pod/perldebguts.pod

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