This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
[DOCPATCH] %SIG and SA_RESTART
[perl5.git] / pod / perlguts.pod
1 =head1 NAME
2
3 perlguts - Introduction to the Perl API
4
5 =head1 DESCRIPTION
6
7 This document attempts to describe how to use the Perl API, as well as
8 to provide some info on the basic workings of the Perl core. It is far
9 from complete and probably contains many errors. Please refer any
10 questions or comments to the author below.
11
12 =head1 Variables
13
14 =head2 Datatypes
15
16 Perl has three typedefs that handle Perl's three main data types:
17
18     SV  Scalar Value
19     AV  Array Value
20     HV  Hash Value
21
22 Each typedef has specific routines that manipulate the various data types.
23
24 =head2 What is an "IV"?
25
26 Perl uses a special typedef IV which is a simple signed integer type that is
27 guaranteed to be large enough to hold a pointer (as well as an integer).
28 Additionally, there is the UV, which is simply an unsigned IV.
29
30 Perl also uses two special typedefs, I32 and I16, which will always be at
31 least 32-bits and 16-bits long, respectively. (Again, there are U32 and U16,
32 as well.)  They will usually be exactly 32 and 16 bits long, but on Crays
33 they will both be 64 bits.
34
35 =head2 Working with SVs
36
37 An SV can be created and loaded with one command.  There are five types of
38 values that can be loaded: an integer value (IV), an unsigned integer
39 value (UV), a double (NV), a string (PV), and another scalar (SV).
40
41 The seven routines are:
42
43     SV*  newSViv(IV);
44     SV*  newSVuv(UV);
45     SV*  newSVnv(double);
46     SV*  newSVpv(const char*, STRLEN);
47     SV*  newSVpvn(const char*, STRLEN);
48     SV*  newSVpvf(const char*, ...);
49     SV*  newSVsv(SV*);
50
51 C<STRLEN> is an integer type (Size_t, usually defined as size_t in
52 F<config.h>) guaranteed to be large enough to represent the size of
53 any string that perl can handle.
54
55 In the unlikely case of a SV requiring more complex initialisation, you
56 can create an empty SV with newSV(len).  If C<len> is 0 an empty SV of
57 type NULL is returned, else an SV of type PV is returned with len + 1 (for
58 the NUL) bytes of storage allocated, accessible via SvPVX.  In both cases
59 the SV has value undef.
60
61     SV *sv = newSV(0);   /* no storage allocated  */
62     SV *sv = newSV(10);  /* 10 (+1) bytes of uninitialised storage allocated  */
63
64 To change the value of an I<already-existing> SV, there are eight routines:
65
66     void  sv_setiv(SV*, IV);
67     void  sv_setuv(SV*, UV);
68     void  sv_setnv(SV*, double);
69     void  sv_setpv(SV*, const char*);
70     void  sv_setpvn(SV*, const char*, STRLEN)
71     void  sv_setpvf(SV*, const char*, ...);
72     void  sv_vsetpvfn(SV*, const char*, STRLEN, va_list *, SV **, I32, bool *);
73     void  sv_setsv(SV*, SV*);
74
75 Notice that you can choose to specify the length of the string to be
76 assigned by using C<sv_setpvn>, C<newSVpvn>, or C<newSVpv>, or you may
77 allow Perl to calculate the length by using C<sv_setpv> or by specifying
78 0 as the second argument to C<newSVpv>.  Be warned, though, that Perl will
79 determine the string's length by using C<strlen>, which depends on the
80 string terminating with a NUL character.
81
82 The arguments of C<sv_setpvf> are processed like C<sprintf>, and the
83 formatted output becomes the value.
84
85 C<sv_vsetpvfn> is an analogue of C<vsprintf>, but it allows you to specify
86 either a pointer to a variable argument list or the address and length of
87 an array of SVs.  The last argument points to a boolean; on return, if that
88 boolean is true, then locale-specific information has been used to format
89 the string, and the string's contents are therefore untrustworthy (see
90 L<perlsec>).  This pointer may be NULL if that information is not
91 important.  Note that this function requires you to specify the length of
92 the format.
93
94 The C<sv_set*()> functions are not generic enough to operate on values
95 that have "magic".  See L<Magic Virtual Tables> later in this document.
96
97 All SVs that contain strings should be terminated with a NUL character.
98 If it is not NUL-terminated there is a risk of
99 core dumps and corruptions from code which passes the string to C
100 functions or system calls which expect a NUL-terminated string.
101 Perl's own functions typically add a trailing NUL for this reason.
102 Nevertheless, you should be very careful when you pass a string stored
103 in an SV to a C function or system call.
104
105 To access the actual value that an SV points to, you can use the macros:
106
107     SvIV(SV*)
108     SvUV(SV*)
109     SvNV(SV*)
110     SvPV(SV*, STRLEN len)
111     SvPV_nolen(SV*)
112
113 which will automatically coerce the actual scalar type into an IV, UV, double,
114 or string.
115
116 In the C<SvPV> macro, the length of the string returned is placed into the
117 variable C<len> (this is a macro, so you do I<not> use C<&len>).  If you do
118 not care what the length of the data is, use the C<SvPV_nolen> macro.
119 Historically the C<SvPV> macro with the global variable C<PL_na> has been
120 used in this case.  But that can be quite inefficient because C<PL_na> must
121 be accessed in thread-local storage in threaded Perl.  In any case, remember
122 that Perl allows arbitrary strings of data that may both contain NULs and
123 might not be terminated by a NUL.
124
125 Also remember that C doesn't allow you to safely say C<foo(SvPV(s, len),
126 len);>. It might work with your compiler, but it won't work for everyone.
127 Break this sort of statement up into separate assignments:
128
129         SV *s;
130         STRLEN len;
131         char * ptr;
132         ptr = SvPV(s, len);
133         foo(ptr, len);
134
135 If you want to know if the scalar value is TRUE, you can use:
136
137     SvTRUE(SV*)
138
139 Although Perl will automatically grow strings for you, if you need to force
140 Perl to allocate more memory for your SV, you can use the macro
141
142     SvGROW(SV*, STRLEN newlen)
143
144 which will determine if more memory needs to be allocated.  If so, it will
145 call the function C<sv_grow>.  Note that C<SvGROW> can only increase, not
146 decrease, the allocated memory of an SV and that it does not automatically
147 add a byte for the a trailing NUL (perl's own string functions typically do
148 C<SvGROW(sv, len + 1)>).
149
150 If you have an SV and want to know what kind of data Perl thinks is stored
151 in it, you can use the following macros to check the type of SV you have.
152
153     SvIOK(SV*)
154     SvNOK(SV*)
155     SvPOK(SV*)
156
157 You can get and set the current length of the string stored in an SV with
158 the following macros:
159
160     SvCUR(SV*)
161     SvCUR_set(SV*, I32 val)
162
163 You can also get a pointer to the end of the string stored in the SV
164 with the macro:
165
166     SvEND(SV*)
167
168 But note that these last three macros are valid only if C<SvPOK()> is true.
169
170 If you want to append something to the end of string stored in an C<SV*>,
171 you can use the following functions:
172
173     void  sv_catpv(SV*, const char*);
174     void  sv_catpvn(SV*, const char*, STRLEN);
175     void  sv_catpvf(SV*, const char*, ...);
176     void  sv_vcatpvfn(SV*, const char*, STRLEN, va_list *, SV **, I32, bool);
177     void  sv_catsv(SV*, SV*);
178
179 The first function calculates the length of the string to be appended by
180 using C<strlen>.  In the second, you specify the length of the string
181 yourself.  The third function processes its arguments like C<sprintf> and
182 appends the formatted output.  The fourth function works like C<vsprintf>.
183 You can specify the address and length of an array of SVs instead of the
184 va_list argument. The fifth function extends the string stored in the first
185 SV with the string stored in the second SV.  It also forces the second SV
186 to be interpreted as a string.
187
188 The C<sv_cat*()> functions are not generic enough to operate on values that
189 have "magic".  See L<Magic Virtual Tables> later in this document.
190
191 If you know the name of a scalar variable, you can get a pointer to its SV
192 by using the following:
193
194     SV*  get_sv("package::varname", FALSE);
195
196 This returns NULL if the variable does not exist.
197
198 If you want to know if this variable (or any other SV) is actually C<defined>,
199 you can call:
200
201     SvOK(SV*)
202
203 The scalar C<undef> value is stored in an SV instance called C<PL_sv_undef>.
204 Its address can be used whenever an C<SV*> is needed.
205
206 There are also the two values C<PL_sv_yes> and C<PL_sv_no>, which contain
207 boolean TRUE and FALSE values, respectively.  Like C<PL_sv_undef>, their
208 addresses can be used whenever an C<SV*> is needed.
209
210 Do not be fooled into thinking that C<(SV *) 0> is the same as C<&PL_sv_undef>.
211 Take this code:
212
213     SV* sv = (SV*) 0;
214     if (I-am-to-return-a-real-value) {
215             sv = sv_2mortal(newSViv(42));
216     }
217     sv_setsv(ST(0), sv);
218
219 This code tries to return a new SV (which contains the value 42) if it should
220 return a real value, or undef otherwise.  Instead it has returned a NULL
221 pointer which, somewhere down the line, will cause a segmentation violation,
222 bus error, or just weird results.  Change the zero to C<&PL_sv_undef> in the
223 first line and all will be well.
224
225 To free an SV that you've created, call C<SvREFCNT_dec(SV*)>.  Normally this
226 call is not necessary (see L<Reference Counts and Mortality>).
227
228 =head2 Offsets
229
230 Perl provides the function C<sv_chop> to efficiently remove characters
231 from the beginning of a string; you give it an SV and a pointer to
232 somewhere inside the PV, and it discards everything before the
233 pointer. The efficiency comes by means of a little hack: instead of
234 actually removing the characters, C<sv_chop> sets the flag C<OOK>
235 (offset OK) to signal to other functions that the offset hack is in
236 effect, and it puts the number of bytes chopped off into the IV field
237 of the SV. It then moves the PV pointer (called C<SvPVX>) forward that
238 many bytes, and adjusts C<SvCUR> and C<SvLEN>.
239
240 Hence, at this point, the start of the buffer that we allocated lives
241 at C<SvPVX(sv) - SvIV(sv)> in memory and the PV pointer is pointing
242 into the middle of this allocated storage.
243
244 This is best demonstrated by example:
245
246   % ./perl -Ilib -MDevel::Peek -le '$a="12345"; $a=~s/.//; Dump($a)'
247   SV = PVIV(0x8128450) at 0x81340f0
248     REFCNT = 1
249     FLAGS = (POK,OOK,pPOK)
250     IV = 1  (OFFSET)
251     PV = 0x8135781 ( "1" . ) "2345"\0
252     CUR = 4
253     LEN = 5
254
255 Here the number of bytes chopped off (1) is put into IV, and
256 C<Devel::Peek::Dump> helpfully reminds us that this is an offset. The
257 portion of the string between the "real" and the "fake" beginnings is
258 shown in parentheses, and the values of C<SvCUR> and C<SvLEN> reflect
259 the fake beginning, not the real one.
260
261 Something similar to the offset hack is performed on AVs to enable
262 efficient shifting and splicing off the beginning of the array; while
263 C<AvARRAY> points to the first element in the array that is visible from
264 Perl, C<AvALLOC> points to the real start of the C array. These are
265 usually the same, but a C<shift> operation can be carried out by
266 increasing C<AvARRAY> by one and decreasing C<AvFILL> and C<AvLEN>.
267 Again, the location of the real start of the C array only comes into
268 play when freeing the array. See C<av_shift> in F<av.c>.
269
270 =head2 What's Really Stored in an SV?
271
272 Recall that the usual method of determining the type of scalar you have is
273 to use C<Sv*OK> macros.  Because a scalar can be both a number and a string,
274 usually these macros will always return TRUE and calling the C<Sv*V>
275 macros will do the appropriate conversion of string to integer/double or
276 integer/double to string.
277
278 If you I<really> need to know if you have an integer, double, or string
279 pointer in an SV, you can use the following three macros instead:
280
281     SvIOKp(SV*)
282     SvNOKp(SV*)
283     SvPOKp(SV*)
284
285 These will tell you if you truly have an integer, double, or string pointer
286 stored in your SV.  The "p" stands for private.
287
288 The are various ways in which the private and public flags may differ.
289 For example, a tied SV may have a valid underlying value in the IV slot
290 (so SvIOKp is true), but the data should be accessed via the FETCH
291 routine rather than directly, so SvIOK is false. Another is when
292 numeric conversion has occured and precision has been lost: only the
293 private flag is set on 'lossy' values. So when an NV is converted to an
294 IV with loss, SvIOKp, SvNOKp and SvNOK will be set, while SvIOK wont be.
295
296 In general, though, it's best to use the C<Sv*V> macros.
297
298 =head2 Working with AVs
299
300 There are two ways to create and load an AV.  The first method creates an
301 empty AV:
302
303     AV*  newAV();
304
305 The second method both creates the AV and initially populates it with SVs:
306
307     AV*  av_make(I32 num, SV **ptr);
308
309 The second argument points to an array containing C<num> C<SV*>'s.  Once the
310 AV has been created, the SVs can be destroyed, if so desired.
311
312 Once the AV has been created, the following operations are possible on AVs:
313
314     void  av_push(AV*, SV*);
315     SV*   av_pop(AV*);
316     SV*   av_shift(AV*);
317     void  av_unshift(AV*, I32 num);
318
319 These should be familiar operations, with the exception of C<av_unshift>.
320 This routine adds C<num> elements at the front of the array with the C<undef>
321 value.  You must then use C<av_store> (described below) to assign values
322 to these new elements.
