Remove the other 4 bits of MAD code designed to abort on local $^L.
[p5sagit/p5-mst-13.2.git] / pod / perlreguts.pod
index 4ee2be1..5ad10cd 100644 (file)
@@ -12,13 +12,13 @@ author's experience, comments in the source code, other papers on the
 regex engine, feedback on the perl5-porters mail list, and no doubt other
 places as well.
 
-B<WARNING!> It should be clearly understood that this document
-represents the state of the regex engine as the author understands it at
-the time of writing. It is B<NOT> an API definition; it is purely an
-internals guide for those who want to hack the regex engine, or
+B<WARNING!> It should be clearly understood that this document represents
+the state of the regex engine as the author understands it at the time of
+writing. Unless stated otherwise it is B<NOT> an API definition; it is
+purely an internals guide for those who want to hack the regex engine, or
 understand how the regex engine works. Readers of this document are
-expected to understand perl's regex syntax and its usage in detail. If
-you want to learn about the basics of Perl's regular expressions, see
+expected to understand perl's regex syntax and its usage in detail. If you
+want to learn about the basics of Perl's regular expressions, see
 L<perlre>.
 
 =head1 OVERVIEW
@@ -740,60 +740,131 @@ tricky this can be:
     A sequence of valid UTF-8 bytes cannot be a subsequence of
     another valid sequence of UTF-8 bytes.
 
-=head2 Base Struct
 
-F<regexp.h> contains the base structure definition:
+=head2 Base Structures
+
+There are two structures used to store a compiled regular expression.
+One, the regexp structure is considered to be perl's property, and the
+other is considered to be the property of the regex engine which
+compiled the regular expression; in the case of the stock engine this
+structure is called regexp_internal.
+
+The regexp structure contains all the data that perl needs to be aware of
+to properly work with the regular expression. It includes data about
+optimisations that perl can use to determine if the regex engine should
+really be used, and various other control info that is needed to properly
+execute patterns in various contexts such as is the pattern anchored in
+some way, or what flags were used during the compile, or whether the
+program contains special constructs that perl needs to be aware of.
+
+In addition it contains two fields that are intended for the private use
+of the regex engine that compiled the pattern. These are the C<intflags>
+and pprivate members. The C<pprivate> is a void pointer to an arbitrary
+structure whose use and management is the responsibility of the compiling
+engine. perl will never modify either of these values.
+
+As mentioned earlier, in the case of the default engines, the C<pprivate>
+will be a pointer to a regexp_internal structure which holds the compiled
+program and any additional data that is private to the regex engine
+implementation.
+
+=head3 Perl Inspectable Data About Pattern
+
+F<regexp.h> contains the "public" structure definition. All regex engines
+must be able to correctly build a regexp structure.
 
