This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
cv_clone: panic for no pad
[perl5.git] / pad.c
diff --git a/pad.c b/pad.c
index 01813f8..d320004 100644 (file)
--- a/pad.c
+++ b/pad.c
 
 =for apidoc Amx|PADLIST *|CvPADLIST|CV *cv
 
-CV's can have CvPADLIST(cv) set to point to an AV.  This is the CV's
+CV's can have CvPADLIST(cv) set to point to a PADLIST.  This is the CV's
 scratchpad, which stores lexical variables and opcode temporary and
 per-thread values.
 
-For these purposes "forms" are a kind-of CV, eval""s are too (except they're
+For these purposes "formats" are a kind-of CV; eval""s are too (except they're
 not callable at will and are always thrown away after the eval"" is done
-executing). Require'd files are simply evals without any outer lexical
+executing).  Require'd files are simply evals without any outer lexical
 scope.
 
 XSUBs don't have CvPADLIST set - dXSTARG fetches values from PL_curpad,
 but that is really the callers pad (a slot of which is allocated by
 every entersub).
 
-The CvPADLIST AV has the REFCNT of its component items managed "manually"
-(mostly in pad.c) rather than by normal av.c rules.  So we turn off AvREAL
-just before freeing it, to let av.c know not to touch the entries.
-The items in the AV are not SVs as for a normal AV, but other AVs:
+The PADLIST has a C array where pads are stored.
 
-0'th Entry of the CvPADLIST is an AV which represents the "names" or rather
-the "static type information" for lexicals.
+The 0th entry of the PADLIST is a PADNAMELIST (which is actually just an
+AV, but that may change) which represents the "names" or rather
+the "static type information" for lexicals.  The individual elements of a
+PADNAMELIST are PADNAMEs (just SVs; but, again, that may change).  Future
+refactorings might stop the PADNAMELIST from being stored in the PADLIST's
+array, so don't rely on it.  See L</PadlistNAMES>.
 
-The CvDEPTH'th entry of CvPADLIST AV is an AV which is the stack frame at that
-depth of recursion into the CV.
-The 0'th slot of a frame AV is an AV which is @_.
-other entries are storage for variables and op targets.
+The CvDEPTH'th entry of a PADLIST is a PAD (an AV) which is the stack frame
+at that depth of recursion into the CV.  The 0th slot of a frame AV is an
+AV which is @_.  Other entries are storage for variables and op targets.
 
-Iterating over the names AV iterates over all possible pad
-items. Pad slots that are SVs_PADTMP (targets/GVs/constants) end up having
+Iterating over the PADNAMELIST iterates over all possible pad
+items.  Pad slots that are SVs_PADTMP (targets/GVs/constants) end up having
 &PL_sv_undef "names" (see pad_alloc()).
 
-Only my/our variable (SVs_PADMY/SVs_PADOUR) slots get valid names.
+Only my/our variable (SvPADMY/PADNAME_isOUR) slots get valid names.
 The rest are op targets/GVs/constants which are statically allocated
 or resolved at compile time.  These don't have names by which they
-can be looked up from Perl code at run time through eval"" like
+can be looked up from Perl code at run time through eval"" the way
 my/our variables can be.  Since they can't be looked up by "name"
 but only by their index allocated at compile time (which is usually
 in PL_op->op_targ), wasting a name SV for them doesn't make sense.
@@ -85,7 +85,8 @@ SvOURSTASH slot pointing at the stash of the associated global (so that
 duplicate C<our> declarations in the same package can be detected).  SvUVX is
 sometimes hijacked to store the generation number during compilation.
 
-If SvFAKE is set on the name SV, then that slot in the frame AV is
+If PADNAME_OUTER (SvFAKE) is set on the
+name SV, then that slot in the frame AV is
 a REFCNT'ed reference to a lexical from "outside". In this case,
 the name SV does not use xlow and xhigh to store a cop_seq range, since it is
 in scope throughout. Instead xhigh stores some flags containing info about
@@ -94,28 +95,30 @@ instantiated multiple times?), and for fake ANONs, xlow contains the index
 within the parent's pad where the lexical's value is stored, to make
 cloning quicker.
 
-If the 'name' is '&' the corresponding entry in frame AV
+If the 'name' is '&' the corresponding entry in the PAD
 is a CV representing a possible closure.
-(SvFAKE and name of '&' is not a meaningful combination currently but could
+(PADNAME_OUTER and name of '&' is not a
+meaningful combination currently but could
 become so if C<my sub foo {}> is implemented.)
 
 Note that formats are treated as anon subs, and are cloned each time
 write is called (if necessary).
 
 The flag SVs_PADSTALE is cleared on lexicals each time the my() is executed,
-and set on scope exit. This allows the 'Variable $x is not available' warning
+and set on scope exit.  This allows the
+'Variable $x is not available' warning
 to be generated in evals, such as 
 
     { my $x = 1; sub f { eval '$x'} } f();
 
-For state vars, SVs_PADSTALE is overloaded to mean 'not yet initialised'
+For state vars, SVs_PADSTALE is overloaded to mean 'not yet initialised'.
 
-=for apidoc AmxU|AV *|PL_comppad_name
+=for apidoc AmxU|PADNAMELIST *|PL_comppad_name
 
 During compilation, this points to the array containing the names part
 of the pad for the currently-compiling code.
 
