This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
APItest/t/utf8.t: Rename test for clarity
[perl5.git] / utf8.c
diff --git a/utf8.c b/utf8.c
index 0fcb6b6..49a9204 100644 (file)
--- a/utf8.c
+++ b/utf8.c
@@ -33,8 +33,9 @@
 #include "perl.h"
 #include "invlist_inline.h"
 
+static const char malformed_text[] = "Malformed UTF-8 character";
 static const char unees[] =
-    "Malformed UTF-8 character (unexpected end of string)";
+                        "Malformed UTF-8 character (unexpected end of string)";
 static const char cp_above_legal_max[] =
  "Use of code point 0x%"UVXf" is deprecated; the permissible max is 0x%"UVXf"";
 
@@ -296,7 +297,14 @@ contain these.
 
 The flag C<UNICODE_WARN_ILLEGAL_INTERCHANGE> selects all three of
 the above WARN flags; and C<UNICODE_DISALLOW_ILLEGAL_INTERCHANGE> selects all
-three DISALLOW flags.
+three DISALLOW flags.  C<UNICODE_DISALLOW_ILLEGAL_INTERCHANGE> restricts the
+allowed inputs to the strict UTF-8 traditionally defined by Unicode.
+Similarly, C<UNICODE_WARN_ILLEGAL_C9_INTERCHANGE> and
+C<UNICODE_DISALLOW_ILLEGAL_C9_INTERCHANGE> are shortcuts to select the
+above-Unicode and surrogate flags, but not the non-character ones, as
+defined in
+L<Unicode Corrigendum #9|http://www.unicode.org/versions/corrigendum9.html>.
+See L<perlunicode/Noncharacter code points>.
 
 Code points above 0x7FFF_FFFF (2**31 - 1) were never specified in any standard,
 so using them is more problematic than other above-Unicode code points.  Perl
@@ -335,120 +343,429 @@ Perl_uvchr_to_utf8_flags(pTHX_ U8 *d, UV uv, UV flags)
     return uvchr_to_utf8_flags(d, uv, flags);
 }
 
-/*
+PERL_STATIC_INLINE bool
+S_is_utf8_cp_above_31_bits(const U8 * const s, const U8 * const e)
+{
+    /* Returns TRUE if the first code point represented by the Perl-extended-
+     * UTF-8-encoded string starting at 's', and looking no further than 'e -
+     * 1' doesn't fit into 31 bytes.  That is, that if it is >= 2**31.
+     *
+     * The function handles the case where the input bytes do not include all
+     * the ones necessary to represent a full character.  That is, they may be
+     * the intial bytes of the representation of a code point, but possibly
+     * the final ones necessary for the complete representation may be beyond
+     * 'e - 1'.
+     *
+     * The function assumes that the sequence is well-formed UTF-8 as far as it
+     * goes, and is for a UTF-8 variant code point.  If the sequence is
+     * incomplete, the function returns FALSE if there is any well-formed
+     * UTF-8 byte sequence that can complete it in such a way that a code point
+     * < 2**31 is produced; otherwise it returns TRUE.
+     *
+     * Getting this exactly right is slightly tricky, and has to be done in
+     * several places in this file, so is centralized here.  It is based on the
+     * following table:
+     *
+     * U+7FFFFFFF (2 ** 31 - 1)
+     *      ASCII: \xFD\xBF\xBF\xBF\xBF\xBF
+     *   IBM-1047: \xFE\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x42\x73\x73\x73\x73\x73\x73
+     *    IBM-037: \xFE\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x42\x72\x72\x72\x72\x72\x72
+     *   POSIX-BC: \xFE\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x42\x75\x75\x75\x75\x75\x75
+     *         I8: \xFF\xA0\xA0\xA0\xA0\xA0\xA0\xA1\xBF\xBF\xBF\xBF\xBF\xBF
+     * U+80000000 (2 ** 31):
+     *      ASCII: \xFE\x82\x80\x80\x80\x80\x80
+     *              [0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] 10  11  12  13
+     *   IBM-1047: \xFE\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x43\x41\x41\x41\x41\x41\x41
+     *    IBM-037: \xFE\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x43\x41\x41\x41\x41\x41\x41
+     *   POSIX-BC: \xFE\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x43\x41\x41\x41\x41\x41\x41
+     *         I8: \xFF\xA0\xA0\xA0\xA0\xA0\xA0\xA2\xA0\xA0\xA0\xA0\xA0\xA0
+     */
+
+#ifdef EBCDIC
 
-A helper function for the macro isUTF8_CHAR(), which should be used instead of
-this function.  The macro will handle smaller code points directly saving time,
-using this function as a fall-back for higher code points.  This function
-assumes that it is not called with an invariant character, and that
-'s + len - 1' is within bounds of the string 's'.
+        /* [0] is start byte           [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] */
+    const U8 * const prefix = (U8 *) "\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x42";
+    const STRLEN prefix_len = sizeof(prefix) - 1;
+    const STRLEN len = e - s;
+    const STRLEN cmp_len = MIN(prefix_len, len - 1);
 
-Tests if the string C<s> of at least length 'len' is a valid variant UTF-8
-character.  0 is returned if not, otherwise, 'len' is returned.
+#else
 
-It is written in such a way that if 'len' is set to less than a full
-character's length, it will test if the bytes ending there form the legal
-beginning of partial character.
+    PERL_UNUSED_ARG(e);
 
