21f8977b7b34bdb44c6fd518513ecccce08602ba
[oota-llvm.git] / include / llvm / Support / raw_ostream.h
1 //===--- raw_ostream.h - Raw output stream ----------------------*- C++ -*-===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 //  This file defines the raw_ostream class.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #ifndef LLVM_SUPPORT_RAW_OSTREAM_H
15 #define LLVM_SUPPORT_RAW_OSTREAM_H
16
17 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
18 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
19 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
20 #include <system_error>
21
22 namespace llvm {
23 class format_object_base;
24 class FormattedString;
25 class FormattedNumber;
26 template <typename T> class SmallVectorImpl;
27
28 namespace sys {
29 namespace fs {
30 enum OpenFlags : unsigned;
31 }
32 }
33
34 /// This class implements an extremely fast bulk output stream that can *only*
35 /// output to a stream.  It does not support seeking, reopening, rewinding, line
36 /// buffered disciplines etc. It is a simple buffer that outputs
37 /// a chunk at a time.
38 class raw_ostream {
39 private:
40   void operator=(const raw_ostream &) = delete;
41   raw_ostream(const raw_ostream &) = delete;
42
43   /// The buffer is handled in such a way that the buffer is
44   /// uninitialized, unbuffered, or out of space when OutBufCur >=
45   /// OutBufEnd. Thus a single comparison suffices to determine if we
46   /// need to take the slow path to write a single character.
47   ///
48   /// The buffer is in one of three states:
49   ///  1. Unbuffered (BufferMode == Unbuffered)
50   ///  1. Uninitialized (BufferMode != Unbuffered && OutBufStart == 0).
51   ///  2. Buffered (BufferMode != Unbuffered && OutBufStart != 0 &&
52   ///               OutBufEnd - OutBufStart >= 1).
53   ///
54   /// If buffered, then the raw_ostream owns the buffer if (BufferMode ==
55   /// InternalBuffer); otherwise the buffer has been set via SetBuffer and is
56   /// managed by the subclass.
57   ///
58   /// If a subclass installs an external buffer using SetBuffer then it can wait
59   /// for a \see write_impl() call to handle the data which has been put into
60   /// this buffer.
61   char *OutBufStart, *OutBufEnd, *OutBufCur;
62
63   enum BufferKind {
64     Unbuffered = 0,
65     InternalBuffer,
66     ExternalBuffer
67   } BufferMode;
68
69 public:
70   // color order matches ANSI escape sequence, don't change
71   enum Colors {
72     BLACK=0,
73     RED,
74     GREEN,
75     YELLOW,
76     BLUE,
77     MAGENTA,
78     CYAN,
79     WHITE,
80     SAVEDCOLOR
81   };
82
83   explicit raw_ostream(bool unbuffered = false)
84       : BufferMode(unbuffered ? Unbuffered : InternalBuffer) {
85     // Start out ready to flush.
86     OutBufStart = OutBufEnd = OutBufCur = nullptr;
87   }
88
89   virtual ~raw_ostream();
90
91   /// tell - Return the current offset with the file.
92   uint64_t tell() const { return current_pos() + GetNumBytesInBuffer(); }
93
94   //===--------------------------------------------------------------------===//
95   // Configuration Interface
96   //===--------------------------------------------------------------------===//
97
98   /// Set the stream to be buffered, with an automatically determined buffer
99   /// size.
100   void SetBuffered();
101
102   /// Set the stream to be buffered, using the specified buffer size.
103   void SetBufferSize(size_t Size) {
104     flush();
105     SetBufferAndMode(new char[Size], Size, InternalBuffer);
106   }
107
108   size_t GetBufferSize() const {
109     // If we're supposed to be buffered but haven't actually gotten around
110     // to allocating the buffer yet, return the value that would be used.
111     if (BufferMode != Unbuffered && OutBufStart == nullptr)
112       return preferred_buffer_size();
113
114     // Otherwise just return the size of the allocated buffer.
