]> mj.ucw.cz Git - libucw.git/blob - ucw/fastbuf.h
Null fastbuf: Implemented a new "/dev/null"-like fastbuf.
[libucw.git] / ucw / fastbuf.h
1 /*
2  *      UCW Library -- Fast Buffered I/O
3  *
4  *      (c) 1997--2011 Martin Mares <mj@ucw.cz>
5  *      (c) 2004 Robert Spalek <robert@ucw.cz>
6  *      (c) 2014 Pavel Charvat <pchar@ucw.cz>
7  *
8  *      This software may be freely distributed and used according to the terms
9  *      of the GNU Lesser General Public License.
10  */
11
12 #ifndef _UCW_FASTBUF_H
13 #define _UCW_FASTBUF_H
14
15 #include <string.h>
16 #include <alloca.h>
17
18 #ifdef CONFIG_UCW_CLEAN_ABI
19 #define bbcopy_slow ucw_bbcopy_slow
20 #define bclose ucw_bclose
21 #define bclose_file_helper ucw_bclose_file_helper
22 #define bconfig ucw_bconfig
23 #define beof_slow ucw_beof_slow
24 #define bfdopen ucw_bfdopen
25 #define bfdopen_internal ucw_bfdopen_internal
26 #define bfdopen_shared ucw_bfdopen_shared
27 #define bfilesize ucw_bfilesize
28 #define bfilesync ucw_bfilesync
29 #define bfix_tmp_file ucw_bfix_tmp_file
30 #define bflush ucw_bflush
31 #define bfmmopen_internal ucw_bfmmopen_internal
32 #define bgetc_slow ucw_bgetc_slow
33 #define bgets ucw_bgets
34 #define bgets0 ucw_bgets0
35 #define bgets_bb ucw_bgets_bb
36 #define bgets_mp ucw_bgets_mp
37 #define bgets_nodie ucw_bgets_nodie
38 #define bgets_stk_init ucw_bgets_stk_init
39 #define bgets_stk_step ucw_bgets_stk_step
40 #define bopen ucw_bopen
41 #define bopen_fd_name ucw_bopen_fd_name
42 #define bopen_file ucw_bopen_file
43 #define bopen_file_try ucw_bopen_file_try
44 #define bopen_limited_fd ucw_bopen_limited_fd
45 #define bopen_tmp ucw_bopen_tmp
46 #define bopen_tmp_file ucw_bopen_tmp_file
47 #define bopen_try ucw_bopen_try
48 #define bpeekc_slow ucw_bpeekc_slow
49 #define bprintf ucw_bprintf
50 #define bputc_slow ucw_bputc_slow
51 #define bread_slow ucw_bread_slow
52 #define brefill ucw_brefill
53 #define brewind ucw_brewind
54 #define bseek ucw_bseek
55 #define bsetpos ucw_bsetpos
56 #define bskip_slow ucw_bskip_slow
57 #define bspout ucw_bspout
58 #define bthrow ucw_bthrow
59 #define bwrite_slow ucw_bwrite_slow
60 #define fb_tie ucw_fb_tie
61 #define fbatomic_internal_write ucw_fbatomic_internal_write
62 #define fbatomic_open ucw_fbatomic_open
63 #define fbbuf_init_read ucw_fbbuf_init_read
64 #define fbbuf_init_write ucw_fbbuf_init_write
65 #define fbdir_cheat ucw_fbdir_cheat
66 #define fbdir_open_fd_internal ucw_fbdir_open_fd_internal
67 #define fbgrow_create ucw_fbgrow_create
68 #define fbgrow_create_mp ucw_fbgrow_create_mp
69 #define fbgrow_get_buf ucw_fbgrow_get_buf
70 #define fbgrow_reset ucw_fbgrow_reset
71 #define fbgrow_rewind ucw_fbgrow_rewind
72 #define fbmem_clone_read ucw_fbmem_clone_read
73 #define fbmem_create ucw_fbmem_create
74 #define fbmulti_append ucw_fbmulti_append
75 #define fbmulti_create ucw_fbmulti_create
76 #define fbmulti_remove ucw_fbmulti_remove
77 #define fbpar_cf ucw_fbpar_cf
78 #define fbpar_def ucw_fbpar_def
79 #define fbpool_end ucw_fbpool_end
80 #define fbpool_init ucw_fbpool_init
81 #define fbpool_start ucw_fbpool_start
82 #define open_tmp ucw_open_tmp
83 #define temp_file_name ucw_temp_file_name
84 #define vbprintf ucw_vbprintf
85 #endif
86
87 /***
88  * === Internal structure [[internal]]
89  *
90  * Generally speaking, a fastbuf consists of a buffer and a set of callbacks.
91  * All front-end functions operate on the buffer and if the buffer becomes
92  * empty or fills up, they ask the corresponding callback to handle the
93  * situation. Back-ends then differ just in the definition of the callbacks.
