This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
regcomp.c: Allow more EXACTFish nodes to be trieable
[perl5.git] / pod / perldebguts.pod
1 =head1 NAME
2
3 perldebguts - Guts of Perl debugging 
4
5 =head1 DESCRIPTION
6
7 This is not L<perldebug>, which tells you how to use
8 the debugger.  This manpage describes low-level details concerning
9 the debugger's internals, which range from difficult to impossible
10 to understand for anyone who isn't incredibly intimate with Perl's guts.
11 Caveat lector.
12
13 =head1 Debugger Internals
14
15 Perl has special debugging hooks at compile-time and run-time used
16 to create debugging environments.  These hooks are not to be confused
17 with the I<perl -Dxxx> command described in L<perlrun>, which is
18 usable only if a special Perl is built per the instructions in the
19 F<INSTALL> podpage in the Perl source tree.
20
21 For example, whenever you call Perl's built-in C<caller> function
22 from the package C<DB>, the arguments that the corresponding stack
23 frame was called with are copied to the C<@DB::args> array.  These
24 mechanisms are enabled by calling Perl with the B<-d> switch.
25 Specifically, the following additional features are enabled
26 (cf. L<perlvar/$^P>):
27
28 =over 4
29
30 =item *
31
32 Perl inserts the contents of C<$ENV{PERL5DB}> (or C<BEGIN {require
33 'perl5db.pl'}> if not present) before the first line of your program.
34
35 =item *
36
37 Each array C<@{"_<$filename"}> holds the lines of $filename for a
38 file compiled by Perl.  The same is also true for C<eval>ed strings
39 that contain subroutines, or which are currently being executed.
40 The $filename for C<eval>ed strings looks like C<(eval 34)>.
41
42 Values in this array are magical in numeric context: they compare
43 equal to zero only if the line is not breakable.
44
45 =item *
46
47 Each hash C<%{"_<$filename"}> contains breakpoints and actions keyed
48 by line number.  Individual entries (as opposed to the whole hash)
49 are settable.  Perl only cares about Boolean true here, although
50 the values used by F<perl5db.pl> have the form
51 C<"$break_condition\0$action">.  
52
53 The same holds for evaluated strings that contain subroutines, or
54 which are currently being executed.  The $filename for C<eval>ed strings
55 looks like C<(eval 34)>.
56
57 =item *
58
59 Each scalar C<${"_<$filename"}> contains C<"_<$filename">.  This is
60 also the case for evaluated strings that contain subroutines, or
61 which are currently being executed.  The $filename for C<eval>ed
62 strings looks like C<(eval 34)>.
63
64 =item *
65
66 After each C<require>d file is compiled, but before it is executed,
67 C<DB::postponed(*{"_<$filename"})> is called if the subroutine
68 C<DB::postponed> exists.  Here, the $filename is the expanded name of
69 the C<require>d file, as found in the values of %INC.
70
71 =item *
72
73 After each subroutine C<subname> is compiled, the existence of
74 C<$DB::postponed{subname}> is checked.  If this key exists,
75 C<DB::postponed(subname)> is called if the C<DB::postponed> subroutine
76 also exists.
77
78 =item *
79
80 A hash C<%DB::sub> is maintained, whose keys are subroutine names
81 and whose values have the form C<filename:startline-endline>.
82 C<filename> has the form C<(eval 34)> for subroutines defined inside
83 C<eval>s.
84
85 =item *
86
87 When the execution of your program reaches a point that can hold a
88 breakpoint, the C<DB::DB()> subroutine is called if any of the variables
89 C<$DB::trace>, C<$DB::single>, or C<$DB::signal> is true.  These variables
90 are not C<local>izable.  This feature is disabled when executing
91 inside C<DB::DB()>, including functions called from it 
92 unless C<< $^D & (1<<30) >> is true.
93
94 =item *
95
96 When execution of the program reaches a subroutine call, a call to
97 C<&DB::sub>(I<args>) is made instead, with C<$DB::sub> set to identify
98 the called subroutine.  (This doesn't happen if the calling subroutine
99 was compiled in the C<DB> package.)  C<$DB::sub> normally holds the name
100 of the called subroutine, if it has a name by which it can be looked up.
101 Failing that, C<$DB::sub> will hold a reference to the called subroutine.
102 Either way, the C<&DB::sub> subroutine can use C<$DB::sub> as a reference
103 by which to call the called subroutine, which it will normally want to do.
104
105 X<&DB::lsub>If the call is to an lvalue subroutine, and C<&DB::lsub>
106 is defined C<&DB::lsub>(I<args>) is called instead, otherwise falling
107 back to C<&DB::sub>(I<args>).
108
109 =item *
110
111 When execution of the program uses C<goto> to enter a non-XS subroutine
112 and the 0x80 bit is set in C<$^P>, a call to C<&DB::goto> is made, with
113 C<$DB::sub> set to identify the subroutine being entered.  The call to
114 C<&DB::goto> does not replace the C<goto>; the requested subroutine will
115 still be entered once C<&DB::goto> has returned.  C<$DB::sub> normally
116 holds the name of the subroutine being entered, if it has one.  Failing
117 that, C<$DB::sub> will hold a reference to the subroutine being entered.
118 Unlike when C<&DB::sub> is called, it is not guaranteed that C<$DB::sub>
119 can be used as a reference to operate on the subroutine being entered.
120
121 =back
122
123 Note that if C<&DB::sub> needs external data for it to work, no
124 subroutine call is possible without it. As an example, the standard
125 debugger's C<&DB::sub> depends on the C<$DB::deep> variable
126 (it defines how many levels of recursion deep into the debugger you can go
127 before a mandatory break).  If C<$DB::deep> is not defined, subroutine
128 calls are not possible, even though C<&DB::sub> exists.