323
324 Here are some other functions:
325
326     I32   av_len(AV*);
327     SV**  av_fetch(AV*, I32 key, I32 lval);
328     SV**  av_store(AV*, I32 key, SV* val);
329
330 The C<av_len> function returns the highest index value in array (just
331 like $#array in Perl).  If the array is empty, -1 is returned.  The
332 C<av_fetch> function returns the value at index C<key>, but if C<lval>
333 is non-zero, then C<av_fetch> will store an undef value at that index.
334 The C<av_store> function stores the value C<val> at index C<key>, and does
335 not increment the reference count of C<val>.  Thus the caller is responsible
336 for taking care of that, and if C<av_store> returns NULL, the caller will
337 have to decrement the reference count to avoid a memory leak.  Note that
338 C<av_fetch> and C<av_store> both return C<SV**>'s, not C<SV*>'s as their
339 return value.
340
341     void  av_clear(AV*);
342     void  av_undef(AV*);
343     void  av_extend(AV*, I32 key);
344
345 The C<av_clear> function deletes all the elements in the AV* array, but
346 does not actually delete the array itself.  The C<av_undef> function will
347 delete all the elements in the array plus the array itself.  The
348 C<av_extend> function extends the array so that it contains at least C<key+1>
349 elements.  If C<key+1> is less than the currently allocated length of the array,
350 then nothing is done.
351
352 If you know the name of an array variable, you can get a pointer to its AV
353 by using the following:
354
355     AV*  get_av("package::varname", FALSE);
356
357 This returns NULL if the variable does not exist.
358
359 See L<Understanding the Magic of Tied Hashes and Arrays> for more
360 information on how to use the array access functions on tied arrays.
361
362 =head2 Working with HVs
363
364 To create an HV, you use the following routine:
365
366     HV*  newHV();
367
368 Once the HV has been created, the following operations are possible on HVs:
369
370     SV**  hv_store(HV*, const char* key, U32 klen, SV* val, U32 hash);
371     SV**  hv_fetch(HV*, const char* key, U32 klen, I32 lval);
372
373 The C<klen> parameter is the length of the key being passed in (Note that
374 you cannot pass 0 in as a value of C<klen> to tell Perl to measure the
375 length of the key).  The C<val> argument contains the SV pointer to the
376 scalar being stored, and C<hash> is the precomputed hash value (zero if
377 you want C<hv_store> to calculate it for you).  The C<lval> parameter
378 indicates whether this fetch is actually a part of a store operation, in
379 which case a new undefined value will be added to the HV with the supplied
380 key and C<hv_fetch> will return as if the value had already existed.
381
382 Remember that C<hv_store> and C<hv_fetch> return C<SV**>'s and not just
383 C<SV*>.  To access the scalar value, you must first dereference the return
384 value.  However, you should check to make sure that the return value is
385 not NULL before dereferencing it.
386
387 These two functions check if a hash table entry exists, and deletes it.
388
389     bool  hv_exists(HV*, const char* key, U32 klen);
390     SV*   hv_delete(HV*, const char* key, U32 klen, I32 flags);
391
392 If C<flags> does not include the C<G_DISCARD> flag then C<hv_delete> will
393 create and return a mortal copy of the deleted value.
394
395 And more miscellaneous functions:
396
397     void   hv_clear(HV*);
398     void   hv_undef(HV*);
399
400 Like their AV counterparts, C<hv_clear> deletes all the entries in the hash
401 table but does not actually delete the hash table.  The C<hv_undef> deletes
402 both the entries and the hash table itself.
403
404 Perl keeps the actual data in linked list of structures with a typedef of HE.
405 These contain the actual key and value pointers (plus extra administrative
406 overhead).  The key is a string pointer; the value is an C<SV*>.  However,
407 once you have an C<HE*>, to get the actual key and value, use the routines
408 specified below.
409
410     I32    hv_iterinit(HV*);
411             /* Prepares starting point to traverse hash table */
412     HE*    hv_iternext(HV*);
413             /* Get the next entry, and return a pointer to a
414                structure that has both the key and value */
415     char*  hv_iterkey(HE* entry, I32* retlen);
416             /* Get the key from an HE structure and also return
417                the length of the key string */
418     SV*    hv_iterval(HV*, HE* entry);
419             /* Return an SV pointer to the value of the HE
420                structure */
421     SV*    hv_iternextsv(HV*, char** key, I32* retlen);
422             /* This convenience routine combines hv_iternext,
423                hv_iterkey, and hv_iterval.  The key and retlen
424                arguments are return values for the key and its
425                length.  The value is returned in the SV* argument */
426
427 If you know the name of a hash variable, you can get a pointer to its HV
428 by using the following:
429
430     HV*  get_hv("package::varname", FALSE);
431
432 This returns NULL if the variable does not exist.
433
434 The hash algorithm is defined in the C<PERL_HASH(hash, key, klen)> macro:
435
436     hash = 0;
437     while (klen--)
438         hash = (hash * 33) + *key++;
439     hash = hash + (hash >> 5);                  /* after 5.6 */
440
441 The last step was added in version 5.6 to improve distribution of
442 lower bits in the resulting hash value.
443
444 See L<Understanding the Magic of Tied Hashes and Arrays> for more
445 information on how to use the hash access functions on tied hashes.
446
447 =head2 Hash API Extensions
448
449 Beginning with version 5.004, the following functions are also supported:
450
451     HE*     hv_fetch_ent  (HV* tb, SV* key, I32 lval, U32 hash);
452     HE*     hv_store_ent  (HV* tb, SV* key, SV* val, U32 hash);
453
454     bool    hv_exists_ent (HV* tb, SV* key, U32 hash);
455     SV*     hv_delete_ent (HV* tb, SV* key, I32 flags, U32 hash);
456
457     SV*     hv_iterkeysv  (HE* entry);
458
459 Note that these functions take C<SV*> keys, which simplifies writing
460 of extension code that deals with hash structures.  These functions
461 also allow passing of C<SV*> keys to C<tie> functions without forcing
462 you to stringify the keys (unlike the previous set of functions).
463
464 They also return and accept whole hash entries (C<HE*>), making their
465 use more efficient (since the hash number for a particular string
466 doesn't have to be recomputed every time).  See L<perlapi> for detailed
467 descriptions.
468
469 The following macros must always be used to access the contents of hash
470 entries.  Note that the arguments to these macros must be simple
471 variables, since they may get evaluated more than once.  See
472 L<perlapi> for detailed descriptions of these macros.
473
474     HePV(HE* he, STRLEN len)
475     HeVAL(HE* he)
476     HeHASH(HE* he)
477     HeSVKEY(HE* he)
478     HeSVKEY_force(HE* he)
479     HeSVKEY_set(HE* he, SV* sv)
480
481 These two lower level macros are defined, but must only be used when
482 dealing with keys that are not C<SV*>s:
483
484     HeKEY(HE* he)
485     HeKLEN(HE* he)
486
487 Note that both C<hv_store> and C<hv_store_ent> do not increment the
488 reference count of the stored C<val>, which is the caller's responsibility.
489 If these functions return a NULL value, the caller will usually have to
490 decrement the reference count of C<val> to avoid a memory leak.
491
492 =head2 References
493
494 References are a special type of scalar that point to other data types
495 (including references).
496
497 To create a reference, use either of the following functions:
498
499     SV* newRV_inc((SV*) thing);
500     SV* newRV_noinc((SV*) thing);
501
502 The C<thing> argument can be any of an C<SV*>, C<AV*>, or C<HV*>.  The
503 functions are identical except that C<newRV_inc> increments the reference
504 count of the C<thing>, while C<newRV_noinc> does not.  For historical
505 reasons, C<newRV> is a synonym for C<newRV_inc>.
506
507 Once you have a reference, you can use the following macro to dereference
508 the reference:
509
510     SvRV(SV*)
511
512 then call the appropriate routines, casting the returned C<SV*> to either an
513 C<AV*> or C<HV*>, if required.
514
515 To determine if an SV is a reference, you can use the following macro:
516
517     SvROK(SV*)
518
519 To discover what type of value the reference refers to, use the following
520 macro and then check the return value.
521
522     SvTYPE(SvRV(SV*))
523
524 The most useful types that will be returned are:
525
526     SVt_IV    Scalar
527     SVt_NV    Scalar
528     SVt_PV    Scalar
529     SVt_RV    Scalar
530     SVt_PVAV  Array
531     SVt_PVHV  Hash
532     SVt_PVCV  Code
533     SVt_PVGV  Glob (possible a file handle)
534     SVt_PVMG  Blessed or Magical Scalar
535
536     See the sv.h header file for more details.
537
538 =head2 Blessed References and Class Objects
539
540 References are also used to support object-oriented programming.  In perl's
541 OO lexicon, an object is simply a reference that has been blessed into a
542 package (or class).  Once blessed, the programmer may now use the reference
543 to access the various methods in the class.
544
545 A reference can be blessed into a package with the following function:
546
547     SV* sv_bless(SV* sv, HV* stash);
548
549 The C<sv> argument must be a reference value.  The C<stash> argument
550 specifies which class the reference will belong to.  See
551 L<Stashes and Globs> for information on converting class names into stashes.
552
553 /* Still under construction */
554
555 Upgrades rv to reference if not already one.  Creates new SV for rv to
556 point to.  If C<classname> is non-null, the SV is blessed into the specified
557 class.  SV is returned.
558
559         SV* newSVrv(SV* rv, const char* classname);
560
561 Copies integer, unsigned integer or double into an SV whose reference is C<rv>.  SV is blessed
562 if C<classname> is non-null.
563
564         SV* sv_setref_iv(SV* rv, const char* classname, IV iv);
565         SV* sv_setref_uv(SV* rv, const char* classname, UV uv);
566         SV* sv_setref_nv(SV* rv, const char* classname, NV iv);
567
568 Copies the pointer value (I<the address, not the string!>) into an SV whose
569 reference is rv.  SV is blessed if C<classname> is non-null.
570
571         SV* sv_setref_pv(SV* rv, const char* classname, PV iv);
572
573 Copies string into an SV whose reference is C<rv>.  Set length to 0 to let
574 Perl calculate the string length.  SV is blessed if C<classname> is non-null.
575
576         SV* sv_setref_pvn(SV* rv, const char* classname, PV iv, STRLEN length);
577
578 Tests whether the SV is blessed into the specified class.  It does not
579 check inheritance relationships.
580
581         int  sv_isa(SV* sv, const char* name);
582
583 Tests whether the SV is a reference to a blessed object.
584
585         int  sv_isobject(SV* sv);
586
587 Tests whether the SV is derived from the specified class. SV can be either
588 a reference to a blessed object or a string containing a class name. This
589 is the function implementing the C<UNIVERSAL::isa> functionality.
590
591         bool sv_derived_from(SV* sv, const char* name);
592
593 To check if you've got an object derived from a specific class you have
594 to write:
595
596         if (sv_isobject(sv) && sv_derived_from(sv, class)) { ... }
597
598 =head2 Creating New Variables
599
600 To create a new Perl variable with an undef value which can be accessed from
601 your Perl script, use the following routines, depending on the variable type.
602
603     SV*  get_sv("package::varname", TRUE);
604     AV*  get_av("package::varname", TRUE);
605     HV*  get_hv("package::varname", TRUE);
606
607 Notice the use of TRUE as the second parameter.  The new variable can now
608 be set, using the routines appropriate to the data type.
609
610 There are additional macros whose values may be bitwise OR'ed with the
611 C<TRUE> argument to enable certain extra features.  Those bits are:
612
613 =over
614
615 =item GV_ADDMULTI
616
617 Marks the variable as multiply defined, thus preventing the:
618
619   Name <varname> used only once: possible typo
620
621 warning.
622
623 =item GV_ADDWARN
624
625 Issues the warning:
626
627   Had to create <varname> unexpectedly
628
629 if the variable did not exist before the function was called.
630
631 =back
632
633 If you do not specify a package name, the variable is created in the current
634 package.
635
636 =head2 Reference Counts and Mortality
637
638 Perl uses a reference count-driven garbage collection mechanism. SVs,
639 AVs, or HVs (xV for short in the following) start their life with a
640 reference count of 1.  If the reference count of an xV ever drops to 0,
641 then it will be destroyed and its memory made available for reuse.
