]> mj.ucw.cz Git - libucw.git/blob - ucw/fastbuf.h
Automatic tying of fastbufs to resources.
[libucw.git] / ucw / fastbuf.h
1 /*
2  *      UCW Library -- Fast Buffered I/O
3  *
4  *      (c) 1997--2008 Martin Mares <mj@ucw.cz>
5  *      (c) 2004 Robert Spalek <robert@ucw.cz>
6  *
7  *      This software may be freely distributed and used according to the terms
8  *      of the GNU Lesser General Public License.
9  */
10
11 #ifndef _UCW_FASTBUF_H
12 #define _UCW_FASTBUF_H
13
14 #include <string.h>
15 #include <alloca.h>
16
17 /***
18  * === Internal structure [[internal]]
19  *
20  * Generally speaking, a fastbuf consists of a buffer and a set of callbacks.
21  * All front-end functions operate on the buffer and if the buffer becomes
22  * empty or fills up, they ask the corresponding callback to handle the
23  * situation. Back-ends then differ just in the definition of the callbacks.
24  *
25  * The state of the fastbuf is represented by a <<struct_fastbuf,`struct fastbuf`>>,
26  * which is a simple structure describing the state of the buffer (the pointers
27  * `buffer`, `bufend`), the front-end cursor (`bptr`), the back-end cursor (`bstop`),
28  * position of the back-end cursor in the file (`pos`), some flags (`flags`)
29  * and pointers to the callback functions.
30  *
31  * The buffer can be in one of the following states:
32  *
33  * 1. Flushed:
34  *
35  *    +------------------------------------+---------------------------+
36  *    | unused                             | free space                |
37  *    +------------------------------------+---------------------------+
38  *    ^              ^                     ^                           ^
39  *    buffer      <= bstop (BE pos)     <= bptr (FE pos)            <= bufend
40  *
41  *   * This schema describes a fastbuf after its initialization or bflush().
42  *   * There is no cached data and we are ready for any read or write operation
43  *     (well, only if the back-end supports it).
44  *   * The interval `[bptr, bufend]` can be used by front-ends
45  *     for writing. If it is empty, the `spout` callback gets called
46  *     upon the first write attempt to allocate a new buffer. Otherwise
47  *     the fastbuf silently comes to the writing mode.
48  *   * When a front-end needs to read something, it calls the `refill` callback.
49  *   * The pointers can be either all non-`NULL` or all NULL.
50  *   * `bstop == bptr` in most back-ends, but it is not necessary. Some
51  *     in-memory streams take advantage of this.
52  *
53  * 2. Reading:
54  *
55  *    +------------------------------------+---------------------------+
56  *    | read data                          | unused                    |
57  *    +------------------------------------+---------------------------+
58  *    ^               ^                    ^                           ^
59  *    buffer       <= bptr (FE pos)     <= bstop (BE pos)           <= bufend
60  *
61  *   * If we try to read something, we get to the reading mode.
62  *   * No writing is allowed until a flush operation. But note that @bflush()
63  *     will simply set `bptr` to `bstop` before `spout`
64  *     and it breaks the position of the front-end's cursor,
65  *     so the user should seek afwards.
66  *   * The interval `[buffer, bstop]` contains a block of data read by the back-end.
67  *     `bptr` is the front-end's cursor which points to the next character to be read.
68  *     After the last character is read, `bptr == bstop` and the `refill` callback
69  *     gets called upon the next read attempt to bring further data.
70  *     This gives us an easy way how to implement @bungetc().
71  *
72  * 3. Writing:
73  *
74  *    +-----------------------+----------------+-----------------------+
75  *    | unused                | written data   | free space            |
76  *    +-----------------------+----------------+-----------------------+
77  *    ^            ^                           ^                       ^
78  *    buffer    <= bstop (BE pos)            < bptr (FE pos)        <= bufend
79  *
80  *   * This schema corresponds to the situation after a write attempt.
81  *   * No reading is allowed until a flush operation.
