~ubuntu-branches/ubuntu/trusty/pcre3/trusty

« back to all changes in this revision

Viewing changes to doc/html/pcrejit.html

  • Committer: Package Import Robot
  • Author(s): Mark Baker
  • Date: 2012-03-23 22:34:54 UTC
  • mfrom: (23.1.9 sid)
  • Revision ID: package-import@ubuntu.com-20120323223454-grhqqolk8a7x1h24
Tags: 1:8.30-4
* Reluctantly using an epoch, as it seems the funny version number with
  extra dots causes problems
* Bumped standard version to 3.9.3. No changes needed
* Converted to use new source format / quilt
* Put back obsolete pcre_info() API that upstream have dropped (Closes:
  #665300, #665356)
* Don't include pcregrep binary in debug package

Thanks to Elimar Riesebieter for the conversion to the new source format.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
<html>
 
2
<head>
 
3
<title>pcrejit specification</title>
 
4
</head>
 
5
<body bgcolor="#FFFFFF" text="#00005A" link="#0066FF" alink="#3399FF" vlink="#2222BB">
 
6
<h1>pcrejit man page</h1>
 
7
<p>
 
8
Return to the <a href="index.html">PCRE index page</a>.
 
9
</p>
 
10
<p>
 
11
This page is part of the PCRE HTML documentation. It was generated automatically
 
12
from the original man page. If there is any nonsense in it, please consult the
 
13
man page, in case the conversion went wrong.
 
14
<br>
 
15
<ul>
 
16
<li><a name="TOC1" href="#SEC1">PCRE JUST-IN-TIME COMPILER SUPPORT</a>
 
17
<li><a name="TOC2" href="#SEC2">8-BIT and 16-BIT SUPPORT</a>
 
18
<li><a name="TOC3" href="#SEC3">AVAILABILITY OF JIT SUPPORT</a>
 
19
<li><a name="TOC4" href="#SEC4">SIMPLE USE OF JIT</a>
 
20
<li><a name="TOC5" href="#SEC5">UNSUPPORTED OPTIONS AND PATTERN ITEMS</a>
 
21
<li><a name="TOC6" href="#SEC6">RETURN VALUES FROM JIT EXECUTION</a>
 
22
<li><a name="TOC7" href="#SEC7">SAVING AND RESTORING COMPILED PATTERNS</a>
 
23
<li><a name="TOC8" href="#SEC8">CONTROLLING THE JIT STACK</a>
 
24
<li><a name="TOC9" href="#SEC9">JIT STACK FAQ</a>
 
25
<li><a name="TOC10" href="#SEC10">EXAMPLE CODE</a>
 
26
<li><a name="TOC11" href="#SEC11">SEE ALSO</a>
 
27
<li><a name="TOC12" href="#SEC12">AUTHOR</a>
 
28
<li><a name="TOC13" href="#SEC13">REVISION</a>
 
29
</ul>
 
30
<br><a name="SEC1" href="#TOC1">PCRE JUST-IN-TIME COMPILER SUPPORT</a><br>
 
31
<P>
 
32
Just-in-time compiling is a heavyweight optimization that can greatly speed up
 
33
pattern matching. However, it comes at the cost of extra processing before the
 
34
match is performed. Therefore, it is of most benefit when the same pattern is
 
35
going to be matched many times. This does not necessarily mean many calls of a
 
36
matching function; if the pattern is not anchored, matching attempts may take
 
37
place many times at various positions in the subject, even for a single call.
 
38
Therefore, if the subject string is very long, it may still pay to use JIT for
 
39
one-off matches.
 
40
</P>
 
41
<P>
 
42
JIT support applies only to the traditional Perl-compatible matching function.
 
43
It does not apply when the DFA matching function is being used. The code for
 
44
this support was written by Zoltan Herczeg.
 
45
</P>
 
46
<br><a name="SEC2" href="#TOC1">8-BIT and 16-BIT SUPPORT</a><br>
 
47
<P>
 
48
JIT support is available for both the 8-bit and 16-bit PCRE libraries. To keep
 
49
this documentation simple, only the 8-bit interface is described in what
 
50
follows. If you are using the 16-bit library, substitute the 16-bit functions
 
51
and 16-bit structures (for example, <i>pcre16_jit_stack</i> instead of
 
52
<i>pcre_jit_stack</i>).
 
