[project @ 2000-04-14 16:16:13 by rrt]
[ghc-hetmet.git] / ghc / lib / std / PrelIO.lhs
index 2de7d3b..43e0c63 100644 (file)
@@ -1,30 +1,48 @@
 %
-% (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1994-1996
+% (c) The GRAP/AQUA Project, Glasgow University, 1992-1996
 %
-
 \section[PrelIO]{Module @PrelIO@}
 
-Input/output functions mandated by the standard Prelude.
+This module defines all basic IO operations.
+These are needed for the IO operations exported by Prelude,
+but as it happens they also do everything required by library
+module IO.
+
 
 \begin{code}
-{-# OPTIONS -fno-implicit-prelude #-}
-
-module PrelIO (
-       IO, FilePath, IOError, 
-       fail, userError, catch,
-       putChar, putStr, putStrLn, print,
-       getChar, getLine, getContents, interact,
-       readFile, writeFile, appendFile, readIO, readLn
-    ) where
-
-import IO
-import PrelHandle
-import PrelIOBase
+{-# OPTIONS -fno-implicit-prelude -#include "cbits/stgio.h" #-}
+
+module PrelIO where
+
 import PrelBase
-import PrelRead
 
+import PrelIOBase
+import PrelHandle      -- much of the real stuff is in here
+
+import PrelNum
+import PrelRead         ( readParen, Read(..), reads, lex,
+                         readIO 
+                       )
+import PrelShow
+import PrelMaybe       ( Either(..), Maybe(..) )
+import PrelAddr                ( Addr(..), AddrOff(..), nullAddr, plusAddr )
+import PrelByteArr     ( ByteArray )
+import PrelPack                ( unpackNBytesAccST )
+import PrelException    ( ioError, catch, catchException, throw, blockAsyncExceptions )
+import PrelConc
 \end{code}
 
+
+%*********************************************************
+%*                                                      *
+\subsection{Standard IO}
+%*                                                      *
+%*********************************************************
+
+The Prelude has from Day 1 provided a collection of common
+IO functions. We define these here, but let the Prelude
+export them.
+
 \begin{code}
 putChar         :: Char -> IO ()
 putChar c       =  hPutChar stdout c
@@ -56,23 +74,560 @@ readFile        :: FilePath -> IO String
 readFile name  =  openFile name ReadMode >>= hGetContents
 
 writeFile       :: FilePath -> String -> IO ()
-writeFile name str
-  = openFile name WriteMode >>= \hdl -> hPutStr hdl str >> hClose hdl
+writeFile name str = do
+    hdl <- openFile name WriteMode
+    hPutStr hdl str
+    hClose hdl
 
 appendFile      :: FilePath -> String -> IO ()
-appendFile name str
-  = openFile name AppendMode >>= \hdl -> hPutStr hdl str >> hClose hdl
-
-readIO          :: Read a => String -> IO a
-  -- raises an exception instead of an error
-readIO s        =  case [x | (x,t) <- reads s, ("","") <- lex t] of
-                        [x] -> return x
-                        []  -> fail (userError "PreludeIO.readIO: no parse")
-                        _   -> fail (userError 
-                                      "PreludeIO.readIO: ambiguous parse")
+appendFile name str = do
+    hdl <- openFile name AppendMode
+    hPutStr hdl str
+    hClose hdl
 
 readLn          :: Read a => IO a
 readLn          =  do l <- getLine
                       r <- readIO l
                       return r
 \end{code}
+
+
+%*********************************************************
+%*                                                     *
+\subsection{Simple input operations}
+%*                                                     *
+%*********************************************************
+
+Computation @hReady hdl@ indicates whether at least
+one item is available for input from handle {\em hdl}.
+
+@hWaitForInput@ is the generalisation, wait for \tr{n} milliseconds
+before deciding whether the Handle has run dry or not.
+
+If @hWaitForInput@ finds anything in the Handle's buffer, it immediately returns.
+If not, it tries to read from the underlying OS handle. Notice that
+for buffered Handles connected to terminals this means waiting until a complete
+line is available.
