Initial bulk commit for "Git on MSys"
[msysgit/historical-msysgit.git] / lib / perl5 / 5.6.1 / pods / perldebguts.pod
blob20cc5460fd442a79dbfac6e7cb57990bd7b780fa
1 =head1 NAME
3 perldebguts - Guts of Perl debugging 
5 =head1 DESCRIPTION
7 This is not the perldebug(1) manpage, which tells you how to use
8 the debugger.  This manpage describes low-level details ranging
9 between difficult and impossible for anyone who isn't incredibly
10 intimate with Perl's guts to understand.  Caveat lector.
12 =head1 Debugger Internals
14 Perl has special debugging hooks at compile-time and run-time used
15 to create debugging environments.  These hooks are not to be confused
16 with the I<perl -Dxxx> command described in L<perlrun>, which is
17 usable only if a special Perl is built per the instructions in the
18 F<INSTALL> podpage in the Perl source tree.
20 For example, whenever you call Perl's built-in C<caller> function
21 from the package DB, the arguments that the corresponding stack
22 frame was called with are copied to the @DB::args array.  The
23 general mechanisms is enabled by calling Perl with the B<-d> switch, the
24 following additional features are enabled (cf. L<perlvar/$^P>):
26 =over 4
28 =item *
30 Perl inserts the contents of C<$ENV{PERL5DB}> (or C<BEGIN {require
31 'perl5db.pl'}> if not present) before the first line of your program.
33 =item *
35 Each array C<@{"_<$filename"}> holds the lines of $filename for a
36 file compiled by Perl.  The same for C<eval>ed strings that contain
37 subroutines, or which are currently being executed.  The $filename
38 for C<eval>ed strings looks like C<(eval 34)>.   Code assertions
39 in regexes look like C<(re_eval 19)>.  
41 Values in this array are magical in numeric context: they compare
42 equal to zero only if the line is not breakable.
44 =item *
46 Each hash C<%{"_<$filename"}> contains breakpoints and actions keyed
47 by line number.  Individual entries (as opposed to the whole hash)
48 are settable.  Perl only cares about Boolean true here, although
49 the values used by F<perl5db.pl> have the form
50 C<"$break_condition\0$action">.  
52 The same holds for evaluated strings that contain subroutines, or
53 which are currently being executed.  The $filename for C<eval>ed strings
54 looks like C<(eval 34)> or  C<(re_eval 19)>.
56 =item *
58 Each scalar C<${"_<$filename"}> contains C<"_<$filename">.  This is
59 also the case for evaluated strings that contain subroutines, or
60 which are currently being executed.  The $filename for C<eval>ed
61 strings looks like C<(eval 34)> or C<(re_eval 19)>.
63 =item *
65 After each C<require>d file is compiled, but before it is executed,
66 C<DB::postponed(*{"_<$filename"})> is called if the subroutine
67 C<DB::postponed> exists.  Here, the $filename is the expanded name of
68 the C<require>d file, as found in the values of %INC.
70 =item *
72 After each subroutine C<subname> is compiled, the existence of
73 C<$DB::postponed{subname}> is checked.  If this key exists,
74 C<DB::postponed(subname)> is called if the C<DB::postponed> subroutine
75 also exists.
77 =item *
79 A hash C<%DB::sub> is maintained, whose keys are subroutine names
80 and whose values have the form C<filename:startline-endline>.
81 C<filename> has the form C<(eval 34)> for subroutines defined inside
82 C<eval>s, or C<(re_eval 19)> for those within regex code assertions.
84 =item *
86 When the execution of your program reaches a point that can hold a
87 breakpoint, the C<DB::DB()> subroutine is called any of the variables
88 $DB::trace, $DB::single, or $DB::signal is true.  These variables
89 are not C<local>izable.  This feature is disabled when executing
90 inside C<DB::DB()>, including functions called from it 
91 unless C<< $^D & (1<<30) >> is true.
93 =item *
95 When execution of the program reaches a subroutine call, a call to
96 C<&DB::sub>(I<args>) is made instead, with C<$DB::sub> holding the
97 name of the called subroutine.  This doesn't happen if the subroutine
98 was compiled in the C<DB> package.)
100 =back
102 Note that if C<&DB::sub> needs external data for it to work, no
103 subroutine call is possible until this is done.  For the standard
104 debugger, the  C<$DB::deep> variable (how many levels of recursion
105 deep into the debugger you can go before a mandatory break) gives
106 an example of such a dependency.