115     return OutBufEnd - OutBufStart;
116   }
117
118   /// Set the stream to be unbuffered. When unbuffered, the stream will flush
119   /// after every write. This routine will also flush the buffer immediately
120   /// when the stream is being set to unbuffered.
121   void SetUnbuffered() {
122     flush();
123     SetBufferAndMode(nullptr, 0, Unbuffered);
124   }
125
126   size_t GetNumBytesInBuffer() const {
127     return OutBufCur - OutBufStart;
128   }
129
130   //===--------------------------------------------------------------------===//
131   // Data Output Interface
132   //===--------------------------------------------------------------------===//
133
134   void flush() {
135     if (OutBufCur != OutBufStart)
136       flush_nonempty();
137   }
138
139   raw_ostream &operator<<(char C) {
140     if (OutBufCur >= OutBufEnd)
141       return write(C);
142     *OutBufCur++ = C;
143     return *this;
144   }
145
146   raw_ostream &operator<<(unsigned char C) {
147     if (OutBufCur >= OutBufEnd)
148       return write(C);
149     *OutBufCur++ = C;
150     return *this;
151   }
152
153   raw_ostream &operator<<(signed char C) {
154     if (OutBufCur >= OutBufEnd)
155       return write(C);
156     *OutBufCur++ = C;
157     return *this;
158   }
159
160   raw_ostream &operator<<(StringRef Str) {
161     // Inline fast path, particularly for strings with a known length.
162     size_t Size = Str.size();
163
164     // Make sure we can use the fast path.
165     if (Size > (size_t)(OutBufEnd - OutBufCur))
166       return write(Str.data(), Size);
167
168     if (Size) {
169       memcpy(OutBufCur, Str.data(), Size);
170       OutBufCur += Size;
171     }
172     return *this;
173   }
174
175   raw_ostream &operator<<(const char *Str) {
176     // Inline fast path, particularly for constant strings where a sufficiently
177     // smart compiler will simplify strlen.
178
179     return this->operator<<(StringRef(Str));
180   }
181
182   raw_ostream &operator<<(const std::string &Str) {
183     // Avoid the fast path, it would only increase code size for a marginal win.
184     return write(Str.data(), Str.length());
185   }
186
187   raw_ostream &operator<<(const llvm::SmallVectorImpl<char> &Str) {
188     return write(Str.data(), Str.size());
189   }
190
191   raw_ostream &operator<<(unsigned long N);
192   raw_ostream &operator<<(long N);
193   raw_ostream &operator<<(unsigned long long N);
194   raw_ostream &operator<<(long long N);
195   raw_ostream &operator<<(const void *P);
196   raw_ostream &operator<<(unsigned int N) {
197     return this->operator<<(static_cast<unsigned long>(N));
198   }
199
200   raw_ostream &operator<<(int N) {
201     return this->operator<<(static_cast<long>(N));
202   }
203
204   raw_ostream &operator<<(double N);
205
206   /// Output \p N in hexadecimal, without any prefix or padding.
207   raw_ostream &write_hex(unsigned long long N);
208
209   /// Output \p Str, turning '\\', '\t', '\n', '"', and anything that doesn't
210   /// satisfy std::isprint into an escape sequence.
211   raw_ostream &write_escaped(StringRef Str, bool UseHexEscapes = false);
212
213   raw_ostream &write(unsigned char C);
214   raw_ostream &write(const char *Ptr, size_t Size);
215
216   // Formatted output, see the format() function in Support/Format.h.
217   raw_ostream &operator<<(const format_object_base &Fmt);
218
219   // Formatted output, see the leftJustify() function in Support/Format.h.
220   raw_ostream &operator<<(const FormattedString &);
221   
222   // Formatted output, see the formatHex() function in Support/Format.h.
223   raw_ostream &operator<<(const FormattedNumber &);
224   
225   /// indent - Insert 'NumSpaces' spaces.
226   raw_ostream &indent(unsigned NumSpaces);
227
228
229   /// Changes the foreground color of text that will be output from this point
230   /// forward.