129
130 =head2 Writing Your Own Debugger
131
132 =head3 Environment Variables
133
134 The C<PERL5DB> environment variable can be used to define a debugger.
135 For example, the minimal "working" debugger (it actually doesn't do anything)
136 consists of one line:
137
138   sub DB::DB {}
139
140 It can easily be defined like this:
141
142   $ PERL5DB="sub DB::DB {}" perl -d your-script
143
144 Another brief debugger, slightly more useful, can be created
145 with only the line:
146
147   sub DB::DB {print ++$i; scalar <STDIN>}
148
149 This debugger prints a number which increments for each statement
150 encountered and waits for you to hit a newline before continuing
151 to the next statement.
152
153 The following debugger is actually useful:
154
155   {
156     package DB;
157     sub DB  {}
158     sub sub {print ++$i, " $sub\n"; &$sub}
159   }
160
161 It prints the sequence number of each subroutine call and the name of the
162 called subroutine.  Note that C<&DB::sub> is being compiled into the
163 package C<DB> through the use of the C<package> directive.
164
165 When it starts, the debugger reads your rc file (F<./.perldb> or
166 F<~/.perldb> under Unix), which can set important options.
167 (A subroutine (C<&afterinit>) can be defined here as well; it is executed
168 after the debugger completes its own initialization.)
169
170 After the rc file is read, the debugger reads the PERLDB_OPTS
171 environment variable and uses it to set debugger options. The
172 contents of this variable are treated as if they were the argument
173 of an C<o ...> debugger command (q.v. in L<perldebug/"Configurable Options">).
174
175 =head3 Debugger Internal Variables
176
177 In addition to the file and subroutine-related variables mentioned above,
178 the debugger also maintains various magical internal variables.
179
180 =over 4
181
182 =item *
183
184 C<@DB::dbline> is an alias for C<@{"::_<current_file"}>, which
185 holds the lines of the currently-selected file (compiled by Perl), either
186 explicitly chosen with the debugger's C<f> command, or implicitly by flow
187 of execution.
188
189 Values in this array are magical in numeric context: they compare
190 equal to zero only if the line is not breakable.
191
192 =item *
193
194 C<%DB::dbline> is an alias for C<%{"::_<current_file"}>, which
195 contains breakpoints and actions keyed by line number in
196 the currently-selected file, either explicitly chosen with the
197 debugger's C<f> command, or implicitly by flow of execution.
198
199 As previously noted, individual entries (as opposed to the whole hash)
200 are settable.  Perl only cares about Boolean true here, although
201 the values used by F<perl5db.pl> have the form
202 C<"$break_condition\0$action">.
203
204 =back
205
206 =head3 Debugger Customization Functions
207
208 Some functions are provided to simplify customization.
209
210 =over 4
211
212 =item *
213
214 See L<perldebug/"Configurable Options"> for a description of options parsed by
215 C<DB::parse_options(string)>.
216
217 =item *
218
219 C<DB::dump_trace(skip[,count])> skips the specified number of frames
220 and returns a list containing information about the calling frames (all
221 of them, if C<count> is missing).  Each entry is reference to a hash
222 with keys C<context> (either C<.>, C<$>, or C<@>), C<sub> (subroutine
223 name, or info about C<eval>), C<args> (C<undef> or a reference to
224 an array), C<file>, and C<line>.
225
226 =item *
227
228 C<DB::print_trace(FH, skip[, count[, short]])> prints
229 formatted info about caller frames.  The last two functions may be
230 convenient as arguments to C<< < >>, C<< << >> commands.
231
232 =back
233
234 Note that any variables and functions that are not documented in
235 this manpages (or in L<perldebug>) are considered for internal   
236 use only, and as such are subject to change without notice.
237
238 =head1 Frame Listing Output Examples
239
240 The C<frame> option can be used to control the output of frame 
241 information.  For example, contrast this expression trace:
242
243  $ perl -de 42
244  Stack dump during die enabled outside of evals.
245
246  Loading DB routines from perl5db.pl patch level 0.94
247  Emacs support available.
248
249  Enter h or 'h h' for help.
250
251  main::(-e:1):   0
252    DB<1> sub foo { 14 }
253
254    DB<2> sub bar { 3 }
255
256    DB<3> t print foo() * bar()
257  main::((eval 172):3):   print foo() + bar();
258  main::foo((eval 168):2):
259  main::bar((eval 170):2):
260  42
261
262 with this one, once the C<o>ption C<frame=2> has been set:
263
264    DB<4> o f=2
265                 frame = '2'
266    DB<5> t print foo() * bar()
267  3:      foo() * bar()
268  entering main::foo
269   2:     sub foo { 14 };
270  exited main::foo
271  entering main::bar
272   2:     sub bar { 3 };
273  exited main::bar
274  42
275
276 By way of demonstration, we present below a laborious listing
277 resulting from setting your C<PERLDB_OPTS> environment variable to
278 the value C<f=n N>, and running I<perl -d -V> from the command line.
279 Examples using various values of C<n> are shown to give you a feel
280 for the difference between settings.  Long though it may be, this
281 is not a complete listing, but only excerpts.
