home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ PC World 2005 June / PCWorld_2005-06_cd.bin / software / vyzkuste / firewally / firewally.exe / framework-2.3.exe / perliol.pod < prev    next >
Text File  |  2003-11-07  |  34KB  |  1,040 lines

  1. =head1 NAME
  2.  
  3. perliol - C API for Perl's implementation of IO in Layers.
  4.  
  5. =head1 SYNOPSIS
  6.  
  7.     /* Defining a layer ... */
  8.     #include <perliol.h>
  9.  
  10. =head1 DESCRIPTION
  11.  
  12. This document describes the behavior and implementation of the PerlIO
  13. abstraction described in L<perlapio> when C<USE_PERLIO> is defined (and
  14. C<USE_SFIO> is not).
  15.  
  16. =head2 History and Background
  17.  
  18. The PerlIO abstraction was introduced in perl5.003_02 but languished as
  19. just an abstraction until perl5.7.0. However during that time a number
  20. of perl extensions switched to using it, so the API is mostly fixed to
  21. maintain (source) compatibility.
  22.  
  23. The aim of the implementation is to provide the PerlIO API in a flexible
  24. and platform neutral manner. It is also a trial of an "Object Oriented
  25. C, with vtables" approach which may be applied to perl6.
  26.  
  27. =head2 Basic Structure
  28.  
  29. PerlIO is a stack of layers.
  30.  
  31. The low levels of the stack work with the low-level operating system
  32. calls (file descriptors in C) getting bytes in and out, the higher
  33. layers of the stack buffer, filter, and otherwise manipulate the I/O,
  34. and return characters (or bytes) to Perl.  Terms I<above> and I<below>
  35. are used to refer to the relative positioning of the stack layers.
  36.  
  37. A layer contains a "vtable", the table of I/O operations (at C level
  38. a table of function pointers), and status flags.  The functions in the
  39. vtable implement operations like "open", "read", and "write".
  40.  
  41. When I/O, for example "read", is requested, the request goes from Perl
  42. first down the stack using "read" functions of each layer, then at the
  43. bottom the input is requested from the operating system services, then
  44. the result is returned up the stack, finally being interpreted as Perl
  45. data.
  46.  
  47. The requests do not necessarily go always all the way down to the
  48. operating system: that's where PerlIO buffering comes into play.
  49.  
  50. When you do an open() and specify extra PerlIO layers to be deployed,
  51. the layers you specify are "pushed" on top of the already existing
  52. default stack.  One way to see it is that "operating system is
  53. on the left" and "Perl is on the right".
  54.  
  55. What exact layers are in this default stack depends on a lot of
  56. things: your operating system, Perl version, Perl compile time
  57. configuration, and Perl runtime configuration.  See L<PerlIO>,
  58. L<perlrun/PERLIO>, and L<open> for more information.
  59.  
  60. binmode() operates similarly to open(): by default the specified
  61. layers are pushed on top of the existing stack.
  62.  
  63. However, note that even as the specified layers are "pushed on top"
  64. for open() and binmode(), this doesn't mean that the effects are
  65. limited to the "top": PerlIO layers can be very 'active' and inspect
  66. and affect layers also deeper in the stack.  As an example there
  67. is a layer called "raw" which repeatedly "pops" layers until
  68. it reaches the first layer that has declared itself capable of
  69. handling binary data.  The "pushed" layers are processed in left-to-right
  70. order.
  71.  
  72. sysopen() operates (unsurprisingly) at a lower level in the stack than
  73. open().  For example in UNIX or UNIX-like systems sysopen() operates
  74. directly at the level of file descriptors: in the terms of PerlIO
  75. layers, it uses only the "unix" layer, which is a rather thin wrapper
  76. on top of the UNIX file descriptors.
  77.  
  78. =head2 Layers vs Disciplines
  79.  
  80. Initial discussion of the ability to modify IO streams behaviour used
  81. the term "discipline" for the entities which were added. This came (I
  82. believe) from the use of the term in "sfio", which in turn borrowed it
  83. from "line disciplines" on Unix terminals. However, this document (and
  84. the C code) uses the term "layer".
  85.  
  86. This is, I hope, a natural term given the implementation, and should
  87. avoid connotations that are inherent in earlier uses of "discipline"
  88. for things which are rather different.
  89.  
  90. =head2 Data Structures
  91.  
  92. The basic data structure is a PerlIOl:
  93.  
  94.     typedef struct _PerlIO PerlIOl;
  95.     typedef struct _PerlIO_funcs PerlIO_funcs;
  96.     typedef PerlIOl *PerlIO;
  97.  
  98.     struct _PerlIO
  99.     {
  100.      PerlIOl *    next;       /* Lower layer */
  101.      PerlIO_funcs *    tab;        /* Functions for this layer */
  102.      IV        flags;      /* Various flags for state */
  103.     };
  104.  
  105. A C<PerlIOl *> is a pointer to the struct, and the I<application>
  106. level C<PerlIO *> is a pointer to a C<PerlIOl *> - i.e. a pointer
  107. to a pointer to the struct. This allows the application level C<PerlIO *>
  108. to remain constant while the actual C<PerlIOl *> underneath
  109. changes. (Compare perl's C<SV *> which remains constant while its
  110. C<sv_any> field changes as the scalar's type changes.) An IO stream is
  111. then in general represented as a pointer to this linked-list of
  112. "layers".
  113.  
  114. It should be noted that because of the double indirection in a C<PerlIO *>,
  115. a C<< &(perlio->next) >> "is" a C<PerlIO *>, and so to some degree
  116. at least one layer can use the "standard" API on the next layer down.