-=for apidoc AmxU|AV *|PL_comppad
+=for apidoc AmxU|PAD *|PL_comppad
 
 During compilation, this points to the array containing the values
 part of the pad for the currently-compiling code.  (At runtime a CV may
@@ -126,7 +129,7 @@ values for the pad for the currently-executing code.
 =for apidoc AmxU|SV **|PL_curpad
 
 Points directly to the body of the L</PL_comppad> array.
-(I.e., this is C<AvARRAY(PL_comppad)>.)
+(I.e., this is C<PAD_ARRAY(PL_comppad)>.)
 
 =cut
 */
@@ -228,8 +231,9 @@ PADLIST *
 Perl_pad_new(pTHX_ int flags)
 {
     dVAR;
-    AV *padlist, *padname, *pad;
-    SV **ary;
+    PADLIST *padlist;
+    PAD *padname, *pad;
+    PAD **ary;
 
     ASSERT_CURPAD_LEGAL("pad_new");
 
@@ -243,8 +247,8 @@ Perl_pad_new(pTHX_ int flags)
 
     if (flags & padnew_SAVE) {
        SAVECOMPPAD();
-       SAVESPTR(PL_comppad_name);
        if (! (flags & padnew_CLONE)) {
+           SAVESPTR(PL_comppad_name);
            SAVEI32(PL_padix);
            SAVEI32(PL_comppad_name_fill);
            SAVEI32(PL_min_intro_pending);
@@ -260,8 +264,7 @@ Perl_pad_new(pTHX_ int flags)
 
     /* ... create new pad ... */
 
-    padlist    = newAV();
-    padname    = newAV();
+    Newxz(padlist, 1, PADLIST);
     pad                = newAV();
 
     if (flags & padnew_CLONE) {
@@ -273,30 +276,32 @@ Perl_pad_new(pTHX_ int flags)
         AV * const a0 = newAV();                       /* will be @_ */
        av_store(pad, 0, MUTABLE_SV(a0));
        AvREIFY_only(a0);
+
+       padname = (PAD *)SvREFCNT_inc_simple_NN(PL_comppad_name);
     }
     else {
+       padlist->xpadl_id = PL_padlist_generation++;
        av_store(pad, 0, NULL);
+       padname = newAV();
     }
 
     /* Most subroutines never recurse, hence only need 2 entries in the padlist
        array - names, and depth=1.  The default for av_store() is to allocate
        0..3, and even an explicit call to av_extend() with <3 will be rounded
        up, so we inline the allocation of the array here.  */
-    Newx(ary, 2, SV*);
-    AvFILLp(padlist) = 1;
-    AvMAX(padlist) = 1;
-    AvALLOC(padlist) = ary;
-    AvARRAY(padlist) = ary;
-    ary[0] = MUTABLE_SV(padname);
-    ary[1] = MUTABLE_SV(pad);
+    Newx(ary, 2, PAD *);
+    PadlistMAX(padlist) = 1;
+    PadlistARRAY(padlist) = ary;
+    ary[0] = padname;
+    ary[1] = pad;
 
     /* ... then update state variables */
 
-    PL_comppad_name    = padname;
     PL_comppad         = pad;
     PL_curpad          = AvARRAY(pad);
 
     if (! (flags & padnew_CLONE)) {
+       PL_comppad_name      = padname;
        PL_comppad_name_fill = 0;
        PL_min_intro_pending = 0;
        PL_padix             = 0;
@@ -376,13 +381,13 @@ Perl_cv_undef(pTHX_ CV *cv)
 #endif
     SvPOK_off(MUTABLE_SV(cv));         /* forget prototype */
     sv_unmagic((SV *)cv, PERL_MAGIC_checkcall);
-    CvGV_set(cv, NULL);
+    if (CvNAMED(cv)) unshare_hek(CvNAME_HEK(cv));
+    else            CvGV_set(cv, NULL);
 
     /* This statement and the subsequence if block was pad_undef().  */
     pad_peg("pad_undef");
 
-    if (padlist && !SvIS_FREED(padlist) /* may be during global destruction */
-       ) {
+    if (padlist) {
        I32 ix;
 
        /* Free the padlist associated with a CV.
@@ -405,9 +410,9 @@ Perl_cv_undef(pTHX_ CV *cv)
        if (PL_phase != PERL_PHASE_DESTRUCT) { /* don't bother during global destruction */
            CV * const outercv = CvOUTSIDE(cv);
            const U32 seq = CvOUTSIDE_SEQ(cv);
-           AV *  const comppad_name = MUTABLE_AV(AvARRAY(padlist)[0]);
+           PAD * const comppad_name = PadlistARRAY(padlist)[0];
            SV ** const namepad = AvARRAY(comppad_name);
-           AV *  const comppad = MUTABLE_AV(AvARRAY(padlist)[1]);
+           PAD * const comppad = PadlistARRAY(padlist)[1];
            SV ** const curpad = AvARRAY(comppad);
            for (ix = AvFILLp(comppad_name); ix > 0; ix--) {
                SV * const namesv = namepad[ix];
@@ -418,8 +423,6 @@ Perl_cv_undef(pTHX_ CV *cv)
                        U32 inner_rc = SvREFCNT(innercv);
                        assert(inner_rc);
                        assert(SvTYPE(innercv) != SVt_PVFM);
-                       namepad[ix] = NULL;
-                       SvREFCNT_dec(namesv);
 