108 =head2 Writing Your Own Debugger
110 The minimal working debugger consists of one line
112   sub DB::DB {}
114 which is quite handy as contents of C<PERL5DB> environment
115 variable:
117   $ PERL5DB="sub DB::DB {}" perl -d your-script
119 Another brief debugger, slightly more useful, could be created
120 with only the line:
122   sub DB::DB {print ++$i; scalar <STDIN>}
124 This debugger would print the sequential number of encountered
125 statement, and would wait for you to hit a newline before continuing.
127 The following debugger is quite functional:
129   {
130     package DB;
131     sub DB  {}
132     sub sub {print ++$i, " $sub\n"; &$sub}
133   }
135 It prints the sequential number of subroutine call and the name of the
136 called subroutine.  Note that C<&DB::sub> should be compiled into the
137 package C<DB>.
139 At the start, the debugger reads your rc file (F<./.perldb> or
140 F<~/.perldb> under Unix), which can set important options.  This file may
141 define a subroutine C<&afterinit> to be executed after the debugger is
142 initialized.
144 After the rc file is read, the debugger reads the PERLDB_OPTS
145 environment variable and parses this as the remainder of a C<O ...>
146 line as one might enter at the debugger prompt.
148 The debugger also maintains magical internal variables, such as
149 C<@DB::dbline>, C<%DB::dbline>, which are aliases for
150 C<@{"::_<current_file"}> C<%{"::_<current_file"}>.  Here C<current_file>
151 is the currently selected file, either explicitly chosen with the
152 debugger's C<f> command, or implicitly by flow of execution.
154 Some functions are provided to simplify customization.  See
155 L<perldebug/"Options"> for description of options parsed by
156 C<DB::parse_options(string)>.  The function C<DB::dump_trace(skip[,
157 count])> skips the specified number of frames and returns a list
158 containing information about the calling frames (all of them, if
159 C<count> is missing).  Each entry is reference to a hash with
160 keys C<context> (either C<.>, C<$>, or C<@>), C<sub> (subroutine
161 name, or info about C<eval>), C<args> (C<undef> or a reference to
162 an array), C<file>, and C<line>.
164 The function C<DB::print_trace(FH, skip[, count[, short]])> prints
165 formatted info about caller frames.  The last two functions may be
166 convenient as arguments to C<< < >>, C<< << >> commands.
168 Note that any variables and functions that are not documented in
169 this manpages (or in L<perldebug>) are considered for internal   
170 use only, and as such are subject to change without notice.
172 =head1 Frame Listing Output Examples
174 The C<frame> option can be used to control the output of frame 
175 information.  For example, contrast this expression trace:
177  $ perl -de 42
178  Stack dump during die enabled outside of evals.
180  Loading DB routines from perl5db.pl patch level 0.94
181  Emacs support available.
183  Enter h or `h h' for help.
185  main::(-e:1):   0
186    DB<1> sub foo { 14 }
188    DB<2> sub bar { 3 }
190    DB<3> t print foo() * bar()
191  main::((eval 172):3):   print foo() + bar();
192  main::foo((eval 168):2):
193  main::bar((eval 170):2):
194  42
196 with this one, once the C<O>ption C<frame=2> has been set:
198    DB<4> O f=2
199                 frame = '2'
200    DB<5> t print foo() * bar()
201  3:      foo() * bar()
202  entering main::foo
203   2:     sub foo { 14 };
204  exited main::foo
205  entering main::bar
206   2:     sub bar { 3 };
207  exited main::bar
208  42
210 By way of demonstration, we present below a laborious listing
211 resulting from setting your C<PERLDB_OPTS> environment variable to
212 the value C<f=n N>, and running I<perl -d -V> from the command line.
213 Examples use various values of C<n> are shown to give you a feel
214 for the difference between settings.  Long those it may be, this
215 is not a complete listing, but only excerpts.