82  *   * The `bptr` points at the position where the next character
83  *     will be written to. When we want to write, but `bptr == bufend`, we call
84  *     the `spout` hook to flush the witten data and get an empty buffer.
85  *   * `bstop` usually points at the beginning of the written data,
86  *     but it is not necessary.
87  *
88  *
89  * Rules for back-ends:
90  *
91  *   - Front-ends are only allowed to change the value of `bptr`, some flags
92  *     and if a fatal error occurs, then also `bstop`. Back-ends can rely on it.
93  *   - `buffer <= bstop <= bufend` and `buffer <= bptr <= bufend`.
94  *   - `pos` should be the real position in the file corresponding to the location of `bstop` in the buffer.
95  *     It can be modified by any back-end's callback, but the position of `bptr` (`pos + (bptr - bstop)`)
96  *     must stay unchanged after `refill` or `spout`.
97  *   - Failed callbacks (except `close`) should use @bthrow().
98  *   - Any callback pointer may be NULL in case the callback is not implemented.
99  *   - Callbacks can change not only `bptr` and `bstop`, but also the location and size of the buffer;
100  *     the fb-mem back-end takes advantage of it.
101  *
102  *   - Initialization:
103  *     * out: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend` (flushed).
104  *
105  *   - `refill`:
106  *     * in: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend` (reading or flushed).
107  *     * out: `buffer <= bptr <= bstop <= bufend` (reading).
108  *     * Resulting `bptr == bstop` signals the end of file.
109  *       The next reading attempt will again call `refill` which can succeed this time.
110  *     * The callback must also return zero on EOF (iff `bptr == bstop`).
111  *
112  *   - `spout`:
113  *     * in: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend` (writing or flushed).
114  *     * out: `buffer <= bstop <= bptr < bufend` (flushed).
115  *
116  *   - `seek`:
117  *     * in: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend` (flushed).
118  *     * in: `(ofs >= 0 && whence == SEEK_SET) || (ofs <= 0 && whence == SEEK_END)`.
119  *     * out: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend` (flushed).
120  *
121  *   - `close`:
122  *     * in: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend` (flushed or after @bthrow()).
123  *     * `close` must always free all internal structures, even when it throws an exception.
124  ***/
125
126 /**
127  * This structure contains the state of the fastbuf. See the discussion above
128  * for how it works.
129  **/
130 struct fastbuf {
131   byte is_fastbuf[0];                           /* Dummy field for checking of type casts */
132   byte *bptr, *bstop;                           /* State of the buffer */
133   byte *buffer, *bufend;                        /* Start and end of the buffer */
134   char *name;                                   /* File name (used for error messages) */
135   ucw_off_t pos;                                /* Position of bstop in the file */
136   int (*refill)(struct fastbuf *);              /* Get a buffer with new data, returns 0 on EOF */
137   void (*spout)(struct fastbuf *);              /* Write buffer data to the file */
138   int (*seek)(struct fastbuf *, ucw_off_t, int);/* Slow path for @bseek(), buffer already flushed; returns success */
139   void (*close)(struct fastbuf *);              /* Close the stream */
140   int (*config)(struct fastbuf *, uns, int);    /* Configure the stream */
141   int can_overwrite_buffer;                     /* Can the buffer be altered? 0=never, 1=temporarily, 2=permanently */
142   struct resource *res;                         /* The fastbuf can be tied to a resource pool */
143 };
144
145 void fb_tie(struct fastbuf *b);                 /* Tie fastbuf to a resource if there is an active pool */
146
147 /***
148  * === Fastbuf on files [[fbparam]]
149  *
150  * If you want to use fastbufs to access files, you can choose one of several
151  * back-ends and set their parameters.
152  *
153  * All file fastbufs are tied to resources automatically.
154  ***/
155
156 /**
157  * Back-end types
158  */
159 enum fb_type {
160   FB_STD,                               /* Standard buffered I/O */
161   FB_DIRECT,                            /* Direct I/O bypassing system caches (see fb-direct.c for a description) */
162   FB_MMAP                               /* Memory mapped files */
163 };
164
165 /**
166  * When you open a file fastbuf, you can use this structure to select a back-end
167  * and set its parameters. If you want just an "ordinary" file stream, you can
168  * happily pass NULL instead and the defaults from the configuration file (or
169  * hard-wired defaults if no config file has been read) will be used.