                        if (SvREFCNT(comppad) < 2) { /* allow for /(?{ sub{} })/  */
                            curpad[ix] = NULL;
@@ -445,11 +448,11 @@ Perl_cv_undef(pTHX_ CV *cv)
            }
        }
 
-       ix = AvFILLp(padlist);
+       ix = PadlistMAX(padlist);
        while (ix > 0) {
-           SV* const sv = AvARRAY(padlist)[ix--];
+           PAD * const sv = PadlistARRAY(padlist)[ix--];
            if (sv) {
-               if (sv == (const SV *)PL_comppad) {
+               if (sv == PL_comppad) {
                    PL_comppad = NULL;
                    PL_curpad = NULL;
                }
@@ -457,13 +460,13 @@ Perl_cv_undef(pTHX_ CV *cv)
            }
        }
        {
-           SV *const sv = AvARRAY(padlist)[0];
-           if (sv == (const SV *)PL_comppad_name)
+           PAD * const sv = PadlistARRAY(padlist)[0];
+           if (sv == PL_comppad_name && SvREFCNT(sv) == 1)
                PL_comppad_name = NULL;
            SvREFCNT_dec(sv);
        }
-       AvREAL_off(CvPADLIST(cv));
-       SvREFCNT_dec(MUTABLE_SV(CvPADLIST(cv)));
+       if (PadlistARRAY(padlist)) Safefree(PadlistARRAY(padlist));
+       Safefree(padlist);
        CvPADLIST(cv) = NULL;
     }
 
@@ -503,9 +506,7 @@ void
 Perl_cv_forget_slab(pTHX_ CV *cv)
 {
     const bool slabbed = !!CvSLABBED(cv);
-#ifdef PERL_DEBUG_READONLY_OPS
     OPSLAB *slab = NULL;
-#endif
 
     PERL_ARGS_ASSERT_CV_FORGET_SLAB;
 
@@ -513,25 +514,21 @@ Perl_cv_forget_slab(pTHX_ CV *cv)
 
     CvSLABBED_off(cv);
 
-#ifdef PERL_DEBUG_READONLY_OPS
     if      (CvROOT(cv))  slab = OpSLAB(CvROOT(cv));
     else if (CvSTART(cv)) slab = (OPSLAB *)CvSTART(cv);
-#else
-    if      (CvROOT(cv))  OpslabREFCNT_dec(OpSLAB(CvROOT(cv)));
-    else if (CvSTART(cv)) OpslabREFCNT_dec((OPSLAB *)CvSTART(cv));
-#endif
 #ifdef DEBUGGING
     else if (slabbed)     Perl_warn(aTHX_ "Slab leaked from cv %p", cv);
 #endif
 
-#ifdef PERL_DEBUG_READONLY_OPS
     if (slab) {
-       size_t refcnt;
-       refcnt = slab->opslab_refcnt;
+#ifdef PERL_DEBUG_READONLY_OPS
+       const size_t refcnt = slab->opslab_refcnt;
+#endif
        OpslabREFCNT_dec(slab);
+#ifdef PERL_DEBUG_READONLY_OPS
        if (refcnt > 1) Slab_to_ro(slab);
-    }
 #endif
+    }
 }
 
 /*
@@ -784,6 +781,8 @@ currently-compiling function.
 The function I<func> is linked into the pad, and its C<CvOUTSIDE> link
 to the outer scope is weakened to avoid a reference loop.
 
+One reference count is stolen, so you may need to do C<SvREFCNT_inc(func)>.
+
 I<optype> should be an opcode indicating the type of operation that the
 pad entry is to support.  This doesn't affect operational semantics,
 but is used for debugging.
@@ -812,7 +811,7 @@ Perl_pad_add_anon(pTHX_ CV* func, I32 optype)
     if (SvTYPE(func) == SVt_PVCV || !CvOUTSIDE(func))
        av_store(PL_comppad, ix, (SV*)func);
     else {
-       SV *rv = newRV_inc((SV *)func);
+       SV *rv = newRV_noinc((SV *)func);
        sv_rvweaken(rv);
        assert (SvTYPE(func) == SVt_PVFM);
        av_store(PL_comppad, ix, rv);
@@ -876,9 +875,11 @@ S_pad_check_dup(pTHX_ SV *name, U32 flags, const HV *ourstash)
        {
            if (is_our && (SvPAD_OUR(sv)))
                break; /* "our" masking "our" */
+           /* diag_listed_as: "%s" variable %s masks earlier declaration in same %s */
            Perl_warner(aTHX_ packWARN(WARN_MISC),
-               "\"%s\" variable %"SVf" masks earlier declaration in same %s",
+               "\"%s\" %s %"SVf" masks earlier declaration in same %s",
                (is_our ? "our" : PL_parser->in_my == KEY_my ? "my" : "state"),
+               *SvPVX(sv) == '&' ? "subroutine" : "variable",
                sv,
                (COP_SEQ_RANGE_HIGH(sv) == PERL_PADSEQ_INTRO
                    ? "scope" : "statement"));
@@ -963,7 +964,7 @@ Perl_pad_findmy_pvn(pTHX_ const char *namepv, STRLEN namelen, U32 flags)
      *    our $foo = 0 unless defined $foo;
      * to not give a warning. (Yes, this is a hack) */
 