642
643 This normally doesn't happen at the Perl level unless a variable is
644 undef'ed or the last variable holding a reference to it is changed or
645 overwritten.  At the internal level, however, reference counts can be
646 manipulated with the following macros:
647
648     int SvREFCNT(SV* sv);
649     SV* SvREFCNT_inc(SV* sv);
650     void SvREFCNT_dec(SV* sv);
651
652 However, there is one other function which manipulates the reference
653 count of its argument.  The C<newRV_inc> function, you will recall,
654 creates a reference to the specified argument.  As a side effect,
655 it increments the argument's reference count.  If this is not what
656 you want, use C<newRV_noinc> instead.
657
658 For example, imagine you want to return a reference from an XSUB function.
659 Inside the XSUB routine, you create an SV which initially has a reference
660 count of one.  Then you call C<newRV_inc>, passing it the just-created SV.
661 This returns the reference as a new SV, but the reference count of the
662 SV you passed to C<newRV_inc> has been incremented to two.  Now you
663 return the reference from the XSUB routine and forget about the SV.
664 But Perl hasn't!  Whenever the returned reference is destroyed, the
665 reference count of the original SV is decreased to one and nothing happens.
666 The SV will hang around without any way to access it until Perl itself
667 terminates.  This is a memory leak.
668
669 The correct procedure, then, is to use C<newRV_noinc> instead of
670 C<newRV_inc>.  Then, if and when the last reference is destroyed,
671 the reference count of the SV will go to zero and it will be destroyed,
672 stopping any memory leak.
673
674 There are some convenience functions available that can help with the
675 destruction of xVs.  These functions introduce the concept of "mortality".
676 An xV that is mortal has had its reference count marked to be decremented,
677 but not actually decremented, until "a short time later".  Generally the
678 term "short time later" means a single Perl statement, such as a call to
679 an XSUB function.  The actual determinant for when mortal xVs have their
680 reference count decremented depends on two macros, SAVETMPS and FREETMPS.
681 See L<perlcall> and L<perlxs> for more details on these macros.
682
683 "Mortalization" then is at its simplest a deferred C<SvREFCNT_dec>.
684 However, if you mortalize a variable twice, the reference count will
685 later be decremented twice.
686
687 "Mortal" SVs are mainly used for SVs that are placed on perl's stack.
688 For example an SV which is created just to pass a number to a called sub
689 is made mortal to have it cleaned up automatically when it's popped off
690 the stack. Similarly, results returned by XSUBs (which are pushed on the
691 stack) are often made mortal.
692
693 To create a mortal variable, use the functions:
694
695     SV*  sv_newmortal()
696     SV*  sv_2mortal(SV*)
697     SV*  sv_mortalcopy(SV*)
698
699 The first call creates a mortal SV (with no value), the second converts an existing
700 SV to a mortal SV (and thus defers a call to C<SvREFCNT_dec>), and the
701 third creates a mortal copy of an existing SV.
702 Because C<sv_newmortal> gives the new SV no value,it must normally be given one
703 via C<sv_setpv>, C<sv_setiv>, etc. :
704
705     SV *tmp = sv_newmortal();
706     sv_setiv(tmp, an_integer);
707
708 As that is multiple C statements it is quite common so see this idiom instead:
709
710     SV *tmp = sv_2mortal(newSViv(an_integer));
711
712
713 You should be careful about creating mortal variables.  Strange things
714 can happen if you make the same value mortal within multiple contexts,
715 or if you make a variable mortal multiple times. Thinking of "Mortalization"
716 as deferred C<SvREFCNT_dec> should help to minimize such problems.
717 For example if you are passing an SV which you I<know> has high enough REFCNT
718 to survive its use on the stack you need not do any mortalization.
719 If you are not sure then doing an C<SvREFCNT_inc> and C<sv_2mortal>, or
720 making a C<sv_mortalcopy> is safer.
721
722 The mortal routines are not just for SVs -- AVs and HVs can be
723 made mortal by passing their address (type-casted to C<SV*>) to the
724 C<sv_2mortal> or C<sv_mortalcopy> routines.
725
726 =head2 Stashes and Globs
727
728 A B<stash> is a hash that contains all variables that are defined
729 within a package.  Each key of the stash is a symbol
730 name (shared by all the different types of objects that have the same
731 name), and each value in the hash table is a GV (Glob Value).  This GV
732 in turn contains references to the various objects of that name,
733 including (but not limited to) the following:
734
735     Scalar Value
736     Array Value
737     Hash Value
738     I/O Handle
739     Format
740     Subroutine
741
742 There is a single stash called C<PL_defstash> that holds the items that exist
743 in the C<main> package.  To get at the items in other packages, append the
744 string "::" to the package name.  The items in the C<Foo> package are in
745 the stash C<Foo::> in PL_defstash.  The items in the C<Bar::Baz> package are
746 in the stash C<Baz::> in C<Bar::>'s stash.
747
748 To get the stash pointer for a particular package, use the function:
749
750     HV*  gv_stashpv(const char* name, I32 create)
751     HV*  gv_stashsv(SV*, I32 create)
752
753 The first function takes a literal string, the second uses the string stored
754 in the SV.  Remember that a stash is just a hash table, so you get back an
755 C<HV*>.  The C<create> flag will create a new package if it is set.
756
757 The name that C<gv_stash*v> wants is the name of the package whose symbol table
758 you want.  The default package is called C<main>.  If you have multiply nested
759 packages, pass their names to C<gv_stash*v>, separated by C<::> as in the Perl
760 language itself.
761
762 Alternately, if you have an SV that is a blessed reference, you can find
763 out the stash pointer by using:
764
765     HV*  SvSTASH(SvRV(SV*));
766
767 then use the following to get the package name itself:
768
769     char*  HvNAME(HV* stash);
770
771 If you need to bless or re-bless an object you can use the following
772 function:
773
774     SV*  sv_bless(SV*, HV* stash)
775
776 where the first argument, an C<SV*>, must be a reference, and the second
777 argument is a stash.  The returned C<SV*> can now be used in the same way
778 as any other SV.
779
780 For more information on references and blessings, consult L<perlref>.
781
782 =head2 Double-Typed SVs
783
784 Scalar variables normally contain only one type of value, an integer,
785 double, pointer, or reference.  Perl will automatically convert the
786 actual scalar data from the stored type into the requested type.
787
788 Some scalar variables contain more than one type of scalar data.  For
789 example, the variable C<$!> contains either the numeric value of C<errno>
790 or its string equivalent from either C<strerror> or C<sys_errlist[]>.
791
792 To force multiple data values into an SV, you must do two things: use the
793 C<sv_set*v> routines to add the additional scalar type, then set a flag
794 so that Perl will believe it contains more than one type of data.  The
795 four macros to set the flags are:
796
797         SvIOK_on
798         SvNOK_on
799         SvPOK_on
800         SvROK_on
801
802 The particular macro you must use depends on which C<sv_set*v> routine
803 you called first.  This is because every C<sv_set*v> routine turns on
804 only the bit for the particular type of data being set, and turns off
805 all the rest.
806
807 For example, to create a new Perl variable called "dberror" that contains
808 both the numeric and descriptive string error values, you could use the
809 following code:
810
811     extern int  dberror;
812     extern char *dberror_list;
813
814     SV* sv = get_sv("dberror", TRUE);
815     sv_setiv(sv, (IV) dberror);
816     sv_setpv(sv, dberror_list[dberror]);
817     SvIOK_on(sv);
818
819 If the order of C<sv_setiv> and C<sv_setpv> had been reversed, then the
820 macro C<SvPOK_on> would need to be called instead of C<SvIOK_on>.
821
822 =head2 Magic Variables
823
824 [This section still under construction.  Ignore everything here.  Post no
825 bills.  Everything not permitted is forbidden.]
826
827 Any SV may be magical, that is, it has special features that a normal
828 SV does not have.  These features are stored in the SV structure in a
829 linked list of C<struct magic>'s, typedef'ed to C<MAGIC>.
830
831     struct magic {
832         MAGIC*      mg_moremagic;
833         MGVTBL*     mg_virtual;
834         U16         mg_private;
835         char        mg_type;
836         U8          mg_flags;
837         SV*         mg_obj;
838         char*       mg_ptr;
839         I32         mg_len;
840     };
841
842 Note this is current as of patchlevel 0, and could change at any time.
843
844 =head2 Assigning Magic
845
846 Perl adds magic to an SV using the sv_magic function:
847
848     void sv_magic(SV* sv, SV* obj, int how, const char* name, I32 namlen);
849
850 The C<sv> argument is a pointer to the SV that is to acquire a new magical
851 feature.
852
853 If C<sv> is not already magical, Perl uses the C<SvUPGRADE> macro to
854 convert C<sv> to type C<SVt_PVMG>. Perl then continues by adding new magic
855 to the beginning of the linked list of magical features.  Any prior entry
856 of the same type of magic is deleted.  Note that this can be overridden,
857 and multiple instances of the same type of magic can be associated with an
858 SV.
859
860 The C<name> and C<namlen> arguments are used to associate a string with
861 the magic, typically the name of a variable. C<namlen> is stored in the
862 C<mg_len> field and if C<name> is non-null and C<namlen> E<gt>= 0 a malloc'd
863 copy of the name is stored in C<mg_ptr> field.
864
865 The sv_magic function uses C<how> to determine which, if any, predefined
866 "Magic Virtual Table" should be assigned to the C<mg_virtual> field.
867 See the L<Magic Virtual Tables> section below.  The C<how> argument is also
868 stored in the C<mg_type> field. The value of C<how> should be chosen
869 from the set of macros C<PERL_MAGIC_foo> found in F<perl.h>. Note that before
870 these macros were added, Perl internals used to directly use character
871 literals, so you may occasionally come across old code or documentation
872 referring to 'U' magic rather than C<PERL_MAGIC_uvar> for example.
873
874 The C<obj> argument is stored in the C<mg_obj> field of the C<MAGIC>
875 structure.  If it is not the same as the C<sv> argument, the reference
876 count of the C<obj> object is incremented.  If it is the same, or if
877 the C<how> argument is C<PERL_MAGIC_arylen>, or if it is a NULL pointer,
878 then C<obj> is merely stored, without the reference count being incremented.
879
880 There is also a function to add magic to an C<HV>:
881
882     void hv_magic(HV *hv, GV *gv, int how);
883
884 This simply calls C<sv_magic> and coerces the C<gv> argument into an C<SV>.
885
886 To remove the magic from an SV, call the function sv_unmagic:
887
888     void sv_unmagic(SV *sv, int type);
889
890 The C<type> argument should be equal to the C<how> value when the C<SV>
891 was initially made magical.
892
893 =head2 Magic Virtual Tables
894
895 The C<mg_virtual> field in the C<MAGIC> structure is a pointer to an
896 C<MGVTBL>, which is a structure of function pointers and stands for
897 "Magic Virtual Table" to handle the various operations that might be
898 applied to that variable.
899
900 The C<MGVTBL> has five pointers to the following routine types:
901
902     int  (*svt_get)(SV* sv, MAGIC* mg);
903     int  (*svt_set)(SV* sv, MAGIC* mg);
904     U32  (*svt_len)(SV* sv, MAGIC* mg);
905     int  (*svt_clear)(SV* sv, MAGIC* mg);
906     int  (*svt_free)(SV* sv, MAGIC* mg);
907
908 This MGVTBL structure is set at compile-time in F<perl.h> and there are
909 currently 19 types (or 21 with overloading turned on).  These different
910 structures contain pointers to various routines that perform additional
911 actions depending on which function is being called.
912
913     Function pointer    Action taken
914     ----------------    ------------
915     svt_get             Do something before the value of the SV is retrieved.
916     svt_set             Do something after the SV is assigned a value.
917     svt_len             Report on the SV's length.
918     svt_clear           Clear something the SV represents.
919     svt_free            Free any extra storage associated with the SV.
920
921 For instance, the MGVTBL structure called C<vtbl_sv> (which corresponds
922 to an C<mg_type> of C<PERL_MAGIC_sv>) contains:
923
924     { magic_get, magic_set, magic_len, 0, 0 }
925
926 Thus, when an SV is determined to be magical and of type C<PERL_MAGIC_sv>,
927 if a get operation is being performed, the routine C<magic_get> is
928 called.  All the various routines for the various magical types begin
929 with C<magic_>.  NOTE: the magic routines are not considered part of
930 the Perl API, and may not be exported by the Perl library.