217 =over 4
219 =item 1
221   entering main::BEGIN
222    entering Config::BEGIN
223     Package lib/Exporter.pm.
224     Package lib/Carp.pm.
225    Package lib/Config.pm.
226    entering Config::TIEHASH
227    entering Exporter::import
228     entering Exporter::export
229   entering Config::myconfig
230    entering Config::FETCH
231    entering Config::FETCH
232    entering Config::FETCH
233    entering Config::FETCH
235 =item 2
237   entering main::BEGIN
238    entering Config::BEGIN
239     Package lib/Exporter.pm.
240     Package lib/Carp.pm.
241    exited Config::BEGIN
242    Package lib/Config.pm.
243    entering Config::TIEHASH
244    exited Config::TIEHASH
245    entering Exporter::import
246     entering Exporter::export
247     exited Exporter::export
248    exited Exporter::import
249   exited main::BEGIN
250   entering Config::myconfig
251    entering Config::FETCH
252    exited Config::FETCH
253    entering Config::FETCH
254    exited Config::FETCH
255    entering Config::FETCH
257 =item 4
259   in  $=main::BEGIN() from /dev/null:0
260    in  $=Config::BEGIN() from lib/Config.pm:2
261     Package lib/Exporter.pm.
262     Package lib/Carp.pm.
263    Package lib/Config.pm.
264    in  $=Config::TIEHASH('Config') from lib/Config.pm:644
265    in  $=Exporter::import('Config', 'myconfig', 'config_vars') from /dev/null:0
266     in  $=Exporter::export('Config', 'main', 'myconfig', 'config_vars') from li
267   in  @=Config::myconfig() from /dev/null:0
268    in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'package') from lib/Config.pm:574
269    in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'baserev') from lib/Config.pm:574
270    in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'PERL_VERSION') from lib/Config.pm:574
271    in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'PERL_SUBVERSION') from lib/Config.pm:574
272    in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'osname') from lib/Config.pm:574
273    in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'osvers') from lib/Config.pm:574
275 =item 6
277   in  $=main::BEGIN() from /dev/null:0
278    in  $=Config::BEGIN() from lib/Config.pm:2
279     Package lib/Exporter.pm.
280     Package lib/Carp.pm.
281    out $=Config::BEGIN() from lib/Config.pm:0
282    Package lib/Config.pm.
283    in  $=Config::TIEHASH('Config') from lib/Config.pm:644
284    out $=Config::TIEHASH('Config') from lib/Config.pm:644
285    in  $=Exporter::import('Config', 'myconfig', 'config_vars') from /dev/null:0
286     in  $=Exporter::export('Config', 'main', 'myconfig', 'config_vars') from lib/
287     out $=Exporter::export('Config', 'main', 'myconfig', 'config_vars') from lib/
288    out $=Exporter::import('Config', 'myconfig', 'config_vars') from /dev/null:0
289   out $=main::BEGIN() from /dev/null:0
290   in  @=Config::myconfig() from /dev/null:0
291    in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'package') from lib/Config.pm:574
292    out $=Config::FETCH(ref(Config), 'package') from lib/Config.pm:574
293    in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'baserev') from lib/Config.pm:574
294    out $=Config::FETCH(ref(Config), 'baserev') from lib/Config.pm:574
295    in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'PERL_VERSION') from lib/Config.pm:574
296    out $=Config::FETCH(ref(Config), 'PERL_VERSION') from lib/Config.pm:574
297    in  $=Config::FETCH(ref(Config), 'PERL_SUBVERSION') from lib/Config.pm:574
299 =item 14
301   in  $=main::BEGIN() from /dev/null:0
302    in  $=Config::BEGIN() from lib/Config.pm:2
303     Package lib/Exporter.pm.
304     Package lib/Carp.pm.
305    out $=Config::BEGIN() from lib/Config.pm:0
306    Package lib/Config.pm.
307    in  $=Config::TIEHASH('Config') from lib/Config.pm:644
308    out $=Config::TIEHASH('Config') from lib/Config.pm:644
309    in  $=Exporter::import('Config', 'myconfig', 'config_vars') from /dev/null:0
310     in  $=Exporter::export('Config', 'main', 'myconfig', 'config_vars') from lib/E
311     out $=Exporter::export('Config', 'main', 'myconfig', 'config_vars') from lib/E
312    out $=Exporter::import('Config', 'myconfig', 'config_vars') from /dev/null:0
313   out $=main::BEGIN() from /dev/null:0
314   in  @=Config::myconfig() from /dev/null:0
315    in  $=Config::FETCH('Config=HASH(0x1aa444)', 'package') from lib/Config.pm:574
316    out $=Config::FETCH('Config=HASH(0x1aa444)', 'package') from lib/Config.pm:574
317    in  $=Config::FETCH('Config=HASH(0x1aa444)', 'baserev') from lib/Config.pm:574
318    out $=Config::FETCH('Config=HASH(0x1aa444)', 'baserev') from lib/Config.pm:574
