This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
perliol tweaks.
[perl5.git] / pod / perliol.pod
index ac6a4a2..466959b 100644 (file)
@@ -1,4 +1,3 @@
-
 =head1 NAME
 
 perliol - C API for Perl's implementation of IO in Layers.
 =head1 NAME
 
 perliol - C API for Perl's implementation of IO in Layers.
@@ -8,7 +7,6 @@ perliol - C API for Perl's implementation of IO in Layers.
     /* Defining a layer ... */
     #include <perliol.h>
 
     /* Defining a layer ... */
     #include <perliol.h>
 
-
 =head1 DESCRIPTION
 
 This document describes the behavior and implementation of the PerlIO
 =head1 DESCRIPTION
 
 This document describes the behavior and implementation of the PerlIO
@@ -19,13 +17,64 @@ C<USE_SFIO> is not).
 
 The PerlIO abstraction was introduced in perl5.003_02 but languished as
 just an abstraction until perl5.7.0. However during that time a number
 
 The PerlIO abstraction was introduced in perl5.003_02 but languished as
 just an abstraction until perl5.7.0. However during that time a number
-of perl extentions switched to using it, so the API is mostly fixed to
+of perl extensions switched to using it, so the API is mostly fixed to
 maintain (source) compatibility.
 
 The aim of the implementation is to provide the PerlIO API in a flexible
 and platform neutral manner. It is also a trial of an "Object Oriented
 C, with vtables" approach which may be applied to perl6.
 
 maintain (source) compatibility.
 
 The aim of the implementation is to provide the PerlIO API in a flexible
 and platform neutral manner. It is also a trial of an "Object Oriented
 C, with vtables" approach which may be applied to perl6.
 
+=head2 Basic Structure
+
+PerlIO is a stack of layers.
+
+The low levels of the stack work with the low-level operating system
+calls (file descriptors in C) getting bytes in and out, the higher
+layers of the stack buffer, filter, and otherwise manipulate the I/O,
+and return characters (or bytes) to Perl.  Terms I<above> and I<below>
+are used to refer to the relative positioning of the stack layers.
+
+A layer contains a "vtable", the table of I/O operations (at C level
+a table of function pointers), and status flags.  The functions in the
+vtable implement operations like "open", "read", and "write".
+
+When I/O, for example "read", is requested, the request goes from Perl
+first down the stack using "read" functions of each layer, then at the
+bottom the input is requested from the operating system services, then
+the result is returned up the stack, finally being interpreted as Perl
+data.
+
+The requests do not necessarily go always all the way down to the
+operating system: that's where PerlIO buffering comes into play.
+
+When you do an open() and specify extra PerlIO layers to be deployed,
+the layers you specify are "pushed" on top of the already existing
+default stack.  One way to see it is that "operating system is
+on the left" and "Perl is on the right".
+
+What exact layers are in this default stack depends on a lot of
+things: your operating system, Perl version, Perl compile time
+configuration, and Perl runtime configuration.  See L<PerlIO>,
+L<perlrun/PERLIO>, and L<open> for more information.
+
+binmode() operates similarly to open(): by default the specified
+layers are pushed on top of the existing stack.
+
+However, note that even as the specified layers are "pushed on top"
+for open() and binmode(), this doesn't mean that the effects are
+limited to the "top": PerlIO layers can be very 'active' and inspect
+and affect layers also deeper in the stack.  As an example there
+is a layer called "raw" which repeatedly "pops" layers until
+it reaches the first layer that has declared itself capable of
+handling binary data.  The "pushed" layers are processed in left-to-right
+order.
+
+sysopen() operates (unsurprisingly) at a lower level in the stack than
+open().  For example in UNIX or UNIX-like systems sysopen() operates
+directly at the level of file descriptors: in the terms of PerlIO
+layers, it uses only the "unix" layer, which is a rather thin wrapper
+on top of the UNIX file descriptors.
+
 =head2 Layers vs Disciplines
 
 Initial discussion of the ability to modify IO streams behaviour used
 =head2 Layers vs Disciplines
 
 Initial discussion of the ability to modify IO streams behaviour used
@@ -34,9 +83,9 @@ believe) from the use of the term in "sfio", which in turn borrowed it
 from "line disciplines" on Unix terminals. However, this document (and
 the C code) uses the term "layer".
 
 from "line disciplines" on Unix terminals. However, this document (and
 the C code) uses the term "layer".
 
-This is, I hope, a natural term given the implementation, and should avoid
-connotations that are inherent in earlier uses of "discipline" for things
-which are rather different.
+This is, I hope, a natural term given the implementation, and should
+avoid connotations that are inherent in earlier uses of "discipline"
+for things which are rather different.
 
 =head2 Data Structures
 
 
 =head2 Data Structures
 
@@ -53,25 +102,30 @@ The basic data structure is a PerlIOl:
         IV             flags;      /* Various flags for state */
        };
 
         IV             flags;      /* Various flags for state */
        };
 
-A C<PerlIOl *> is a pointer to to the struct, and the I<application> level
-C<PerlIO *> is a pointer to a C<PerlIOl *> - i.e. a pointer to a pointer to
-the struct. This allows the application level C<PerlIO *> to remain
-constant while the actual C<PerlIOl *> underneath changes. (Compare perl's
-C<SV *> which remains constant while its C<sv_any> field changes as the
-scalar's type changes.) An IO stream is then in general represented as a
-pointer to this linked-list of "layers".
+A C<PerlIOl *> is a pointer to the struct, and the I<application>
+level C<PerlIO *> is a pointer to a C<PerlIOl *> - i.e. a pointer
+to a pointer to the struct. This allows the application level C<PerlIO *>
+to remain constant while the actual C<PerlIOl *> underneath
+changes. (Compare perl's C<SV *> which remains constant while its
+C<sv_any> field changes as the scalar's type changes.) An IO stream is
+then in general represented as a pointer to this linked-list of
+"layers".
 