53
</P>
 
54
<br><a name="SEC3" href="#TOC1">AVAILABILITY OF JIT SUPPORT</a><br>
 
55
<P>
 
56
JIT support is an optional feature of PCRE. The "configure" option --enable-jit
 
57
(or equivalent CMake option) must be set when PCRE is built if you want to use
 
58
JIT. The support is limited to the following hardware platforms:
 
59
<pre>
 
60
  ARM v5, v7, and Thumb2
 
61
  Intel x86 32-bit and 64-bit
 
62
  MIPS 32-bit
 
63
  Power PC 32-bit and 64-bit
 
64
</pre>
 
65
The Power PC support is designated as experimental because it has not been
 
66
fully tested. If --enable-jit is set on an unsupported platform, compilation
 
67
fails.
 
68
</P>
 
69
<P>
 
70
A program that is linked with PCRE 8.20 or later can tell if JIT support is
 
71
available by calling <b>pcre_config()</b> with the PCRE_CONFIG_JIT option. The
 
72
result is 1 when JIT is available, and 0 otherwise. However, a simple program
 
73
does not need to check this in order to use JIT. The API is implemented in a
 
74
way that falls back to the ordinary PCRE code if JIT is not available.
 
75
</P>
 
76
<P>
 
77
If your program may sometimes be linked with versions of PCRE that are older
 
78
than 8.20, but you want to use JIT when it is available, you can test
 
79
the values of PCRE_MAJOR and PCRE_MINOR, or the existence of a JIT macro such
 
80
as PCRE_CONFIG_JIT, for compile-time control of your code.
 
81
</P>
 
82
<br><a name="SEC4" href="#TOC1">SIMPLE USE OF JIT</a><br>
 
83
<P>
 
84
You have to do two things to make use of the JIT support in the simplest way:
 
85
<pre>
 
86
  (1) Call <b>pcre_study()</b> with the PCRE_STUDY_JIT_COMPILE option for
 
87
      each compiled pattern, and pass the resulting <b>pcre_extra</b> block to
 
88
      <b>pcre_exec()</b>.
 
89
 
 
90
  (2) Use <b>pcre_free_study()</b> to free the <b>pcre_extra</b> block when it is
 
91
      no longer needed instead of just freeing it yourself. This
 
92
      ensures that any JIT data is also freed.
 
93
</pre>
 
94
For a program that may be linked with pre-8.20 versions of PCRE, you can insert
 
95
<pre>
 
96
  #ifndef PCRE_STUDY_JIT_COMPILE
 
97
  #define PCRE_STUDY_JIT_COMPILE 0
 
98
  #endif
 
99
</pre>
 
100
so that no option is passed to <b>pcre_study()</b>, and then use something like
 
101
this to free the study data:
 
102
<pre>
 
103
  #ifdef PCRE_CONFIG_JIT
 
104
      pcre_free_study(study_ptr);
 
105
  #else
 
106
      pcre_free(study_ptr);
 
107
  #endif
 
108
</pre>
 
109
In some circumstances you may need to call additional functions. These are
 
110
described in the section entitled
 
111
<a href="#stackcontrol">"Controlling the JIT stack"</a>
 
112
below.
 
113
</P>
 
114
<P>
 
115
If JIT support is not available, PCRE_STUDY_JIT_COMPILE is ignored, and no JIT
 
116
data is set up. Otherwise, the compiled pattern is passed to the JIT compiler,
 
117
which turns it into machine code that executes much faster than the normal
 
118
interpretive code. When <b>pcre_exec()</b> is passed a <b>pcre_extra</b> block
 
119
containing a pointer to JIT code, it obeys that instead of the normal code. The
 
120
result is identical, but the code runs much faster.
 
121
</P>
 
122
<P>
 
123
There are some <b>pcre_exec()</b> options that are not supported for JIT
 
124
execution. There are also some pattern items that JIT cannot handle. Details
 
125
are given below. In both cases, execution automatically falls back to the
 
126
interpretive code.
 
127
</P>
 
128
<P>
 
129
If the JIT compiler finds an unsupported item, no JIT data is generated. You
 
130
can find out if JIT execution is available after studying a pattern by calling
 
131
<b>pcre_fullinfo()</b> with the PCRE_INFO_JIT option. A result of 1 means that
 
132
JIT compilation was successful. A result of 0 means that JIT support is not
 
133
available, or the pattern was not studied with PCRE_STUDY_JIT_COMPILE, or the
 
134
JIT compiler was not able to handle the pattern.
 
135
</P>
 
136
<P>
 
137
Once a pattern has been studied, with or without JIT, it can be used as many
 
138
times as you like for matching different subject strings.
 