-*/
+#endif
 
-STRLEN
-Perl__is_utf8_char_slow(const U8 * const s, const STRLEN len)
-{
-    const U8 *e;
-    const U8 *x, *y;
+    PERL_ARGS_ASSERT_IS_UTF8_CP_ABOVE_31_BITS;
 
-    PERL_ARGS_ASSERT__IS_UTF8_CHAR_SLOW;
+    assert(! UTF8_IS_INVARIANT(*s));
 
-    if (UNLIKELY(! UTF8_IS_START(*s))) {
-        return 0;
+#ifndef EBCDIC
+
+    /* Technically, a start byte of FE can be for a code point that fits into
+     * 31 bytes, but not for well-formed UTF-8: doing that requires an overlong
+     * malformation. */
+    return (*s >= 0xFE);
+
+#else
+
+    /* On the EBCDIC code pages we handle, only 0xFE can mean a 32-bit or
+     * larger code point (0xFF is an invariant).  For 0xFE, we need at least 2
+     * bytes, and maybe up through 8 bytes, to be sure if the value is above 31
+     * bits. */
+    if (*s != 0xFE || len == 1) {
+        return FALSE;
     }
 
-    e = s + len;
+    /* Note that in UTF-EBCDIC, the two lowest possible continuation bytes are
+     * \x41 and \x42. */
+    return cBOOL(memGT(s + 1, prefix, cmp_len));
 
-    for (x = s + 1; x < e; x++) {
-        if (UNLIKELY(! UTF8_IS_CONTINUATION(*x))) {
-            return 0;
+#endif
+
+}
+
+PERL_STATIC_INLINE bool
+S_does_utf8_overflow(const U8 * const s, const U8 * e)
+{
+    const U8 *x;
+    const U8 * y = (const U8 *) HIGHEST_REPRESENTABLE_UTF8;
+
+    /* Returns a boolean as to if this UTF-8 string would overflow a UV on this
+     * platform, that is if it represents a code point larger than the highest
+     * representable code point.  (For ASCII platforms, we could use memcmp()
+     * because we don't have to convert each byte to I8, but it's very rare
+     * input indeed that would approach overflow, so the loop below will likely
+     * only get executed once.
+     *
+     * 'e' must not be beyond a full character.  If it is less than a full
+     * character, the function returns FALSE if there is any input beyond 'e'
+     * that could result in a non-overflowing code point */
+
+    PERL_ARGS_ASSERT_DOES_UTF8_OVERFLOW;
+    assert(s + UTF8SKIP(s) >= e);
+
+    for (x = s; x < e; x++, y++) {
+
+        /* If this byte is larger than the corresponding highest UTF-8 byte, it
+         * overflows */
+        if (UNLIKELY(NATIVE_UTF8_TO_I8(*x) > *y)) {
+            return TRUE;
+        }
+
+        /* If not the same as this byte, it must be smaller, doesn't overflow */
+        if (LIKELY(NATIVE_UTF8_TO_I8(*x) != *y)) {
+            return FALSE;
         }
     }
 
-#ifndef EBCDIC
+    /* Got to the end and all bytes are the same.  If the input is a whole
+     * character, it doesn't overflow.  And if it is a partial character,
+     * there's not enough information to tell, so assume doesn't overflow */
+    return FALSE;
+}
+
+PERL_STATIC_INLINE bool
+S_is_utf8_overlong_given_start_byte_ok(const U8 * const s, const STRLEN len)
+{
+    /* Overlongs can occur whenever the number of continuation bytes
+     * changes.  That means whenever the number of leading 1 bits in a start
+     * byte increases from the next lower start byte.  That happens for start
+     * bytes C0, E0, F0, F8, FC, FE, and FF.  On modern perls, the following
+     * illegal start bytes have already been excluded, so don't need to be
+     * tested here;
+     * ASCII platforms: C0, C1
+     * EBCDIC platforms C0, C1, C2, C3, C4, E0
+     *
+     * At least a second byte is required to determine if other sequences will
+     * be an overlong. */
+
+    const U8 s0 = NATIVE_UTF8_TO_I8(s[0]);
+    const U8 s1 = NATIVE_UTF8_TO_I8(s[1]);
+
+    PERL_ARGS_ASSERT_IS_UTF8_OVERLONG_GIVEN_START_BYTE_OK;
+    assert(len > 1 && UTF8_IS_START(*s));
+
+    /* Each platform has overlongs after the start bytes given above (expressed
+     * in I8 for EBCDIC).  What constitutes an overlong varies by platform, but
+     * the logic is the same, except the E0 overlong has already been excluded
+     * on EBCDIC platforms.   The  values below were found by manually
+     * inspecting the UTF-8 patterns.  See the tables in utf8.h and
+     * utfebcdic.h. */
+
+#       ifdef EBCDIC
+#           define F0_ABOVE_OVERLONG 0xB0
+#           define F8_ABOVE_OVERLONG 0xA8
+#           define FC_ABOVE_OVERLONG 0xA4
+#           define FE_ABOVE_OVERLONG 0xA2
+#           define FF_OVERLONG_PREFIX "\xfe\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x41"
+                                    /* I8(0xfe) is FF */
+#       else
+
+    if (s0 == 0xE0 && UNLIKELY(s1 < 0xA0)) {
+        return TRUE;
+    }
+
+#           define F0_ABOVE_OVERLONG 0x90
+#           define F8_ABOVE_OVERLONG 0x88
+#           define FC_ABOVE_OVERLONG 0x84
+#           define FE_ABOVE_OVERLONG 0x82
+#           define FF_OVERLONG_PREFIX "\xff\x80\x80\x80\x80\x80\x80"
+#       endif
+
+
+    if (   (s0 == 0xF0 && UNLIKELY(s1 < F0_ABOVE_OVERLONG))
+        || (s0 == 0xF8 && UNLIKELY(s1 < F8_ABOVE_OVERLONG))
+        || (s0 == 0xFC && UNLIKELY(s1 < FC_ABOVE_OVERLONG))
+        || (s0 == 0xFE && UNLIKELY(s1 < FE_ABOVE_OVERLONG)))
+    {
+        return TRUE;
+    }
 
