This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
Exporter.pm
[perl5.git] / pod / perlunicode.pod
1 =head1 NAME
2
3 perlunicode - Unicode support in Perl
4
5 =head1 DESCRIPTION
6
7 =head2 Important Caveats
8
9 Unicode support is an extensive requirement. While perl does not
10 implement the Unicode standard or the accompanying technical reports
11 from cover to cover, Perl does support many Unicode features.
12
13 =over 4
14
15 =item Input and Output Disciplines
16
17 A filehandle can be marked as containing perl's internal Unicode
18 encoding (UTF-8 or UTF-EBCDIC) by opening it with the ":utf8" layer.
19 Other encodings can be converted to perl's encoding on input, or from
20 perl's encoding on output by use of the ":encoding(...)" layer.
21 See L<open>.
22
23 To mark the Perl source itself as being in a particular encoding,
24 see L<encoding>.
25
26 =item Regular Expressions
27
28 The regular expression compiler produces polymorphic opcodes.  That is,
29 the pattern adapts to the data and automatically switch to the Unicode
30 character scheme when presented with Unicode data, or a traditional
31 byte scheme when presented with byte data.
32
33 =item C<use utf8> still needed to enable UTF-8/UTF-EBCDIC in scripts
34
35 The C<utf8> pragma implements the tables used for Unicode support.
36 However, these tables are automatically loaded on demand, so the
37 C<utf8> pragma should not normally be used.
38
39 As a compatibility measure, this pragma must be explicitly used to
40 enable recognition of UTF-8 in the Perl scripts themselves on ASCII
41 based machines or recognize UTF-EBCDIC on EBCDIC based machines.
42 B<NOTE: this should be the only place where an explicit C<use utf8>
43 is needed>.
44
45 You can also use the C<encoding> pragma to change the default encoding
46 of the data in your script; see L<encoding>.
47
48 =back
49
50 =head2 Byte and Character semantics
51
52 Beginning with version 5.6, Perl uses logically wide characters to
53 represent strings internally.  This internal representation of strings
54 uses either the UTF-8 or the UTF-EBCDIC encoding.
55
56 In future, Perl-level operations can be expected to work with
57 characters rather than bytes, in general.
58
59 However, as strictly an interim compatibility measure, Perl aims to
60 provide a safe migration path from byte semantics to character
61 semantics for programs.  For operations where Perl can unambiguously
62 decide that the input data is characters, Perl now switches to
63 character semantics.  For operations where this determination cannot
64 be made without additional information from the user, Perl decides in
65 favor of compatibility, and chooses to use byte semantics.
66
67 This behavior preserves compatibility with earlier versions of Perl,
68 which allowed byte semantics in Perl operations, but only as long as
69 none of the program's inputs are marked as being as source of Unicode
70 character data.  Such data may come from filehandles, from calls to
71 external programs, from information provided by the system (such as %ENV),
72 or from literals and constants in the source text.
73
74 On Windows platforms, if the C<-C> command line switch is used, (or the
75 ${^WIDE_SYSTEM_CALLS} global flag is set to C<1>), all system calls
76 will use the corresponding wide character APIs.  Note that this is
77 currently only implemented on Windows since other platforms lack an
78 API standard on this area.
79
80 Regardless of the above, the C<bytes> pragma can always be used to
81 force byte semantics in a particular lexical scope.  See L<bytes>.
82
83 The C<utf8> pragma is primarily a compatibility device that enables
84 recognition of UTF-(8|EBCDIC) in literals encountered by the parser.
85 Note that this pragma is only required until a future version of Perl
86 in which character semantics will become the default.  This pragma may
87 then become a no-op.  See L<utf8>.
88
89 Unless mentioned otherwise, Perl operators will use character semantics
90 when they are dealing with Unicode data, and byte semantics otherwise.
91 Thus, character semantics for these operations apply transparently; if
92 the input data came from a Unicode source (for example, by adding a
93 character encoding discipline to the filehandle whence it came, or a
94 literal UTF-8 string constant in the program), character semantics
95 apply; otherwise, byte semantics are in effect.  To force byte semantics
96 on Unicode data, the C<bytes> pragma should be used.
97
98 Notice that if you concatenate strings with byte semantics and strings
99 with Unicode character data, the bytes will by default be upgraded
100 I<as if they were ISO 8859-1 (Latin-1)> (or if in EBCDIC, after a
101 translation to ISO 8859-1).  To change this, use the C<encoding>
102 pragma, see L<encoding>.