-    nameav = MUTABLE_AV(AvARRAY(CvPADLIST(PL_compcv))[0]);
+    nameav = PadlistARRAY(CvPADLIST(PL_compcv))[0];
     name_svp = AvARRAY(nameav);
     for (offset = AvFILLp(nameav); offset > 0; offset--) {
         const SV * const namesv = name_svp[offset];
@@ -1080,7 +1081,7 @@ Perl_find_rundefsv2(pTHX_ CV *cv, U32 seq)
     if (po == NOT_IN_PAD || SvPAD_OUR(namesv))
        return DEFSV;
 
-    return AvARRAY((PAD*) (AvARRAY(CvPADLIST(cv))[CvDEPTH(cv)]))[po];
+    return AvARRAY(PadlistARRAY(CvPADLIST(cv))[CvDEPTH(cv)])[po];
 }
 
 /*
@@ -1111,7 +1112,7 @@ the parent pad.
 #define CvCOMPILED(cv) CvROOT(cv)
 
 /* the CV does late binding of its lexicals */
-#define CvLATE(cv) (CvANON(cv) || SvTYPE(cv) == SVt_PVFM)
+#define CvLATE(cv) (CvANON(cv) || CvCLONE(cv) || SvTYPE(cv) == SVt_PVFM)
 
 
 STATIC PADOFFSET
@@ -1122,13 +1123,15 @@ S_pad_findlex(pTHX_ const char *namepv, STRLEN namelen, U32 flags, const CV* cv,
     I32 offset, new_offset;
     SV *new_capture;
     SV **new_capturep;
-    const AV * const padlist = CvPADLIST(cv);
+    const PADLIST * const padlist = CvPADLIST(cv);
+    const bool staleok = !!(flags & padadd_STALEOK);
 
     PERL_ARGS_ASSERT_PAD_FINDLEX;
 
-    if (flags & ~padadd_UTF8_NAME)
+    if (flags & ~(padadd_UTF8_NAME|padadd_STALEOK))
        Perl_croak(aTHX_ "panic: pad_findlex illegal flag bits 0x%" UVxf,
                   (UV)flags);
+    flags &= ~ padadd_STALEOK; /* one-shot flag */
 
     *out_flags = 0;
 
@@ -1141,7 +1144,7 @@ S_pad_findlex(pTHX_ const char *namepv, STRLEN namelen, U32 flags, const CV* cv,
 
     if (padlist) { /* not an undef CV */
        I32 fake_offset = 0;
-        const AV * const nameav = MUTABLE_AV(AvARRAY(padlist)[0]);
+        const AV * const nameav = PadlistARRAY(padlist)[0];
        SV * const * const name_svp = AvARRAY(nameav);
 
        for (offset = AvFILLp(nameav); offset > 0; offset--) {
@@ -1272,13 +1275,14 @@ S_pad_findlex(pTHX_ const char *namepv, STRLEN namelen, U32 flags, const CV* cv,
                        return offset;
                    }
 
-                   *out_capture = AvARRAY(MUTABLE_AV(AvARRAY(padlist)[
-                                   CvDEPTH(cv) ? CvDEPTH(cv) : 1]))[offset];
+                   *out_capture = AvARRAY(PadlistARRAY(padlist)[
+                                   CvDEPTH(cv) ? CvDEPTH(cv) : 1])[offset];
                    DEBUG_Xv(PerlIO_printf(Perl_debug_log,
                        "Pad findlex cv=0x%"UVxf" found lex=0x%"UVxf"\n",
                        PTR2UV(cv), PTR2UV(*out_capture)));
 
                    if (SvPADSTALE(*out_capture)
+                       && (!CvDEPTH(cv) || !staleok)
                        && !SvPAD_STATE(name_svp[offset]))
                    {
                        Perl_ck_warner(aTHX_ packWARN(WARN_CLOSURE),
@@ -1313,7 +1317,9 @@ S_pad_findlex(pTHX_ const char *namepv, STRLEN namelen, U32 flags, const CV* cv,
     new_capturep = out_capture ? out_capture :
                CvLATE(cv) ? NULL : &new_capture;
 
-    offset = pad_findlex(namepv, namelen, flags, CvOUTSIDE(cv), CvOUTSIDE_SEQ(cv), 1,
+    offset = pad_findlex(namepv, namelen,
+               flags | padadd_STALEOK*(new_capturep == &new_capture),
+               CvOUTSIDE(cv), CvOUTSIDE_SEQ(cv), 1,
                new_capturep, out_name_sv, out_flags);
     if ((PADOFFSET)offset == NOT_IN_PAD)
        return NOT_IN_PAD;
@@ -1333,8 +1339,8 @@ S_pad_findlex(pTHX_ const char *namepv, STRLEN namelen, U32 flags, const CV* cv,
        SV *new_namesv = newSVsv(*out_name_sv);
        AV *  const ocomppad_name = PL_comppad_name;
        PAD * const ocomppad = PL_comppad;
-       PL_comppad_name = MUTABLE_AV(AvARRAY(padlist)[0]);
-       PL_comppad = MUTABLE_AV(AvARRAY(padlist)[1]);
+       PL_comppad_name = PadlistARRAY(padlist)[0];
+       PL_comppad = PadlistARRAY(padlist)[1];
        PL_curpad = AvARRAY(PL_comppad);
 
        new_offset
@@ -1434,7 +1440,7 @@ Perl_pad_setsv(pTHX_ PADOFFSET po, SV* sv)
 /*
 =for apidoc m|void|pad_block_start|int full
 
-Update the pad compilation state variables on entry to a new block
+Update the pad compilation state variables on entry to a new block.
 
