[project @ 2005-01-11 16:04:08 by simonmar]
[ghc-base.git] / Data / Array / IO.hs
index 9e7892e..0023a6a 100644 (file)
+{-# OPTIONS_GHC -#include "HsBase.h" #-}
 -----------------------------------------------------------------------------
--- 
+-- |
 -- Module      :  Data.Array.IO
 -- Copyright   :  (c) The University of Glasgow 2001
--- License     :  BSD-style (see the file libraries/core/LICENSE)
+-- License     :  BSD-style (see the file libraries/base/LICENSE)
 -- 
 -- Maintainer  :  libraries@haskell.org
 -- Stability   :  experimental
 -- Portability :  non-portable
 --
--- $Id: IO.hs,v 1.1 2001/06/28 14:15:02 simonmar Exp $
---
--- Mutable boxed/unboxed arrays in the IO monad.
+-- Mutable boxed and unboxed arrays in the IO monad.
 --
 -----------------------------------------------------------------------------
 
 module Data.Array.IO (
-   module Data.Array.MArray,
+   -- * @IO@ arrays with boxed elements
    IOArray,            -- instance of: Eq, Typeable
+
+   -- * @IO@ arrays with unboxed elements
    IOUArray,           -- instance of: Eq, Typeable
    castIOUArray,       -- :: IOUArray i a -> IO (IOUArray i b)
+
+   -- * Overloaded mutable array interface
+   module Data.Array.MArray,
+
+   -- * Doing I\/O with @IOUArray@s
+   hGetArray,          -- :: Handle -> IOUArray Int Word8 -> Int -> IO Int
+   hPutArray,          -- :: Handle -> IOUArray Int Word8 -> Int -> IO ()
  ) where
 
 import Prelude
 
+import Data.Array.Base
+import Data.Array.IO.Internals
 import Data.Array              ( Array )
 import Data.Array.MArray
 import Data.Int
 import Data.Word
-import Data.Dynamic
-
-import Foreign.Ptr             ( Ptr, FunPtr )
-import Foreign.StablePtr       ( StablePtr )
 
 #ifdef __GLASGOW_HASKELL__
--- GHC only to the end of file
-
-import Data.Array.Base
-import GHC.Arr         ( STArray, freezeSTArray, unsafeFreezeSTArray,
-                          thawSTArray, unsafeThawSTArray )
-
-import GHC.ST          ( ST(..) )
-import GHC.IOBase      ( stToIO )
-
-import GHC.Base
-
------------------------------------------------------------------------------
--- Polymorphic non-strict mutable arrays (IO monad)
-
-newtype IOArray i e = IOArray (STArray RealWorld i e) deriving Eq
-
-iOArrayTc :: TyCon
-iOArrayTc = mkTyCon "IOArray"
-
-instance (Typeable a, Typeable b) => Typeable (IOArray a b) where
-  typeOf a = mkAppTy iOArrayTc [typeOf ((undefined :: IOArray a b -> a) a),
-                               typeOf ((undefined :: IOArray a b -> b) a)]
-
-instance HasBounds IOArray where
-    {-# INLINE bounds #-}
-    bounds (IOArray marr) = bounds marr
-
-instance MArray IOArray e IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
------------------------------------------------------------------------------
--- Flat unboxed mutable arrays (IO monad)
-
-newtype IOUArray i e = IOUArray (STUArray RealWorld i e) deriving Eq
-
-iOUArrayTc :: TyCon
-iOUArrayTc = mkTyCon "IOUArray"
-
-instance (Typeable a, Typeable b) => Typeable (IOUArray a b) where
-  typeOf a = mkAppTy iOUArrayTc [typeOf ((undefined :: IOUArray a b -> a) a),
-                                typeOf ((undefined :: IOUArray a b -> b) a)]
-
-instance HasBounds IOUArray where
-    {-# INLINE bounds #-}
-    bounds (IOUArray marr) = bounds marr
-
-instance MArray IOUArray Bool IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray Char IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray Int IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray Word IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray (Ptr a) IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray (FunPtr a) IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray Float IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray Double IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray (StablePtr a) IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray Int8 IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray Int16 IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray Int32 IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray Int64 IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray Word8 IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray Word16 IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray Word32 IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
-
-instance MArray IOUArray Word64 IO where
-    {-# INLINE newArray #-}
-    newArray lu init = stToIO $ do
-        marr <- newArray lu init; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE newArray_ #-}
-    newArray_ lu = stToIO $ do
-        marr <- newArray_ lu; return (IOUArray marr)
-    {-# INLINE unsafeRead #-}
-    unsafeRead (IOUArray marr) i = stToIO (unsafeRead marr i)
-    {-# INLINE unsafeWrite #-}
-    unsafeWrite (IOUArray marr) i e = stToIO (unsafeWrite marr i e)
+import Foreign
+import Foreign.C
+
+import GHC.Arr
+import GHC.IOBase
+import GHC.Handle
+#else
+import Data.Char
+import System.IO
+import System.IO.Error
+#endif
 