282
283 =over 4
284
285 =item 1
286
287  entering main::BEGIN
288   entering Config::BEGIN
289    Package lib/Exporter.pm.
290    Package lib/Carp.pm.
291   Package lib/Config.pm.
292   entering Config::TIEHASH
293   entering Exporter::import
294    entering Exporter::export
295  entering Config::myconfig
296   entering Config::FETCH
297   entering Config::FETCH
298   entering Config::FETCH
299   entering Config::FETCH
300
301 =item 2
302
303  entering main::BEGIN
304   entering Config::BEGIN
305    Package lib/Exporter.pm.
306    Package lib/Carp.pm.
307   exited Config::BEGIN
308   Package lib/Config.pm.
309   entering Config::TIEHASH
310   exited Config::TIEHASH
311   entering Exporter::import
312    entering Exporter::export
313    exited Exporter::export
314   exited Exporter::import
315  exited main::BEGIN
316  entering Config::myconfig
317   entering Config::FETCH
318   exited Config::FETCH
319   entering Config::FETCH
320   exited Config::FETCH
321   entering Config::FETCH
322
323 =item 3
324
325  in  $=main::BEGIN() from /dev/null:0
326   in  $=Config::BEGIN() from lib/Config.pm:2
327    Package lib/Exporter.pm.
328    Package lib/Carp.pm.
329   Package lib/Config.pm.
330   in  $=Config::TIEHASH('Config') from lib/Config.pm:644
331   in  $=Exporter::import('Config', 'myconfig', 'config_vars') from /dev/null:0
332    in  $=Exporter::export('Config', 'main', 'myconfig', 'config_vars') from li
333  in  @=Config::myconfig() from /dev/null:0
334   in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'package') from lib/Config.pm:574
335   in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'baserev') from lib/Config.pm:574
336   in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'PERL_VERSION') from lib/Config.pm:574
337   in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'PERL_SUBVERSION') from lib/Config.pm:574
338   in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'osname') from lib/Config.pm:574
339   in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'osvers') from lib/Config.pm:574
340
341 =item 4
342
343  in  $=main::BEGIN() from /dev/null:0
344   in  $=Config::BEGIN() from lib/Config.pm:2
345    Package lib/Exporter.pm.
346    Package lib/Carp.pm.
347   out $=Config::BEGIN() from lib/Config.pm:0
348   Package lib/Config.pm.
349   in  $=Config::TIEHASH('Config') from lib/Config.pm:644
350   out $=Config::TIEHASH('Config') from lib/Config.pm:644
351   in  $=Exporter::import('Config', 'myconfig', 'config_vars') from /dev/null:0
352    in  $=Exporter::export('Config', 'main', 'myconfig', 'config_vars') from lib/
353    out $=Exporter::export('Config', 'main', 'myconfig', 'config_vars') from lib/
354   out $=Exporter::import('Config', 'myconfig', 'config_vars') from /dev/null:0
355  out $=main::BEGIN() from /dev/null:0
356  in  @=Config::myconfig() from /dev/null:0
357   in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'package') from lib/Config.pm:574
358   out $=Config::FETCH(ref(Config), 'package') from lib/Config.pm:574
359   in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'baserev') from lib/Config.pm:574
360   out $=Config::FETCH(ref(Config), 'baserev') from lib/Config.pm:574
361   in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'PERL_VERSION') from lib/Config.pm:574
362   out $=Config::FETCH(ref(Config), 'PERL_VERSION') from lib/Config.pm:574
363   in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'PERL_SUBVERSION') from lib/Config.pm:574
364
365 =item 5
366
367  in  $=main::BEGIN() from /dev/null:0
368   in  $=Config::BEGIN() from lib/Config.pm:2
369    Package lib/Exporter.pm.
370    Package lib/Carp.pm.
371   out $=Config::BEGIN() from lib/Config.pm:0
372   Package lib/Config.pm.
373   in  $=Config::TIEHASH('Config') from lib/Config.pm:644
374   out $=Config::TIEHASH('Config') from lib/Config.pm:644
375   in  $=Exporter::import('Config', 'myconfig', 'config_vars') from /dev/null:0
376    in  $=Exporter::export('Config', 'main', 'myconfig', 'config_vars') from lib/E
377    out $=Exporter::export('Config', 'main', 'myconfig', 'config_vars') from lib/E
378   out $=Exporter::import('Config', 'myconfig', 'config_vars') from /dev/null:0
379  out $=main::BEGIN() from /dev/null:0
380  in  @=Config::myconfig() from /dev/null:0
381   in  $=Config::FETCH('Config=HASH(0x1aa444)', 'package') from lib/Config.pm:574
382   out $=Config::FETCH('Config=HASH(0x1aa444)', 'package') from lib/Config.pm:574
383   in  $=Config::FETCH('Config=HASH(0x1aa444)', 'baserev') from lib/Config.pm:574
384   out $=Config::FETCH('Config=HASH(0x1aa444)', 'baserev') from lib/Config.pm:574
385
386 =item 6
387
388  in  $=CODE(0x15eca4)() from /dev/null:0
389   in  $=CODE(0x182528)() from lib/Config.pm:2
390    Package lib/Exporter.pm.
391   out $=CODE(0x182528)() from lib/Config.pm:0
392   scalar context return from CODE(0x182528): undef
393   Package lib/Config.pm.
394   in  $=Config::TIEHASH('Config') from lib/Config.pm:628
395   out $=Config::TIEHASH('Config') from lib/Config.pm:628
396   scalar context return from Config::TIEHASH:   empty hash
397   in  $=Exporter::import('Config', 'myconfig', 'config_vars') from /dev/null:0
398    in  $=Exporter::export('Config', 'main', 'myconfig', 'config_vars') from lib/Exporter.pm:171
399    out $=Exporter::export('Config', 'main', 'myconfig', 'config_vars') from lib/Exporter.pm:171
400    scalar context return from Exporter::export: ''
401   out $=Exporter::import('Config', 'myconfig', 'config_vars') from /dev/null:0
402   scalar context return from Exporter::import: ''
403
404 =back
405
406 In all cases shown above, the line indentation shows the call tree.
407 If bit 2 of C<frame> is set, a line is printed on exit from a
408 subroutine as well.  If bit 4 is set, the arguments are printed
409 along with the caller info.  If bit 8 is set, the arguments are
410 printed even if they are tied or references.  If bit 16 is set, the
411 return value is printed, too.