170  */
171 struct fb_params {
172   enum fb_type type;                    /* The chosen back-end */
173   uns buffer_size;                      /* 0 for default size */
174   uns keep_back_buf;                    /* FB_STD: optimize for bi-directional access */
175   uns read_ahead;                       /* FB_DIRECT options */
176   uns write_back;
177   struct asio_queue *asio;
178 };
179
180 struct cf_section;
181 extern struct cf_section fbpar_cf;      /** Configuration section with which you can fill the `fb_params` **/
182 extern struct fb_params fbpar_def;      /** The default `fb_params` **/
183
184 /**
185  * Opens a file with file mode @mode (see the man page of open()).
186  * Use @params to select the fastbuf back-end and its parameters or
187  * pass NULL if you are fine with defaults.
188  *
189  * Dies if the file does not exist.
190  **/
191 struct fastbuf *bopen_file(const char *name, int mode, struct fb_params *params);
192 struct fastbuf *bopen_file_try(const char *name, int mode, struct fb_params *params); /** Like bopen_file(), but returns NULL on failure. **/
193
194 /**
195  * Opens a temporary file.
196  * It is placed with other temp files and it is deleted when closed.
197  * Again, use NULL for @params if you want the defaults.
198  **/
199 struct fastbuf *bopen_tmp_file(struct fb_params *params);
200
201 /**
202  * Creates a fastbuf from a file descriptor @fd and sets its filename
203  * to @name (the name is used only in error messages).
204  * When the fastbuf is closed, the fd is closed as well. You can override
205  * this behavior by calling @bconfig().
206  */
207 struct fastbuf *bopen_fd_name(int fd, struct fb_params *params, const char *name);
208 static inline struct fastbuf *bopen_fd(int fd, struct fb_params *params) /** Same as above, but with an auto-generated filename. **/
209 {
210   return bopen_fd_name(fd, params, NULL);
211 }
212
213 /**
214  * Flushes all buffers and makes sure that they are written to the disk.
215  **/
216 void bfilesync(struct fastbuf *b);
217
218 /***
219  * === Fastbufs on regular files [[fbfile]]
220  *
221  * If you want to use the `FB_STD` back-end and not worry about setting
222  * up any parameters, there is a couple of shortcuts.
223  ***/
224
225 struct fastbuf *bopen(const char *name, uns mode, uns buflen);          /** Equivalent to @bopen_file() with `FB_STD` back-end. **/
226 struct fastbuf *bopen_try(const char *name, uns mode, uns buflen);      /** Equivalent to @bopen_file_try() with `FB_STD` back-end. **/
227 struct fastbuf *bopen_tmp(uns buflen);                                  /** Equivalent to @bopen_tmp_file() with `FB_STD` back-end. **/
228 struct fastbuf *bfdopen(int fd, uns buflen);                            /** Equivalent to @bopen_fd() with `FB_STD` back-end. **/
229 struct fastbuf *bfdopen_shared(int fd, uns buflen);                     /** Like @bfdopen(), but it does not close the @fd on @bclose(). **/
230
231 /***
232  * === Temporary files [[fbtemp]]
233  *
234  * Usually, @bopen_tmp_file() is the best way how to come to a temporary file.
235  * However, in some specific cases you can need more, so there is also a set
236  * of more general functions.
237  ***/
238
239 #define TEMP_FILE_NAME_LEN 256
240
241 /**
242  * Generates a temporary filename and stores it to the @name_buf (of size
243  * at least * `TEMP_FILE_NAME_LEN`). If @open_flags are not NULL, flags that
244  * should be OR-ed with other flags to open() will be stored there.
245  *
246  * The location and style of temporary files is controlled by the configuration.
247  * By default, the system temp directory (`$TMPDIR` or `/tmp`) is used.
