System/IO.hs

   1 {-# OPTIONS_GHC -fno-implicit-prelude #-}
   2 -----------------------------------------------------------------------------
   3 -- |
   4 -- Module      :  System.IO
   5 -- Copyright   :  (c) The University of Glasgow 2001
   6 -- License     :  BSD-style (see the file libraries/base/LICENSE)
   7 --
   8 -- Maintainer  :  libraries@haskell.org
   9 -- Stability   :  stable
  10 -- Portability :  portable
  11 --
  12 -- The standard IO library.
  13 --
  14 -----------------------------------------------------------------------------
  15
  16 module System.IO (
  17     -- * The IO monad
  18
  19     IO,                        -- instance MonadFix
  20     fixIO,                     -- :: (a -> IO a) -> IO a
  21
  22     -- * Files and handles
  23
  24     FilePath,                  -- :: String
  25
  26     Handle,             -- abstract, instance of: Eq, Show.
  27
  28     -- ** Standard handles
  29
  30     -- | Three handles are allocated during program initialisation,
  31     -- and are initially open.
  32
  33     stdin, stdout, stderr,   -- :: Handle
  34
  35     -- * Opening and closing files
  36
  37     -- ** Opening files
  38
  39     withFile,
  40     openFile,                  -- :: FilePath -> IOMode -> IO Handle
  41     IOMode(ReadMode,WriteMode,AppendMode,ReadWriteMode),
  42
  43     -- ** Closing files
  44
  45     hClose,                    -- :: Handle -> IO ()
  46
  47     -- ** Special cases
  48
  49     -- | These functions are also exported by the "Prelude".
  50
  51     readFile,                  -- :: FilePath -> IO String
  52     writeFile,                 -- :: FilePath -> String -> IO ()
  53     appendFile,                -- :: FilePath -> String -> IO ()
  54
  55     -- ** File locking
  56
  57     -- $locking
  58
  59     -- * Operations on handles
  60
  61     -- ** Determining and changing the size of a file
  62
  63     hFileSize,                 -- :: Handle -> IO Integer
  64 #ifdef __GLASGOW_HASKELL__
  65     hSetFileSize,              -- :: Handle -> Integer -> IO ()
  66 #endif
  67
  68     -- ** Detecting the end of input
  69
  70     hIsEOF,                    -- :: Handle -> IO Bool
  71     isEOF,                     -- :: IO Bool
  72
  73     -- ** Buffering operations
  74
  75     BufferMode(NoBuffering,LineBuffering,BlockBuffering),
  76     hSetBuffering,             -- :: Handle -> BufferMode -> IO ()
  77     hGetBuffering,             -- :: Handle -> IO BufferMode
  78     hFlush,                    -- :: Handle -> IO ()
  79
  80     -- ** Repositioning handles
  81
  82     hGetPosn,                  -- :: Handle -> IO HandlePosn
  83     hSetPosn,                  -- :: HandlePosn -> IO ()
  84     HandlePosn,                -- abstract, instance of: Eq, Show.
  85
  86     hSeek,                     -- :: Handle -> SeekMode -> Integer -> IO ()
  87     SeekMode(AbsoluteSeek,RelativeSeek,SeekFromEnd),
  88 #if !defined(__NHC__)
  89     hTell,                     -- :: Handle -> IO Integer
  90 #endif
  91
  92     -- ** Handle properties
  93
  94     hIsOpen, hIsClosed,        -- :: Handle -> IO Bool
  95     hIsReadable, hIsWritable,  -- :: Handle -> IO Bool
  96     hIsSeekable,               -- :: Handle -> IO Bool
  97
  98     -- ** Terminal operations
  99
 100 #if !defined(__NHC__)
 101     hIsTerminalDevice,          -- :: Handle -> IO Bool
 102
 103     hSetEcho,                   -- :: Handle -> Bool -> IO ()
 104     hGetEcho,                   -- :: Handle -> IO Bool
 105 #endif
 106
 107     -- ** Showing handle state
 108
 109 #ifdef __GLASGOW_HASKELL__
 110     hShow,                      -- :: Handle -> IO String
 111 #endif
 112
 113     -- * Text input and output
 114
 115     -- ** Text input
 116
 117     hWaitForInput,             -- :: Handle -> Int -> IO Bool
 118     hReady,                    -- :: Handle -> IO Bool
 119     hGetChar,                  -- :: Handle -> IO Char
 120     hGetLine,                  -- :: Handle -> IO [Char]
 121     hLookAhead,                -- :: Handle -> IO Char
 122     hGetContents,              -- :: Handle -> IO [Char]
 123
 124     -- ** Text output
 125
 126     hPutChar,                  -- :: Handle -> Char -> IO ()
 127     hPutStr,                   -- :: Handle -> [Char] -> IO ()
 128     hPutStrLn,                 -- :: Handle -> [Char] -> IO ()
 129     hPrint,                    -- :: Show a => Handle -> a -> IO ()
 130
 131     -- ** Special cases for standard input and output
 132
 133     -- | These functions are also exported by the "Prelude".