 =cut
 */
@@ -1642,7 +1648,7 @@ S_pad_reset(pTHX)
     );
 
     if (!PL_tainting) {        /* Can't mix tainted and non-tainted temporaries. */
-        register I32 po;
+        I32 po;
        for (po = AvMAX(PL_comppad); po > PL_padix_floor; po--) {
            if (PL_curpad[po] && !SvIMMORTAL(PL_curpad[po]))
                SvPADTMP_off(PL_curpad[po]);
@@ -1826,8 +1832,8 @@ Perl_do_dump_pad(pTHX_ I32 level, PerlIO *file, PADLIST *padlist, int full)
     if (!padlist) {
        return;
     }
-    pad_name = MUTABLE_AV(*av_fetch(MUTABLE_AV(padlist), 0, FALSE));
-    pad = MUTABLE_AV(*av_fetch(MUTABLE_AV(padlist), 1, FALSE));
+    pad_name = *PadlistARRAY(padlist);
+    pad = PadlistARRAY(padlist)[1];
     pname = AvARRAY(pad_name);
     ppad = AvARRAY(pad);
     Perl_dump_indent(aTHX_ level, file,
@@ -1889,7 +1895,7 @@ S_cv_dump(pTHX_ const CV *cv, const char *title)
 {
     dVAR;
     const CV * const outside = CvOUTSIDE(cv);
-    AV* const padlist = CvPADLIST(cv);
+    PADLIST* const padlist = CvPADLIST(cv);
 
     PERL_ARGS_ASSERT_CV_DUMP;
 
@@ -1928,24 +1934,26 @@ the immediately surrounding code.
 =cut
 */
 
-CV *
-Perl_cv_clone(pTHX_ CV *proto)
+static CV *S_cv_clone(pTHX_ CV *proto, CV *cv, CV *outside);
+
+static void
+S_cv_clone_pad(pTHX_ CV *proto, CV *cv, CV *outside)
 {
     dVAR;
     I32 ix;
-    AV* const protopadlist = CvPADLIST(proto);
-    const AV *const protopad_name = (const AV *)*av_fetch(protopadlist, 0, FALSE);
-    const AV *const protopad = (const AV *)*av_fetch(protopadlist, 1, FALSE);
+    PADLIST* const protopadlist = CvPADLIST(proto);
+    PAD *const protopad_name = *PadlistARRAY(protopadlist);
+    const PAD *const protopad = PadlistARRAY(protopadlist)[1];
     SV** const pname = AvARRAY(protopad_name);
     SV** const ppad = AvARRAY(protopad);
     const I32 fname = AvFILLp(protopad_name);
     const I32 fpad = AvFILLp(protopad);
-    CV* cv;
     SV** outpad;
-    CV* outside;
     long depth;
-
-    PERL_ARGS_ASSERT_CV_CLONE;
+    bool subclones = FALSE;
+#ifdef DEBUGGING
+    CV * const outside_arg = outside;
+#endif
 
     assert(!CvUNIQUE(proto));
 
@@ -1957,60 +1965,50 @@ Perl_cv_clone(pTHX_ CV *proto)
      * to a prototype; we instead want the cloned parent who called us.
      */
 
-    if (SvTYPE(proto) == SVt_PVCV)
+    if (!outside) {
+      if (SvTYPE(proto) == SVt_PVCV)
        outside = find_runcv(NULL);
-    else {
+      else {
        outside = CvOUTSIDE(proto);
-       if (CvCLONE(outside) && ! CvCLONED(outside)) {
-           CV * const runcv = find_runcv_where(
-               FIND_RUNCV_root_eq, (void *)CvROOT(outside), NULL
+       if ((CvCLONE(outside) && ! CvCLONED(outside))
+           || !CvPADLIST(outside)
+           || CvPADLIST(outside)->xpadl_id != protopadlist->xpadl_outid) {
+           outside = find_runcv_where(
+               FIND_RUNCV_padid_eq, (IV)protopadlist->xpadl_outid, NULL
            );
-           if (runcv) outside = runcv;
+           /* outside could be null */
        }
+      }
     }
-    depth = CvDEPTH(outside);
-    assert(depth || SvTYPE(proto) == SVt_PVFM);
+    depth = outside ? CvDEPTH(outside) : 0;
+#ifdef DEBUGGING
+    assert(depth || outside_arg || SvTYPE(proto) == SVt_PVFM);
+#endif
     if (!depth)
        depth = 1;
-    assert(CvPADLIST(outside) || SvTYPE(proto) == SVt_PVFM);
+    assert(SvTYPE(proto) == SVt_PVFM || CvPADLIST(outside));
 
     ENTER;
     SAVESPTR(PL_compcv);
+    PL_compcv = cv;
 