931
932 The current kinds of Magic Virtual Tables are:
933
934     mg_type
935     (old-style char and macro)   MGVTBL         Type of magic
936     --------------------------   ------         ----------------------------
937     \0 PERL_MAGIC_sv             vtbl_sv        Special scalar variable
938     A  PERL_MAGIC_overload       vtbl_amagic    %OVERLOAD hash
939     a  PERL_MAGIC_overload_elem  vtbl_amagicelem %OVERLOAD hash element
940     c  PERL_MAGIC_overload_table (none)         Holds overload table (AMT)
941                                                 on stash
942     B  PERL_MAGIC_bm             vtbl_bm        Boyer-Moore (fast string search)
943     D  PERL_MAGIC_regdata        vtbl_regdata   Regex match position data
944                                                 (@+ and @- vars)
945     d  PERL_MAGIC_regdatum       vtbl_regdatum  Regex match position data
946                                                 element
947     E  PERL_MAGIC_env            vtbl_env       %ENV hash
948     e  PERL_MAGIC_envelem        vtbl_envelem   %ENV hash element
949     f  PERL_MAGIC_fm             vtbl_fm        Formline ('compiled' format)
950     g  PERL_MAGIC_regex_global   vtbl_mglob     m//g target / study()ed string
951     I  PERL_MAGIC_isa            vtbl_isa       @ISA array
952     i  PERL_MAGIC_isaelem        vtbl_isaelem   @ISA array element
953     k  PERL_MAGIC_nkeys          vtbl_nkeys     scalar(keys()) lvalue
954     L  PERL_MAGIC_dbfile         (none)         Debugger %_<filename
955     l  PERL_MAGIC_dbline         vtbl_dbline    Debugger %_<filename element
956     m  PERL_MAGIC_mutex          vtbl_mutex     ???
957     o  PERL_MAGIC_collxfrm       vtbl_collxfrm  Locale collate transformation
958     P  PERL_MAGIC_tied           vtbl_pack      Tied array or hash
959     p  PERL_MAGIC_tiedelem       vtbl_packelem  Tied array or hash element
960     q  PERL_MAGIC_tiedscalar     vtbl_packelem  Tied scalar or handle
961     r  PERL_MAGIC_qr             vtbl_qr        precompiled qr// regex
962     S  PERL_MAGIC_sig            vtbl_sig       %SIG hash
963     s  PERL_MAGIC_sigelem        vtbl_sigelem   %SIG hash element
964     t  PERL_MAGIC_taint          vtbl_taint     Taintedness
965     U  PERL_MAGIC_uvar           vtbl_uvar      Available for use by extensions
966     v  PERL_MAGIC_vec            vtbl_vec       vec() lvalue
967     V  PERL_MAGIC_vstring        (none)         v-string scalars
968     w  PERL_MAGIC_utf8           vtbl_utf8      UTF-8 length+offset cache
969     x  PERL_MAGIC_substr         vtbl_substr    substr() lvalue
970     y  PERL_MAGIC_defelem        vtbl_defelem   Shadow "foreach" iterator
971                                                 variable / smart parameter
972                                                 vivification
973     *  PERL_MAGIC_glob           vtbl_glob      GV (typeglob)
974     #  PERL_MAGIC_arylen         vtbl_arylen    Array length ($#ary)
975     .  PERL_MAGIC_pos            vtbl_pos       pos() lvalue
976     <  PERL_MAGIC_backref        vtbl_backref   ???
977     ~  PERL_MAGIC_ext            (none)         Available for use by extensions
978
979 When an uppercase and lowercase letter both exist in the table, then the
980 uppercase letter is typically used to represent some kind of composite type
981 (a list or a hash), and the lowercase letter is used to represent an element
982 of that composite type. Some internals code makes use of this case
983 relationship.  However, 'v' and 'V' (vec and v-string) are in no way related.
984
985 The C<PERL_MAGIC_ext> and C<PERL_MAGIC_uvar> magic types are defined
986 specifically for use by extensions and will not be used by perl itself.
987 Extensions can use C<PERL_MAGIC_ext> magic to 'attach' private information
988 to variables (typically objects).  This is especially useful because
989 there is no way for normal perl code to corrupt this private information
990 (unlike using extra elements of a hash object).
991
992 Similarly, C<PERL_MAGIC_uvar> magic can be used much like tie() to call a
993 C function any time a scalar's value is used or changed.  The C<MAGIC>'s
994 C<mg_ptr> field points to a C<ufuncs> structure:
995
996     struct ufuncs {
997         I32 (*uf_val)(pTHX_ IV, SV*);
998         I32 (*uf_set)(pTHX_ IV, SV*);
999         IV uf_index;
1000     };
1001
1002 When the SV is read from or written to, the C<uf_val> or C<uf_set>
1003 function will be called with C<uf_index> as the first arg and a pointer to
1004 the SV as the second.  A simple example of how to add C<PERL_MAGIC_uvar>
1005 magic is shown below.  Note that the ufuncs structure is copied by
1006 sv_magic, so you can safely allocate it on the stack.
1007
1008     void
1009     Umagic(sv)
1010         SV *sv;
1011     PREINIT:
1012         struct ufuncs uf;
1013     CODE:
1014         uf.uf_val   = &my_get_fn;
1015         uf.uf_set   = &my_set_fn;
1016         uf.uf_index = 0;
1017         sv_magic(sv, 0, PERL_MAGIC_uvar, (char*)&uf, sizeof(uf));
1018
1019 Note that because multiple extensions may be using C<PERL_MAGIC_ext>
1020 or C<PERL_MAGIC_uvar> magic, it is important for extensions to take
1021 extra care to avoid conflict.  Typically only using the magic on
1022 objects blessed into the same class as the extension is sufficient.
1023 For C<PERL_MAGIC_ext> magic, it may also be appropriate to add an I32
1024 'signature' at the top of the private data area and check that.
1025
1026 Also note that the C<sv_set*()> and C<sv_cat*()> functions described
1027 earlier do B<not> invoke 'set' magic on their targets.  This must
1028 be done by the user either by calling the C<SvSETMAGIC()> macro after
1029 calling these functions, or by using one of the C<sv_set*_mg()> or
1030 C<sv_cat*_mg()> functions.  Similarly, generic C code must call the
1031 C<SvGETMAGIC()> macro to invoke any 'get' magic if they use an SV
1032 obtained from external sources in functions that don't handle magic.
1033 See L<perlapi> for a description of these functions.
1034 For example, calls to the C<sv_cat*()> functions typically need to be
1035 followed by C<SvSETMAGIC()>, but they don't need a prior C<SvGETMAGIC()>
1036 since their implementation handles 'get' magic.
1037
1038 =head2 Finding Magic
1039
1040     MAGIC* mg_find(SV*, int type); /* Finds the magic pointer of that type */
1041
1042 This routine returns a pointer to the C<MAGIC> structure stored in the SV.
1043 If the SV does not have that magical feature, C<NULL> is returned.  Also,
1044 if the SV is not of type SVt_PVMG, Perl may core dump.
1045
1046     int mg_copy(SV* sv, SV* nsv, const char* key, STRLEN klen);
1047
1048 This routine checks to see what types of magic C<sv> has.  If the mg_type
1049 field is an uppercase letter, then the mg_obj is copied to C<nsv>, but
1050 the mg_type field is changed to be the lowercase letter.
1051
1052 =head2 Understanding the Magic of Tied Hashes and Arrays
1053
1054 Tied hashes and arrays are magical beasts of the C<PERL_MAGIC_tied>
1055 magic type.
1056
1057 WARNING: As of the 5.004 release, proper usage of the array and hash
1058 access functions requires understanding a few caveats.  Some
1059 of these caveats are actually considered bugs in the API, to be fixed
1060 in later releases, and are bracketed with [MAYCHANGE] below. If
1061 you find yourself actually applying such information in this section, be
1062 aware that the behavior may change in the future, umm, without warning.
1063
1064 The perl tie function associates a variable with an object that implements
1065 the various GET, SET, etc methods.  To perform the equivalent of the perl
1066 tie function from an XSUB, you must mimic this behaviour.  The code below
1067 carries out the necessary steps - firstly it creates a new hash, and then
1068 creates a second hash which it blesses into the class which will implement
1069 the tie methods. Lastly it ties the two hashes together, and returns a
1070 reference to the new tied hash.  Note that the code below does NOT call the
1071 TIEHASH method in the MyTie class -
1072 see L<Calling Perl Routines from within C Programs> for details on how
1073 to do this.
1074
1075     SV*
1076     mytie()
1077     PREINIT:
1078         HV *hash;
1079         HV *stash;
1080         SV *tie;
1081     CODE:
1082         hash = newHV();
1083         tie = newRV_noinc((SV*)newHV());
1084         stash = gv_stashpv("MyTie", TRUE);
1085         sv_bless(tie, stash);
1086         hv_magic(hash, (GV*)tie, PERL_MAGIC_tied);
1087         RETVAL = newRV_noinc(hash);
1088     OUTPUT:
1089         RETVAL
1090
1091 The C<av_store> function, when given a tied array argument, merely
1092 copies the magic of the array onto the value to be "stored", using
1093 C<mg_copy>.  It may also return NULL, indicating that the value did not
1094 actually need to be stored in the array.  [MAYCHANGE] After a call to
1095 C<av_store> on a tied array, the caller will usually need to call
1096 C<mg_set(val)> to actually invoke the perl level "STORE" method on the
1097 TIEARRAY object.  If C<av_store> did return NULL, a call to
1098 C<SvREFCNT_dec(val)> will also be usually necessary to avoid a memory
1099 leak. [/MAYCHANGE]
1100
1101 The previous paragraph is applicable verbatim to tied hash access using the
1102 C<hv_store> and C<hv_store_ent> functions as well.
1103
1104 C<av_fetch> and the corresponding hash functions C<hv_fetch> and
1105 C<hv_fetch_ent> actually return an undefined mortal value whose magic
1106 has been initialized using C<mg_copy>.  Note the value so returned does not
1107 need to be deallocated, as it is already mortal.  [MAYCHANGE] But you will
1108 need to call C<mg_get()> on the returned value in order to actually invoke
1109 the perl level "FETCH" method on the underlying TIE object.  Similarly,
1110 you may also call C<mg_set()> on the return value after possibly assigning
1111 a suitable value to it using C<sv_setsv>,  which will invoke the "STORE"
1112 method on the TIE object. [/MAYCHANGE]
1113
1114 [MAYCHANGE]
1115 In other words, the array or hash fetch/store functions don't really
1116 fetch and store actual values in the case of tied arrays and hashes.  They
1117 merely call C<mg_copy> to attach magic to the values that were meant to be
1118 "stored" or "fetched".  Later calls to C<mg_get> and C<mg_set> actually
1119 do the job of invoking the TIE methods on the underlying objects.  Thus
1120 the magic mechanism currently implements a kind of lazy access to arrays
1121 and hashes.
1122
1123 Currently (as of perl version 5.004), use of the hash and array access
1124 functions requires the user to be aware of whether they are operating on
1125 "normal" hashes and arrays, or on their tied variants.  The API may be
1126 changed to provide more transparent access to both tied and normal data
1127 types in future versions.
1128 [/MAYCHANGE]
1129
1130 You would do well to understand that the TIEARRAY and TIEHASH interfaces
1131 are mere sugar to invoke some perl method calls while using the uniform hash
1132 and array syntax.  The use of this sugar imposes some overhead (typically
1133 about two to four extra opcodes per FETCH/STORE operation, in addition to
1134 the creation of all the mortal variables required to invoke the methods).
1135 This overhead will be comparatively small if the TIE methods are themselves
1136 substantial, but if they are only a few statements long, the overhead
1137 will not be insignificant.
1138
1139 =head2 Localizing changes
1140
1141 Perl has a very handy construction
1142
1143   {
1144     local $var = 2;
1145     ...
1146   }
1147
1148 This construction is I<approximately> equivalent to
1149
1150   {
1151     my $oldvar = $var;
1152     $var = 2;
1153     ...
1154     $var = $oldvar;
1155   }
1156
1157 The biggest difference is that the first construction would
1158 reinstate the initial value of $var, irrespective of how control exits
1159 the block: C<goto>, C<return>, C<die>/C<eval>, etc. It is a little bit
1160 more efficient as well.
1161
1162 There is a way to achieve a similar task from C via Perl API: create a
1163 I<pseudo-block>, and arrange for some changes to be automatically
1164 undone at the end of it, either explicit, or via a non-local exit (via
1165 die()). A I<block>-like construct is created by a pair of
1166 C<ENTER>/C<LEAVE> macros (see L<perlcall/"Returning a Scalar">).
1167 Such a construct may be created specially for some important localized
1168 task, or an existing one (like boundaries of enclosing Perl
1169 subroutine/block, or an existing pair for freeing TMPs) may be
1170 used. (In the second case the overhead of additional localization must
1171 be almost negligible.) Note that any XSUB is automatically enclosed in
1172 an C<ENTER>/C<LEAVE> pair.
1173
1174 Inside such a I<pseudo-block> the following service is available:
1175
1176 =over 4
1177
1178 =item C<SAVEINT(int i)>
1179
1180 =item C<SAVEIV(IV i)>
1181
1182 =item C<SAVEI32(I32 i)>
1183
1184 =item C<SAVELONG(long i)>
1185
1186 These macros arrange things to restore the value of integer variable
1187 C<i> at the end of enclosing I<pseudo-block>.
1188
1189 =item C<SAVESPTR(s)>
1190
1191 =item C<SAVEPPTR(p)>
1192
1193 These macros arrange things to restore the value of pointers C<s> and
1194 C<p>. C<s> must be a pointer of a type which survives conversion to
1195 C<SV*> and back, C<p> should be able to survive conversion to C<char*>
1196 and back.