 134
 135     interact,                  -- :: (String -> String) -> IO ()
 136     putChar,                   -- :: Char   -> IO ()
 137     putStr,                    -- :: String -> IO ()
 138     putStrLn,                  -- :: String -> IO ()
 139     print,                     -- :: Show a => a -> IO ()
 140     getChar,                   -- :: IO Char
 141     getLine,                   -- :: IO String
 142     getContents,               -- :: IO String
 143     readIO,                    -- :: Read a => String -> IO a
 144     readLn,                    -- :: Read a => IO a
 145
 146     -- * Binary input and output
 147
 148     withBinaryFile,
 149     openBinaryFile,            -- :: FilePath -> IOMode -> IO Handle
 150     hSetBinaryMode,            -- :: Handle -> Bool -> IO ()
 151     hPutBuf,                   -- :: Handle -> Ptr a -> Int -> IO ()
 152     hGetBuf,                   -- :: Handle -> Ptr a -> Int -> IO Int
 153 #if !defined(__NHC__) && !defined(__HUGS__)
 154     hPutBufNonBlocking,        -- :: Handle -> Ptr a -> Int -> IO Int
 155     hGetBufNonBlocking,        -- :: Handle -> Ptr a -> Int -> IO Int
 156 #endif
 157
 158     -- * Temporary files (not portable: GHC only)
 159
 160 #ifdef __GLASGOW_HASKELL__
 161     openTempFile,
 162     openBinaryTempFile,
 163 #endif
 164   ) where
 165
 166 #ifdef __GLASGOW_HASKELL__
 167 import GHC.Base
 168 import GHC.IOBase       -- Together these four Prelude modules define
 169 import GHC.Handle       -- all the stuff exported by IO for the GHC version
 170 import GHC.IO
 171 import GHC.Exception
 172 import GHC.Num
 173 import GHC.Read
 174 import GHC.Show
 175 #endif
 176
 177 #ifdef __HUGS__
 178 import Hugs.IO
 179 import Hugs.IOExts
 180 import Hugs.IORef
 181 import Hugs.Prelude     ( throw, Exception(NonTermination) )
 182 import Control.Exception ( bracket )
 183 import System.IO.Unsafe ( unsafeInterleaveIO )
 184 #endif
 185
 186 #ifdef __NHC__
 187 import IO
 188   ( Handle ()
 189   , HandlePosn ()
 190   , IOMode (ReadMode,WriteMode,AppendMode,ReadWriteMode)
 191   , BufferMode (NoBuffering,LineBuffering,BlockBuffering)
 192   , SeekMode (AbsoluteSeek,RelativeSeek,SeekFromEnd)
 193   , stdin, stdout, stderr
 194   , openFile                  -- :: FilePath -> IOMode -> IO Handle
 195   , hClose                    -- :: Handle -> IO ()
 196   , hFileSize                 -- :: Handle -> IO Integer
 197   , hIsEOF                    -- :: Handle -> IO Bool
 198   , isEOF                     -- :: IO Bool
 199   , hSetBuffering             -- :: Handle -> BufferMode -> IO ()
 200   , hGetBuffering             -- :: Handle -> IO BufferMode
 201   , hFlush                    -- :: Handle -> IO ()
 202   , hGetPosn                  -- :: Handle -> IO HandlePosn
 203   , hSetPosn                  -- :: HandlePosn -> IO ()
 204   , hSeek                     -- :: Handle -> SeekMode -> Integer -> IO ()
 205   , hWaitForInput             -- :: Handle -> Int -> IO Bool
 206   , hGetChar                  -- :: Handle -> IO Char
 207   , hGetLine                  -- :: Handle -> IO [Char]
 208   , hLookAhead                -- :: Handle -> IO Char
 209   , hGetContents              -- :: Handle -> IO [Char]
 210   , hPutChar                  -- :: Handle -> Char -> IO ()
 211   , hPutStr                   -- :: Handle -> [Char] -> IO ()
 212   , hPutStrLn                 -- :: Handle -> [Char] -> IO ()
 213   , hPrint                    -- :: Handle -> [Char] -> IO ()
 214   , hReady                    -- :: Handle -> [Char] -> IO ()
 215   , hIsOpen, hIsClosed        -- :: Handle -> IO Bool
 216   , hIsReadable, hIsWritable  -- :: Handle -> IO Bool
 217   , hIsSeekable               -- :: Handle -> IO Bool
 218   , bracket
 219
 220   , IO ()
 221   , FilePath                  -- :: String
 222   )
 223 import NHC.IOExtras (fixIO, hPutBuf, hGetBuf)
 224 import NHC.FFI (Ptr)
 225 #endif
 226
 227 -- -----------------------------------------------------------------------------
 228 -- Standard IO
 229
 230 #ifdef __GLASGOW_HASKELL__
 231 -- | Write a character to the standard output device
 232 -- (same as 'hPutChar' 'stdout').