+#ifdef __GLASGOW_HASKELL__
 -----------------------------------------------------------------------------
 -- Freezing
 
@@ -354,12 +114,147 @@ unsafeThawIOUArray arr = stToIO $ do
 "unsafeThaw/IOUArray" unsafeThaw = unsafeThawIOUArray
     #-}
 
-castSTUArray :: STUArray s ix a -> ST s (STUArray s ix b)
-castSTUArray (STUArray l u marr#) = return (STUArray l u marr#)
-
-castIOUArray :: IOUArray ix a -> IO (IOUArray ix b)
-castIOUArray (IOUArray marr) = stToIO $ do
-    marr' <- castSTUArray marr
-    return (IOUArray marr')
-
-#endif /* __GLASGOW_HASKELL__ */
+-- ---------------------------------------------------------------------------
+-- hGetArray
+
+-- | Reads a number of 'Word8's from the specified 'Handle' directly
+-- into an array.
+hGetArray
+       :: Handle               -- ^ Handle to read from
+       -> IOUArray Int Word8   -- ^ Array in which to place the values
+       -> Int                  -- ^ Number of 'Word8's to read
+       -> IO Int
+               -- ^ Returns: the number of 'Word8's actually 
+               -- read, which might be smaller than the number requested
+               -- if the end of file was reached.
+
+hGetArray handle (IOUArray (STUArray l u ptr)) count
+  | count == 0
+  = return 0
+  | count < 0 || count > rangeSize (l,u)
+  = illegalBufferSize handle "hGetArray" count
+  | otherwise = do
+      wantReadableHandle "hGetArray" handle $ 
+       \ handle_@Handle__{ haFD=fd, haBuffer=ref, haIsStream=is_stream } -> do
+       buf@Buffer{ bufBuf=raw, bufWPtr=w, bufRPtr=r } <- readIORef ref
+       if bufferEmpty buf
+          then readChunk fd is_stream ptr 0 count
+          else do 
+               let avail = w - r
+               copied <- if (count >= avail)
+                           then do 
+                               memcpy_ba_baoff ptr raw r (fromIntegral avail)
+                               writeIORef ref buf{ bufWPtr=0, bufRPtr=0 }
+                               return avail
+                           else do 
+                               memcpy_ba_baoff ptr raw r (fromIntegral count)
+                               writeIORef ref buf{ bufRPtr = r + count }
+                               return count
+
+               let remaining = count - copied
+               if remaining > 0 
+                  then do rest <- readChunk fd is_stream ptr copied remaining
+                          return (rest + copied)
+                  else return count
+
+readChunk :: FD -> Bool -> RawBuffer -> Int -> Int -> IO Int
+readChunk fd is_stream ptr init_off bytes = loop init_off bytes 
+ where
+  loop :: Int -> Int -> IO Int
+  loop off bytes | bytes <= 0 = return (off - init_off)
+  loop off bytes = do
+    r' <- readRawBuffer "readChunk" (fromIntegral fd) is_stream ptr
+                                   (fromIntegral off) (fromIntegral bytes)
+    let r = fromIntegral r'
+    if r == 0
+       then return (off - init_off)
+       else loop (off + r) (bytes - r)
+
+-- ---------------------------------------------------------------------------
+-- hPutArray
+
+-- | Writes an array of 'Word8' to the specified 'Handle'.
+hPutArray
+       :: Handle                       -- ^ Handle to write to
+       -> IOUArray Int Word8           -- ^ Array to write from
