Re: [PATCH mg.c gv.c and others] ${^TAINT}
[p5sagit/p5-mst-13.2.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 WARNING: While the implementation of Unicode support in Perl is now
10 fairly complete it is still evolving to some extent.
11
12 In particular the way Unicode is handled on EBCDIC platforms is still
13 rather experimental. On such a platform references to UTF-8 encoding
14 in this document and elsewhere should be read as meaning UTF-EBCDIC as
15 specified in Unicode Technical Report 16 unless ASCII vs EBCDIC issues
16 are specifically discussed. There is no C<utfebcdic> pragma or
17 ":utfebcdic" layer, rather "utf8" and ":utf8" are re-used to mean
18 platform's "natural" 8-bit encoding of Unicode. See L<perlebcdic> for
19 more discussion of the issues.
20
21 The following areas are still under development.
22
23 =over 4
24
25 =item Input and Output Disciplines
26
27 A filehandle can be marked as containing perl's internal Unicode
28 encoding (UTF-8 or UTF-EBCDIC) by opening it with the ":utf8" layer.
29 Other encodings can be converted to perl's encoding on input, or from
30 perl's encoding on output by use of the ":encoding()" layer.  There is
31 not yet a clean way to mark the Perl source itself as being in an
32 particular encoding.
33
34 =item Regular Expressions
35
36 The regular expression compiler does now attempt to produce
37 polymorphic opcodes.  That is the pattern should now adapt to the data
38 and automatically switch to the Unicode character scheme when
39 presented with Unicode data, or a traditional byte scheme when
40 presented with byte data.  The implementation is still new and
41 (particularly on EBCDIC platforms) may need further work.
42
43 =item C<use utf8> still needed to enable UTF-8/UTF-EBCDIC in scripts
44
45 The C<utf8> pragma implements the tables used for Unicode support.
46 These tables are automatically loaded on demand, so the C<utf8> pragma
47 need not normally be used.
48
49 However, as a compatibility measure, this pragma must be explicitly
50 used to enable recognition of UTF-8 in the Perl scripts themselves on
51 ASCII based machines or recognize UTF-EBCDIC on EBCDIC based machines.
52 B<NOTE: this should be the only place where an explicit C<use utf8> is
53 needed>.
54
55 =back
56
57 =head2 Byte and Character semantics
58
59 Beginning with version 5.6, Perl uses logically wide characters to
60 represent strings internally.  This internal representation of strings
61 uses either the UTF-8 or the UTF-EBCDIC encoding.
62
63 In future, Perl-level operations can be expected to work with
64 characters rather than bytes, in general.
65
66 However, as strictly an interim compatibility measure, Perl aims to
67 provide a safe migration path from byte semantics to character
68 semantics for programs.  For operations where Perl can unambiguously
69 decide that the input data is characters, Perl now switches to
70 character semantics.  For operations where this determination cannot
71 be made without additional information from the user, Perl decides in
72 favor of compatibility, and chooses to use byte semantics.
73
74 This behavior preserves compatibility with earlier versions of Perl,
75 which allowed byte semantics in Perl operations, but only as long as
76 none of the program's inputs are marked as being as source of Unicode
77 character data.  Such data may come from filehandles, from calls to
78 external programs, from information provided by the system (such as %ENV),
79 or from literals and constants in the source text.
80
81 If the C<-C> command line switch is used, (or the
82 ${^WIDE_SYSTEM_CALLS} global flag is set to C<1>), all system calls
83 will use the corresponding wide character APIs.  Note that this is
84 currently only implemented on Windows since other platforms API
85 standard on this area.
86
87 Regardless of the above, the C<bytes> pragma can always be used to
88 force byte semantics in a particular lexical scope.  See L<bytes>.
89
90 The C<utf8> pragma is primarily a compatibility device that enables
91 recognition of UTF-(8|EBCDIC) in literals encountered by the parser.