-    /* Here is syntactically valid.  Make sure this isn't the start of an
-     * overlong.  These values were found by manually inspecting the UTF-8
-     * patterns.  See the tables in utf8.h and utfebcdic.h */
+#   if defined(UV_IS_QUAD) || defined(EBCDIC)
 
-    /* This is not needed on modern perls where C0 and C1 are not considered
-     * start bytes. */
-#if 0
-    if (UNLIKELY(*s < 0xC2)) {
-        return 0;
+    /* Check for the FF overlong.  This happens only if all these bytes match;
+     * what comes after them doesn't matter.  See tables in utf8.h,
+     * utfebcdic.h.  (Can't happen on ASCII 32-bit platforms, as overflows
+     * instead.) */
+
+    if (   len >= sizeof(FF_OVERLONG_PREFIX) - 1
+        && UNLIKELY(memEQ(s, FF_OVERLONG_PREFIX,
+                                            sizeof(FF_OVERLONG_PREFIX) - 1)))
+    {
+        return TRUE;
     }
+
 #endif
 
-    if (len > 1) {
-        if (   (*s == 0xE0 && UNLIKELY(s[1] < 0xA0))
-            || (*s == 0xF0 && UNLIKELY(s[1] < 0x90))
-            || (*s == 0xF8 && UNLIKELY(s[1] < 0x88))
-            || (*s == 0xFC && UNLIKELY(s[1] < 0x84))
-            || (*s == 0xFE && UNLIKELY(s[1] < 0x82)))
-        {
-            return 0;
-        }
-        if ((len > 6 && UNLIKELY(*s == 0xFF) && UNLIKELY(s[6] < 0x81))) {
-            return 0;
-        }
+    return FALSE;
+}
+
+#undef F0_ABOVE_OVERLONG
+#undef F8_ABOVE_OVERLONG
+#undef FC_ABOVE_OVERLONG
+#undef FE_ABOVE_OVERLONG
+#undef FF_OVERLONG_PREFIX
+
+STRLEN
+Perl__is_utf8_char_helper(const U8 * const s, const U8 * e, const U32 flags)
+{
+    STRLEN len;
+    const U8 *x;
+
+    /* A helper function that should not be called directly.
+     *
+     * This function returns non-zero if the string beginning at 's' and
+     * looking no further than 'e - 1' is well-formed Perl-extended-UTF-8 for a
+     * code point; otherwise it returns 0.  The examination stops after the
+     * first code point in 's' is validated, not looking at the rest of the
+     * input.  If 'e' is such that there are not enough bytes to represent a
+     * complete code point, this function will return non-zero anyway, if the
+     * bytes it does have are well-formed UTF-8 as far as they go, and aren't
+     * excluded by 'flags'.
+     *
+     * A non-zero return gives the number of bytes required to represent the
+     * code point.  Be aware that if the input is for a partial character, the
+     * return will be larger than 'e - s'.
+     *
+     * This function assumes that the code point represented is UTF-8 variant.
+     * The caller should have excluded this possibility before calling this
+     * function.
+     *
+     * 'flags' can be 0, or any combination of the UTF8_DISALLOW_foo flags
+     * accepted by L</utf8n_to_uvchr>.  If non-zero, this function will return
+     * 0 if the code point represented is well-formed Perl-extended-UTF-8, but
+     * disallowed by the flags.  If the input is only for a partial character,
+     * the function will return non-zero if there is any sequence of
+     * well-formed UTF-8 that, when appended to the input sequence, could
+     * result in an allowed code point; otherwise it returns 0.  Non characters
+     * cannot be determined based on partial character input.  But many  of the
+     * other excluded types can be determined with just the first one or two
+     * bytes.
+     *
+     */
+
+    PERL_ARGS_ASSERT__IS_UTF8_CHAR_HELPER;
+
+    assert(0 == (flags & ~(UTF8_DISALLOW_ILLEGAL_INTERCHANGE
+                          |UTF8_DISALLOW_ABOVE_31_BIT)));
+    assert(! UTF8_IS_INVARIANT(*s));
+
+    /* A variant char must begin with a start byte */
+    if (UNLIKELY(! UTF8_IS_START(*s))) {
+        return 0;
     }
 
-#else   /* For EBCDIC, we use I8, which is the same on all code pages */
-    {
-        const U8 s0 = NATIVE_UTF8_TO_I8(*s);
+    /* Examine a maximum of a single whole code point */
+    if (e - s > UTF8SKIP(s)) {
+        e = s + UTF8SKIP(s);
+    }
 