139
</P>
 
140
<br><a name="SEC5" href="#TOC1">UNSUPPORTED OPTIONS AND PATTERN ITEMS</a><br>
 
141
<P>
 
142
The only <b>pcre_exec()</b> options that are supported for JIT execution are
 
143
PCRE_NO_UTF8_CHECK, PCRE_NOTBOL, PCRE_NOTEOL, PCRE_NOTEMPTY, and
 
144
PCRE_NOTEMPTY_ATSTART. Note in particular that partial matching is not
 
145
supported.
 
146
</P>
 
147
<P>
 
148
The unsupported pattern items are:
 
149
<pre>
 
150
  \C             match a single byte; not supported in UTF-8 mode
 
151
  (?Cn)          callouts
 
152
  (*COMMIT)      )
 
153
  (*MARK)        )
 
154
  (*PRUNE)       ) the backtracking control verbs
 
155
  (*SKIP)        )
 
156
  (*THEN)        )
 
157
</pre>
 
158
Support for some of these may be added in future.
 
159
</P>
 
160
<br><a name="SEC6" href="#TOC1">RETURN VALUES FROM JIT EXECUTION</a><br>
 
161
<P>
 
162
When a pattern is matched using JIT execution, the return values are the same
 
163
as those given by the interpretive <b>pcre_exec()</b> code, with the addition of
 
164
one new error code: PCRE_ERROR_JIT_STACKLIMIT. This means that the memory used
 
165
for the JIT stack was insufficient. See
 
166
<a href="#stackcontrol">"Controlling the JIT stack"</a>
 
167
below for a discussion of JIT stack usage. For compatibility with the
 
168
interpretive <b>pcre_exec()</b> code, no more than two-thirds of the
 
169
<i>ovector</i> argument is used for passing back captured substrings.
 
170
</P>
 
171
<P>
 
172
The error code PCRE_ERROR_MATCHLIMIT is returned by the JIT code if searching a
 
173
very large pattern tree goes on for too long, as it is in the same circumstance
 
174
when JIT is not used, but the details of exactly what is counted are not the
 
175
same. The PCRE_ERROR_RECURSIONLIMIT error code is never returned by JIT
 
176
execution.
 
177
</P>
 
178
<br><a name="SEC7" href="#TOC1">SAVING AND RESTORING COMPILED PATTERNS</a><br>
 
179
<P>
 
180
The code that is generated by the JIT compiler is architecture-specific, and is
 
181
also position dependent. For those reasons it cannot be saved (in a file or
 
182
database) and restored later like the bytecode and other data of a compiled
 
183
pattern. Saving and restoring compiled patterns is not something many people
 
184
do. More detail about this facility is given in the
 
185
<a href="pcreprecompile.html"><b>pcreprecompile</b></a>
 
186
documentation. It should be possible to run <b>pcre_study()</b> on a saved and
 
187
restored pattern, and thereby recreate the JIT data, but because JIT
 
188
compilation uses significant resources, it is probably not worth doing this;
 
189
you might as well recompile the original pattern.
 
190
<a name="stackcontrol"></a></P>
 
191
<br><a name="SEC8" href="#TOC1">CONTROLLING THE JIT STACK</a><br>
 
192
<P>
 
193
When the compiled JIT code runs, it needs a block of memory to use as a stack.
 
194
By default, it uses 32K on the machine stack. However, some large or
 
195
complicated patterns need more than this. The error PCRE_ERROR_JIT_STACKLIMIT
 
196
is given when there is not enough stack. Three functions are provided for
 
197
managing blocks of memory for use as JIT stacks. There is further discussion
 
198
about the use of JIT stacks in the section entitled
 
199
<a href="#stackcontrol">"JIT stack FAQ"</a>
 
200
below.
 
201
</P>
 
202
<P>
 
203
The <b>pcre_jit_stack_alloc()</b> function creates a JIT stack. Its arguments
 
204
are a starting size and a maximum size, and it returns a pointer to an opaque
 
205
structure of type <b>pcre_jit_stack</b>, or NULL if there is an error. The
 
206
<b>pcre_jit_stack_free()</b> function can be used to free a stack that is no
 
207
longer needed. (For the technically minded: the address space is allocated by
 
208
mmap or VirtualAlloc.)
 