+
+\begin{code}
+hReady :: Handle -> IO Bool
+hReady h = hWaitForInput h 0
+
+hWaitForInput :: Handle -> Int -> IO Bool 
+hWaitForInput handle msecs =
+    wantReadableHandle "hWaitForInput" handle $ \ handle_ -> do
+    rc       <- inputReady (haFO__ handle_) (msecs::Int)     -- ConcHask: SAFE, won't block
+    case (rc::Int) of
+      0 -> return False
+      1 -> return True
+      _ -> constructErrorAndFail "hWaitForInput"
+\end{code}
+
+@hGetChar hdl@ reads the next character from handle @hdl@,
+blocking until a character is available.
+
+\begin{code}
+hGetChar :: Handle -> IO Char
+hGetChar handle = do
+  c <- mayBlockRead "hGetChar" handle fileGetc
+  return (chr c)
+
+{-
+  If EOF is reached before EOL is encountered, ignore the
+  EOF and return the partial line. Next attempt at calling
+  hGetLine on the handle will yield an EOF IO exception though.
+-}
+hGetLine :: Handle -> IO String
+hGetLine h = do
+  c <- hGetChar h
+  if c == '\n' then
+     return ""
+   else do
+    l <- getRest
+    return (c:l)
+ where
+  getRest = do
+    c <- 
+      catch 
+        (hGetChar h)
+        (\ err -> do
+          if isEOFError err then
+            return '\n'
+          else
+            ioError err)
+    if c == '\n' then
+       return ""
+     else do
+       s <- getRest
+       return (c:s)
+
+\end{code}
+
+@hLookahead hdl@ returns the next character from handle @hdl@
+without removing it from the input buffer, blocking until a
+character is available.
+
+\begin{code}
+hLookAhead :: Handle -> IO Char
+hLookAhead handle = do
+  rc <- mayBlockRead "hLookAhead" handle fileLookAhead
+  return (chr rc)
+\end{code}
+
+
+%*********************************************************
+%*                                                     *
+\subsection{Getting the entire contents of a handle}
+%*                                                     *
+%*********************************************************
+
+@hGetContents hdl@ returns the list of characters corresponding
+to the unread portion of the channel or file managed by @hdl@,
+which is made semi-closed.
+
+\begin{code}
+hGetContents :: Handle -> IO String
+hGetContents handle = 
+       -- can't use wantReadableHandle here, because we want to side effect
+       -- the handle.
+    withHandle handle $ \ handle_ -> do
+    case haType__ handle_ of 
+      ErrorHandle theError -> ioError theError
+      ClosedHandle        -> ioe_closedHandle "hGetContents" handle
+      SemiClosedHandle            -> ioe_closedHandle "hGetContents" handle
+      AppendHandle        -> ioError not_readable_error
+      WriteHandle         -> ioError not_readable_error
+      _ -> do
+         {- 
+           To avoid introducing an extra layer of buffering here,
+           we provide three lazy read methods, based on character,
+           line, and block buffering.
+         -}
+       let handle_' = handle_{ haType__ = SemiClosedHandle }
+       case (haBufferMode__ handle_) of
+        LineBuffering    -> do
+           str <- unsafeInterleaveIO (lazyReadLine handle (haFO__ handle_))
+           return (handle_', str)
+        BlockBuffering _ -> do
+           str <- unsafeInterleaveIO (lazyReadBlock handle (haFO__ handle_))
+           return (handle_', str)
+        NoBuffering      -> do
+           str <- unsafeInterleaveIO (lazyReadChar handle (haFO__ handle_))
+           return (handle_', str)
+  where
+   not_readable_error = 
+          IOError (Just handle) IllegalOperation "hGetContents"
+                  ("handle is not open for reading")
+\end{code}
+
+Note that someone may close the semi-closed handle (or change its buffering), 
+so each these lazy read functions are pulled on, they have to check whether
+the handle has indeed been closed.