231   /// @param Color ANSI color to use, the special SAVEDCOLOR can be used to
232   /// change only the bold attribute, and keep colors untouched
233   /// @param Bold bold/brighter text, default false
234   /// @param BG if true change the background, default: change foreground
235   /// @returns itself so it can be used within << invocations
236   virtual raw_ostream &changeColor(enum Colors Color,
237                                    bool Bold = false,
238                                    bool BG = false) {
239     (void)Color;
240     (void)Bold;
241     (void)BG;
242     return *this;
243   }
244
245   /// Resets the colors to terminal defaults. Call this when you are done
246   /// outputting colored text, or before program exit.
247   virtual raw_ostream &resetColor() { return *this; }
248
249   /// Reverses the foreground and background colors.
250   virtual raw_ostream &reverseColor() { return *this; }
251
252   /// This function determines if this stream is connected to a "tty" or
253   /// "console" window. That is, the output would be displayed to the user
254   /// rather than being put on a pipe or stored in a file.
255   virtual bool is_displayed() const { return false; }
256
257   /// This function determines if this stream is displayed and supports colors.
258   virtual bool has_colors() const { return is_displayed(); }
259
260   //===--------------------------------------------------------------------===//
261   // Subclass Interface
262   //===--------------------------------------------------------------------===//
263
264 private:
265   /// The is the piece of the class that is implemented by subclasses.  This
266   /// writes the \p Size bytes starting at
267   /// \p Ptr to the underlying stream.
268   ///
269   /// This function is guaranteed to only be called at a point at which it is
270   /// safe for the subclass to install a new buffer via SetBuffer.
271   ///
272   /// \param Ptr The start of the data to be written. For buffered streams this
273   /// is guaranteed to be the start of the buffer.
274   ///
275   /// \param Size The number of bytes to be written.
276   ///
277   /// \invariant { Size > 0 }
278   virtual void write_impl(const char *Ptr, size_t Size) = 0;
279
280   // An out of line virtual method to provide a home for the class vtable.
281   virtual void handle();
282
283   /// Return the current position within the stream, not counting the bytes
284   /// currently in the buffer.
285   virtual uint64_t current_pos() const = 0;
286
287 protected:
288   /// Use the provided buffer as the raw_ostream buffer. This is intended for
289   /// use only by subclasses which can arrange for the output to go directly
290   /// into the desired output buffer, instead of being copied on each flush.
291   void SetBuffer(char *BufferStart, size_t Size) {
292     SetBufferAndMode(BufferStart, Size, ExternalBuffer);
293   }
294
295   /// Return an efficient buffer size for the underlying output mechanism.
296   virtual size_t preferred_buffer_size() const;
297
298   /// Return the beginning of the current stream buffer, or 0 if the stream is
299   /// unbuffered.
300   const char *getBufferStart() const { return OutBufStart; }
301
302   //===--------------------------------------------------------------------===//
303   // Private Interface
304   //===--------------------------------------------------------------------===//
305 private:
306   /// Install the given buffer and mode.
307   void SetBufferAndMode(char *BufferStart, size_t Size, BufferKind Mode);
308
309   /// Flush the current buffer, which is known to be non-empty. This outputs the
310   /// currently buffered data and resets the buffer to empty.
311   void flush_nonempty();
312
313   /// Copy data into the buffer. Size must not be greater than the number of
314   /// unused bytes in the buffer.
315   void copy_to_buffer(const char *Ptr, size_t Size);
316 };
317
318 /// An abstract base class for streams implementations that also support a
319 /// pwrite operation. This is useful for code that can mostly stream out data,
320 /// but needs to patch in a header that needs to know the output size.
321 class raw_pwrite_stream : public raw_ostream {
322   virtual void pwrite_impl(const char *Ptr, size_t Size, uint64_t Offset) = 0;
323
324 public:
325   explicit raw_pwrite_stream(bool Unbuffered = false)
326       : raw_ostream(Unbuffered) {}
327   void pwrite(const char *Ptr, size_t Size, uint64_t Offset) {
328 #ifndef NDBEBUG
329     uint64_t Pos = tell();
330     // /dev/null always reports a pos of 0, so we cannot perform this check
331     // in that case.