248  *
249  * If the location is a publicly writeable directory (like `/tmp`), the
250  * generated filename cannot be guaranteed to be unique, so @open_flags
251  * will include `O_EXCL` and you have to check the result of open() and
252  * iterate if needed.
253  *
254  * This function is not specific to fastbufs, it can be used separately.
255  **/
256 void temp_file_name(char *name_buf, int *open_flags);
257
258 /**
259  * Opens a temporary file and returns its file descriptor.
260  * You specify the file @mode and @open_flags passed to open().
261  *
262  * If the @name_buf (of at last `TEMP_FILE_NAME_LEN` chars) is not NULL,
263  * the filename is also stored in it.
264  *
265  * This function is not specific to fastbufs, it can be used separately.
266  */
267 int open_tmp(char *name_buf, int open_flags, int mode);
268
269 /**
270  * Sometimes, a file is created as temporary and then moved to a stable
271  * location. This function takes a fastbuf created by @bopen_tmp_file()
272  * or @bopen_tmp(), marks it as permanent, closes it and renames it to
273  * @name.
274  *
275  * Please note that it assumes that the temporary file and the @name
276  * are on the same volume (otherwise, rename() fails), so you might
277  * want to configure a special location for the temporary files
278  * beforehand.
279  */
280 void bfix_tmp_file(struct fastbuf *fb, const char *name);
281
282 /* Internal functions of some file back-ends */
283
284 struct fastbuf *bfdopen_internal(int fd, const char *name, uns buflen);
285 struct fastbuf *bfmmopen_internal(int fd, const char *name, uns mode);
286
287 #ifdef CONFIG_UCW_FB_DIRECT
288 extern uns fbdir_cheat;
289 struct asio_queue;
290 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);
291 #endif
292
293 void bclose_file_helper(struct fastbuf *f, int fd, int is_temp_file);
294
295 /***
296  * === Fastbufs on file fragments [[fblim]]
297  *
298  * The `fblim` back-end reads from a file handle, but at most a given
299  * number of bytes. This is frequently used for reading from sockets.
300  *
301  * All such fastbufs are tied to resources automatically.
302  ***/
303
304 struct fastbuf *bopen_limited_fd(int fd, uns bufsize, uns limit); /** Create a fastbuf which reads at most @limit bytes from @fd. **/
305
306 /***
307  * === Fastbufs on in-memory streams [[fbmem]]
308  *
309  * The `fbmem` back-end keeps the whole contents of the stream
310  * in memory (as a linked list of memory blocks, so address space
311  * fragmentation is avoided).
312  *
313  * First, you use @fbmem_create() to create the stream and the fastbuf
314  * used for writing to it. Then you can call @fbmem_clone_read() to get
315  * an arbitrary number of fastbuf for reading from the stream.
316  *
317  * All in-memory fastbufs are tied to resources automatically.
318  ***/
319
320 struct fastbuf *fbmem_create(uns blocksize);            /** Create stream and return its writing fastbuf. **/
321 struct fastbuf *fbmem_clone_read(struct fastbuf *f);    /** Given a writing fastbuf, create a new reading fastbuf. **/
322
323 /***
324  * === Fastbufs on static buffers [[fbbuf]]
325  *
326  * The `fbbuf` back-end stores the stream in a given block of memory.
327  * This is useful for parsing and generating of complex data structures.
328  ***/
329
330 /**
331  * Creates a read-only fastbuf that takes its data from a given buffer.
332  * The fastbuf structure is allocated by the caller and pointed to by @f.
333  * The @buffer and @size specify the location and size of the buffer.
334  *
335  * In some cases, the front-ends can take advantage of rewriting the contents
336  * of the buffer temporarily. In this case, set @can_overwrite as described
337  * in <<internal,Internals>>. If you do not care, keep @can_overwrite zero.
338  *
339  * It is not possible to close this fastbuf. This implies that no tying to
340  * resources takes place.
341  */
342 void fbbuf_init_read(struct fastbuf *f, byte *buffer, uns size, uns can_overwrite);
343
344 /**
345  * Creates a write-only fastbuf which writes into a provided memory buffer.