94  *
95  * The state of the fastbuf is represented by a <<struct_fastbuf,`struct fastbuf`>>,
96  * which is a simple structure describing the state of the buffer (the pointers
97  * `buffer`, `bufend`), the front-end cursor (`bptr`), the back-end cursor (`bstop`),
98  * position of the back-end cursor in the file (`pos`), some flags (`flags`)
99  * and pointers to the callback functions.
100  *
101  * The buffer can be in one of the following states:
102  *
103  * 1. Flushed:
104  *
105  *    +------------------------------------+---------------------------+
106  *    | unused                             | free space                |
107  *    +------------------------------------+---------------------------+
108  *    ^              ^                     ^                           ^
109  *    buffer      <= bstop (BE pos)     <= bptr (FE pos)            <= bufend
110  *
111  *   * This schema describes a fastbuf after its initialization or @bflush().
112  *   * There is no cached data and we are ready for any read or write operation
113  *     (well, only if the back-end supports it).
114  *   * The interval `[bptr, bufend]` can be used by front-ends
115  *     for writing. If it is empty, the `spout` callback gets called
116  *     upon the first write attempt to allocate a new buffer. Otherwise
117  *     the fastbuf silently comes to the writing mode.
118  *   * When a front-end needs to read something, it calls the `refill` callback.
119  *   * The pointers can be either all non-`NULL` or all NULL.
120  *   * `bstop == bptr` in most back-ends, but it is not necessary. Some
121  *     in-memory streams take advantage of this.
122  *
123  * 2. Reading:
124  *
125  *    +------------------------------------+---------------------------+
126  *    | read data                          | unused                    |
127  *    +------------------------------------+---------------------------+
128  *    ^               ^                    ^                           ^
129  *    buffer       <= bptr (FE pos)     <= bstop (BE pos)           <= bufend
130  *
131  *   * If we try to read something, we get to the reading mode.
132  *   * No writing is allowed until a flush operation. But note that @bflush()
133  *     will simply set `bptr` to `bstop` before `spout`
134  *     and it breaks the position of the front-end's cursor,
135  *     so the user should seek afwards.
136  *   * The interval `[buffer, bstop]` contains a block of data read by the back-end.
137  *     `bptr` is the front-end's cursor which points to the next character to be read.
138  *     After the last character is read, `bptr == bstop` and the `refill` callback
139  *     gets called upon the next read attempt to bring further data.
140  *     This gives us an easy way how to implement @bungetc().
141  *
142  * 3. Writing:
143  *
144  *    +-----------------------+----------------+-----------------------+
145  *    | unused                | written data   | free space            |
146  *    +-----------------------+----------------+-----------------------+
147  *    ^            ^                           ^                       ^
148  *    buffer    <= bstop (BE pos)            < bptr (FE pos)        <= bufend
149  *
150  *   * This schema corresponds to the situation after a write attempt.
151  *   * No reading is allowed until a flush operation.
152  *   * The `bptr` points at the position where the next character
153  *     will be written to. When we want to write, but `bptr == bufend`, we call
154  *     the `spout` hook to flush the witten data and get an empty buffer.
155  *   * `bstop` usually points at the beginning of the written data,
156  *     but it is not necessary.
157  *
158  *
159  * Rules for back-ends:
160  *
161  *   - Front-ends are only allowed to change the value of `bptr`, some flags
162  *     and if a fatal error occurs, then also `bstop`. Back-ends can rely on it.
163  *   - `buffer <= bstop <= bufend` and `buffer <= bptr <= bufend`.
164  *   - `pos` should be the real position in the file corresponding to the location of `bstop` in the buffer.
165  *     It can be modified by any back-end's callback, but the position of `bptr` (`pos + (bptr - bstop)`)
166  *     must stay unchanged after `refill` or `spout`.
167  *   - Failed callbacks (except `close`) should use @bthrow().
168  *   - Any callback pointer may be NULL in case the callback is not implemented.
169  *   - Callbacks can change not only `bptr` and `bstop`, but also the location and size of the buffer;
170  *     the fb-mem back-end takes advantage of it.
171  *
172  *   - Initialization:
173  *     * out: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend` (flushed).
174  *     * @fb_tie() should be called on the newly created fastbuf.
175  *
176  *   - `refill`:
177  *     * in: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend` (reading or flushed).
178  *     * out: `buffer <= bptr <= bstop <= bufend` (reading).
179  *     * Resulting `bptr == bstop` signals the end of file.
180  *       The next reading attempt will again call `refill` which can succeed this time.
181  *     * The callback must also return zero on EOF (iff `bptr == bstop`).
182  *
183  *   - `spout`:
184  *     * in: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend` (writing or flushed).
185  *     * out: `buffer <= bstop <= bptr < bufend` (flushed).
186  *
187  *   - `seek`:
188  *     * in: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend` (flushed).
189  *     * in: `(ofs >= 0 && whence == SEEK_SET) || (ofs <= 0 && whence == SEEK_END)`.
190  *     * out: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend` (flushed).
191  *
192  *   - `close`:
193  *     * in: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend` (flushed or after @bthrow()).
194  *     * `close` must always free all internal structures, even when it throws an exception.