 It should be noted that because of the double indirection in a C<PerlIO *>,
 
 It should be noted that because of the double indirection in a C<PerlIO *>,
-a C<< &(perlio-E<gt>next) >> "is" a C<PerlIO *>, and so to some degree
+a C<< &(perlio->next) >> "is" a C<PerlIO *>, and so to some degree
 at least one layer can use the "standard" API on the next layer down.
 
 A "layer" is composed of two parts:
 
 =over 4
 
 at least one layer can use the "standard" API on the next layer down.
 
 A "layer" is composed of two parts:
 
 =over 4
 
-=item 1. The functions and attributes of the "layer class".
+=item 1.
+
+The functions and attributes of the "layer class".
+
+=item 2.
 
 
-=item 2. The per-instance data for a particular handle.
+The per-instance data for a particular handle.
 
 =back
 
 
 =back
 
@@ -82,67 +136,83 @@ member of C<PerlIOl>. The functions (methods of the layer "class") are
 fixed, and are defined by the C<PerlIO_funcs> type. They are broadly the
 same as the public C<PerlIO_xxxxx> functions:
 
 fixed, and are defined by the C<PerlIO_funcs> type. They are broadly the
 same as the public C<PerlIO_xxxxx> functions:
 
-       struct _PerlIO_funcs
-       {
-        char *         name;
-        Size_t         size;
-        IV             kind;
-        IV             (*Fileno)(PerlIO *f);
-        PerlIO *       (*Fdopen)(PerlIO_funcs *tab, int fd, const char *mode);
-        PerlIO *       (*Open)(PerlIO_funcs *tab, const char *path, const char *mode);
-        int            (*Reopen)(const char *path, const char *mode, PerlIO *f);
-        IV             (*Pushed)(PerlIO *f,const char *mode,const char *arg,STRLEN len);
-        IV             (*Popped)(PerlIO *f);
-        /* Unix-like functions - cf sfio line disciplines */
-        SSize_t        (*Read)(PerlIO *f, void *vbuf, Size_t count);
-        SSize_t        (*Unread)(PerlIO *f, const void *vbuf, Size_t count);
-        SSize_t        (*Write)(PerlIO *f, const void *vbuf, Size_t count);
-        IV             (*Seek)(PerlIO *f, Off_t offset, int whence);
-        Off_t          (*Tell)(PerlIO *f);
-        IV             (*Close)(PerlIO *f);
-        /* Stdio-like buffered IO functions */
-        IV             (*Flush)(PerlIO *f);
-        IV             (*Fill)(PerlIO *f);
-        IV             (*Eof)(PerlIO *f);
-        IV             (*Error)(PerlIO *f);
-        void           (*Clearerr)(PerlIO *f);
-        void           (*Setlinebuf)(PerlIO *f);
-        /* Perl's snooping functions */
-        STDCHAR *      (*Get_base)(PerlIO *f);
-        Size_t         (*Get_bufsiz)(PerlIO *f);
-        STDCHAR *      (*Get_ptr)(PerlIO *f);
-        SSize_t        (*Get_cnt)(PerlIO *f);
-        void           (*Set_ptrcnt)(PerlIO *f,STDCHAR *ptr,SSize_t cnt);
-       };
-
-The first few members of the struct give a "name" for the layer, the
-size to C<malloc> for the per-instance data, and some flags which are
-attributes of the class as whole (such as whether it is a buffering
+  struct _PerlIO_funcs
+  {
+   Size_t              fsize;
+   char *              name;
+   Size_t              size;
+   IV          kind;
+   IV          (*Pushed)(pTHX_ PerlIO *f,const char *mode,SV *arg, PerlIO_funcs *tab);
+   IV          (*Popped)(pTHX_ PerlIO *f);
+   PerlIO *    (*Open)(pTHX_ PerlIO_funcs *tab,
+                       AV *layers, IV n,
+                       const char *mode,
+                       int fd, int imode, int perm,
+                       PerlIO *old,
+                       int narg, SV **args);
+   IV          (*Binmode)(pTHX_ PerlIO *f);
+   SV *                (*Getarg)(pTHX_ PerlIO *f, CLONE_PARAMS *param, int flags)
+   IV          (*Fileno)(pTHX_ PerlIO *f);
+   PerlIO *     (*Dup)(pTHX_ PerlIO *f, PerlIO *o, CLONE_PARAMS *param, int flags)
+   /* Unix-like functions - cf sfio line disciplines */
+   SSize_t     (*Read)(pTHX_ PerlIO *f, void *vbuf, Size_t count);
+   SSize_t     (*Unread)(pTHX_ PerlIO *f, const void *vbuf, Size_t count);
+   SSize_t     (*Write)(pTHX_ PerlIO *f, const void *vbuf, Size_t count);
+   IV          (*Seek)(pTHX_ PerlIO *f, Off_t offset, int whence);
+   Off_t       (*Tell)(pTHX_ PerlIO *f);
+   IV          (*Close)(pTHX_ PerlIO *f);
+   /* Stdio-like buffered IO functions */
+   IV          (*Flush)(pTHX_ PerlIO *f);
+   IV          (*Fill)(pTHX_ PerlIO *f);
+   IV          (*Eof)(pTHX_ PerlIO *f);
+   IV          (*Error)(pTHX_ PerlIO *f);
+   void                (*Clearerr)(pTHX_ PerlIO *f);
+   void                (*Setlinebuf)(pTHX_ PerlIO *f);
+   /* Perl's snooping functions */
+   STDCHAR *   (*Get_base)(pTHX_ PerlIO *f);
+   Size_t      (*Get_bufsiz)(pTHX_ PerlIO *f);
+   STDCHAR *   (*Get_ptr)(pTHX_ PerlIO *f);
+   SSize_t     (*Get_cnt)(pTHX_ PerlIO *f);
+   void                (*Set_ptrcnt)(pTHX_ PerlIO *f,STDCHAR *ptr,SSize_t cnt);
+  };
+
+The first few members of the struct give a function table size for
+compatibility check "name" for the layer, the  size to C<malloc> for the per-instance data,
+and some flags which are attributes of the class as whole (such as whether it is a buffering
 layer), then follow the functions which fall into four basic groups:
 
 =over 4
 
 layer), then follow the functions which fall into four basic groups:
 
 =over 4
 
-=item 1. Opening and setup functions
+=item 1.
+
+Opening and setup functions
 
 
-=item 2. Basic IO operations
+=item 2.
 
