_BINARY,Nullch);
482 and
483     PerlIO_binmode(f,ptype,O_TEXT,":crlf");
484
485 On Unix these calls probably have no effect whatsoever.  Elsewhere
486 they alter "\n" to CR,LF translation and possibly cause a special text
487 "end of file" indicator to be written or honoured on read. The effect
488 of making the call after doing any IO to the handle depends on the
489 implementation. (It may be ignored, affect any data which is already
490 buffered as well, or only apply to subsequent data.)
491
492 =item PerlIO_debug(fmt,...)
493
494 PerlIO_debug is a printf()-like function which can be used for
495 debugging.  No return value. Its main use is inside PerlIO where using
496 real printf, warn() etc. would recursively call PerlIO and be a
497 problem.
498
499 PerlIO_debug writes to the file named by $ENV{'PERLIO_DEBUG'} typical
500 use might be
501
502   Bourne shells (sh, ksh, bash, zsh, ash, ...):
503    PERLIO_DEBUG=/dev/tty ./perl somescript some args
504
505   Csh/Tcsh:
506    setenv PERLIO_DEBUG /dev/tty
507    ./perl somescript some args
508
509   If you have the "env" utility:
510    env PERLIO_DEBUG=/dev/tty ./perl somescript some args
511
512   Win32:
513    set PERLIO_DEBUG=CON
514    perl somescript some args
515
516 If $ENV{'PERLIO_DEBUG'} is not set PerlIO_debug() is a no-op.
517
518 =back