     typedef struct regexp {
-        I32 *startp;
-        I32 *endp;
-        regnode *regstclass;
-        struct reg_substr_data *substrs;
-        char *precomp;          /* pre-compilation regular expression */
-        struct reg_data *data;  /* Additional data. */
-        char *subbeg;           /* saved or original string
-                                   so \digit works forever. */
-    #ifdef PERL_OLD_COPY_ON_WRITE
-        SV *saved_copy;         /* If non-NULL, SV which is COW from original */
-    #endif
-        U32 *offsets;           /* offset annotations 20001228 MJD */
-        I32 sublen;             /* Length of string pointed by subbeg */
-        I32 refcnt;
-        I32 minlen;             /* mininum possible length of $& */
-        I32 prelen;             /* length of precomp */
-        U32 nparens;            /* number of parentheses */
-        U32 lastparen;          /* last paren matched */
-        U32 lastcloseparen;     /* last paren matched */
-        U32 reganch;            /* Internal use only +
-                                   Tainted information used by regexec? */
-        HV *paren_names;        /* Paren names */
-        const struct regexp_engine* engine;
-        regnode program[1];     /* Unwarranted chumminess with compiler. */
+            /* what engine created this regexp? */
+            const struct regexp_engine* engine; 
+            
+            /* Information about the match that the perl core uses to manage things */
+            U32 extflags;           /* Flags used both externally and internally */
+            I32 minlen;             /* mininum possible length of string to match */
+            I32 minlenret;          /* mininum possible length of $& */
+            U32 gofs;               /* chars left of pos that we search from */
+            struct reg_substr_data *substrs; /* substring data about strings that must appear
+                                       in the final match, used for optimisations */
+            U32 nparens;            /* number of capture buffers */
+    
+            /* private engine specific data */
+            U32 intflags;           /* Engine Specific Internal flags */
+            void *pprivate;         /* Data private to the regex engine which 
+                                       created this object. */
+            
+            /* Data about the last/current match. These are modified during matching*/
+            U32 lastparen;          /* last open paren matched */
+            U32 lastcloseparen;     /* last close paren matched */
+            I32 *startp;            /* Array of offsets from start of string (@-) */
+            I32 *endp;              /* Array of offsets from start of string (@+) */
+            char *subbeg;           /* saved or original string 
+                                       so \digit works forever. */
+            I32 sublen;             /* Length of string pointed by subbeg */
+            SV_SAVED_COPY           /* If non-NULL, SV which is COW from original */
+            
+            
+            /* Information about the match that isn't often used */
+            char *precomp;          /* pre-compilation regular expression */
+            I32 prelen;             /* length of precomp */
+            I32 seen_evals;         /* number of eval groups in the pattern - for security checks */ 
+            HV *paren_names;        /* Optional hash of paren names */
+            
+            /* Refcount of this regexp */
+            I32 refcnt;             /* Refcount of this regexp */
     } regexp;
 
+The fields are discussed in more detail below:
+
 =over 5
 
-=item C<program>
 
-Compiled program. Inlined into the structure so the entire struct can be
-treated as a single blob.
+=item C<refcnt>
 
-=item C<data>
+The number of times the structure is referenced. When this falls to 0
+the regexp is automatically freed by a call to pregfree.
 
-This field points at a reg_data structure, which is defined as follows
+=item C<engine>
 
-    struct reg_data {
-        U32 count;
-        U8 *what;
-        void* data[1];
-    };
+This field points at a regexp_engine structure which contains pointers
+to the subroutine that are to be used for performing a match. It
+is the compiling routines responsibility to populate this field before
+returning the regexp object.
 
-This structure is used for handling data structures that the regex engine
-needs to handle specially during a clone or free operation on the compiled
-product. Each element in the data array has a corresponding element in the
-what array. During compilation regops that need special structures stored
-will add an element to each array using the add_data() routine and then store
-the index in the regop.
+=item C<precomp> C<prelen> 
+
+Used for debugging purposes. C<precomp> holds a copy of the pattern
+that was compiled. 
+
+=item C<extflags>
+
+This is used to store various flags about the pattern, such as whether it
+contains a \G or a ^ or $ symbol.
+
+=item C<minlen> C<minlenret>
+
+C<minlen> is the minimum string length required for the pattern to match. 
+This is used to prune the search space by not bothering to match any 
+closer to the end of a string than would allow a match. For instance 
+there is no point in even starting the regex engine if the minlen is 
+10 but the string is only 5 characters long. There is no way that the 
+pattern can match.
+
+C<minlenret> is the minimum length of the string that would be found
+in $& after a match. 
+
+The difference between C<minlen> and C<minlenret> can be seen in the
+following pattern:
+
+  /ns(?=\d)/
+
+where the C<minlen> would be 3 but the minlen ret would only be 2 as 
+the \d is required to match but is not actually included in the matched
+content. This distinction is particularly important as the substitution
+logic uses the C<minlenret> to tell whether it can do in-place substition
+which can result in considerable speedup.
+
+=item C<gofs>
+
+Left offset from pos() to start match at.
 
 =item C<nparens>, C<lasparen>, and C<lastcloseparen>
 
@@ -801,7 +872,24 @@ These fields are used to keep track of how many paren groups could be matched
 in the pattern, which was the last open paren to be entered, and which was
 the last close paren to be entered.
 