-    cv = PL_compcv = MUTABLE_CV(newSV_type(SvTYPE(proto)));
-    CvFLAGS(cv) = CvFLAGS(proto) & ~(CVf_CLONE|CVf_WEAKOUTSIDE|CVf_CVGV_RC
-                                   |CVf_SLABBED);
-    CvCLONED_on(cv);
-
-    CvFILE(cv)         = CvDYNFILE(proto) ? savepv(CvFILE(proto))
-                                          : CvFILE(proto);
-    CvGV_set(cv,CvGV(proto));
-    CvSTASH_set(cv, CvSTASH(proto));
-    OP_REFCNT_LOCK;
-    CvROOT(cv)         = OpREFCNT_inc(CvROOT(proto));
-    OP_REFCNT_UNLOCK;
-    CvSTART(cv)                = CvSTART(proto);
     if (CvHASEVAL(cv))
        CvOUTSIDE(cv)   = MUTABLE_CV(SvREFCNT_inc_simple(outside));
-    CvOUTSIDE_SEQ(cv) = CvOUTSIDE_SEQ(proto);
-
-    if (SvPOK(proto))
-       sv_setpvn(MUTABLE_SV(cv), SvPVX_const(proto), SvCUR(proto));
-    if (SvMAGIC(proto))
-       mg_copy((SV *)proto, (SV *)cv, 0, 0);
 
+    SAVESPTR(PL_comppad_name);
+    PL_comppad_name = protopad_name;
     CvPADLIST(cv) = pad_new(padnew_CLONE|padnew_SAVE);
+    CvPADLIST(cv)->xpadl_id = protopadlist->xpadl_id;
 
     av_fill(PL_comppad, fpad);
-    for (ix = fname; ix > 0; ix--)
-       av_store(PL_comppad_name, ix, SvREFCNT_inc(pname[ix]));
 
     PL_curpad = AvARRAY(PL_comppad);
 
-    outpad = CvPADLIST(outside)
-       ? AvARRAY(AvARRAY(CvPADLIST(outside))[depth])
+    outpad = outside && CvPADLIST(outside)
+       ? AvARRAY(PadlistARRAY(CvPADLIST(outside))[depth])
        : NULL;
     assert(outpad || SvTYPE(cv) == SVt_PVFM);
+    if (outpad) CvPADLIST(cv)->xpadl_outid = CvPADLIST(outside)->xpadl_id;
 
     for (ix = fpad; ix > 0; ix--) {
        SV* const namesv = (ix <= fname) ? pname[ix] : NULL;
@@ -2021,7 +2019,7 @@ Perl_cv_clone(pTHX_ CV *proto)
                   but state vars are always available. */
                if (!outpad || !(sv = outpad[PARENT_PAD_INDEX(namesv)])
                 || (  SvPADSTALE(sv) && !SvPAD_STATE(namesv)
-                   && !CvDEPTH(outside))  ) {
+                   && (!outside || !CvDEPTH(outside)))  ) {
                    assert(SvTYPE(cv) == SVt_PVFM);
                    Perl_ck_warner(aTHX_ packWARN(WARN_CLOSURE),
                                   "Variable \"%"SVf"\" is not available", namesv);
@@ -2033,7 +2031,16 @@ Perl_cv_clone(pTHX_ CV *proto)
            if (!sv) {
                 const char sigil = SvPVX_const(namesv)[0];
                 if (sigil == '&')
-                   sv = SvREFCNT_inc(ppad[ix]);
+                   /* If there are state subs, we need to clone them, too.
+                      But they may need to close over variables we have
+                      not cloned yet.  So we will have to do a second
+                      pass.  Furthermore, there may be state subs clos-
+                      ing over other state subs’ entries, so we have
+                      to put a stub here and then clone into it on the
+                      second pass. */
+                   sv = SvPAD_STATE(namesv) && !CvCLONED(ppad[ix])
+                       ? (subclones = 1, newSV_type(SVt_PVCV))
+                       : SvREFCNT_inc(ppad[ix]);
                 else if (sigil == '@')
                    sv = MUTABLE_SV(newAV());
                 else if (sigil == '%')
@@ -2042,7 +2049,7 @@ Perl_cv_clone(pTHX_ CV *proto)
                    sv = newSV(0);
                SvPADMY_on(sv);
                /* reset the 'assign only once' flag on each state var */
-               if (SvPAD_STATE(namesv))
+               if (sigil != '&' && SvPAD_STATE(namesv))
                    SvPADSTALE_on(sv);
            }
        }
@@ -2056,15 +2063,53 @@ Perl_cv_clone(pTHX_ CV *proto)
        PL_curpad[ix] = sv;
     }
 