 
-=item 3. Stdio class buffering options.
+Basic IO operations
 
 
-=item 4. Functions to support Perl's traditional "fast" access to the buffer.
+=item 3.
+
+Stdio class buffering options.
+
+=item 4.
+
+Functions to support Perl's traditional "fast" access to the buffer.
 
 =back
 
 
 =back
 
-A layer does not have to implement all the functions, but the whole table has
-to be present. Unimplemented slots can be NULL (which will will result in an error
-when called) or can be filled in with stubs to "inherit" behaviour from
-a "base class". This "inheritance" is fixed for all instances of the layer,
-but as the layer chooses which stubs to populate the table, limited
-"multiple inheritance" is possible.
+A layer does not have to implement all the functions, but the whole
+table has to be present. Unimplemented slots can be NULL (which will
+result in an error when called) or can be filled in with stubs to
+"inherit" behaviour from a "base class". This "inheritance" is fixed
+for all instances of the layer, but as the layer chooses which stubs
+to populate the table, limited "multiple inheritance" is possible.
 
 =head2 Per-instance Data
 
 
 =head2 Per-instance Data
 
-The per-instance data are held in memory beyond the basic PerlIOl struct,
-by making a PerlIOl the first member of the layer's struct thus:
+The per-instance data are held in memory beyond the basic PerlIOl
+struct, by making a PerlIOl the first member of the layer's struct
+thus:
 
        typedef struct
        {
 
        typedef struct
        {
@@ -155,8 +225,8 @@ by making a PerlIOl the first member of the layer's struct thus:
         IV             oneword;    /* Emergency buffer */
        } PerlIOBuf;
 
         IV             oneword;    /* Emergency buffer */
        } PerlIOBuf;
 
-In this way (as for perl's scalars) a pointer to a PerlIOBuf can be treated
-as a pointer to a PerlIOl.
+In this way (as for perl's scalars) a pointer to a PerlIOBuf can be
+treated as a pointer to a PerlIOl.
 
 =head2 Layers in action.
 
 
 =head2 Layers in action.
 
@@ -191,32 +261,33 @@ dynamically) with a "socket" layer.
 
 =item *
 
 
 =item *
 
-Different handles can have different buffering schemes. The "top" layer
-could be the "mmap" layer if reading disk files was quicker using C<mmap>
-than C<read>. An "unbuffered" stream can be implemented simply by
-not having a buffer layer.
+Different handles can have different buffering schemes. The "top"
+layer could be the "mmap" layer if reading disk files was quicker
+using C<mmap> than C<read>. An "unbuffered" stream can be implemented
+simply by not having a buffer layer.
 
 =item *
 
 Extra layers can be inserted to process the data as it flows through.
 This was the driving need for including the scheme in perl 5.7.0+ - we
 
 =item *
 
 Extra layers can be inserted to process the data as it flows through.
 This was the driving need for including the scheme in perl 5.7.0+ - we
-needed a mechanism to allow data to be translated bewteen perl's
+needed a mechanism to allow data to be translated between perl's
 internal encoding (conceptually at least Unicode as UTF-8), and the
 "native" format used by the system. This is provided by the
 ":encoding(xxxx)" layer which typically sits above the buffering layer.
 
 =item *
 
 internal encoding (conceptually at least Unicode as UTF-8), and the
 "native" format used by the system. This is provided by the
 ":encoding(xxxx)" layer which typically sits above the buffering layer.
 
 =item *
 
-A layer can be added that does "\n" to CRLF translation. This layer can be used
-on any platform, not just those that normally do such things.
+A layer can be added that does "\n" to CRLF translation. This layer
+can be used on any platform, not just those that normally do such
+things.
 
 =back
 
 =head2 Per-instance flag bits
 
 
 =back
 
 =head2 Per-instance flag bits
 
-The generic flag bits are a hybrid of C<O_XXXXX> style flags deduced from
-the mode string passed to C<PerlIO_open()>, and state bits for typical buffer
-layers.
+The generic flag bits are a hybrid of C<O_XXXXX> style flags deduced
+from the mode string passed to C<PerlIO_open()>, and state bits for
+typical buffer layers.
 
 =over 4
 
 
 =over 4
 
@@ -234,7 +305,7 @@ Reads are permitted i.e. opened "r" or "w+" (or even "a+" - ick).
 
 =item PERLIO_F_ERROR
 
 
 =item PERLIO_F_ERROR
 
-An error has occured (for C<PerlIO_error()>)
+An error has occurred (for C<PerlIO_error()>).
 
 =item PERLIO_F_TRUNCATE
 
 
 =item PERLIO_F_TRUNCATE
 
@@ -291,10 +362,10 @@ Handle is open.
 
 This instance of this layer supports the "fast C<gets>" interface.
 Normally set based on C<PERLIO_K_FASTGETS> for the class and by the
 
 This instance of this layer supports the "fast C<gets>" interface.
 Normally set based on C<PERLIO_K_FASTGETS> for the class and by the
-existance of the function(s) in the table. However a class that
+existence of the function(s) in the table. However a class that
 normally provides that interface may need to avoid it on a
 particular instance. The "pending" layer needs to do this when
 normally provides that interface may need to avoid it on a
 particular instance. The "pending" layer needs to do this when
-it is pushed above an layer which does not support the interface.
+it is pushed above a layer which does not support the interface.
 (Perl's C<sv_gets()> does not expect the streams fast C<gets> behaviour
 to change during one "get".)
 