92 Note that this pragma is only required until a future version of Perl
93 in which character semantics will become the default.  This pragma may
94 then become a no-op.  See L<utf8>.
95
96 Unless mentioned otherwise, Perl operators will use character semantics
97 when they are dealing with Unicode data, and byte semantics otherwise.
98 Thus, character semantics for these operations apply transparently; if
99 the input data came from a Unicode source (for example, by adding a
100 character encoding discipline to the filehandle whence it came, or a
101 literal UTF-8 string constant in the program), character semantics
102 apply; otherwise, byte semantics are in effect.  To force byte semantics
103 on Unicode data, the C<bytes> pragma should be used.
104
105 Notice that if you have a string with byte semantics and you then
106 add character data into it, the bytes will be upgraded I<as if they
107 were ISO 8859-1 (Latin-1)> (or if in EBCDIC, after a translation
108 to ISO 8859-1).
109
110 Under character semantics, many operations that formerly operated on
111 bytes change to operating on characters.  For ASCII data this makes no
112 difference, because UTF-8 stores ASCII in single bytes, but for any
113 character greater than C<chr(127)>, the character B<may> be stored in
114 a sequence of two or more bytes, all of which have the high bit set.
115
116 For C1 controls or Latin 1 characters on an EBCDIC platform the
117 character may be stored in a UTF-EBCDIC multi byte sequence.  But by
118 and large, the user need not worry about this, because Perl hides it
119 from the user.  A character in Perl is logically just a number ranging
120 from 0 to 2**32 or so.  Larger characters encode to longer sequences
121 of bytes internally, but again, this is just an internal detail which
122 is hidden at the Perl level.
123
124 =head2 Effects of character semantics
125
126 Character semantics have the following effects:
127
128 =over 4
129
130 =item *
131
132 Strings and patterns may contain characters that have an ordinal value
133 larger than 255.
134
135 Presuming you use a Unicode editor to edit your program, such
136 characters will typically occur directly within the literal strings as
137 UTF-8 (or UTF-EBCDIC on EBCDIC platforms) characters, but you can also
138 specify a particular character with an extension of the C<\x>
139 notation.  UTF-X characters are specified by putting the hexadecimal
140 code within curlies after the C<\x>.  For instance, a Unicode smiley
141 face is C<\x{263A}>.
142
143 =item *
144
145 Identifiers within the Perl script may contain Unicode alphanumeric
146 characters, including ideographs.  (You are currently on your own when
147 it comes to using the canonical forms of characters--Perl doesn't
148 (yet) attempt to canonicalize variable names for you.)
149
150 =item *
151
152 Regular expressions match characters instead of bytes.  For instance,
153 "." matches a character instead of a byte.  (However, the C<\C> pattern
154 is provided to force a match a single byte ("C<char>" in C, hence C<\C>).)
155
156 =item *
157
158 Character classes in regular expressions match characters instead of
159 bytes, and match against the character properties specified in the
160 Unicode properties database.  So C<\w> can be used to match an
161 ideograph, for instance.
162
163 =item *
164
165 Named Unicode properties and block ranges make be used as character
166 classes via the new C<\p{}> (matches property) and C<\P{}> (doesn't
167 match property) constructs.  For instance, C<\p{Lu}> matches any
168 character with the Unicode uppercase property, while C<\p{M}> matches
169 any mark character.  Single letter properties may omit the brackets,
170 so that can be written C<\pM> also.  Many predefined character classes
171 are available, such as C<\p{IsMirrored}> and C<\p{InTibetan}>.
172
173 The C<\p{Is...}> test for "general properties" such as "letter",
174 "digit", while the C<\p{In...}> test for Unicode scripts and blocks.
175
176 The official Unicode script and block names have spaces and
177 dashes and separators, but for convenience you can have
178 dashes, spaces, and underbars at every word division, and
179 you need not care about correct casing.  It is recommended,
180 however, that for consistency you use the following naming:
181 the official Unicode script or block name (see below for
182 the additional rules that apply to block names), with the whitespace
183 and dashes removed, and the words "uppercase-first-lowercase-otherwise".