-=item C<startp>, C<endp>
+=item C<paren_names>
+
+This is a hash used internally to track named capture buffers and their
+offsets. The keys are the names of the buffers the values are dualvars,
+with the IV slot holding the number of buffers with the given name and the
+pv being an embedded array of I32.  The values may also be contained
+independently in the data array in cases where named backreferences are
+used.
+
+=item C<reg_substr_data>
+
+Holds information on the longest string that must occur at a fixed
+offset from the start of the pattern, and the longest string that must
+occur at a floating offset from the start of the pattern. Used to do
+Fast-Boyer-Moore searches on the string to find out if its worth using
+the regex engine at all, and if so where in the string to search.
+
+=item C<startp>, C<endp>, 
 
 These fields store arrays that are used to hold the offsets of the begining
 and end of each capture group that has matched. -1 is used to indicate no match.
@@ -813,20 +901,50 @@ These are the source for @- and @+.
 These are used during execution phase for managing search and replace
 patterns.
 
-=item C<precomp> C<prelen> C<offsets>
+=item C<seen_evals>
 
-Used for debugging purposes. C<precomp> holds a copy of the pattern
-that was compiled, offsets holds a mapping of offset in the C<program>
-to offset in the C<precomp> string. This is only used by ActiveStates
-visual regex debugger.
+This stores the number of eval groups in the pattern. This is used 
+for security purposes when embedding compiled regexes into larger 
+patterns.
 
-=item C<reg_substr_data>
+=back
 
-Holds information on the longest string that must occur at a fixed
-offset from the start of the pattern, and the longest string that must
-occur at a floating offset from the start of the pattern. Used to do
-Fast-Boyer-Moore searches on the string to find out if its worth using
-the regex engine at all, and if so where in the string to search.
+=head3 Engine Private Data About Pattern
+
+Additionally regexp.h contains the following "private" definition which is perl
+specific and is only of curiosity value to other engine implementations.
+
+    typedef struct regexp_internal {
+            regexp_paren_ofs *swap; /* Swap copy of *startp / *endp */
+            U32 *offsets;           /* offset annotations 20001228 MJD 
+                                       data about mapping the program to the 
+                                       string*/
+            regnode *regstclass;    /* Optional startclass as identified or constructed
+                                       by the optimiser */
+            struct reg_data *data;  /* Additional miscellaneous data used by the program.
+                                       Used to make it easier to clone and free arbitrary
+                                       data that the regops need. Often the ARG field of
+                                       a regop is an index into this structure */
+            regnode program[1];     /* Unwarranted chumminess with compiler. */
+    } regexp_internal;
+
+=over 5
+
+=item C<swap>
+
+C<swap> is an extra set of startp/endp stored in a C<regexp_paren_ofs>
+struct. This is used when the last successful match was from same pattern
+as the current pattern, so that a partial match doesn't overwrite the
+previous match's results. When this field is data filled the matching
+engine will swap buffers before every match attempt. If the match fails,
+then it swaps them back. If it's successful it leaves them. This field
+is populated on demand and is by default null.
+
+=item C<offsets>
+
+Offsets holds a mapping of offset in the C<program>
+to offset in the C<precomp> string. This is only used by ActiveStates
+visual regex debugger.
 
 =item C<regstclass>
 
@@ -838,39 +956,27 @@ that handles this is called C<find_by_class()>. Sometimes this field
 points at a regop embedded in the program, and sometimes it points at
 an independent synthetic regop that has been constructed by the optimiser.
 
-=item C<minlen>
-
-The minimum possible length of the final matching string. This is used
-to prune the search space by not bothering to match any closer to the
-end of a string than would allow a match. For instance there is no point
-in even starting the regex engine if the minlen is 10 but the string
-is only 5 characters long. There is no way that the pattern can match.
-
-=item C<reganch>
-
-This is used to store various flags about the pattern, such as whether it
-contains a \G or a ^ or $ symbol.
-
-=item C<paren_names>
+=item C<data>
 
-This is a hash used internally to track named capture buffers and their
-offsets. The keys are the names of the buffers the values are dualvars,
-with the IV slot holding the number of buffers with the given name and the
-pv being an embedded array of I32.  The values may also be contained
-independently in the data array in cases where named backreferences are
-used.
+This field points at a reg_data structure, which is defined as follows
 
-=item C<refcnt>
+    struct reg_data {
+        U32 count;
+        U8 *what;
+        void* data[1];
+    };
 
-The number of times the structure is referenced. When this falls to 0
-the regexp is automatically freed by a call to pregfree.
+This structure is used for handling data structures that the regex engine
+needs to handle specially during a clone or free operation on the compiled
+product. Each element in the data array has a corresponding element in the
+what array. During compilation regops that need special structures stored
+will add an element to each array using the add_data() routine and then store
+the index in the regop.
 