412
413 When a package is compiled, a line like this
414
415     Package lib/Carp.pm.
416
417 is printed with proper indentation.
418
419 =head1 Debugging Regular Expressions
420
421 There are two ways to enable debugging output for regular expressions.
422
423 If your perl is compiled with C<-DDEBUGGING>, you may use the
424 B<-Dr> flag on the command line, and C<-Drv> for more verbose
425 information.
426
427 Otherwise, one can C<use re 'debug'>, which has effects at both
428 compile time and run time.  Since Perl 5.9.5, this pragma is lexically
429 scoped.
430
431 =head2 Compile-time Output
432
433 The debugging output at compile time looks like this:
434
435   Compiling REx '[bc]d(ef*g)+h[ij]k$'
436   size 45 Got 364 bytes for offset annotations.
437   first at 1
438   rarest char g at 0
439   rarest char d at 0
440      1: ANYOF[bc](12)
441     12: EXACT <d>(14)
442     14: CURLYX[0] {1,32767}(28)
443     16:   OPEN1(18)
444     18:     EXACT <e>(20)
445     20:     STAR(23)
446     21:       EXACT <f>(0)
447     23:     EXACT <g>(25)
448     25:   CLOSE1(27)
449     27:   WHILEM[1/1](0)
450     28: NOTHING(29)
451     29: EXACT <h>(31)
452     31: ANYOF[ij](42)
453     42: EXACT <k>(44)
454     44: EOL(45)
455     45: END(0)
456   anchored 'de' at 1 floating 'gh' at 3..2147483647 (checking floating) 
457         stclass 'ANYOF[bc]' minlen 7 
458   Offsets: [45]
459         1[4] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 5[1]
460         0[0] 12[1] 0[0] 6[1] 0[0] 7[1] 0[0] 9[1] 8[1] 0[0] 10[1] 0[0]
461         11[1] 0[0] 12[0] 12[0] 13[1] 0[0] 14[4] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0]
462         0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 18[1] 0[0] 19[1] 20[0]  
463   Omitting $` $& $' support.
464
465 The first line shows the pre-compiled form of the regex.  The second
466 shows the size of the compiled form (in arbitrary units, usually
467 4-byte words) and the total number of bytes allocated for the
468 offset/length table, usually 4+C<size>*8.  The next line shows the
469 label I<id> of the first node that does a match.
470
471 The 
472
473   anchored 'de' at 1 floating 'gh' at 3..2147483647 (checking floating) 
474         stclass 'ANYOF[bc]' minlen 7 
475
476 line (split into two lines above) contains optimizer
477 information.  In the example shown, the optimizer found that the match 
478 should contain a substring C<de> at offset 1, plus substring C<gh>
479 at some offset between 3 and infinity.  Moreover, when checking for
480 these substrings (to abandon impossible matches quickly), Perl will check
481 for the substring C<gh> before checking for the substring C<de>.  The
482 optimizer may also use the knowledge that the match starts (at the
483 C<first> I<id>) with a character class, and no string 
484 shorter than 7 characters can possibly match.
485
486 The fields of interest which may appear in this line are
487
488 =over 4
489
490 =item C<anchored> I<STRING> C<at> I<POS>
491
492 =item C<floating> I<STRING> C<at> I<POS1..POS2>
493
494 See above.
495
496 =item C<matching floating/anchored>
497
498 Which substring to check first.
499
500 =item C<minlen>
501
502 The minimal length of the match.
503
504 =item C<stclass> I<TYPE>
505
506 Type of first matching node.
507
508 =item C<noscan>
509
510 Don't scan for the found substrings.
511
512 =item C<isall>
513
514 Means that the optimizer information is all that the regular
515 expression contains, and thus one does not need to enter the regex engine at
516 all.
517
518 =item C<GPOS>
519
520 Set if the pattern contains C<\G>.
521
522 =item C<plus> 
523
524 Set if the pattern starts with a repeated char (as in C<x+y>).
525
526 =item C<implicit>
527
528 Set if the pattern starts with C<.*>.
529
530 =item C<with eval> 
531
532 Set if the pattern contain eval-groups, such as C<(?{ code })> and
533 C<(??{ code })>.
534
535 =item C<anchored(TYPE)>
536
537 If the pattern may match only at a handful of places, with C<TYPE>
538 being C<SBOL>, C<MBOL>, or C<GPOS>.  See the table below.
539
540 =back
541
542 If a substring is known to match at end-of-line only, it may be
543 followed by C<$>, as in C<floating 'k'$>.
544
545 The optimizer-specific information is used to avoid entering (a slow) regex
546 engine on strings that will not definitely match.  If the C<isall> flag
547 is set, a call to the regex engine may be avoided even when the optimizer
548 found an appropriate place for the match.
549
550 Above the optimizer section is the list of I<nodes> of the compiled
551 form of the regex.  Each line has format 
552
553 C<   >I<id>: I<TYPE> I<OPTIONAL-INFO> (I<next-id>)
554
555 =head2 Types of Nodes
556
557 Here are the current possible types, with short descriptions:
558
559 =for comment
560 This table is generated by regen/regcomp.pl.  Any changes made here
561 will be lost.