103
104 Under character semantics, many operations that formerly operated on
105 bytes change to operating on characters.  For ASCII data this makes no
106 difference, because UTF-8 stores ASCII in single bytes, but for any
107 character greater than C<chr(127)>, the character B<may> be stored in
108 a sequence of two or more bytes, all of which have the high bit set.
109
110 For C1 controls or Latin 1 characters on an EBCDIC platform the
111 character may be stored in a UTF-EBCDIC multi byte sequence.  But by
112 and large, the user need not worry about this, because Perl hides it
113 from the user.  A character in Perl is logically just a number ranging
114 from 0 to 2**32 or so.  Larger characters encode to longer sequences
115 of bytes internally, but again, this is just an internal detail which
116 is hidden at the Perl level.
117
118 =head2 Effects of character semantics
119
120 Character semantics have the following effects:
121
122 =over 4
123
124 =item *
125
126 Strings and patterns may contain characters that have an ordinal value
127 larger than 255.
128
129 Presuming you use a Unicode editor to edit your program, such
130 characters will typically occur directly within the literal strings as
131 UTF-8 (or UTF-EBCDIC on EBCDIC platforms) characters, but you can also
132 specify a particular character with an extension of the C<\x>
133 notation.  UTF-X characters are specified by putting the hexadecimal
134 code within curlies after the C<\x>.  For instance, a Unicode smiley
135 face is C<\x{263A}>.
136
137 =item *
138
139 Identifiers within the Perl script may contain Unicode alphanumeric
140 characters, including ideographs.  (You are currently on your own when
141 it comes to using the canonical forms of characters--Perl doesn't
142 (yet) attempt to canonicalize variable names for you.)
143
144 =item *
145
146 Regular expressions match characters instead of bytes.  For instance,
147 "." matches a character instead of a byte.  (However, the C<\C> pattern
148 is provided to force a match a single byte ("C<char>" in C, hence C<\C>).)
149
150 =item *
151
152 Character classes in regular expressions match characters instead of
153 bytes, and match against the character properties specified in the
154 Unicode properties database.  So C<\w> can be used to match an
155 ideograph, for instance.
156
157 =item *
158
159 Named Unicode properties and block ranges may be used as character
160 classes via the new C<\p{}> (matches property) and C<\P{}> (doesn't
161 match property) constructs.  For instance, C<\p{Lu}> matches any
162 character with the Unicode uppercase property, while C<\p{M}> matches
163 any mark character.  Single letter properties may omit the brackets,
164 so that can be written C<\pM> also.  Many predefined character classes
165 are available, such as C<\p{IsMirrored}> and C<\p{InTibetan}>.
166
167 The C<\p{Is...}> test for "general properties" such as "letter",
168 "digit", while the C<\p{In...}> test for Unicode scripts and blocks.
169
170 The official Unicode script and block names have spaces and dashes as
171 separators, but for convenience you can have dashes, spaces, and
172 underbars at every word division, and you need not care about correct
173 casing.  It is recommended, however, that for consistency you use the
174 following naming: the official Unicode script, block, or property name
175 (see below for the additional rules that apply to block names),
176 with whitespace and dashes replaced with underbar, and the words
177 "uppercase-first-lowercase-rest".  That is, "Latin-1 Supplement"
178 becomes "Latin_1_Supplement".
179
180 You can also negate both C<\p{}> and C<\P{}> by introducing a caret
181 (^) between the first curly and the property name: C<\p{^In_Tamil}> is
182 equal to C<\P{In_Tamil}>.
