This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
Unused dTHX, even under threads.
[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 ("PV" stands for "Pointer Value".  You might think that it is misnamed
41 because it is described as pointing only to strings.  However, it is
42 possible to have it point to other things  For example, it could point
43 to an array of UVs.  But,
44 using it for non-strings requires care, as the underlying assumption of
45 much of the internals is that PVs are just for strings.  Often, for
46 example, a trailing NUL is tacked on automatically.  The non-string use
47 is documented only in this paragraph.)
48
49 The seven routines are:
50
51     SV*  newSViv(IV);
52     SV*  newSVuv(UV);
53     SV*  newSVnv(double);
54     SV*  newSVpv(const char*, STRLEN);
55     SV*  newSVpvn(const char*, STRLEN);
56     SV*  newSVpvf(const char*, ...);
57     SV*  newSVsv(SV*);
58
59 C<STRLEN> is an integer type (Size_t, usually defined as size_t in
60 F<config.h>) guaranteed to be large enough to represent the size of
61 any string that perl can handle.
62
63 In the unlikely case of a SV requiring more complex initialization, you
64 can create an empty SV with newSV(len).  If C<len> is 0 an empty SV of
65 type NULL is returned, else an SV of type PV is returned with len + 1 (for
66 the NUL) bytes of storage allocated, accessible via SvPVX.  In both cases
67 the SV has the undef value.
68
69     SV *sv = newSV(0);   /* no storage allocated  */
70     SV *sv = newSV(10);  /* 10 (+1) bytes of uninitialised storage
71                           * allocated */
72
73 To change the value of an I<already-existing> SV, there are eight routines:
74
75     void  sv_setiv(SV*, IV);
76     void  sv_setuv(SV*, UV);
77     void  sv_setnv(SV*, double);
78     void  sv_setpv(SV*, const char*);
79     void  sv_setpvn(SV*, const char*, STRLEN)
80     void  sv_setpvf(SV*, const char*, ...);
81     void  sv_vsetpvfn(SV*, const char*, STRLEN, va_list *,
82                                                     SV **, I32, bool *);
83     void  sv_setsv(SV*, SV*);
84
85 Notice that you can choose to specify the length of the string to be
86 assigned by using C<sv_setpvn>, C<newSVpvn>, or C<newSVpv>, or you may
87 allow Perl to calculate the length by using C<sv_setpv> or by specifying
88 0 as the second argument to C<newSVpv>.  Be warned, though, that Perl will
89 determine the string's length by using C<strlen>, which depends on the
90 string terminating with a NUL character, and not otherwise containing
91 NULs.
92
93 The arguments of C<sv_setpvf> are processed like C<sprintf>, and the
94 formatted output becomes the value.
95
96 C<sv_vsetpvfn> is an analogue of C<vsprintf>, but it allows you to specify
97 either a pointer to a variable argument list or the address and length of
98 an array of SVs.  The last argument points to a boolean; on return, if that
99 boolean is true, then locale-specific information has been used to format
100 the string, and the string's contents are therefore untrustworthy (see
101 L<perlsec>).  This pointer may be NULL if that information is not
102 important.  Note that this function requires you to specify the length of
103 the format.
104
105 The C<sv_set*()> functions are not generic enough to operate on values
106 that have "magic".  See L<Magic Virtual Tables> later in this document.
107
108 All SVs that contain strings should be terminated with a NUL character.
109 If it is not NUL-terminated there is a risk of
110 core dumps and corruptions from code which passes the string to C
111 functions or system calls which expect a NUL-terminated string.
112 Perl's own functions typically add a trailing NUL for this reason.
113 Nevertheless, you should be very careful when you pass a string stored
114 in an SV to a C function or system call.
115
116 To access the actual value that an SV points to, you can use the macros:
117
118     SvIV(SV*)
119     SvUV(SV*)
120     SvNV(SV*)
121     SvPV(SV*, STRLEN len)
122     SvPV_nolen(SV*)
123
124 which will automatically coerce the actual scalar type into an IV, UV, double,
125 or string.
126
127 In the C<SvPV> macro, the length of the string returned is placed into the
128 variable C<len> (this is a macro, so you do I<not> use C<&len>).  If you do
129 not care what the length of the data is, use the C<SvPV_nolen> macro.
130 Historically the C<SvPV> macro with the global variable C<PL_na> has been
131 used in this case.  But that can be quite inefficient because C<PL_na> must
132 be accessed in thread-local storage in threaded Perl.  In any case, remember
133 that Perl allows arbitrary strings of data that may both contain NULs and
134 might not be terminated by a NUL.
135
136 Also remember that C doesn't allow you to safely say C<foo(SvPV(s, len),
137 len);>.  It might work with your
138 compiler, but it won't work for everyone.
139 Break this sort of statement up into separate assignments:
140
141     SV *s;
142     STRLEN len;
143     char *ptr;
144     ptr = SvPV(s, len);
145     foo(ptr, len);
146
147 If you want to know if the scalar value is TRUE, you can use:
148
149     SvTRUE(SV*)
150
151 Although Perl will automatically grow strings for you, if you need to force
152 Perl to allocate more memory for your SV, you can use the macro
153
154     SvGROW(SV*, STRLEN newlen)
155
156 which will determine if more memory needs to be allocated.  If so, it will
157 call the function C<sv_grow>.  Note that C<SvGROW> can only increase, not
158 decrease, the allocated memory of an SV and that it does not automatically
159 add space for the trailing NUL byte (perl's own string functions typically do
160 C<SvGROW(sv, len + 1)>).
161
162 If you have an SV and want to know what kind of data Perl thinks is stored
163 in it, you can use the following macros to check the type of SV you have.
164
165     SvIOK(SV*)
166     SvNOK(SV*)
167     SvPOK(SV*)
168
169 You can get and set the current length of the string stored in an SV with
170 the following macros:
171
172     SvCUR(SV*)
173     SvCUR_set(SV*, I32 val)
174
175 You can also get a pointer to the end of the string stored in the SV
176 with the macro:
177
178     SvEND(SV*)
179
180 But note that these last three macros are valid only if C<SvPOK()> is true.
181
182 If you want to append something to the end of string stored in an C<SV*>,
183 you can use the following functions:
184
185     void  sv_catpv(SV*, const char*);
186     void  sv_catpvn(SV*, const char*, STRLEN);
187     void  sv_catpvf(SV*, const char*, ...);
188     void  sv_vcatpvfn(SV*, const char*, STRLEN, va_list *, SV **,
189                                                              I32, bool);
190     void  sv_catsv(SV*, SV*);
191
192 The first function calculates the length of the string to be appended by
193 using C<strlen>.  In the second, you specify the length of the string
194 yourself.  The third function processes its arguments like C<sprintf> and
195 appends the formatted output.  The fourth function works like C<vsprintf>.
196 You can specify the address and length of an array of SVs instead of the
197 va_list argument.  The fifth function
198 extends the string stored in the first
199 SV with the string stored in the second SV.  It also forces the second SV
200 to be interpreted as a string.
201
202 The C<sv_cat*()> functions are not generic enough to operate on values that
203 have "magic".  See L<Magic Virtual Tables> later in this document.
204
205 If you know the name of a scalar variable, you can get a pointer to its SV
206 by using the following:
207
208     SV*  get_sv("package::varname", 0);
209
210 This returns NULL if the variable does not exist.
211
212 If you want to know if this variable (or any other SV) is actually C<defined>,
213 you can call:
214
215     SvOK(SV*)
216
217 The scalar C<undef> value is stored in an SV instance called C<PL_sv_undef>.
218
219 Its address can be used whenever an C<SV*> is needed.  Make sure that
220 you don't try to compare a random sv with C<&PL_sv_undef>.  For example
221 when interfacing Perl code, it'll work correctly for:
222
223   foo(undef);
224
225 But won't work when called as:
226
227   $x = undef;
228   foo($x);
229
230 So to repeat always use SvOK() to check whether an sv is defined.
231
232 Also you have to be careful when using C<&PL_sv_undef> as a value in
233 AVs or HVs (see L<AVs, HVs and undefined values>).
234
235 There are also the two values C<PL_sv_yes> and C<PL_sv_no>, which contain
236 boolean TRUE and FALSE values, respectively.  Like C<PL_sv_undef>, their
237 addresses can be used whenever an C<SV*> is needed.
238
239 Do not be fooled into thinking that C<(SV *) 0> is the same as C<&PL_sv_undef>.
240 Take this code:
241
242     SV* sv = (SV*) 0;
243     if (I-am-to-return-a-real-value) {
244             sv = sv_2mortal(newSViv(42));
245     }
246     sv_setsv(ST(0), sv);
247
248 This code tries to return a new SV (which contains the value 42) if it should
249 return a real value, or undef otherwise.  Instead it has returned a NULL
250 pointer which, somewhere down the line, will cause a segmentation violation,
251 bus error, or just weird results.  Change the zero to C<&PL_sv_undef> in the
252 first line and all will be well.
253
254 To free an SV that you've created, call C<SvREFCNT_dec(SV*)>.  Normally this
255 call is not necessary (see L<Reference Counts and Mortality>).
256
257 =head2 Offsets
258
259 Perl provides the function C<sv_chop> to efficiently remove characters
260 from the beginning of a string; you give it an SV and a pointer to
261 somewhere inside the PV, and it discards everything before the
262 pointer.  The efficiency comes by means of a little hack: instead of
263 actually removing the characters, C<sv_chop> sets the flag C<OOK>
264 (offset OK) to signal to other functions that the offset hack is in
265 effect, and it moves the PV pointer (called C<SvPVX>) forward
266 by the number of bytes chopped off, and adjusts C<SvCUR> and C<SvLEN>
267 accordingly.  (A portion of the space between the old and new PV
268 pointers is used to store the count of chopped bytes.)
269
270 Hence, at this point, the start of the buffer that we allocated lives
271 at C<SvPVX(sv) - SvIV(sv)> in memory and the PV pointer is pointing
272 into the middle of this allocated storage.
273
274 This is best demonstrated by example:
275
276   % ./perl -Ilib -MDevel::Peek -le '$a="12345"; $a=~s/.//; Dump($a)'
277   SV = PVIV(0x8128450) at 0x81340f0
278     REFCNT = 1
279     FLAGS = (POK,OOK,pPOK)
280     IV = 1  (OFFSET)
281     PV = 0x8135781 ( "1" . ) "2345"\0
282     CUR = 4
283     LEN = 5
284
285 Here the number of bytes chopped off (1) is put into IV, and
286 C<Devel::Peek::Dump> helpfully reminds us that this is an offset.  The
287 portion of the string between the "real" and the "fake" beginnings is
288 shown in parentheses, and the values of C<SvCUR> and C<SvLEN> reflect
289 the fake beginning, not the real one.
290
291 Something similar to the offset hack is performed on AVs to enable
292 efficient shifting and splicing off the beginning of the array; while
293 C<AvARRAY> points to the first element in the array that is visible from
294 Perl, C<AvALLOC> points to the real start of the C array.  These are
295 usually the same, but a C<shift> operation can be carried out by
296 increasing C<AvARRAY> by one and decreasing C<AvFILL> and C<AvMAX>.
297 Again, the location of the real start of the C array only comes into
298 play when freeing the array.  See C<av_shift> in F<av.c>.
299
300 =head2 What's Really Stored in an SV?
301
302 Recall that the usual method of determining the type of scalar you have is
303 to use C<Sv*OK> macros.  Because a scalar can be both a number and a string,
304 usually these macros will always return TRUE and calling the C<Sv*V>
305 macros will do the appropriate conversion of string to integer/double or
306 integer/double to string.
307
308 If you I<really> need to know if you have an integer, double, or string
309 pointer in an SV, you can use the following three macros instead:
310
311     SvIOKp(SV*)
312     SvNOKp(SV*)
313     SvPOKp(SV*)
314
315 These will tell you if you truly have an integer, double, or string pointer
316 stored in your SV.  The "p" stands for private.
317
318 There are various ways in which the private and public flags may differ.
319 For example, in perl 5.16 and earlier a tied SV may have a valid
320 underlying value in the IV slot (so SvIOKp is true), but the data
321 should be accessed via the FETCH routine rather than directly,
322 so SvIOK is false.  (In perl 5.18 onwards, tied scalars use
323 the flags the same way as untied scalars.)  Another is when
324 numeric conversion has occurred and precision has been lost: only the
325 private flag is set on 'lossy' values.  So when an NV is converted to an
326 IV with loss, SvIOKp, SvNOKp and SvNOK will be set, while SvIOK wont be.
327
328 In general, though, it's best to use the C<Sv*V> macros.
329
330 =head2 Working with AVs
331
332 There are two ways to create and load an AV.  The first method creates an
333 empty AV:
334
335     AV*  newAV();
336
337 The second method both creates the AV and initially populates it with SVs:
338
339     AV*  av_make(SSize_t num, SV **ptr);
340
341 The second argument points to an array containing C<num> C<SV*>'s.  Once the
342 AV has been created, the SVs can be destroyed, if so desired.
343
344 Once the AV has been created, the following operations are possible on it:
345
346     void  av_push(AV*, SV*);
347     SV*   av_pop(AV*);
348     SV*   av_shift(AV*);
349     void  av_unshift(AV*, SSize_t num);
350
351 These should be familiar operations, with the exception of C<av_unshift>.
352 This routine adds C<num> elements at the front of the array with the C<undef>
353 value.  You must then use C<av_store> (described below) to assign values
354 to these new elements.
355
356 Here are some other functions:
357
358     SSize_t av_top_index(AV*);
359     SV**    av_fetch(AV*, SSize_t key, I32 lval);
360     SV**    av_store(AV*, SSize_t key, SV* val);
361
362 The C<av_top_index> function returns the highest index value in an array (just
363 like $#array in Perl).  If the array is empty, -1 is returned.  The
364 C<av_fetch> function returns the value at index C<key>, but if C<lval>
365 is non-zero, then C<av_fetch> will store an undef value at that index.
366 The C<av_store> function stores the value C<val> at index C<key>, and does
367 not increment the reference count of C<val>.  Thus the caller is responsible
368 for taking care of that, and if C<av_store> returns NULL, the caller will
369 have to decrement the reference count to avoid a memory leak.  Note that
370 C<av_fetch> and C<av_store> both return C<SV**>'s, not C<SV*>'s as their
371 return value.
372
373 A few more:
374
375     void  av_clear(AV*);
376     void  av_undef(AV*);
377     void  av_extend(AV*, SSize_t key);
378
379 The C<av_clear> function deletes all the elements in the AV* array, but
380 does not actually delete the array itself.  The C<av_undef> function will
381 delete all the elements in the array plus the array itself.  The
382 C<av_extend> function extends the array so that it contains at least C<key+1>
383 elements.  If C<key+1> is less than the currently allocated length of the array,
384 then nothing is done.
385
386 If you know the name of an array variable, you can get a pointer to its AV
387 by using the following:
388
389     AV*  get_av("package::varname", 0);
390
391 This returns NULL if the variable does not exist.
392
393 See L<Understanding the Magic of Tied Hashes and Arrays> for more
394 information on how to use the array access functions on tied arrays.
395
396 =head2 Working with HVs
397
398 To create an HV, you use the following routine:
399
400     HV*  newHV();
401
402 Once the HV has been created, the following operations are possible on it:
403
404     SV**  hv_store(HV*, const char* key, U32 klen, SV* val, U32 hash);
405     SV**  hv_fetch(HV*, const char* key, U32 klen, I32 lval);
406
407 The C<klen> parameter is the length of the key being passed in (Note that
408 you cannot pass 0 in as a value of C<klen> to tell Perl to measure the
409 length of the key).  The C<val> argument contains the SV pointer to the
410 scalar being stored, and C<hash> is the precomputed hash value (zero if
411 you want C<hv_store> to calculate it for you).  The C<lval> parameter
412 indicates whether this fetch is actually a part of a store operation, in
413 which case a new undefined value will be added to the HV with the supplied
414 key and C<hv_fetch> will return as if the value had already existed.