  117.  
  118. A "layer" is composed of two parts:
  119.  
  120. =over 4
  121.  
  122. =item 1.
  123.  
  124. The functions and attributes of the "layer class".
  125.  
  126. =item 2.
  127.  
  128. The per-instance data for a particular handle.
  129.  
  130. =back
  131.  
  132. =head2 Functions and Attributes
  133.  
  134. The functions and attributes are accessed via the "tab" (for table)
  135. member of C<PerlIOl>. The functions (methods of the layer "class") are
  136. fixed, and are defined by the C<PerlIO_funcs> type. They are broadly the
  137. same as the public C<PerlIO_xxxxx> functions:
  138.  
  139.   struct _PerlIO_funcs
  140.   {
  141.    Size_t        fsize;
  142.    char *        name;
  143.    Size_t        size;
  144.    IV        kind;
  145.    IV        (*Pushed)(pTHX_ PerlIO *f,const char *mode,SV *arg, PerlIO_funcs *tab);
  146.    IV        (*Popped)(pTHX_ PerlIO *f);
  147.    PerlIO *    (*Open)(pTHX_ PerlIO_funcs *tab,
  148.               AV *layers, IV n,
  149.               const char *mode,
  150.               int fd, int imode, int perm,
  151.               PerlIO *old,
  152.               int narg, SV **args);
  153.    IV        (*Binmode)(pTHX_ PerlIO *f);
  154.    SV *        (*Getarg)(pTHX_ PerlIO *f, CLONE_PARAMS *param, int flags)
  155.    IV        (*Fileno)(pTHX_ PerlIO *f);
  156.    PerlIO *     (*Dup)(pTHX_ PerlIO *f, PerlIO *o, CLONE_PARAMS *param, int flags)
  157.    /* Unix-like functions - cf sfio line disciplines */
  158.    SSize_t    (*Read)(pTHX_ PerlIO *f, void *vbuf, Size_t count);
  159.    SSize_t    (*Unread)(pTHX_ PerlIO *f, const void *vbuf, Size_t count);
  160.    SSize_t    (*Write)(pTHX_ PerlIO *f, const void *vbuf, Size_t count);
  161.    IV        (*Seek)(pTHX_ PerlIO *f, Off_t offset, int whence);
  162.    Off_t    (*Tell)(pTHX_ PerlIO *f);
  163.    IV        (*Close)(pTHX_ PerlIO *f);
  164.    /* Stdio-like buffered IO functions */
  165.    IV        (*Flush)(pTHX_ PerlIO *f);
  166.    IV        (*Fill)(pTHX_ PerlIO *f);
  167.    IV        (*Eof)(pTHX_ PerlIO *f);
  168.    IV        (*Error)(pTHX_ PerlIO *f);
  169.    void        (*Clearerr)(pTHX_ PerlIO *f);
  170.    void        (*Setlinebuf)(pTHX_ PerlIO *f);
  171.    /* Perl's snooping functions */
  172.    STDCHAR *    (*Get_base)(pTHX_ PerlIO *f);
  173.    Size_t    (*Get_bufsiz)(pTHX_ PerlIO *f);
  174.    STDCHAR *    (*Get_ptr)(pTHX_ PerlIO *f);
  175.    SSize_t    (*Get_cnt)(pTHX_ PerlIO *f);
  176.    void        (*Set_ptrcnt)(pTHX_ PerlIO *f,STDCHAR *ptr,SSize_t cnt);
  177.   };
  178.  
  179. The first few members of the struct give a function table size for
  180. compatibility check "name" for the layer, the  size to C<malloc> for the per-instance data,
  181. and some flags which are attributes of the class as whole (such as whether it is a buffering
  182. layer), then follow the functions which fall into four basic groups:
  183.  
  184. =over 4
  185.  
  186. =item 1.
  187.  
  188. Opening and setup functions
  189.  
  190. =item 2.
  191.  
  192. Basic IO operations
  193.  
  194. =item 3.
  195.  
  196. Stdio class buffering options.
  197.  
  198. =item 4.
  199.  
  200. Functions to support Perl's traditional "fast" access to the buffer.
  201.  
  202. =back
  203.  
  204. A layer does not have to implement all the functions, but the whole
  205. table has to be present. Unimplemented slots can be NULL (which will
  206. result in an error when called) or can be filled in with stubs to
  207. "inherit" behaviour from a "base class". This "inheritance" is fixed
  208. for all instances of the layer, but as the layer chooses which stubs
  209. to populate the table, limited "multiple inheritance" is possible.
  210.  
  211. =head2 Per-instance Data
  212.  
  213. The per-instance data are held in memory beyond the basic PerlIOl
  214. struct, by making a PerlIOl the first member of the layer's struct
  215. thus:
  216.  
  217.     typedef struct
  218.     {
  219.      struct _PerlIO base;       /* Base "class" info */
  220.      STDCHAR *    buf;        /* Start of buffer */
  221.      STDCHAR *    end;        /* End of valid part of buffer */
  222.      STDCHAR *    ptr;        /* Current position in buffer */
  223.      Off_t        posn;       /* Offset of buf into the file */
  224.      Size_t        bufsiz;     /* Real size of buffer */
  225.      IV        oneword;    /* Emergency buffer */
  226.     } PerlIOBuf;
  227.  
  228. In this way (as for perl's scalars) a pointer to a PerlIOBuf can be
  229. treated as a pointer to a PerlIOl.
  230.  
  231. =head2 Layers in action.
  232.  