-        /* On modern perls C0-C4 aren't considered start bytes */
-        if ( /* s0 < 0xC5 || */ s0 == 0xE0) {
-            return 0;
+    len = e - s;
+
+    if (flags && isUTF8_POSSIBLY_PROBLEMATIC(*s)) {
+        const U8 s0 = NATIVE_UTF8_TO_I8(s[0]);
+
+        /* The code below is derived from this table.  Keep in mind that legal
+         * continuation bytes range between \x80..\xBF for UTF-8, and
+         * \xA0..\xBF for I8.  Anything above those aren't continuation bytes.
+         * Hence, we don't have to test the upper edge because if any of those
+         * are encountered, the sequence is malformed, and will fail elsewhere
+         * in this function.
+         *              UTF-8            UTF-EBCDIC I8
+         *   U+D800: \xED\xA0\x80      \xF1\xB6\xA0\xA0      First surrogate
+         *   U+DFFF: \xED\xBF\xBF      \xF1\xB7\xBF\xBF      Final surrogate
+         * U+110000: \xF4\x90\x80\x80  \xF9\xA2\xA0\xA0\xA0  First above Unicode
+         *
+         */
+
+#ifdef EBCDIC   /* On EBCDIC, these are actually I8 bytes */
+#  define FIRST_START_BYTE_THAT_IS_DEFINITELY_SUPER  0xFA
+#  define IS_UTF8_2_BYTE_SUPER(s0, s1)           ((s0) == 0xF9 && (s1) >= 0xA2)
+
+#  define IS_UTF8_2_BYTE_SURROGATE(s0, s1)       ((s0) == 0xF1              \
+                                                       /* B6 and B7 */      \
+                                              && ((s1) & 0xFE ) == 0xB6)
+#else
+#  define FIRST_START_BYTE_THAT_IS_DEFINITELY_SUPER  0xF5
+#  define IS_UTF8_2_BYTE_SUPER(s0, s1)           ((s0) == 0xF4 && (s1) >= 0x90)
+#  define IS_UTF8_2_BYTE_SURROGATE(s0, s1)       ((s0) == 0xED && (s1) >= 0xA0)
+#endif
+
+        if (  (flags & UTF8_DISALLOW_SUPER)
+            && UNLIKELY(s0 >= FIRST_START_BYTE_THAT_IS_DEFINITELY_SUPER)) {
+            return 0;           /* Above Unicode */
+        }
+
+        if (   (flags & UTF8_DISALLOW_ABOVE_31_BIT)
+            &&  UNLIKELY(is_utf8_cp_above_31_bits(s, e)))
+        {
+            return 0;           /* Above 31 bits */
         }
 
-        if (len >= 1) {
+        if (len > 1) {
             const U8 s1 = NATIVE_UTF8_TO_I8(s[1]);
 
-            if (   (s0 == 0xF0 && UNLIKELY(s1 < 0xB0))
-                || (s0 == 0xF8 && UNLIKELY(s1 < 0xA8))
-                || (s0 == 0xFC && UNLIKELY(s1 < 0xA4))
-                || (s0 == 0xFE && UNLIKELY(s1 < 0x82)))
+            if (   (flags & UTF8_DISALLOW_SUPER)
+                &&  UNLIKELY(IS_UTF8_2_BYTE_SUPER(s0, s1)))
             {
-                return 0;
+                return 0;       /* Above Unicode */
             }
-            if ((len > 7 && UNLIKELY(s0 == 0xFF) && UNLIKELY(s[7] < 0xA1))) {
-                return 0;
+
+            if (   (flags & UTF8_DISALLOW_SURROGATE)
+                &&  UNLIKELY(IS_UTF8_2_BYTE_SURROGATE(s0, s1)))
+            {
+                return 0;       /* Surrogate */
+            }
+
+            if (  (flags & UTF8_DISALLOW_NONCHAR)
+                && UNLIKELY(UTF8_IS_NONCHAR(s, e)))
+            {
+                return 0;       /* Noncharacter code point */
             }
         }
     }
 
-#endif
+    /* Make sure that all that follows are continuation bytes */
+    for (x = s + 1; x < e; x++) {
+        if (UNLIKELY(! UTF8_IS_CONTINUATION(*x))) {
+            return 0;
+        }
+    }
 
-    /* Now see if this would overflow a UV on this platform.  See if the UTF8
-     * for this code point is larger than that for the highest representable
-     * code point */
-    y = (const U8 *) HIGHEST_REPRESENTABLE_UTF8;
+    /* Here is syntactically valid.  Next, make sure this isn't the start of an
+     * overlong. */
+    if (len > 1 && is_utf8_overlong_given_start_byte_ok(s, len)) {
+        return 0;
+    }
 
-    for (x = s; x < e; x++, y++) {
+    /* And finally, that the code point represented fits in a word on this
+     * platform */
+    if (does_utf8_overflow(s, e)) {
+        return 0;
+    }
 
-        /* If the same at this byte, go on to the next */
-        if (UNLIKELY(NATIVE_UTF8_TO_I8(*x) == *y)) {
-            continue;
-        }
+    return UTF8SKIP(s);
+}
 