 (Perl's C<sv_gets()> does not expect the streams fast C<gets> behaviour
 to change during one "get".)
 
@@ -304,126 +375,357 @@ to change during one "get".)
 
 =over 4
 
 
 =over 4
 
-=item IV       (*Fileno)(PerlIO *f);
+=item fsize
+
+       Size_t fsize;
+
+Size of the function table. This is compared against the value PerlIO
+code "knows" as a compatibility check. Future versions I<may> be able
+to tolerate layers compiled against an old version of the headers.
+
+=item name
+
+       char * name;
+
+The name of the layer whose open() method Perl should invoke on
+open().  For example if the layer is called APR, you will call:
+
+  open $fh, ">:APR", ...
+
+and Perl knows that it has to invoke the PerlIOAPR_open() method
+implemented by the APR layer.
+
+=item size
+
+       Size_t size;
+
+The size of the per-instance data structure, e.g.:
+
+  sizeof(PerlIOAPR)
+
+If this field is zero then C<PerlIO_pushed> does not malloc anything
+and assumes layer's Pushed function will do any required layer stack
+manipulation - used to avoid malloc/free overhead for dummy layers.
+If the field is non-zero it must be at least the size of C<PerlIOl>,
+C<PerlIO_pushed> will allocate memory for the layer's data structures
+and link new layer onto the stream's stack. (If the layer's Pushed
+method returns an error indication the layer is popped again.)
+
+=item kind
+
+       IV kind;
+
+=over 4
+
+=item * PERLIO_K_BUFFERED
+
+The layer is buffered.
+
+=item * PERLIO_K_RAW
+
+The layer is acceptable to have in a binmode(FH) stack - i.e. it does not
+(or will configure itself not to) transform bytes passing through it.
+
+=item * PERLIO_K_CANCRLF
+
+Layer can translate between "\n" and CRLF line ends.
+
+=item * PERLIO_K_FASTGETS
 
 
-Returns the Unix/Posix numeric file decriptor for the handle. Normally
+Layer allows buffer snooping.
+
+=item * PERLIO_K_MULTIARG
+
+Used when the layer's open() accepts more arguments than usual. The
+extra arguments should come not before the C<MODE> argument. When this
+flag is used it's up to the layer to validate the args.
+
+=back
+
+=item Pushed
+
+       IV      (*Pushed)(pTHX_ PerlIO *f,const char *mode, SV *arg);
+
+The only absolutely mandatory method. Called when the layer is pushed
+onto the stack.  The C<mode> argument may be NULL if this occurs
+post-open. The C<arg> will be non-C<NULL> if an argument string was
+passed. In most cases this should call C<PerlIOBase_pushed()> to
+convert C<mode> into the appropriate C<PERLIO_F_XXXXX> flags in
+addition to any actions the layer itself takes.  If a layer is not
+expecting an argument it need neither save the one passed to it, nor
+provide C<Getarg()> (it could perhaps C<Perl_warn> that the argument
+was un-expected).
+
+Returns 0 on success. On failure returns -1 and should set errno.
+
+=item Popped
+
+       IV      (*Popped)(pTHX_ PerlIO *f);
+
+Called when the layer is popped from the stack. A layer will normally
+be popped after C<Close()> is called. But a layer can be popped
+without being closed if the program is dynamically managing layers on
+the stream. In such cases C<Popped()> should free any resources
+(buffers, translation tables, ...) not held directly in the layer's
+struct.  It should also C<Unread()> any unconsumed data that has been
+read and buffered from the layer below back to that layer, so that it
+can be re-provided to what ever is now above.
+
+Returns 0 on success and failure.  If C<Popped()> returns I<true> then
+I<perlio.c> assumes that either the layer has popped itself, or the
+layer is super special and needs to be retained for other reasons.
+In most cases it should return I<false>.
+
+=item Open
+
+       PerlIO *        (*Open)(...);
+
+The C<Open()> method has lots of arguments because it combines the
+functions of perl's C<open>, C<PerlIO_open>, perl's C<sysopen>,
+C<PerlIO_fdopen> and C<PerlIO_reopen>.  The full prototype is as
+follows:
+
+ PerlIO *      (*Open)(pTHX_ PerlIO_funcs *tab,
+                       AV *layers, IV n,
+                       const char *mode,
+                       int fd, int imode, int perm,
+                       PerlIO *old,
+                       int narg, SV **args);
+
+Open should (perhaps indirectly) call C<PerlIO_allocate()> to allocate
+a slot in the table and associate it with the layers information for
+the opened file, by calling C<PerlIO_push>.  The I<layers> AV is an
+array of all the layers destined for the C<PerlIO *>, and any
+arguments passed to them, I<n> is the index into that array of the
+layer being called. The macro C<PerlIOArg> will return a (possibly
+C<NULL>) SV * for the argument passed to the layer.
+
+The I<mode> string is an "C<fopen()>-like" string which would match
+the regular expression C</^[I#]?[rwa]\+?[bt]?$/>.
+
+The C<'I'> prefix is used during creation of C<stdin>..C<stderr> via
+special C<PerlIO_fdopen> calls; the C<'#'> prefix means that this is
+C<sysopen> and that I<imode> and I<perm> should be passed to
+C<PerlLIO_open3>; C<'r'> means B<r>ead, C<'w'> means B<w>rite and
+C<'a'> means B<a>ppend. The C<'+'> suffix means that both reading and
+writing/appending are permitted.  The C<'b'> suffix means file should
+be binary, and C<'t'> means it is text. (Almost all layers should do
+the IO in binary mode, and ignore the b/t bits. The C<:crlf> layer
+should be pushed to handle the distinction.)
+
+If I<old> is not C<NULL> then this is a C<PerlIO_reopen>. Perl itself
+does not use this (yet?) and semantics are a little vague.
+
+If I<fd> not negative then it is the numeric file descriptor I<fd>,
+which will be open in a manner compatible with the supplied mode
+string, the call is thus equivalent to C<PerlIO_fdopen>. In this case
+I<nargs> will be zero.
+
+If I<nargs> is greater than zero then it gives the number of arguments
+passed to C<open>, otherwise it will be 1 if for example
+C<PerlIO_open> was called.  In simple cases SvPV_nolen(*args) is the
+pathname to open.
+
+Having said all that translation-only layers do not need to provide
+C<Open()> at all, but rather leave the opening to a lower level layer
+and wait to be "pushed".  If a layer does provide C<Open()> it should
+normally call the C<Open()> method of next layer down (if any) and
+then push itself on top if that succeeds.
+
+If C<PerlIO_push> was performed and open has failed, it must
+C<PerlIO_pop> itself, since if it's not, the layer won't be removed
+and may cause bad problems.
+
+Returns C<NULL> on failure.
+
+=item Binmode
+
+       IV        (*Binmode)(pTHX_ PerlIO *f);
+
+Optional. Used when C<:raw> layer is pushed (explicitly or as a result
+of binmode(FH)). If not present layer will be popped. If present
+should configure layer as binary (or pop itself) and return 0.
+If it returns -1 for error C<binmode> will fail with layer
+still on the stack.
+
+=item Getarg
+
+       SV *      (*Getarg)(pTHX_ PerlIO *f,
+                           CLONE_PARAMS *param, int flags);
+
+Optional. If present should return an SV * representing the string
+argument passed to the layer when it was
+pushed. e.g. ":encoding(ascii)" would return an SvPV with value
+"ascii". (I<param> and I<flags> arguments can be ignored in most
+cases)
+
+=item Fileno
+
+       IV        (*Fileno)(pTHX_ PerlIO *f);
+
+Returns the Unix/Posix numeric file descriptor for the handle. Normally
 C<PerlIOBase_fileno()> (which just asks next layer down) will suffice
 for this.
 