  233.                 table           perlio          unix
  234.             |           |
  235.             +-----------+    +----------+    +--------+
  236.    PerlIO ->|           |--->|  next    |--->|  NULL  |
  237.             +-----------+    +----------+    +--------+
  238.             |           |    |  buffer  |    |   fd   |
  239.             +-----------+    |          |    +--------+
  240.             |           |    +----------+
  241.  
  242.  
  243. The above attempts to show how the layer scheme works in a simple case.
  244. The application's C<PerlIO *> points to an entry in the table(s)
  245. representing open (allocated) handles. For example the first three slots
  246. in the table correspond to C<stdin>,C<stdout> and C<stderr>. The table
  247. in turn points to the current "top" layer for the handle - in this case
  248. an instance of the generic buffering layer "perlio". That layer in turn
  249. points to the next layer down - in this case the lowlevel "unix" layer.
  250.  
  251. The above is roughly equivalent to a "stdio" buffered stream, but with
  252. much more flexibility:
  253.  
  254. =over 4
  255.  
  256. =item *
  257.  
  258. If Unix level C<read>/C<write>/C<lseek> is not appropriate for (say)
  259. sockets then the "unix" layer can be replaced (at open time or even
  260. dynamically) with a "socket" layer.
  261.  
  262. =item *
  263.  
  264. Different handles can have different buffering schemes. The "top"
  265. layer could be the "mmap" layer if reading disk files was quicker
  266. using C<mmap> than C<read>. An "unbuffered" stream can be implemented
  267. simply by not having a buffer layer.
  268.  
  269. =item *
  270.  
  271. Extra layers can be inserted to process the data as it flows through.
  272. This was the driving need for including the scheme in perl 5.7.0+ - we
  273. needed a mechanism to allow data to be translated between perl's
  274. internal encoding (conceptually at least Unicode as UTF-8), and the
  275. "native" format used by the system. This is provided by the
  276. ":encoding(xxxx)" layer which typically sits above the buffering layer.
  277.  
  278. =item *
  279.  
  280. A layer can be added that does "\n" to CRLF translation. This layer
  281. can be used on any platform, not just those that normally do such
  282. things.
  283.  
  284. =back
  285.  
  286. =head2 Per-instance flag bits
  287.  
  288. The generic flag bits are a hybrid of C<O_XXXXX> style flags deduced
  289. from the mode string passed to C<PerlIO_open()>, and state bits for
  290. typical buffer layers.
  291.  
  292. =over 4
  293.  
  294. =item PERLIO_F_EOF
  295.  
  296. End of file.
  297.  
  298. =item PERLIO_F_CANWRITE
  299.  
  300. Writes are permitted, i.e. opened as "w" or "r+" or "a", etc.
  301.  
  302. =item  PERLIO_F_CANREAD
  303.  
  304. Reads are permitted i.e. opened "r" or "w+" (or even "a+" - ick).
  305.  
  306. =item PERLIO_F_ERROR
  307.  
  308. An error has occurred (for C<PerlIO_error()>).
  309.  
  310. =item PERLIO_F_TRUNCATE
  311.  
  312. Truncate file suggested by open mode.
  313.  
  314. =item PERLIO_F_APPEND
  315.  
  316. All writes should be appends.
  317.  
  318. =item PERLIO_F_CRLF
  319.  
  320. Layer is performing Win32-like "\n" mapped to CR,LF for output and CR,LF
  321. mapped to "\n" for input. Normally the provided "crlf" layer is the only
  322. layer that need bother about this. C<PerlIO_binmode()> will mess with this
  323. flag rather than add/remove layers if the C<PERLIO_K_CANCRLF> bit is set
  324. for the layers class.
  325.  
  326. =item PERLIO_F_UTF8
  327.  
  328. Data written to this layer should be UTF-8 encoded; data provided
  329. by this layer should be considered UTF-8 encoded. Can be set on any layer
  330. by ":utf8" dummy layer. Also set on ":encoding" layer.
  331.  
  332. =item PERLIO_F_UNBUF
  333.  
  334. Layer is unbuffered - i.e. write to next layer down should occur for
  335. each write to this layer.
  336.  
  337. =item PERLIO_F_WRBUF
  338.  
  339. The buffer for this layer currently holds data written to it but not sent
  340. to next layer.
  341.  
  342. =item PERLIO_F_RDBUF
  343.  
  344. The buffer for this layer currently holds unconsumed data read from
  345. layer below.
  346.  
  347. =item PERLIO_F_LINEBUF
  348.  
  349. Layer is line buffered. Write data should be passed to next layer down
  350. whenever a "\n" is seen. Any data beyond the "\n" should then be
  351. processed.
  352.  
  353. =item PERLIO_F_TEMP
  354.  
  355. File has been C<unlink()>ed, or should be deleted on C<close()>.
  356.  
  357. =item PERLIO_F_OPEN
  358.  
  359. Handle is open.
  360.  
  361. =item PERLIO_F_FASTGETS
  362.  
  363. This instance of this layer supports the "fast C<gets>" interface.
  364. Normally set based on C<PERLIO_K_FASTGETS> for the class and by the
  365. existence of the function(s) in the table. However a class that
  366. normally provides that interface may need to avoid it on a
  367. particular instance. The "pending" layer needs to do this when
  368. it is pushed above a layer which does not support the interface.
  369. (Perl's C<sv_gets()> does not expect the streams fast C<gets> behaviour
  370. to change during one "get".)
  371.  
  372. =back
  373.  
  374. =head2 Methods in Detail
  375.  
  376. =over 4
  377.  
  378. =item fsize
  379.  