184 That is, "Latin-1 Supplement" becomes "Latin1Supplement".
185
186 You can also negate both C<\p{}> and C<\P{}> by introducing a caret
187 (^) between the first curly and the property name: C<\p{^InTamil}> is
188 equal to C<\P{InTamil}>.
189
190 The C<In> and C<Is> can be left out: C<\p{Greek}> is equal to
191 C<\p{InGreek}>, C<\P{Pd}> is equal to C<\P{Pd}>.
192
193 Here is the list as of Unicode 3.1.1 (the two-letter classes) and as
194 defined by Perl (the one-letter classes).
195
196     L  Letter
197     Lu Letter, Uppercase
198     Ll Letter, Lowercase
199     Lt Letter, Titlecase
200     Lm Letter, Modifier
201     Lo Letter, Other
202     M  Mark
203     Mn Mark, Non-Spacing
204     Mc Mark, Spacing Combining
205     Me Mark, Enclosing
206     N  Number
207     Nd Number, Decimal Digit
208     Nl Number, Letter
209     No Number, Other
210     P  Punctuation
211     Pc Punctuation, Connector
212     Pd Punctuation, Dash
213     Ps Punctuation, Open
214     Pe Punctuation, Close
215     Pi Punctuation, Initial quote
216         (may behave like Ps or Pe depending on usage)
217     Pf Punctuation, Final quote
218         (may behave like Ps or Pe depending on usage)
219     Po Punctuation, Other
220     S  Symbol
221     Sm Symbol, Math
222     Sc Symbol, Currency
223     Sk Symbol, Modifier
224     So Symbol, Other
225     Z  Separator
226     Zs Separator, Space
227     Zl Separator, Line
228     Zp Separator, Paragraph
229     C  Other
230     Cc Other, Control
231     Cf Other, Format
232     Cs Other, Surrogate
233     Co Other, Private Use
234     Cn Other, Not Assigned
235
236 There's also C<L&> which is an alias for C<Ll>, C<Lu>, and C<Lt>.
237
238 Additionally, because scripts differ in their directionality
239 (for example Hebrew is written right to left), all characters
240 have their directionality defined:
241
242     BidiL   Left-to-Right
243     BidiLRE Left-to-Right Embedding
244     BidiLRO Left-to-Right Override
245     BidiR   Right-to-Left
246     BidiAL  Right-to-Left Arabic
247     BidiRLE Right-to-Left Embedding
248     BidiRLO Right-to-Left Override
249     BidiPDF Pop Directional Format
250     BidiEN  European Number
251     BidiES  European Number Separator
252     BidiET  European Number Terminator
253     BidiAN  Arabic Number
254     BidiCS  Common Number Separator
255     BidiNSM Non-Spacing Mark
256     BidiBN  Boundary Neutral
257     BidiB   Paragraph Separator
258     BidiS   Segment Separator
259     BidiWS  Whitespace
260     BidiON  Other Neutrals
261
262 =head2 Scripts
263
264 The scripts available for C<\p{In...}> and C<\P{In...}>, for example
265 \p{InCyrillic>, are as follows, for example C<\p{InLatin}> or C<\P{InHan}>:
266
267     Latin
268     Greek
269     Cyrillic
270     Armenian
271     Hebrew
272     Arabic
273     Syriac
274     Thaana
275     Devanagari
276     Bengali
277     Gurmukhi
278     Gujarati
279     Oriya
280     Tamil
281     Telugu
282     Kannada
283     Malayalam
284     Sinhala
285     Thai
286     Lao
287     Tibetan
288     Myanmar
289     Georgian
290     Hangul
291     Ethiopic
292     Cherokee
293     CanadianAboriginal
294     Ogham
295     Runic
296     Khmer
297     Mongolian
298     Hiragana
299     Katakana
300     Bopomofo
301     Han
302     Yi
303     OldItalic
304     Gothic
305     Deseret
306     Inherited
307
308 There are also extended property classes that supplement the basic
309 properties, defined by the F<PropList> Unicode database:
310
311     White_space
312     Bidi_Control
313     Join_Control