320 =item 30
322   in  $=CODE(0x15eca4)() from /dev/null:0
323    in  $=CODE(0x182528)() from lib/Config.pm:2
324     Package lib/Exporter.pm.
325    out $=CODE(0x182528)() from lib/Config.pm:0
326    scalar context return from CODE(0x182528): undef
327    Package lib/Config.pm.
328    in  $=Config::TIEHASH('Config') from lib/Config.pm:628
329    out $=Config::TIEHASH('Config') from lib/Config.pm:628
330    scalar context return from Config::TIEHASH:   empty hash
331    in  $=Exporter::import('Config', 'myconfig', 'config_vars') from /dev/null:0
332     in  $=Exporter::export('Config', 'main', 'myconfig', 'config_vars') from lib/Exporter.pm:171
333     out $=Exporter::export('Config', 'main', 'myconfig', 'config_vars') from lib/Exporter.pm:171
334     scalar context return from Exporter::export: ''
335    out $=Exporter::import('Config', 'myconfig', 'config_vars') from /dev/null:0
336    scalar context return from Exporter::import: ''
338 =back
340 In all cases shown above, the line indentation shows the call tree.
341 If bit 2 of C<frame> is set, a line is printed on exit from a
342 subroutine as well.  If bit 4 is set, the arguments are printed
343 along with the caller info.  If bit 8 is set, the arguments are
344 printed even if they are tied or references.  If bit 16 is set, the
345 return value is printed, too.
347 When a package is compiled, a line like this
349     Package lib/Carp.pm.
351 is printed with proper indentation.
353 =head1 Debugging regular expressions
355 There are two ways to enable debugging output for regular expressions.
357 If your perl is compiled with C<-DDEBUGGING>, you may use the
358 B<-Dr> flag on the command line.
360 Otherwise, one can C<use re 'debug'>, which has effects at
361 compile time and run time.  It is not lexically scoped.
363 =head2 Compile-time output
365 The debugging output at compile time looks like this:
367   compiling RE `[bc]d(ef*g)+h[ij]k$'
368   size 43 first at 1
369      1: ANYOF(11)
370     11: EXACT <d>(13)
371     13: CURLYX {1,32767}(27)
372     15:   OPEN1(17)
373     17:     EXACT <e>(19)
374     19:     STAR(22)
375     20:       EXACT <f>(0)
376     22:     EXACT <g>(24)
377     24:   CLOSE1(26)
378     26:   WHILEM(0)
379     27: NOTHING(28)
380     28: EXACT <h>(30)
381     30: ANYOF(40)
382     40: EXACT <k>(42)
383     42: EOL(43)
384     43: END(0)
385   anchored `de' at 1 floating `gh' at 3..2147483647 (checking floating)
386                                     stclass `ANYOF' minlen 7
388 The first line shows the pre-compiled form of the regex.  The second
389 shows the size of the compiled form (in arbitrary units, usually
390 4-byte words) and the label I<id> of the first node that does a
391 match.
393 The last line (split into two lines above) contains optimizer
394 information.  In the example shown, the optimizer found that the match 
395 should contain a substring C<de> at offset 1, plus substring C<gh>
396 at some offset between 3 and infinity.  Moreover, when checking for
397 these substrings (to abandon impossible matches quickly), Perl will check
398 for the substring C<gh> before checking for the substring C<de>.  The
399 optimizer may also use the knowledge that the match starts (at the
400 C<first> I<id>) with a character class, and the match cannot be
401 shorter than 7 chars.
403 The fields of interest which may appear in the last line are
405 =over 4
407 =item C<anchored> I<STRING> C<at> I<POS>
409 =item C<floating> I<STRING> C<at> I<POS1..POS2>
411 See above.
413 =item C<matching floating/anchored>
415 Which substring to check first.
417 =item C<minlen>
419 The minimal length of the match.
421 =item C<stclass> I<TYPE>
423 Type of first matching node.
425 =item C<noscan>
427 Don't scan for the found substrings.
429 =item C<isall>
431 Means that the optimizer info is all that the regular
432 expression contains, and thus one does not need to enter the regex engine at
433 all.
435 =item C<GPOS>
437 Set if the pattern contains C<\G>.
439 =item C<plus> 
441 Set if the pattern starts with a repeated char (as in C<x+y>).
443 =item C<implicit>
445 Set if the pattern starts with C<.*>.
447 =item C<with eval> 
449 Set if the pattern contain eval-groups, such as C<(?{ code })> and
450 C<(??{ code })>.
452 =item C<anchored(TYPE)>
454 If the pattern may match only at a handful of places, (with C<TYPE>
455 being C<BOL>, C<MBOL>, or C<GPOS>.  See the table below.
457 =back
459 If a substring is known to match at end-of-line only, it may be
460 followed by C<$>, as in C<floating `k'$>.
462 The optimizer-specific info is used to avoid entering (a slow) regex
463 engine on strings that will not definitely match.  If C<isall> flag
464 is set, a call to the regex engine may be avoided even when the optimizer
465 found an appropriate place for the match.