346  * The fastbuf structure is allocated by the caller and pointed to by @f.
347  * An attempt to write behind the end of the buffer dies.
348  *
349  * Data are written directly into the buffer, so it is not necessary to call @bflush()
350  * at any moment.
351  *
352  * It is not possible to close this fastbuf. This implies that no tying to
353  * resources takes place.
354  */
355 void fbbuf_init_write(struct fastbuf *f, byte *buffer, uns size);
356
357 static inline uns fbbuf_count_written(struct fastbuf *f) /** Calculates, how many bytes were already written into the buffer. **/
358 {
359   return f->bptr - f->bstop;
360 }
361
362 /***
363  * === Fastbuf on recyclable growing buffers [[fbgrow]]
364  *
365  * The `fbgrow` back-end keeps the stream in a contiguous buffer stored in the
366  * main memory, but unlike <<fbmem,`fbmem`>>, the buffer does not have a fixed
367  * size and it is expanded to accomodate all data.
368  *
369  * At every moment, you can use `fastbuf->buffer` to gain access to the stream.
370  *
371  * All fastbufs of this type are tied to resources automatically.
372  ***/
373
374 struct fastbuf *fbgrow_create(unsigned basic_size);     /** Create the growing buffer pre-allocated to @basic_size bytes. **/
375 void fbgrow_reset(struct fastbuf *b);                   /** Reset stream and prepare for writing. **/
376 void fbgrow_rewind(struct fastbuf *b);                  /** Prepare for reading (of already written data). **/
377
378 /***
379  * === Fastbuf on memory pools [[fbpool]]
380  *
381  * The write-only `fbpool` back-end also keeps the stream in a contiguous
382  * buffer, but this time the buffer is allocated from within a memory pool.
383  ***/
384
385 struct mempool;
386 struct fbpool { /** Structure for fastbufs & mempools. **/
387   struct fastbuf fb;
388   struct mempool *mp;
389 };
390
391 /**
392  * Initialize a new `fbpool`. The structure is allocated by the caller,
393  * so bclose() should not be called and no resource tying takes place.
394  **/
395 void fbpool_init(struct fbpool *fb);    /** Initialize a new mempool fastbuf. **/
396 /**
397  * Start a new continuous block and prepare for writing (see <<mempool:mp_start()>>).
398  * Provide the memory pool you want to use for this block as @mp.
399  **/
400 void fbpool_start(struct fbpool *fb, struct mempool *mp, uns init_size);
401 /**
402  * Close the block and return the address of its start (see <<mempool:mp_end()>>).
403  * The length can be determined by calling <<mempool:mp_size(mp, ptr)>>.
404  **/
405 void *fbpool_end(struct fbpool *fb);
406
407 /***
408  * === Atomic files for multi-threaded programs [[fbatomic]]
409  *
410  * This fastbuf backend is designed for cases when several threads
411  * of a single program append records to a common file and while the
412  * record can mix in an arbitrary way, the bytes inside a single
413  * record must remain uninterrupted.
414  *
415  * In case of files with fixed record size, we just allocate the
416  * buffer to hold a whole number of records and take advantage
417  * of the atomicity of the write() system call.
418  *
419  * With variable-sized records, we need another solution: when
420  * writing a record, we keep the fastbuf in a locked state, which
421  * prevents buffer flushing (and if the buffer becomes full, we extend it),
422  * and we wait for an explicit commit operation which write()s the buffer
423  * if the free space in the buffer falls below the expected maximum record
424  * length.
425  *
426  * Please note that initialization of the clones is not thread-safe,
427  * so you have to serialize it yourself.
428  *
429  * The atomic fastbufs are tied to resources automatically.
430  ***/
431
432 struct fb_atomic {
433   struct fastbuf fb;
434   struct fb_atomic_file *af;
435   byte *expected_max_bptr;
436   uns slack_size;
437 };
438 #define FB_ATOMIC(f) ((struct fb_atomic *)(f)->is_fastbuf)
439
440 /**
441  * Open an atomic fastbuf.