 C<PerlIOBase_fileno()> (which just asks next layer down) will suffice
 for this.
 
-=item  PerlIO *        (*Fdopen)(PerlIO_funcs *tab, int fd, const char *mode);
+Returns -1 on error, which is considered to include the case where the
+layer cannot provide such a file descriptor.
 
 
-Should (perhaps indirectly) call C<PerlIO_allocate()> to allocate a slot
-in the table and associate it with the given numeric file descriptor,
-which will be open in an manner compatible with the supplied mode string.
+=item Dup
 
 
-=item  PerlIO *        (*Open)(PerlIO_funcs *tab, const char *path, const char *mode);
+       PerlIO * (*Dup)(pTHX_ PerlIO *f, PerlIO *o,
+                       CLONE_PARAMS *param, int flags);
 
 
-Should attempt to open the given path and if that succeeds then (perhaps
-indirectly) call C<PerlIO_allocate()> to allocate a slot in the table and
-associate it with the layers information for the opened file.
+XXX: Needs more docs.
 
 
-=item  int             (*Reopen)(const char *path, const char *mode, PerlIO *f);
+Used as part of the "clone" process when a thread is spawned (in which
+case param will be non-NULL) and when a stream is being duplicated via
+'&' in the C<open>.
 
 
-Re-open the supplied C<PerlIO *> to connect it to C<path> in C<mode>.
-Returns as success flag. Perl does not use this and L<perlapio> marks it
-as subject to change.
+Similar to C<Open>, returns PerlIO* on success, C<NULL> on failure.
 
 
-=item  IV              (*Pushed)(PerlIO *f,const char *mode,const char *arg,STRLEN len);
+=item Read
 
 
-Called when the layer is pushed onto the stack. The C<mode> argument may
-be NULL if this occurs post-open. The C<arg> and C<len> will be present
-if an argument string was passed. In most cases this should call
-C<PerlIOBase_pushed()> to convert C<mode> into the appropriate
-C<PERLIO_F_XXXXX> flags in addition to any actions the layer itself takes.
+       SSize_t (*Read)(pTHX_ PerlIO *f, void *vbuf, Size_t count);
 
 
-=item  IV              (*Popped)(PerlIO *f);
+Basic read operation.
 
 
-Called when the layer is popped from the stack. A layer will normally be
-popped after C<Close()> is called. But a layer can be popped without being
-closed if the program is dynamically managing layers on the stream. In
-such cases C<Popped()> should free any resources (buffers, translation
-tables, ...) not held directly in the layer's struct.
+Typically will call C<Fill> and manipulate pointers (possibly via the
+API).  C<PerlIOBuf_read()> may be suitable for derived classes which
+provide "fast gets" methods.
 
 
-=item  SSize_t (*Read)(PerlIO *f, void *vbuf, Size_t count);
+Returns actual bytes read, or -1 on an error.
 
 
-Basic read operation. Returns actual bytes read, or -1 on an error.
-Typically will call Fill and manipulate pointers (possibly via the API).
-C<PerlIOBuf_read()> may be suitable for derived classes which provide
-"fast gets" methods.
+=item  Unread
 
 
-=item  SSize_t (*Unread)(PerlIO *f, const void *vbuf, Size_t count);
+       SSize_t (*Unread)(pTHX_ PerlIO *f,
+                         const void *vbuf, Size_t count);
 
 A superset of stdio's C<ungetc()>. Should arrange for future reads to
 see the bytes in C<vbuf>. If there is no obviously better implementation
 then C<PerlIOBase_unread()> provides the function by pushing a "fake"
 "pending" layer above the calling layer.
 
 
 A superset of stdio's C<ungetc()>. Should arrange for future reads to
 see the bytes in C<vbuf>. If there is no obviously better implementation
 then C<PerlIOBase_unread()> provides the function by pushing a "fake"
 "pending" layer above the calling layer.
 