+
+\begin{code}
+#ifndef __PARALLEL_HASKELL__
+lazyReadBlock :: Handle -> ForeignObj -> IO String
+lazyReadLine  :: Handle -> ForeignObj -> IO String
+lazyReadChar  :: Handle -> ForeignObj -> IO String
+#else
+lazyReadBlock :: Handle -> Addr -> IO String
+lazyReadLine  :: Handle -> Addr -> IO String
+lazyReadChar  :: Handle -> Addr -> IO String
+#endif
+
+lazyReadBlock handle fo = do
+   buf   <- getBufStart fo 0
+   bytes <- mayBlock fo (readBlock fo) -- ConcHask: UNSAFE, may block.
+   case (bytes::Int) of
+     -3 -> -- buffering has been turned off, use lazyReadChar instead
+           lazyReadChar handle fo
+     -2 -> return ""
+     -1 -> -- an error occurred, close the handle
+         withHandle handle $ \ handle_ -> do
+          closeFile (haFO__ handle_) 0{-don't bother flushing-}  -- ConcHask: SAFE, won't block.
+         return (handle_ { haType__    = ClosedHandle,
+                           haFO__      = nullFile__ }, 
+                 "")
+     _ -> do
+      more <- unsafeInterleaveIO (lazyReadBlock handle fo)
+      stToIO (unpackNBytesAccST buf bytes more)
+
+lazyReadLine handle fo = do
+     bytes <- mayBlock fo (readLine fo)   -- ConcHask: UNSAFE, may block.
+     case (bytes::Int) of
+       -3 -> -- buffering has been turned off, use lazyReadChar instead
+             lazyReadChar handle fo
+       -2 -> return "" -- handle closed by someone else, stop reading.
+       -1 -> -- an error occurred, close the handle
+            withHandle handle $ \ handle_ -> do
+             closeFile (haFO__ handle_) 0{- don't bother flushing-}  -- ConcHask: SAFE, won't block
+            return (handle_ { haType__    = ClosedHandle,
+                              haFO__      = nullFile__ },
+                    "")
+       _ -> do
+          more <- unsafeInterleaveIO (lazyReadLine handle fo)
+          buf  <- getBufStart fo bytes  -- ConcHask: won't block
+         stToIO (unpackNBytesAccST buf bytes more)
+
+lazyReadChar handle fo = do
+    char <- mayBlock fo (readChar fo)   -- ConcHask: UNSAFE, may block.
+    case (char::Int) of
+      -4 -> -- buffering is now block-buffered, use lazyReadBlock instead
+           lazyReadBlock handle fo
+           
+      -3 -> -- buffering is now line-buffered, use lazyReadLine instead
+           lazyReadLine handle fo
+      -2 -> return ""
+      -1 -> -- error, silently close handle.
+        withHandle handle $ \ handle_ -> do
+         closeFile (haFO__ handle_) 0{-don't bother flusing-}  -- ConcHask: SAFE, won't block
+        return (handle_{ haType__  = ClosedHandle,
+                         haFO__    = nullFile__ },
+                "")
+      _ -> do
+        more <- unsafeInterleaveIO (lazyReadChar handle fo)
+         return (chr char : more)
+
+\end{code}
+
+
+%*********************************************************
+%*                                                     *
+\subsection{Simple output functions}
+%*                                                     *
+%*********************************************************
+
+@hPutChar hdl ch@ writes the character @ch@ to the file
+or channel managed by @hdl@.  Characters may be buffered if
+buffering is enabled for @hdl@
+
+\begin{code}
+hPutChar :: Handle -> Char -> IO ()
+hPutChar handle c = 
+    c `seq` do   -- must evaluate c before grabbing the handle lock
+    wantWriteableHandle "hPutChar" handle $ \ handle_  -> do
+    let fo = haFO__ handle_
+    flushConnectedBuf fo
+    rc <- mayBlock fo (filePutc fo c)   -- ConcHask: UNSAFE, may block.
+    if rc == 0
+     then return ()
+     else constructErrorAndFail "hPutChar"
+
+hPutChars :: Handle -> [Char] -> IO ()
+hPutChars handle [] = return ()
+hPutChars handle (c:cs) = hPutChar handle c >> hPutChars handle cs
+\end{code}
+
+@hPutStr hdl s@ writes the string @s@ to the file or
+channel managed by @hdl@, buffering the output if needs be.