314     Dash
315     Hyphen
316     Quotation_Mark
317     Other_Math
318     Hex_Digit
319     ASCII_Hex_Digit
320     Other_Alphabetic
321     Ideographic
322     Diacritic
323     Extender
324     Other_Lowercase
325     Other_Uppercase
326     Noncharacter_Code_Point
327
328 and further derived properties:
329
330     Alphabetic      Lu + Ll + Lt + Lm + Lo + Other_Alphabetic
331     Lowercase       Ll + Other_Lowercase
332     Uppercase       Lu + Other_Uppercase
333     Math            Sm + Other_Math
334
335     ID_Start        Lu + Ll + Lt + Lm + Lo + Nl
336     ID_Continue     ID_Start + Mn + Mc + Nd + Pc
337
338     Any             Any character
339     Assigned        Any non-Cn character
340     Common          Any character (or unassigned code point)
341                     not explicitly assigned to a script.
342
343 =head2 Blocks
344
345 In addition to B<scripts>, Unicode also defines B<blocks> of
346 characters.  The difference between scripts and blocks is that the
347 former concept is closer to natural languages, while the latter
348 concept is more an artificial grouping based on groups of 256 Unicode
349 characters.  For example, the C<Latin> script contains letters from
350 many blocks, but it does not contain all the characters from those
351 blocks, it does not for example contain digits.
352
353 For more about scripts see the UTR #24:
354 http://www.unicode.org/unicode/reports/tr24/
355 For more about blocks see
356 http://www.unicode.org/Public/UNIDATA/Blocks.txt
357
358 Because there are overlaps in naming (there are, for example, both
359 a script called C<Katakana> and a block called C<Katakana>, the block
360 version has C<Block> appended to its name, C<\p{InKatakanaBlock}>.
361
362 Notice that this definition was introduced in Perl 5.8.0: in Perl
363 5.6.0 only the blocks were used; in Perl 5.8.0 scripts became the
364 preferential Unicode character class definition; this meant that
365 the definitions of some character classes changed (the ones in the
366 below list that have the C<Block> appended).
367
368    BasicLatin
369    Latin1Supplement
370    LatinExtendedA
371    LatinExtendedB
372    IPAExtensions
373    SpacingModifierLetters
374    CombiningDiacriticalMarks
375    GreekBlock
376    CyrillicBlock
377    ArmenianBlock
378    HebrewBlock
379    ArabicBlock
380    SyriacBlock
381    ThaanaBlock
382    DevanagariBlock
383    BengaliBlock
384    GurmukhiBlock
385    GujaratiBlock
386    OriyaBlock
387    TamilBlock
388    TeluguBlock
389    KannadaBlock
390    MalayalamBlock
391    SinhalaBlock
392    ThaiBlock
393    LaoBlock
394    TibetanBlock
395    MyanmarBlock
396    GeorgianBlock
397    HangulJamo
398    EthiopicBlock
399    CherokeeBlock
400    UnifiedCanadianAboriginalSyllabics
401    OghamBlock
402    RunicBlock
403    KhmerBlock
404    MongolianBlock
405    LatinExtendedAdditional
406    GreekExtended
407    GeneralPunctuation
408    SuperscriptsandSubscripts
409    CurrencySymbols
410    CombiningMarksforSymbols
411    LetterlikeSymbols
412    NumberForms
413    Arrows
414    MathematicalOperators
415    MiscellaneousTechnical
416    ControlPictures
417    OpticalCharacterRecognition
418    EnclosedAlphanumerics
419    BoxDrawing
420    BlockElements
421    GeometricShapes
422    MiscellaneousSymbols
423    Dingbats
424    BraillePatterns
425    CJKRadicalsSupplement
426    KangxiRadicals
427    IdeographicDescriptionCharacters
428    CJKSymbolsandPunctuation
429    HiraganaBlock
430    KatakanaBlock
431    BopomofoBlock