467 The rest of the output contains the list of I<nodes> of the compiled
468 form of the regex.  Each line has format 
470 C<   >I<id>: I<TYPE> I<OPTIONAL-INFO> (I<next-id>)
472 =head2 Types of nodes
474 Here are the possible types, with short descriptions:
476     # TYPE arg-description [num-args] [longjump-len] DESCRIPTION
478     # Exit points
479     END         no      End of program.
480     SUCCEED     no      Return from a subroutine, basically.
482     # Anchors:
483     BOL         no      Match "" at beginning of line.
484     MBOL        no      Same, assuming multiline.
485     SBOL        no      Same, assuming singleline.
486     EOS         no      Match "" at end of string.
487     EOL         no      Match "" at end of line.
488     MEOL        no      Same, assuming multiline.
489     SEOL        no      Same, assuming singleline.
490     BOUND       no      Match "" at any word boundary
491     BOUNDL      no      Match "" at any word boundary
492     NBOUND      no      Match "" at any word non-boundary
493     NBOUNDL     no      Match "" at any word non-boundary
494     GPOS        no      Matches where last m//g left off.
496     # [Special] alternatives
497     ANY         no      Match any one character (except newline).
498     SANY        no      Match any one character.
499     ANYOF       sv      Match character in (or not in) this class.
500     ALNUM       no      Match any alphanumeric character
501     ALNUML      no      Match any alphanumeric char in locale
502     NALNUM      no      Match any non-alphanumeric character
503     NALNUML     no      Match any non-alphanumeric char in locale
504     SPACE       no      Match any whitespace character
505     SPACEL      no      Match any whitespace char in locale
506     NSPACE      no      Match any non-whitespace character
507     NSPACEL     no      Match any non-whitespace char in locale
508     DIGIT       no      Match any numeric character
509     NDIGIT      no      Match any non-numeric character
511     # BRANCH    The set of branches constituting a single choice are hooked
512     #           together with their "next" pointers, since precedence prevents
513     #           anything being concatenated to any individual branch.  The
514     #           "next" pointer of the last BRANCH in a choice points to the
515     #           thing following the whole choice.  This is also where the
516     #           final "next" pointer of each individual branch points; each
517     #           branch starts with the operand node of a BRANCH node.
518     #
519     BRANCH      node    Match this alternative, or the next...
521     # BACK      Normal "next" pointers all implicitly point forward; BACK
522     #           exists to make loop structures possible.
523     # not used
524     BACK        no      Match "", "next" ptr points backward.
526     # Literals
527     EXACT       sv      Match this string (preceded by length).
528     EXACTF      sv      Match this string, folded (prec. by length).
529     EXACTFL     sv      Match this string, folded in locale (w/len).
531     # Do nothing
532     NOTHING     no      Match empty string.
533     # A variant of above which delimits a group, thus stops optimizations
534     TAIL        no      Match empty string. Can jump here from outside.
536     # STAR,PLUS '?', and complex '*' and '+', are implemented as circular
537     #           BRANCH structures using BACK.  Simple cases (one character
538     #           per match) are implemented with STAR and PLUS for speed
539     #           and to minimize recursive plunges.
540     #
541     STAR        node    Match this (simple) thing 0 or more times.
542     PLUS        node    Match this (simple) thing 1 or more times.
544     CURLY       sv 2    Match this simple thing {n,m} times.
545     CURLYN      no 2    Match next-after-this simple thing 
546     #                   {n,m} times, set parens.
547     CURLYM      no 2    Match this medium-complex thing {n,m} times.
548     CURLYX      sv 2    Match this complex thing {n,m} times.
550     # This terminator creates a loop structure for CURLYX
551     WHILEM      no      Do curly processing and see if rest matches.
553     # OPEN,CLOSE,GROUPP ...are numbered at compile time.
554     OPEN        num 1   Mark this point in input as start of #n.
555     CLOSE       num 1   Analogous to OPEN.
557     REF         num 1   Match some already matched string
558     REFF        num 1   Match already matched string, folded
559     REFFL       num 1   Match already matched string, folded in loc.
561     # grouping assertions
562     IFMATCH     off 1 2 Succeeds if the following matches.
563     UNLESSM     off 1 2 Fails if the following matches.
564     SUSPEND     off 1 1 "Independent" sub-regex.
565     IFTHEN      off 1 1 Switch, should be preceded by switcher .
566     GROUPP      num 1   Whether the group matched.
568     # Support for long regex
569     LONGJMP     off 1 1 Jump far away.
570     BRANCHJ     off 1 1 BRANCH with long offset.
572     # The heavy worker
573     EVAL        evl 1   Execute some Perl code.
575     # Modifiers
576     MINMOD      no      Next operator is not greedy.
577     LOGICAL     no      Next opcode should set the flag only.
579     # This is not used yet
580     RENUM       off 1 1 Group with independently numbered parens.
582     # This is not really a node, but an optimized away piece of a "long" node.