+
+
+\begin{code}
+hPutStr :: Handle -> String -> IO ()
+hPutStr handle str = do
+    buffer_mode <- wantWriteableHandle_ "hPutStr" handle 
+                       (\ handle_ -> do getBuffer handle_)
+    case buffer_mode of
+       (NoBuffering, _, _) -> do
+           hPutChars handle str        -- v. slow, but we don't care
+       (LineBuffering, buf, bsz) -> do
+           writeLines handle buf bsz str
+       (BlockBuffering _, buf, bsz) -> do
+            writeBlocks handle buf bsz str
+       -- ToDo: async exceptions during writeLines & writeBlocks will cause
+       -- the buffer to get lost in the void.  Using ByteArrays instead of
+       -- malloced buffers is one way around this, but we really ought to
+       -- be able to handle it with exception handlers/block/unblock etc.
+
+getBuffer :: Handle__ -> IO (Handle__, (BufferMode, Addr, Int))
+getBuffer handle_ = do
+   let bufs = haBuffers__ handle_
+       fo   = haFO__ handle_
+       mode = haBufferMode__ handle_   
+   sz <- getBufSize fo
+   case mode of
+       NoBuffering -> return (handle_, (mode, nullAddr, 0))
+       _ -> case bufs of
+               [] -> do  buf <- allocMemory__ sz
+                         return (handle_, (mode, buf, sz))
+               (b:bs) -> return (handle_{ haBuffers__ = bs }, (mode, b, sz))
+
+freeBuffer :: Handle__ -> Addr -> Int -> IO Handle__
+freeBuffer handle_ buf sz = do
+   fo_sz <- getBufSize (haFO__ handle_)
+   if (sz /= fo_sz) 
+       then do { free buf; return handle_ }
+       else do { return handle_{ haBuffers__ = buf : haBuffers__ handle_ } }
+
+swapBuffers :: Handle__ -> Addr -> Int -> IO Handle__
+swapBuffers handle_ buf sz = do
+   let fo = haFO__ handle_
+   fo_buf <- getBuf fo
+   setBuf fo buf sz
+   return (handle_{ haBuffers__ = fo_buf : haBuffers__ handle_ })
+
+-----------------------------------------------------------------------------------
+-- commitAndReleaseBuffer handle buf sz count flush
+-- 
+-- Write the contents of the buffer 'buf' ('sz' bytes long, containing
+-- 'count' bytes of data) to handle (handle must be block or line buffered).
+-- 
+-- Implementation:
+-- 
+--    for block/line buffering,
+--      1. If there isn't room in the handle buffer, flush the handle
+--         buffer.
+-- 
+--      2. If the handle buffer is empty,
+--              if flush, 
+--                  then write buf directly to the device.
+--                  else swap the handle buffer with buf.
+-- 
+--      3. If the handle buffer is non-empty, copy buf into the
+--         handle buffer.  Then, if flush != 0, flush
+--         the buffer.
+
+commitAndReleaseBuffer
+       :: Handle                       -- handle to commit to
+       -> Addr -> Int                  -- address and size (in bytes) of buffer
+       -> Int                          -- number of bytes of data in buffer
+       -> Bool                         -- flush the handle afterward?
+       -> IO ()
+
+commitAndReleaseBuffer hdl@(Handle h) buf sz count flush = do
+      h_ <- takeMVar h
+
+       -- First deal with any possible exceptions by freeing the buffer.
+       -- Async exceptions are blocked, but there are still some interruptible
+       -- ops below.
+
+       -- note that commit doesn't *always* free the buffer, it might
+       -- swap it for the current handle buffer instead.  This makes things
+       -- a whole lot more complicated, because we can't just do 
+       -- "finally (... free buffer ...)" here.
+      catchException (commit hdl h_) 
+                    (\e -> do { h_ <- freeBuffer h_ buf sz; putMVar h h_ })
+
+  where
+   commit hdl@(Handle h) handle_ = 
+     checkWriteableHandle "commitAndReleaseBuffer" hdl handle_ $ do
+      let fo = haFO__ handle_
+      flushConnectedBuf fo             -- ????  -SDM
+      getWriteableBuf fo               -- flush read buf if necessary
+      fo_buf     <- getBuf fo
+      fo_wptr    <- getBufWPtr fo
+      fo_bufSize <- getBufSize fo
+
+      let ok    h_ = putMVar h h_ >> return ()
+
+      if (flush || fo_bufSize - fo_wptr < count)  -- not enough room in handle buffer?