-=item  SSize_t (*Write)(PerlIO *f, const void *vbuf, Size_t count);
+Returns the number of unread chars.
+
+=item Write
+
+       SSize_t (*Write)(PerlIO *f, const void *vbuf, Size_t count);
+
+Basic write operation.
+
+Returns bytes written or -1 on an error.
 
 
-Basic write operation. Returns bytes written or -1 on an error.
+=item Seek
 
 
-=item  IV              (*Seek)(PerlIO *f, Off_t offset, int whence);
+       IV      (*Seek)(pTHX_ PerlIO *f, Off_t offset, int whence);
 
 
-Position the file pointer. Should normally call its own C<Flush> method and
-then the C<Seek> method of next layer down.
+Position the file pointer. Should normally call its own C<Flush>
+method and then the C<Seek> method of next layer down.
 
 
-=item  Off_t           (*Tell)(PerlIO *f);
+Returns 0 on success, -1 on failure.
+
+=item Tell
+
+       Off_t   (*Tell)(pTHX_ PerlIO *f);
 
 Return the file pointer. May be based on layers cached concept of
 position to avoid overhead.
 
 
 Return the file pointer. May be based on layers cached concept of
 position to avoid overhead.
 
-=item  IV              (*Close)(PerlIO *f);
+Returns -1 on failure to get the file pointer.
+
+=item Close
+
+       IV      (*Close)(pTHX_ PerlIO *f);
 
 Close the stream. Should normally call C<PerlIOBase_close()> to flush
 itself and close layers below, and then deallocate any data structures
 (buffers, translation tables, ...) not  held directly in the data
 structure.
 
 
 Close the stream. Should normally call C<PerlIOBase_close()> to flush
 itself and close layers below, and then deallocate any data structures
 (buffers, translation tables, ...) not  held directly in the data
 structure.
 
-=item  IV              (*Flush)(PerlIO *f);
+Returns 0 on success, -1 on failure.
+
+=item Flush
+
+       IV      (*Flush)(pTHX_ PerlIO *f);
 
 Should make stream's state consistent with layers below. That is, any
 buffered write data should be written, and file position of lower layers
 
 Should make stream's state consistent with layers below. That is, any
 buffered write data should be written, and file position of lower layers
-adjusted for data read fron below but not actually consumed.
+adjusted for data read from below but not actually consumed.
+(Should perhaps C<Unread()> such data to the lower layer.)
+
+Returns 0 on success, -1 on failure.
+
+=item Fill
 
 
-=item  IV              (*Fill)(PerlIO *f);
+       IV      (*Fill)(pTHX_ PerlIO *f);
 
 
-The buffer for this layer should be filled (for read) from layer below.
+The buffer for this layer should be filled (for read) from layer
+below.  When you "subclass" PerlIOBuf layer, you want to use its
+I<_read> method and to supply your own fill method, which fills the
+PerlIOBuf's buffer.
 
 
-=item  IV              (*Eof)(PerlIO *f);
+Returns 0 on success, -1 on failure.
+
+=item Eof
+
+       IV      (*Eof)(pTHX_ PerlIO *f);
 
 Return end-of-file indicator. C<PerlIOBase_eof()> is normally sufficient.
 
 
 Return end-of-file indicator. C<PerlIOBase_eof()> is normally sufficient.
 
-=item  IV              (*Error)(PerlIO *f);
+Returns 0 on end-of-file, 1 if not end-of-file, -1 on error.
+
+=item Error
+
+       IV      (*Error)(pTHX_ PerlIO *f);
 
 Return error indicator. C<PerlIOBase_error()> is normally sufficient.
 
 
 Return error indicator. C<PerlIOBase_error()> is normally sufficient.
 
-=item  void            (*Clearerr)(PerlIO *f);
+Returns 1 if there is an error (usually when C<PERLIO_F_ERROR> is set,
+0 otherwise.
+
+=item  Clearerr
+
+       void    (*Clearerr)(pTHX_ PerlIO *f);
 
 Clear end-of-file and error indicators. Should call C<PerlIOBase_clearerr()>
 to set the C<PERLIO_F_XXXXX> flags, which may suffice.
 
 
 Clear end-of-file and error indicators. Should call C<PerlIOBase_clearerr()>
 to set the C<PERLIO_F_XXXXX> flags, which may suffice.
 
-=item  void            (*Setlinebuf)(PerlIO *f);
+=item Setlinebuf
+
+       void    (*Setlinebuf)(pTHX_ PerlIO *f);
 
 
-Mark the stream as line buffered.
+Mark the stream as line buffered. C<PerlIOBase_setlinebuf()> sets the
+PERLIO_F_LINEBUF flag and is normally sufficient.
 
 
-=item  STDCHAR *       (*Get_base)(PerlIO *f);
+=item Get_base
+
+       STDCHAR *       (*Get_base)(pTHX_ PerlIO *f);
 
 Allocate (if not already done so) the read buffer for this layer and
 
 Allocate (if not already done so) the read buffer for this layer and
-return pointer to it.
+return pointer to it. Return NULL on failure.
+
+=item Get_bufsiz
 
 
-=item  Size_t          (*Get_bufsiz)(PerlIO *f);
+       Size_t  (*Get_bufsiz)(pTHX_ PerlIO *f);
 
 Return the number of bytes that last C<Fill()> put in the buffer.
 
 
 Return the number of bytes that last C<Fill()> put in the buffer.
 
-=item  STDCHAR *       (*Get_ptr)(PerlIO *f);
+=item Get_ptr
+
+       STDCHAR *       (*Get_ptr)(pTHX_ PerlIO *f);
 
 Return the current read pointer relative to this layer's buffer.
 
 
 Return the current read pointer relative to this layer's buffer.
 
-=item  SSize_t (*Get_cnt)(PerlIO *f);
+=item Get_cnt
+
+       SSize_t (*Get_cnt)(pTHX_ PerlIO *f);
 
 Return the number of bytes left to be read in the current buffer.
 