195  ***/
196
197 /**
198  * This structure contains the state of the fastbuf. See the discussion above
199  * for how it works.
200  **/
201 struct fastbuf {
202   byte *bptr, *bstop;                           /* State of the buffer */
203   byte *buffer, *bufend;                        /* Start and end of the buffer */
204   char *name;                                   /* File name (used for error messages) */
205   ucw_off_t pos;                                /* Position of bstop in the file */
206   uns flags;                                    /* See enum fb_flags */
207   int (*refill)(struct fastbuf *);              /* Get a buffer with new data, returns 0 on EOF */
208   void (*spout)(struct fastbuf *);              /* Write buffer data to the file */
209   int (*seek)(struct fastbuf *, ucw_off_t, int);/* Slow path for @bseek(), buffer already flushed; returns success */
210   void (*close)(struct fastbuf *);              /* Close the stream */
211   int (*config)(struct fastbuf *, uns, int);    /* Configure the stream */
212   int can_overwrite_buffer;                     /* Can the buffer be altered? 0=never, 1=temporarily, 2=permanently */
213   struct resource *res;                         /* The fastbuf can be tied to a resource pool */
214 };
215
216 /**
217  * Fastbuf flags
218  */
219 enum fb_flags {
220   FB_DEAD = 0x1,                                /* Some fastbuf's method has thrown an exception */
221   FB_DIE_ON_EOF = 0x2,                          /* Most of read operations throw "fb.eof" on EOF */
222 };
223
224 /** Tie a fastbuf to a resource in the current resource pool. Returns the pointer to the same fastbuf. **/
225 struct fastbuf *fb_tie(struct fastbuf *b);      /* Tie fastbuf to a resource if there is an active pool */
226
227 /***
228  * === Fastbuf on files [[fbparam]]
229  *
230  * If you want to use fastbufs to access files, you can choose one of several
231  * back-ends and set their parameters.
232  ***/
233
234 /**
235  * Back-end types
236  */
237 enum fb_type {
238   FB_STD,                               /* Standard buffered I/O */
239   FB_DIRECT,                            /* Direct I/O bypassing system caches (see fb-direct.c for a description) */
240   FB_MMAP                               /* Memory mapped files */
241 };
242
243 /**
244  * When you open a file fastbuf, you can use this structure to select a back-end
245  * and set its parameters. If you want just an "ordinary" file stream, you can
246  * happily pass NULL instead and the defaults from the configuration file (or
247  * hard-wired defaults if no config file has been read) will be used.
248  */
249 struct fb_params {
250   enum fb_type type;                    /* The chosen back-end */
251   uns buffer_size;                      /* 0 for default size */
252   uns keep_back_buf;                    /* FB_STD: optimize for bi-directional access */
253   uns read_ahead;                       /* FB_DIRECT options */
254   uns write_back;
255   struct asio_queue *asio;
256 };
257
258 struct cf_section;
259 extern struct cf_section fbpar_cf;      /** Configuration section with which you can fill the `fb_params` **/
260 extern struct fb_params fbpar_def;      /** The default `fb_params` **/
261
262 /**
263  * Opens a file with file mode @mode (see the man page of open()).
264  * Use @params to select the fastbuf back-end and its parameters or
265  * pass NULL if you are fine with defaults.
266  *
267  * Raises `ucw.fb.open` if the file does not exist.
268  **/
269 struct fastbuf *bopen_file(const char *name, int mode, struct fb_params *params);
270 struct fastbuf *bopen_file_try(const char *name, int mode, struct fb_params *params); /** Like @bopen_file(), but returns NULL on failure. **/
271
272 /**
273  * Opens a temporary file.
274  * It is placed with other temp files and it is deleted when closed.
275  * Again, use NULL for @params if you want the defaults.
276  **/
277 struct fastbuf *bopen_tmp_file(struct fb_params *params);
278
279 /**
280  * Creates a fastbuf from a file descriptor @fd and sets its filename
281  * to @name (the name is used only in error messages).
282  * When the fastbuf is closed, the fd is closed as well. You can override
283  * this behavior by calling @bconfig().
284  */
285 struct fastbuf *bopen_fd_name(int fd, struct fb_params *params, const char *name);
286 static inline struct fastbuf *bopen_fd(int fd, struct fb_params *params) /** Same as above, but with an auto-generated filename. **/
287 {
288   return bopen_fd_name(fd, params, NULL);
289 }
290
291 /**
292  * Flushes all buffers and makes sure that they are written to the disk.
293  **/
294 void bfilesync(struct fastbuf *b);
295
296 /***
297  * === Fastbufs on regular files [[fbfile]]
298  *
299  * If you want to use the `FB_STD` back-end and not worry about setting
300  * up any parameters, there is a couple of shortcuts.