 233
 234 putChar         :: Char -> IO ()
 235 putChar c       =  hPutChar stdout c
 236
 237 -- | Write a string to the standard output device
 238 -- (same as 'hPutStr' 'stdout').
 239
 240 putStr          :: String -> IO ()
 241 putStr s        =  hPutStr stdout s
 242
 243 -- | The same as 'putStr', but adds a newline character.
 244
 245 putStrLn        :: String -> IO ()
 246 putStrLn s      =  do putStr s
 247                       putChar '\n'
 248
 249 -- | The 'print' function outputs a value of any printable type to the
 250 -- standard output device.
 251 -- Printable types are those that are instances of class 'Show'; 'print'
 252 -- converts values to strings for output using the 'show' operation and
 253 -- adds a newline.
 254 --
 255 -- For example, a program to print the first 20 integers and their
 256 -- powers of 2 could be written as:
 257 --
 258 -- > main = print ([(n, 2^n) | n <- [0..19]])
 259
 260 print           :: Show a => a -> IO ()
 261 print x         =  putStrLn (show x)
 262
 263 -- | Read a character from the standard input device
 264 -- (same as 'hGetChar' 'stdin').
 265
 266 getChar         :: IO Char
 267 getChar         =  hGetChar stdin
 268
 269 -- | Read a line from the standard input device
 270 -- (same as 'hGetLine' 'stdin').
 271
 272 getLine         :: IO String
 273 getLine         =  hGetLine stdin
 274
 275 -- | The 'getContents' operation returns all user input as a single string,
 276 -- which is read lazily as it is needed
 277 -- (same as 'hGetContents' 'stdin').
 278
 279 getContents     :: IO String
 280 getContents     =  hGetContents stdin
 281
 282 -- | The 'interact' function takes a function of type @String->String@
 283 -- as its argument.  The entire input from the standard input device is
 284 -- passed to this function as its argument, and the resulting string is
 285 -- output on the standard output device.
 286
 287 interact        ::  (String -> String) -> IO ()
 288 interact f      =   do s <- getContents
 289                        putStr (f s)
 290
 291 -- | The 'readFile' function reads a file and
 292 -- returns the contents of the file as a string.
 293 -- The file is read lazily, on demand, as with 'getContents'.
 294
 295 readFile        :: FilePath -> IO String
 296 readFile name   =  openFile name ReadMode >>= hGetContents
 297
 298 -- | The computation 'writeFile' @file str@ function writes the string @str@,
 299 -- to the file @file@.
 300 writeFile :: FilePath -> String -> IO ()
 301 writeFile f txt = withFile f WriteMode (\ hdl -> hPutStr hdl txt)
 302
 303 -- | The computation 'appendFile' @file str@ function appends the string @str@,
 304 -- to the file @file@.
 305 --
 306 -- Note that 'writeFile' and 'appendFile' write a literal string
 307 -- to a file.  To write a value of any printable type, as with 'print',
 308 -- use the 'show' function to convert the value to a string first.
 309 --
 310 -- > main = appendFile "squares" (show [(x,x*x) | x <- [0,0.1..2]])
 311
 312 appendFile      :: FilePath -> String -> IO ()
 313 appendFile f txt = withFile f AppendMode (\ hdl -> hPutStr hdl txt)
 314
 315 -- | The 'readLn' function combines 'getLine' and 'readIO'.
 316
 317 readLn          :: Read a => IO a
 318 readLn          =  do l <- getLine
 319                       r <- readIO l
 320                       return r
 321
 322 -- | The 'readIO' function is similar to 'read' except that it signals
 323 -- parse failure to the 'IO' monad instead of terminating the program.
 324
 325 readIO          :: Read a => String -> IO a
 326 readIO s        =  case (do { (x,t) <- reads s ;
 327                               ("","") <- lex t ;
 328                               return x }) of
 329                         [x]    -> return x
 330                         []     -> ioError (userError "Prelude.readIO: no parse")
 331                         _      -> ioError (userError "Prelude.readIO: ambiguous parse")
 332 #endif  /* __GLASGOW_HASKELL__ */
 333
 334 #ifndef __NHC__
 335 -- | Computation 'hReady' @hdl@ indicates whether at least one item is
 336 -- available for input from handle @hdl@.