442  * If @master is NULL, the file @name is opened. If it is non-null,
443  * a new clone of an existing atomic fastbuf is created.
444  *
445  * If the file has fixed record length, just set @record_len to it.
446  * Otherwise set @record_len to the expected maximum record length
447  * with a negative sign (you need not fit in this length, but as long
448  * as you do, the fastbuf is more efficient) and call @fbatomic_commit()
449  * after each record.
450  *
451  * You can specify @record_len, if it is known (for optimisations).
452  *
453  * The file is closed when all fastbufs using it are closed.
454  **/
455 struct fastbuf *fbatomic_open(const char *name, struct fastbuf *master, uns bufsize, int record_len);
456 void fbatomic_internal_write(struct fastbuf *b);
457
458 /**
459  * Declare that you have finished writing a record. This is required only
460  * if a fixed record size was not specified.
461  **/
462 static inline void fbatomic_commit(struct fastbuf *b)
463 {
464   if (b->bptr >= ((struct fb_atomic *)b)->expected_max_bptr)
465     fbatomic_internal_write(b);
466 }
467
468 /*** === Configuring stream parameters [[bconfig]] ***/
469
470 enum bconfig_type {                     /** Parameters that could be configured. **/
471   BCONFIG_IS_TEMP_FILE,                 /* 0=normal file, 1=temporary file, 2=shared fd */
472   BCONFIG_KEEP_BACK_BUF,                /* Optimize for bi-directional access */
473 };
474
475 int bconfig(struct fastbuf *f, uns type, int data); /** Configure a fastbuf. Returns previous value. **/
476
477 /*** === Universal functions working on all fastbuf's [[ffbasic]] ***/
478
479 /**
480  * Close and free fastbuf.
481  * Can not be used for fastbufs not returned from function (initialized in a parameter, for example the one from `fbbuf_init_read`).
482  */
483 void bclose(struct fastbuf *f);
484 void bflush(struct fastbuf *f);                                 /** Write data (if it makes any sense, do not use for in-memory buffers). **/
485 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. **/
486 void bsetpos(struct fastbuf *f, ucw_off_t pos);                 /** Set position to @pos bytes from beginning. Only for seekable fastbufs. **/
487 void brewind(struct fastbuf *f);                                /** Go to the beginning of the fastbuf. Only for seekable ones. **/
488 ucw_off_t bfilesize(struct fastbuf *f);                         /** How large is the file? -1 if not seekable. **/
489
490 static inline ucw_off_t btell(struct fastbuf *f)                /** Where am I (from the beginning)? **/
491 {
492   return f->pos + (f->bptr - f->bstop);
493 }
494
495 int bgetc_slow(struct fastbuf *f);
496 static inline int bgetc(struct fastbuf *f)                      /** Return next character from the buffer. **/
497 {
498   return (f->bptr < f->bstop) ? (int) *f->bptr++ : bgetc_slow(f);
499 }
500
501 int bpeekc_slow(struct fastbuf *f);
502 static inline int bpeekc(struct fastbuf *f)                     /** Return next character from the buffer, but keep the current position. **/
503 {
504   return (f->bptr < f->bstop) ? (int) *f->bptr : bpeekc_slow(f);
505 }
506
507 static inline void bungetc(struct fastbuf *f)                   /** Return last read character back. Only one back is guaranteed to work. **/
508 {
509   f->bptr--;
510 }
511
512 void bputc_slow(struct fastbuf *f, uns c);
513 static inline void bputc(struct fastbuf *f, uns c)              /** Write a single character. **/
514 {
515   if (f->bptr < f->bufend)
516     *f->bptr++ = c;
517   else
518     bputc_slow(f, c);
519 }
520
521 static inline uns bavailr(struct fastbuf *f)                    /** Return the length of the cached data to be read. Do not use directly. **/
522 {
523   return f->bstop - f->bptr;
524 }
525
526 static inline uns bavailw(struct fastbuf *f)                    /** Return the length of the buffer available for writing. Do not use directly. **/
527 {
528   return f->bufend - f->bptr;
529 }
530
531 uns bread_slow(struct fastbuf *f, void *b, uns l, uns check);
532 /**
533  * Read at most @l bytes of data into @b.