 
 Return the number of bytes left to be read in the current buffer.
 
-=item  void            (*Set_ptrcnt)(PerlIO *f,STDCHAR *ptr,SSize_t cnt);
+=item Set_ptrcnt
+
+       void    (*Set_ptrcnt)(pTHX_ PerlIO *f,
+                             STDCHAR *ptr, SSize_t cnt);
 
 Adjust the read pointer and count of bytes to match C<ptr> and/or C<cnt>.
 The application (or layer above) must ensure they are consistent.
 
 Adjust the read pointer and count of bytes to match C<ptr> and/or C<cnt>.
 The application (or layer above) must ensure they are consistent.
@@ -431,6 +733,110 @@ The application (or layer above) must ensure they are consistent.
 
 =back
 
 
 =back
 
+=head2 Utilities
+
+To ask for the next layer down use PerlIONext(PerlIO *f).
+
+To check that a PerlIO* is valid use PerlIOValid(PerlIO *f).  (All
+this does is really just to check that the pointer is non-NULL and
+that the pointer behind that is non-NULL.)
+
+PerlIOBase(PerlIO *f) returns the "Base" pointer, or in other words,
+the C<PerlIOl*> pointer.
+
+PerlIOSelf(PerlIO* f, type) return the PerlIOBase cast to a type.
+
+Perl_PerlIO_or_Base(PerlIO* f, callback, base, failure, args) either
+calls the I<callback> from the functions of the layer I<f> (just by
+the name of the IO function, like "Read") with the I<args>, or if
+there is no such callback, calls the I<base> version of the callback
+with the same args, or if the f is invalid, set errno to EBADF and
+return I<failure>.
+
+Perl_PerlIO_or_fail(PerlIO* f, callback, failure, args) either calls
+the I<callback> of the functions of the layer I<f> with the I<args>,
+or if there is no such callback, set errno to EINVAL.  Or if the f is
+invalid, set errno to EBADF and return I<failure>.
+
+Perl_PerlIO_or_Base_void(PerlIO* f, callback, base, args) either calls
+the I<callback> of the functions of the layer I<f> with the I<args>,
+or if there is no such callback, calls the I<base> version of the
+callback with the same args, or if the f is invalid, set errno to
+EBADF.
+
+Perl_PerlIO_or_fail_void(PerlIO* f, callback, args) either calls the
+I<callback> of the functions of the layer I<f> with the I<args>, or if
+there is no such callback, set errno to EINVAL.  Or if the f is
+invalid, set errno to EBADF.
+
+=head2 Implementing PerlIO Layers
+
+If you find the implementation document unclear or not sufficient,
+look at the existing PerlIO layer implementations, which include:
+
+=over
+
+=item * C implementations
+
+The F<perlio.c> and F<perliol.h> in the Perl core implement the
+"unix", "perlio", "stdio", "crlf", "utf8", "byte", "raw", "pending"
+layers, and also the "mmap" and "win32" layers if applicable.
+(The "win32" is currently unfinished and unused, to see what is used
+instead in Win32, see L<PerlIO/"Querying the layers of filehandles"> .)
+
+PerlIO::encoding, PerlIO::scalar, PerlIO::via in the Perl core.
+
+PerlIO::gzip and APR::PerlIO (mod_perl 2.0) on CPAN.
+
+=item * Perl implementations
+
+PerlIO::via::QuotedPrint in the Perl core and PerlIO::via::* on CPAN.
+
+=back
+
+If you are creating a PerlIO layer, you may want to be lazy, in other
+words, implement only the methods that interest you.  The other methods
+you can either replace with the "blank" methods
+
+    PerlIOBase_noop_ok
+    PerlIOBase_noop_fail
+
+(which do nothing, and return zero and -1, respectively) or for
+certain methods you may assume a default behaviour by using a NULL
+method.  The Open method looks for help in the 'parent' layer.
+The following table summarizes the behaviour:
+
+    method      behaviour with NULL
+
+    Clearerr    PerlIOBase_clearerr
+    Close       PerlIOBase_close
+    Dup         PerlIOBase_dup
+    Eof         PerlIOBase_eof
+    Error       PerlIOBase_error
+    Fileno      PerlIOBase_fileno
+    Fill        FAILURE
+    Flush       SUCCESS
+    Getarg      SUCCESS
+    Get_base    FAILURE
+    Get_bufsiz  FAILURE
+    Get_cnt     FAILURE
+    Get_ptr     FAILURE
+    Open        INHERITED
+    Popped      SUCCESS
+    Pushed      SUCCESS
+    Read        PerlIOBase_read
+    Seek        FAILURE
+    Set_cnt     FAILURE
+    Set_ptrcnt  FAILURE
+    Setlinebuf  PerlIOBase_setlinebuf
+    Tell        FAILURE
+    Unread      PerlIOBase_unread
+    Write       FAILURE
+
+ FAILURE        Set errno (to EINVAL in UNIXish, to LIB$_INVARG in VMS) and
+                return -1 (for numeric return values) or NULL (for pointers)
+ INHERITED      Inherited from the layer below
+ SUCCESS        Return 0 (for numeric return values) or a pointer 
 
 =head2 Core Layers
 
 
 =head2 Core Layers
 
@@ -448,13 +854,13 @@ between O_TEXT and O_BINARY this layer is always O_BINARY.
 
 A very complete generic buffering layer which provides the whole of
 PerlIO API. It is also intended to be used as a "base class" for other
 
 A very complete generic buffering layer which provides the whole of
 PerlIO API. It is also intended to be used as a "base class" for other
-layers. (For example its C<Read()> method is implemented in terms of the
-C<Get_cnt()>/C<Get_ptr()>/C<Set_ptrcnt()> methods).
+layers. (For example its C<Read()> method is implemented in terms of
+the C<Get_cnt()>/C<Get_ptr()>/C<Set_ptrcnt()> methods).
 