415
416 Remember that C<hv_store> and C<hv_fetch> return C<SV**>'s and not just
417 C<SV*>.  To access the scalar value, you must first dereference the return
418 value.  However, you should check to make sure that the return value is
419 not NULL before dereferencing it.
420
421 The first of these two functions checks if a hash table entry exists, and the 
422 second deletes it.
423
424     bool  hv_exists(HV*, const char* key, U32 klen);
425     SV*   hv_delete(HV*, const char* key, U32 klen, I32 flags);
426
427 If C<flags> does not include the C<G_DISCARD> flag then C<hv_delete> will
428 create and return a mortal copy of the deleted value.
429
430 And more miscellaneous functions:
431
432     void   hv_clear(HV*);
433     void   hv_undef(HV*);
434
435 Like their AV counterparts, C<hv_clear> deletes all the entries in the hash
436 table but does not actually delete the hash table.  The C<hv_undef> deletes
437 both the entries and the hash table itself.
438
439 Perl keeps the actual data in a linked list of structures with a typedef of HE.
440 These contain the actual key and value pointers (plus extra administrative
441 overhead).  The key is a string pointer; the value is an C<SV*>.  However,
442 once you have an C<HE*>, to get the actual key and value, use the routines
443 specified below.
444
445     I32    hv_iterinit(HV*);
446             /* Prepares starting point to traverse hash table */
447     HE*    hv_iternext(HV*);
448             /* Get the next entry, and return a pointer to a
449                structure that has both the key and value */
450     char*  hv_iterkey(HE* entry, I32* retlen);
451             /* Get the key from an HE structure and also return
452                the length of the key string */
453     SV*    hv_iterval(HV*, HE* entry);
454             /* Return an SV pointer to the value of the HE
455                structure */
456     SV*    hv_iternextsv(HV*, char** key, I32* retlen);
457             /* This convenience routine combines hv_iternext,
458                hv_iterkey, and hv_iterval.  The key and retlen
459                arguments are return values for the key and its
460                length.  The value is returned in the SV* argument */
461
462 If you know the name of a hash variable, you can get a pointer to its HV
463 by using the following:
464
465     HV*  get_hv("package::varname", 0);
466
467 This returns NULL if the variable does not exist.
468
469 The hash algorithm is defined in the C<PERL_HASH> macro:
470
471     PERL_HASH(hash, key, klen)
472
473 The exact implementation of this macro varies by architecture and version
474 of perl, and the return value may change per invocation, so the value
475 is only valid for the duration of a single perl process.
476
477 See L<Understanding the Magic of Tied Hashes and Arrays> for more
478 information on how to use the hash access functions on tied hashes.
479
480 =head2 Hash API Extensions
481
482 Beginning with version 5.004, the following functions are also supported:
483
484     HE*     hv_fetch_ent  (HV* tb, SV* key, I32 lval, U32 hash);
485     HE*     hv_store_ent  (HV* tb, SV* key, SV* val, U32 hash);
486
487     bool    hv_exists_ent (HV* tb, SV* key, U32 hash);
488     SV*     hv_delete_ent (HV* tb, SV* key, I32 flags, U32 hash);
489
490     SV*     hv_iterkeysv  (HE* entry);
491
492 Note that these functions take C<SV*> keys, which simplifies writing
493 of extension code that deals with hash structures.  These functions
494 also allow passing of C<SV*> keys to C<tie> functions without forcing
495 you to stringify the keys (unlike the previous set of functions).
496
497 They also return and accept whole hash entries (C<HE*>), making their
498 use more efficient (since the hash number for a particular string
499 doesn't have to be recomputed every time).  See L<perlapi> for detailed
500 descriptions.
501
502 The following macros must always be used to access the contents of hash
503 entries.  Note that the arguments to these macros must be simple
504 variables, since they may get evaluated more than once.  See
505 L<perlapi> for detailed descriptions of these macros.
506
507     HePV(HE* he, STRLEN len)
508     HeVAL(HE* he)
509     HeHASH(HE* he)
510     HeSVKEY(HE* he)
511     HeSVKEY_force(HE* he)
512     HeSVKEY_set(HE* he, SV* sv)
513
514 These two lower level macros are defined, but must only be used when
515 dealing with keys that are not C<SV*>s:
516
517     HeKEY(HE* he)
518     HeKLEN(HE* he)
519
520 Note that both C<hv_store> and C<hv_store_ent> do not increment the
521 reference count of the stored C<val>, which is the caller's responsibility.
522 If these functions return a NULL value, the caller will usually have to
523 decrement the reference count of C<val> to avoid a memory leak.
524
525 =head2 AVs, HVs and undefined values
526
527 Sometimes you have to store undefined values in AVs or HVs.  Although
528 this may be a rare case, it can be tricky.  That's because you're
529 used to using C<&PL_sv_undef> if you need an undefined SV.
530
531 For example, intuition tells you that this XS code:
532
533     AV *av = newAV();
534     av_store( av, 0, &PL_sv_undef );
535
536 is equivalent to this Perl code:
537
538     my @av;
539     $av[0] = undef;
540
541 Unfortunately, this isn't true.  In perl 5.18 and earlier, AVs use C<&PL_sv_undef> as a marker
542 for indicating that an array element has not yet been initialized.
543 Thus, C<exists $av[0]> would be true for the above Perl code, but
544 false for the array generated by the XS code.  In perl 5.20, storing
545 &PL_sv_undef will create a read-only element, because the scalar
546 &PL_sv_undef itself is stored, not a copy.
547
548 Similar problems can occur when storing C<&PL_sv_undef> in HVs:
549
550     hv_store( hv, "key", 3, &PL_sv_undef, 0 );
551
552 This will indeed make the value C<undef>, but if you try to modify
553 the value of C<key>, you'll get the following error:
554
555     Modification of non-creatable hash value attempted
556
557 In perl 5.8.0, C<&PL_sv_undef> was also used to mark placeholders
558 in restricted hashes.  This caused such hash entries not to appear
559 when iterating over the hash or when checking for the keys
560 with the C<hv_exists> function.
561
562 You can run into similar problems when you store C<&PL_sv_yes> or
563 C<&PL_sv_no> into AVs or HVs.  Trying to modify such elements
564 will give you the following error:
565
566     Modification of a read-only value attempted
567
568 To make a long story short, you can use the special variables
569 C<&PL_sv_undef>, C<&PL_sv_yes> and C<&PL_sv_no> with AVs and
570 HVs, but you have to make sure you know what you're doing.
571
572 Generally, if you want to store an undefined value in an AV
573 or HV, you should not use C<&PL_sv_undef>, but rather create a
574 new undefined value using the C<newSV> function, for example:
575
576     av_store( av, 42, newSV(0) );
577     hv_store( hv, "foo", 3, newSV(0), 0 );
578
579 =head2 References
580
581 References are a special type of scalar that point to other data types
582 (including other references).
583
584 To create a reference, use either of the following functions:
585
586     SV* newRV_inc((SV*) thing);
587     SV* newRV_noinc((SV*) thing);
588
589 The C<thing> argument can be any of an C<SV*>, C<AV*>, or C<HV*>.  The
590 functions are identical except that C<newRV_inc> increments the reference
591 count of the C<thing>, while C<newRV_noinc> does not.  For historical
592 reasons, C<newRV> is a synonym for C<newRV_inc>.
593
594 Once you have a reference, you can use the following macro to dereference
595 the reference:
596
597     SvRV(SV*)
598
599 then call the appropriate routines, casting the returned C<SV*> to either an
600 C<AV*> or C<HV*>, if required.
601
602 To determine if an SV is a reference, you can use the following macro:
603
604     SvROK(SV*)
605
606 To discover what type of value the reference refers to, use the following
607 macro and then check the return value.
608
609     SvTYPE(SvRV(SV*))
610
611 The most useful types that will be returned are:
612
613     < SVt_PVAV  Scalar
614     SVt_PVAV    Array
615     SVt_PVHV    Hash
616     SVt_PVCV    Code
617     SVt_PVGV    Glob (possibly a file handle)
618
619 See L<perlapi/svtype> for more details.
620
621 =head2 Blessed References and Class Objects
622
623 References are also used to support object-oriented programming.  In perl's
624 OO lexicon, an object is simply a reference that has been blessed into a
625 package (or class).  Once blessed, the programmer may now use the reference
626 to access the various methods in the class.
627
628 A reference can be blessed into a package with the following function:
629
630     SV* sv_bless(SV* sv, HV* stash);
631
632 The C<sv> argument must be a reference value.  The C<stash> argument
633 specifies which class the reference will belong to.  See
634 L<Stashes and Globs> for information on converting class names into stashes.
635
636 /* Still under construction */
637
638 The following function upgrades rv to reference if not already one.
639 Creates a new SV for rv to point to.  If C<classname> is non-null, the SV
640 is blessed into the specified class.  SV is returned.
641
642         SV* newSVrv(SV* rv, const char* classname);
643
644 The following three functions copy integer, unsigned integer or double
645 into an SV whose reference is C<rv>.  SV is blessed if C<classname> is
646 non-null.
647
648         SV* sv_setref_iv(SV* rv, const char* classname, IV iv);
649         SV* sv_setref_uv(SV* rv, const char* classname, UV uv);
650         SV* sv_setref_nv(SV* rv, const char* classname, NV iv);
651
652 The following function copies the pointer value (I<the address, not the
653 string!>) into an SV whose reference is rv.  SV is blessed if C<classname>
654 is non-null.
655
656         SV* sv_setref_pv(SV* rv, const char* classname, void* pv);
657
658 The following function copies a string into an SV whose reference is C<rv>.
659 Set length to 0 to let Perl calculate the string length.  SV is blessed if
660 C<classname> is non-null.
661
662     SV* sv_setref_pvn(SV* rv, const char* classname, char* pv,
663                                                          STRLEN length);
664
665 The following function tests whether the SV is blessed into the specified
666 class.  It does not check inheritance relationships.
667
668         int  sv_isa(SV* sv, const char* name);
669
670 The following function tests whether the SV is a reference to a blessed object.
671
672         int  sv_isobject(SV* sv);
673
674 The following function tests whether the SV is derived from the specified
675 class.  SV can be either a reference to a blessed object or a string
676 containing a class name.  This is the function implementing the
677 C<UNIVERSAL::isa> functionality.
678
679         bool sv_derived_from(SV* sv, const char* name);
680
681 To check if you've got an object derived from a specific class you have
682 to write:
683
684         if (sv_isobject(sv) && sv_derived_from(sv, class)) { ... }
685
686 =head2 Creating New Variables
687
688 To create a new Perl variable with an undef value which can be accessed from
689 your Perl script, use the following routines, depending on the variable type.
690
691     SV*  get_sv("package::varname", GV_ADD);
692     AV*  get_av("package::varname", GV_ADD);
693     HV*  get_hv("package::varname", GV_ADD);
694
695 Notice the use of GV_ADD as the second parameter.  The new variable can now
696 be set, using the routines appropriate to the data type.
697
698 There are additional macros whose values may be bitwise OR'ed with the
699 C<GV_ADD> argument to enable certain extra features.  Those bits are:
700
701 =over
702
703 =item GV_ADDMULTI
704
705 Marks the variable as multiply defined, thus preventing the:
706
707   Name <varname> used only once: possible typo
708
709 warning.
710
711 =item GV_ADDWARN
712
713 Issues the warning:
714
715   Had to create <varname> unexpectedly
716
717 if the variable did not exist before the function was called.
718
719 =back
720
721 If you do not specify a package name, the variable is created in the current
722 package.
723
724 =head2 Reference Counts and Mortality
725
726 Perl uses a reference count-driven garbage collection mechanism.  SVs,
727 AVs, or HVs (xV for short in the following) start their life with a
728 reference count of 1.  If the reference count of an xV ever drops to 0,
729 then it will be destroyed and its memory made available for reuse.
730
731 This normally doesn't happen at the Perl level unless a variable is
732 undef'ed or the last variable holding a reference to it is changed or
733 overwritten.  At the internal level, however, reference counts can be
734 manipulated with the following macros:
735
736     int SvREFCNT(SV* sv);
737     SV* SvREFCNT_inc(SV* sv);
738     void SvREFCNT_dec(SV* sv);
739
740 However, there is one other function which manipulates the reference
741 count of its argument.  The C<newRV_inc> function, you will recall,
742 creates a reference to the specified argument.  As a side effect,
743 it increments the argument's reference count.  If this is not what
744 you want, use C<newRV_noinc> instead.
745
746 For example, imagine you want to return a reference from an XSUB function.
747 Inside the XSUB routine, you create an SV which initially has a reference
748 count of one.  Then you call C<newRV_inc>, passing it the just-created SV.
749 This returns the reference as a new SV, but the reference count of the
750 SV you passed to C<newRV_inc> has been incremented to two.  Now you
751 return the reference from the XSUB routine and forget about the SV.
752 But Perl hasn't!  Whenever the returned reference is destroyed, the
753 reference count of the original SV is decreased to one and nothing happens.
754 The SV will hang around without any way to access it until Perl itself
755 terminates.  This is a memory leak.
756
757 The correct procedure, then, is to use C<newRV_noinc> instead of
758 C<newRV_inc>.  Then, if and when the last reference is destroyed,
759 the reference count of the SV will go to zero and it will be destroyed,
760 stopping any memory leak.
761
762 There are some convenience functions available that can help with the
763 destruction of xVs.  These functions introduce the concept of "mortality".
764 An xV that is mortal has had its reference count marked to be decremented,
765 but not actually decremented, until "a short time later".  Generally the
766 term "short time later" means a single Perl statement, such as a call to
767 an XSUB function.  The actual determinant for when mortal xVs have their
768 reference count decremented depends on two macros, SAVETMPS and FREETMPS.
769 See L<perlcall> and L<perlxs> for more details on these macros.
770
771 "Mortalization" then is at its simplest a deferred C<SvREFCNT_dec>.
772 However, if you mortalize a variable twice, the reference count will
773 later be decremented twice.
774
775 "Mortal" SVs are mainly used for SVs that are placed on perl's stack.
776 For example an SV which is created just to pass a number to a called sub
777 is made mortal to have it cleaned up automatically when it's popped off
778 the stack.  Similarly, results returned by XSUBs (which are pushed on the
779 stack) are often made mortal.
780
781 To create a mortal variable, use the functions:
782
783     SV*  sv_newmortal()
784     SV*  sv_2mortal(SV*)
785     SV*  sv_mortalcopy(SV*)
786
787 The first call creates a mortal SV (with no value), the second converts an existing
788 SV to a mortal SV (and thus defers a call to C<SvREFCNT_dec>), and the
789 third creates a mortal copy of an existing SV.
790 Because C<sv_newmortal> gives the new SV no value, it must normally be given one
791 via C<sv_setpv>, C<sv_setiv>, etc. :
792
793     SV *tmp = sv_newmortal();
794     sv_setiv(tmp, an_integer);
795
796 As that is multiple C statements it is quite common so see this idiom instead:
797
798     SV *tmp = sv_2mortal(newSViv(an_integer));
799
800
801 You should be careful about creating mortal variables.  Strange things
802 can happen if you make the same value mortal within multiple contexts,
803 or if you make a variable mortal multiple
804 times.  Thinking of "Mortalization"
805 as deferred C<SvREFCNT_dec> should help to minimize such problems.
806 For example if you are passing an SV which you I<know> has a high enough REFCNT
807 to survive its use on the stack you need not do any mortalization.
808 If you are not sure then doing an C<SvREFCNT_inc> and C<sv_2mortal>, or
809 making a C<sv_mortalcopy> is safer.