332     if (Pos)
333       assert(Size + Offset <= Pos && "We don't support extending the stream");
334 #endif
335     pwrite_impl(Ptr, Size, Offset);
336   }
337 };
338
339 //===----------------------------------------------------------------------===//
340 // File Output Streams
341 //===----------------------------------------------------------------------===//
342
343 /// A raw_ostream that writes to a file descriptor.
344 ///
345 class raw_fd_ostream : public raw_pwrite_stream {
346   int FD;
347   bool ShouldClose;
348
349   /// Error This flag is true if an error of any kind has been detected.
350   ///
351   bool Error;
352
353   /// Controls whether the stream should attempt to use atomic writes, when
354   /// possible.
355   bool UseAtomicWrites;
356
357   uint64_t pos;
358
359   bool SupportsSeeking;
360
361   /// See raw_ostream::write_impl.
362   void write_impl(const char *Ptr, size_t Size) override;
363
364   void pwrite_impl(const char *Ptr, size_t Size, uint64_t Offset) override;
365
366   /// Return the current position within the stream, not counting the bytes
367   /// currently in the buffer.
368   uint64_t current_pos() const override { return pos; }
369
370   /// Determine an efficient buffer size.
371   size_t preferred_buffer_size() const override;
372
373   /// Set the flag indicating that an output error has been encountered.
374   void error_detected() { Error = true; }
375
376 public:
377   /// Open the specified file for writing. If an error occurs, information
378   /// about the error is put into EC, and the stream should be immediately
379   /// destroyed;
380   /// \p Flags allows optional flags to control how the file will be opened.
381   ///
382   /// As a special case, if Filename is "-", then the stream will use
383   /// STDOUT_FILENO instead of opening a file. Note that it will still consider
384   /// itself to own the file descriptor. In particular, it will close the
385   /// file descriptor when it is done (this is necessary to detect
386   /// output errors).
387   raw_fd_ostream(StringRef Filename, std::error_code &EC,
388                  sys::fs::OpenFlags Flags);
389
390   /// FD is the file descriptor that this writes to.  If ShouldClose is true,
391   /// this closes the file when the stream is destroyed.
392   raw_fd_ostream(int fd, bool shouldClose, bool unbuffered=false);
393
394   ~raw_fd_ostream() override;
395
396   /// Manually flush the stream and close the file. Note that this does not call
397   /// fsync.
398   void close();
399
400   bool supportsSeeking() { return SupportsSeeking; }
401
402   /// Flushes the stream and repositions the underlying file descriptor position
403   /// to the offset specified from the beginning of the file.
404   uint64_t seek(uint64_t off);
405
406   /// Set the stream to attempt to use atomic writes for individual output
407   /// routines where possible.
408   ///
409   /// Note that because raw_ostream's are typically buffered, this flag is only
410   /// sensible when used on unbuffered streams which will flush their output
411   /// immediately.
412   void SetUseAtomicWrites(bool Value) {
413     UseAtomicWrites = Value;
414   }
415
416   raw_ostream &changeColor(enum Colors colors, bool bold=false,
417                            bool bg=false) override;
418   raw_ostream &resetColor() override;
419
420   raw_ostream &reverseColor() override;
421
422   bool is_displayed() const override;
423
424   bool has_colors() const override;
425
426   /// Return the value of the flag in this raw_fd_ostream indicating whether an
427   /// output error has been encountered.
428   /// This doesn't implicitly flush any pending output.  Also, it doesn't
429   /// guarantee to detect all errors unless the stream has been closed.
430   bool has_error() const {
431     return Error;
432   }
433
434   /// Set the flag read by has_error() to false. If the error flag is set at the
435   /// time when this raw_ostream's destructor is called, report_fatal_error is
436   /// called to report the error. Use clear_error() after handling the error to
437   /// avoid this behavior.