183
184 The C<In> and C<Is> can be left out: C<\p{Greek}> is equal to
185 C<\p{In_Greek}>, C<\P{Pd}> is equal to C<\P{Pd}>.
186
187     Short       Long
188
189     L           Letter
190     Lu          Uppercase_Letter
191     Ll          Lowercase_Letter
192     Lt          Titlecase_Letter
193     Lm          Modifier_Letter
194     Lo          Other_Letter
195
196     M           Mark
197     Mn          Nonspacing_Mark
198     Mc          Spacing_Mark
199     Me          Enclosing_Mark
200
201     N           Number
202     Nd          Decimal_Number
203     Nl          Letter_Number
204     No          Other_Number
205
206     P           Punctuation
207     Pc          Connector_Punctuation
208     Pd          Dash_Punctuation
209     Ps          Open_Punctuation
210     Pe          Close_Punctuation
211     Pi          Initial_Punctuation
212                 (may behave like Ps or Pe depending on usage)
213     Pf          Final_Punctuation
214                 (may behave like Ps or Pe depending on usage)
215     Po          Other_Punctuation
216
217     S           Symbol
218     Sm          Math_Symbol
219     Sc          Currency_Symbol
220     Sk          Modifier_Symbol
221     So          Other_Symbol
222
223     Z           Separator
224     Zs          Space_Separator
225     Zl          Line_Separator
226     Zp          Paragraph_Separator
227
228     C           Other
229     Cc          Control
230     Cf          Format
231     Cs          Surrogate
232     Co          Private_Use
233     Cn          Unassigned
234
235 There's also C<L&> which is an alias for C<Ll>, C<Lu>, and C<Lt>.
236
237 The following reserved ranges have C<In> tests:
238
239     CJK_Ideograph_Extension_A
240     CJK_Ideograph
241     Hangul_Syllable
242     Non_Private_Use_High_Surrogate
243     Private_Use_High_Surrogate
244     Low_Surrogate
245     Private_Surrogate
246     CJK_Ideograph_Extension_B
247     Plane_15_Private_Use
248     Plane_16_Private_Use
249
250 For example C<"\x{AC00}" =~ \p{HangulSyllable}> will test true.
251 (Handling of surrogates is not implemented yet, because Perl
252 uses UTF-8 and not UTF-16 internally to represent Unicode.
253 So you really can't use the "Cs" category.)
254
255 Additionally, because scripts differ in their directionality
256 (for example Hebrew is written right to left), all characters
257 have their directionality defined:
258
259     BidiL       Left-to-Right
260     BidiLRE     Left-to-Right Embedding
261     BidiLRO     Left-to-Right Override
262     BidiR       Right-to-Left
263     BidiAL      Right-to-Left Arabic
264     BidiRLE     Right-to-Left Embedding
265     BidiRLO     Right-to-Left Override
266     BidiPDF     Pop Directional Format
267     BidiEN      European Number
268     BidiES      European Number Separator
269     BidiET      European Number Terminator
270     BidiAN      Arabic Number
271     BidiCS      Common Number Separator
272     BidiNSM     Non-Spacing Mark
273     BidiBN      Boundary Neutral
274     BidiB       Paragraph Separator
275     BidiS       Segment Separator
276     BidiWS      Whitespace
277     BidiON      Other Neutrals
278
279 =back
280
281 =head2 Scripts
282
283 The scripts available for C<\p{In...}> and C<\P{In...}>, for example
284 C<\p{InLatin}> or \p{InCyrillic>, are as follows:
285
286     Arabic
287     Armenian
288     Bengali
289     Bopomofo
290     Canadian-Aboriginal
291     Cherokee
292     Cyrillic
293     Deseret
294     Devanagari
295     Ethiopic
296     Georgian
297     Gothic
298     Greek
299     Gujarati
300     Gurmukhi
301     Han
302     Hangul
303     Hebrew
304     Hiragana
305     Inherited
306     Kannada
307     Katakana
308     Khmer
309     Lao
310     Latin
311     Malayalam
312     Mongolian
313     Myanmar
314     Ogham
315     Old-Italic
316     Oriya
317     Runic
318     Sinhala
319     Syriac
320     Tamil
321     Telugu
322     Thaana
323     Thai
324     Tibetan
325     Yi
326
327 There are also extended property classes that supplement the basic
328 properties, defined by the F<PropList> Unicode database:
329
330     ASCII_Hex_Digit
331     Bidi_Control
332     Dash
333     Diacritic
334     Extender
335     Hex_Digit
336     Hyphen
337     Ideographic
338     Join_Control
339     Noncharacter_Code_Point
340     Other_Alphabetic
341     Other_Lowercase
342     Other_Math
343     Other_Uppercase
344     Quotation_Mark
345     White_Space
346
347 and further derived properties:
348
349     Alphabetic      Lu + Ll + Lt + Lm + Lo + Other_Alphabetic
350     Lowercase       Ll + Other_Lowercase
351     Uppercase       Lu + Other_Uppercase
352     Math            Sm + Other_Math
353
354     ID_Start        Lu + Ll + Lt + Lm + Lo + Nl
355     ID_Continue     ID_Start + Mn + Mc + Nd + Pc
356
357     Any             Any character
358     Assigned        Any non-Cn character
359     Common          Any character (or unassigned code point)
360                     not explicitly assigned to a script
361
362 =head2 Blocks
363
364 In addition to B<scripts>, Unicode also defines B<blocks> of
365 characters.  The difference between scripts and blocks is that the
366 scripts concept is closer to natural languages, while the blocks
367 concept is more an artificial grouping based on groups of 256 Unicode
368 characters.  For example, the C<Latin> script contains letters from
369 many blocks.  On the other hand, the C<Latin> script does not contain
370 all the characters from those blocks. It does not, for example, contain
371 digits because digits are shared across many scripts.  Digits and
372 other similar groups, like punctuation, are in a category called
373 C<Common>.
374
375 For more about scripts, see the UTR #24:
376
377    http://www.unicode.org/unicode/reports/tr24/
378
379 For more about blocks, see:
380
381    http://www.unicode.org/Public/UNIDATA/Blocks.txt
382
383 Because there are overlaps in naming (there are, for example, both
384 a script called C<Katakana> and a block called C<Katakana>, the block
385 version has C<Block> appended to its name, C<\p{InKatakanaBlock}>.
386
387 Notice that this definition was introduced in Perl 5.8.0: in Perl
388 5.6 only the blocks were used; in Perl 5.8.0 scripts became the
389 preferential Unicode character class definition; this meant that
390 the definitions of some character classes changed (the ones in the
391 below list that have the C<Block> appended).
392
393    Alphabetic Presentation Forms
394    Arabic Block
395    Arabic Presentation Forms-A
396    Arabic Presentation Forms-B
397    Armenian Block
398    Arrows
399    Basic Latin
400    Bengali Block
401    Block Elements
402    Bopomofo Block
403    Bopomofo Extended
404    Box Drawing
405    Braille Patterns
406    Byzantine Musical Symbols
407    CJK Compatibility
408    CJK Compatibility Forms
409    CJK Compatibility Ideographs
410    CJK Compatibility Ideographs Supplement
411    CJK Radicals Supplement
412    CJK Symbols and Punctuation
413    CJK Unified Ideographs
414    CJK Unified Ideographs Extension A
415    CJK Unified Ideographs Extension B
416    Cherokee Block
417    Combining Diacritical Marks
418    Combining Half Marks
419    Combining Marks for Symbols
420    Control Pictures
421    Currency Symbols
422    Cyrillic Block
423    Deseret Block
424    Devanagari Block
425    Dingbats
426    Enclosed Alphanumerics
427    Enclosed CJK Letters and Months
428    Ethiopic Block
429    General Punctuation
430    Geometric Shapes
431    Georgian Block
432    Gothic Block
433    Greek Block
434    Greek Extended
435    Gujarati Block
436    Gurmukhi Block
437    Halfwidth and Fullwidth Forms
438    Hangul Compatibility Jamo
439    Hangul Jamo
440    Hangul Syllables
441    Hebrew Block
442    High Private Use Surrogates
443    High Surrogates
444    Hiragana Block
445    IPA Extensions
446    Ideographic Description Characters
447    Kanbun
448    Kangxi Radicals
449    Kannada Block
450    Katakana Block
451    Khmer Block
452    Lao Block
453    Latin 1 Supplement
454    Latin Extended Additional
455    Latin Extended-A
456    Latin Extended-B
457    Letterlike Symbols
458    Low Surrogates
459    Malayalam Block
460    Mathematical Alphanumeric Symbols
461    Mathematical Operators
462    Miscellaneous Symbols
463    Miscellaneous Technical
464    Mongolian Block
465    Musical Symbols
466    Myanmar Block
467    Number Forms
468    Ogham Block
469    Old Italic Block
470    Optical Character Recognition
471    Oriya Block
472    Private Use
473    Runic Block
474    Sinhala Block
475    Small Form Variants
476    Spacing Modifier Letters
477    Specials
478    Superscripts and Subscripts
479    Syriac Block
480    Tags
481    Tamil Block
482    Telugu Block
483    Thaana Block
484    Thai Block
485    Tibetan Block
486    Unified Canadian Aboriginal Syllabics
487    Yi Radicals
488    Yi Syllables
489
490 =over 4
491
492 =item *
493
494 The special pattern C<\X> match matches any extended Unicode sequence
495 (a "combining character sequence" in Standardese), where the first
496 character is a base character and subsequent characters are mark
497 characters that apply to the base character.  It is equivalent to
498 C<(?:\PM\pM*)>.
499
500 =item *
501
502 The C<tr///> operator translates characters instead of bytes.  Note
503 that the C<tr///CU> functionality has been removed, as the interface
504 was a mistake.  For similar functionality see pack('U0', ...) and
505 pack('C0', ...).