562
563 =for regcomp.pl begin
564
565  # TYPE arg-description [num-args] [longjump-len] DESCRIPTION
566
567  # Exit points
568
569  END              no         End of program.
570  SUCCEED          no         Return from a subroutine, basically.
571
572  # Line Start Anchors:
573  SBOL             no         Match "" at beginning of line: /^/, /\A/
574  MBOL             no         Same, assuming multiline: /^/m
575
576  # Line End Anchors:
577  SEOL             no         Match "" at end of line: /$/
578  MEOL             no         Same, assuming multiline: /$/m
579  EOS              no         Match "" at end of string: /\z/
580
581  # Match Start Anchors:
582  GPOS             no         Matches where last m//g left off.
583
584  # Word Boundary Opcodes:
585  BOUND            no         Like BOUNDA for non-utf8, otherwise match
586                              "" between any Unicode \w\W or \W\w
587  BOUNDL           no         Like BOUND/BOUNDU, but \w and \W are
588                              defined by current locale
589  BOUNDU           no         Match "" at any boundary of a given type
590                              using Unicode rules
591  BOUNDA           no         Match "" at any boundary between \w\W or
592                              \W\w, where \w is [_a-zA-Z0-9]
593  NBOUND           no         Like NBOUNDA for non-utf8, otherwise match
594                              "" between any Unicode \w\w or \W\W
595  NBOUNDL          no         Like NBOUND/NBOUNDU, but \w and \W are
596                              defined by current locale
597  NBOUNDU          no         Match "" at any non-boundary of a given
598                              type using using Unicode rules
599  NBOUNDA          no         Match "" betweeen any \w\w or \W\W, where
600                              \w is [_a-zA-Z0-9]
601
602  # [Special] alternatives:
603  REG_ANY          no         Match any one character (except newline).
604  SANY             no         Match any one character.
605  ANYOF            sv         Match character in (or not in) this class,
606                   charclass  single char match only
607  ANYOFD           sv         Like ANYOF, but /d is in effect
608                   charclass
609  ANYOFL           sv         Like ANYOF, but /l is in effect
610                   charclass
611  ANYOFPOSIXL      sv         Like ANYOFL, but matches [[:posix:]]
612                   charclass_ classes
613                   posixl
614  ANYOFM           byte 1     Like ANYOF, but matches an invariant byte
615                              as determined by the mask and arg
616  NANYOFM          byte 1     complement of ANYOFM
617
618  # POSIX Character Classes:
619  POSIXD           none       Some [[:class:]] under /d; the FLAGS field
620                              gives which one
621  POSIXL           none       Some [[:class:]] under /l; the FLAGS field
622                              gives which one
623  POSIXU           none       Some [[:class:]] under /u; the FLAGS field
624                              gives which one
625  POSIXA           none       Some [[:class:]] under /a; the FLAGS field
626                              gives which one
627  NPOSIXD          none       complement of POSIXD, [[:^class:]]
628  NPOSIXL          none       complement of POSIXL, [[:^class:]]
629  NPOSIXU          none       complement of POSIXU, [[:^class:]]
630  NPOSIXA          none       complement of POSIXA, [[:^class:]]
631
632  ASCII            none       [[:ascii:]]
633  NASCII           none       [[:^ascii:]]
634
635  CLUMP            no         Match any extended grapheme cluster
636                              sequence
637
638  # Alternation
639
640  # BRANCH        The set of branches constituting a single choice are
641  #               hooked together with their "next" pointers, since
642  #               precedence prevents anything being concatenated to
643  #               any individual branch.  The "next" pointer of the last
644  #               BRANCH in a choice points to the thing following the
645  #               whole choice.  This is also where the final "next"
646  #               pointer of each individual branch points; each branch
647  #               starts with the operand node of a BRANCH node.
648  #
649  BRANCH           node       Match this alternative, or the next...
650
651  # Literals
652
653  EXACT            str        Match this string (preceded by length).
654  EXACTL           str        Like EXACT, but /l is in effect (used so
655                              locale-related warnings can be checked
656                              for).
657  EXACTF           str        Match this string using /id rules (w/len);
658                              (string not UTF-8, not guaranteed to be
659                              folded).
660  EXACTFL          str        Match this string using /il rules (w/len);
661                              (string not guaranteed to be folded).
662  EXACTFU          str        Match this string using /iu rules (w/len);
663                              (string folded iff in UTF-8; non-UTF8
664                              folded length <= unfolded).
665  EXACTFAA         str        Match this string using /iaa rules (w/len)
666                              (string folded iff in UTF-8; non-UTF8
667                              folded length <= unfolded).
668
669  EXACTFU_SS       str        Match this string using /iu rules (w/len);
670                              (string folded iff in UTF-8; non-UTF8
671                              folded length > unfolded).
672  EXACTFLU8        str        Like EXACTFU, but use /il, UTF-8, folded,
673                              and everything in it is above 255.
674  EXACTFAA_NO_TRIE str        Match this string using /iaa rules (w/len)
675                              (string not UTF-8, not guaranteed to be
676                              folded, not currently trie-able).
677
678  EXACT_ONLY8      str        Like EXACT, but only UTF-8 encoded targets
679                              can match
680  EXACTFU_ONLY8    str        Like EXACTFU, but only UTF-8 encoded
681                              targets can match
682
683  EXACTFS_B_U      str        EXACTFU but begins with [Ss]; (string not
684                              UTF-8; compile-time only).
685  EXACTFS_E_U      str        EXACTFU but ends with [Ss]; (string not UTF-
686                              8; compile-time only).