  380.     Size_t fsize;
  381.  
  382. Size of the function table. This is compared against the value PerlIO
  383. code "knows" as a compatibility check. Future versions I<may> be able
  384. to tolerate layers compiled against an old version of the headers.
  385.  
  386. =item name
  387.  
  388.     char * name;
  389.  
  390. The name of the layer whose open() method Perl should invoke on
  391. open().  For example if the layer is called APR, you will call:
  392.  
  393.   open $fh, ">:APR", ...
  394.  
  395. and Perl knows that it has to invoke the PerlIOAPR_open() method
  396. implemented by the APR layer.
  397.  
  398. =item size
  399.  
  400.     Size_t size;
  401.  
  402. The size of the per-instance data structure, e.g.:
  403.  
  404.   sizeof(PerlIOAPR)
  405.  
  406. If this field is zero then C<PerlIO_pushed> does not malloc anything
  407. and assumes layer's Pushed function will do any required layer stack
  408. manipulation - used to avoid malloc/free overhead for dummy layers.
  409. If the field is non-zero it must be at least the size of C<PerlIOl>,
  410. C<PerlIO_pushed> will allocate memory for the layer's data structures
  411. and link new layer onto the stream's stack. (If the layer's Pushed
  412. method returns an error indication the layer is popped again.)
  413.  
  414. =item kind
  415.  
  416.     IV kind;
  417.  
  418. =over 4
  419.  
  420. =item * PERLIO_K_BUFFERED
  421.  
  422. The layer is buffered.
  423.  
  424. =item * PERLIO_K_RAW
  425.  
  426. The layer is acceptable to have in a binmode(FH) stack - i.e. it does not
  427. (or will configure itself not to) transform bytes passing through it.
  428.  
  429. =item * PERLIO_K_CANCRLF
  430.  
  431. Layer can translate between "\n" and CRLF line ends.
  432.  
  433. =item * PERLIO_K_FASTGETS
  434.  
  435. Layer allows buffer snooping.
  436.  
  437. =item * PERLIO_K_MULTIARG
  438.  
  439. Used when the layer's open() accepts more arguments than usual. The
  440. extra arguments should come not before the C<MODE> argument. When this
  441. flag is used it's up to the layer to validate the args.
  442.  
  443. =back
  444.  
  445. =item Pushed
  446.  
  447.     IV    (*Pushed)(pTHX_ PerlIO *f,const char *mode, SV *arg);
  448.  
  449. The only absolutely mandatory method. Called when the layer is pushed
  450. onto the stack.  The C<mode> argument may be NULL if this occurs
  451. post-open. The C<arg> will be non-C<NULL> if an argument string was
  452. passed. In most cases this should call C<PerlIOBase_pushed()> to
  453. convert C<mode> into the appropriate C<PERLIO_F_XXXXX> flags in
  454. addition to any actions the layer itself takes.  If a layer is not
  455. expecting an argument it need neither save the one passed to it, nor
  456. provide C<Getarg()> (it could perhaps C<Perl_warn> that the argument
  457. was un-expected).
  458.  
  459. Returns 0 on success. On failure returns -1 and should set errno.
  460.  
  461. =item Popped
  462.  
  463.     IV    (*Popped)(pTHX_ PerlIO *f);
  464.  
  465. Called when the layer is popped from the stack. A layer will normally
  466. be popped after C<Close()> is called. But a layer can be popped
  467. without being closed if the program is dynamically managing layers on
  468. the stream. In such cases C<Popped()> should free any resources
  469. (buffers, translation tables, ...) not held directly in the layer's
  470. struct.  It should also C<Unread()> any unconsumed data that has been
  471. read and buffered from the layer below back to that layer, so that it
  472. can be re-provided to what ever is now above.
  473.  
  474. Returns 0 on success and failure.  If C<Popped()> returns I<true> then
  475. I<perlio.c> assumes that either the layer has popped itself, or the
  476. layer is super special and needs to be retained for other reasons.
  477. In most cases it should return I<false>.
  478.  
  479. =item Open
  480.  
  481.     PerlIO *    (*Open)(...);
  482.  
  483. The C<Open()> method has lots of arguments because it combines the
  484. functions of perl's C<open>, C<PerlIO_open>, perl's C<sysopen>,
  485. C<PerlIO_fdopen> and C<PerlIO_reopen>.  The full prototype is as
  486. follows:
  487.  
  488.  PerlIO *    (*Open)(pTHX_ PerlIO_funcs *tab,
  489.             AV *layers, IV n,
  490.             const char *mode,
  491.             int fd, int imode, int perm,
  492.             PerlIO *old,
  493.             int narg, SV **args);
  494.  
  495. Open should (perhaps indirectly) call C<PerlIO_allocate()> to allocate
  496. a slot in the table and associate it with the layers information for
  497. the opened file, by calling C<PerlIO_push>.  The I<layers> AV is an
  498. array of all the layers destined for the C<PerlIO *>, and any
  499. arguments passed to them, I<n> is the index into that array of the
  500. layer being called. The macro C<PerlIOArg> will return a (possibly
  501. C<NULL>) SV * for the argument passed to the layer.
  502.  
  503. The I<mode> string is an "C<fopen()>-like" string which would match
  504. the regular expression C</^[I#]?[rwa]\+?[bt]?$/>.
  505.  