506
507 =item *
508
509 Case translation operators use the Unicode case translation tables
510 when provided character input.  Note that C<uc()> (also known as C<\U>
511 in doublequoted strings) translates to uppercase, while C<ucfirst>
512 (also known as C<\u> in doublequoted strings) translates to titlecase
513 (for languages that make the distinction).  Naturally the
514 corresponding backslash sequences have the same semantics.
515
516 =item *
517
518 Most operators that deal with positions or lengths in the string will
519 automatically switch to using character positions, including
520 C<chop()>, C<substr()>, C<pos()>, C<index()>, C<rindex()>,
521 C<sprintf()>, C<write()>, and C<length()>.  Operators that
522 specifically don't switch include C<vec()>, C<pack()>, and
523 C<unpack()>.  Operators that really don't care include C<chomp()>, as
524 well as any other operator that treats a string as a bucket of bits,
525 such as C<sort()>, and the operators dealing with filenames.
526
527 =item *
528
529 The C<pack()>/C<unpack()> letters "C<c>" and "C<C>" do I<not> change,
530 since they're often used for byte-oriented formats.  (Again, think
531 "C<char>" in the C language.)  However, there is a new "C<U>" specifier
532 that will convert between UTF-8 characters and integers.  (It works
533 outside of the utf8 pragma too.)
534
535 =item *
536
537 The C<chr()> and C<ord()> functions work on characters.  This is like
538 C<pack("U")> and C<unpack("U")>, not like C<pack("C")> and
539 C<unpack("C")>.  In fact, the latter are how you now emulate
540 byte-oriented C<chr()> and C<ord()> for Unicode strings.
541 (Note that this reveals the internal UTF-8 encoding of strings and
542 you are not supposed to do that unless you know what you are doing.)
543
544 =item *
545
546 The bit string operators C<& | ^ ~> can operate on character data.
547 However, for backward compatibility reasons (bit string operations
548 when the characters all are less than 256 in ordinal value) one should
549 not mix C<~> (the bit complement) and characters both less than 256 and
550 equal or greater than 256.  Most importantly, the DeMorgan's laws
551 (C<~($x|$y) eq ~$x&~$y>, C<~($x&$y) eq ~$x|~$y>) won't hold.
552 Another way to look at this is that the complement cannot return
553 B<both> the 8-bit (byte) wide bit complement B<and> the full character
554 wide bit complement.
555
556 =item *
557
558 lc(), uc(), lcfirst(), and ucfirst() work for the following cases:
559
560 =over 8
561
562 =item *
563
564 the case mapping is from a single Unicode character to another
565 single Unicode character
566
567 =item *
568
569 the case mapping is from a single Unicode character to more
570 than one Unicode character
571
572 =back
573
574 What doesn't yet work are the following cases:
575
576 =over 8
577
578 =item *
579
580 the "final sigma" (Greek)
581
582 =item *
583
584 anything to with locales (Lithuanian, Turkish, Azeri)
585
586 =back
587
588 See the Unicode Technical Report #21, Case Mappings, for more details.
589
590 =item *
591
592 And finally, C<scalar reverse()> reverses by character rather than by byte.
593
594 =back
595
596 =head2 Character encodings for input and output
597
598 See L<Encode>.
599
600 =head1 CAVEATS
601
602 As of yet, there is no method for automatically coercing input and
603 output to some encoding other than UTF-8 or UTF-EBCDIC.  This is planned 
604 in the near future, however.
605
606 Whether an arbitrary piece of data will be treated as "characters" or
607 "bytes" by internal operations cannot be divined at the current time.
608
609 Use of locales with utf8 may lead to odd results.  Currently there is
610 some attempt to apply 8-bit locale info to characters in the range
611 0..255, but this is demonstrably incorrect for locales that use
612 characters above that range (when mapped into Unicode).  It will also
613 tend to run slower.  Avoidance of locales is strongly encouraged.