-=item C<engine>
+=item C<program>
 
-This field points at a regexp_engine structure which contains pointers
-to the subroutine that are to be used for performing a match. It
-is the compiling routines responsibility to populate this field before
-returning the regexp object.
+Compiled program. Inlined into the structure so the entire struct can be
+treated as a single blob.
 
 =back
 
@@ -882,21 +988,21 @@ a constant structure of the following format:
 
     typedef struct regexp_engine {
         regexp* (*comp) (pTHX_ char* exp, char* xend, PMOP* pm);
-        I32    (*exec) (pTHX_ regexp* prog, char* stringarg, char* strend,
-                           char* strbeg, I32 minend, SV* screamer,
-                           void* data, U32 flags);
+        I32     (*exec) (pTHX_ regexp* prog, char* stringarg, char* strend,
+                                char* strbeg, I32 minend, SV* screamer,
+                                void* data, U32 flags);
         char*   (*intuit) (pTHX_ regexp *prog, SV *sv, char *strpos,
-                           char *strend, U32 flags,
-                           struct re_scream_pos_data_s *data);
-        SV*    (*checkstr) (pTHX_ regexp *prog);
+                                char *strend, U32 flags,
+                                struct re_scream_pos_data_s *data);
+        SV*     (*checkstr) (pTHX_ regexp *prog);
         void    (*free) (pTHX_ struct regexp* r);
     #ifdef USE_ITHREADS
-        regexp* (*dupe) (pTHX_ const regexp *r, CLONE_PARAMS *param);
-    #endif
+        void* (*dupe) (pTHX_ const regexp *r, CLONE_PARAMS *param);
+    #endif    
     } regexp_engine;
 
 When a regexp is compiled its C<engine> field is then set to point at
-the appropriate structure so that when it needs to be used it can find
+the appropriate structure so that when it needs to be used Perl can find
 the right routines to do so.
 
 In order to install a new regexp handler, C<$^H{regcomp}> is set
@@ -939,7 +1045,9 @@ Execute a regexp.
 
 Find the start position where a regex match should be attempted,
 or possibly whether the regex engine should not be run because the
-pattern can't match.
+pattern can't match. This is called as appropriate by the core
+depending on the values of the extflags member of the regexp 
+structure.
 
 =item checkstr
 
@@ -952,16 +1060,28 @@ for optimising matches.
 
     void free(regexp *prog);
 
-Release any resources allocated to store this pattern.  After this
-call prog is an invalid pointer.
+Called by perl when it is freeing a regexp pattern so that the engine
+can release any resources pointed to by the C<pprivate> member of the
+regexp structure. This is only responsible for freeing private data,
+perl will handle releasing anything else contained in the regexp structure.
 
 =item dupe
 
-    regexp* dupe(const regexp *r, CLONE_PARAMS *param);
+    void* dupe(const regexp *r, CLONE_PARAMS *param);
 
 On threaded builds a regexp may need to be duplicated so that the pattern
 can be used by mutiple threads. This routine is expected to handle the
-duplication.  On unthreaded builds this field doesnt exist.
+duplication of any private data pointed to by the C<pprivate> member of
+the regexp structure.  It will be called with the preconstructed new
+regexp structure as an argument, the C<pprivate> member will point at
+the B<old> private structue, and it is this routines responsibility to
+construct a copy and return a pointer to it (which perl will then use to
+overwrite the field as passed to this routine.)
+
+This allows the engine to dupe its private data but also if necessary
+modify the final structure if it really must.
+
+On unthreaded builds this field doesn't exist.
 
 =back