534  * Returns number of bytes read.
535  * 0 means end of file.
536  */
537 static inline uns bread(struct fastbuf *f, void *b, uns l)
538 {
539   if (bavailr(f) >= l)
540     {
541       memcpy(b, f->bptr, l);
542       f->bptr += l;
543       return l;
544     }
545   else
546     return bread_slow(f, b, l, 0);
547 }
548
549 /**
550  * Reads exactly @l bytes of data into @b.
551  * If at the end of file, it returns 0.
552  * If there are data, but less than @l, it dies.
553  */
554 static inline uns breadb(struct fastbuf *f, void *b, uns l)
555 {
556   if (bavailr(f) >= l)
557     {
558       memcpy(b, f->bptr, l);
559       f->bptr += l;
560       return l;
561     }
562   else
563     return bread_slow(f, b, l, 1);
564 }
565
566 void bwrite_slow(struct fastbuf *f, const void *b, uns l);
567 static inline void bwrite(struct fastbuf *f, const void *b, uns l) /** Writes buffer @b of length @l into fastbuf. **/
568 {
569   if (bavailw(f) >= l)
570     {
571       memcpy(f->bptr, b, l);
572       f->bptr += l;
573     }
574   else
575     bwrite_slow(f, b, l);
576 }
577
578 /**
579  * Reads a line into @b and strips trailing `\n`.
580  * Returns pointer to the terminating 0 or NULL on `EOF`.
581  * Dies if the line is longer than @l.
582  **/
583 char *bgets(struct fastbuf *f, char *b, uns l);
584 char *bgets0(struct fastbuf *f, char *b, uns l);        /** The same as @bgets(), but for 0-terminated strings. **/
585 /**
586  * Returns either length of read string (excluding the terminator) or -1 if it is too long.
587  * In such cases exactly @l bytes are read.
588  */
589 int bgets_nodie(struct fastbuf *f, char *b, uns l);
590
591 struct mempool;
592 struct bb_t;
593 /**
594  * Read a string, strip the trailing `\n` and store it into growing buffer @b.
595  * Dies if the line is longer than @limit.
596  **/
597 uns bgets_bb(struct fastbuf *f, struct bb_t *b, uns limit);
598 /**
599  * Read a string, strip the trailing `\n` and store it into buffer allocated from a memory pool.
600  **/
601 char *bgets_mp(struct fastbuf *f, struct mempool *mp);
602
603 struct bgets_stk_struct {
604   struct fastbuf *f;
605   byte *old_buf, *cur_buf, *src;
606   uns old_len, cur_len, src_len;
607 };
608 void bgets_stk_init(struct bgets_stk_struct *s);
609 void bgets_stk_step(struct bgets_stk_struct *s);
610
611 /**
612  * Read a string, strip the trailing `\n` and store it on the stack (allocated using alloca()).
613  **/
614 #define bgets_stk(fb) \
615   ({ 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; })
616
617 /**
618  * Write a string, without 0 or `\n` at the end.
619  **/
620 static inline void bputs(struct fastbuf *f, const char *b)
621 {
622   bwrite(f, b, strlen(b));
623 }
624
625 /**
626  * Write string, including terminating 0.
627  **/
628 static inline void bputs0(struct fastbuf *f, const char *b)
629 {
630   bwrite(f, b, strlen(b)+1);
631 }
632
633 /**
634  * Write string and append a newline to the end.
635  **/
636 static inline void bputsn(struct fastbuf *f, const char *b)
637 {
638   bputs(f, b);
639   bputc(f, '\n');
640 }
641
642 void bbcopy_slow(struct fastbuf *f, struct fastbuf *t, uns l);
643 /**
644  * Copy @l bytes of data from fastbuf @f to fastbuf @t.
645  * `UINT_MAX` (`~0U`) means all data, even if more than `UINT_MAX` bytes remain.