583     # To simplify debugging output, we mark it as if it were a node
584     OPTIMIZED   off     Placeholder for dump.
586 =head2 Run-time output
588 First of all, when doing a match, one may get no run-time output even
589 if debugging is enabled.  This means that the regex engine was never
590 entered and that all of the job was therefore done by the optimizer.
592 If the regex engine was entered, the output may look like this:
594   Matching `[bc]d(ef*g)+h[ij]k$' against `abcdefg__gh__'
595     Setting an EVAL scope, savestack=3
596      2 <ab> <cdefg__gh_>    |  1: ANYOF
597      3 <abc> <defg__gh_>    | 11: EXACT <d>
598      4 <abcd> <efg__gh_>    | 13: CURLYX {1,32767}
599      4 <abcd> <efg__gh_>    | 26:   WHILEM
600                                 0 out of 1..32767  cc=effff31c
601      4 <abcd> <efg__gh_>    | 15:     OPEN1
602      4 <abcd> <efg__gh_>    | 17:     EXACT <e>
603      5 <abcde> <fg__gh_>    | 19:     STAR
604                              EXACT <f> can match 1 times out of 32767...
605     Setting an EVAL scope, savestack=3
606      6 <bcdef> <g__gh__>    | 22:       EXACT <g>
607      7 <bcdefg> <__gh__>    | 24:       CLOSE1
608      7 <bcdefg> <__gh__>    | 26:       WHILEM
609                                     1 out of 1..32767  cc=effff31c
610     Setting an EVAL scope, savestack=12
611      7 <bcdefg> <__gh__>    | 15:         OPEN1
612      7 <bcdefg> <__gh__>    | 17:         EXACT <e>
613        restoring \1 to 4(4)..7
614                                     failed, try continuation...
615      7 <bcdefg> <__gh__>    | 27:         NOTHING
616      7 <bcdefg> <__gh__>    | 28:         EXACT <h>
617                                     failed...
618                                 failed...
620 The most significant information in the output is about the particular I<node>
621 of the compiled regex that is currently being tested against the target string.
622 The format of these lines is
624 C<    >I<STRING-OFFSET> <I<PRE-STRING>> <I<POST-STRING>>   |I<ID>:  I<TYPE>
626 The I<TYPE> info is indented with respect to the backtracking level.
627 Other incidental information appears interspersed within.
629 =head1 Debugging Perl memory usage
631 Perl is a profligate wastrel when it comes to memory use.  There
632 is a saying that to estimate memory usage of Perl, assume a reasonable
633 algorithm for memory allocation, multiply that estimate by 10, and
634 while you still may miss the mark, at least you won't be quite so
635 astonished.  This is not absolutely true, but may provide a good
636 grasp of what happens.
638 Assume that an integer cannot take less than 20 bytes of memory, a
639 float cannot take less than 24 bytes, a string cannot take less
640 than 32 bytes (all these examples assume 32-bit architectures, the
641 result are quite a bit worse on 64-bit architectures).  If a variable
642 is accessed in two of three different ways (which require an integer,
643 a float, or a string), the memory footprint may increase yet another
644 20 bytes.  A sloppy malloc(3) implementation can inflate these
645 numbers dramatically.
647 On the opposite end of the scale, a declaration like
649   sub foo;
651 may take up to 500 bytes of memory, depending on which release of Perl
652 you're running.
654 Anecdotal estimates of source-to-compiled code bloat suggest an
655 eightfold increase.  This means that the compiled form of reasonable
656 (normally commented, properly indented etc.) code will take
657 about eight times more space in memory than the code took
658 on disk.
660 There are two Perl-specific ways to analyze memory usage:
661 $ENV{PERL_DEBUG_MSTATS} and B<-DL> command-line switch.  The first
662 is available only if Perl is compiled with Perl's malloc(); the
663 second only if Perl was built with C<-DDEBUGGING>.  See the
664 instructions for how to do this in the F<INSTALL> podpage at 
665 the top level of the Perl source tree.
667 =head2 Using C<$ENV{PERL_DEBUG_MSTATS}>
669 If your perl is using Perl's malloc() and was compiled with the
670 necessary switches (this is the default), then it will print memory
671 usage statistics after compiling your code when C<< $ENV{PERL_DEBUG_MSTATS}
672 > 1 >>, and before termination of the program when C<<
673 $ENV{PERL_DEBUG_MSTATS} >= 1 >>.  The report format is similar to
674 the following example:
676   $ PERL_DEBUG_MSTATS=2 perl -e "require Carp"