+
+           then do rc <- mayBlock fo (flushFile fo)
+                   if (rc < 0) 
+                       then constructErrorAndFail "commitAndReleaseBuffer"
+                       else
+                    if (flush || sz /= fo_bufSize)
+                       then do rc <- write_buf fo buf count
+                               if (rc < 0)
+                                   then constructErrorAndFail "commitAndReleaseBuffer"
+                                   else do handle_ <- freeBuffer handle_ buf sz
+                                           ok handle_
+
+                       -- don't have to flush, and the new buffer is the
+                       -- same size as the old one, so just swap them...
+                       else do handle_ <- swapBuffers handle_ buf sz
+                               setBufWPtr fo count
+                               ok handle_
+
+               -- not flushing, and there's enough room in the buffer:
+               -- just copy the data in and update bufWPtr.
+           else do memcpy (plusAddr fo_buf (AddrOff# fo_wptr)) buf count
+                   setBufWPtr fo (fo_wptr + count)
+                   handle_ <- freeBuffer handle_ buf sz
+                   ok handle_
+
+------------------------------------------------------------------------------------
+-- commitBuffer handle buf sz count flush
+-- 
+-- Flushes 'count' bytes from the buffer 'buf' (size 'sz') to 'handle'.
+-- There are several cases to consider altogether:
+-- 
+-- If flush, 
+--        - flush handle buffer,
+--        - write out new buffer directly
+-- 
+-- else
+--        - if there's enough room in the handle buffer, then copy new buf into it
+--          else flush handle buffer, then copy new buffer into it
+
+commitBuffer
+       :: Handle                       -- handle to commit to
+       -> Addr -> Int                  -- address and size (in bytes) of buffer
+       -> Int                          -- number of bytes of data in buffer
+       -> Bool                         -- flush the handle afterward?
+       -> IO ()
+
+commitBuffer handle buf sz count flush = do
+    wantWriteableHandle "commitBuffer" handle $ \handle_ -> do
+      let fo = haFO__ handle_
+      flushConnectedBuf fo             -- ????  -SDM
+      getWriteableBuf fo               -- flush read buf if necessary
+      fo_buf     <- getBuf fo
+      fo_wptr    <- getBufWPtr fo
+      fo_bufSize <- getBufSize fo
+
+      new_wptr <-                       -- not enough room in handle buffer?
+       (if flush || (fo_bufSize - fo_wptr < count)
+           then do rc <- mayBlock fo (flushFile fo)
+                   if (rc < 0) then constructErrorAndFail "commitBuffer"
+                               else return 0
+           else return fo_wptr )
+
+      if (flush || fo_bufSize < count) -- committed buffer too large?
+
+           then do rc <- write_buf fo buf count
+                   if (rc < 0) then constructErrorAndFail "commitBuffer"
+                               else return ()
+
+           else do memcpy (plusAddr fo_buf (AddrOff# new_wptr)) buf count
+                   setBufWPtr fo (new_wptr + count)
+                   return ()
+
+write_buf fo buf 0 = return 0
+write_buf fo buf count = do
+  rc <- mayBlock fo (write_ fo buf count)
+  if (rc > 0)
+       then  write_buf fo buf (count - rc) -- partial write
+       else  return rc
+
+foreign import "memcpy" unsafe memcpy :: Addr -> Addr -> Int -> IO ()
+\end{code}
+
+Going across the border between Haskell and C is relatively costly,
+so for block writes we pack the character strings on the Haskell-side
+before passing the external write routine a pointer to the buffer.