1197
1198 =item C<SAVEFREESV(SV *sv)>
1199
1200 The refcount of C<sv> would be decremented at the end of
1201 I<pseudo-block>.  This is similar to C<sv_2mortal> in that it is also a
1202 mechanism for doing a delayed C<SvREFCNT_dec>.  However, while C<sv_2mortal>
1203 extends the lifetime of C<sv> until the beginning of the next statement,
1204 C<SAVEFREESV> extends it until the end of the enclosing scope.  These
1205 lifetimes can be wildly different.
1206
1207 Also compare C<SAVEMORTALIZESV>.
1208
1209 =item C<SAVEMORTALIZESV(SV *sv)>
1210
1211 Just like C<SAVEFREESV>, but mortalizes C<sv> at the end of the current
1212 scope instead of decrementing its reference count.  This usually has the
1213 effect of keeping C<sv> alive until the statement that called the currently
1214 live scope has finished executing.
1215
1216 =item C<SAVEFREEOP(OP *op)>
1217
1218 The C<OP *> is op_free()ed at the end of I<pseudo-block>.
1219
1220 =item C<SAVEFREEPV(p)>
1221
1222 The chunk of memory which is pointed to by C<p> is Safefree()ed at the
1223 end of I<pseudo-block>.
1224
1225 =item C<SAVECLEARSV(SV *sv)>
1226
1227 Clears a slot in the current scratchpad which corresponds to C<sv> at
1228 the end of I<pseudo-block>.
1229
1230 =item C<SAVEDELETE(HV *hv, char *key, I32 length)>
1231
1232 The key C<key> of C<hv> is deleted at the end of I<pseudo-block>. The
1233 string pointed to by C<key> is Safefree()ed.  If one has a I<key> in
1234 short-lived storage, the corresponding string may be reallocated like
1235 this:
1236
1237   SAVEDELETE(PL_defstash, savepv(tmpbuf), strlen(tmpbuf));
1238
1239 =item C<SAVEDESTRUCTOR(DESTRUCTORFUNC_NOCONTEXT_t f, void *p)>
1240
1241 At the end of I<pseudo-block> the function C<f> is called with the
1242 only argument C<p>.
1243
1244 =item C<SAVEDESTRUCTOR_X(DESTRUCTORFUNC_t f, void *p)>
1245
1246 At the end of I<pseudo-block> the function C<f> is called with the
1247 implicit context argument (if any), and C<p>.
1248
1249 =item C<SAVESTACK_POS()>
1250
1251 The current offset on the Perl internal stack (cf. C<SP>) is restored
1252 at the end of I<pseudo-block>.
1253
1254 =back
1255
1256 The following API list contains functions, thus one needs to
1257 provide pointers to the modifiable data explicitly (either C pointers,
1258 or Perlish C<GV *>s).  Where the above macros take C<int>, a similar
1259 function takes C<int *>.
1260
1261 =over 4
1262
1263 =item C<SV* save_scalar(GV *gv)>
1264
1265 Equivalent to Perl code C<local $gv>.
1266
1267 =item C<AV* save_ary(GV *gv)>
1268
1269 =item C<HV* save_hash(GV *gv)>
1270
1271 Similar to C<save_scalar>, but localize C<@gv> and C<%gv>.
1272
1273 =item C<void save_item(SV *item)>
1274
1275 Duplicates the current value of C<SV>, on the exit from the current
1276 C<ENTER>/C<LEAVE> I<pseudo-block> will restore the value of C<SV>
1277 using the stored value.
1278
1279 =item C<void save_list(SV **sarg, I32 maxsarg)>
1280
1281 A variant of C<save_item> which takes multiple arguments via an array
1282 C<sarg> of C<SV*> of length C<maxsarg>.
1283
1284 =item C<SV* save_svref(SV **sptr)>
1285
1286 Similar to C<save_scalar>, but will reinstate an C<SV *>.
1287
1288 =item C<void save_aptr(AV **aptr)>
1289
1290 =item C<void save_hptr(HV **hptr)>
1291
1292 Similar to C<save_svref>, but localize C<AV *> and C<HV *>.
1293
1294 =back
1295
1296 The C<Alias> module implements localization of the basic types within the
1297 I<caller's scope>.  People who are interested in how to localize things in
1298 the containing scope should take a look there too.
1299
1300 =head1 Subroutines
1301
1302 =head2 XSUBs and the Argument Stack
1303
1304 The XSUB mechanism is a simple way for Perl programs to access C subroutines.
1305 An XSUB routine will have a stack that contains the arguments from the Perl
1306 program, and a way to map from the Perl data structures to a C equivalent.
1307
1308 The stack arguments are accessible through the C<ST(n)> macro, which returns
1309 the C<n>'th stack argument.  Argument 0 is the first argument passed in the
1310 Perl subroutine call.  These arguments are C<SV*>, and can be used anywhere
1311 an C<SV*> is used.
1312
1313 Most of the time, output from the C routine can be handled through use of
1314 the RETVAL and OUTPUT directives.  However, there are some cases where the
1315 argument stack is not already long enough to handle all the return values.
1316 An example is the POSIX tzname() call, which takes no arguments, but returns
1317 two, the local time zone's standard and summer time abbreviations.
1318
1319 To handle this situation, the PPCODE directive is used and the stack is
1320 extended using the macro:
1321
1322     EXTEND(SP, num);
1323
1324 where C<SP> is the macro that represents the local copy of the stack pointer,
1325 and C<num> is the number of elements the stack should be extended by.
1326
1327 Now that there is room on the stack, values can be pushed on it using C<PUSHs>
1328 macro. The pushed values will often need to be "mortal" (See
1329 L</Reference Counts and Mortality>).
1330
1331     PUSHs(sv_2mortal(newSViv(an_integer)))
1332     PUSHs(sv_2mortal(newSVpv("Some String",0)))
1333     PUSHs(sv_2mortal(newSVnv(3.141592)))
1334
1335 And now the Perl program calling C<tzname>, the two values will be assigned
1336 as in:
1337
1338     ($standard_abbrev, $summer_abbrev) = POSIX::tzname;
1339
1340 An alternate (and possibly simpler) method to pushing values on the stack is
1341 to use the macro:
1342
1343     XPUSHs(SV*)
1344
1345 This macro automatically adjust the stack for you, if needed.  Thus, you
1346 do not need to call C<EXTEND> to extend the stack.
1347
1348 Despite their suggestions in earlier versions of this document the macros
1349 C<PUSHi>, C<PUSHn> and C<PUSHp> are I<not> suited to XSUBs which return
1350 multiple results, see L</Putting a C value on Perl stack>.
1351
1352 For more information, consult L<perlxs> and L<perlxstut>.
1353
1354 =head2 Calling Perl Routines from within C Programs
1355
1356 There are four routines that can be used to call a Perl subroutine from
1357 within a C program.  These four are:
1358
1359     I32  call_sv(SV*, I32);
1360     I32  call_pv(const char*, I32);
1361     I32  call_method(const char*, I32);
1362     I32  call_argv(const char*, I32, register char**);
1363
1364 The routine most often used is C<call_sv>.  The C<SV*> argument
1365 contains either the name of the Perl subroutine to be called, or a
1366 reference to the subroutine.  The second argument consists of flags
1367 that control the context in which the subroutine is called, whether
1368 or not the subroutine is being passed arguments, how errors should be
1369 trapped, and how to treat return values.
1370
1371 All four routines return the number of arguments that the subroutine returned
1372 on the Perl stack.
1373
1374 These routines used to be called C<perl_call_sv>, etc., before Perl v5.6.0,
1375 but those names are now deprecated; macros of the same name are provided for
1376 compatibility.
1377
1378 When using any of these routines (except C<call_argv>), the programmer
1379 must manipulate the Perl stack.  These include the following macros and
1380 functions:
1381
1382     dSP
1383     SP
1384     PUSHMARK()
1385     PUTBACK
1386     SPAGAIN
1387     ENTER
1388     SAVETMPS
1389     FREETMPS
1390     LEAVE
1391     XPUSH*()
1392     POP*()
1393
1394 For a detailed description of calling conventions from C to Perl,
1395 consult L<perlcall>.
1396
1397 =head2 Memory Allocation
1398
1399 =head3 Allocation
1400
1401 All memory meant to be used with the Perl API functions should be manipulated
1402 using the macros described in this section.  The macros provide the necessary
1403 transparency between differences in the actual malloc implementation that is
1404 used within perl.
1405
1406 It is suggested that you enable the version of malloc that is distributed
1407 with Perl.  It keeps pools of various sizes of unallocated memory in
1408 order to satisfy allocation requests more quickly.  However, on some
1409 platforms, it may cause spurious malloc or free errors.
1410
1411 The following three macros are used to initially allocate memory :
1412
1413     New(x, pointer, number, type);
1414     Newc(x, pointer, number, type, cast);
1415     Newz(x, pointer, number, type);
1416
1417 The first argument C<x> was a "magic cookie" that was used to keep track
1418 of who called the macro, to help when debugging memory problems.  However,
1419 the current code makes no use of this feature (most Perl developers now
1420 use run-time memory checkers), so this argument can be any number.
1421
1422 The second argument C<pointer> should be the name of a variable that will
1423 point to the newly allocated memory.
1424
1425 The third and fourth arguments C<number> and C<type> specify how many of
1426 the specified type of data structure should be allocated.  The argument
1427 C<type> is passed to C<sizeof>.  The final argument to C<Newc>, C<cast>,
1428 should be used if the C<pointer> argument is different from the C<type>
1429 argument.
1430
1431 Unlike the C<New> and C<Newc> macros, the C<Newz> macro calls C<memzero>
1432 to zero out all the newly allocated memory.
1433
1434 =head3 Reallocation
1435
1436     Renew(pointer, number, type);
1437     Renewc(pointer, number, type, cast);
1438     Safefree(pointer)
1439
1440 These three macros are used to change a memory buffer size or to free a
1441 piece of memory no longer needed.  The arguments to C<Renew> and C<Renewc>
1442 match those of C<New> and C<Newc> with the exception of not needing the
1443 "magic cookie" argument.
1444
1445 =head3 Moving
1446
1447     Move(source, dest, number, type);
1448     Copy(source, dest, number, type);
1449     Zero(dest, number, type);
1450
1451 These three macros are used to move, copy, or zero out previously allocated
1452 memory.  The C<source> and C<dest> arguments point to the source and
1453 destination starting points.  Perl will move, copy, or zero out C<number>
1454 instances of the size of the C<type> data structure (using the C<sizeof>
1455 function).
1456
1457 =head2 PerlIO
1458
1459 The most recent development releases of Perl has been experimenting with
1460 removing Perl's dependency on the "normal" standard I/O suite and allowing
1461 other stdio implementations to be used.  This involves creating a new
1462 abstraction layer that then calls whichever implementation of stdio Perl
1463 was compiled with.  All XSUBs should now use the functions in the PerlIO
1464 abstraction layer and not make any assumptions about what kind of stdio
1465 is being used.
1466
1467 For a complete description of the PerlIO abstraction, consult L<perlapio>.
1468
1469 =head2 Putting a C value on Perl stack
1470
1471 A lot of opcodes (this is an elementary operation in the internal perl
1472 stack machine) put an SV* on the stack. However, as an optimization
1473 the corresponding SV is (usually) not recreated each time. The opcodes
1474 reuse specially assigned SVs (I<target>s) which are (as a corollary)
1475 not constantly freed/created.
1476
1477 Each of the targets is created only once (but see
1478 L<Scratchpads and recursion> below), and when an opcode needs to put
1479 an integer, a double, or a string on stack, it just sets the
1480 corresponding parts of its I<target> and puts the I<target> on stack.
1481
1482 The macro to put this target on stack is C<PUSHTARG>, and it is
1483 directly used in some opcodes, as well as indirectly in zillions of
1484 others, which use it via C<(X)PUSH[pni]>.
1485
1486 Because the target is reused, you must be careful when pushing multiple
1487 values on the stack. The following code will not do what you think:
1488
1489     XPUSHi(10);
1490     XPUSHi(20);
1491
1492 This translates as "set C<TARG> to 10, push a pointer to C<TARG> onto
1493 the stack; set C<TARG> to 20, push a pointer to C<TARG> onto the stack".
1494 At the end of the operation, the stack does not contain the values 10
1495 and 20, but actually contains two pointers to C<TARG>, which we have set
1496 to 20. If you need to push multiple different values, use C<XPUSHs>,
1497 which bypasses C<TARG>.
1498
1499 On a related note, if you do use C<(X)PUSH[npi]>, then you're going to
1500 need a C<dTARG> in your variable declarations so that the C<*PUSH*>
1501 macros can make use of the local variable C<TARG>.
1502
1503 =head2 Scratchpads
1504
1505 The question remains on when the SVs which are I<target>s for opcodes
1506 are created. The answer is that they are created when the current unit --
1507 a subroutine or a file (for opcodes for statements outside of
1508 subroutines) -- is compiled. During this time a special anonymous Perl
1509 array is created, which is called a scratchpad for the current
1510 unit.