301  ***/
302
303 struct fastbuf *bopen(const char *name, uns mode, uns buflen);          /** Equivalent to @bopen_file() with `FB_STD` back-end. **/
304 struct fastbuf *bopen_try(const char *name, uns mode, uns buflen);      /** Equivalent to @bopen_file_try() with `FB_STD` back-end. **/
305 struct fastbuf *bopen_tmp(uns buflen);                                  /** Equivalent to @bopen_tmp_file() with `FB_STD` back-end. **/
306 struct fastbuf *bfdopen(int fd, uns buflen);                            /** Equivalent to @bopen_fd() with `FB_STD` back-end. **/
307 struct fastbuf *bfdopen_shared(int fd, uns buflen);                     /** Like @bfdopen(), but it does not close the @fd on @bclose(). **/
308
309 /***
310  * === Temporary files [[fbtemp]]
311  *
312  * Usually, @bopen_tmp_file() is the best way how to come to a temporary file.
313  * However, in some specific cases you can need more, so there is also a set
314  * of more general functions.
315  ***/
316
317 #define TEMP_FILE_NAME_LEN 256
318
319 /**
320  * Generates a temporary filename and stores it to the @name_buf (of size
321  * at least * `TEMP_FILE_NAME_LEN`). If @open_flags are not NULL, flags that
322  * should be OR-ed with other flags to open() will be stored there.
323  *
324  * The location and style of temporary files is controlled by the configuration.
325  * By default, the system temp directory (`$TMPDIR` or `/tmp`) is used.
326  *
327  * If the location is a publicly writeable directory (like `/tmp`), the
328  * generated filename cannot be guaranteed to be unique, so @open_flags
329  * will include `O_EXCL` and you have to check the result of open() and
330  * iterate if needed.
331  *
332  * This function is not specific to fastbufs, it can be used separately.
333  **/
334 void temp_file_name(char *name_buf, int *open_flags);
335
336 /**
337  * Opens a temporary file and returns its file descriptor.
338  * You specify the file @mode and @open_flags passed to open().
339  *
340  * If the @name_buf (of at last `TEMP_FILE_NAME_LEN` chars) is not NULL,
341  * the filename is also stored in it.
342  *
343  * This function is not specific to fastbufs, it can be used separately.
344  */
345 int open_tmp(char *name_buf, int open_flags, int mode);
346
347 /**
348  * Sometimes, a file is created as temporary and then moved to a stable
349  * location. This function takes a fastbuf created by @bopen_tmp_file()
350  * or @bopen_tmp(), marks it as permanent, closes it and renames it to
351  * @name.
352  *
353  * Please note that it assumes that the temporary file and the @name
354  * are on the same volume (otherwise, rename() fails), so you might
355  * want to configure a special location for the temporary files
356  * beforehand.
357  */
358 void bfix_tmp_file(struct fastbuf *fb, const char *name);
359
360 /* Internal functions of some file back-ends */
361
362 struct fastbuf *bfdopen_internal(int fd, const char *name, uns buflen);
363 struct fastbuf *bfmmopen_internal(int fd, const char *name, uns mode);
364
365 #ifdef CONFIG_UCW_FB_DIRECT
366 extern uns fbdir_cheat;
367 struct asio_queue;
368 struct fastbuf *fbdir_open_fd_internal(int fd, const char *name, struct asio_queue *io_queue, uns buffer_size, uns read_ahead, uns write_back);
369 #endif
370
371 void bclose_file_helper(struct fastbuf *f, int fd, int is_temp_file);
372
373 /***
374  * === Fastbufs on file fragments [[fblim]]
375  *
376  * The `fblim` back-end reads from a file handle, but at most a given
377  * number of bytes. This is frequently used for reading from sockets.
378  ***/
379
380 struct fastbuf *bopen_limited_fd(int fd, uns bufsize, uns limit); /** Create a fastbuf which reads at most @limit bytes from @fd. **/
381
382 /***
383  * === Fastbufs on in-memory streams [[fbmem]]
384  *
385  * The `fbmem` back-end keeps the whole contents of the stream
386  * in memory (as a linked list of memory blocks, so address space
387  * fragmentation is avoided).
388  *
389  * First, you use @fbmem_create() to create the stream and the fastbuf
390  * used for writing to it. Then you can call @fbmem_clone_read() to get
391  * an arbitrary number of fastbuf for reading from the stream.
392  ***/
393
394 struct fastbuf *fbmem_create(uns blocksize);            /** Create stream and return its writing fastbuf. **/
395 struct fastbuf *fbmem_clone_read(struct fastbuf *f);    /** Given a writing fastbuf, create a new reading fastbuf. **/
396
397 /***
398  * === Fastbufs on static buffers [[fbbuf]]
399  *
400  * The `fbbuf` back-end stores the stream in a given block of memory.
401  * This is useful for parsing and generating of complex data structures.
402  ***/
403
404 /**
405  * Creates a read-only fastbuf that takes its data from a given buffer.
406  * The fastbuf structure is allocated by the caller and pointed to by @f.
407  * The @buffer and @size specify the location and size of the buffer.
408  *
409  * In some cases, the front-ends can take advantage of rewriting the contents
410  * of the buffer temporarily. In this case, set @can_overwrite as described
411  * in <<internal,Internals>>. If you do not care, keep @can_overwrite zero.
412  *
413  * It is not possible to close this fastbuf. This implies that no tying to
414  * resources takes place.