+
+\begin{code}
+#ifdef __HUGS__
+
+#ifdef __CONCURRENT_HASKELL__
+/* See comment in shoveString below for explanation */
+#warning delayed update of buffer disnae work with killThread
+#endif
+
+writeLines :: Handle -> Addr -> Int -> String -> IO ()
+writeLines handle buf bufLen s =
+  let
+   shoveString :: Int -> [Char] -> IO ()
+   shoveString n ls = 
+     case ls of
+      [] -> commitAndReleaseBuffer handle buf buflen n False{-no need to flush-}
+
+      (x:xs) -> do
+        primWriteCharOffAddr buf n x
+          {- Flushing on buffer exhaustion or newlines (even if it isn't the last one) -}
+       let next_n = n + 1
+       if next_n == bufLen || x == '\n'
+        then do
+          commitBuffer hdl buf len next_n True{-needs flush-} 
+          shoveString 0 xs
+         else
+          shoveString next_n xs
+  in
+  shoveString 0 s
+
+#else /* ndef __HUGS__ */
+
+writeLines :: Handle -> Addr -> Int -> String -> IO ()
+writeLines hdl buf len@(I# bufLen) s =
+  let
+   shoveString :: Int# -> [Char] -> IO ()
+   shoveString n ls = 
+     case ls of
+      [] -> commitAndReleaseBuffer hdl buf len (I# n) False{-no need to flush-}
+
+      ((C# x):xs) -> do
+        write_char buf n x
+          -- Flushing on buffer exhaustion or newlines 
+         -- (even if it isn't the last one)
+       let next_n = n +# 1#
+       if next_n ==# bufLen || x `eqChar#` '\n'#
+        then do
+          commitBuffer hdl buf len (I# next_n) True{-needs flush-} 
+          shoveString 0# xs
+         else
+          shoveString next_n xs
+  in
+  shoveString 0# s
+#endif /* ndef __HUGS__ */
+
+#ifdef __HUGS__
+writeBlocks :: Handle -> Addr -> Int -> String -> IO ()
+writeBlocks hdl buf bufLen s =
+  let
+   shoveString :: Int -> [Char] -> IO ()
+   shoveString n ls = 
+     case ls of
+      [] -> commitAndReleaseBuffer hdl buf len n False{-no need to flush-} 
+
+      (x:xs) -> do
+        primWriteCharOffAddr buf n x
+       let next_n = n + 1
+       if next_n == bufLen
+        then do
+          commitBuffer hdl buf len next_n True{-needs flush-}
+          shoveString 0 xs
+         else
+          shoveString next_n xs
+  in
+  shoveString 0 s
+
+#else /* ndef __HUGS__ */
+
+writeBlocks :: Handle -> Addr -> Int -> String -> IO ()
+writeBlocks hdl buf len@(I# bufLen) s =
+  let
+   shoveString :: Int# -> [Char] -> IO ()
+   shoveString n ls = 
+     case ls of
+      [] -> commitAndReleaseBuffer hdl buf len (I# n) False{-no need to flush-} 
+
+      ((C# x):xs) -> do
+        write_char buf n x
+       let next_n = n +# 1#
+       if next_n ==# bufLen
+        then do
+          commitBuffer hdl buf len (I# next_n) True{-needs flush-}
+          shoveString 0# xs
+         else
+          shoveString next_n xs
+  in
+  shoveString 0# s
+
+write_char :: Addr -> Int# -> Char# -> IO ()
+write_char (A# buf#) n# c# =
+   IO $ \ s# ->
+   case (writeCharOffAddr# buf# n# c# s#) of s2# -> (# s2#, () #)
+#endif /* ndef __HUGS__ */
+\end{code}
+
+Computation @hPrint hdl t@ writes the string representation of {\em t}
+given by the @shows@ function to the file or channel managed by {\em
+hdl}.
+
+[ Seem to have disappeared from the 1.4 interface  - SOF 2/97 ]
+
+\begin{code}
+hPrint :: Show a => Handle -> a -> IO ()
+hPrint hdl = hPutStrLn hdl . show
+\end{code}
+
+Derived action @hPutStrLn hdl str@ writes the string \tr{str} to
+the handle \tr{hdl}, adding a newline at the end.
+
+\begin{code}
+hPutStrLn :: Handle -> String -> IO ()
+hPutStrLn hndl str = do
+ hPutStr  hndl str
+ hPutChar hndl '\n'
+\end{code}