  506. The C<'I'> prefix is used during creation of C<stdin>..C<stderr> via
  507. special C<PerlIO_fdopen> calls; the C<'#'> prefix means that this is
  508. C<sysopen> and that I<imode> and I<perm> should be passed to
  509. C<PerlLIO_open3>; C<'r'> means B<r>ead, C<'w'> means B<w>rite and
  510. C<'a'> means B<a>ppend. The C<'+'> suffix means that both reading and
  511. writing/appending are permitted.  The C<'b'> suffix means file should
  512. be binary, and C<'t'> means it is text. (Almost all layers should do
  513. the IO in binary mode, and ignore the b/t bits. The C<:crlf> layer
  514. should be pushed to handle the distinction.)
  515.  
  516. If I<old> is not C<NULL> then this is a C<PerlIO_reopen>. Perl itself
  517. does not use this (yet?) and semantics are a little vague.
  518.  
  519. If I<fd> not negative then it is the numeric file descriptor I<fd>,
  520. which will be open in a manner compatible with the supplied mode
  521. string, the call is thus equivalent to C<PerlIO_fdopen>. In this case
  522. I<nargs> will be zero.
  523.  
  524. If I<nargs> is greater than zero then it gives the number of arguments
  525. passed to C<open>, otherwise it will be 1 if for example
  526. C<PerlIO_open> was called.  In simple cases SvPV_nolen(*args) is the
  527. pathname to open.
  528.  
  529. Having said all that translation-only layers do not need to provide
  530. C<Open()> at all, but rather leave the opening to a lower level layer
  531. and wait to be "pushed".  If a layer does provide C<Open()> it should
  532. normally call the C<Open()> method of next layer down (if any) and
  533. then push itself on top if that succeeds.
  534.  
  535. If C<PerlIO_push> was performed and open has failed, it must
  536. C<PerlIO_pop> itself, since if it's not, the layer won't be removed
  537. and may cause bad problems.
  538.  
  539. Returns C<NULL> on failure.
  540.  
  541. =item Binmode
  542.  
  543.     IV        (*Binmode)(pTHX_ PerlIO *f);
  544.  
  545. Optional. Used when C<:raw> layer is pushed (explicitly or as a result
  546. of binmode(FH)). If not present layer will be popped. If present
  547. should configure layer as binary (or pop itself) and return 0.
  548. If it returns -1 for error C<binmode> will fail with layer
  549. still on the stack.
  550.  
  551. =item Getarg
  552.  
  553.     SV *      (*Getarg)(pTHX_ PerlIO *f,
  554.                 CLONE_PARAMS *param, int flags);
  555.  
  556. Optional. If present should return an SV * representing the string
  557. argument passed to the layer when it was
  558. pushed. e.g. ":encoding(ascii)" would return an SvPV with value
  559. "ascii". (I<param> and I<flags> arguments can be ignored in most
  560. cases)
  561.  
  562. C<Dup> uses C<Getarg> to retrieve the argument originally passed to
  563. C<Pushed>, so you must implement this function if your layer has an
  564. extra argument to C<Pushed> and will ever be C<Dup>ed.
  565.  
  566. =item Fileno
  567.  
  568.     IV        (*Fileno)(pTHX_ PerlIO *f);
  569.  
  570. Returns the Unix/Posix numeric file descriptor for the handle. Normally
  571. C<PerlIOBase_fileno()> (which just asks next layer down) will suffice
  572. for this.
  573.  
  574. Returns -1 on error, which is considered to include the case where the
  575. layer cannot provide such a file descriptor.
  576.  
  577. =item Dup
  578.  
  579.     PerlIO * (*Dup)(pTHX_ PerlIO *f, PerlIO *o,
  580.             CLONE_PARAMS *param, int flags);
  581.  
  582. XXX: Needs more docs.
  583.  
  584. Used as part of the "clone" process when a thread is spawned (in which
  585. case param will be non-NULL) and when a stream is being duplicated via
  586. '&' in the C<open>.
  587.  
  588. Similar to C<Open>, returns PerlIO* on success, C<NULL> on failure.
  589.  
  590. =item Read
  591.  
  592.     SSize_t    (*Read)(pTHX_ PerlIO *f, void *vbuf, Size_t count);
  593.  
  594. Basic read operation.
  595.  
  596. Typically will call C<Fill> and manipulate pointers (possibly via the
  597. API).  C<PerlIOBuf_read()> may be suitable for derived classes which
  598. provide "fast gets" methods.
  599.  
  600. Returns actual bytes read, or -1 on an error.
  601.  
  602. =item    Unread
  603.  
  604.     SSize_t    (*Unread)(pTHX_ PerlIO *f,
  605.               const void *vbuf, Size_t count);
  606.  
  607. A superset of stdio's C<ungetc()>. Should arrange for future reads to
  608. see the bytes in C<vbuf>. If there is no obviously better implementation
  609. then C<PerlIOBase_unread()> provides the function by pushing a "fake"
  610. "pending" layer above the calling layer.
  611.  
  612. Returns the number of unread chars.
  613.  
  614. =item Write
  615.  
  616.     SSize_t    (*Write)(PerlIO *f, const void *vbuf, Size_t count);
  617.  
  618. Basic write operation.
  619.  
  620. Returns bytes written or -1 on an error.
  621.  
  622. =item Seek
  623.  
  624.     IV    (*Seek)(pTHX_ PerlIO *f, Off_t offset, int whence);
  625.  
  626. Position the file pointer. Should normally call its own C<Flush>
  627. method and then the C<Seek> method of next layer down.
  628.  
  629. Returns 0 on success, -1 on failure.
  630.  
  631. =item Tell
  632.  
  633.     Off_t    (*Tell)(pTHX_ PerlIO *f);
  634.  
  635. Return the file pointer. May be based on layers cached concept of
  636. position to avoid overhead.