810
811 The mortal routines are not just for SVs; AVs and HVs can be
812 made mortal by passing their address (type-casted to C<SV*>) to the
813 C<sv_2mortal> or C<sv_mortalcopy> routines.
814
815 =head2 Stashes and Globs
816
817 A B<stash> is a hash that contains all variables that are defined
818 within a package.  Each key of the stash is a symbol
819 name (shared by all the different types of objects that have the same
820 name), and each value in the hash table is a GV (Glob Value).  This GV
821 in turn contains references to the various objects of that name,
822 including (but not limited to) the following:
823
824     Scalar Value
825     Array Value
826     Hash Value
827     I/O Handle
828     Format
829     Subroutine
830
831 There is a single stash called C<PL_defstash> that holds the items that exist
832 in the C<main> package.  To get at the items in other packages, append the
833 string "::" to the package name.  The items in the C<Foo> package are in
834 the stash C<Foo::> in PL_defstash.  The items in the C<Bar::Baz> package are
835 in the stash C<Baz::> in C<Bar::>'s stash.
836
837 To get the stash pointer for a particular package, use the function:
838
839     HV*  gv_stashpv(const char* name, I32 flags)
840     HV*  gv_stashsv(SV*, I32 flags)
841
842 The first function takes a literal string, the second uses the string stored
843 in the SV.  Remember that a stash is just a hash table, so you get back an
844 C<HV*>.  The C<flags> flag will create a new package if it is set to GV_ADD.
845
846 The name that C<gv_stash*v> wants is the name of the package whose symbol table
847 you want.  The default package is called C<main>.  If you have multiply nested
848 packages, pass their names to C<gv_stash*v>, separated by C<::> as in the Perl
849 language itself.
850
851 Alternately, if you have an SV that is a blessed reference, you can find
852 out the stash pointer by using:
853
854     HV*  SvSTASH(SvRV(SV*));
855
856 then use the following to get the package name itself:
857
858     char*  HvNAME(HV* stash);
859
860 If you need to bless or re-bless an object you can use the following
861 function:
862
863     SV*  sv_bless(SV*, HV* stash)
864
865 where the first argument, an C<SV*>, must be a reference, and the second
866 argument is a stash.  The returned C<SV*> can now be used in the same way
867 as any other SV.
868
869 For more information on references and blessings, consult L<perlref>.
870
871 =head2 Double-Typed SVs
872
873 Scalar variables normally contain only one type of value, an integer,
874 double, pointer, or reference.  Perl will automatically convert the
875 actual scalar data from the stored type into the requested type.
876
877 Some scalar variables contain more than one type of scalar data.  For
878 example, the variable C<$!> contains either the numeric value of C<errno>
879 or its string equivalent from either C<strerror> or C<sys_errlist[]>.
880
881 To force multiple data values into an SV, you must do two things: use the
882 C<sv_set*v> routines to add the additional scalar type, then set a flag
883 so that Perl will believe it contains more than one type of data.  The
884 four macros to set the flags are:
885
886         SvIOK_on
887         SvNOK_on
888         SvPOK_on
889         SvROK_on
890
891 The particular macro you must use depends on which C<sv_set*v> routine
892 you called first.  This is because every C<sv_set*v> routine turns on
893 only the bit for the particular type of data being set, and turns off
894 all the rest.
895
896 For example, to create a new Perl variable called "dberror" that contains
897 both the numeric and descriptive string error values, you could use the
898 following code:
899
900     extern int  dberror;
901     extern char *dberror_list;
902
903     SV* sv = get_sv("dberror", GV_ADD);
904     sv_setiv(sv, (IV) dberror);
905     sv_setpv(sv, dberror_list[dberror]);
906     SvIOK_on(sv);
907
908 If the order of C<sv_setiv> and C<sv_setpv> had been reversed, then the
909 macro C<SvPOK_on> would need to be called instead of C<SvIOK_on>.
910
911 =head2 Read-Only Values
912
913 In Perl 5.16 and earlier, copy-on-write (see the next section) shared a
914 flag bit with read-only scalars.  So the only way to test whether
915 C<sv_setsv>, etc., will raise a "Modification of a read-only value" error
916 in those versions is:
917
918     SvREADONLY(sv) && !SvIsCOW(sv)
919
920 Under Perl 5.18 and later, SvREADONLY only applies to read-only variables,
921 and, under 5.20, copy-on-write scalars can also be read-only, so the above
922 check is incorrect.  You just want:
923
924     SvREADONLY(sv)
925
926 If you need to do this check often, define your own macro like this:
927
928     #if PERL_VERSION >= 18
929     # define SvTRULYREADONLY(sv) SvREADONLY(sv)
930     #else
931     # define SvTRULYREADONLY(sv) (SvREADONLY(sv) && !SvIsCOW(sv))
932     #endif
933
934 =head2 Copy on Write
935
936 Perl implements a copy-on-write (COW) mechanism for scalars, in which
937 string copies are not immediately made when requested, but are deferred
938 until made necessary by one or the other scalar changing.  This is mostly
939 transparent, but one must take care not to modify string buffers that are
940 shared by multiple SVs.
941
942 You can test whether an SV is using copy-on-write with C<SvIsCOW(sv)>.
943
944 You can force an SV to make its own copy of its string buffer by calling C<sv_force_normal(sv)> or SvPV_force_nolen(sv).
945
946 If you want to make the SV drop its string buffer, use
947 C<sv_force_normal_flags(sv, SV_COW_DROP_PV)> or simply
948 C<sv_setsv(sv, NULL)>.
949
950 All of these functions will croak on read-only scalars (see the previous
951 section for more on those).
952
953 To test that your code is behaving correctly and not modifying COW buffers,
954 on systems that support L<mmap(2)> (i.e., Unix) you can configure perl with
955 C<-Accflags=-DPERL_DEBUG_READONLY_COW> and it will turn buffer violations
956 into crashes.  You will find it to be marvellously slow, so you may want to
957 skip perl's own tests.
958
959 =head2 Magic Variables
960
961 [This section still under construction.  Ignore everything here.  Post no
962 bills.  Everything not permitted is forbidden.]
963
964 Any SV may be magical, that is, it has special features that a normal
965 SV does not have.  These features are stored in the SV structure in a
966 linked list of C<struct magic>'s, typedef'ed to C<MAGIC>.
967
968     struct magic {
969         MAGIC*      mg_moremagic;
970         MGVTBL*     mg_virtual;
971         U16         mg_private;
972         char        mg_type;
973         U8          mg_flags;
974         I32         mg_len;
975         SV*         mg_obj;
976         char*       mg_ptr;
977     };
978
979 Note this is current as of patchlevel 0, and could change at any time.
980
981 =head2 Assigning Magic
982
983 Perl adds magic to an SV using the sv_magic function:
984
985   void sv_magic(SV* sv, SV* obj, int how, const char* name, I32 namlen);
986
987 The C<sv> argument is a pointer to the SV that is to acquire a new magical
988 feature.
989
990 If C<sv> is not already magical, Perl uses the C<SvUPGRADE> macro to
991 convert C<sv> to type C<SVt_PVMG>.
992 Perl then continues by adding new magic
993 to the beginning of the linked list of magical features.  Any prior entry
994 of the same type of magic is deleted.  Note that this can be overridden,
995 and multiple instances of the same type of magic can be associated with an
996 SV.
997
998 The C<name> and C<namlen> arguments are used to associate a string with
999 the magic, typically the name of a variable.  C<namlen> is stored in the
1000 C<mg_len> field and if C<name> is non-null then either a C<savepvn> copy of
1001 C<name> or C<name> itself is stored in the C<mg_ptr> field, depending on
1002 whether C<namlen> is greater than zero or equal to zero respectively.  As a
1003 special case, if C<(name && namlen == HEf_SVKEY)> then C<name> is assumed
1004 to contain an C<SV*> and is stored as-is with its REFCNT incremented.
1005
1006 The sv_magic function uses C<how> to determine which, if any, predefined
1007 "Magic Virtual Table" should be assigned to the C<mg_virtual> field.
1008 See the L<Magic Virtual Tables> section below.  The C<how> argument is also
1009 stored in the C<mg_type> field.  The value of
1010 C<how> should be chosen from the set of macros
1011 C<PERL_MAGIC_foo> found in F<perl.h>.  Note that before
1012 these macros were added, Perl internals used to directly use character
1013 literals, so you may occasionally come across old code or documentation
1014 referring to 'U' magic rather than C<PERL_MAGIC_uvar> for example.
1015
1016 The C<obj> argument is stored in the C<mg_obj> field of the C<MAGIC>
1017 structure.  If it is not the same as the C<sv> argument, the reference
1018 count of the C<obj> object is incremented.  If it is the same, or if
1019 the C<how> argument is C<PERL_MAGIC_arylen>, or if it is a NULL pointer,
1020 then C<obj> is merely stored, without the reference count being incremented.
1021
1022 See also C<sv_magicext> in L<perlapi> for a more flexible way to add magic
1023 to an SV.
1024
1025 There is also a function to add magic to an C<HV>:
1026
1027     void hv_magic(HV *hv, GV *gv, int how);
1028
1029 This simply calls C<sv_magic> and coerces the C<gv> argument into an C<SV>.
1030
1031 To remove the magic from an SV, call the function sv_unmagic:
1032
1033     int sv_unmagic(SV *sv, int type);
1034
1035 The C<type> argument should be equal to the C<how> value when the C<SV>
1036 was initially made magical.
1037
1038 However, note that C<sv_unmagic> removes all magic of a certain C<type> from the
1039 C<SV>.  If you want to remove only certain
1040 magic of a C<type> based on the magic
1041 virtual table, use C<sv_unmagicext> instead:
1042
1043     int sv_unmagicext(SV *sv, int type, MGVTBL *vtbl);
1044
1045 =head2 Magic Virtual Tables
1046
1047 The C<mg_virtual> field in the C<MAGIC> structure is a pointer to an
1048 C<MGVTBL>, which is a structure of function pointers and stands for
1049 "Magic Virtual Table" to handle the various operations that might be
1050 applied to that variable.
1051
1052 The C<MGVTBL> has five (or sometimes eight) pointers to the following
1053 routine types:
1054
1055     int  (*svt_get)(SV* sv, MAGIC* mg);
1056     int  (*svt_set)(SV* sv, MAGIC* mg);
1057     U32  (*svt_len)(SV* sv, MAGIC* mg);
1058     int  (*svt_clear)(SV* sv, MAGIC* mg);
1059     int  (*svt_free)(SV* sv, MAGIC* mg);
1060
1061     int  (*svt_copy)(SV *sv, MAGIC* mg, SV *nsv,
1062                                           const char *name, I32 namlen);
1063     int  (*svt_dup)(MAGIC *mg, CLONE_PARAMS *param);
1064     int  (*svt_local)(SV *nsv, MAGIC *mg);
1065
1066
1067 This MGVTBL structure is set at compile-time in F<perl.h> and there are
1068 currently 32 types.  These different structures contain pointers to various
1069 routines that perform additional actions depending on which function is
1070 being called.
1071
1072    Function pointer    Action taken
1073    ----------------    ------------
1074    svt_get             Do something before the value of the SV is
1075                        retrieved.
1076    svt_set             Do something after the SV is assigned a value.
1077    svt_len             Report on the SV's length.
1078    svt_clear           Clear something the SV represents.
1079    svt_free            Free any extra storage associated with the SV.
1080
1081    svt_copy            copy tied variable magic to a tied element
1082    svt_dup             duplicate a magic structure during thread cloning
1083    svt_local           copy magic to local value during 'local'
1084
1085 For instance, the MGVTBL structure called C<vtbl_sv> (which corresponds
1086 to an C<mg_type> of C<PERL_MAGIC_sv>) contains:
1087
1088     { magic_get, magic_set, magic_len, 0, 0 }
1089
1090 Thus, when an SV is determined to be magical and of type C<PERL_MAGIC_sv>,
1091 if a get operation is being performed, the routine C<magic_get> is
1092 called.  All the various routines for the various magical types begin
1093 with C<magic_>.  NOTE: the magic routines are not considered part of
1094 the Perl API, and may not be exported by the Perl library.
1095
1096 The last three slots are a recent addition, and for source code
1097 compatibility they are only checked for if one of the three flags
1098 MGf_COPY, MGf_DUP or MGf_LOCAL is set in mg_flags.
1099 This means that most code can continue declaring
1100 a vtable as a 5-element value.  These three are
1101 currently used exclusively by the threading code, and are highly subject
1102 to change.
1103
1104 The current kinds of Magic Virtual Tables are:
1105
1106 =for comment
1107 This table is generated by regen/mg_vtable.pl.  Any changes made here
1108 will be lost.
1109
1110 =for mg_vtable.pl begin
1111
1112  mg_type
1113  (old-style char and macro)   MGVTBL         Type of magic
1114  --------------------------   ------         -------------
1115  \0 PERL_MAGIC_sv             vtbl_sv        Special scalar variable
1116  #  PERL_MAGIC_arylen         vtbl_arylen    Array length ($#ary)
1117  %  PERL_MAGIC_rhash          (none)         extra data for restricted
1118                                              hashes
1119  &  PERL_MAGIC_proto          (none)         my sub prototype CV
1120  .  PERL_MAGIC_pos            vtbl_pos       pos() lvalue
1121  :  PERL_MAGIC_symtab         (none)         extra data for symbol
1122                                              tables
1123  <  PERL_MAGIC_backref        vtbl_backref   for weak ref data
1124  @  PERL_MAGIC_arylen_p       (none)         to move arylen out of XPVAV
1125  B  PERL_MAGIC_bm             vtbl_regexp    Boyer-Moore 
1126                                              (fast string search)
1127  c  PERL_MAGIC_overload_table vtbl_ovrld     Holds overload table 
1128                                              (AMT) on stash
1129  D  PERL_MAGIC_regdata        vtbl_regdata   Regex match position data 
1130                                              (@+ and @- vars)
1131  d  PERL_MAGIC_regdatum       vtbl_regdatum  Regex match position data
1132                                              element
1133  E  PERL_MAGIC_env            vtbl_env       %ENV hash
1134  e  PERL_MAGIC_envelem        vtbl_envelem   %ENV hash element
1135  f  PERL_MAGIC_fm             vtbl_regexp    Formline 
1136                                              ('compiled' format)
1137  g  PERL_MAGIC_regex_global   vtbl_mglob     m//g target
1138  H  PERL_MAGIC_hints          vtbl_hints     %^H hash
1139  h  PERL_MAGIC_hintselem      vtbl_hintselem %^H hash element
1140  I  PERL_MAGIC_isa            vtbl_isa       @ISA array
1141  i  PERL_MAGIC_isaelem        vtbl_isaelem   @ISA array element
1142  k  PERL_MAGIC_nkeys          vtbl_nkeys     scalar(keys()) lvalue
1143  L  PERL_MAGIC_dbfile         (none)         Debugger %_<filename
1144  l  PERL_MAGIC_dbline         vtbl_dbline    Debugger %_<filename
1145                                              element
1146  N  PERL_MAGIC_shared         (none)         Shared between threads
1147  n  PERL_MAGIC_shared_scalar  (none)         Shared between threads
1148  o  PERL_MAGIC_collxfrm       vtbl_collxfrm  Locale transformation
1149  P  PERL_MAGIC_tied           vtbl_pack      Tied array or hash
1150  p  PERL_MAGIC_tiedelem       vtbl_packelem  Tied array or hash element
1151  q  PERL_MAGIC_tiedscalar     vtbl_packelem  Tied scalar or handle
1152  r  PERL_MAGIC_qr             vtbl_regexp    precompiled qr// regex
1153  S  PERL_MAGIC_sig            (none)         %SIG hash
1154  s  PERL_MAGIC_sigelem        vtbl_sigelem   %SIG hash element
1155  t  PERL_MAGIC_taint          vtbl_taint     Taintedness
1156  U  PERL_MAGIC_uvar           vtbl_uvar      Available for use by
1157                                              extensions
1158  u  PERL_MAGIC_uvar_elem      (none)         Reserved for use by
1159                                              extensions
1160  V  PERL_MAGIC_vstring        (none)         SV was vstring literal
1161  v  PERL_MAGIC_vec            vtbl_vec       vec() lvalue
1162  w  PERL_MAGIC_utf8           vtbl_utf8      Cached UTF-8 information
1163  x  PERL_MAGIC_substr         vtbl_substr    substr() lvalue
1164  y  PERL_MAGIC_defelem        vtbl_defelem   Shadow "foreach" iterator
1165                                              variable / smart parameter
1166                                              vivification
1167  ]  PERL_MAGIC_checkcall      vtbl_checkcall inlining/mutation of call
1168                                              to this CV
1169  ~  PERL_MAGIC_ext            (none)         Available for use by
1170                                              extensions
1171
1172 =for mg_vtable.pl end
1173
1174 When an uppercase and lowercase letter both exist in the table, then the
1175 uppercase letter is typically used to represent some kind of composite type
1176 (a list or a hash), and the lowercase letter is used to represent an element
1177 of that composite type.  Some internals code makes use of this case
1178 relationship.  However, 'v' and 'V' (vec and v-string) are in no way related.