614
615 =head1 UNICODE REGULAR EXPRESSION SUPPORT LEVEL
616
617 The following list of Unicode regular expression support describes
618 feature by feature the Unicode support implemented in Perl as of Perl
619 5.8.0.  The "Level N" and the section numbers refer to the Unicode
620 Technical Report 18, "Unicode Regular Expression Guidelines".
621
622 =over 4
623
624 =item *
625
626 Level 1 - Basic Unicode Support
627
628         2.1 Hex Notation                        - done          [1]
629                 Named Notation                  - done          [2]
630         2.2 Categories                          - done          [3][4]
631         2.3 Subtraction                         - MISSING       [5][6]
632         2.4 Simple Word Boundaries              - done          [7]
633         2.5 Simple Loose Matches                - done          [8]
634         2.6 End of Line                         - MISSING       [9][10]
635
636         [ 1] \x{...}
637         [ 2] \N{...}
638         [ 3] . \p{Is...} \P{Is...}
639         [ 4] now scripts (see UTR#24 Script Names) in addition to blocks
640         [ 5] have negation
641         [ 6] can use look-ahead to emulate subtraction (*)
642         [ 7] include Letters in word characters
643         [ 8] see UTR#21 Case Mappings: Perl implements 1:1 mappings
644         [ 9] see UTR#13 Unicode Newline Guidelines
645         [10] should do ^ and $ also on \x{85}, \x{2028} and \x{2029})
646              (should also affect <>, $., and script line numbers)
647   
648 (*) You can mimic class subtraction using lookahead.
649 For example, what TR18 might write as
650
651     [{Greek}-[{UNASSIGNED}]]
652
653 in Perl can be written as:
654
655     (?!\p{UNASSIGNED})\p{GreekBlock}
656     (?=\p{ASSIGNED})\p{GreekBlock}
657
658 But in this particular example, you probably really want
659
660     \p{Greek}
661
662 which will match assigned characters known to be part of the Greek script.
663
664 In other words: the matched character must not be a non-assigned
665 character, but it must be in the block of modern Greek characters.
666
667 =item *
668
669 Level 2 - Extended Unicode Support
670
671         3.1 Surrogates                          - MISSING
672         3.2 Canonical Equivalents               - MISSING       [11][12]
673         3.3 Locale-Independent Graphemes        - MISSING       [13]
674         3.4 Locale-Independent Words            - MISSING       [14]
675         3.5 Locale-Independent Loose Matches    - MISSING       [15]
676
677         [11] see UTR#15 Unicode Normalization
678         [12] have Unicode::Normalize but not integrated to regexes
679         [13] have \X but at this level . should equal that
680         [14] need three classes, not just \w and \W
681         [15] see UTR#21 Case Mappings
682
683 =item *
684
685 Level 3 - Locale-Sensitive Support
686
687         4.1 Locale-Dependent Categories         - MISSING
688         4.2 Locale-Dependent Graphemes          - MISSING       [16][17]
689         4.3 Locale-Dependent Words              - MISSING
690         4.4 Locale-Dependent Loose Matches      - MISSING
691         4.5 Locale-Dependent Ranges             - MISSING
692
693         [16] see UTR#10 Unicode Collation Algorithms
694         [17] have Unicode::Collate but not integrated to regexes
695
696 =back
697
698 =head2 Unicode Encodings
699
700 Unicode characters are assigned to I<code points> which are abstract
701 numbers.  To use these numbers various encodings are needed.
702
703 =over 4
704
705 =item UTF-8
706
707 UTF-8 is the encoding used internally by Perl.  UTF-8 is a variable
708 length (1 to 6 bytes, current character allocations require 4 bytes), 
709 byteorder independent encoding.  For ASCII, UTF-8 is transparent
710 (and we really do mean 7-bit ASCII, not any 8-bit encoding).
711
712 The following table is from Unicode 3.1.
713
714  Code Points            1st Byte  2nd Byte  3rd Byte  4th Byte
715
716    U+0000..U+007F       00..7F   
717    U+0080..U+07FF       C2..DF    80..BF   
718    U+0800..U+0FFF       E0        A0..BF    80..BF  
719    U+1000..U+FFFF       E1..EF    80..BF    80..BF  
720   U+10000..U+3FFFF      F0        90..BF    80..BF    80..BF
721   U+40000..U+FFFFF      F1..F3    80..BF    80..BF    80..BF
722  U+100000..U+10FFFF     F4        80..8F    80..BF    80..BF
723
724 Or, another way to look at it, as bits:
725
726  Code Points                    1st Byte   2nd Byte  3rd Byte  4th Byte
727
728                     0aaaaaaa     0aaaaaaa
729             00000bbbbbaaaaaa     110bbbbb  10aaaaaa
730             ccccbbbbbbaaaaaa     1110cccc  10bbbbbb  10aaaaaa
731   00000dddccccccbbbbbbaaaaaa     11110ddd  10cccccc  10bbbbbb  10aaaaaa
732
733 As you can see, the continuation bytes all begin with C<10>, and the
734 leading bits of the start byte tells how many bytes the are in the
735 encoded character.