  637.  
  638. Returns -1 on failure to get the file pointer.
  639.  
  640. =item Close
  641.  
  642.     IV    (*Close)(pTHX_ PerlIO *f);
  643.  
  644. Close the stream. Should normally call C<PerlIOBase_close()> to flush
  645. itself and close layers below, and then deallocate any data structures
  646. (buffers, translation tables, ...) not  held directly in the data
  647. structure.
  648.  
  649. Returns 0 on success, -1 on failure.
  650.  
  651. =item Flush
  652.  
  653.     IV    (*Flush)(pTHX_ PerlIO *f);
  654.  
  655. Should make stream's state consistent with layers below. That is, any
  656. buffered write data should be written, and file position of lower layers
  657. adjusted for data read from below but not actually consumed.
  658. (Should perhaps C<Unread()> such data to the lower layer.)
  659.  
  660. Returns 0 on success, -1 on failure.
  661.  
  662. =item Fill
  663.  
  664.     IV    (*Fill)(pTHX_ PerlIO *f);
  665.  
  666. The buffer for this layer should be filled (for read) from layer
  667. below.  When you "subclass" PerlIOBuf layer, you want to use its
  668. I<_read> method and to supply your own fill method, which fills the
  669. PerlIOBuf's buffer.
  670.  
  671. Returns 0 on success, -1 on failure.
  672.  
  673. =item Eof
  674.  
  675.     IV    (*Eof)(pTHX_ PerlIO *f);
  676.  
  677. Return end-of-file indicator. C<PerlIOBase_eof()> is normally sufficient.
  678.  
  679. Returns 0 on end-of-file, 1 if not end-of-file, -1 on error.
  680.  
  681. =item Error
  682.  
  683.     IV    (*Error)(pTHX_ PerlIO *f);
  684.  
  685. Return error indicator. C<PerlIOBase_error()> is normally sufficient.
  686.  
  687. Returns 1 if there is an error (usually when C<PERLIO_F_ERROR> is set,
  688. 0 otherwise.
  689.  
  690. =item  Clearerr
  691.  
  692.     void    (*Clearerr)(pTHX_ PerlIO *f);
  693.  
  694. Clear end-of-file and error indicators. Should call C<PerlIOBase_clearerr()>
  695. to set the C<PERLIO_F_XXXXX> flags, which may suffice.
  696.  
  697. =item Setlinebuf
  698.  
  699.     void    (*Setlinebuf)(pTHX_ PerlIO *f);
  700.  
  701. Mark the stream as line buffered. C<PerlIOBase_setlinebuf()> sets the
  702. PERLIO_F_LINEBUF flag and is normally sufficient.
  703.  
  704. =item Get_base
  705.  
  706.     STDCHAR *    (*Get_base)(pTHX_ PerlIO *f);
  707.  
  708. Allocate (if not already done so) the read buffer for this layer and
  709. return pointer to it. Return NULL on failure.
  710.  
  711. =item Get_bufsiz
  712.  
  713.     Size_t    (*Get_bufsiz)(pTHX_ PerlIO *f);
  714.  
  715. Return the number of bytes that last C<Fill()> put in the buffer.
  716.  
  717. =item Get_ptr
  718.  
  719.     STDCHAR *    (*Get_ptr)(pTHX_ PerlIO *f);
  720.  
  721. Return the current read pointer relative to this layer's buffer.
  722.  
  723. =item Get_cnt
  724.  
  725.     SSize_t    (*Get_cnt)(pTHX_ PerlIO *f);
  726.  
  727. Return the number of bytes left to be read in the current buffer.
  728.  
  729. =item Set_ptrcnt
  730.  
  731.     void    (*Set_ptrcnt)(pTHX_ PerlIO *f,
  732.                   STDCHAR *ptr, SSize_t cnt);
  733.  
  734. Adjust the read pointer and count of bytes to match C<ptr> and/or C<cnt>.
  735. The application (or layer above) must ensure they are consistent.
  736. (Checking is allowed by the paranoid.)
  737.  
  738. =back
  739.  
  740. =head2 Utilities
  741.  
  742. To ask for the next layer down use PerlIONext(PerlIO *f).
  743.  
  744. To check that a PerlIO* is valid use PerlIOValid(PerlIO *f).  (All
  745. this does is really just to check that the pointer is non-NULL and
  746. that the pointer behind that is non-NULL.)
  747.  
  748. PerlIOBase(PerlIO *f) returns the "Base" pointer, or in other words,
  749. the C<PerlIOl*> pointer.
  750.  
  751. PerlIOSelf(PerlIO* f, type) return the PerlIOBase cast to a type.
  752.  
  753. Perl_PerlIO_or_Base(PerlIO* f, callback, base, failure, args) either
  754. calls the I<callback> from the functions of the layer I<f> (just by
  755. the name of the IO function, like "Read") with the I<args>, or if
  756. there is no such callback, calls the I<base> version of the callback
  757. with the same args, or if the f is invalid, set errno to EBADF and
  758. return I<failure>.
  759.  
  760. Perl_PerlIO_or_fail(PerlIO* f, callback, failure, args) either calls
  761. the I<callback> of the functions of the layer I<f> with the I<args>,
  762. or if there is no such callback, set errno to EINVAL.  Or if the f is
  763. invalid, set errno to EBADF and return I<failure>.
  764.  
  765. Perl_PerlIO_or_Base_void(PerlIO* f, callback, base, args) either calls
  766. the I<callback> of the functions of the layer I<f> with the I<args>,
  767. or if there is no such callback, calls the I<base> version of the
  768. callback with the same args, or if the f is invalid, set errno to
  769. EBADF.
  770.  