+    if (subclones)
+       for (ix = fpad; ix > 0; ix--) {
+           SV* const namesv = (ix <= fname) ? pname[ix] : NULL;
+           if (namesv && namesv != &PL_sv_undef && !SvFAKE(namesv)
+            && SvPVX_const(namesv)[0] == '&' && SvPAD_STATE(namesv))
+               S_cv_clone(aTHX_ (CV *)ppad[ix], (CV *)PL_curpad[ix], cv);
+       }
+
+    LEAVE;
+}
+
+static CV *
+S_cv_clone(pTHX_ CV *proto, CV *cv, CV *outside)
+{
+    assert(!CvUNIQUE(proto));
+
+    if (!cv) cv = MUTABLE_CV(newSV_type(SvTYPE(proto)));
+    CvFLAGS(cv) = CvFLAGS(proto) & ~(CVf_CLONE|CVf_WEAKOUTSIDE|CVf_CVGV_RC
+                                   |CVf_SLABBED);
+    CvCLONED_on(cv);
+
+    CvFILE(cv)         = CvDYNFILE(proto) ? savepv(CvFILE(proto))
+                                          : CvFILE(proto);
+    if (CvNAMED(proto))
+        SvANY(cv)->xcv_gv_u.xcv_hek = share_hek_hek(CvNAME_HEK(proto));
+    else CvGV_set(cv,CvGV(proto));
+    CvSTASH_set(cv, CvSTASH(proto));
+    OP_REFCNT_LOCK;
+    CvROOT(cv)         = OpREFCNT_inc(CvROOT(proto));
+    OP_REFCNT_UNLOCK;
+    CvSTART(cv)                = CvSTART(proto);
+    CvOUTSIDE_SEQ(cv) = CvOUTSIDE_SEQ(proto);
+
+    if (SvPOK(proto))
+       sv_setpvn(MUTABLE_SV(cv), SvPVX_const(proto), SvCUR(proto));
+    if (SvMAGIC(proto))
+       mg_copy((SV *)proto, (SV *)cv, 0, 0);
+
+    if (CvPADLIST(proto)) S_cv_clone_pad(aTHX_ proto, cv, outside);
+
     DEBUG_Xv(
        PerlIO_printf(Perl_debug_log, "\nPad CV clone\n");
-       cv_dump(outside, "Outside");
+       if (CvOUTSIDE(cv)) cv_dump(CvOUTSIDE(cv), "Outside");
        cv_dump(proto,   "Proto");
        cv_dump(cv,      "To");
     );
 
-    LEAVE;
-
     if (CvCONST(cv)) {
        /* Constant sub () { $x } closing over $x - see lib/constant.pm:
         * The prototype was marked as a candiate for const-ization,
@@ -2074,6 +2119,9 @@ Perl_cv_clone(pTHX_ CV *proto)
        SV* const const_sv = op_const_sv(CvSTART(cv), cv);
        if (const_sv) {
            SvREFCNT_dec(cv);
+            /* For this calling case, op_const_sv returns a *copy*, which we
+               donate to newCONSTSUB. Yes, this is ugly, and should be killed.
+               Need to fix how lib/constant.pm works to eliminate this.  */
            cv = newCONSTSUB(CvSTASH(proto), NULL, const_sv);
        }
        else {
@@ -2084,6 +2132,15 @@ Perl_cv_clone(pTHX_ CV *proto)
     return cv;
 }
 
+CV *
+Perl_cv_clone(pTHX_ CV *proto)
+{
+    PERL_ARGS_ASSERT_CV_CLONE;
+
+    if (!CvPADLIST(proto)) Perl_croak(aTHX_ "panic: no pad in cv_clone");
+    return S_cv_clone(aTHX_ proto, NULL, NULL);
+}
+
 /*
 =for apidoc m|void|pad_fixup_inner_anons|PADLIST *padlist|CV *old_cv|CV *new_cv
 
@@ -2099,8 +2156,8 @@ Perl_pad_fixup_inner_anons(pTHX_ PADLIST *padlist, CV *old_cv, CV *new_cv)
 {
     dVAR;
     I32 ix;
-    AV * const comppad_name = MUTABLE_AV(AvARRAY(padlist)[0]);
-    AV * const comppad = MUTABLE_AV(AvARRAY(padlist)[1]);
+    AV * const comppad_name = PadlistARRAY(padlist)[0];
+    AV * const comppad = PadlistARRAY(padlist)[1];
     SV ** const namepad = AvARRAY(comppad_name);
     SV ** const curpad = AvARRAY(comppad);
 
@@ -2109,7 +2166,7 @@ Perl_pad_fixup_inner_anons(pTHX_ PADLIST *padlist, CV *old_cv, CV *new_cv)
 
     for (ix = AvFILLp(comppad_name); ix > 0; ix--) {
         const SV * const namesv = namepad[ix];
-       if (namesv && namesv != &PL_sv_undef
+       if (namesv && namesv != &PL_sv_undef && !SvPAD_STATE(namesv)
            && *SvPVX_const(namesv) == '&')
        {
          if (SvTYPE(curpad[ix]) == SVt_PVCV) {
@@ -2150,8 +2207,8 @@ Perl_pad_push(pTHX_ PADLIST *padlist, int depth)
 
     PERL_ARGS_ASSERT_PAD_PUSH;
 
-    if (depth > AvFILLp(padlist)) {
-       SV** const svp = AvARRAY(padlist);
+    if (depth > PadlistMAX(padlist) || !PadlistARRAY(padlist)[depth]) {
+       PAD** const svp = PadlistARRAY(padlist);
        AV* const newpad = newAV();
        SV** const oldpad = AvARRAY(svp[depth-1]);
        I32 ix = AvFILLp((const AV *)svp[1]);
@@ -2195,8 +2252,7 @@ Perl_pad_push(pTHX_ PADLIST *padlist, int depth)
        av_store(newpad, 0, MUTABLE_SV(av));
        AvREIFY_only(av);
 
-       av_store(padlist, depth, MUTABLE_SV(newpad));
-       AvFILLp(padlist) = depth;
+       padlist_store(padlist, depth, newpad);
     }
 }
 
@@ -2226,58 +2282,62 @@ Perl_pad_compname_type(pTHX_ const PADOFFSET po)
 #  define av_dup_inc(s,t)      MUTABLE_AV(sv_dup_inc((const SV *)s,t))
 
 /*
-=for apidoc m|AV *|padlist_dup|AV *srcpad|CLONE_PARAMS *param
+=for apidoc padlist_dup
 
 Duplicates a pad.
 