1179
1180 The C<PERL_MAGIC_ext> and C<PERL_MAGIC_uvar> magic types are defined
1181 specifically for use by extensions and will not be used by perl itself.
1182 Extensions can use C<PERL_MAGIC_ext> magic to 'attach' private information
1183 to variables (typically objects).  This is especially useful because
1184 there is no way for normal perl code to corrupt this private information
1185 (unlike using extra elements of a hash object).
1186
1187 Similarly, C<PERL_MAGIC_uvar> magic can be used much like tie() to call a
1188 C function any time a scalar's value is used or changed.  The C<MAGIC>'s
1189 C<mg_ptr> field points to a C<ufuncs> structure:
1190
1191     struct ufuncs {
1192         I32 (*uf_val)(pTHX_ IV, SV*);
1193         I32 (*uf_set)(pTHX_ IV, SV*);
1194         IV uf_index;
1195     };
1196
1197 When the SV is read from or written to, the C<uf_val> or C<uf_set>
1198 function will be called with C<uf_index> as the first arg and a pointer to
1199 the SV as the second.  A simple example of how to add C<PERL_MAGIC_uvar>
1200 magic is shown below.  Note that the ufuncs structure is copied by
1201 sv_magic, so you can safely allocate it on the stack.
1202
1203     void
1204     Umagic(sv)
1205         SV *sv;
1206     PREINIT:
1207         struct ufuncs uf;
1208     CODE:
1209         uf.uf_val   = &my_get_fn;
1210         uf.uf_set   = &my_set_fn;
1211         uf.uf_index = 0;
1212         sv_magic(sv, 0, PERL_MAGIC_uvar, (char*)&uf, sizeof(uf));
1213
1214 Attaching C<PERL_MAGIC_uvar> to arrays is permissible but has no effect.
1215
1216 For hashes there is a specialized hook that gives control over hash
1217 keys (but not values).  This hook calls C<PERL_MAGIC_uvar> 'get' magic
1218 if the "set" function in the C<ufuncs> structure is NULL.  The hook
1219 is activated whenever the hash is accessed with a key specified as
1220 an C<SV> through the functions C<hv_store_ent>, C<hv_fetch_ent>,
1221 C<hv_delete_ent>, and C<hv_exists_ent>.  Accessing the key as a string
1222 through the functions without the C<..._ent> suffix circumvents the
1223 hook.  See L<Hash::Util::FieldHash/GUTS> for a detailed description.
1224
1225 Note that because multiple extensions may be using C<PERL_MAGIC_ext>
1226 or C<PERL_MAGIC_uvar> magic, it is important for extensions to take
1227 extra care to avoid conflict.  Typically only using the magic on
1228 objects blessed into the same class as the extension is sufficient.
1229 For C<PERL_MAGIC_ext> magic, it is usually a good idea to define an
1230 C<MGVTBL>, even if all its fields will be C<0>, so that individual
1231 C<MAGIC> pointers can be identified as a particular kind of magic
1232 using their magic virtual table.  C<mg_findext> provides an easy way
1233 to do that:
1234
1235     STATIC MGVTBL my_vtbl = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
1236
1237     MAGIC *mg;
1238     if ((mg = mg_findext(sv, PERL_MAGIC_ext, &my_vtbl))) {
1239         /* this is really ours, not another module's PERL_MAGIC_ext */
1240         my_priv_data_t *priv = (my_priv_data_t *)mg->mg_ptr;
1241         ...
1242     }
1243
1244 Also note that the C<sv_set*()> and C<sv_cat*()> functions described
1245 earlier do B<not> invoke 'set' magic on their targets.  This must
1246 be done by the user either by calling the C<SvSETMAGIC()> macro after
1247 calling these functions, or by using one of the C<sv_set*_mg()> or
1248 C<sv_cat*_mg()> functions.  Similarly, generic C code must call the
1249 C<SvGETMAGIC()> macro to invoke any 'get' magic if they use an SV
1250 obtained from external sources in functions that don't handle magic.
1251 See L<perlapi> for a description of these functions.
1252 For example, calls to the C<sv_cat*()> functions typically need to be
1253 followed by C<SvSETMAGIC()>, but they don't need a prior C<SvGETMAGIC()>
1254 since their implementation handles 'get' magic.
1255
1256 =head2 Finding Magic
1257
1258     MAGIC *mg_find(SV *sv, int type); /* Finds the magic pointer of that
1259                                        * type */
1260
1261 This routine returns a pointer to a C<MAGIC> structure stored in the SV.
1262 If the SV does not have that magical
1263 feature, C<NULL> is returned.  If the
1264 SV has multiple instances of that magical feature, the first one will be
1265 returned.  C<mg_findext> can be used
1266 to find a C<MAGIC> structure of an SV
1267 based on both its magic type and its magic virtual table:
1268
1269     MAGIC *mg_findext(SV *sv, int type, MGVTBL *vtbl);
1270
1271 Also, if the SV passed to C<mg_find> or C<mg_findext> is not of type
1272 SVt_PVMG, Perl may core dump.
1273
1274     int mg_copy(SV* sv, SV* nsv, const char* key, STRLEN klen);
1275
1276 This routine checks to see what types of magic C<sv> has.  If the mg_type
1277 field is an uppercase letter, then the mg_obj is copied to C<nsv>, but
1278 the mg_type field is changed to be the lowercase letter.
1279
1280 =head2 Understanding the Magic of Tied Hashes and Arrays
1281
1282 Tied hashes and arrays are magical beasts of the C<PERL_MAGIC_tied>
1283 magic type.
1284
1285 WARNING: As of the 5.004 release, proper usage of the array and hash
1286 access functions requires understanding a few caveats.  Some
1287 of these caveats are actually considered bugs in the API, to be fixed
1288 in later releases, and are bracketed with [MAYCHANGE] below.  If
1289 you find yourself actually applying such information in this section, be
1290 aware that the behavior may change in the future, umm, without warning.
1291
1292 The perl tie function associates a variable with an object that implements
1293 the various GET, SET, etc methods.  To perform the equivalent of the perl
1294 tie function from an XSUB, you must mimic this behaviour.  The code below
1295 carries out the necessary steps - firstly it creates a new hash, and then
1296 creates a second hash which it blesses into the class which will implement
1297 the tie methods.  Lastly it ties the two hashes together, and returns a
1298 reference to the new tied hash.  Note that the code below does NOT call the
1299 TIEHASH method in the MyTie class -
1300 see L<Calling Perl Routines from within C Programs> for details on how
1301 to do this.
1302
1303     SV*
1304     mytie()
1305     PREINIT:
1306         HV *hash;
1307         HV *stash;
1308         SV *tie;
1309     CODE:
1310         hash = newHV();
1311         tie = newRV_noinc((SV*)newHV());
1312         stash = gv_stashpv("MyTie", GV_ADD);
1313         sv_bless(tie, stash);
1314         hv_magic(hash, (GV*)tie, PERL_MAGIC_tied);
1315         RETVAL = newRV_noinc(hash);
1316     OUTPUT:
1317         RETVAL
1318
1319 The C<av_store> function, when given a tied array argument, merely
1320 copies the magic of the array onto the value to be "stored", using
1321 C<mg_copy>.  It may also return NULL, indicating that the value did not
1322 actually need to be stored in the array.  [MAYCHANGE] After a call to
1323 C<av_store> on a tied array, the caller will usually need to call
1324 C<mg_set(val)> to actually invoke the perl level "STORE" method on the
1325 TIEARRAY object.  If C<av_store> did return NULL, a call to
1326 C<SvREFCNT_dec(val)> will also be usually necessary to avoid a memory
1327 leak. [/MAYCHANGE]
1328
1329 The previous paragraph is applicable verbatim to tied hash access using the
1330 C<hv_store> and C<hv_store_ent> functions as well.
1331
1332 C<av_fetch> and the corresponding hash functions C<hv_fetch> and
1333 C<hv_fetch_ent> actually return an undefined mortal value whose magic
1334 has been initialized using C<mg_copy>.  Note the value so returned does not
1335 need to be deallocated, as it is already mortal.  [MAYCHANGE] But you will
1336 need to call C<mg_get()> on the returned value in order to actually invoke
1337 the perl level "FETCH" method on the underlying TIE object.  Similarly,
1338 you may also call C<mg_set()> on the return value after possibly assigning
1339 a suitable value to it using C<sv_setsv>,  which will invoke the "STORE"
1340 method on the TIE object. [/MAYCHANGE]
1341
1342 [MAYCHANGE]
1343 In other words, the array or hash fetch/store functions don't really
1344 fetch and store actual values in the case of tied arrays and hashes.  They
1345 merely call C<mg_copy> to attach magic to the values that were meant to be
1346 "stored" or "fetched".  Later calls to C<mg_get> and C<mg_set> actually
1347 do the job of invoking the TIE methods on the underlying objects.  Thus
1348 the magic mechanism currently implements a kind of lazy access to arrays
1349 and hashes.
1350
1351 Currently (as of perl version 5.004), use of the hash and array access
1352 functions requires the user to be aware of whether they are operating on
1353 "normal" hashes and arrays, or on their tied variants.  The API may be
1354 changed to provide more transparent access to both tied and normal data
1355 types in future versions.
1356 [/MAYCHANGE]
1357
1358 You would do well to understand that the TIEARRAY and TIEHASH interfaces
1359 are mere sugar to invoke some perl method calls while using the uniform hash
1360 and array syntax.  The use of this sugar imposes some overhead (typically
1361 about two to four extra opcodes per FETCH/STORE operation, in addition to
1362 the creation of all the mortal variables required to invoke the methods).
1363 This overhead will be comparatively small if the TIE methods are themselves
1364 substantial, but if they are only a few statements long, the overhead
1365 will not be insignificant.
1366
1367 =head2 Localizing changes
1368
1369 Perl has a very handy construction
1370
1371   {
1372     local $var = 2;
1373     ...
1374   }
1375
1376 This construction is I<approximately> equivalent to
1377
1378   {
1379     my $oldvar = $var;
1380     $var = 2;
1381     ...
1382     $var = $oldvar;
1383   }
1384
1385 The biggest difference is that the first construction would
1386 reinstate the initial value of $var, irrespective of how control exits
1387 the block: C<goto>, C<return>, C<die>/C<eval>, etc.  It is a little bit
1388 more efficient as well.
1389
1390 There is a way to achieve a similar task from C via Perl API: create a
1391 I<pseudo-block>, and arrange for some changes to be automatically
1392 undone at the end of it, either explicit, or via a non-local exit (via
1393 die()).  A I<block>-like construct is created by a pair of
1394 C<ENTER>/C<LEAVE> macros (see L<perlcall/"Returning a Scalar">).
1395 Such a construct may be created specially for some important localized
1396 task, or an existing one (like boundaries of enclosing Perl
1397 subroutine/block, or an existing pair for freeing TMPs) may be
1398 used.  (In the second case the overhead of additional localization must
1399 be almost negligible.)  Note that any XSUB is automatically enclosed in
1400 an C<ENTER>/C<LEAVE> pair.
1401
1402 Inside such a I<pseudo-block> the following service is available:
1403
1404 =over 4
1405
1406 =item C<SAVEINT(int i)>
1407
1408 =item C<SAVEIV(IV i)>
1409
1410 =item C<SAVEI32(I32 i)>
1411
1412 =item C<SAVELONG(long i)>
1413
1414 These macros arrange things to restore the value of integer variable
1415 C<i> at the end of enclosing I<pseudo-block>.
1416
1417 =item C<SAVESPTR(s)>
1418
1419 =item C<SAVEPPTR(p)>
1420
1421 These macros arrange things to restore the value of pointers C<s> and
1422 C<p>.  C<s> must be a pointer of a type which survives conversion to
1423 C<SV*> and back, C<p> should be able to survive conversion to C<char*>
1424 and back.
1425
1426 =item C<SAVEFREESV(SV *sv)>
1427
1428 The refcount of C<sv> would be decremented at the end of
1429 I<pseudo-block>.  This is similar to C<sv_2mortal> in that it is also a
1430 mechanism for doing a delayed C<SvREFCNT_dec>.  However, while C<sv_2mortal>
1431 extends the lifetime of C<sv> until the beginning of the next statement,
1432 C<SAVEFREESV> extends it until the end of the enclosing scope.  These
1433 lifetimes can be wildly different.
1434
1435 Also compare C<SAVEMORTALIZESV>.
1436
1437 =item C<SAVEMORTALIZESV(SV *sv)>
1438
1439 Just like C<SAVEFREESV>, but mortalizes C<sv> at the end of the current
1440 scope instead of decrementing its reference count.  This usually has the
1441 effect of keeping C<sv> alive until the statement that called the currently
1442 live scope has finished executing.
1443
1444 =item C<SAVEFREEOP(OP *op)>
1445
1446 The C<OP *> is op_free()ed at the end of I<pseudo-block>.
1447
1448 =item C<SAVEFREEPV(p)>
1449
1450 The chunk of memory which is pointed to by C<p> is Safefree()ed at the
1451 end of I<pseudo-block>.
1452
1453 =item C<SAVECLEARSV(SV *sv)>
1454
1455 Clears a slot in the current scratchpad which corresponds to C<sv> at
1456 the end of I<pseudo-block>.
1457
1458 =item C<SAVEDELETE(HV *hv, char *key, I32 length)>
1459
1460 The key C<key> of C<hv> is deleted at the end of I<pseudo-block>.  The
1461 string pointed to by C<key> is Safefree()ed.  If one has a I<key> in
1462 short-lived storage, the corresponding string may be reallocated like
1463 this:
1464
1465   SAVEDELETE(PL_defstash, savepv(tmpbuf), strlen(tmpbuf));
1466
1467 =item C<SAVEDESTRUCTOR(DESTRUCTORFUNC_NOCONTEXT_t f, void *p)>
1468
1469 At the end of I<pseudo-block> the function C<f> is called with the
1470 only argument C<p>.
1471
1472 =item C<SAVEDESTRUCTOR_X(DESTRUCTORFUNC_t f, void *p)>
1473
1474 At the end of I<pseudo-block> the function C<f> is called with the
1475 implicit context argument (if any), and C<p>.
1476
1477 =item C<SAVESTACK_POS()>
1478
1479 The current offset on the Perl internal stack (cf. C<SP>) is restored
1480 at the end of I<pseudo-block>.
1481
1482 =back
1483
1484 The following API list contains functions, thus one needs to
1485 provide pointers to the modifiable data explicitly (either C pointers,
1486 or Perlish C<GV *>s).  Where the above macros take C<int>, a similar
1487 function takes C<int *>.