415  */
416 void fbbuf_init_read(struct fastbuf *f, byte *buffer, uns size, uns can_overwrite);
417
418 /**
419  * Creates a write-only fastbuf which writes into a provided memory buffer.
420  * The fastbuf structure is allocated by the caller and pointed to by @f.
421  * An attempt to write behind the end of the buffer causes the `ucw.fb.write` exception.
422  *
423  * Data are written directly into the buffer, so it is not necessary to call @bflush()
424  * at any moment.
425  *
426  * It is not possible to close this fastbuf. This implies that no tying to
427  * resources takes place.
428  */
429 void fbbuf_init_write(struct fastbuf *f, byte *buffer, uns size);
430
431 static inline uns fbbuf_count_written(struct fastbuf *f) /** Calculates, how many bytes were already written into the buffer. **/
432 {
433   return f->bptr - f->bstop;
434 }
435
436 /***
437  * === Fastbuf on recyclable growing buffers [[fbgrow]]
438  *
439  * The `fbgrow` back-end keeps the stream in a contiguous buffer stored in the
440  * main memory, but unlike <<fbmem,`fbmem`>>, the buffer does not have a fixed
441  * size and it is expanded to accomodate all data.
442  *
443  * At every moment, you can use `fastbuf->buffer` to gain access to the stream.
444  ***/
445
446 struct mempool;
447
448 struct fastbuf *fbgrow_create(unsigned basic_size);     /** Create the growing buffer pre-allocated to @basic_size bytes. **/
449 struct fastbuf *fbgrow_create_mp(struct mempool *mp, unsigned basic_size); /** Create the growing buffer pre-allocated to @basic_size bytes. **/
450 void fbgrow_reset(struct fastbuf *b);                   /** Reset stream and prepare for writing. **/
451 void fbgrow_rewind(struct fastbuf *b);                  /** Prepare for reading (of already written data). **/
452
453 /**
454  * Can be used in any state of @b (for example when writing or after
455  * @fbgrow_rewind()) to return the pointer to internal buffer and its length in
456  * bytes. The returned buffer can be invalidated by further requests.
457  **/
458 uns fbgrow_get_buf(struct fastbuf *b, byte **buf);
459
460 /***
461  * === Fastbuf on memory pools [[fbpool]]
462  *
463  * The write-only `fbpool` back-end also keeps the stream in a contiguous
464  * buffer, but this time the buffer is allocated from within a memory pool.
465  ***/
466
467 struct fbpool { /** Structure for fastbufs & mempools. **/
468   struct fastbuf fb;
469   struct mempool *mp;
470 };
471
472 /**
473  * Initialize a new `fbpool`. The structure is allocated by the caller,
474  * so @bclose() should not be called and no resource tying takes place.
475  **/
476 void fbpool_init(struct fbpool *fb);    /** Initialize a new mempool fastbuf. **/
477 /**
478  * Start a new continuous block and prepare for writing (see <<mempool:mp_start()>>).
479  * Provide the memory pool you want to use for this block as @mp.
480  **/
481 void fbpool_start(struct fbpool *fb, struct mempool *mp, uns init_size);
482 /**
483  * Close the block and return the address of its start (see <<mempool:mp_end()>>).
484  * The length can be determined by calling <<mempool:mp_size(mp, ptr)>>.
485  **/
486 void *fbpool_end(struct fbpool *fb);
487
488 /***
489  * === Atomic files for multi-threaded programs [[fbatomic]]
490  *
491  * This fastbuf backend is designed for cases when several threads
492  * of a single program append records to a common file and while the
493  * record can mix in an arbitrary way, the bytes inside a single
494  * record must remain uninterrupted.
495  *
496  * In case of files with fixed record size, we just allocate the
497  * buffer to hold a whole number of records and take advantage
498  * of the atomicity of the write() system call.
499  *
500  * With variable-sized records, we need another solution: when
501  * writing a record, we keep the fastbuf in a locked state, which
502  * prevents buffer flushing (and if the buffer becomes full, we extend it),
503  * and we wait for an explicit commit operation which write()s the buffer
504  * if the free space in the buffer falls below the expected maximum record
505  * length.
506  *
507  * Please note that initialization of the clones is not thread-safe,
508  * so you have to serialize it yourself.
509  ***/
510
511 struct fb_atomic {
512   struct fastbuf fb;
513   struct fb_atomic_file *af;
514   byte *expected_max_bptr;
515   uns slack_size;
516 };
517
518 /**
519  * Open an atomic fastbuf.
520  * If @master is NULL, the file @name is opened. If it is non-null,
521  * a new clone of an existing atomic fastbuf is created.
522  *
523  * If the file has fixed record length, just set @record_len to it.
524  * Otherwise set @record_len to the expected maximum record length
525  * with a negative sign (you need not fit in this length, but as long
526  * as you do, the fastbuf is more efficient) and call @fbatomic_commit()
527  * after each record.
528  *
529  * You can specify @record_len, if it is known (for optimisations).