1511
1512 A scratchpad keeps SVs which are lexicals for the current unit and are
1513 targets for opcodes. One can deduce that an SV lives on a scratchpad
1514 by looking on its flags: lexicals have C<SVs_PADMY> set, and
1515 I<target>s have C<SVs_PADTMP> set.
1516
1517 The correspondence between OPs and I<target>s is not 1-to-1. Different
1518 OPs in the compile tree of the unit can use the same target, if this
1519 would not conflict with the expected life of the temporary.
1520
1521 =head2 Scratchpads and recursion
1522
1523 In fact it is not 100% true that a compiled unit contains a pointer to
1524 the scratchpad AV. In fact it contains a pointer to an AV of
1525 (initially) one element, and this element is the scratchpad AV. Why do
1526 we need an extra level of indirection?
1527
1528 The answer is B<recursion>, and maybe B<threads>. Both
1529 these can create several execution pointers going into the same
1530 subroutine. For the subroutine-child not write over the temporaries
1531 for the subroutine-parent (lifespan of which covers the call to the
1532 child), the parent and the child should have different
1533 scratchpads. (I<And> the lexicals should be separate anyway!)
1534
1535 So each subroutine is born with an array of scratchpads (of length 1).
1536 On each entry to the subroutine it is checked that the current
1537 depth of the recursion is not more than the length of this array, and
1538 if it is, new scratchpad is created and pushed into the array.
1539
1540 The I<target>s on this scratchpad are C<undef>s, but they are already
1541 marked with correct flags.
1542
1543 =head1 Compiled code
1544
1545 =head2 Code tree
1546
1547 Here we describe the internal form your code is converted to by
1548 Perl. Start with a simple example:
1549
1550   $a = $b + $c;
1551
1552 This is converted to a tree similar to this one:
1553
1554              assign-to
1555            /           \
1556           +             $a
1557         /   \
1558       $b     $c
1559
1560 (but slightly more complicated).  This tree reflects the way Perl
1561 parsed your code, but has nothing to do with the execution order.
1562 There is an additional "thread" going through the nodes of the tree
1563 which shows the order of execution of the nodes.  In our simplified
1564 example above it looks like:
1565
1566      $b ---> $c ---> + ---> $a ---> assign-to
1567
1568 But with the actual compile tree for C<$a = $b + $c> it is different:
1569 some nodes I<optimized away>.  As a corollary, though the actual tree
1570 contains more nodes than our simplified example, the execution order
1571 is the same as in our example.
1572
1573 =head2 Examining the tree
1574
1575 If you have your perl compiled for debugging (usually done with
1576 C<-DDEBUGGING> on the C<Configure> command line), you may examine the
1577 compiled tree by specifying C<-Dx> on the Perl command line.  The
1578 output takes several lines per node, and for C<$b+$c> it looks like
1579 this:
1580
1581     5           TYPE = add  ===> 6
1582                 TARG = 1
1583                 FLAGS = (SCALAR,KIDS)
1584                 {
1585                     TYPE = null  ===> (4)
1586                       (was rv2sv)
1587                     FLAGS = (SCALAR,KIDS)
1588                     {
1589     3                   TYPE = gvsv  ===> 4
1590                         FLAGS = (SCALAR)
1591                         GV = main::b
1592                     }
1593                 }
1594                 {
1595                     TYPE = null  ===> (5)
1596                       (was rv2sv)
1597                     FLAGS = (SCALAR,KIDS)
1598                     {
1599     4                   TYPE = gvsv  ===> 5
1600                         FLAGS = (SCALAR)
1601                         GV = main::c
1602                     }
1603                 }
1604
1605 This tree has 5 nodes (one per C<TYPE> specifier), only 3 of them are
1606 not optimized away (one per number in the left column).  The immediate
1607 children of the given node correspond to C<{}> pairs on the same level
1608 of indentation, thus this listing corresponds to the tree:
1609
1610                    add
1611                  /     \
1612                null    null
1613                 |       |
1614                gvsv    gvsv
1615
1616 The execution order is indicated by C<===E<gt>> marks, thus it is C<3
1617 4 5 6> (node C<6> is not included into above listing), i.e.,
1618 C<gvsv gvsv add whatever>.
1619
1620 Each of these nodes represents an op, a fundamental operation inside the
1621 Perl core. The code which implements each operation can be found in the
1622 F<pp*.c> files; the function which implements the op with type C<gvsv>
1623 is C<pp_gvsv>, and so on. As the tree above shows, different ops have
1624 different numbers of children: C<add> is a binary operator, as one would
1625 expect, and so has two children. To accommodate the various different
1626 numbers of children, there are various types of op data structure, and
1627 they link together in different ways.
1628
1629 The simplest type of op structure is C<OP>: this has no children. Unary
1630 operators, C<UNOP>s, have one child, and this is pointed to by the
1631 C<op_first> field. Binary operators (C<BINOP>s) have not only an
1632 C<op_first> field but also an C<op_last> field. The most complex type of
1633 op is a C<LISTOP>, which has any number of children. In this case, the
1634 first child is pointed to by C<op_first> and the last child by
1635 C<op_last>. The children in between can be found by iteratively
1636 following the C<op_sibling> pointer from the first child to the last.
1637
1638 There are also two other op types: a C<PMOP> holds a regular expression,
1639 and has no children, and a C<LOOP> may or may not have children. If the
1640 C<op_children> field is non-zero, it behaves like a C<LISTOP>. To
1641 complicate matters, if a C<UNOP> is actually a C<null> op after
1642 optimization (see L</Compile pass 2: context propagation>) it will still
1643 have children in accordance with its former type.
1644
1645 Another way to examine the tree is to use a compiler back-end module, such
1646 as L<B::Concise>.
1647
1648 =head2 Compile pass 1: check routines
1649
1650 The tree is created by the compiler while I<yacc> code feeds it
1651 the constructions it recognizes. Since I<yacc> works bottom-up, so does
1652 the first pass of perl compilation.
1653
1654 What makes this pass interesting for perl developers is that some
1655 optimization may be performed on this pass.  This is optimization by
1656 so-called "check routines".  The correspondence between node names
1657 and corresponding check routines is described in F<opcode.pl> (do not
1658 forget to run C<make regen_headers> if you modify this file).
1659
1660 A check routine is called when the node is fully constructed except
1661 for the execution-order thread.  Since at this time there are no
1662 back-links to the currently constructed node, one can do most any
1663 operation to the top-level node, including freeing it and/or creating
1664 new nodes above/below it.
1665
1666 The check routine returns the node which should be inserted into the
1667 tree (if the top-level node was not modified, check routine returns
1668 its argument).
1669
1670 By convention, check routines have names C<ck_*>. They are usually
1671 called from C<new*OP> subroutines (or C<convert>) (which in turn are
1672 called from F<perly.y>).
1673
1674 =head2 Compile pass 1a: constant folding
1675
1676 Immediately after the check routine is called the returned node is
1677 checked for being compile-time executable.  If it is (the value is
1678 judged to be constant) it is immediately executed, and a I<constant>
1679 node with the "return value" of the corresponding subtree is
1680 substituted instead.  The subtree is deleted.
1681
1682 If constant folding was not performed, the execution-order thread is
1683 created.
1684
1685 =head2 Compile pass 2: context propagation
1686
1687 When a context for a part of compile tree is known, it is propagated
1688 down through the tree.  At this time the context can have 5 values
1689 (instead of 2 for runtime context): void, boolean, scalar, list, and
1690 lvalue.  In contrast with the pass 1 this pass is processed from top
1691 to bottom: a node's context determines the context for its children.
1692
1693 Additional context-dependent optimizations are performed at this time.
1694 Since at this moment the compile tree contains back-references (via
1695 "thread" pointers), nodes cannot be free()d now.  To allow
1696 optimized-away nodes at this stage, such nodes are null()ified instead
1697 of free()ing (i.e. their type is changed to OP_NULL).
1698
1699 =head2 Compile pass 3: peephole optimization
1700
1701 After the compile tree for a subroutine (or for an C<eval> or a file)
1702 is created, an additional pass over the code is performed. This pass
1703 is neither top-down or bottom-up, but in the execution order (with
1704 additional complications for conditionals).  These optimizations are
1705 done in the subroutine peep().  Optimizations performed at this stage
1706 are subject to the same restrictions as in the pass 2.
1707
1708 =head2 Pluggable runops
1709
1710 The compile tree is executed in a runops function.  There are two runops
1711 functions in F<run.c>.  C<Perl_runops_debug> is used with DEBUGGING and
1712 C<Perl_runops_standard> is used otherwise.  For fine control over the
1713 execution of the compile tree it is possible to provide your own runops
1714 function.
1715
1716 It's probably best to copy one of the existing runops functions and
1717 change it to suit your needs.  Then, in the BOOT section of your XS
1718 file, add the line:
1719
1720   PL_runops = my_runops;
1721
1722 This function should be as efficient as possible to keep your programs
1723 running as fast as possible.
1724
1725 =head1 Examining internal data structures with the C<dump> functions
1726
1727 To aid debugging, the source file F<dump.c> contains a number of
1728 functions which produce formatted output of internal data structures.
1729
1730 The most commonly used of these functions is C<Perl_sv_dump>; it's used
1731 for dumping SVs, AVs, HVs, and CVs. The C<Devel::Peek> module calls
1732 C<sv_dump> to produce debugging output from Perl-space, so users of that
1733 module should already be familiar with its format.
1734
1735 C<Perl_op_dump> can be used to dump an C<OP> structure or any of its
1736 derivatives, and produces output similar to C<perl -Dx>; in fact,
1737 C<Perl_dump_eval> will dump the main root of the code being evaluated,
1738 exactly like C<-Dx>.
1739
1740 Other useful functions are C<Perl_dump_sub>, which turns a C<GV> into an
1741 op tree, C<Perl_dump_packsubs> which calls C<Perl_dump_sub> on all the
1742 subroutines in a package like so: (Thankfully, these are all xsubs, so
1743 there is no op tree)
1744
1745     (gdb) print Perl_dump_packsubs(PL_defstash)
1746
1747     SUB attributes::bootstrap = (xsub 0x811fedc 0)
1748
1749     SUB UNIVERSAL::can = (xsub 0x811f50c 0)
1750
1751     SUB UNIVERSAL::isa = (xsub 0x811f304 0)
1752
1753     SUB UNIVERSAL::VERSION = (xsub 0x811f7ac 0)
1754
1755     SUB DynaLoader::boot_DynaLoader = (xsub 0x805b188 0)
1756
1757 and C<Perl_dump_all>, which dumps all the subroutines in the stash and
1758 the op tree of the main root.
1759
1760 =head1 How multiple interpreters and concurrency are supported
1761
1762 =head2 Background and PERL_IMPLICIT_CONTEXT
1763
1764 The Perl interpreter can be regarded as a closed box: it has an API
1765 for feeding it code or otherwise making it do things, but it also has
1766 functions for its own use.  This smells a lot like an object, and
1767 there are ways for you to build Perl so that you can have multiple
1768 interpreters, with one interpreter represented either as a C structure,
1769 or inside a thread-specific structure.  These structures contain all
1770 the context, the state of that interpreter.
1771
1772 Two macros control the major Perl build flavors: MULTIPLICITY and
1773 USE_5005THREADS.  The MULTIPLICITY build has a C structure
1774 that packages all the interpreter state, and there is a similar thread-specific
1775 data structure under USE_5005THREADS.  In both cases,
1776 PERL_IMPLICIT_CONTEXT is also normally defined, and enables the
1777 support for passing in a "hidden" first argument that represents all three
1778 data structures.
1779
1780 All this obviously requires a way for the Perl internal functions to be
1781 either subroutines taking some kind of structure as the first
1782 argument, or subroutines taking nothing as the first argument.  To
1783 enable these two very different ways of building the interpreter,
1784 the Perl source (as it does in so many other situations) makes heavy
1785 use of macros and subroutine naming conventions.
1786
1787 First problem: deciding which functions will be public API functions and
1788 which will be private.  All functions whose names begin C<S_> are private
1789 (think "S" for "secret" or "static").  All other functions begin with
1790 "Perl_", but just because a function begins with "Perl_" does not mean it is
1791 part of the API. (See L</Internal Functions>.) The easiest way to be B<sure> a
1792 function is part of the API is to find its entry in L<perlapi>.
1793 If it exists in L<perlapi>, it's part of the API.  If it doesn't, and you
1794 think it should be (i.e., you need it for your extension), send mail via
1795 L<perlbug> explaining why you think it should be.
1796
1797 Second problem: there must be a syntax so that the same subroutine
1798 declarations and calls can pass a structure as their first argument,
1799 or pass nothing.  To solve this, the subroutines are named and
1800 declared in a particular way.  Here's a typical start of a static
1801 function used within the Perl guts:
1802
1803   STATIC void
1804   S_incline(pTHX_ char *s)
1805
1806 STATIC becomes "static" in C, and may be #define'd to nothing in some
1807 configurations in future.