432    HangulCompatibilityJamo
433    Kanbun
434    BopomofoExtended
435    EnclosedCJKLettersandMonths
436    CJKCompatibility
437    CJKUnifiedIdeographsExtensionA
438    CJKUnifiedIdeographs
439    YiSyllables
440    YiRadicals
441    HangulSyllables
442    HighSurrogates
443    HighPrivateUseSurrogates
444    LowSurrogates
445    PrivateUse
446    CJKCompatibilityIdeographs
447    AlphabeticPresentationForms
448    ArabicPresentationFormsA
449    CombiningHalfMarks
450    CJKCompatibilityForms
451    SmallFormVariants
452    ArabicPresentationFormsB
453    Specials
454    HalfwidthandFullwidthForms
455    OldItalicBlock
456    GothicBlock
457    DeseretBlock
458    ByzantineMusicalSymbols
459    MusicalSymbols
460    MathematicalAlphanumericSymbols
461    CJKUnifiedIdeographsExtensionB
462    CJKCompatibilityIdeographsSupplement
463    Tags
464
465 =item *
466
467 The special pattern C<\X> match matches any extended Unicode sequence
468 (a "combining character sequence" in Standardese), where the first
469 character is a base character and subsequent characters are mark
470 characters that apply to the base character.  It is equivalent to
471 C<(?:\PM\pM*)>.
472
473 =item *
474
475 The C<tr///> operator translates characters instead of bytes.  Note
476 that the C<tr///CU> functionality has been removed, as the interface
477 was a mistake.  For similar functionality see pack('U0', ...) and
478 pack('C0', ...).
479
480 =item *
481
482 Case translation operators use the Unicode case translation tables
483 when provided character input.  Note that C<uc()> translates to
484 uppercase, while C<ucfirst> translates to titlecase (for languages
485 that make the distinction).  Naturally the corresponding backslash
486 sequences have the same semantics.
487
488 =item *
489
490 Most operators that deal with positions or lengths in the string will
491 automatically switch to using character positions, including
492 C<chop()>, C<substr()>, C<pos()>, C<index()>, C<rindex()>,
493 C<sprintf()>, C<write()>, and C<length()>.  Operators that
494 specifically don't switch include C<vec()>, C<pack()>, and
495 C<unpack()>.  Operators that really don't care include C<chomp()>, as
496 well as any other operator that treats a string as a bucket of bits,
497 such as C<sort()>, and the operators dealing with filenames.
498
499 =item *
500
501 The C<pack()>/C<unpack()> letters "C<c>" and "C<C>" do I<not> change,
502 since they're often used for byte-oriented formats.  (Again, think
503 "C<char>" in the C language.)  However, there is a new "C<U>" specifier
504 that will convert between UTF-8 characters and integers.  (It works
505 outside of the utf8 pragma too.)
506
507 =item *
508
509 The C<chr()> and C<ord()> functions work on characters.  This is like
510 C<pack("U")> and C<unpack("U")>, not like C<pack("C")> and
511 C<unpack("C")>.  In fact, the latter are how you now emulate
512 byte-oriented C<chr()> and C<ord()> for Unicode strings.
513 (Note that this reveals the internal UTF-8 encoding of strings and
514 you are not supposed to do that unless you know what you are doing.)
515
516 =item *
517
518 The bit string operators C<& | ^ ~> can operate on character data.
519 However, for backward compatibility reasons (bit string operations
520 when the characters all are less than 256 in ordinal value) one should
521 not mix C<~> (the bit complement) and characters both less than 256 and
522 equal or greater than 256.  Most importantly, the DeMorgan's laws
523 (C<~($x|$y) eq ~$x&~$y>, C<~($x&$y) eq ~$x|~$y>) won't hold.