530  *
531  * The file is closed when all fastbufs using it are closed.
532  **/
533 struct fastbuf *fbatomic_open(const char *name, struct fastbuf *master, uns bufsize, int record_len);
534 void fbatomic_internal_write(struct fastbuf *b);
535
536 /**
537  * Declare that you have finished writing a record. This is required only
538  * if a fixed record size was not specified.
539  **/
540 static inline void fbatomic_commit(struct fastbuf *b)
541 {
542   if (b->bptr >= ((struct fb_atomic *)b)->expected_max_bptr)
543     fbatomic_internal_write(b);
544 }
545
546 /*** === Null fastbufs ***/
547
548 /**
549  * Creates a new "/dev/null"-like  fastbuf.
550  * Any read attempt returns an EOF, any write attempt is silently ignored.
551  **/
552 struct fastbuf *fbnull_open(uns bufsize);
553
554 /**
555  * Can be used by any back-end to switch it to the null mode.
556  * You need to provide at least one byte long buffer for writing.
557  **/
558 void fbnull_start(struct fastbuf *b, byte *buf, uns bufsize);
559
560 /**
561  * Checks whether a fastbuf has been switched to the null mode.
562  **/
563 bool fbnull_test(struct fastbuf *b);
564
565 /***
566  * === Fastbufs atop other fastbufs [[fbmulti]]
567  *
568  * Imagine some code which does massive string processing. It takes an input
569  * buffer, writes a part of it into an output buffer, then some other string
570  * and then the remaining part of the input buffer. Or anything else where you
571  * copy all the data at each stage of the complicated process.
572  *
573  * This backend takes multiple fastbufs and concatenates them formally into
574  * one. You may then read them consecutively as they were one fastbuf at all.
575  *
576  * This backend is read-only.
577  *
578  * This backend is seekable iff all of the supplied fastbufs are seekable.
579  *
580  * You aren't allowed to do anything with the underlying buffers while these
581  * are connected into fbmulti.
582  *
583  * The fbmulti is inited by @fbmulti_create(). It returns an empty fbmulti.
584  * Then you call @fbmulti_append() for each fbmulti.
585  *
586  * If @bclose() is called on fbmulti, all the underlying buffers get closed
587  * recursively.
588  *
589  * If you want to keep an underlying fastbuf open after @bclose, just remove it
590  * by @fbmulti_remove where the second parameter is a pointer to the removed
591  * fastbuf. If you pass NULL, all the underlying fastbufs are removed.
592  *
593  * After @fbmulti_remove, the state of the fbmulti is undefined. The only allowed
594  * operation is either another @fbmulti_remove or @bclose on the fbmulti.
595  ***/
596
597 /**
598  * Create an empty fbmulti
599  **/
600 struct fastbuf *fbmulti_create(void);
601
602 /**
603  * Append a fb to fbmulti
604  **/
605 void fbmulti_append(struct fastbuf *f, struct fastbuf *fb);
606
607 /**
608  * Remove a fb from fbmulti
609  **/
610 void fbmulti_remove(struct fastbuf *f, struct fastbuf *fb);
611
612 /*** === Configuring stream parameters [[bconfig]] ***/
613
614 enum bconfig_type {                     /** Parameters that could be configured. **/
615   BCONFIG_IS_TEMP_FILE,                 /* 0=normal file, 1=temporary file, 2=shared fd */
616   BCONFIG_KEEP_BACK_BUF,                /* Optimize for bi-directional access */
617 };
618
619 int bconfig(struct fastbuf *f, uns type, int data); /** Configure a fastbuf. Returns previous value. **/
620
621 /*** === Universal functions working on all fastbuf's [[ffbasic]] ***/
622
623 /**
624  * Close and free fastbuf.
625  * Can not be used for fastbufs not returned from function (initialized in a parameter, for example the one from `fbbuf_init_read`).