1808
1809 A public function (i.e. part of the internal API, but not necessarily
1810 sanctioned for use in extensions) begins like this:
1811
1812   void
1813   Perl_sv_setiv(pTHX_ SV* dsv, IV num)
1814
1815 C<pTHX_> is one of a number of macros (in perl.h) that hide the
1816 details of the interpreter's context.  THX stands for "thread", "this",
1817 or "thingy", as the case may be.  (And no, George Lucas is not involved. :-)
1818 The first character could be 'p' for a B<p>rototype, 'a' for B<a>rgument,
1819 or 'd' for B<d>eclaration, so we have C<pTHX>, C<aTHX> and C<dTHX>, and
1820 their variants.
1821
1822 When Perl is built without options that set PERL_IMPLICIT_CONTEXT, there is no
1823 first argument containing the interpreter's context.  The trailing underscore
1824 in the pTHX_ macro indicates that the macro expansion needs a comma
1825 after the context argument because other arguments follow it.  If
1826 PERL_IMPLICIT_CONTEXT is not defined, pTHX_ will be ignored, and the
1827 subroutine is not prototyped to take the extra argument.  The form of the
1828 macro without the trailing underscore is used when there are no additional
1829 explicit arguments.
1830
1831 When a core function calls another, it must pass the context.  This
1832 is normally hidden via macros.  Consider C<sv_setiv>.  It expands into
1833 something like this:
1834
1835     #ifdef PERL_IMPLICIT_CONTEXT
1836       #define sv_setiv(a,b)      Perl_sv_setiv(aTHX_ a, b)
1837       /* can't do this for vararg functions, see below */
1838     #else
1839       #define sv_setiv           Perl_sv_setiv
1840     #endif
1841
1842 This works well, and means that XS authors can gleefully write:
1843
1844     sv_setiv(foo, bar);
1845
1846 and still have it work under all the modes Perl could have been
1847 compiled with.
1848
1849 This doesn't work so cleanly for varargs functions, though, as macros
1850 imply that the number of arguments is known in advance.  Instead we
1851 either need to spell them out fully, passing C<aTHX_> as the first
1852 argument (the Perl core tends to do this with functions like
1853 Perl_warner), or use a context-free version.
1854
1855 The context-free version of Perl_warner is called
1856 Perl_warner_nocontext, and does not take the extra argument.  Instead
1857 it does dTHX; to get the context from thread-local storage.  We
1858 C<#define warner Perl_warner_nocontext> so that extensions get source
1859 compatibility at the expense of performance.  (Passing an arg is
1860 cheaper than grabbing it from thread-local storage.)
1861
1862 You can ignore [pad]THXx when browsing the Perl headers/sources.
1863 Those are strictly for use within the core.  Extensions and embedders
1864 need only be aware of [pad]THX.
1865
1866 =head2 So what happened to dTHR?
1867
1868 C<dTHR> was introduced in perl 5.005 to support the older thread model.
1869 The older thread model now uses the C<THX> mechanism to pass context
1870 pointers around, so C<dTHR> is not useful any more.  Perl 5.6.0 and
1871 later still have it for backward source compatibility, but it is defined
1872 to be a no-op.
1873
1874 =head2 How do I use all this in extensions?
1875
1876 When Perl is built with PERL_IMPLICIT_CONTEXT, extensions that call
1877 any functions in the Perl API will need to pass the initial context
1878 argument somehow.  The kicker is that you will need to write it in
1879 such a way that the extension still compiles when Perl hasn't been
1880 built with PERL_IMPLICIT_CONTEXT enabled.
1881
1882 There are three ways to do this.  First, the easy but inefficient way,
1883 which is also the default, in order to maintain source compatibility
1884 with extensions: whenever XSUB.h is #included, it redefines the aTHX
1885 and aTHX_ macros to call a function that will return the context.
1886 Thus, something like:
1887
1888         sv_setiv(sv, num);
1889
1890 in your extension will translate to this when PERL_IMPLICIT_CONTEXT is
1891 in effect:
1892
1893         Perl_sv_setiv(Perl_get_context(), sv, num);
1894
1895 or to this otherwise:
1896
1897         Perl_sv_setiv(sv, num);
1898
1899 You have to do nothing new in your extension to get this; since
1900 the Perl library provides Perl_get_context(), it will all just
1901 work.
1902
1903 The second, more efficient way is to use the following template for
1904 your Foo.xs:
1905
1906         #define PERL_NO_GET_CONTEXT     /* we want efficiency */
1907         #include "EXTERN.h"
1908         #include "perl.h"
1909         #include "XSUB.h"
1910
1911         static my_private_function(int arg1, int arg2);
1912
1913         static SV *
1914         my_private_function(int arg1, int arg2)
1915         {
1916             dTHX;       /* fetch context */
1917             ... call many Perl API functions ...
1918         }
1919
1920         [... etc ...]
1921
1922         MODULE = Foo            PACKAGE = Foo
1923
1924         /* typical XSUB */
1925
1926         void
1927         my_xsub(arg)
1928                 int arg
1929             CODE:
1930                 my_private_function(arg, 10);
1931
1932 Note that the only two changes from the normal way of writing an
1933 extension is the addition of a C<#define PERL_NO_GET_CONTEXT> before
1934 including the Perl headers, followed by a C<dTHX;> declaration at
1935 the start of every function that will call the Perl API.  (You'll
1936 know which functions need this, because the C compiler will complain
1937 that there's an undeclared identifier in those functions.)  No changes
1938 are needed for the XSUBs themselves, because the XS() macro is
1939 correctly defined to pass in the implicit context if needed.
1940
1941 The third, even more efficient way is to ape how it is done within
1942 the Perl guts:
1943
1944
1945         #define PERL_NO_GET_CONTEXT     /* we want efficiency */
1946         #include "EXTERN.h"
1947         #include "perl.h"
1948         #include "XSUB.h"
1949
1950         /* pTHX_ only needed for functions that call Perl API */
1951         static my_private_function(pTHX_ int arg1, int arg2);
1952
1953         static SV *
1954         my_private_function(pTHX_ int arg1, int arg2)
1955         {
1956             /* dTHX; not needed here, because THX is an argument */
1957             ... call Perl API functions ...
1958         }
1959
1960         [... etc ...]
1961
1962         MODULE = Foo            PACKAGE = Foo
1963
1964         /* typical XSUB */
1965
1966         void
1967         my_xsub(arg)
1968                 int arg
1969             CODE:
1970                 my_private_function(aTHX_ arg, 10);
1971
1972 This implementation never has to fetch the context using a function
1973 call, since it is always passed as an extra argument.  Depending on
1974 your needs for simplicity or efficiency, you may mix the previous
1975 two approaches freely.
1976
1977 Never add a comma after C<pTHX> yourself--always use the form of the
1978 macro with the underscore for functions that take explicit arguments,
1979 or the form without the argument for functions with no explicit arguments.
1980
1981 =head2 Should I do anything special if I call perl from multiple threads?
1982
1983 If you create interpreters in one thread and then proceed to call them in
1984 another, you need to make sure perl's own Thread Local Storage (TLS) slot is
1985 initialized correctly in each of those threads.
1986
1987 The C<perl_alloc> and C<perl_clone> API functions will automatically set
1988 the TLS slot to the interpreter they created, so that there is no need to do
1989 anything special if the interpreter is always accessed in the same thread that
1990 created it, and that thread did not create or call any other interpreters
1991 afterwards.  If that is not the case, you have to set the TLS slot of the
1992 thread before calling any functions in the Perl API on that particular
1993 interpreter.  This is done by calling the C<PERL_SET_CONTEXT> macro in that
1994 thread as the first thing you do:
1995
1996         /* do this before doing anything else with some_perl */
1997         PERL_SET_CONTEXT(some_perl);
1998
1999         ... other Perl API calls on some_perl go here ...
2000
2001 =head2 Future Plans and PERL_IMPLICIT_SYS
2002
2003 Just as PERL_IMPLICIT_CONTEXT provides a way to bundle up everything
2004 that the interpreter knows about itself and pass it around, so too are
2005 there plans to allow the interpreter to bundle up everything it knows
2006 about the environment it's running on.  This is enabled with the
2007 PERL_IMPLICIT_SYS macro.  Currently it only works with USE_ITHREADS
2008 and USE_5005THREADS on Windows (see inside iperlsys.h).
2009
2010 This allows the ability to provide an extra pointer (called the "host"
2011 environment) for all the system calls.  This makes it possible for
2012 all the system stuff to maintain their own state, broken down into
2013 seven C structures.  These are thin wrappers around the usual system
2014 calls (see win32/perllib.c) for the default perl executable, but for a
2015 more ambitious host (like the one that would do fork() emulation) all
2016 the extra work needed to pretend that different interpreters are
2017 actually different "processes", would be done here.
2018
2019 The Perl engine/interpreter and the host are orthogonal entities.
2020 There could be one or more interpreters in a process, and one or
2021 more "hosts", with free association between them.
2022
2023 =head1 Internal Functions
2024
2025 All of Perl's internal functions which will be exposed to the outside
2026 world are prefixed by C<Perl_> so that they will not conflict with XS
2027 functions or functions used in a program in which Perl is embedded.
2028 Similarly, all global variables begin with C<PL_>. (By convention,
2029 static functions start with C<S_>.)
2030
2031 Inside the Perl core, you can get at the functions either with or
2032 without the C<Perl_> prefix, thanks to a bunch of defines that live in
2033 F<embed.h>. This header file is generated automatically from
2034 F<embed.pl>. F<embed.pl> also creates the prototyping header files for
2035 the internal functions, generates the documentation and a lot of other
2036 bits and pieces. It's important that when you add a new function to the
2037 core or change an existing one, you change the data in the table at the
2038 end of F<embed.pl> as well. Here's a sample entry from that table:
2039
2040     Apd |SV**   |av_fetch   |AV* ar|I32 key|I32 lval
2041
2042 The second column is the return type, the third column the name. Columns
2043 after that are the arguments. The first column is a set of flags:
2044
2045 =over 3
2046
2047 =item A
2048
2049 This function is a part of the public API.
2050
2051 =item p
2052
2053 This function has a C<Perl_> prefix; ie, it is defined as C<Perl_av_fetch>
2054
2055 =item d
2056
2057 This function has documentation using the C<apidoc> feature which we'll
2058 look at in a second.
2059
2060 =back
2061
2062 Other available flags are:
2063
2064 =over 3
2065
2066 =item s
2067
2068 This is a static function and is defined as C<S_whatever>, and usually
2069 called within the sources as C<whatever(...)>.
2070
2071 =item n
2072
2073 This does not use C<aTHX_> and C<pTHX> to pass interpreter context. (See
2074 L<perlguts/Background and PERL_IMPLICIT_CONTEXT>.)
2075
2076 =item r
2077
2078 This function never returns; C<croak>, C<exit> and friends.
2079
2080 =item f
2081
2082 This function takes a variable number of arguments, C<printf> style.
2083 The argument list should end with C<...>, like this:
2084
2085     Afprd   |void   |croak          |const char* pat|...
2086
2087 =item M
2088
2089 This function is part of the experimental development API, and may change
2090 or disappear without notice.
2091
2092 =item o
2093
2094 This function should not have a compatibility macro to define, say,
2095 C<Perl_parse> to C<parse>. It must be called as C<Perl_parse>.
2096
2097 =item j
2098
2099 This function is not a member of C<CPerlObj>. If you don't know
2100 what this means, don't use it.
2101
2102 =item x
2103
2104 This function isn't exported out of the Perl core.
2105
2106 =back
2107
2108 If you edit F<embed.pl>, you will need to run C<make regen_headers> to
2109 force a rebuild of F<embed.h> and other auto-generated files.
2110
2111 =head2 Formatted Printing of IVs, UVs, and NVs
2112
2113 If you are printing IVs, UVs, or NVS instead of the stdio(3) style
2114 formatting codes like C<%d>, C<%ld>, C<%f>, you should use the
2115 following macros for portability
2116
2117         IVdf            IV in decimal
2118         UVuf            UV in decimal
2119         UVof            UV in octal
2120         UVxf            UV in hexadecimal
2121         NVef            NV %e-like
2122         NVff            NV %f-like
2123         NVgf            NV %g-like
2124
2125 These will take care of 64-bit integers and long doubles.
2126 For example:
2127
2128         printf("IV is %"IVdf"\n", iv);
2129
2130 The IVdf will expand to whatever is the correct format for the IVs.
2131
2132 If you are printing addresses of pointers, use UVxf combined
2133 with PTR2UV(), do not use %lx or %p.
2134
2135 =head2 Pointer-To-Integer and Integer-To-Pointer
2136
2137 Because pointer size does not necessarily equal integer size,
2138 use the follow macros to do it right.