 337 --
 338 -- This operation may fail with:
 339 --
 340 --  * 'System.IO.Error.isEOFError' if the end of file has been reached.
 341
 342 hReady          :: Handle -> IO Bool
 343 hReady h        =  hWaitForInput h 0
 344
 345 -- | The same as 'hPutStr', but adds a newline character.
 346
 347 hPutStrLn       :: Handle -> String -> IO ()
 348 hPutStrLn hndl str = do
 349  hPutStr  hndl str
 350  hPutChar hndl '\n'
 351
 352 -- | Computation 'hPrint' @hdl t@ writes the string representation of @t@
 353 -- given by the 'shows' function to the file or channel managed by @hdl@
 354 -- and appends a newline.
 355 --
 356 -- This operation may fail with:
 357 --
 358 --  * 'System.IO.Error.isFullError' if the device is full; or
 359 --
 360 --  * 'System.IO.Error.isPermissionError' if another system resource limit would be exceeded.
 361
 362 hPrint          :: Show a => Handle -> a -> IO ()
 363 hPrint hdl      =  hPutStrLn hdl . show
 364 #endif /* !__NHC__ */
 365
 366 -- | @'withFile' name mode act@ opens a file using 'openFile' and passes
 367 -- the resulting handle to the computation @act@.  The handle will be
 368 -- closed on exit from 'withFile', whether by normal termination or by
 369 -- raising an exception.
 370 withFile :: FilePath -> IOMode -> (Handle -> IO r) -> IO r
 371 withFile name mode = bracket (openFile name mode) hClose
 372
 373 -- | @'withBinaryFile' name mode act@ opens a file using 'openBinaryFile'
 374 -- and passes the resulting handle to the computation @act@.  The handle
 375 -- will be closed on exit from 'withBinaryFile', whether by normal
 376 -- termination or by raising an exception.
 377 withBinaryFile :: FilePath -> IOMode -> (Handle -> IO r) -> IO r
 378 withBinaryFile name mode = bracket (openBinaryFile name mode) hClose
 379
 380 -- ---------------------------------------------------------------------------
 381 -- fixIO
 382
 383 #if defined(__GLASGOW_HASKELL__) || defined(__HUGS__)
 384 fixIO :: (a -> IO a) -> IO a
 385 fixIO k = do
 386     ref <- newIORef (throw NonTermination)
 387     ans <- unsafeInterleaveIO (readIORef ref)
 388     result <- k ans
 389     writeIORef ref result
 390     return result
 391
 392 -- NOTE: we do our own explicit black holing here, because GHC's lazy
 393 -- blackholing isn't enough.  In an infinite loop, GHC may run the IO
 394 -- computation a few times before it notices the loop, which is wrong.
 395 #endif
 396
 397 #if defined(__NHC__)
 398 -- Assume a unix platform, where text and binary I/O are identical.
 399 openBinaryFile = openFile
 400 hSetBinaryMode _ _ = return ()
 401 #endif
 402
 403 -- $locking
 404 -- Implementations should enforce as far as possible, at least locally to the
 405 -- Haskell process, multiple-reader single-writer locking on files.
 406 -- That is, /there may either be many handles on the same file which manage
 407 -- input, or just one handle on the file which manages output/.  If any
 408 -- open or semi-closed handle is managing a file for output, no new
 409 -- handle can be allocated for that file.  If any open or semi-closed
 410 -- handle is managing a file for input, new handles can only be allocated
 411 -- if they do not manage output.  Whether two files are the same is
 412 -- implementation-dependent, but they should normally be the same if they
 413 -- have the same absolute path name and neither has been renamed, for
 414 -- example.
 415 --
 416 -- /Warning/: the 'readFile' operation holds a semi-closed handle on
 417 -- the file until the entire contents of the file have been consumed.
 418 -- It follows that an attempt to write to a file (using 'writeFile', for
 419 -- example) that was earlier opened by 'readFile' will usually result in
 420 -- failure with 'System.IO.Error.isAlreadyInUseError'.
 421
 422 -- -----------------------------------------------------------------------------
 423 -- Utils
 424
 425 #ifdef __GLASGOW_HASKELL__
 426 -- Copied here to avoid recursive dependency with Control.Exception
 427 bracket
 428         :: IO a         -- ^ computation to run first (\"acquire resource\")
 429         -> (a -> IO b)  -- ^ computation to run last (\"release resource\")
 430         -> (a -> IO c)  -- ^ computation to run in-between
 431         -> IO c         -- returns the value from the in-between computation
 432 bracket before after thing =
 433   block (do
 434     a <- before
 435     r <- catchException
 436            (unblock (thing a))
 437            (\e -> do { after a; throw e })
 438     after a
 439     return r
 440  )
 441 #endif