-        /* If this is larger, it overflows */
-        if (UNLIKELY(NATIVE_UTF8_TO_I8(*x) > *y)) {
-            return 0;
+STATIC char *
+S__byte_dump_string(pTHX_ const U8 * s, const STRLEN len)
+{
+    /* Returns a mortalized C string that is a displayable copy of the 'len'
+     * bytes starting at 's', each in a \xXY format. */
+
+    const STRLEN output_len = 4 * len + 1;  /* 4 bytes per each input, plus a
+                                               trailing NUL */
+    const U8 * const e = s + len;
+    char * output;
+    char * d;
+
+    PERL_ARGS_ASSERT__BYTE_DUMP_STRING;
+
+    Newx(output, output_len, char);
+    SAVEFREEPV(output);
+
+    d = output;
+    for (; s < e; s++) {
+        const unsigned high_nibble = (*s & 0xF0) >> 4;
+        const unsigned low_nibble =  (*s & 0x0F);
+
+        *d++ = '\\';
+        *d++ = 'x';
+
+        if (high_nibble < 10) {
+            *d++ = high_nibble + '0';
+        }
+        else {
+            *d++ = high_nibble - 10 + 'a';
         }
 
-        /* But if smaller, it won't */
-        break;
+        if (low_nibble < 10) {
+            *d++ = low_nibble + '0';
+        }
+        else {
+            *d++ = low_nibble - 10 + 'a';
+        }
     }
 
-    return len;
+    *d = '\0';
+    return output;
+}
+
+PERL_STATIC_INLINE char *
+S_unexpected_non_continuation_text(pTHX_ const U8 * const s,
+
+                                         /* How many bytes to print */
+                                         const STRLEN print_len,
+
+                                         /* Which one is the non-continuation */
+                                         const STRLEN non_cont_byte_pos,
+
+                                         /* How many bytes should there be? */
+                                         const STRLEN expect_len)
+{
+    /* Return the malformation warning text for an unexpected continuation
+     * byte. */
+
+    const char * const where = (non_cont_byte_pos == 1)
+                               ? "immediately"
+                               : Perl_form(aTHX_ "%d bytes",
+                                                 (int) non_cont_byte_pos);
+
+    PERL_ARGS_ASSERT_UNEXPECTED_NON_CONTINUATION_TEXT;
+
+    /* We don't need to pass this parameter, but since it has already been
+     * calculated, it's likely faster to pass it; verify under DEBUGGING */
+    assert(expect_len == UTF8SKIP(s));
+
+    return Perl_form(aTHX_ "%s: %s (unexpected non-continuation byte 0x%02x,"
+                           " %s after start byte 0x%02x; need %d bytes, got %d)",
+                           malformed_text,
+                           _byte_dump_string(s, print_len),
+                           *(s + non_cont_byte_pos),
+                           where,
+                           *s,
+                           (int) expect_len,
+                           (int) non_cont_byte_pos);
 }
 
 /*
@@ -488,20 +805,30 @@ C<retlen> to C<-1> (cast to C<STRLEN>) and return zero.
 
 Note that this API requires disambiguation between successful decoding a C<NUL>
 character, and an error return (unless the C<UTF8_CHECK_ONLY> flag is set), as
-in both cases, 0 is returned.  To disambiguate, upon a zero return, see if the
-first byte of C<s> is 0 as well.  If so, the input was a C<NUL>; if not, the
-input had an error.
+in both cases, 0 is returned, and, depending on the malformation, C<retlen> may
+be set to 1.  To disambiguate, upon a zero return, see if the first byte of
+C<s> is 0 as well.  If so, the input was a C<NUL>; if not, the input had an
+error.
 
 Certain code points are considered problematic.  These are Unicode surrogates,
 Unicode non-characters, and code points above the Unicode maximum of 0x10FFFF.
 By default these are considered regular code points, but certain situations
-warrant special handling for them.  If C<flags> contains
-C<UTF8_DISALLOW_ILLEGAL_INTERCHANGE>, all three classes are treated as
-malformations and handled as such.  The flags C<UTF8_DISALLOW_SURROGATE>,
-C<UTF8_DISALLOW_NONCHAR>, and C<UTF8_DISALLOW_SUPER> (meaning above the legal
-Unicode maximum) can be set to disallow these categories individually.
-
-The flags C<UTF8_WARN_ILLEGAL_INTERCHANGE>, C<UTF8_WARN_SURROGATE>,
+warrant special handling for them, which can be specified using the C<flags>
+parameter.  If C<flags> contains C<UTF8_DISALLOW_ILLEGAL_INTERCHANGE>, all
+three classes are treated as malformations and handled as such.  The flags
+C<UTF8_DISALLOW_SURROGATE>, C<UTF8_DISALLOW_NONCHAR>, and
+C<UTF8_DISALLOW_SUPER> (meaning above the legal Unicode maximum) can be set to
+disallow these categories individually.  C<UTF8_DISALLOW_ILLEGAL_INTERCHANGE>
+restricts the allowed inputs to the strict UTF-8 traditionally defined by
+Unicode.  Use C<UTF8_DISALLOW_ILLEGAL_C9_INTERCHANGE> to use the strictness
+definition given by
+L<Unicode Corrigendum #9|http://www.unicode.org/versions/corrigendum9.html>.
+The difference between traditional strictness and C9 strictness is that the
+latter does not forbid non-character code points.  (They are still discouraged,
+however.)  For more discussion see L<perlunicode/Noncharacter code points>.
+
+The flags C<UTF8_WARN_ILLEGAL_INTERCHANGE>,
+C<UTF8_WARN_ILLEGAL_C9_INTERCHANGE>, C<UTF8_WARN_SURROGATE>,
 C<UTF8_WARN_NONCHAR>, and C<UTF8_WARN_SUPER> will cause warning messages to be
 raised for their respective categories, but otherwise the code points are
 considered valid (not malformations).  To get a category to both be treated as
@@ -550,7 +877,6 @@ UV
 Perl_utf8n_to_uvchr(pTHX_ const U8 *s, STRLEN curlen, STRLEN *retlen, U32 flags)
 {
     const U8 * const s0 = s;
-    U8 overflow_byte = '\0';   /* Save byte in case of overflow */
     U8 * send;
     UV uv = *s;
     STRLEN expectlen;
@@ -562,7 +888,6 @@ Perl_utf8n_to_uvchr(pTHX_ const U8 *s, STRLEN curlen, STRLEN *retlen, U32 flags)
     bool overflowed = FALSE;
     bool do_overlong_test = TRUE;   /* May have to skip this test */
 