1488
1489 =over 4
1490
1491 =item C<SV* save_scalar(GV *gv)>
1492
1493 Equivalent to Perl code C<local $gv>.
1494
1495 =item C<AV* save_ary(GV *gv)>
1496
1497 =item C<HV* save_hash(GV *gv)>
1498
1499 Similar to C<save_scalar>, but localize C<@gv> and C<%gv>.
1500
1501 =item C<void save_item(SV *item)>
1502
1503 Duplicates the current value of C<SV>, on the exit from the current
1504 C<ENTER>/C<LEAVE> I<pseudo-block> will restore the value of C<SV>
1505 using the stored value.  It doesn't handle magic.  Use C<save_scalar> if
1506 magic is affected.
1507
1508 =item C<void save_list(SV **sarg, I32 maxsarg)>
1509
1510 A variant of C<save_item> which takes multiple arguments via an array
1511 C<sarg> of C<SV*> of length C<maxsarg>.
1512
1513 =item C<SV* save_svref(SV **sptr)>
1514
1515 Similar to C<save_scalar>, but will reinstate an C<SV *>.
1516
1517 =item C<void save_aptr(AV **aptr)>
1518
1519 =item C<void save_hptr(HV **hptr)>
1520
1521 Similar to C<save_svref>, but localize C<AV *> and C<HV *>.
1522
1523 =back
1524
1525 The C<Alias> module implements localization of the basic types within the
1526 I<caller's scope>.  People who are interested in how to localize things in
1527 the containing scope should take a look there too.
1528
1529 =head1 Subroutines
1530
1531 =head2 XSUBs and the Argument Stack
1532
1533 The XSUB mechanism is a simple way for Perl programs to access C subroutines.
1534 An XSUB routine will have a stack that contains the arguments from the Perl
1535 program, and a way to map from the Perl data structures to a C equivalent.
1536
1537 The stack arguments are accessible through the C<ST(n)> macro, which returns
1538 the C<n>'th stack argument.  Argument 0 is the first argument passed in the
1539 Perl subroutine call.  These arguments are C<SV*>, and can be used anywhere
1540 an C<SV*> is used.
1541
1542 Most of the time, output from the C routine can be handled through use of
1543 the RETVAL and OUTPUT directives.  However, there are some cases where the
1544 argument stack is not already long enough to handle all the return values.
1545 An example is the POSIX tzname() call, which takes no arguments, but returns
1546 two, the local time zone's standard and summer time abbreviations.
1547
1548 To handle this situation, the PPCODE directive is used and the stack is
1549 extended using the macro:
1550
1551     EXTEND(SP, num);
1552
1553 where C<SP> is the macro that represents the local copy of the stack pointer,
1554 and C<num> is the number of elements the stack should be extended by.
1555
1556 Now that there is room on the stack, values can be pushed on it using C<PUSHs>
1557 macro.  The pushed values will often need to be "mortal" (See
1558 L</Reference Counts and Mortality>):
1559
1560     PUSHs(sv_2mortal(newSViv(an_integer)))
1561     PUSHs(sv_2mortal(newSVuv(an_unsigned_integer)))
1562     PUSHs(sv_2mortal(newSVnv(a_double)))
1563     PUSHs(sv_2mortal(newSVpv("Some String",0)))
1564     /* Although the last example is better written as the more
1565      * efficient: */
1566     PUSHs(newSVpvs_flags("Some String", SVs_TEMP))
1567
1568 And now the Perl program calling C<tzname>, the two values will be assigned
1569 as in:
1570
1571     ($standard_abbrev, $summer_abbrev) = POSIX::tzname;
1572
1573 An alternate (and possibly simpler) method to pushing values on the stack is
1574 to use the macro:
1575
1576     XPUSHs(SV*)
1577
1578 This macro automatically adjusts the stack for you, if needed.  Thus, you
1579 do not need to call C<EXTEND> to extend the stack.
1580
1581 Despite their suggestions in earlier versions of this document the macros
1582 C<(X)PUSH[iunp]> are I<not> suited to XSUBs which return multiple results.
1583 For that, either stick to the C<(X)PUSHs> macros shown above, or use the new
1584 C<m(X)PUSH[iunp]> macros instead; see L</Putting a C value on Perl stack>.
1585
1586 For more information, consult L<perlxs> and L<perlxstut>.
1587
1588 =head2 Autoloading with XSUBs
1589
1590 If an AUTOLOAD routine is an XSUB, as with Perl subroutines, Perl puts the
1591 fully-qualified name of the autoloaded subroutine in the $AUTOLOAD variable
1592 of the XSUB's package.
1593
1594 But it also puts the same information in certain fields of the XSUB itself:
1595
1596     HV *stash           = CvSTASH(cv);
1597     const char *subname = SvPVX(cv);
1598     STRLEN name_length  = SvCUR(cv); /* in bytes */
1599     U32 is_utf8         = SvUTF8(cv);
1600
1601 C<SvPVX(cv)> contains just the sub name itself, not including the package.
1602 For an AUTOLOAD routine in UNIVERSAL or one of its superclasses,
1603 C<CvSTASH(cv)> returns NULL during a method call on a nonexistent package.
1604
1605 B<Note>: Setting $AUTOLOAD stopped working in 5.6.1, which did not support
1606 XS AUTOLOAD subs at all.  Perl 5.8.0 introduced the use of fields in the
1607 XSUB itself.  Perl 5.16.0 restored the setting of $AUTOLOAD.  If you need
1608 to support 5.8-5.14, use the XSUB's fields.
1609
1610 =head2 Calling Perl Routines from within C Programs
1611
1612 There are four routines that can be used to call a Perl subroutine from
1613 within a C program.  These four are:
1614
1615     I32  call_sv(SV*, I32);
1616     I32  call_pv(const char*, I32);
1617     I32  call_method(const char*, I32);
1618     I32  call_argv(const char*, I32, char**);
1619
1620 The routine most often used is C<call_sv>.  The C<SV*> argument
1621 contains either the name of the Perl subroutine to be called, or a
1622 reference to the subroutine.  The second argument consists of flags
1623 that control the context in which the subroutine is called, whether
1624 or not the subroutine is being passed arguments, how errors should be
1625 trapped, and how to treat return values.
1626
1627 All four routines return the number of arguments that the subroutine returned
1628 on the Perl stack.
1629
1630 These routines used to be called C<perl_call_sv>, etc., before Perl v5.6.0,
1631 but those names are now deprecated; macros of the same name are provided for
1632 compatibility.
1633
1634 When using any of these routines (except C<call_argv>), the programmer
1635 must manipulate the Perl stack.  These include the following macros and
1636 functions:
1637
1638     dSP
1639     SP
1640     PUSHMARK()
1641     PUTBACK
1642     SPAGAIN
1643     ENTER
1644     SAVETMPS
1645     FREETMPS
1646     LEAVE
1647     XPUSH*()
1648     POP*()
1649
1650 For a detailed description of calling conventions from C to Perl,
1651 consult L<perlcall>.
1652
1653 =head2 Putting a C value on Perl stack
1654
1655 A lot of opcodes (this is an elementary operation in the internal perl
1656 stack machine) put an SV* on the stack.  However, as an optimization
1657 the corresponding SV is (usually) not recreated each time.  The opcodes
1658 reuse specially assigned SVs (I<target>s) which are (as a corollary)
1659 not constantly freed/created.
1660
1661 Each of the targets is created only once (but see
1662 L<Scratchpads and recursion> below), and when an opcode needs to put
1663 an integer, a double, or a string on stack, it just sets the
1664 corresponding parts of its I<target> and puts the I<target> on stack.
1665
1666 The macro to put this target on stack is C<PUSHTARG>, and it is
1667 directly used in some opcodes, as well as indirectly in zillions of
1668 others, which use it via C<(X)PUSH[iunp]>.
1669
1670 Because the target is reused, you must be careful when pushing multiple
1671 values on the stack.  The following code will not do what you think:
1672
1673     XPUSHi(10);
1674     XPUSHi(20);
1675
1676 This translates as "set C<TARG> to 10, push a pointer to C<TARG> onto
1677 the stack; set C<TARG> to 20, push a pointer to C<TARG> onto the stack".
1678 At the end of the operation, the stack does not contain the values 10
1679 and 20, but actually contains two pointers to C<TARG>, which we have set
1680 to 20.
1681
1682 If you need to push multiple different values then you should either use
1683 the C<(X)PUSHs> macros, or else use the new C<m(X)PUSH[iunp]> macros,
1684 none of which make use of C<TARG>.  The C<(X)PUSHs> macros simply push an
1685 SV* on the stack, which, as noted under L</XSUBs and the Argument Stack>,
1686 will often need to be "mortal".  The new C<m(X)PUSH[iunp]> macros make
1687 this a little easier to achieve by creating a new mortal for you (via
1688 C<(X)PUSHmortal>), pushing that onto the stack (extending it if necessary
1689 in the case of the C<mXPUSH[iunp]> macros), and then setting its value.
1690 Thus, instead of writing this to "fix" the example above:
1691
1692     XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(10)))
1693     XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(20)))
1694
1695 you can simply write:
1696
1697     mXPUSHi(10)
1698     mXPUSHi(20)
1699
1700 On a related note, if you do use C<(X)PUSH[iunp]>, then you're going to
1701 need a C<dTARG> in your variable declarations so that the C<*PUSH*>
1702 macros can make use of the local variable C<TARG>.  See also C<dTARGET>
1703 and C<dXSTARG>.
1704
1705 =head2 Scratchpads
1706
1707 The question remains on when the SVs which are I<target>s for opcodes
1708 are created.  The answer is that they are created when the current
1709 unit--a subroutine or a file (for opcodes for statements outside of
1710 subroutines)--is compiled.  During this time a special anonymous Perl
1711 array is created, which is called a scratchpad for the current unit.
1712
1713 A scratchpad keeps SVs which are lexicals for the current unit and are
1714 targets for opcodes.  A previous version of this document
1715 stated that one can deduce that an SV lives on a scratchpad
1716 by looking on its flags: lexicals have C<SVs_PADMY> set, and
1717 I<target>s have C<SVs_PADTMP> set.  But this have never been fully true.
1718 C<SVs_PADMY> could be set on a variable that no longer resides in any pad.
1719 While I<target>s do have C<SVs_PADTMP> set, it can also be set on variables
1720 that have never resided in a pad, but nonetheless act like I<target>s.
1721
1722 The correspondence between OPs and I<target>s is not 1-to-1.  Different
1723 OPs in the compile tree of the unit can use the same target, if this
1724 would not conflict with the expected life of the temporary.
1725
1726 =head2 Scratchpads and recursion
1727
1728 In fact it is not 100% true that a compiled unit contains a pointer to
1729 the scratchpad AV.  In fact it contains a pointer to an AV of
1730 (initially) one element, and this element is the scratchpad AV.  Why do
1731 we need an extra level of indirection?
1732
1733 The answer is B<recursion>, and maybe B<threads>.  Both
1734 these can create several execution pointers going into the same
1735 subroutine.  For the subroutine-child not write over the temporaries
1736 for the subroutine-parent (lifespan of which covers the call to the
1737 child), the parent and the child should have different
1738 scratchpads.  (I<And> the lexicals should be separate anyway!)
1739
1740 So each subroutine is born with an array of scratchpads (of length 1).
1741 On each entry to the subroutine it is checked that the current
1742 depth of the recursion is not more than the length of this array, and
1743 if it is, new scratchpad is created and pushed into the array.
1744
1745 The I<target>s on this scratchpad are C<undef>s, but they are already
1746 marked with correct flags.
1747
1748 =head1 Memory Allocation
1749
1750 =head2 Allocation
1751
1752 All memory meant to be used with the Perl API functions should be manipulated
1753 using the macros described in this section.  The macros provide the necessary
1754 transparency between differences in the actual malloc implementation that is
1755 used within perl.
1756
1757 It is suggested that you enable the version of malloc that is distributed
1758 with Perl.  It keeps pools of various sizes of unallocated memory in
1759 order to satisfy allocation requests more quickly.  However, on some
1760 platforms, it may cause spurious malloc or free errors.
1761
1762 The following three macros are used to initially allocate memory :
1763
1764     Newx(pointer, number, type);
1765     Newxc(pointer, number, type, cast);
1766     Newxz(pointer, number, type);
1767
1768 The first argument C<pointer> should be the name of a variable that will
1769 point to the newly allocated memory.
1770
1771 The second and third arguments C<number> and C<type> specify how many of
1772 the specified type of data structure should be allocated.  The argument
1773 C<type> is passed to C<sizeof>.  The final argument to C<Newxc>, C<cast>,
1774 should be used if the C<pointer> argument is different from the C<type>
1775 argument.
1776
1777 Unlike the C<Newx> and C<Newxc> macros, the C<Newxz> macro calls C<memzero>
1778 to zero out all the newly allocated memory.
1779
1780 =head2 Reallocation
1781
1782     Renew(pointer, number, type);
1783     Renewc(pointer, number, type, cast);
1784     Safefree(pointer)
1785
1786 These three macros are used to change a memory buffer size or to free a
1787 piece of memory no longer needed.  The arguments to C<Renew> and C<Renewc>
1788 match those of C<New> and C<Newc> with the exception of not needing the
1789 "magic cookie" argument.
1790
1791 =head2 Moving
1792
1793     Move(source, dest, number, type);
1794     Copy(source, dest, number, type);
1795     Zero(dest, number, type);
1796
1797 These three macros are used to move, copy, or zero out previously allocated
1798 memory.  The C<source> and C<dest> arguments point to the source and
1799 destination starting points.  Perl will move, copy, or zero out C<number>
1800 instances of the size of the C<type> data structure (using the C<sizeof>
1801 function).
1802
1803 =head1 PerlIO
1804
1805 The most recent development releases of Perl have been experimenting with
1806 removing Perl's dependency on the "normal" standard I/O suite and allowing
1807 other stdio implementations to be used.  This involves creating a new
1808 abstraction layer that then calls whichever implementation of stdio Perl
1809 was compiled with.  All XSUBs should now use the functions in the PerlIO
1810 abstraction layer and not make any assumptions about what kind of stdio
1811 is being used.
1812
1813 For a complete description of the PerlIO abstraction, consult L<perlapio>.
1814
1815 =head1 Compiled code
1816
1817 =head2 Code tree
1818
1819 Here we describe the internal form your code is converted to by
1820 Perl.  Start with a simple example:
1821
1822   $a = $b + $c;
1823
1824 This is converted to a tree similar to this one:
1825
1826              assign-to
1827            /           \
1828           +             $a
1829         /   \
1830       $b     $c
1831
1832 (but slightly more complicated).  This tree reflects the way Perl
1833 parsed your code, but has nothing to do with the execution order.
1834 There is an additional "thread" going through the nodes of the tree
1835 which shows the order of execution of the nodes.  In our simplified
1836 example above it looks like:
1837
1838      $b ---> $c ---> + ---> $a ---> assign-to
1839
1840 But with the actual compile tree for C<$a = $b + $c> it is different:
1841 some nodes I<optimized away>.  As a corollary, though the actual tree
1842 contains more nodes than our simplified example, the execution order
1843 is the same as in our example.