687  EXACTFS_BE_U     str        EXACTFU but begins and ends with [Ss];
688                              (string not UTF-8; compile-time only).
689
690  # Do nothing types
691
692  NOTHING          no         Match empty string.
693  # A variant of above which delimits a group, thus stops optimizations
694  TAIL             no         Match empty string. Can jump here from
695                              outside.
696
697  # Loops
698
699  # STAR,PLUS    '?', and complex '*' and '+', are implemented as
700  #               circular BRANCH structures.  Simple cases
701  #               (one character per match) are implemented with STAR
702  #               and PLUS for speed and to minimize recursive plunges.
703  #
704  STAR             node       Match this (simple) thing 0 or more times.
705  PLUS             node       Match this (simple) thing 1 or more times.
706
707  CURLY            sv 2       Match this simple thing {n,m} times.
708  CURLYN           no 2       Capture next-after-this simple thing
709  CURLYM           no 2       Capture this medium-complex thing {n,m}
710                              times.
711  CURLYX           sv 2       Match this complex thing {n,m} times.
712
713  # This terminator creates a loop structure for CURLYX
714  WHILEM           no         Do curly processing and see if rest
715                              matches.
716
717  # Buffer related
718
719  # OPEN,CLOSE,GROUPP     ...are numbered at compile time.
720  OPEN             num 1      Mark this point in input as start of #n.
721  CLOSE            num 1      Close corresponding OPEN of #n.
722  SROPEN           none       Same as OPEN, but for script run
723  SRCLOSE          none       Close preceding SROPEN
724
725  REF              num 1      Match some already matched string
726  REFF             num 1      Match already matched string, folded using
727                              native charset rules for non-utf8
728  REFFL            num 1      Match already matched string, folded in
729                              loc.
730  REFFU            num 1      Match already matched string, folded using
731                              unicode rules for non-utf8
732  REFFA            num 1      Match already matched string, folded using
733                              unicode rules for non-utf8, no mixing
734                              ASCII, non-ASCII
735
736  # Named references.  Code in regcomp.c assumes that these all are after
737  # the numbered references
738  NREF             no-sv 1    Match some already matched string
739  NREFF            no-sv 1    Match already matched string, folded using
740                              native charset rules for non-utf8
741  NREFFL           no-sv 1    Match already matched string, folded in
742                              loc.
743  NREFFU           num 1      Match already matched string, folded using
744                              unicode rules for non-utf8
745  NREFFA           num 1      Match already matched string, folded using
746                              unicode rules for non-utf8, no mixing
747                              ASCII, non-ASCII
748
749  # Support for long RE
750  LONGJMP          off 1 1    Jump far away.
751  BRANCHJ          off 1 1    BRANCH with long offset.
752
753  # Special Case Regops
754  IFMATCH          off 1 1    Succeeds if the following matches.
755  UNLESSM          off 1 1    Fails if the following matches.
756  SUSPEND          off 1 1    "Independent" sub-RE.
757  IFTHEN           off 1 1    Switch, should be preceded by switcher.
758  GROUPP           num 1      Whether the group matched.
759
760  # The heavy worker
761
762  EVAL             evl/flags  Execute some Perl code.
763                   2L
764
765  # Modifiers
766
767  MINMOD           no         Next operator is not greedy.
768  LOGICAL          no         Next opcode should set the flag only.
769
770  # This is not used yet
771  RENUM            off 1 1    Group with independently numbered parens.
772
773  # Trie Related
774
775  # Behave the same as A|LIST|OF|WORDS would. The '..C' variants
776  # have inline charclass data (ascii only), the 'C' store it in the
777  # structure.
778
779  TRIE             trie 1     Match many EXACT(F[ALU]?)? at once.
780                              flags==type
781  TRIEC            trie       Same as TRIE, but with embedded charclass
782                   charclass  data
783
784  AHOCORASICK      trie 1     Aho Corasick stclass. flags==type
785  AHOCORASICKC     trie       Same as AHOCORASICK, but with embedded
786                   charclass  charclass data
787
788  # Regex Subroutines
789  GOSUB            num/ofs 2L recurse to paren arg1 at (signed) ofs arg2
790
791  # Special conditionals
792  NGROUPP          no-sv 1    Whether the group matched.
793  INSUBP           num 1      Whether we are in a specific recurse.
794  DEFINEP          none 1     Never execute directly.
795
796  # Backtracking Verbs
797  ENDLIKE          none       Used only for the type field of verbs
798  OPFAIL           no-sv 1    Same as (?!), but with verb arg
799  ACCEPT           no-sv/num  Accepts the current matched string, with
800                   2L         verbar
801
802  # Verbs With Arguments
803  VERB             no-sv 1    Used only for the type field of verbs
804  PRUNE            no-sv 1    Pattern fails at this startpoint if no-
805                              backtracking through this
806  MARKPOINT        no-sv 1    Push the current location for rollback by
807                              cut.
808  SKIP             no-sv 1    On failure skip forward (to the mark)
809                              before retrying
810  COMMIT           no-sv 1    Pattern fails outright if backtracking
811                              through this
812  CUTGROUP         no-sv 1    On failure go to the next alternation in
813                              the group
814
815  # Control what to keep in $&.
816  KEEPS            no         $& begins here.
817
818  # New charclass like patterns
819  LNBREAK          none       generic newline pattern
820
821  # SPECIAL  REGOPS
822
823  # This is not really a node, but an optimized away piece of a "long"
824  # node.  To simplify debugging output, we mark it as if it were a node
825  OPTIMIZED        off        Placeholder for dump.
826
827  # Special opcode with the property that no opcode in a compiled program
828  # will ever be of this type. Thus it can be used as a flag value that
829  # no other opcode has been seen. END is used similarly, in that an END
830  # node cant be optimized. So END implies "unoptimizable" and PSEUDO
831  # mean "not seen anything to optimize yet".