-    const char* const malformed_text = "Malformed UTF-8 character";
 
     PERL_ARGS_ASSERT_UTF8N_TO_UVCHR;
 
@@ -596,7 +921,8 @@ Perl_utf8n_to_uvchr(pTHX_ const U8 *s, STRLEN curlen, STRLEN *retlen, U32 flags)
            return 0;
        }
        if (! (flags & UTF8_CHECK_ONLY)) {
-           sv = sv_2mortal(Perl_newSVpvf(aTHX_ "%s (empty string)", malformed_text));
+           sv = sv_2mortal(Perl_newSVpvf(aTHX_ "%s (empty string)",
+                                                malformed_text));
        }
        goto malformed;
     }
@@ -626,7 +952,11 @@ Perl_utf8n_to_uvchr(pTHX_ const U8 *s, STRLEN curlen, STRLEN *retlen, U32 flags)
        }
 
        if (! (flags & UTF8_CHECK_ONLY)) {
-           sv = sv_2mortal(Perl_newSVpvf(aTHX_ "%s (unexpected continuation byte 0x%02x, with no preceding start byte)", malformed_text, *s0));
+           sv = sv_2mortal(Perl_newSVpvf(aTHX_
+                            "%s: %s (unexpected continuation byte 0x%02x,"
+                            " with no preceding start byte)",
+                            malformed_text,
+                            _byte_dump_string(s0, 1), *s0));
        }
        curlen = 1;
        goto malformed;
@@ -656,7 +986,6 @@ Perl_utf8n_to_uvchr(pTHX_ const U8 *s, STRLEN curlen, STRLEN *retlen, U32 flags)
                 * Set a flag, but keep going in the loop, so that we absorb
                 * the rest of the bytes that comprise the character. */
                overflowed = TRUE;
-               overflow_byte = *s; /* Save for warning message's use */
            }
            uv = UTF8_ACCUMULATE(uv, *s);
        }
@@ -692,12 +1021,11 @@ Perl_utf8n_to_uvchr(pTHX_ const U8 *s, STRLEN curlen, STRLEN *retlen, U32 flags)
     if (UNLIKELY(unexpected_non_continuation)) {
        if (!(flags & UTF8_ALLOW_NON_CONTINUATION)) {
            if (! (flags & UTF8_CHECK_ONLY)) {
-               if (curlen == 1) {
-                   sv = sv_2mortal(Perl_newSVpvf(aTHX_ "%s (unexpected non-continuation byte 0x%02x, immediately after start byte 0x%02x)", malformed_text, *s, *s0));
-               }
-               else {
-                   sv = sv_2mortal(Perl_newSVpvf(aTHX_ "%s (unexpected non-continuation byte 0x%02x, %d bytes after start byte 0x%02x, expected %d bytes)", malformed_text, *s, (int) curlen, *s0, (int)expectlen));
-               }
+                sv = sv_2mortal(Perl_newSVpvf(aTHX_ "%s",
+                                unexpected_non_continuation_text(s0,
+                                                             send - s0,
+                                                             s - s0,
+                                                             (int) expectlen)));
            }
            goto malformed;
        }
@@ -713,7 +1041,13 @@ Perl_utf8n_to_uvchr(pTHX_ const U8 *s, STRLEN curlen, STRLEN *retlen, U32 flags)
     else if (UNLIKELY(curlen < expectlen)) {
        if (! (flags & UTF8_ALLOW_SHORT)) {
            if (! (flags & UTF8_CHECK_ONLY)) {
-               sv = sv_2mortal(Perl_newSVpvf(aTHX_ "%s (%d byte%s, need %d, after start byte 0x%02x)", malformed_text, (int)curlen, curlen == 1 ? "" : "s", (int)expectlen, *s0));
+               sv = sv_2mortal(Perl_newSVpvf(aTHX_
+                                "%s: %s (too short; got %d byte%s, need %d)",
+                                malformed_text,
+                                _byte_dump_string(s0, send - s0),
+                                (int)curlen,
+                                curlen == 1 ? "" : "s",
+                                (int)expectlen));
            }
            goto malformed;
        }
@@ -725,7 +1059,9 @@ Perl_utf8n_to_uvchr(pTHX_ const U8 *s, STRLEN curlen, STRLEN *retlen, U32 flags)
     }
 
     if (UNLIKELY(overflowed)) {
-       sv = sv_2mortal(Perl_newSVpvf(aTHX_ "%s (overflow at byte 0x%02x, after start byte 0x%02x)", malformed_text, overflow_byte, *s0));
+        sv = sv_2mortal(Perl_newSVpvf(aTHX_ "%s: %s (overflows)",
+                                            malformed_text,
+                                            _byte_dump_string(s0, send - s0)));
        goto malformed;
     }
 