209
</P>
 
210
<P>
 
211
JIT uses far less memory for recursion than the interpretive code,
 
212
and a maximum stack size of 512K to 1M should be more than enough for any
 
213
pattern.
 
214
</P>
 
215
<P>
 
216
The <b>pcre_assign_jit_stack()</b> function specifies which stack JIT code
 
217
should use. Its arguments are as follows:
 
218
<pre>
 
219
  pcre_extra         *extra
 
220
  pcre_jit_callback  callback
 
221
  void               *data
 
222
</pre>
 
223
The <i>extra</i> argument must be the result of studying a pattern with
 
224
PCRE_STUDY_JIT_COMPILE. There are three cases for the values of the other two
 
225
options:
 
226
<pre>
 
227
  (1) If <i>callback</i> is NULL and <i>data</i> is NULL, an internal 32K block
 
228
      on the machine stack is used.
 
229
 
 
230
  (2) If <i>callback</i> is NULL and <i>data</i> is not NULL, <i>data</i> must be
 
231
      a valid JIT stack, the result of calling <b>pcre_jit_stack_alloc()</b>.
 
232
 
 
233
  (3) If <i>callback</i> not NULL, it must point to a function that is called
 
234
      with <i>data</i> as an argument at the start of matching, in order to
 
235
      set up a JIT stack. If the result is NULL, the internal 32K stack
 
236
      is used; otherwise the return value must be a valid JIT stack,
 
237
      the result of calling <b>pcre_jit_stack_alloc()</b>.
 
238
</pre>
 
239
You may safely assign the same JIT stack to more than one pattern, as long as
 
240
they are all matched sequentially in the same thread. In a multithread
 
241
application, each thread must use its own JIT stack.
 
242
</P>
 
243
<P>
 
244
Strictly speaking, even more is allowed. You can assign the same stack to any
 
245
number of patterns as long as they are not used for matching by multiple
 
246
threads at the same time. For example, you can assign the same stack to all
 
247
compiled patterns, and use a global mutex in the callback to wait until the
 
248
stack is available for use. However, this is an inefficient solution, and
 
249
not recommended.
 
250
</P>
 
251
<P>
 
252
This is a suggestion for how a typical multithreaded program might operate:
 
253
<pre>
 
254
  During thread initalization
 
255
    thread_local_var = pcre_jit_stack_alloc(...)
 
256
 
 
257
  During thread exit
 
258
    pcre_jit_stack_free(thread_local_var)
 
259
 
 
260
  Use a one-line callback function
 
261
    return thread_local_var
 
262
</pre>
 
263
All the functions described in this section do nothing if JIT is not available,
 
264
and <b>pcre_assign_jit_stack()</b> does nothing unless the <b>extra</b> argument
 
265
is non-NULL and points to a <b>pcre_extra</b> block that is the result of a
 
266
successful study with PCRE_STUDY_JIT_COMPILE.
 
267
<a name="stackfaq"></a></P>
 
268
<br><a name="SEC9" href="#TOC1">JIT STACK FAQ</a><br>
 
269
<P>
 
270
(1) Why do we need JIT stacks?
 
271
<br>
 
272
<br>
 
273
PCRE (and JIT) is a recursive, depth-first engine, so it needs a stack where
 
274
the local data of the current node is pushed before checking its child nodes.
 
275
Allocating real machine stack on some platforms is difficult. For example, the
 
276
stack chain needs to be updated every time if we extend the stack on PowerPC.
 
277
Although it is possible, its updating time overhead decreases performance. So
 
278
we do the recursion in memory.
 
279
</P>
 
280
<P>
 
281
(2) Why don't we simply allocate blocks of memory with <b>malloc()</b>?
 
282
<br>
 
283
<br>
 
284
Modern operating systems have a nice feature: they can reserve an address space
 
285
instead of allocating memory. We can safely allocate memory pages inside this
 
286
address space, so the stack could grow without moving memory data (this is
 
287
important because of pointers). Thus we can allocate 1M address space, and use
 
288
only a single memory page (usually 4K) if that is enough. However, we can still
 
289
grow up to 1M anytime if needed.
 
290
</P>
 
291
<P>
 
292
(3) Who "owns" a JIT stack?
 