832  PSEUDO           off        Pseudo opcode for internal use.
833
834 =for regcomp.pl end
835
836 =for unprinted-credits
837 Next section M-J. Dominus (mjd-perl-patch+@plover.com) 20010421
838
839 Following the optimizer information is a dump of the offset/length
840 table, here split across several lines:
841
842   Offsets: [45]
843         1[4] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 5[1]
844         0[0] 12[1] 0[0] 6[1] 0[0] 7[1] 0[0] 9[1] 8[1] 0[0] 10[1] 0[0]
845         11[1] 0[0] 12[0] 12[0] 13[1] 0[0] 14[4] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0]
846         0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 0[0] 18[1] 0[0] 19[1] 20[0]  
847
848 The first line here indicates that the offset/length table contains 45
849 entries.  Each entry is a pair of integers, denoted by C<offset[length]>.
850 Entries are numbered starting with 1, so entry #1 here is C<1[4]> and
851 entry #12 is C<5[1]>.  C<1[4]> indicates that the node labeled C<1:>
852 (the C<1: ANYOF[bc]>) begins at character position 1 in the
853 pre-compiled form of the regex, and has a length of 4 characters.
854 C<5[1]> in position 12 
855 indicates that the node labeled C<12:>
856 (the C<< 12: EXACT <d> >>) begins at character position 5 in the
857 pre-compiled form of the regex, and has a length of 1 character.
858 C<12[1]> in position 14 
859 indicates that the node labeled C<14:>
860 (the C<< 14: CURLYX[0] {1,32767} >>) begins at character position 12 in the
861 pre-compiled form of the regex, and has a length of 1 character---that
862 is, it corresponds to the C<+> symbol in the precompiled regex.
863
864 C<0[0]> items indicate that there is no corresponding node.
865
866 =head2 Run-time Output
867
868 First of all, when doing a match, one may get no run-time output even
869 if debugging is enabled.  This means that the regex engine was never
870 entered and that all of the job was therefore done by the optimizer.
871
872 If the regex engine was entered, the output may look like this:
873
874   Matching '[bc]d(ef*g)+h[ij]k$' against 'abcdefg__gh__'
875     Setting an EVAL scope, savestack=3
876      2 <ab> <cdefg__gh_>    |  1: ANYOF
877      3 <abc> <defg__gh_>    | 11: EXACT <d>
878      4 <abcd> <efg__gh_>    | 13: CURLYX {1,32767}
879      4 <abcd> <efg__gh_>    | 26:   WHILEM
880                                 0 out of 1..32767  cc=effff31c
881      4 <abcd> <efg__gh_>    | 15:     OPEN1
882      4 <abcd> <efg__gh_>    | 17:     EXACT <e>
883      5 <abcde> <fg__gh_>    | 19:     STAR
884                              EXACT <f> can match 1 times out of 32767...
885     Setting an EVAL scope, savestack=3
886      6 <bcdef> <g__gh__>    | 22:       EXACT <g>
887      7 <bcdefg> <__gh__>    | 24:       CLOSE1
888      7 <bcdefg> <__gh__>    | 26:       WHILEM
889                                     1 out of 1..32767  cc=effff31c
890     Setting an EVAL scope, savestack=12
891      7 <bcdefg> <__gh__>    | 15:         OPEN1
892      7 <bcdefg> <__gh__>    | 17:         EXACT <e>
893        restoring \1 to 4(4)..7
894                                     failed, try continuation...
895      7 <bcdefg> <__gh__>    | 27:         NOTHING
896      7 <bcdefg> <__gh__>    | 28:         EXACT <h>
897                                     failed...
898                                 failed...
899
900 The most significant information in the output is about the particular I<node>
901 of the compiled regex that is currently being tested against the target string.
902 The format of these lines is
903
904 C<    >I<STRING-OFFSET> <I<PRE-STRING>> <I<POST-STRING>>   |I<ID>:  I<TYPE>
905
906 The I<TYPE> info is indented with respect to the backtracking level.
907 Other incidental information appears interspersed within.
908
909 =head1 Debugging Perl Memory Usage
910
911 Perl is a profligate wastrel when it comes to memory use.  There
912 is a saying that to estimate memory usage of Perl, assume a reasonable
913 algorithm for memory allocation, multiply that estimate by 10, and
914 while you still may miss the mark, at least you won't be quite so
915 astonished.  This is not absolutely true, but may provide a good
916 grasp of what happens.
917
918 Assume that an integer cannot take less than 20 bytes of memory, a
919 float cannot take less than 24 bytes, a string cannot take less
920 than 32 bytes (all these examples assume 32-bit architectures, the
921 result are quite a bit worse on 64-bit architectures).  If a variable
922 is accessed in two of three different ways (which require an integer,
923 a float, or a string), the memory footprint may increase yet another
924 20 bytes.  A sloppy malloc(3) implementation can inflate these
925 numbers dramatically.
926
927 On the opposite end of the scale, a declaration like
928
929   sub foo;
930
931 may take up to 500 bytes of memory, depending on which release of Perl
932 you're running.
933
934 Anecdotal estimates of source-to-compiled code bloat suggest an
935 eightfold increase.  This means that the compiled form of reasonable
936 (normally commented, properly indented etc.) code will take
937 about eight times more space in memory than the code took
938 on disk.