626  */
627 void bclose(struct fastbuf *f);
628 void bthrow(struct fastbuf *f, const char *id, const char *fmt, ...) FORMAT_CHECK(printf,3,4) NONRET;   /** Throw exception on a given fastbuf **/
629 int brefill(struct fastbuf *f, int allow_eof);
630 void bspout(struct fastbuf *f);
631 void bflush(struct fastbuf *f);                                 /** Write data (if it makes any sense, do not use for in-memory buffers). **/
632 void bseek(struct fastbuf *f, ucw_off_t pos, int whence);       /** Seek in the buffer. See `man fseek` for description of @whence. Only for seekable fastbufs. **/
633 void bsetpos(struct fastbuf *f, ucw_off_t pos);                 /** Set position to @pos bytes from beginning. Only for seekable fastbufs. **/
634 void brewind(struct fastbuf *f);                                /** Go to the beginning of the fastbuf. Only for seekable ones. **/
635 ucw_off_t bfilesize(struct fastbuf *f);                         /** How large is the file? -1 if not seekable. **/
636
637 static inline ucw_off_t btell(struct fastbuf *f)                /** Where am I (from the beginning)? **/
638 {
639   return f->pos + (f->bptr - f->bstop);
640 }
641
642 int bgetc_slow(struct fastbuf *f);
643 static inline int bgetc(struct fastbuf *f)                      /** Return next character from the buffer. **/
644 {
645   return (f->bptr < f->bstop) ? (int) *f->bptr++ : bgetc_slow(f);
646 }
647
648 int bpeekc_slow(struct fastbuf *f);
649 static inline int bpeekc(struct fastbuf *f)                     /** Return next character from the buffer, but keep the current position. **/
650 {
651   return (f->bptr < f->bstop) ? (int) *f->bptr : bpeekc_slow(f);
652 }
653
654 int beof_slow(struct fastbuf *f);
655 static inline int beof(struct fastbuf *f)                       /** Have I reached EOF? **/
656 {
657   return (f->bptr < f->bstop) ? 0 : beof_slow(f);
658 }
659
660 static inline void bungetc(struct fastbuf *f)                   /** Return last read character back. Only one back is guaranteed to work. **/
661 {
662   f->bptr--;
663 }
664
665 void bputc_slow(struct fastbuf *f, uns c);
666 static inline void bputc(struct fastbuf *f, uns c)              /** Write a single character. **/
667 {
668   if (f->bptr < f->bufend)
669     *f->bptr++ = c;
670   else
671     bputc_slow(f, c);
672 }
673
674 static inline uns bavailr(struct fastbuf *f)                    /** Return the length of the cached data to be read. Do not use directly. **/
675 {
676   return f->bstop - f->bptr;
677 }
678
679 static inline uns bavailw(struct fastbuf *f)                    /** Return the length of the buffer available for writing. Do not use directly. **/
680 {
681   return f->bufend - f->bptr;
682 }
683
684 uns bread_slow(struct fastbuf *f, void *b, uns l, uns check);
685 /**
686  * Read at most @l bytes of data into @b.
687  * Returns number of bytes read.
688  * 0 means end of file.
689  */
690 static inline uns bread(struct fastbuf *f, void *b, uns l)
691 {
692   if (bavailr(f) >= l)
693     {
694       memcpy(b, f->bptr, l);
695       f->bptr += l;
696       return l;
697     }
698   else
699     return bread_slow(f, b, l, 0);
700 }
701
702 /**
703  * Reads exactly @l bytes of data into @b.
704  * If at the end of file, it returns 0.
705  * If there are data, but less than @l, it raises `ucw.fb.eof`.
706  */
707 static inline uns breadb(struct fastbuf *f, void *b, uns l)
708 {
709   if (bavailr(f) >= l)
710     {
711       memcpy(b, f->bptr, l);
712       f->bptr += l;
713       return l;
714     }
715   else
716     return bread_slow(f, b, l, 1);
717 }
718
719 void bwrite_slow(struct fastbuf *f, const void *b, uns l);
720 static inline void bwrite(struct fastbuf *f, const void *b, uns l) /** Writes buffer @b of length @l into fastbuf. **/
721 {
722   if (bavailw(f) >= l)
723     {
724       memcpy(f->bptr, b, l);
725       f->bptr += l;
726     }
727   else
728     bwrite_slow(f, b, l);
729 }
730
731 /**
732  * Reads a line into @b and strips trailing `\n`.
733  * Returns pointer to the terminating 0 or NULL on `EOF`.
734  * Raises `ucw.fb.toolong` if the line is longer than @l.
735  **/
736 char *bgets(struct fastbuf *f, char *b, uns l);
737 char *bgets0(struct fastbuf *f, char *b, uns l);        /** The same as @bgets(), but for 0-terminated strings. **/
738 /**
739  * Returns either length of read string (excluding the terminator) or -1 if it is too long.
740  * In such cases exactly @l bytes are read.
741  */
742 int bgets_nodie(struct fastbuf *f, char *b, uns l);
743
744 struct mempool;
745 struct bb_t;
746 /**
747  * Read a string, strip the trailing `\n` and store it into growing buffer @b.
748  * Raises `ucw.fb.toolong` if the line is longer than @limit.
749  **/
750 uns bgets_bb(struct fastbuf *f, struct bb_t *b, uns limit);
751 /**
752  * Read a string, strip the trailing `\n` and store it into buffer allocated from a memory pool.
753  **/
754 char *bgets_mp(struct fastbuf *f, struct mempool *mp);
755
756 struct bgets_stk_struct {
757   struct fastbuf *f;
758   byte *old_buf, *cur_buf, *src;
759   uns old_len, cur_len, src_len;
760 };
761 void bgets_stk_init(struct bgets_stk_struct *s);
762 void bgets_stk_step(struct bgets_stk_struct *s);
763
764 /**
765  * Read a string, strip the trailing `\n` and store it on the stack (allocated using alloca()).
766  **/
767 #define bgets_stk(fb) \
768   ({ struct bgets_stk_struct _s; _s.f = (fb); for (bgets_stk_init(&_s); _s.cur_len; _s.cur_buf = alloca(_s.cur_len), bgets_stk_step(&_s)); _s.cur_buf; })
769
770 /**
771  * Write a string, without 0 or `\n` at the end.