293
<br>
 
294
<br>
 
295
The owner of the stack is the user program, not the JIT studied pattern or
 
296
anything else. The user program must ensure that if a stack is used by
 
297
<b>pcre_exec()</b>, (that is, it is assigned to the pattern currently running),
 
298
that stack must not be used by any other threads (to avoid overwriting the same
 
299
memory area). The best practice for multithreaded programs is to allocate a
 
300
stack for each thread, and return this stack through the JIT callback function.
 
301
</P>
 
302
<P>
 
303
(4) When should a JIT stack be freed?
 
304
<br>
 
305
<br>
 
306
You can free a JIT stack at any time, as long as it will not be used by
 
307
<b>pcre_exec()</b> again. When you assign the stack to a pattern, only a pointer
 
308
is set. There is no reference counting or any other magic. You can free the
 
309
patterns and stacks in any order, anytime. Just <i>do not</i> call
 
310
<b>pcre_exec()</b> with a pattern pointing to an already freed stack, as that
 
311
will cause SEGFAULT. (Also, do not free a stack currently used by
 
312
<b>pcre_exec()</b> in another thread). You can also replace the stack for a
 
313
pattern at any time. You can even free the previous stack before assigning a
 
314
replacement.
 
315
</P>
 
316
<P>
 
317
(5) Should I allocate/free a stack every time before/after calling
 
318
<b>pcre_exec()</b>?
 
319
<br>
 
320
<br>
 
321
No, because this is too costly in terms of resources. However, you could
 
322
implement some clever idea which release the stack if it is not used in let's
 
323
say two minutes. The JIT callback can help to achive this without keeping a
 
324
list of the currently JIT studied patterns.
 
325
</P>
 
326
<P>
 
327
(6) OK, the stack is for long term memory allocation. But what happens if a
 
328
pattern causes stack overflow with a stack of 1M? Is that 1M kept until the
 
329
stack is freed?
 
330
<br>
 
331
<br>
 
332
Especially on embedded sytems, it might be a good idea to release
 
333
memory sometimes without freeing the stack. There is no API for this at the
 
334
moment. Probably a function call which returns with the currently allocated
 
335
memory for any stack and another which allows releasing memory (shrinking the
 
336
stack) would be a good idea if someone needs this.
 
337
</P>
 
338
<P>
 
339
(7) This is too much of a headache. Isn't there any better solution for JIT
 
340
stack handling?
 
341
<br>
 
342
<br>
 
343
No, thanks to Windows. If POSIX threads were used everywhere, we could throw
 
344
out this complicated API.
 
345
</P>
 
346
<br><a name="SEC10" href="#TOC1">EXAMPLE CODE</a><br>
 
347
<P>
 
348
This is a single-threaded example that specifies a JIT stack without using a
 
349
callback.
 
350
<pre>
 
351
  int rc;
 
352
  int ovector[30];
 
353
  pcre *re;
 
354
  pcre_extra *extra;
 
355
  pcre_jit_stack *jit_stack;
 
356
 
 
357
  re = pcre_compile(pattern, 0, &error, &erroffset, NULL);
 
358
  /* Check for errors */
 
359
  extra = pcre_study(re, PCRE_STUDY_JIT_COMPILE, &error);
 
360
  jit_stack = pcre_jit_stack_alloc(32*1024, 512*1024);
 
361
  /* Check for error (NULL) */
 
362
  pcre_assign_jit_stack(extra, NULL, jit_stack);
 
363
  rc = pcre_exec(re, extra, subject, length, 0, 0, ovector, 30);
 
364
  /* Check results */
 
365
  pcre_free(re);
 
366
  pcre_free_study(extra);
 
367
  pcre_jit_stack_free(jit_stack);
 
368
 
 
369
</PRE>
 
370
</P>
 
371
<br><a name="SEC11" href="#TOC1">SEE ALSO</a><br>
 
372
<P>
 
373
<b>pcreapi</b>(3)
 
374
</P>
 
375
<br><a name="SEC12" href="#TOC1">AUTHOR</a><br>
 
376
<P>
 
377
Philip Hazel (FAQ by Zoltan Herczeg)
 
378
<br>
 
379
University Computing Service
 
380
<br>
 
381
Cambridge CB2 3QH, England.
 
382
<br>
 
383
</P>
 
384
<br><a name="SEC13" href="#TOC1">REVISION</a><br>
 
385
<P>
 
386
Last updated: 08 January 2012
 
387
<br>
 
388
Copyright &copy; 1997-2012 University of Cambridge.
 
389
<br>
 
390
<p>
 
391
Return to the <a href="index.html">PCRE index page</a>.
 
392
</p>