@@ -738,7 +1074,16 @@ Perl_utf8n_to_uvchr(pTHX_ const U8 *s, STRLEN curlen, STRLEN *retlen, U32 flags)
         * value, instead of the replacement character.  This is because this
         * value is actually well-defined. */
        if (! (flags & UTF8_CHECK_ONLY)) {
-           sv = sv_2mortal(Perl_newSVpvf(aTHX_ "%s (%d byte%s, need %d, after start byte 0x%02x)", malformed_text, (int)expectlen, expectlen == 1 ? "": "s", OFFUNISKIP(uv), *s0));
+            U8 tmpbuf[UTF8_MAXBYTES+1];
+            const U8 * const e = uvchr_to_utf8(tmpbuf, uv);
+            sv = sv_2mortal(Perl_newSVpvf(aTHX_
+                  "%s: %s (overlong; instead use %s to represent U+%0*"UVXf")",
+                  malformed_text,
+                  _byte_dump_string(s0, send - s0),
+                  _byte_dump_string(tmpbuf, e - tmpbuf),
+                  ((uv < 256) ? 2 : 4), /* Field width of 2 for small code
+                                           points */
+                  uv));
        }
        goto malformed;
     }
@@ -757,7 +1102,7 @@ Perl_utf8n_to_uvchr(pTHX_ const U8 *s, STRLEN curlen, STRLEN *retlen, U32 flags)
             || (   UNLIKELY(uv > MAX_NON_DEPRECATED_CP)
                 && ckWARN_d(WARN_DEPRECATED))))
     {
-       if (UNICODE_IS_SURROGATE(uv)) {
+       if (UNLIKELY(UNICODE_IS_SURROGATE(uv))) {
 
             /* By adding UTF8_CHECK_ONLY to the test, we avoid unnecessary
              * generation of the sv, since no warnings are raised under CHECK */
@@ -771,7 +1116,7 @@ Perl_utf8n_to_uvchr(pTHX_ const U8 *s, STRLEN curlen, STRLEN *retlen, U32 flags)
                goto disallowed;
            }
        }
-       else if ((uv > PERL_UNICODE_MAX)) {
+       else if (UNLIKELY(uv > PERL_UNICODE_MAX)) {
            if ((flags & (UTF8_WARN_SUPER|UTF8_CHECK_ONLY)) == UTF8_WARN_SUPER
                 && ckWARN_d(WARN_NON_UNICODE))
            {
@@ -784,35 +1129,14 @@ Perl_utf8n_to_uvchr(pTHX_ const U8 *s, STRLEN curlen, STRLEN *retlen, U32 flags)
             /* The maximum code point ever specified by a standard was
              * 2**31 - 1.  Anything larger than that is a Perl extension that
              * very well may not be understood by other applications (including
-             * earlier perl versions on EBCDIC platforms).  On ASCII platforms,
-             * these code points are indicated by the first UTF-8 byte being
-             * 0xFE or 0xFF.  We test for these after the regular SUPER ones,
-             * and before possibly bailing out, so that the slightly more dire
-             * warning will override the regular one. */
-            if (
-#ifndef EBCDIC
-                (*s0 & 0xFE) == 0xFE   /* matches both FE, FF */
-#else
-                 /* The I8 for 2**31 (U+80000000) is
-                  *   \xFF\xA0\xA0\xA0\xA0\xA0\xA0\xA2\xA0\xA0\xA0\xA0\xA0\xA0
-                  * and it turns out that on all EBCDIC pages recognized that
-                  * the UTF-EBCDIC for that code point is
-                  *   \xFE\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x43\x41\x41\x41\x41\x41\x41
-                  * For the next lower code point, the 1047 UTF-EBCDIC is
-                  *   \xFE\x41\x41\x41\x41\x41\x41\x42\x73\x73\x73\x73\x73\x73
-                  * The other code pages differ only in the bytes following
-                  * \x42.  Thus the following works (the minimum continuation
-                  * byte is \x41). */
-                *s0 == 0xFE && send - s0 > 7 && (   s0[1] > 0x41
-                                                 || s0[2] > 0x41
-                                                 || s0[3] > 0x41
-                                                 || s0[4] > 0x41
-                                                 || s0[5] > 0x41
-                                                 || s0[6] > 0x41
-                                                 || s0[7] > 0x42)
-#endif
-                && (flags & (UTF8_WARN_ABOVE_31_BIT|UTF8_WARN_SUPER
-                            |UTF8_DISALLOW_ABOVE_31_BIT)))
+             * earlier perl versions on EBCDIC platforms).  We test for these
+             * after the regular SUPER ones, and before possibly bailing out,
+             * so that the slightly more dire warning will override the regular
+             * one. */
+            if (   (flags & (UTF8_WARN_ABOVE_31_BIT
+                            |UTF8_WARN_SUPER
+                            |UTF8_DISALLOW_ABOVE_31_BIT))
+                && UNLIKELY(is_utf8_cp_above_31_bits(s0, send)))
             {
                 if (  ! (flags & UTF8_CHECK_ONLY)
                     &&  (flags & (UTF8_WARN_ABOVE_31_BIT|UTF8_WARN_SUPER))
@@ -840,7 +1164,7 @@ Perl_utf8n_to_uvchr(pTHX_ const U8 *s, STRLEN curlen, STRLEN *retlen, U32 flags)
                 pack_warn = packWARN(WARN_DEPRECATED);
             }
        }
-       else if (UNICODE_IS_NONCHAR(uv)) {
+       else if (UNLIKELY(UNICODE_IS_NONCHAR(uv))) {
            if ((flags & (UTF8_WARN_NONCHAR|UTF8_CHECK_ONLY)) == UTF8_WARN_NONCHAR
                && ckWARN_d(WARN_NONCHAR))
            {
@@ -853,9 +1177,7 @@ Perl_utf8n_to_uvchr(pTHX_ const U8 *s, STRLEN curlen, STRLEN *retlen, U32 flags)
        }
 