646  **/
647 static inline void bbcopy(struct fastbuf *f, struct fastbuf *t, uns l)
648 {
649   if (bavailr(f) >= l && bavailw(t) >= l)
650     {
651       memcpy(t->bptr, f->bptr, l);
652       t->bptr += l;
653       f->bptr += l;
654     }
655   else
656     bbcopy_slow(f, t, l);
657 }
658
659 int bskip_slow(struct fastbuf *f, uns len);
660 static inline int bskip(struct fastbuf *f, uns len) /** Skip @len bytes without reading them. **/
661 {
662   if (bavailr(f) >= len)
663     {
664       f->bptr += len;
665       return 1;
666     }
667   else
668     return bskip_slow(f, len);
669 }
670
671 /*** === Direct I/O on buffers ***/
672
673 /**
674  * Begin direct reading from fastbuf's internal buffer to avoid unnecessary copying.
675  * The function returns a buffer @buf together with its length in bytes (zero means EOF)
676  * with cached data to be read.
677  *
678  * Some back-ends allow the user to modify the data in the returned buffer to avoid unnecessary.
679  * If the back-end allows such modifications, it can set `f->can_overwrite_buffer` accordingly:
680  *
681  *   - 0 if no modification is allowed,
682  *   - 1 if the user can modify the buffer on the condition that
683  *       the modifications will be undone before calling the next
684  *       fastbuf operation
685  *   - 2 if the user is allowed to overwrite the data in the buffer
686  *       if @bdirect_read_commit_modified() is called afterwards.
687  *       In this case, the back-end must be prepared for trimming
688  *       of the buffer which is done by the commit function.
689  *
690  * The reading must be ended by @bdirect_read_commit() or @bdirect_read_commit_modified(),
691  * unless the user did not read or modify anything.
692  **/
693 static inline uns bdirect_read_prepare(struct fastbuf *f, byte **buf)
694 {
695   if (f->bptr == f->bstop && !f->refill(f))
696     {
697       *buf = NULL;  // This is not needed, but it helps to get rid of spurious warnings
698       return 0;
699     }
700   *buf = f->bptr;
701   return bavailr(f);
702 }
703
704 /**
705  * End direct reading started by @bdirect_read_prepare() and move the cursor at @pos.
706  * Data in the returned buffer must be same as after @bdirect_read_prepare() and
707  * @pos must point somewhere inside the buffer.
708  **/
709 static inline void bdirect_read_commit(struct fastbuf *f, byte *pos)
710 {
711   f->bptr = pos;
712 }
713
714 /**
715  * Similar to @bdirect_read_commit(), but accepts also modified data before @pos.
716  * Note that such modifications are supported only if `f->can_overwrite_buffer == 2`.
717  **/
718 static inline void bdirect_read_commit_modified(struct fastbuf *f, byte *pos)
719 {
720   f->bptr = pos;
721   f->buffer = pos;      /* Avoid seeking backwards in the buffer */
722 }
723
724 /**
725  * Start direct writing to fastbuf's internal buffer to avoid copy overhead.
726  * The function returns the length of the buffer in @buf (at least one byte)
727  * where we can write to. The operation must be ended by @bdirect_write_commit(),
728  * unless nothing is written.
729  **/
730 static inline uns bdirect_write_prepare(struct fastbuf *f, byte **buf)
731 {
732   if (f->bptr == f->bufend)
733     f->spout(f);
734   *buf = f->bptr;
735   return bavailw(f);
736 }
737
738 /**
739  * Commit the data written to the buffer returned by @bdirect_write_prepare().
740  * The length is specified by @pos which must point just after the written data.
741  * Also moves the cursor to @pos.
742  **/
743 static inline void bdirect_write_commit(struct fastbuf *f, byte *pos)
744 {
745   f->bptr = pos;
746 }
747
748 /*** === Formatted output ***/
749
750 /**
751  * printf into a fastbuf.
752  **/
753 int bprintf(struct fastbuf *b, const char *msg, ...)
754   FORMAT_CHECK(printf,2,3);
755 int vbprintf(struct fastbuf *b, const char *msg, va_list args); /** vprintf into a fastbuf. **/
756
757 #endif