677   Memory allocation statistics after compilation: (buckets 4(4)..8188(8192)
678      14216 free:   130   117    28     7     9   0   2     2   1 0 0
679                 437    61    36     0     5
680      60924 used:   125   137   161    55     7   8   6    16   2 0 1
681                  74   109   304    84    20
682   Total sbrk(): 77824/21:119. Odd ends: pad+heads+chain+tail: 0+636+0+2048.
683   Memory allocation statistics after execution:   (buckets 4(4)..8188(8192)
684      30888 free:   245    78    85    13     6   2   1     3   2 0 1
685                 315   162    39    42    11
686     175816 used:   265   176  1112   111    26  22  11    27   2 1 1
687                 196   178  1066   798    39
688   Total sbrk(): 215040/47:145. Odd ends: pad+heads+chain+tail: 0+2192+0+6144.
690 It is possible to ask for such a statistic at arbitrary points in
691 your execution using the mstat() function out of the standard
692 Devel::Peek module.
694 Here is some explanation of that format:
696 =over 4
698 =item C<buckets SMALLEST(APPROX)..GREATEST(APPROX)>
700 Perl's malloc() uses bucketed allocations.  Every request is rounded
701 up to the closest bucket size available, and a bucket is taken from
702 the pool of buckets of that size.
704 The line above describes the limits of buckets currently in use.
705 Each bucket has two sizes: memory footprint and the maximal size
706 of user data that can fit into this bucket.  Suppose in the above
707 example that the smallest bucket were size 4.  The biggest bucket
708 would have usable size 8188, and the memory footprint would be 8192.
710 In a Perl built for debugging, some buckets may have negative usable
711 size.  This means that these buckets cannot (and will not) be used.
712 For larger buckets, the memory footprint may be one page greater
713 than a power of 2.  If so, case the corresponding power of two is
714 printed in the C<APPROX> field above.
716 =item Free/Used
718 The 1 or 2 rows of numbers following that correspond to the number
719 of buckets of each size between C<SMALLEST> and C<GREATEST>.  In
720 the first row, the sizes (memory footprints) of buckets are powers
721 of two--or possibly one page greater.  In the second row, if present,
722 the memory footprints of the buckets are between the memory footprints
723 of two buckets "above".
725 For example, suppose under the previous example, the memory footprints
726 were
728      free:    8     16    32    64    128  256 512 1024 2048 4096 8192
729            4     12    24    48    80
731 With non-C<DEBUGGING> perl, the buckets starting from C<128> have
732 a 4-byte overhead, and thus a 8192-long bucket may take up to
733 8188-byte allocations.
735 =item C<Total sbrk(): SBRKed/SBRKs:CONTINUOUS>
737 The first two fields give the total amount of memory perl sbrk(2)ed
738 (ess-broken? :-) and number of sbrk(2)s used.  The third number is
739 what perl thinks about continuity of returned chunks.  So long as
740 this number is positive, malloc() will assume that it is probable
741 that sbrk(2) will provide continuous memory.
743 Memory allocated by external libraries is not counted.
745 =item C<pad: 0>
747 The amount of sbrk(2)ed memory needed to keep buckets aligned.
749 =item C<heads: 2192>
751 Although memory overhead of bigger buckets is kept inside the bucket, for
752 smaller buckets, it is kept in separate areas.  This field gives the
753 total size of these areas.
755 =item C<chain: 0>
757 malloc() may want to subdivide a bigger bucket into smaller buckets.
758 If only a part of the deceased bucket is left unsubdivided, the rest
759 is kept as an element of a linked list.  This field gives the total
760 size of these chunks.
762 =item C<tail: 6144>
764 To minimize the number of sbrk(2)s, malloc() asks for more memory.  This
765 field gives the size of the yet unused part, which is sbrk(2)ed, but
766 never touched.
768 =back
770 =head2 Example of using B<-DL> switch
772 Below we show how to analyse memory usage by 
774   do 'lib/auto/POSIX/autosplit.ix';
776 The file in question contains a header and 146 lines similar to
778   sub getcwd;
780 B<WARNING>: The discussion below supposes 32-bit architecture.  In 
781 newer releases of Perl, memory usage of the constructs discussed
782 here is greatly improved, but the story discussed below is a real-life
783 story.  This story is mercilessly terse, and assumes rather more than cursory
784 knowledge of Perl internals.  Type space to continue, `q' to quit. 
785 (Actually, you just want to skip to the next section.)
787 Here is the itemized list of Perl allocations performed during parsing
788 of this file:
790  !!! "after" at test.pl line 3.
791     Id  subtot   4   8  12  16  20  24  28  32  36  40  48  56  64  72  80 80+
792   0 02   13752   .   .   .   . 294   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   4
793   0 54    5545   .   .   8 124  16   .   .   .   1   1   .   .   .   .   .   3
794   5 05      32   .   .   .   .   .   .   .   1   .   .   .   .   .   .   .   .