736
737 =item UTF-EBDIC
738
739 Like UTF-8, but EBDCIC-safe, as UTF-8 is ASCII-safe.
740
741 =item UTF-16, UTF-16BE, UTF16-LE, Surrogates, and BOMs (Byte Order Marks)
742
743 (The followings items are mostly for reference, Perl doesn't
744 use them internally.)
745
746 UTF-16 is a 2 or 4 byte encoding.  The Unicode code points
747 0x0000..0xFFFF are stored in two 16-bit units, and the code points
748 0x010000..0x10FFFF in two 16-bit units.  The latter case is
749 using I<surrogates>, the first 16-bit unit being the I<high
750 surrogate>, and the second being the I<low surrogate>.
751
752 Surrogates are code points set aside to encode the 0x01000..0x10FFFF
753 range of Unicode code points in pairs of 16-bit units.  The I<high
754 surrogates> are the range 0xD800..0xDBFF, and the I<low surrogates>
755 are the range 0xDC00..0xDFFFF.  The surrogate encoding is
756
757         $hi = ($uni - 0x10000) / 0x400 + 0xD800;
758         $lo = ($uni - 0x10000) % 0x400 + 0xDC00;
759
760 and the decoding is
761
762         $uni = 0x10000 + ($hi - 0xD8000) * 0x400 + ($lo - 0xDC00);
763
764 If you try to generate surrogates (for example by using chr()), you
765 will get an error because firstly a surrogate on its own is meaningless,
766 and secondly because Perl encodes its Unicode characters in UTF-8
767 (not 16-bit numbers), which makes the encoded character doubly illegal.
768
769 Because of the 16-bitness, UTF-16 is byteorder dependent.  UTF-16
770 itself can be used for in-memory computations, but if storage or
771 transfer is required, either UTF-16BE (Big Endian) or UTF-16LE
772 (Little Endian) must be chosen.
773
774 This introduces another problem: what if you just know that your data
775 is UTF-16, but you don't know which endianness?  Byte Order Marks
776 (BOMs) are a solution to this.  A special character has been reserved
777 in Unicode to function as a byte order marker: the character with the
778 code point 0xFEFF is the BOM.
779
780 The trick is that if you read a BOM, you will know the byte order,
781 since if it was written on a big endian platform, you will read the
782 bytes 0xFE 0xFF, but if it was written on a little endian platform,
783 you will read the bytes 0xFF 0xFE.  (And if the originating platform
784 was writing in UTF-8, you will read the bytes 0xEF 0xBB 0xBF.)
785
786 The way this trick works is that the character with the code point
787 0xFFFE is guaranteed not to be a valid Unicode character, so the
788 sequence of bytes 0xFF 0xFE is unambiguously "BOM, represented in
789 little-endian format" and cannot be "0xFFFE, represented in big-endian
790 format".
791
792 =item UTF-32, UTF-32BE, UTF32-LE
793
794 The UTF-32 family is pretty much like the UTF-16 family, expect that
795 the units are 32-bit, and therefore the surrogate scheme is not
796 needed.  The BOM signatures will be 0x00 0x00 0xFE 0xFF for BE and
797 0xFF 0xFE 0x00 0x00 for LE.
798
799 =item UCS-2, UCS-4
800
801 Encodings defined by the ISO 10646 standard.  UCS-2 is a 16-bit
802 encoding, UCS-4 is a 32-bit encoding.  Unlike UTF-16, UCS-2
803 is not extensible beyond 0xFFFF, because it does not use surrogates.
804
805 =item UTF-7
806
807 A seven-bit safe (non-eight-bit) encoding, useful if the
808 transport/storage is not eight-bit safe.  Defined by RFC 2152.
809
810 =back
811
812 =head2 Security Implications of Malformed UTF-8
813
814 Unfortunately, the specification of UTF-8 leaves some room for
815 interpretation of how many bytes of encoded output one should generate
816 from one input Unicode character.  Strictly speaking, one is supposed
817 to always generate the shortest possible sequence of UTF-8 bytes,
818 because otherwise there is potential for input buffer overflow at the
819 receiving end of a UTF-8 connection.  Perl always generates the shortest
820 length UTF-8, and with warnings on (C<-w> or C<use warnings;>) Perl will
821 warn about non-shortest length UTF-8 (and other malformations, too,
822 such as the surrogates, which are not real character code points.)