2139
2140         PTR2UV(pointer)
2141         PTR2IV(pointer)
2142         PTR2NV(pointer)
2143         INT2PTR(pointertotype, integer)
2144
2145 For example:
2146
2147         IV  iv = ...;
2148         SV *sv = INT2PTR(SV*, iv);
2149
2150 and
2151
2152         AV *av = ...;
2153         UV  uv = PTR2UV(av);
2154
2155 =head2 Source Documentation
2156
2157 There's an effort going on to document the internal functions and
2158 automatically produce reference manuals from them - L<perlapi> is one
2159 such manual which details all the functions which are available to XS
2160 writers. L<perlintern> is the autogenerated manual for the functions
2161 which are not part of the API and are supposedly for internal use only.
2162
2163 Source documentation is created by putting POD comments into the C
2164 source, like this:
2165
2166  /*
2167  =for apidoc sv_setiv
2168
2169  Copies an integer into the given SV.  Does not handle 'set' magic.  See
2170  C<sv_setiv_mg>.
2171
2172  =cut
2173  */
2174
2175 Please try and supply some documentation if you add functions to the
2176 Perl core.
2177
2178 =head1 Unicode Support
2179
2180 Perl 5.6.0 introduced Unicode support. It's important for porters and XS
2181 writers to understand this support and make sure that the code they
2182 write does not corrupt Unicode data.
2183
2184 =head2 What B<is> Unicode, anyway?
2185
2186 In the olden, less enlightened times, we all used to use ASCII. Most of
2187 us did, anyway. The big problem with ASCII is that it's American. Well,
2188 no, that's not actually the problem; the problem is that it's not
2189 particularly useful for people who don't use the Roman alphabet. What
2190 used to happen was that particular languages would stick their own
2191 alphabet in the upper range of the sequence, between 128 and 255. Of
2192 course, we then ended up with plenty of variants that weren't quite
2193 ASCII, and the whole point of it being a standard was lost.
2194
2195 Worse still, if you've got a language like Chinese or
2196 Japanese that has hundreds or thousands of characters, then you really
2197 can't fit them into a mere 256, so they had to forget about ASCII
2198 altogether, and build their own systems using pairs of numbers to refer
2199 to one character.
2200
2201 To fix this, some people formed Unicode, Inc. and
2202 produced a new character set containing all the characters you can
2203 possibly think of and more. There are several ways of representing these
2204 characters, and the one Perl uses is called UTF8. UTF8 uses
2205 a variable number of bytes to represent a character, instead of just
2206 one. You can learn more about Unicode at http://www.unicode.org/
2207
2208 =head2 How can I recognise a UTF8 string?
2209
2210 You can't. This is because UTF8 data is stored in bytes just like
2211 non-UTF8 data. The Unicode character 200, (C<0xC8> for you hex types)
2212 capital E with a grave accent, is represented by the two bytes
2213 C<v196.172>. Unfortunately, the non-Unicode string C<chr(196).chr(172)>
2214 has that byte sequence as well. So you can't tell just by looking - this
2215 is what makes Unicode input an interesting problem.
2216
2217 The API function C<is_utf8_string> can help; it'll tell you if a string
2218 contains only valid UTF8 characters. However, it can't do the work for
2219 you. On a character-by-character basis, C<is_utf8_char> will tell you
2220 whether the current character in a string is valid UTF8.
2221
2222 =head2 How does UTF8 represent Unicode characters?
2223
2224 As mentioned above, UTF8 uses a variable number of bytes to store a
2225 character. Characters with values 1...128 are stored in one byte, just
2226 like good ol' ASCII. Character 129 is stored as C<v194.129>; this
2227 continues up to character 191, which is C<v194.191>. Now we've run out of
2228 bits (191 is binary C<10111111>) so we move on; 192 is C<v195.128>. And
2229 so it goes on, moving to three bytes at character 2048.
2230
2231 Assuming you know you're dealing with a UTF8 string, you can find out
2232 how long the first character in it is with the C<UTF8SKIP> macro:
2233
2234     char *utf = "\305\233\340\240\201";
2235     I32 len;
2236
2237     len = UTF8SKIP(utf); /* len is 2 here */
2238     utf += len;
2239     len = UTF8SKIP(utf); /* len is 3 here */
2240
2241 Another way to skip over characters in a UTF8 string is to use
2242 C<utf8_hop>, which takes a string and a number of characters to skip
2243 over. You're on your own about bounds checking, though, so don't use it
2244 lightly.
2245
2246 All bytes in a multi-byte UTF8 character will have the high bit set,
2247 so you can test if you need to do something special with this
2248 character like this (the UTF8_IS_INVARIANT() is a macro that tests
2249 whether the byte can be encoded as a single byte even in UTF-8):
2250
2251     U8 *utf;
2252     UV uv;      /* Note: a UV, not a U8, not a char */
2253
2254     if (!UTF8_IS_INVARIANT(*utf))
2255         /* Must treat this as UTF8 */
2256         uv = utf8_to_uv(utf);
2257     else
2258         /* OK to treat this character as a byte */
2259         uv = *utf;
2260
2261 You can also see in that example that we use C<utf8_to_uv> to get the
2262 value of the character; the inverse function C<uv_to_utf8> is available
2263 for putting a UV into UTF8:
2264
2265     if (!UTF8_IS_INVARIANT(uv))
2266         /* Must treat this as UTF8 */
2267         utf8 = uv_to_utf8(utf8, uv);
2268     else
2269         /* OK to treat this character as a byte */
2270         *utf8++ = uv;
2271
2272 You B<must> convert characters to UVs using the above functions if
2273 you're ever in a situation where you have to match UTF8 and non-UTF8
2274 characters. You may not skip over UTF8 characters in this case. If you
2275 do this, you'll lose the ability to match hi-bit non-UTF8 characters;
2276 for instance, if your UTF8 string contains C<v196.172>, and you skip
2277 that character, you can never match a C<chr(200)> in a non-UTF8 string.
2278 So don't do that!
2279
2280 =head2 How does Perl store UTF8 strings?
2281
2282 Currently, Perl deals with Unicode strings and non-Unicode strings
2283 slightly differently. If a string has been identified as being UTF-8
2284 encoded, Perl will set a flag in the SV, C<SVf_UTF8>. You can check and
2285 manipulate this flag with the following macros:
2286
2287     SvUTF8(sv)
2288     SvUTF8_on(sv)
2289     SvUTF8_off(sv)
2290
2291 This flag has an important effect on Perl's treatment of the string: if
2292 Unicode data is not properly distinguished, regular expressions,
2293 C<length>, C<substr> and other string handling operations will have
2294 undesirable results.
2295
2296 The problem comes when you have, for instance, a string that isn't
2297 flagged is UTF8, and contains a byte sequence that could be UTF8 -
2298 especially when combining non-UTF8 and UTF8 strings.
2299
2300 Never forget that the C<SVf_UTF8> flag is separate to the PV value; you
2301 need be sure you don't accidentally knock it off while you're
2302 manipulating SVs. More specifically, you cannot expect to do this:
2303
2304     SV *sv;
2305     SV *nsv;
2306     STRLEN len;
2307     char *p;
2308
2309     p = SvPV(sv, len);
2310     frobnicate(p);
2311     nsv = newSVpvn(p, len);
2312
2313 The C<char*> string does not tell you the whole story, and you can't
2314 copy or reconstruct an SV just by copying the string value. Check if the
2315 old SV has the UTF8 flag set, and act accordingly:
2316
2317     p = SvPV(sv, len);
2318     frobnicate(p);
2319     nsv = newSVpvn(p, len);
2320     if (SvUTF8(sv))
2321         SvUTF8_on(nsv);
2322
2323 In fact, your C<frobnicate> function should be made aware of whether or
2324 not it's dealing with UTF8 data, so that it can handle the string
2325 appropriately.
2326
2327 Since just passing an SV to an XS function and copying the data of
2328 the SV is not enough to copy the UTF8 flags, even less right is just
2329 passing a C<char *> to an XS function.
2330
2331 =head2 How do I convert a string to UTF8?
2332
2333 If you're mixing UTF8 and non-UTF8 strings, you might find it necessary
2334 to upgrade one of the strings to UTF8. If you've got an SV, the easiest
2335 way to do this is:
2336
2337     sv_utf8_upgrade(sv);
2338
2339 However, you must not do this, for example:
2340
2341     if (!SvUTF8(left))
2342         sv_utf8_upgrade(left);
2343
2344 If you do this in a binary operator, you will actually change one of the
2345 strings that came into the operator, and, while it shouldn't be noticeable
2346 by the end user, it can cause problems.
2347
2348 Instead, C<bytes_to_utf8> will give you a UTF8-encoded B<copy> of its
2349 string argument. This is useful for having the data available for
2350 comparisons and so on, without harming the original SV. There's also
2351 C<utf8_to_bytes> to go the other way, but naturally, this will fail if
2352 the string contains any characters above 255 that can't be represented
2353 in a single byte.
2354
2355 =head2 Is there anything else I need to know?
2356
2357 Not really. Just remember these things:
2358
2359 =over 3
2360
2361 =item *
2362
2363 There's no way to tell if a string is UTF8 or not. You can tell if an SV
2364 is UTF8 by looking at is C<SvUTF8> flag. Don't forget to set the flag if
2365 something should be UTF8. Treat the flag as part of the PV, even though
2366 it's not - if you pass on the PV to somewhere, pass on the flag too.
2367
2368 =item *
2369
2370 If a string is UTF8, B<always> use C<utf8_to_uv> to get at the value,
2371 unless C<UTF8_IS_INVARIANT(*s)> in which case you can use C<*s>.
2372
2373 =item *
2374
2375 When writing a character C<uv> to a UTF8 string, B<always> use
2376 C<uv_to_utf8>, unless C<UTF8_IS_INVARIANT(uv))> in which case
2377 you can use C<*s = uv>.
2378
2379 =item *
2380
2381 Mixing UTF8 and non-UTF8 strings is tricky. Use C<bytes_to_utf8> to get
2382 a new string which is UTF8 encoded. There are tricks you can use to
2383 delay deciding whether you need to use a UTF8 string until you get to a
2384 high character - C<HALF_UPGRADE> is one of those.
2385
2386 =back
2387
2388 =head1 Custom Operators
2389
2390 Custom operator support is a new experimental feature that allows you to
2391 define your own ops. This is primarily to allow the building of
2392 interpreters for other languages in the Perl core, but it also allows
2393 optimizations through the creation of "macro-ops" (ops which perform the
2394 functions of multiple ops which are usually executed together, such as
2395 C<gvsv, gvsv, add>.) 
2396
2397 This feature is implemented as a new op type, C<OP_CUSTOM>. The Perl
2398 core does not "know" anything special about this op type, and so it will
2399 not be involved in any optimizations. This also means that you can
2400 define your custom ops to be any op structure - unary, binary, list and
2401 so on - you like.
2402
2403 It's important to know what custom operators won't do for you. They
2404 won't let you add new syntax to Perl, directly. They won't even let you
2405 add new keywords, directly. In fact, they won't change the way Perl
2406 compiles a program at all. You have to do those changes yourself, after
2407 Perl has compiled the program. You do this either by manipulating the op
2408 tree using a C<CHECK> block and the C<B::Generate> module, or by adding
2409 a custom peephole optimizer with the C<optimize> module.
2410
2411 When you do this, you replace ordinary Perl ops with custom ops by
2412 creating ops with the type C<OP_CUSTOM> and the C<pp_addr> of your own
2413 PP function. This should be defined in XS code, and should look like
2414 the PP ops in C<pp_*.c>. You are responsible for ensuring that your op
2415 takes the appropriate number of values from the stack, and you are
2416 responsible for adding stack marks if necessary.
2417
2418 You should also "register" your op with the Perl interpreter so that it
2419 can produce sensible error and warning messages. Since it is possible to
2420 have multiple custom ops within the one "logical" op type C<OP_CUSTOM>,
2421 Perl uses the value of C<< o->op_ppaddr >> as a key into the
2422 C<PL_custom_op_descs> and C<PL_custom_op_names> hashes. This means you
2423 need to enter a name and description for your op at the appropriate
2424 place in the C<PL_custom_op_names> and C<PL_custom_op_descs> hashes.
2425
2426 Forthcoming versions of C<B::Generate> (version 1.0 and above) should
2427 directly support the creation of custom ops by name; C<Opcodes::Custom> 
2428 will provide functions which make it trivial to "register" custom ops to
2429 the Perl interpreter.
2430
2431 =head1 AUTHORS
2432
2433 Until May 1997, this document was maintained by Jeff Okamoto
2434 E<lt>okamoto@corp.hp.comE<gt>.  It is now maintained as part of Perl
2435 itself by the Perl 5 Porters E<lt>perl5-porters@perl.orgE<gt>.
2436
2437 With lots of help and suggestions from Dean Roehrich, Malcolm Beattie,
2438 Andreas Koenig, Paul Hudson, Ilya Zakharevich, Paul Marquess, Neil
2439 Bowers, Matthew Green, Tim Bunce, Spider Boardman, Ulrich Pfeifer,
2440 Stephen McCamant, and Gurusamy Sarathy.
2441
2442 =head1 SEE ALSO
2443
2444 perlapi(1), perlintern(1), perlxs(1), perlembed(1)