 =cut
 */
 
-AV *
-Perl_padlist_dup(pTHX_ AV *srcpad, CLONE_PARAMS *param)
+PADLIST *
+Perl_padlist_dup(pTHX_ PADLIST *srcpad, CLONE_PARAMS *param)
 {
-    AV *dstpad;
+    PADLIST *dstpad;
+    bool cloneall;
+    PADOFFSET max;
+
     PERL_ARGS_ASSERT_PADLIST_DUP;
 
     if (!srcpad)
        return NULL;
 
-    if (param->flags & CLONEf_COPY_STACKS
-       || SvREFCNT(AvARRAY(srcpad)[1]) > 1) {
-       dstpad = av_dup_inc(srcpad, param);
-       assert (SvREFCNT(AvARRAY(srcpad)[1]) == 1);
+    cloneall = param->flags & CLONEf_COPY_STACKS
+       || SvREFCNT(PadlistARRAY(srcpad)[1]) > 1;
+    assert (SvREFCNT(PadlistARRAY(srcpad)[1]) == 1);
+
+    max = cloneall ? PadlistMAX(srcpad) : 1;
+
+    Newx(dstpad, 1, PADLIST);
+    ptr_table_store(PL_ptr_table, srcpad, dstpad);
+    PadlistMAX(dstpad) = max;
+    Newx(PadlistARRAY(dstpad), max + 1, PAD *);
+
+    if (cloneall) {
+       PADOFFSET depth;
+       for (depth = 0; depth <= max; ++depth)
+           PadlistARRAY(dstpad)[depth] =
+               av_dup_inc(PadlistARRAY(srcpad)[depth], param);
     } else {
        /* CvDEPTH() on our subroutine will be set to 0, so there's no need
           to build anything other than the first level of pads.  */
-
-       I32 ix = AvFILLp((const AV *)AvARRAY(srcpad)[1]);
+       I32 ix = AvFILLp(PadlistARRAY(srcpad)[1]);
        AV *pad1;
-       const I32 names_fill = AvFILLp((const AV *)(AvARRAY(srcpad)[0]));
-       const AV *const srcpad1 = (const AV *) AvARRAY(srcpad)[1];
+       const I32 names_fill = AvFILLp(PadlistARRAY(srcpad)[0]);
+       const PAD *const srcpad1 = PadlistARRAY(srcpad)[1];
        SV **oldpad = AvARRAY(srcpad1);
        SV **names;
        SV **pad1a;
        AV *args;
-       /* Look for it in the table first, as the padlist may have ended up
-          as an element of @DB::args (or theoretically even @_), so it may
-          may have been cloned already. */
-       dstpad = (AV*)ptr_table_fetch(PL_ptr_table, srcpad);
-
-       if (dstpad)
-           return (AV *)SvREFCNT_inc_simple_NN(dstpad);
 
-       dstpad = newAV();
-       ptr_table_store(PL_ptr_table, srcpad, dstpad);
-       av_extend(dstpad, 1);
-       AvARRAY(dstpad)[0] = MUTABLE_SV(av_dup_inc(AvARRAY(srcpad)[0], param));
-       names = AvARRAY(AvARRAY(dstpad)[0]);
+       PadlistARRAY(dstpad)[0] =
+           av_dup_inc(PadlistARRAY(srcpad)[0], param);
+       names = AvARRAY(PadlistARRAY(dstpad)[0]);
 
        pad1 = newAV();
 
        av_extend(pad1, ix);
-       AvARRAY(dstpad)[1] = MUTABLE_SV(pad1);
+       PadlistARRAY(dstpad)[1] = pad1;
        pad1a = AvARRAY(pad1);
-       AvFILLp(dstpad) = 1;
 
        if (ix > -1) {
            AvFILLp(pad1) = ix;
@@ -2345,6 +2405,30 @@ Perl_padlist_dup(pTHX_ AV *srcpad, CLONE_PARAMS *param)
 
 #endif /* USE_ITHREADS */
 
+PAD **
+Perl_padlist_store(pTHX_ register PADLIST *padlist, I32 key, PAD *val)
+{
+    dVAR;
+    PAD **ary;
+    SSize_t const oldmax = PadlistMAX(padlist);
+
+    PERL_ARGS_ASSERT_PADLIST_STORE;
+
+    assert(key >= 0);
+
+    if (key > PadlistMAX(padlist)) {
+       av_extend_guts(NULL,key,&PadlistMAX(padlist),
+                      (SV ***)&PadlistARRAY(padlist),
+                      (SV ***)&PadlistARRAY(padlist));
+       Zero(PadlistARRAY(padlist)+oldmax+1, PadlistMAX(padlist)-oldmax,
+            PAD *);
+    }
+    ary = PadlistARRAY(padlist);
+    SvREFCNT_dec(ary[key]);
+    ary[key] = val;
+    return &ary[key];
+}
+
 /*
  * Local variables:
  * c-indentation-style: bsd