  771. Perl_PerlIO_or_fail_void(PerlIO* f, callback, args) either calls the
  772. I<callback> of the functions of the layer I<f> with the I<args>, or if
  773. there is no such callback, set errno to EINVAL.  Or if the f is
  774. invalid, set errno to EBADF.
  775.  
  776. =head2 Implementing PerlIO Layers
  777.  
  778. If you find the implementation document unclear or not sufficient,
  779. look at the existing PerlIO layer implementations, which include:
  780.  
  781. =over
  782.  
  783. =item * C implementations
  784.  
  785. The F<perlio.c> and F<perliol.h> in the Perl core implement the
  786. "unix", "perlio", "stdio", "crlf", "utf8", "byte", "raw", "pending"
  787. layers, and also the "mmap" and "win32" layers if applicable.
  788. (The "win32" is currently unfinished and unused, to see what is used
  789. instead in Win32, see L<PerlIO/"Querying the layers of filehandles"> .)
  790.  
  791. PerlIO::encoding, PerlIO::scalar, PerlIO::via in the Perl core.
  792.  
  793. PerlIO::gzip and APR::PerlIO (mod_perl 2.0) on CPAN.
  794.  
  795. =item * Perl implementations
  796.  
  797. PerlIO::via::QuotedPrint in the Perl core and PerlIO::via::* on CPAN.
  798.  
  799. =back
  800.  
  801. If you are creating a PerlIO layer, you may want to be lazy, in other
  802. words, implement only the methods that interest you.  The other methods
  803. you can either replace with the "blank" methods
  804.  
  805.     PerlIOBase_noop_ok
  806.     PerlIOBase_noop_fail
  807.  
  808. (which do nothing, and return zero and -1, respectively) or for
  809. certain methods you may assume a default behaviour by using a NULL
  810. method.  The Open method looks for help in the 'parent' layer.
  811. The following table summarizes the behaviour:
  812.  
  813.     method      behaviour with NULL
  814.  
  815.     Clearerr    PerlIOBase_clearerr
  816.     Close       PerlIOBase_close
  817.     Dup         PerlIOBase_dup
  818.     Eof         PerlIOBase_eof
  819.     Error       PerlIOBase_error
  820.     Fileno      PerlIOBase_fileno
  821.     Fill        FAILURE
  822.     Flush       SUCCESS
  823.     Getarg      SUCCESS
  824.     Get_base    FAILURE
  825.     Get_bufsiz  FAILURE
  826.     Get_cnt     FAILURE
  827.     Get_ptr     FAILURE
  828.     Open        INHERITED
  829.     Popped      SUCCESS
  830.     Pushed      SUCCESS
  831.     Read        PerlIOBase_read
  832.     Seek        FAILURE
  833.     Set_cnt     FAILURE
  834.     Set_ptrcnt  FAILURE
  835.     Setlinebuf  PerlIOBase_setlinebuf
  836.     Tell        FAILURE
  837.     Unread      PerlIOBase_unread
  838.     Write       FAILURE
  839.  
  840.  FAILURE        Set errno (to EINVAL in UNIXish, to LIB$_INVARG in VMS) and
  841.                 return -1 (for numeric return values) or NULL (for pointers)
  842.  INHERITED      Inherited from the layer below
  843.  SUCCESS        Return 0 (for numeric return values) or a pointer 
  844.  
  845. =head2 Core Layers
  846.  
  847. The file C<perlio.c> provides the following layers:
  848.  
  849. =over 4
  850.  
  851. =item "unix"
  852.  
  853. A basic non-buffered layer which calls Unix/POSIX C<read()>, C<write()>,
  854. C<lseek()>, C<close()>. No buffering. Even on platforms that distinguish
  855. between O_TEXT and O_BINARY this layer is always O_BINARY.
  856.  
  857. =item "perlio"
  858.  
  859. A very complete generic buffering layer which provides the whole of
  860. PerlIO API. It is also intended to be used as a "base class" for other
  861. layers. (For example its C<Read()> method is implemented in terms of
  862. the C<Get_cnt()>/C<Get_ptr()>/C<Set_ptrcnt()> methods).
  863.  
  864. "perlio" over "unix" provides a complete replacement for stdio as seen
  865. via PerlIO API. This is the default for USE_PERLIO when system's stdio
  866. does not permit perl's "fast gets" access, and which do not
  867. distinguish between C<O_TEXT> and C<O_BINARY>.
  868.  
  869. =item "stdio"
  870.  
  871. A layer which provides the PerlIO API via the layer scheme, but
  872. implements it by calling system's stdio. This is (currently) the default
  873. if system's stdio provides sufficient access to allow perl's "fast gets"
  874. access and which do not distinguish between C<O_TEXT> and C<O_BINARY>.
  875.  
  876. =item "crlf"
  877.  
  878. A layer derived using "perlio" as a base class. It provides Win32-like
  879. "\n" to CR,LF translation. Can either be applied above "perlio" or serve
  880. as the buffer layer itself. "crlf" over "unix" is the default if system
  881. distinguishes between C<O_TEXT> and C<O_BINARY> opens. (At some point
  882. "unix" will be replaced by a "native" Win32 IO layer on that platform,
  883. as Win32's read/write layer has various drawbacks.) The "crlf" layer is
  884. a reasonable model for a layer which transforms data in some way.
  885.  
  886. =item "mmap"
  887.  