939
940 The B<-DL> command-line switch is obsolete since circa Perl 5.6.0
941 (it was available only if Perl was built with C<-DDEBUGGING>).
942 The switch was used to track Perl's memory allocations and possible
943 memory leaks.  These days the use of malloc debugging tools like
944 F<Purify> or F<valgrind> is suggested instead.  See also
945 L<perlhacktips/PERL_MEM_LOG>.
946
947 One way to find out how much memory is being used by Perl data
948 structures is to install the Devel::Size module from CPAN: it gives
949 you the minimum number of bytes required to store a particular data
950 structure.  Please be mindful of the difference between the size()
951 and total_size().
952
953 If Perl has been compiled using Perl's malloc you can analyze Perl
954 memory usage by setting $ENV{PERL_DEBUG_MSTATS}.
955
956 =head2 Using C<$ENV{PERL_DEBUG_MSTATS}>
957
958 If your perl is using Perl's malloc() and was compiled with the
959 necessary switches (this is the default), then it will print memory
960 usage statistics after compiling your code when C<< $ENV{PERL_DEBUG_MSTATS}
961 > 1 >>, and before termination of the program when C<<
962 $ENV{PERL_DEBUG_MSTATS} >= 1 >>.  The report format is similar to
963 the following example:
964
965  $ PERL_DEBUG_MSTATS=2 perl -e "require Carp"
966  Memory allocation statistics after compilation: (buckets 4(4)..8188(8192)
967     14216 free:   130   117    28     7     9   0   2     2   1 0 0
968                 437    61    36     0     5
969     60924 used:   125   137   161    55     7   8   6    16   2 0 1
970                  74   109   304    84    20
971  Total sbrk(): 77824/21:119. Odd ends: pad+heads+chain+tail: 0+636+0+2048.
972  Memory allocation statistics after execution:   (buckets 4(4)..8188(8192)
973     30888 free:   245    78    85    13     6   2   1     3   2 0 1
974                 315   162    39    42    11
975    175816 used:   265   176  1112   111    26  22  11    27   2 1 1
976                 196   178  1066   798    39
977  Total sbrk(): 215040/47:145. Odd ends: pad+heads+chain+tail: 0+2192+0+6144.
978
979 It is possible to ask for such a statistic at arbitrary points in
980 your execution using the mstat() function out of the standard
981 Devel::Peek module.
982
983 Here is some explanation of that format:
984
985 =over 4
986
987 =item C<buckets SMALLEST(APPROX)..GREATEST(APPROX)>
988
989 Perl's malloc() uses bucketed allocations.  Every request is rounded
990 up to the closest bucket size available, and a bucket is taken from
991 the pool of buckets of that size.
992
993 The line above describes the limits of buckets currently in use.
994 Each bucket has two sizes: memory footprint and the maximal size
995 of user data that can fit into this bucket.  Suppose in the above
996 example that the smallest bucket were size 4.  The biggest bucket
997 would have usable size 8188, and the memory footprint would be 8192.
998
999 In a Perl built for debugging, some buckets may have negative usable
1000 size.  This means that these buckets cannot (and will not) be used.
1001 For larger buckets, the memory footprint may be one page greater
1002 than a power of 2.  If so, the corresponding power of two is
1003 printed in the C<APPROX> field above.
1004
1005 =item Free/Used
1006
1007 The 1 or 2 rows of numbers following that correspond to the number
1008 of buckets of each size between C<SMALLEST> and C<GREATEST>.  In
1009 the first row, the sizes (memory footprints) of buckets are powers
1010 of two--or possibly one page greater.  In the second row, if present,
1011 the memory footprints of the buckets are between the memory footprints
1012 of two buckets "above".
1013
1014 For example, suppose under the previous example, the memory footprints
1015 were
1016
1017    free:    8     16    32    64    128  256 512 1024 2048 4096 8192
1018            4     12    24    48    80
1019
1020 With a non-C<DEBUGGING> perl, the buckets starting from C<128> have
1021 a 4-byte overhead, and thus an 8192-long bucket may take up to
1022 8188-byte allocations.
1023
1024 =item C<Total sbrk(): SBRKed/SBRKs:CONTINUOUS>
1025
1026 The first two fields give the total amount of memory perl sbrk(2)ed
1027 (ess-broken? :-) and number of sbrk(2)s used.  The third number is
1028 what perl thinks about continuity of returned chunks.  So long as
1029 this number is positive, malloc() will assume that it is probable
1030 that sbrk(2) will provide continuous memory.
1031
1032 Memory allocated by external libraries is not counted.
1033
1034 =item C<pad: 0>
1035
1036 The amount of sbrk(2)ed memory needed to keep buckets aligned.
1037
1038 =item C<heads: 2192>
1039
1040 Although memory overhead of bigger buckets is kept inside the bucket, for
1041 smaller buckets, it is kept in separate areas.  This field gives the
1042 total size of these areas.
1043
1044 =item C<chain: 0>
1045
1046 malloc() may want to subdivide a bigger bucket into smaller buckets.
1047 If only a part of the deceased bucket is left unsubdivided, the rest
1048 is kept as an element of a linked list.  This field gives the total
1049 size of these chunks.
1050
1051 =item C<tail: 6144>
1052
1053 To minimize the number of sbrk(2)s, malloc() asks for more memory.  This
1054 field gives the size of the yet unused part, which is sbrk(2)ed, but
1055 never touched.
1056
1057 =back
1058
1059 =head1 SEE ALSO
1060
1061 L<perldebug>,
1062 L<perlguts>,
1063 L<perlrun>
1064 L<re>,
1065 and
1066 L<Devel::DProf>.