772  **/
773 static inline void bputs(struct fastbuf *f, const char *b)
774 {
775   bwrite(f, b, strlen(b));
776 }
777
778 /**
779  * Write string, including terminating 0.
780  **/
781 static inline void bputs0(struct fastbuf *f, const char *b)
782 {
783   bwrite(f, b, strlen(b)+1);
784 }
785
786 /**
787  * Write string and append a newline to the end.
788  **/
789 static inline void bputsn(struct fastbuf *f, const char *b)
790 {
791   bputs(f, b);
792   bputc(f, '\n');
793 }
794
795 void bbcopy_slow(struct fastbuf *f, struct fastbuf *t, uns l);
796 /**
797  * Copy @l bytes of data from fastbuf @f to fastbuf @t.
798  * `UINT_MAX` (`~0U`) means all data, even if more than `UINT_MAX` bytes remain.
799  **/
800 static inline void bbcopy(struct fastbuf *f, struct fastbuf *t, uns l)
801 {
802   if (bavailr(f) >= l && bavailw(t) >= l)
803     {
804       memcpy(t->bptr, f->bptr, l);
805       t->bptr += l;
806       f->bptr += l;
807     }
808   else
809     bbcopy_slow(f, t, l);
810 }
811
812 int bskip_slow(struct fastbuf *f, uns len);
813 static inline int bskip(struct fastbuf *f, uns len) /** Skip @len bytes without reading them. **/
814 {
815   if (bavailr(f) >= len)
816     {
817       f->bptr += len;
818       return 1;
819     }
820   else
821     return bskip_slow(f, len);
822 }
823
824 /*** === Direct I/O on buffers ***/
825
826 /**
827  * Begin direct reading from fastbuf's internal buffer to avoid unnecessary copying.
828  * The function returns a buffer @buf together with its length in bytes (zero means EOF)
829  * with cached data to be read.
830  *
831  * Some back-ends allow the user to modify the data in the returned buffer to avoid unnecessary.
832  * If the back-end allows such modifications, it can set `f->can_overwrite_buffer` accordingly:
833  *
834  *   - 0 if no modification is allowed,
835  *   - 1 if the user can modify the buffer on the condition that
836  *       the modifications will be undone before calling the next
837  *       fastbuf operation
838  *   - 2 if the user is allowed to overwrite the data in the buffer
839  *       if @bdirect_read_commit_modified() is called afterwards.
840  *       In this case, the back-end must be prepared for trimming
841  *       of the buffer which is done by the commit function.
842  *
843  * The reading must be ended by @bdirect_read_commit() or @bdirect_read_commit_modified(),
844  * unless the user did not read or modify anything.
845  **/
846 static inline uns bdirect_read_prepare(struct fastbuf *f, byte **buf)
847 {
848   if (f->bptr == f->bstop && !f->refill(f))
849     {
850       *buf = NULL;  // This is not needed, but it helps to get rid of spurious warnings
851       return 0;
852     }
853   *buf = f->bptr;
854   return bavailr(f);
855 }
856
857 /**
858  * End direct reading started by @bdirect_read_prepare() and move the cursor at @pos.
859  * Data in the returned buffer must be same as after @bdirect_read_prepare() and
860  * @pos must point somewhere inside the buffer.
861  **/
862 static inline void bdirect_read_commit(struct fastbuf *f, byte *pos)
863 {
864   f->bptr = pos;
865 }
866
867 /**
868  * Similar to @bdirect_read_commit(), but accepts also modified data before @pos.
869  * Note that such modifications are supported only if `f->can_overwrite_buffer == 2`.
870  **/
871 static inline void bdirect_read_commit_modified(struct fastbuf *f, byte *pos)
872 {
873   f->bptr = pos;
874   f->buffer = pos;      /* Avoid seeking backwards in the buffer */
875 }
876
877 /**
878  * Start direct writing to fastbuf's internal buffer to avoid copy overhead.
879  * The function returns the length of the buffer in @buf (at least one byte)
880  * where we can write to. The operation must be ended by @bdirect_write_commit(),
881  * unless nothing is written.
882  **/
883 static inline uns bdirect_write_prepare(struct fastbuf *f, byte **buf)
884 {
885   if (f->bptr == f->bufend)
886     f->spout(f);
887   *buf = f->bptr;
888   return bavailw(f);
889 }
890
891 /**
892  * Commit the data written to the buffer returned by @bdirect_write_prepare().
893  * The length is specified by @pos which must point just after the written data.
894  * Also moves the cursor to @pos.
895  **/
896 static inline void bdirect_write_commit(struct fastbuf *f, byte *pos)
897 {
898   f->bptr = pos;
899 }
900
901 /*** === Formatted output ***/
902
903 /**
904  * printf into a fastbuf.
905  **/
906 int bprintf(struct fastbuf *b, const char *msg, ...)
907   FORMAT_CHECK(printf,2,3);
908 int vbprintf(struct fastbuf *b, const char *msg, va_list args); /** vprintf into a fastbuf. **/
909
910 #endif