1844
1845 =head2 Examining the tree
1846
1847 If you have your perl compiled for debugging (usually done with
1848 C<-DDEBUGGING> on the C<Configure> command line), you may examine the
1849 compiled tree by specifying C<-Dx> on the Perl command line.  The
1850 output takes several lines per node, and for C<$b+$c> it looks like
1851 this:
1852
1853     5           TYPE = add  ===> 6
1854                 TARG = 1
1855                 FLAGS = (SCALAR,KIDS)
1856                 {
1857                     TYPE = null  ===> (4)
1858                       (was rv2sv)
1859                     FLAGS = (SCALAR,KIDS)
1860                     {
1861     3                   TYPE = gvsv  ===> 4
1862                         FLAGS = (SCALAR)
1863                         GV = main::b
1864                     }
1865                 }
1866                 {
1867                     TYPE = null  ===> (5)
1868                       (was rv2sv)
1869                     FLAGS = (SCALAR,KIDS)
1870                     {
1871     4                   TYPE = gvsv  ===> 5
1872                         FLAGS = (SCALAR)
1873                         GV = main::c
1874                     }
1875                 }
1876
1877 This tree has 5 nodes (one per C<TYPE> specifier), only 3 of them are
1878 not optimized away (one per number in the left column).  The immediate
1879 children of the given node correspond to C<{}> pairs on the same level
1880 of indentation, thus this listing corresponds to the tree:
1881
1882                    add
1883                  /     \
1884                null    null
1885                 |       |
1886                gvsv    gvsv
1887
1888 The execution order is indicated by C<===E<gt>> marks, thus it is C<3
1889 4 5 6> (node C<6> is not included into above listing), i.e.,
1890 C<gvsv gvsv add whatever>.
1891
1892 Each of these nodes represents an op, a fundamental operation inside the
1893 Perl core.  The code which implements each operation can be found in the
1894 F<pp*.c> files; the function which implements the op with type C<gvsv>
1895 is C<pp_gvsv>, and so on.  As the tree above shows, different ops have
1896 different numbers of children: C<add> is a binary operator, as one would
1897 expect, and so has two children.  To accommodate the various different
1898 numbers of children, there are various types of op data structure, and
1899 they link together in different ways.
1900
1901 The simplest type of op structure is C<OP>: this has no children.  Unary
1902 operators, C<UNOP>s, have one child, and this is pointed to by the
1903 C<op_first> field.  Binary operators (C<BINOP>s) have not only an
1904 C<op_first> field but also an C<op_last> field.  The most complex type of
1905 op is a C<LISTOP>, which has any number of children.  In this case, the
1906 first child is pointed to by C<op_first> and the last child by
1907 C<op_last>.  The children in between can be found by iteratively
1908 following the C<op_sibling> pointer from the first child to the last.
1909
1910 There are also two other op types: a C<PMOP> holds a regular expression,
1911 and has no children, and a C<LOOP> may or may not have children.  If the
1912 C<op_children> field is non-zero, it behaves like a C<LISTOP>.  To
1913 complicate matters, if a C<UNOP> is actually a C<null> op after
1914 optimization (see L</Compile pass 2: context propagation>) it will still
1915 have children in accordance with its former type.
1916
1917 Another way to examine the tree is to use a compiler back-end module, such
1918 as L<B::Concise>.
1919
1920 =head2 Compile pass 1: check routines
1921
1922 The tree is created by the compiler while I<yacc> code feeds it
1923 the constructions it recognizes.  Since I<yacc> works bottom-up, so does
1924 the first pass of perl compilation.
1925
1926 What makes this pass interesting for perl developers is that some
1927 optimization may be performed on this pass.  This is optimization by
1928 so-called "check routines".  The correspondence between node names
1929 and corresponding check routines is described in F<opcode.pl> (do not
1930 forget to run C<make regen_headers> if you modify this file).
1931
1932 A check routine is called when the node is fully constructed except
1933 for the execution-order thread.  Since at this time there are no
1934 back-links to the currently constructed node, one can do most any
1935 operation to the top-level node, including freeing it and/or creating
1936 new nodes above/below it.
1937
1938 The check routine returns the node which should be inserted into the
1939 tree (if the top-level node was not modified, check routine returns
1940 its argument).
1941
1942 By convention, check routines have names C<ck_*>.  They are usually
1943 called from C<new*OP> subroutines (or C<convert>) (which in turn are
1944 called from F<perly.y>).
1945
1946 =head2 Compile pass 1a: constant folding
1947
1948 Immediately after the check routine is called the returned node is
1949 checked for being compile-time executable.  If it is (the value is
1950 judged to be constant) it is immediately executed, and a I<constant>
1951 node with the "return value" of the corresponding subtree is
1952 substituted instead.  The subtree is deleted.
1953
1954 If constant folding was not performed, the execution-order thread is
1955 created.
1956
1957 =head2 Compile pass 2: context propagation
1958
1959 When a context for a part of compile tree is known, it is propagated
1960 down through the tree.  At this time the context can have 5 values
1961 (instead of 2 for runtime context): void, boolean, scalar, list, and
1962 lvalue.  In contrast with the pass 1 this pass is processed from top
1963 to bottom: a node's context determines the context for its children.
1964
1965 Additional context-dependent optimizations are performed at this time.
1966 Since at this moment the compile tree contains back-references (via
1967 "thread" pointers), nodes cannot be free()d now.  To allow
1968 optimized-away nodes at this stage, such nodes are null()ified instead
1969 of free()ing (i.e. their type is changed to OP_NULL).
1970
1971 =head2 Compile pass 3: peephole optimization
1972
1973 After the compile tree for a subroutine (or for an C<eval> or a file)
1974 is created, an additional pass over the code is performed.  This pass
1975 is neither top-down or bottom-up, but in the execution order (with
1976 additional complications for conditionals).  Optimizations performed
1977 at this stage are subject to the same restrictions as in the pass 2.
1978
1979 Peephole optimizations are done by calling the function pointed to
1980 by the global variable C<PL_peepp>.  By default, C<PL_peepp> just
1981 calls the function pointed to by the global variable C<PL_rpeepp>.
1982 By default, that performs some basic op fixups and optimisations along
1983 the execution-order op chain, and recursively calls C<PL_rpeepp> for
1984 each side chain of ops (resulting from conditionals).  Extensions may
1985 provide additional optimisations or fixups, hooking into either the
1986 per-subroutine or recursive stage, like this:
1987
1988     static peep_t prev_peepp;
1989     static void my_peep(pTHX_ OP *o)
1990     {
1991         /* custom per-subroutine optimisation goes here */
1992         prev_peepp(aTHX_ o);
1993         /* custom per-subroutine optimisation may also go here */
1994     }
1995     BOOT:
1996         prev_peepp = PL_peepp;
1997         PL_peepp = my_peep;
1998
1999     static peep_t prev_rpeepp;
2000     static void my_rpeep(pTHX_ OP *o)
2001     {
2002         OP *orig_o = o;
2003         for(; o; o = o->op_next) {
2004             /* custom per-op optimisation goes here */
2005         }
2006         prev_rpeepp(aTHX_ orig_o);
2007     }
2008     BOOT:
2009         prev_rpeepp = PL_rpeepp;
2010         PL_rpeepp = my_rpeep;
2011
2012 =head2 Pluggable runops
2013
2014 The compile tree is executed in a runops function.  There are two runops
2015 functions, in F<run.c> and in F<dump.c>.  C<Perl_runops_debug> is used
2016 with DEBUGGING and C<Perl_runops_standard> is used otherwise.  For fine
2017 control over the execution of the compile tree it is possible to provide
2018 your own runops function.
2019
2020 It's probably best to copy one of the existing runops functions and
2021 change it to suit your needs.  Then, in the BOOT section of your XS
2022 file, add the line:
2023
2024   PL_runops = my_runops;
2025
2026 This function should be as efficient as possible to keep your programs
2027 running as fast as possible.
2028
2029 =head2 Compile-time scope hooks
2030
2031 As of perl 5.14 it is possible to hook into the compile-time lexical
2032 scope mechanism using C<Perl_blockhook_register>.  This is used like
2033 this:
2034
2035     STATIC void my_start_hook(pTHX_ int full);
2036     STATIC BHK my_hooks;
2037
2038     BOOT:
2039         BhkENTRY_set(&my_hooks, bhk_start, my_start_hook);
2040         Perl_blockhook_register(aTHX_ &my_hooks);
2041
2042 This will arrange to have C<my_start_hook> called at the start of
2043 compiling every lexical scope.  The available hooks are:
2044
2045 =over 4
2046
2047 =item C<void bhk_start(pTHX_ int full)>
2048
2049 This is called just after starting a new lexical scope.  Note that Perl
2050 code like
2051
2052     if ($x) { ... }
2053
2054 creates two scopes: the first starts at the C<(> and has C<full == 1>,
2055 the second starts at the C<{> and has C<full == 0>.  Both end at the
2056 C<}>, so calls to C<start> and C<pre/post_end> will match.  Anything
2057 pushed onto the save stack by this hook will be popped just before the
2058 scope ends (between the C<pre_> and C<post_end> hooks, in fact).
2059
2060 =item C<void bhk_pre_end(pTHX_ OP **o)>
2061
2062 This is called at the end of a lexical scope, just before unwinding the
2063 stack.  I<o> is the root of the optree representing the scope; it is a
2064 double pointer so you can replace the OP if you need to.
2065
2066 =item C<void bhk_post_end(pTHX_ OP **o)>
2067
2068 This is called at the end of a lexical scope, just after unwinding the
2069 stack.  I<o> is as above.  Note that it is possible for calls to C<pre_>
2070 and C<post_end> to nest, if there is something on the save stack that
2071 calls string eval.
2072
2073 =item C<void bhk_eval(pTHX_ OP *const o)>
2074
2075 This is called just before starting to compile an C<eval STRING>, C<do
2076 FILE>, C<require> or C<use>, after the eval has been set up.  I<o> is the
2077 OP that requested the eval, and will normally be an C<OP_ENTEREVAL>,
2078 C<OP_DOFILE> or C<OP_REQUIRE>.
2079
2080 =back
2081
2082 Once you have your hook functions, you need a C<BHK> structure to put
2083 them in.  It's best to allocate it statically, since there is no way to
2084 free it once it's registered.  The function pointers should be inserted
2085 into this structure using the C<BhkENTRY_set> macro, which will also set
2086 flags indicating which entries are valid.  If you do need to allocate
2087 your C<BHK> dynamically for some reason, be sure to zero it before you
2088 start.
2089
2090 Once registered, there is no mechanism to switch these hooks off, so if
2091 that is necessary you will need to do this yourself.  An entry in C<%^H>
2092 is probably the best way, so the effect is lexically scoped; however it
2093 is also possible to use the C<BhkDISABLE> and C<BhkENABLE> macros to
2094 temporarily switch entries on and off.  You should also be aware that
2095 generally speaking at least one scope will have opened before your
2096 extension is loaded, so you will see some C<pre/post_end> pairs that
2097 didn't have a matching C<start>.
2098
2099 =head1 Examining internal data structures with the C<dump> functions
2100
2101 To aid debugging, the source file F<dump.c> contains a number of
2102 functions which produce formatted output of internal data structures.
2103
2104 The most commonly used of these functions is C<Perl_sv_dump>; it's used
2105 for dumping SVs, AVs, HVs, and CVs.  The C<Devel::Peek> module calls
2106 C<sv_dump> to produce debugging output from Perl-space, so users of that
2107 module should already be familiar with its format.
2108
2109 C<Perl_op_dump> can be used to dump an C<OP> structure or any of its
2110 derivatives, and produces output similar to C<perl -Dx>; in fact,
2111 C<Perl_dump_eval> will dump the main root of the code being evaluated,
2112 exactly like C<-Dx>.
2113
2114 Other useful functions are C<Perl_dump_sub>, which turns a C<GV> into an
2115 op tree, C<Perl_dump_packsubs> which calls C<Perl_dump_sub> on all the
2116 subroutines in a package like so: (Thankfully, these are all xsubs, so
2117 there is no op tree)
2118
2119     (gdb) print Perl_dump_packsubs(PL_defstash)
2120
2121     SUB attributes::bootstrap = (xsub 0x811fedc 0)
2122
2123     SUB UNIVERSAL::can = (xsub 0x811f50c 0)
2124
2125     SUB UNIVERSAL::isa = (xsub 0x811f304 0)
2126
2127     SUB UNIVERSAL::VERSION = (xsub 0x811f7ac 0)
2128
2129     SUB DynaLoader::boot_DynaLoader = (xsub 0x805b188 0)
2130
2131 and C<Perl_dump_all>, which dumps all the subroutines in the stash and
2132 the op tree of the main root.
2133
2134 =head1 How multiple interpreters and concurrency are supported
2135
2136 =head2 Background and PERL_IMPLICIT_CONTEXT
2137
2138 The Perl interpreter can be regarded as a closed box: it has an API
2139 for feeding it code or otherwise making it do things, but it also has
2140 functions for its own use.  This smells a lot like an object, and
2141 there are ways for you to build Perl so that you can have multiple
2142 interpreters, with one interpreter represented either as a C structure,
2143 or inside a thread-specific structure.  These structures contain all
2144 the context, the state of that interpreter.
2145
2146 One macro controls the major Perl build flavor: MULTIPLICITY.  The
2147 MULTIPLICITY build has a C structure that packages all the interpreter
2148 state.  With multiplicity-enabled perls, PERL_IMPLICIT_CONTEXT is also
2149 normally defined, and enables the support for passing in a "hidden" first
2150 argument that represents all three data structures.  MULTIPLICITY makes
2151 multi-threaded perls possible (with the ithreads threading model, related
2152 to the macro USE_ITHREADS.)
2153
2154 Two other "encapsulation" macros are the PERL_GLOBAL_STRUCT and
2155 PERL_GLOBAL_STRUCT_PRIVATE (the latter turns on the former, and the
2156 former turns on MULTIPLICITY.)  The PERL_GLOBAL_STRUCT causes all the
2157 internal variables of Perl to be wrapped inside a single global struct,
2158 struct perl_vars, accessible as (globals) &PL_Vars or PL_VarsPtr or
2159 the function  Perl_GetVars().  The PERL_GLOBAL_STRUCT_PRIVATE goes
2160 one step further, there is still a single struct (allocated in main()
2161 either from heap or from stack) but there are no global data symbols
2162 pointing to it.  In either case the global struct should be initialized
2163 as the very first thing in main() using Perl_init_global_struct() and
2164 correspondingly tear it down after perl_free() using Perl_free_global_struct(),
2165 please see F<miniperlmain.c> for usage details.  You may also need
2166 to use C<dVAR> in your coding to "declare the global variables"
2167 when you are using them.  dTHX does this for you automatically.
2168
2169 To see whether you have non-const data you can use a BSD-compatible C<nm>:
2170
2171   nm libperl.a | grep -v ' [TURtr] '
2172
2173 If this displays any C<D> or C<d> symbols, you have non-const data.
2174
2175 For backward compatibility reasons defining just PERL_GLOBAL_STRUCT
2176 doesn't actually hide all symbols inside a big global struct: some
2177 PerlIO_xxx vtables are left visible.  The PERL_GLOBAL_STRUCT_PRIVATE
2178 then hides everything (see how the PERLIO_FUNCS_DECL is used).
2179
2180 All this obviously requires a way for the Perl internal functions to be
2181 either subroutines taking some kind of structure as the first
2182 argument, or subroutines taking nothing as the first argument.  To
2183 enable these two very different ways of building the interpreter,
2184 the Perl source (as it does in so many other situations) makes heavy
2185 use of macros and subroutine naming conventions.
2186
2187 First problem: deciding which functions will be public API functions and
2188 which will be private.  All functions whose names begin C<S_> are private
2189 (think "S" for "secret" or "static").  All other functions begin with
2190 "Perl_", but just because a function begins with "Perl_" does not mean it is
2191 part of the API.  (See L</Internal
2192 Functions>.)  The easiest way to be B<sure> a
2193 function is part of the API is to find its entry in L<perlapi>.
2194 If it exists in L<perlapi>, it's part of the API.  If it doesn't, and you
2195 think it should be (i.e., you need it for your extension), send mail via
2196 L<perlbug> explaining why you think it should be.
2197
2198 Second problem: there must be a syntax so that the same subroutine
2199 declarations and calls can pass a structure as their first argument,
2200 or pass nothing.  To solve this, the subroutines are named and
2201 declared in a particular way.  Here's a typical start of a static
2202 function used within the Perl guts:
2203
2204   STATIC void
2205   S_incline(pTHX_ char *s)
2206
2207 STATIC becomes "static" in C, and may be #define'd to nothing in some
2208 configurations in the future.