 "perlio" over "unix" provides a complete replacement for stdio as seen
 via PerlIO API. This is the default for USE_PERLIO when system's stdio
 
 "perlio" over "unix" provides a complete replacement for stdio as seen
 via PerlIO API. This is the default for USE_PERLIO when system's stdio
-does not permit perl's "fast gets" access, and which do not distinguish
-between C<O_TEXT> and C<O_BINARY>.
+does not permit perl's "fast gets" access, and which do not
+distinguish between C<O_TEXT> and C<O_BINARY>.
 
 =item "stdio"
 
 
 =item "stdio"
 
@@ -485,21 +891,24 @@ minimalist "derived" layer.
 =item "pending"
 
 An "internal" derivative of "perlio" which can be used to provide
 =item "pending"
 
 An "internal" derivative of "perlio" which can be used to provide
-Unread() function for layers which have no buffer or cannot be bothered.
-(Basically this layer's C<Fill()> pops itself off the stack and so resumes
-reading from layer below.)
+Unread() function for layers which have no buffer or cannot be
+bothered.  (Basically this layer's C<Fill()> pops itself off the stack
+and so resumes reading from layer below.)
 
 =item "raw"
 
 A dummy layer which never exists on the layer stack. Instead when
 
 =item "raw"
 
 A dummy layer which never exists on the layer stack. Instead when
-"pushed" it actually pops the stack(!), removing itself, and any other
-layers until it reaches a layer with the class C<PERLIO_K_RAW> bit set.
+"pushed" it actually pops the stack removing itself, it then calls
+Binmode function table entry on all the layers in the stack - normally
+this (via PerlIOBase_binmode) removes any layers which do not have
+C<PERLIO_K_RAW> bit set. Layers can modify that behaviour by defining
+their own Binmode entry.
 
 =item "utf8"
 
 Another dummy layer. When pushed it pops itself and sets the
 
 =item "utf8"
 
 Another dummy layer. When pushed it pops itself and sets the
-C<PERLIO_F_UTF8> flag on the layer which was (and now is once more) the top
-of the stack.
+C<PERLIO_F_UTF8> flag on the layer which was (and now is once more)
+the top of the stack.
 
 =back
 
 
 =back
 
@@ -509,23 +918,118 @@ which do not need to do anything special for a particular method.
 
 =head2 Extension Layers
 
 
 =head2 Extension Layers
 
-Layers can made available by extension modules.
+Layers can made available by extension modules. When an unknown layer
+is encountered the PerlIO code will perform the equivalent of :
+
+   use PerlIO 'layer';
+
+Where I<layer> is the unknown layer. F<PerlIO.pm> will then attempt to:
+
+   require PerlIO::layer;
+
+If after that process the layer is still not defined then the C<open>
+will fail.
+
+The following extension layers are bundled with perl:
 
 =over 4
 
 
 =over 4
 
-=item "encoding"
+=item ":encoding"
 
    use Encoding;
 
 
    use Encoding;
 
-makes this layer available. It is an example of a layer which takes an argument.
-as it is called as:
+makes this layer available, although F<PerlIO.pm> "knows" where to
+find it.  It is an example of a layer which takes an argument as it is
+called thus:
+
+   open( $fh, "<:encoding(iso-8859-7)", $pathname );
+
+=item ":scalar"
+
+Provides support for reading data from and writing data to a scalar.
+
+   open( $fh, "+<:scalar", \$scalar );
+
+When a handle is so opened, then reads get bytes from the string value
+of I<$scalar>, and writes change the value. In both cases the position
+in I<$scalar> starts as zero but can be altered via C<seek>, and
+determined via C<tell>.
+
+Please note that this layer is implied when calling open() thus:
+
+   open( $fh, "+<", \$scalar );
 
 
-   open($fh,"<:encoding(iso-8859-7)",$pathname)
+=item ":via"
+
+Provided to allow layers to be implemented as Perl code.  For instance:
+
+   use PerlIO::via::StripHTML;
+   open( my $fh, "<:via(StripHTML)", "index.html" );
+
+See L<PerlIO::via> for details.
 
 =back
 
 
 =back
 
+=head1 TODO
 
 
-=cut
+Things that need to be done to improve this document.
+
+=over
+
+=item *
+
+Explain how to make a valid fh without going through open()(i.e. apply
+a layer). For example if the file is not opened through perl, but we
+want to get back a fh, like it was opened by Perl.
 
 
+How PerlIO_apply_layera fits in, where its docs, was it made public?
 
 
+Currently the example could be something like this:
 
 
+  PerlIO *foo_to_PerlIO(pTHX_ char *mode, ...)
+  {
+      char *mode; /* "w", "r", etc */
+      const char *layers = ":APR"; /* the layer name */
+      PerlIO *f = PerlIO_allocate(aTHX);
+      if (!f) {
+          return NULL;
+      }
+
+      PerlIO_apply_layers(aTHX_ f, mode, layers);
+
+      if (f) {
+          PerlIOAPR *st = PerlIOSelf(f, PerlIOAPR);
+          /* fill in the st struct, as in _open() */
+          st->file = file;
+          PerlIOBase(f)->flags |= PERLIO_F_OPEN;
+
+          return f;
+      }
+      return NULL;
+  }
+
+=item *
+
+fix/add the documentation in places marked as XXX.
+
+=item *
+
+The handling of errors by the layer is not specified. e.g. when $!
+should be set explicitly, when the error handling should be just
+delegated to the top layer.
+
+Probably give some hints on using SETERRNO() or pointers to where they
+can be found.
+
+=item *
+
+I think it would help to give some concrete examples to make it easier
+to understand the API. Of course I agree that the API has to be
+concise, but since there is no second document that is more of a
+guide, I think that it'd make it easier to start with the doc which is
+an API, but has examples in it in places where things are unclear, to
+a person who is not a PerlIO guru (yet).
+
+=back
+
+=cut