  888. If Configure detects C<mmap()> functions this layer is provided (with
  889. "perlio" as a "base") which does "read" operations by mmap()ing the
  890. file. Performance improvement is marginal on modern systems, so it is
  891. mainly there as a proof of concept. It is likely to be unbundled from
  892. the core at some point. The "mmap" layer is a reasonable model for a
  893. minimalist "derived" layer.
  894.  
  895. =item "pending"
  896.  
  897. An "internal" derivative of "perlio" which can be used to provide
  898. Unread() function for layers which have no buffer or cannot be
  899. bothered.  (Basically this layer's C<Fill()> pops itself off the stack
  900. and so resumes reading from layer below.)
  901.  
  902. =item "raw"
  903.  
  904. A dummy layer which never exists on the layer stack. Instead when
  905. "pushed" it actually pops the stack removing itself, it then calls
  906. Binmode function table entry on all the layers in the stack - normally
  907. this (via PerlIOBase_binmode) removes any layers which do not have
  908. C<PERLIO_K_RAW> bit set. Layers can modify that behaviour by defining
  909. their own Binmode entry.
  910.  
  911. =item "utf8"
  912.  
  913. Another dummy layer. When pushed it pops itself and sets the
  914. C<PERLIO_F_UTF8> flag on the layer which was (and now is once more)
  915. the top of the stack.
  916.  
  917. =back
  918.  
  919. In addition F<perlio.c> also provides a number of C<PerlIOBase_xxxx()>
  920. functions which are intended to be used in the table slots of classes
  921. which do not need to do anything special for a particular method.
  922.  
  923. =head2 Extension Layers
  924.  
  925. Layers can made available by extension modules. When an unknown layer
  926. is encountered the PerlIO code will perform the equivalent of :
  927.  
  928.    use PerlIO 'layer';
  929.  
  930. Where I<layer> is the unknown layer. F<PerlIO.pm> will then attempt to:
  931.  
  932.    require PerlIO::layer;
  933.  
  934. If after that process the layer is still not defined then the C<open>
  935. will fail.
  936.  
  937. The following extension layers are bundled with perl:
  938.  
  939. =over 4
  940.  
  941. =item ":encoding"
  942.  
  943.    use Encoding;
  944.  
  945. makes this layer available, although F<PerlIO.pm> "knows" where to
  946. find it.  It is an example of a layer which takes an argument as it is
  947. called thus:
  948.  
  949.    open( $fh, "<:encoding(iso-8859-7)", $pathname );
  950.  
  951. =item ":scalar"
  952.  
  953. Provides support for reading data from and writing data to a scalar.
  954.  
  955.    open( $fh, "+<:scalar", \$scalar );
  956.  
  957. When a handle is so opened, then reads get bytes from the string value
  958. of I<$scalar>, and writes change the value. In both cases the position
  959. in I<$scalar> starts as zero but can be altered via C<seek>, and
  960. determined via C<tell>.
  961.  
  962. Please note that this layer is implied when calling open() thus:
  963.  
  964.    open( $fh, "+<", \$scalar );
  965.  
  966. =item ":via"
  967.  
  968. Provided to allow layers to be implemented as Perl code.  For instance:
  969.  
  970.    use PerlIO::via::StripHTML;
  971.    open( my $fh, "<:via(StripHTML)", "index.html" );
  972.  
  973. See L<PerlIO::via> for details.
  974.  
  975. =back
  976.  
  977. =head1 TODO
  978.  
  979. Things that need to be done to improve this document.
  980.  
  981. =over
  982.  
  983. =item *
  984.  
  985. Explain how to make a valid fh without going through open()(i.e. apply
  986. a layer). For example if the file is not opened through perl, but we
  987. want to get back a fh, like it was opened by Perl.
  988.  
  989. How PerlIO_apply_layera fits in, where its docs, was it made public?
  990.  
  991. Currently the example could be something like this:
  992.  
  993.   PerlIO *foo_to_PerlIO(pTHX_ char *mode, ...)
  994.   {
  995.       char *mode; /* "w", "r", etc */
  996.       const char *layers = ":APR"; /* the layer name */
  997.       PerlIO *f = PerlIO_allocate(aTHX);
  998.       if (!f) {
  999.           return NULL;
  1000.       }
  1001.  
  1002.       PerlIO_apply_layers(aTHX_ f, mode, layers);
  1003.  
  1004.       if (f) {
  1005.           PerlIOAPR *st = PerlIOSelf(f, PerlIOAPR);
  1006.           /* fill in the st struct, as in _open() */
  1007.           st->file = file;
  1008.           PerlIOBase(f)->flags |= PERLIO_F_OPEN;
  1009.  
  1010.           return f;
  1011.       }
  1012.       return NULL;
  1013.   }
  1014.  
  1015. =item *
  1016.  
  1017. fix/add the documentation in places marked as XXX.
  1018.  
  1019. =item *
  1020.  
  1021. The handling of errors by the layer is not specified. e.g. when $!
  1022. should be set explicitly, when the error handling should be just
  1023. delegated to the top layer.
  1024.  
  1025. Probably give some hints on using SETERRNO() or pointers to where they
  1026. can be found.
  1027.  
  1028. =item *
  1029.  
  1030. I think it would help to give some concrete examples to make it easier
  1031. to understand the API. Of course I agree that the API has to be
  1032. concise, but since there is no second document that is more of a
  1033. guide, I think that it'd make it easier to start with the doc which is
  1034. an API, but has examples in it in places where things are unclear, to
  1035. a person who is not a PerlIO guru (yet).
  1036.  
  1037. =back
  1038.  
  1039. =cut
  1040.