438   ///
439   ///   "Errors should never pass silently.
440   ///    Unless explicitly silenced."
441   ///      - from The Zen of Python, by Tim Peters
442   ///
443   void clear_error() {
444     Error = false;
445   }
446 };
447
448 /// This returns a reference to a raw_ostream for standard output. Use it like:
449 /// outs() << "foo" << "bar";
450 raw_ostream &outs();
451
452 /// This returns a reference to a raw_ostream for standard error. Use it like:
453 /// errs() << "foo" << "bar";
454 raw_ostream &errs();
455
456 /// This returns a reference to a raw_ostream which simply discards output.
457 raw_ostream &nulls();
458
459 //===----------------------------------------------------------------------===//
460 // Output Stream Adaptors
461 //===----------------------------------------------------------------------===//
462
463 /// A raw_ostream that writes to an std::string.  This is a simple adaptor
464 /// class. This class does not encounter output errors.
465 class raw_string_ostream : public raw_ostream {
466   std::string &OS;
467
468   /// See raw_ostream::write_impl.
469   void write_impl(const char *Ptr, size_t Size) override;
470
471   /// Return the current position within the stream, not counting the bytes
472   /// currently in the buffer.
473   uint64_t current_pos() const override { return OS.size(); }
474 public:
475   explicit raw_string_ostream(std::string &O) : OS(O) {}
476   ~raw_string_ostream() override;
477
478   /// Flushes the stream contents to the target string and returns  the string's
479   /// reference.
480   std::string& str() {
481     flush();
482     return OS;
483   }
484 };
485
486 /// A raw_ostream that writes to an SmallVector or SmallString.  This is a
487 /// simple adaptor class. This class does not encounter output errors.
488 class raw_svector_ostream : public raw_pwrite_stream {
489   SmallVectorImpl<char> &OS;
490
491   /// See raw_ostream::write_impl.
492   void write_impl(const char *Ptr, size_t Size) override;
493
494   void pwrite_impl(const char *Ptr, size_t Size, uint64_t Offset) override;
495
496   /// Return the current position within the stream, not counting the bytes
497   /// currently in the buffer.
498   uint64_t current_pos() const override;
499
500 protected:
501   // Like the regular constructor, but doesn't call init.
502   explicit raw_svector_ostream(SmallVectorImpl<char> &O, unsigned);
503   void init();
504
505 public:
506   /// Construct a new raw_svector_ostream.
507   ///
508   /// \param O The vector to write to; this should generally have at least 128
509   /// bytes free to avoid any extraneous memory overhead.
510   explicit raw_svector_ostream(SmallVectorImpl<char> &O);
511   ~raw_svector_ostream() override;
512
513
514   /// This is called when the SmallVector we're appending to is changed outside
515   /// of the raw_svector_ostream's control.  It is only safe to do this if the
516   /// raw_svector_ostream has previously been flushed.
517   void resync();
518
519   /// Flushes the stream contents to the target vector and return a StringRef
520   /// for the vector contents.
521   StringRef str();
522 };
523
524 /// A raw_ostream that discards all output.
525 class raw_null_ostream : public raw_pwrite_stream {
526   /// See raw_ostream::write_impl.
527   void write_impl(const char *Ptr, size_t size) override;
528   void pwrite_impl(const char *Ptr, size_t Size, uint64_t Offset) override;
529
530   /// Return the current position within the stream, not counting the bytes
531   /// currently in the buffer.
532   uint64_t current_pos() const override;
533
534 public:
535   explicit raw_null_ostream() {}
536   ~raw_null_ostream() override;
537 };
538
539 class buffer_ostream : public raw_svector_ostream {
540   raw_ostream &OS;
541   SmallVector<char, 0> Buffer;
542
543 public:
544   buffer_ostream(raw_ostream &OS) : raw_svector_ostream(Buffer, 0), OS(OS) {
545     init();
546   }
547   ~buffer_ostream() { OS << str(); }
548 };
549
550 } // end llvm namespace
551
552 #endif