795   6 02    7152   .   .   .   .   .   .   .   .   .   . 149   .   .   .   .   .
796   7 02    3600   .   .   .   .   . 150   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .
797   7 03      64   .  -1   .   1   .   .   2   .   .   .   .   .   .   .   .   .
798   7 04    7056   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   .   7
799   7 17   38404   .   .   .   .   .   .   .   1   .   . 442 149   .   . 147   .
800   9 03    2078  17 249  32   .   .   .   .   2   .   .   .   .   .   .   .   .
803 To see this list, insert two C<warn('!...')> statements around the call:
805   warn('!');
806   do 'lib/auto/POSIX/autosplit.ix';
807   warn('!!! "after"');
809 and run it with Perl's B<-DL> option.  The first warn() will print
810 memory allocation info before parsing the file and will memorize
811 the statistics at this point (we ignore what it prints).  The second
812 warn() prints increments with respect to these memorized data.  This
813 is the printout shown above.
815 Different I<Id>s on the left correspond to different subsystems of
816 the perl interpreter.  They are just the first argument given to
817 the perl memory allocation API named New().  To find what C<9 03>
818 means, just B<grep> the perl source for C<903>.  You'll find it in
819 F<util.c>, function savepvn().  (I know, you wonder why we told you
820 to B<grep> and then gave away the answer.  That's because grepping
821 the source is good for the soul.)  This function is used to store
822 a copy of an existing chunk of memory.  Using a C debugger, one can
823 see that the function was called either directly from gv_init() or
824 via sv_magic(), and that gv_init() is called from gv_fetchpv()--which
825 was itself called from newSUB().  Please stop to catch your breath now.
827 B<NOTE>: To reach this point in the debugger and skip the calls to
828 savepvn() during the compilation of the main program, you should
829 set a C breakpoint
830 in Perl_warn(), continue until this point is reached, and I<then> set
831 a C breakpoint in Perl_savepvn().  Note that you may need to skip a
832 handful of Perl_savepvn() calls that do not correspond to mass production
833 of CVs (there are more C<903> allocations than 146 similar lines of
834 F<lib/auto/POSIX/autosplit.ix>).  Note also that C<Perl_> prefixes are
835 added by macroization code in perl header files to avoid conflicts
836 with external libraries.
838 Anyway, we see that C<903> ids correspond to creation of globs, twice
839 per glob - for glob name, and glob stringification magic.
841 Here are explanations for other I<Id>s above: 
843 =over 4
845 =item C<717> 
847 Creates bigger C<XPV*> structures.  In the case above, it
848 creates 3 C<AV>s per subroutine, one for a list of lexical variable
849 names, one for a scratchpad (which contains lexical variables and
850 C<targets>), and one for the array of scratchpads needed for
851 recursion.  
853 It also creates a C<GV> and a C<CV> per subroutine, all called from
854 start_subparse().
856 =item C<002>
858 Creates a C array corresponding to the C<AV> of scratchpads and the
859 scratchpad itself.  The first fake entry of this scratchpad is
860 created though the subroutine itself is not defined yet.
862 It also creates C arrays to keep data for the stash.  This is one HV,
863 but it grows; thus, there are 4 big allocations: the big chunks are not
864 freed, but are kept as additional arenas for C<SV> allocations.
866 =item C<054>
868 Creates a C<HEK> for the name of the glob for the subroutine.  This
869 name is a key in a I<stash>.
871 Big allocations with this I<Id> correspond to allocations of new
872 arenas to keep C<HE>.
874 =item C<602>
876 Creates a C<GP> for the glob for the subroutine.
878 =item C<702>
880 Creates the C<MAGIC> for the glob for the subroutine.
882 =item C<704>
884 Creates I<arenas> which keep SVs.
886 =back
888 =head2 B<-DL> details
890 If Perl is run with B<-DL> option, then warn()s that start with `!'
891 behave specially.  They print a list of I<categories> of memory
892 allocations, and statistics of allocations of different sizes for
893 these categories.
895 If warn() string starts with
897 =over 4
899 =item C<!!!> 
901 print changed categories only, print the differences in counts of allocations.
903 =item C<!!> 
905 print grown categories only; print the absolute values of counts, and totals.
907 =item C<!>
909 print nonempty categories, print the absolute values of counts and totals.
911 =back
913 =head2 Limitations of B<-DL> statistics
915 If an extension or external library does not use the Perl API to
916 allocate memory, such allocations are not counted.
918 =head1 SEE ALSO
920 L<perldebug>,
921 L<perlguts>,
922 L<perlrun>
923 L<re>,
925 L<Devel::Dprof>.