2209
2210 A public function (i.e. part of the internal API, but not necessarily
2211 sanctioned for use in extensions) begins like this:
2212
2213   void
2214   Perl_sv_setiv(pTHX_ SV* dsv, IV num)
2215
2216 C<pTHX_> is one of a number of macros (in F<perl.h>) that hide the
2217 details of the interpreter's context.  THX stands for "thread", "this",
2218 or "thingy", as the case may be.  (And no, George Lucas is not involved. :-)
2219 The first character could be 'p' for a B<p>rototype, 'a' for B<a>rgument,
2220 or 'd' for B<d>eclaration, so we have C<pTHX>, C<aTHX> and C<dTHX>, and
2221 their variants.
2222
2223 When Perl is built without options that set PERL_IMPLICIT_CONTEXT, there is no
2224 first argument containing the interpreter's context.  The trailing underscore
2225 in the pTHX_ macro indicates that the macro expansion needs a comma
2226 after the context argument because other arguments follow it.  If
2227 PERL_IMPLICIT_CONTEXT is not defined, pTHX_ will be ignored, and the
2228 subroutine is not prototyped to take the extra argument.  The form of the
2229 macro without the trailing underscore is used when there are no additional
2230 explicit arguments.
2231
2232 When a core function calls another, it must pass the context.  This
2233 is normally hidden via macros.  Consider C<sv_setiv>.  It expands into
2234 something like this:
2235
2236     #ifdef PERL_IMPLICIT_CONTEXT
2237       #define sv_setiv(a,b)      Perl_sv_setiv(aTHX_ a, b)
2238       /* can't do this for vararg functions, see below */
2239     #else
2240       #define sv_setiv           Perl_sv_setiv
2241     #endif
2242
2243 This works well, and means that XS authors can gleefully write:
2244
2245     sv_setiv(foo, bar);
2246
2247 and still have it work under all the modes Perl could have been
2248 compiled with.
2249
2250 This doesn't work so cleanly for varargs functions, though, as macros
2251 imply that the number of arguments is known in advance.  Instead we
2252 either need to spell them out fully, passing C<aTHX_> as the first
2253 argument (the Perl core tends to do this with functions like
2254 Perl_warner), or use a context-free version.
2255
2256 The context-free version of Perl_warner is called
2257 Perl_warner_nocontext, and does not take the extra argument.  Instead
2258 it does dTHX; to get the context from thread-local storage.  We
2259 C<#define warner Perl_warner_nocontext> so that extensions get source
2260 compatibility at the expense of performance.  (Passing an arg is
2261 cheaper than grabbing it from thread-local storage.)
2262
2263 You can ignore [pad]THXx when browsing the Perl headers/sources.
2264 Those are strictly for use within the core.  Extensions and embedders
2265 need only be aware of [pad]THX.
2266
2267 =head2 So what happened to dTHR?
2268
2269 C<dTHR> was introduced in perl 5.005 to support the older thread model.
2270 The older thread model now uses the C<THX> mechanism to pass context
2271 pointers around, so C<dTHR> is not useful any more.  Perl 5.6.0 and
2272 later still have it for backward source compatibility, but it is defined
2273 to be a no-op.
2274
2275 =head2 How do I use all this in extensions?
2276
2277 When Perl is built with PERL_IMPLICIT_CONTEXT, extensions that call
2278 any functions in the Perl API will need to pass the initial context
2279 argument somehow.  The kicker is that you will need to write it in
2280 such a way that the extension still compiles when Perl hasn't been
2281 built with PERL_IMPLICIT_CONTEXT enabled.
2282
2283 There are three ways to do this.  First, the easy but inefficient way,
2284 which is also the default, in order to maintain source compatibility
2285 with extensions: whenever F<XSUB.h> is #included, it redefines the aTHX
2286 and aTHX_ macros to call a function that will return the context.
2287 Thus, something like:
2288
2289         sv_setiv(sv, num);
2290
2291 in your extension will translate to this when PERL_IMPLICIT_CONTEXT is
2292 in effect:
2293
2294         Perl_sv_setiv(Perl_get_context(), sv, num);
2295
2296 or to this otherwise:
2297
2298         Perl_sv_setiv(sv, num);
2299
2300 You don't have to do anything new in your extension to get this; since
2301 the Perl library provides Perl_get_context(), it will all just
2302 work.
2303
2304 The second, more efficient way is to use the following template for
2305 your Foo.xs:
2306
2307         #define PERL_NO_GET_CONTEXT     /* we want efficiency */
2308         #include "EXTERN.h"
2309         #include "perl.h"
2310         #include "XSUB.h"
2311
2312         STATIC void my_private_function(int arg1, int arg2);
2313
2314         STATIC void
2315         my_private_function(int arg1, int arg2)
2316         {
2317             dTHX;       /* fetch context */
2318             ... call many Perl API functions ...
2319         }
2320
2321         [... etc ...]
2322
2323         MODULE = Foo            PACKAGE = Foo
2324
2325         /* typical XSUB */
2326
2327         void
2328         my_xsub(arg)
2329                 int arg
2330             CODE:
2331                 my_private_function(arg, 10);
2332
2333 Note that the only two changes from the normal way of writing an
2334 extension is the addition of a C<#define PERL_NO_GET_CONTEXT> before
2335 including the Perl headers, followed by a C<dTHX;> declaration at
2336 the start of every function that will call the Perl API.  (You'll
2337 know which functions need this, because the C compiler will complain
2338 that there's an undeclared identifier in those functions.)  No changes
2339 are needed for the XSUBs themselves, because the XS() macro is
2340 correctly defined to pass in the implicit context if needed.
2341
2342 The third, even more efficient way is to ape how it is done within
2343 the Perl guts:
2344
2345
2346         #define PERL_NO_GET_CONTEXT     /* we want efficiency */
2347         #include "EXTERN.h"
2348         #include "perl.h"
2349         #include "XSUB.h"
2350
2351         /* pTHX_ only needed for functions that call Perl API */
2352         STATIC void my_private_function(pTHX_ int arg1, int arg2);
2353
2354         STATIC void
2355         my_private_function(pTHX_ int arg1, int arg2)
2356         {
2357             /* dTHX; not needed here, because THX is an argument */
2358             ... call Perl API functions ...
2359         }
2360
2361         [... etc ...]
2362
2363         MODULE = Foo            PACKAGE = Foo
2364
2365         /* typical XSUB */
2366
2367         void
2368         my_xsub(arg)
2369                 int arg
2370             CODE:
2371                 my_private_function(aTHX_ arg, 10);
2372
2373 This implementation never has to fetch the context using a function
2374 call, since it is always passed as an extra argument.  Depending on
2375 your needs for simplicity or efficiency, you may mix the previous
2376 two approaches freely.
2377
2378 Never add a comma after C<pTHX> yourself--always use the form of the
2379 macro with the underscore for functions that take explicit arguments,
2380 or the form without the argument for functions with no explicit arguments.
2381
2382 If one is compiling Perl with the C<-DPERL_GLOBAL_STRUCT> the C<dVAR>
2383 definition is needed if the Perl global variables (see F<perlvars.h>
2384 or F<globvar.sym>) are accessed in the function and C<dTHX> is not
2385 used (the C<dTHX> includes the C<dVAR> if necessary).  One notices
2386 the need for C<dVAR> only with the said compile-time define, because
2387 otherwise the Perl global variables are visible as-is.
2388
2389 =head2 Should I do anything special if I call perl from multiple threads?
2390
2391 If you create interpreters in one thread and then proceed to call them in
2392 another, you need to make sure perl's own Thread Local Storage (TLS) slot is
2393 initialized correctly in each of those threads.
2394
2395 The C<perl_alloc> and C<perl_clone> API functions will automatically set
2396 the TLS slot to the interpreter they created, so that there is no need to do
2397 anything special if the interpreter is always accessed in the same thread that
2398 created it, and that thread did not create or call any other interpreters
2399 afterwards.  If that is not the case, you have to set the TLS slot of the
2400 thread before calling any functions in the Perl API on that particular
2401 interpreter.  This is done by calling the C<PERL_SET_CONTEXT> macro in that
2402 thread as the first thing you do:
2403
2404         /* do this before doing anything else with some_perl */
2405         PERL_SET_CONTEXT(some_perl);
2406
2407         ... other Perl API calls on some_perl go here ...
2408
2409 =head2 Future Plans and PERL_IMPLICIT_SYS
2410
2411 Just as PERL_IMPLICIT_CONTEXT provides a way to bundle up everything
2412 that the interpreter knows about itself and pass it around, so too are
2413 there plans to allow the interpreter to bundle up everything it knows
2414 about the environment it's running on.  This is enabled with the
2415 PERL_IMPLICIT_SYS macro.  Currently it only works with USE_ITHREADS on
2416 Windows.
2417
2418 This allows the ability to provide an extra pointer (called the "host"
2419 environment) for all the system calls.  This makes it possible for
2420 all the system stuff to maintain their own state, broken down into
2421 seven C structures.  These are thin wrappers around the usual system
2422 calls (see F<win32/perllib.c>) for the default perl executable, but for a
2423 more ambitious host (like the one that would do fork() emulation) all
2424 the extra work needed to pretend that different interpreters are
2425 actually different "processes", would be done here.
2426
2427 The Perl engine/interpreter and the host are orthogonal entities.
2428 There could be one or more interpreters in a process, and one or
2429 more "hosts", with free association between them.
2430
2431 =head1 Internal Functions
2432
2433 All of Perl's internal functions which will be exposed to the outside
2434 world are prefixed by C<Perl_> so that they will not conflict with XS
2435 functions or functions used in a program in which Perl is embedded.
2436 Similarly, all global variables begin with C<PL_>.  (By convention,
2437 static functions start with C<S_>.)
2438
2439 Inside the Perl core (C<PERL_CORE> defined), you can get at the functions
2440 either with or without the C<Perl_> prefix, thanks to a bunch of defines
2441 that live in F<embed.h>.  Note that extension code should I<not> set
2442 C<PERL_CORE>; this exposes the full perl internals, and is likely to cause
2443 breakage of the XS in each new perl release.
2444
2445 The file F<embed.h> is generated automatically from
2446 F<embed.pl> and F<embed.fnc>.  F<embed.pl> also creates the prototyping
2447 header files for the internal functions, generates the documentation
2448 and a lot of other bits and pieces.  It's important that when you add
2449 a new function to the core or change an existing one, you change the
2450 data in the table in F<embed.fnc> as well.  Here's a sample entry from
2451 that table:
2452
2453     Apd |SV**   |av_fetch   |AV* ar|I32 key|I32 lval
2454
2455 The second column is the return type, the third column the name.  Columns
2456 after that are the arguments.  The first column is a set of flags:
2457
2458 =over 3
2459
2460 =item A
2461
2462 This function is a part of the public
2463 API.  All such functions should also
2464 have 'd', very few do not.
2465
2466 =item p
2467
2468 This function has a C<Perl_> prefix; i.e. it is defined as
2469 C<Perl_av_fetch>.
2470
2471 =item d
2472
2473 This function has documentation using the C<apidoc> feature which we'll
2474 look at in a second.  Some functions have 'd' but not 'A'; docs are good.
2475
2476 =back
2477
2478 Other available flags are:
2479
2480 =over 3
2481
2482 =item s
2483
2484 This is a static function and is defined as C<STATIC S_whatever>, and
2485 usually called within the sources as C<whatever(...)>.
2486
2487 =item n
2488
2489 This does not need an interpreter context, so the definition has no
2490 C<pTHX>, and it follows that callers don't use C<aTHX>.  (See
2491 L</Background and PERL_IMPLICIT_CONTEXT>.)
2492
2493 =item r
2494
2495 This function never returns; C<croak>, C<exit> and friends.
2496
2497 =item f
2498
2499 This function takes a variable number of arguments, C<printf> style.
2500 The argument list should end with C<...>, like this:
2501
2502     Afprd   |void   |croak          |const char* pat|...
2503
2504 =item M
2505
2506 This function is part of the experimental development API, and may change
2507 or disappear without notice.
2508
2509 =item o
2510
2511 This function should not have a compatibility macro to define, say,
2512 C<Perl_parse> to C<parse>.  It must be called as C<Perl_parse>.
2513
2514 =item x
2515
2516 This function isn't exported out of the Perl core.
2517
2518 =item m
2519
2520 This is implemented as a macro.
2521
2522 =item X
2523
2524 This function is explicitly exported.
2525
2526 =item E
2527
2528 This function is visible to extensions included in the Perl core.
2529
2530 =item b
2531
2532 Binary backward compatibility; this function is a macro but also has
2533 a C<Perl_> implementation (which is exported).
2534
2535 =item others
2536
2537 See the comments at the top of C<embed.fnc> for others.
2538
2539 =back
2540
2541 If you edit F<embed.pl> or F<embed.fnc>, you will need to run
2542 C<make regen_headers> to force a rebuild of F<embed.h> and other
2543 auto-generated files.
2544
2545 =head2 Formatted Printing of IVs, UVs, and NVs
2546
2547 If you are printing IVs, UVs, or NVS instead of the stdio(3) style
2548 formatting codes like C<%d>, C<%ld>, C<%f>, you should use the
2549 following macros for portability
2550
2551         IVdf            IV in decimal
2552         UVuf            UV in decimal
2553         UVof            UV in octal
2554         UVxf            UV in hexadecimal
2555         NVef            NV %e-like
2556         NVff            NV %f-like
2557         NVgf            NV %g-like
2558
2559 These will take care of 64-bit integers and long doubles.
2560 For example:
2561
2562         printf("IV is %"IVdf"\n", iv);
2563
2564 The IVdf will expand to whatever is the correct format for the IVs.
2565
2566 If you are printing addresses of pointers, use UVxf combined
2567 with PTR2UV(), do not use %lx or %p.
2568
2569 =head2 Pointer-To-Integer and Integer-To-Pointer
2570
2571 Because pointer size does not necessarily equal integer size,
2572 use the follow macros to do it right.
2573
2574         PTR2UV(pointer)
2575         PTR2IV(pointer)
2576         PTR2NV(pointer)
2577         INT2PTR(pointertotype, integer)
2578
2579 For example:
2580
2581         IV  iv = ...;
2582         SV *sv = INT2PTR(SV*, iv);
2583
2584 and
2585
2586         AV *av = ...;
2587         UV  uv = PTR2UV(av);
2588
2589 =head2 Exception Handling
2590
2591 There are a couple of macros to do very basic exception handling in XS
2592 modules.  You have to define C<NO_XSLOCKS> before including F<XSUB.h> to
2593 be able to use these macros:
2594
2595         #define NO_XSLOCKS
2596         #include "XSUB.h"
2597
2598 You can use these macros if you call code that may croak, but you need
2599 to do some cleanup before giving control back to Perl.  For example:
2600
2601         dXCPT;    /* set up necessary variables */
2602
2603         XCPT_TRY_START {
2604           code_that_may_croak();
2605         } XCPT_TRY_END
2606
2607         XCPT_CATCH
2608         {
2609           /* do cleanup here */
2610           XCPT_RETHROW;
2611         }
2612
2613 Note that you always have to rethrow an exception that has been
2614 caught.  Using these macros, it is not possible to just catch the
2615 exception and ignore it.  If you have to ignore the exception, you
2616 have to use the C<call_*> function.
2617
2618 The advantage of using the above macros is that you don't have
2619 to setup an extra function for C<call_*>, and that using these
2620 macros is faster than using C<call_*>.
2621
2622 =head2 Source Documentation
2623
2624 There's an effort going on to document the internal functions and
2625 automatically produce reference manuals from them - L<perlapi> is one
2626 such manual which details all the functions which are available to XS
2627 writers.  L<perlintern> is the autogenerated manual for the functions
2628 which are not part of the API and are supposedly for internal use only.