823
824 =head2 Unicode in Perl on EBCDIC
825
826 The way Unicode is handled on EBCDIC platforms is still rather
827 experimental.  On such a platform, references to UTF-8 encoding in this
828 document and elsewhere should be read as meaning UTF-EBCDIC as
829 specified in Unicode Technical Report 16 unless ASCII vs EBCDIC issues
830 are specifically discussed. There is no C<utfebcdic> pragma or
831 ":utfebcdic" layer, rather, "utf8" and ":utf8" are re-used to mean
832 the platform's "natural" 8-bit encoding of Unicode. See L<perlebcdic>
833 for more discussion of the issues.
834
835 =head2 Using Unicode in XS
836
837 If you want to handle Perl Unicode in XS extensions, you may find
838 the following C APIs useful:
839
840 =over 4
841
842 =item *
843
844 DO_UTF8(sv) returns true if the UTF8 flag is on and the bytes
845 pragma is not in effect.  SvUTF8(sv) returns true is the UTF8
846 flag is on, the bytes pragma is ignored.  Remember that UTF8
847 flag being on does not mean that there would be any characters
848 of code points greater than 255 or 127 in the scalar, or that
849 there even are any characters in the scalar.  The UTF8 flag
850 means that any characters added to the string will be encoded
851 in UTF8 if the code points of the characters are greater than
852 255.  Not "if greater than 127", since Perl's Unicode model
853 is not to use UTF-8 until it's really necessary.
854
855 =item *
856
857 uvuni_to_utf8(buf, chr) writes a Unicode character code point into a
858 buffer encoding the code point as UTF-8, and returns a pointer
859 pointing after the UTF-8 bytes.
860
861 =item *
862
863 utf8_to_uvuni(buf, lenp) reads UTF-8 encoded bytes from a buffer and
864 returns the Unicode character code point (and optionally the length of
865 the UTF-8 byte sequence).
866
867 =item *
868
869 utf8_length(s, len) returns the length of the UTF-8 encoded buffer in
870 characters.  sv_len_utf8(sv) returns the length of the UTF-8 encoded
871 scalar.
872
873 =item *
874
875 sv_utf8_upgrade(sv) converts the string of the scalar to its UTF-8
876 encoded form.  sv_utf8_downgrade(sv) does the opposite (if possible).
877 sv_utf8_encode(sv) is like sv_utf8_upgrade but the UTF8 flag does not
878 get turned on.  sv_utf8_decode() does the opposite of sv_utf8_encode().
879
880 =item *
881
882 is_utf8_char(buf) returns true if the buffer points to valid UTF-8.
883
884 =item *
885
886 is_utf8_string(buf, len) returns true if the len bytes of the buffer
887 are valid UTF-8.
888
889 =item *
890
891 UTF8SKIP(buf) will return the number of bytes in the UTF-8 encoded
892 character in the buffer.  UNISKIP(chr) will return the number of bytes
893 required to UTF-8-encode the Unicode character code point.
894
895 =item *
896
897 utf8_distance(a, b) will tell the distance in characters between the
898 two pointers pointing to the same UTF-8 encoded buffer.
899
900 =item *
901
902 utf8_hop(s, off) will return a pointer to an UTF-8 encoded buffer that
903 is C<off> (positive or negative) Unicode characters displaced from the
904 UTF-8 buffer C<s>.
905
906 =item *
907
908 pv_uni_display(dsv, spv, len, pvlim, flags) and sv_uni_display(dsv,
909 ssv, pvlim, flags) are useful for debug output of Unicode strings and
910 scalars (only for debug: they display B<all> characters as hexadecimal
911 code points).
912
913 =item *
914
915 ibcmp_utf8(s1, u1, len1, s2, u2, len2) can be used to compare two
916 strings case-insensitively in Unicode.  (For case-sensitive
917 comparisons you can just use memEQ() and memNE() as usual.)
918
919 =back
920
921 For more information, see L<perlapi>, and F<utf8.c> and F<utf8.h>
922 in the Perl source code distribution.
923
924 =head1 SEE ALSO
925
926 L<perluniintro>, L<encoding>, L<Encode>, L<open>, L<utf8>, L<bytes>,
927 L<perlretut>, L<perlvar/"${^WIDE_SYSTEM_CALLS}">
928
929 =cut