+       -> Int                          -- ^ Number of 'Word8's to write
+       -> IO ()
+
+hPutArray handle (IOUArray (STUArray l u raw)) count
+  | count == 0
+  = return ()
+  | count < 0 || count > rangeSize (l,u)
+  = illegalBufferSize handle "hPutArray" count
+  | otherwise
+   = do wantWritableHandle "hPutArray" handle $ 
+          \ handle_@Handle__{ haFD=fd, haBuffer=ref, haIsStream=stream } -> do
+
+          old_buf@Buffer{ bufBuf=old_raw, bufRPtr=r, bufWPtr=w, bufSize=size }
+           <- readIORef ref
+
+          -- enough room in handle buffer?
+          if (size - w > count)
+               -- There's enough room in the buffer:
+               -- just copy the data in and update bufWPtr.
+           then do memcpy_baoff_ba old_raw w raw (fromIntegral count)
+                   writeIORef ref old_buf{ bufWPtr = w + count }
+                   return ()
+
+               -- else, we have to flush
+           else do flushed_buf <- flushWriteBuffer fd stream old_buf
+                   writeIORef ref flushed_buf
+                   let this_buf = 
+                           Buffer{ bufBuf=raw, bufState=WriteBuffer, 
+                                   bufRPtr=0, bufWPtr=count, bufSize=count }
+                   flushWriteBuffer fd stream this_buf
+                   return ()
+
+-- ---------------------------------------------------------------------------
+-- Internal Utils
+
+foreign import ccall unsafe "__hscore_memcpy_dst_off"
+   memcpy_baoff_ba :: RawBuffer -> Int -> RawBuffer -> CSize -> IO (Ptr ())
+foreign import ccall unsafe "__hscore_memcpy_src_off"
+   memcpy_ba_baoff :: RawBuffer -> RawBuffer -> Int -> CSize -> IO (Ptr ())
+
+illegalBufferSize :: Handle -> String -> Int -> IO a
+illegalBufferSize handle fn sz = 
+       ioException (IOError (Just handle)
+                           InvalidArgument  fn
+                           ("illegal buffer size " ++ showsPrec 9 (sz::Int) [])
+                           Nothing)
+
+#else /* !__GLASGOW_HASKELL__ */
+hGetArray :: Handle -> IOUArray Int Word8 -> Int -> IO Int
+hGetArray handle arr count
+  | count < 0 || count > rangeSize (bounds arr)
+  = illegalBufferSize handle "hGetArray" count
+  | otherwise = get 0
+ where
+  get i | i == count = return i
+       | otherwise = do
+               error_or_c <- try (hGetChar handle)
+               case error_or_c of
+                   Left ex
+                       | isEOFError ex -> return i
+                       | otherwise -> ioError ex
+                   Right c -> do
+                       unsafeWrite arr i (fromIntegral (ord c))
+                       get (i+1)
+
+hPutArray :: Handle -> IOUArray Int Word8 -> Int -> IO ()
+hPutArray handle arr count
+  | count < 0 || count > rangeSize (bounds arr)
+  = illegalBufferSize handle "hPutArray" count
+  | otherwise = put 0
+ where
+  put i | i == count = return ()
+       | otherwise = do
+               w <- unsafeRead arr i
+               hPutChar handle (chr (fromIntegral w))
+               put (i+1)
+
+illegalBufferSize :: Handle -> String -> Int -> IO a
+illegalBufferSize _ fn sz = ioError $
+       userError (fn ++ ": illegal buffer size " ++ showsPrec 9 (sz::Int) [])
+#endif /* !__GLASGOW_HASKELL__ */