2629
2630 Source documentation is created by putting POD comments into the C
2631 source, like this:
2632
2633  /*
2634  =for apidoc sv_setiv
2635
2636  Copies an integer into the given SV.  Does not handle 'set' magic.  See
2637  C<sv_setiv_mg>.
2638
2639  =cut
2640  */
2641
2642 Please try and supply some documentation if you add functions to the
2643 Perl core.
2644
2645 =head2 Backwards compatibility
2646
2647 The Perl API changes over time.  New functions are
2648 added or the interfaces of existing functions are
2649 changed.  The C<Devel::PPPort> module tries to
2650 provide compatibility code for some of these changes, so XS writers don't
2651 have to code it themselves when supporting multiple versions of Perl.
2652
2653 C<Devel::PPPort> generates a C header file F<ppport.h> that can also
2654 be run as a Perl script.  To generate F<ppport.h>, run:
2655
2656     perl -MDevel::PPPort -eDevel::PPPort::WriteFile
2657
2658 Besides checking existing XS code, the script can also be used to retrieve
2659 compatibility information for various API calls using the C<--api-info>
2660 command line switch.  For example:
2661
2662   % perl ppport.h --api-info=sv_magicext
2663
2664 For details, see C<perldoc ppport.h>.
2665
2666 =head1 Unicode Support
2667
2668 Perl 5.6.0 introduced Unicode support.  It's important for porters and XS
2669 writers to understand this support and make sure that the code they
2670 write does not corrupt Unicode data.
2671
2672 =head2 What B<is> Unicode, anyway?
2673
2674 In the olden, less enlightened times, we all used to use ASCII.  Most of
2675 us did, anyway.  The big problem with ASCII is that it's American.  Well,
2676 no, that's not actually the problem; the problem is that it's not
2677 particularly useful for people who don't use the Roman alphabet.  What
2678 used to happen was that particular languages would stick their own
2679 alphabet in the upper range of the sequence, between 128 and 255.  Of
2680 course, we then ended up with plenty of variants that weren't quite
2681 ASCII, and the whole point of it being a standard was lost.
2682
2683 Worse still, if you've got a language like Chinese or
2684 Japanese that has hundreds or thousands of characters, then you really
2685 can't fit them into a mere 256, so they had to forget about ASCII
2686 altogether, and build their own systems using pairs of numbers to refer
2687 to one character.
2688
2689 To fix this, some people formed Unicode, Inc. and
2690 produced a new character set containing all the characters you can
2691 possibly think of and more.  There are several ways of representing these
2692 characters, and the one Perl uses is called UTF-8.  UTF-8 uses
2693 a variable number of bytes to represent a character.  You can learn more
2694 about Unicode and Perl's Unicode model in L<perlunicode>.
2695
2696 =head2 How can I recognise a UTF-8 string?
2697
2698 You can't.  This is because UTF-8 data is stored in bytes just like
2699 non-UTF-8 data.  The Unicode character 200, (C<0xC8> for you hex types)
2700 capital E with a grave accent, is represented by the two bytes
2701 C<v196.172>.  Unfortunately, the non-Unicode string C<chr(196).chr(172)>
2702 has that byte sequence as well.  So you can't tell just by looking - this
2703 is what makes Unicode input an interesting problem.
2704
2705 In general, you either have to know what you're dealing with, or you
2706 have to guess.  The API function C<is_utf8_string> can help; it'll tell
2707 you if a string contains only valid UTF-8 characters.  However, it can't
2708 do the work for you.  On a character-by-character basis,
2709 C<is_utf8_char_buf>
2710 will tell you whether the current character in a string is valid UTF-8. 
2711
2712 =head2 How does UTF-8 represent Unicode characters?
2713
2714 As mentioned above, UTF-8 uses a variable number of bytes to store a
2715 character.  Characters with values 0...127 are stored in one
2716 byte, just like good ol' ASCII.  Character 128 is stored as
2717 C<v194.128>; this continues up to character 191, which is
2718 C<v194.191>.  Now we've run out of bits (191 is binary
2719 C<10111111>) so we move on; 192 is C<v195.128>.  And
2720 so it goes on, moving to three bytes at character 2048.
2721
2722 Assuming you know you're dealing with a UTF-8 string, you can find out
2723 how long the first character in it is with the C<UTF8SKIP> macro:
2724
2725     char *utf = "\305\233\340\240\201";
2726     I32 len;
2727
2728     len = UTF8SKIP(utf); /* len is 2 here */
2729     utf += len;
2730     len = UTF8SKIP(utf); /* len is 3 here */
2731
2732 Another way to skip over characters in a UTF-8 string is to use
2733 C<utf8_hop>, which takes a string and a number of characters to skip
2734 over.  You're on your own about bounds checking, though, so don't use it
2735 lightly.
2736
2737 All bytes in a multi-byte UTF-8 character will have the high bit set,
2738 so you can test if you need to do something special with this
2739 character like this (the UTF8_IS_INVARIANT() is a macro that tests
2740 whether the byte is encoded as a single byte even in UTF-8):
2741
2742     U8 *utf;
2743     U8 *utf_end; /* 1 beyond buffer pointed to by utf */
2744     UV uv;      /* Note: a UV, not a U8, not a char */
2745     STRLEN len; /* length of character in bytes */
2746
2747     if (!UTF8_IS_INVARIANT(*utf))
2748         /* Must treat this as UTF-8 */
2749         uv = utf8_to_uvchr_buf(utf, utf_end, &len);
2750     else
2751         /* OK to treat this character as a byte */
2752         uv = *utf;
2753
2754 You can also see in that example that we use C<utf8_to_uvchr_buf> to get the
2755 value of the character; the inverse function C<uvchr_to_utf8> is available
2756 for putting a UV into UTF-8:
2757
2758     if (!UTF8_IS_INVARIANT(uv))
2759         /* Must treat this as UTF8 */
2760         utf8 = uvchr_to_utf8(utf8, uv);
2761     else
2762         /* OK to treat this character as a byte */
2763         *utf8++ = uv;
2764
2765 You B<must> convert characters to UVs using the above functions if
2766 you're ever in a situation where you have to match UTF-8 and non-UTF-8
2767 characters.  You may not skip over UTF-8 characters in this case.  If you
2768 do this, you'll lose the ability to match hi-bit non-UTF-8 characters;
2769 for instance, if your UTF-8 string contains C<v196.172>, and you skip
2770 that character, you can never match a C<chr(200)> in a non-UTF-8 string.
2771 So don't do that!
2772
2773 =head2 How does Perl store UTF-8 strings?
2774
2775 Currently, Perl deals with Unicode strings and non-Unicode strings
2776 slightly differently.  A flag in the SV, C<SVf_UTF8>, indicates that the
2777 string is internally encoded as UTF-8.  Without it, the byte value is the
2778 codepoint number and vice versa (in other words, the string is encoded
2779 as iso-8859-1, but C<use feature 'unicode_strings'> is needed to get iso-8859-1
2780 semantics).  This flag is only meaningful if the SV is C<SvPOK>
2781 or immediately after stringification via C<SvPV> or a similar
2782 macro.  You can check and manipulate this flag with the
2783 following macros:
2784
2785     SvUTF8(sv)
2786     SvUTF8_on(sv)
2787     SvUTF8_off(sv)
2788
2789 This flag has an important effect on Perl's treatment of the string: if
2790 Unicode data is not properly distinguished, regular expressions,
2791 C<length>, C<substr> and other string handling operations will have
2792 undesirable results.
2793
2794 The problem comes when you have, for instance, a string that isn't
2795 flagged as UTF-8, and contains a byte sequence that could be UTF-8 -
2796 especially when combining non-UTF-8 and UTF-8 strings.
2797
2798 Never forget that the C<SVf_UTF8> flag is separate to the PV value; you
2799 need be sure you don't accidentally knock it off while you're
2800 manipulating SVs.  More specifically, you cannot expect to do this:
2801
2802     SV *sv;
2803     SV *nsv;
2804     STRLEN len;
2805     char *p;
2806
2807     p = SvPV(sv, len);
2808     frobnicate(p);
2809     nsv = newSVpvn(p, len);
2810
2811 The C<char*> string does not tell you the whole story, and you can't
2812 copy or reconstruct an SV just by copying the string value.  Check if the
2813 old SV has the UTF8 flag set (I<after> the C<SvPV> call), and act
2814 accordingly:
2815
2816     p = SvPV(sv, len);
2817     frobnicate(p);
2818     nsv = newSVpvn(p, len);
2819     if (SvUTF8(sv))
2820         SvUTF8_on(nsv);
2821
2822 In fact, your C<frobnicate> function should be made aware of whether or
2823 not it's dealing with UTF-8 data, so that it can handle the string
2824 appropriately.
2825
2826 Since just passing an SV to an XS function and copying the data of
2827 the SV is not enough to copy the UTF8 flags, even less right is just
2828 passing a C<char *> to an XS function.
2829
2830 =head2 How do I convert a string to UTF-8?
2831
2832 If you're mixing UTF-8 and non-UTF-8 strings, it is necessary to upgrade
2833 one of the strings to UTF-8.  If you've got an SV, the easiest way to do
2834 this is:
2835
2836     sv_utf8_upgrade(sv);
2837
2838 However, you must not do this, for example:
2839
2840     if (!SvUTF8(left))
2841         sv_utf8_upgrade(left);
2842
2843 If you do this in a binary operator, you will actually change one of the
2844 strings that came into the operator, and, while it shouldn't be noticeable
2845 by the end user, it can cause problems in deficient code.
2846
2847 Instead, C<bytes_to_utf8> will give you a UTF-8-encoded B<copy> of its
2848 string argument.  This is useful for having the data available for
2849 comparisons and so on, without harming the original SV.  There's also
2850 C<utf8_to_bytes> to go the other way, but naturally, this will fail if
2851 the string contains any characters above 255 that can't be represented
2852 in a single byte.
2853
2854 =head2 Is there anything else I need to know?
2855
2856 Not really.  Just remember these things:
2857
2858 =over 3
2859
2860 =item *
2861
2862 There's no way to tell if a string is UTF-8 or not.  You can tell if an SV
2863 is UTF-8 by looking at its C<SvUTF8> flag after stringifying it
2864 with C<SvPV> or a similar macro.  Don't forget to set the flag if
2865 something should be UTF-8.  Treat the flag as part of the PV, even though
2866 it's not - if you pass on the PV to somewhere, pass on the flag too.
2867
2868 =item *
2869
2870 If a string is UTF-8, B<always> use C<utf8_to_uvchr_buf> to get at the value,
2871 unless C<UTF8_IS_INVARIANT(*s)> in which case you can use C<*s>.
2872
2873 =item *
2874
2875 When writing a character C<uv> to a UTF-8 string, B<always> use
2876 C<uvchr_to_utf8>, unless C<UTF8_IS_INVARIANT(uv))> in which case
2877 you can use C<*s = uv>.
2878
2879 =item *
2880
2881 Mixing UTF-8 and non-UTF-8 strings is
2882 tricky.  Use C<bytes_to_utf8> to get
2883 a new string which is UTF-8 encoded, and then combine them.
2884
2885 =back
2886
2887 =head1 Custom Operators
2888
2889 Custom operator support is an experimental feature that allows you to
2890 define your own ops.  This is primarily to allow the building of
2891 interpreters for other languages in the Perl core, but it also allows
2892 optimizations through the creation of "macro-ops" (ops which perform the
2893 functions of multiple ops which are usually executed together, such as
2894 C<gvsv, gvsv, add>.)
2895
2896 This feature is implemented as a new op type, C<OP_CUSTOM>.  The Perl
2897 core does not "know" anything special about this op type, and so it will
2898 not be involved in any optimizations.  This also means that you can
2899 define your custom ops to be any op structure - unary, binary, list and
2900 so on - you like.
2901
2902 It's important to know what custom operators won't do for you.  They
2903 won't let you add new syntax to Perl, directly.  They won't even let you
2904 add new keywords, directly.  In fact, they won't change the way Perl
2905 compiles a program at all.  You have to do those changes yourself, after
2906 Perl has compiled the program.  You do this either by manipulating the op
2907 tree using a C<CHECK> block and the C<B::Generate> module, or by adding
2908 a custom peephole optimizer with the C<optimize> module.
2909
2910 When you do this, you replace ordinary Perl ops with custom ops by
2911 creating ops with the type C<OP_CUSTOM> and the C<op_ppaddr> of your own
2912 PP function.  This should be defined in XS code, and should look like
2913 the PP ops in C<pp_*.c>.  You are responsible for ensuring that your op
2914 takes the appropriate number of values from the stack, and you are
2915 responsible for adding stack marks if necessary.
2916
2917 You should also "register" your op with the Perl interpreter so that it
2918 can produce sensible error and warning messages.  Since it is possible to
2919 have multiple custom ops within the one "logical" op type C<OP_CUSTOM>,
2920 Perl uses the value of C<< o->op_ppaddr >> to determine which custom op
2921 it is dealing with.  You should create an C<XOP> structure for each
2922 ppaddr you use, set the properties of the custom op with
2923 C<XopENTRY_set>, and register the structure against the ppaddr using
2924 C<Perl_custom_op_register>.  A trivial example might look like:
2925
2926     static XOP my_xop;
2927     static OP *my_pp(pTHX);
2928
2929     BOOT:
2930         XopENTRY_set(&my_xop, xop_name, "myxop");
2931         XopENTRY_set(&my_xop, xop_desc, "Useless custom op");
2932         Perl_custom_op_register(aTHX_ my_pp, &my_xop);
2933
2934 The available fields in the structure are:
2935
2936 =over 4
2937
2938 =item xop_name
2939
2940 A short name for your op.  This will be included in some error messages,
2941 and will also be returned as C<< $op->name >> by the L<B|B> module, so
2942 it will appear in the output of module like L<B::Concise|B::Concise>.
2943
2944 =item xop_desc
2945
2946 A short description of the function of the op.
2947
2948 =item xop_class
2949
2950 Which of the various C<*OP> structures this op uses.  This should be one of
2951 the C<OA_*> constants from F<op.h>, namely
2952
2953 =over 4
2954
2955 =item OA_BASEOP
2956
2957 =item OA_UNOP
2958
2959 =item OA_BINOP
2960
2961 =item OA_LOGOP
2962
2963 =item OA_LISTOP
2964
2965 =item OA_PMOP
2966
2967 =item OA_SVOP
2968
2969 =item OA_PADOP
2970
2971 =item OA_PVOP_OR_SVOP
2972
2973 This should be interpreted as 'C<PVOP>' only.  The C<_OR_SVOP> is because
2974 the only core C<PVOP>, C<OP_TRANS>, can sometimes be a C<SVOP> instead.
2975
2976 =item OA_LOOP
2977
2978 =item OA_COP
2979
2980 =back
2981
2982 The other C<OA_*> constants should not be used.
2983
2984 =item xop_peep
2985
2986 This member is of type C<Perl_cpeep_t>, which expands to C<void
2987 (*Perl_cpeep_t)(aTHX_ OP *o, OP *oldop)>.  If it is set, this function
2988 will be called from C<Perl_rpeep> when ops of this type are encountered
2989 by the peephole optimizer.  I<o> is the OP that needs optimizing;
2990 I<oldop> is the previous OP optimized, whose C<op_next> points to I<o>.
2991
2992 =back
2993
2994 C<B::Generate> directly supports the creation of custom ops by name.
2995
2996 =head1 AUTHORS
2997
2998 Until May 1997, this document was maintained by Jeff Okamoto
2999 E<lt>okamoto@corp.hp.comE<gt>.  It is now maintained as part of Perl
3000 itself by the Perl 5 Porters E<lt>perl5-porters@perl.orgE<gt>.
3001
3002 With lots of help and suggestions from Dean Roehrich, Malcolm Beattie,
3003 Andreas Koenig, Paul Hudson, Ilya Zakharevich, Paul Marquess, Neil
3004 Bowers, Matthew Green, Tim Bunce, Spider Boardman, Ulrich Pfeifer,
3005 Stephen McCamant, and Gurusamy Sarathy.
3006
3007 =head1 SEE ALSO
3008
3009 L<perlapi>, L<perlintern>, L<perlxs>, L<perlembed>