        if (sv) {
-            outlier_ret = uv;   /* Note we don't bother to convert to native,
-                                   as all the outlier code points are the same
-                                   in both ASCII and EBCDIC */
+            outlier_ret = UNI_TO_NATIVE(uv);
            goto do_warn;
        }
 
@@ -1072,14 +1394,12 @@ Perl_bytes_cmp_utf8(pTHX_ const U8 *b, STRLEN blen, const U8 *u, STRLEN ulen)
                    if (UTF8_IS_CONTINUATION(c1)) {
                        c = EIGHT_BIT_UTF8_TO_NATIVE(c, c1);
                    } else {
+                        /* diag_listed_as: Malformed UTF-8 character (%s) */
                        Perl_ck_warner_d(aTHX_ packWARN(WARN_UTF8),
-                                        "Malformed UTF-8 character "
-                                        "(unexpected non-continuation byte 0x%02x"
-                                        ", immediately after start byte 0x%02x)"
-                                        /* Dear diag.t, it's in the pod.  */
-                                        "%s%s", c1, c,
-                                        PL_op ? " in " : "",
-                                        PL_op ? OP_DESC(PL_op) : "");
+                                    "%s %s%s",
+                                    unexpected_non_continuation_text(u - 1, 2, 1, 2),
+                                    PL_op ? " in " : "",
+                                    PL_op ? OP_DESC(PL_op) : "");
                        return -2;
                    }
                } else {
@@ -3952,28 +4272,22 @@ Perl_check_utf8_print(pTHX_ const U8* s, const STRLEN len)
        }
        if (UNLIKELY(isUTF8_POSSIBLY_PROBLEMATIC(*s))) {
            STRLEN char_len;
-           if (UTF8_IS_SUPER(s, e)) {
+           if (UNLIKELY(UTF8_IS_SUPER(s, e))) {
                 if (   ckWARN_d(WARN_NON_UNICODE)
                     || (   ckWARN_d(WARN_DEPRECATED)
-#if defined(UV_IS_QUAD)
+#ifndef UV_IS_QUAD
+                        && UNLIKELY(is_utf8_cp_above_31_bits(s, e))
+#else   /* Below is 64-bit words */
                         /* 2**63 and up meet these conditions provided we have
                          * a 64-bit word. */
 #   ifdef EBCDIC
-                        && *s == 0xFE && e - s >= UTF8_MAXBYTES
-                        && s[1] >= 0x49
+                        && *s == 0xFE
+                        && NATIVE_UTF8_TO_I8(s[1]) >= 0xA8
 #   else
-                        && *s == 0xFF && e -s >= UTF8_MAXBYTES
+                        && *s == 0xFF
+                           /* s[1] being above 0x80 overflows */
                         && s[2] >= 0x88
 #   endif
-#else   /* Below is 32-bit words */
-                        /* 2**31 and above meet these conditions on all EBCDIC
-                         * pages recognized for 32-bit platforms */
-#   ifdef EBCDIC
-                        && *s == 0xFE && e - s >= UTF8_MAXBYTES
-                        && s[6] >= 0x43
-#   else
-                        && *s >= 0xFE
-#   endif
 #endif
                 )) {
                     /* A side effect of this function will be to warn */
@@ -3981,7 +4295,7 @@ Perl_check_utf8_print(pTHX_ const U8* s, const STRLEN len)
                     ok = FALSE;
                 }
            }
-           else if (UTF8_IS_SURROGATE(s, e)) {
+           else if (UNLIKELY(UTF8_IS_SURROGATE(s, e))) {
                if (ckWARN_d(WARN_SURROGATE)) {
                     /* This has a different warning than the one the called
                      * function would output, so can't just call it, unlike we
@@ -3992,7 +4306,7 @@ Perl_check_utf8_print(pTHX_ const U8* s, const STRLEN len)
                    ok = FALSE;
                }
            }
-           else if ((UTF8_IS_NONCHAR(s, e)) && (ckWARN_d(WARN_NONCHAR))) {
+           else if (UNLIKELY(UTF8_IS_NONCHAR(s, e)) && (ckWARN_d(WARN_NONCHAR))) {
                 /* A side effect of this function will be to warn */
                 (void) utf8n_to_uvchr(s, e - s, &char_len, UTF8_WARN_NONCHAR);
                ok = FALSE;