524 Another way to look at this is that the complement cannot return
525 B<both> the 8-bit (byte) wide bit complement B<and> the full character
526 wide bit complement.
527
528 =item *
529
530 lc(), uc(), lcfirst(), and ucfirst() work only for some of the
531 simplest cases, where the mapping goes from a single Unicode character
532 to another single Unicode character, and where the mapping does not
533 depend on surrounding characters, or on locales.  More complex cases,
534 where for example one character maps into several, are not yet
535 implemented.  See the Unicode Technical Report #21, Case Mappings,
536 for more details.  The Unicode::UCD module (part of Perl since 5.8.0)
537 casespec() and casefold() interfaces supply information about the more
538 complex cases.
539
540 =item *
541
542 And finally, C<scalar reverse()> reverses by character rather than by byte.
543
544 =back
545
546 =head2 Character encodings for input and output
547
548 See L<Encode>.
549
550 =head1 CAVEATS
551
552 As of yet, there is no method for automatically coercing input and
553 output to some encoding other than UTF-8 or UTF-EBCDIC.  This is planned 
554 in the near future, however.
555
556 Whether an arbitrary piece of data will be treated as "characters" or
557 "bytes" by internal operations cannot be divined at the current time.
558
559 Use of locales with utf8 may lead to odd results.  Currently there is
560 some attempt to apply 8-bit locale info to characters in the range
561 0..255, but this is demonstrably incorrect for locales that use
562 characters above that range (when mapped into Unicode).  It will also
563 tend to run slower.  Avoidance of locales is strongly encouraged.
564
565 =head1 UNICODE REGULAR EXPRESSION SUPPORT LEVEL
566
567 The following list of Unicode regular expression support describes
568 feature by feature the Unicode support implemented in Perl as of Perl
569 5.8.0.  The "Level N" and the section numbers refer to the Unicode
570 Technical Report 18, "Unicode Regular Expression Guidelines".
571
572 =over 4
573
574 =item *
575
576 Level 1 - Basic Unicode Support
577
578         2.1 Hex Notation                        - done          [1]
579                 Named Notation                  - done          [2]
580         2.2 Categories                          - done          [3][4]
581         2.3 Subtraction                         - MISSING       [5][6]
582         2.4 Simple Word Boundaries              - done          [7]
583         2.5 Simple Loose Matches                - MISSING       [8]
584         2.6 End of Line                         - MISSING       [9][10]
585
586         [ 1] \x{...}
587         [ 2] \N{...}
588         [ 3] . \p{Is...} \P{Is...}
589         [ 4] now scripts (see UTR#24 Script Names) in  addition to blocks
590         [ 5] have negation
591         [ 6] can use look-ahead to emulate subtracion
592         [ 7] include Letters in word characters
593         [ 8] see UTR#21 Case Mappings
594         [ 9] see UTR#13 Unicode Newline Guidelines
595         [10] should do ^ and $ also on \x{2028} and \x{2029}
596
597 =item *
598
599 Level 2 - Extended Unicode Support
600
601         3.1 Surrogates                          - MISSING
602         3.2 Canonical Equivalents               - MISSING       [11][12]
603         3.3 Locale-Independent Graphemes        - MISSING       [13]
604         3.4 Locale-Independent Words            - MISSING       [14]
605         3.5 Locale-Independent Loose Matches    - MISSING       [15]
606
607         [11] see UTR#15 Unicode Normalization
608         [12] have Unicode::Normalize but not integrated to regexes
609         [13] have \X but at this level . should equal that
610         [14] need three classes, not just \w and \W
611         [15] see UTR#21 Case Mappings
612
613 =item *
614
615 Level 3 - Locale-Sensitive Support
616
617         4.1 Locale-Dependent Categories         - MISSING
618         4.2 Locale-Dependent Graphemes          - MISSING       [16][17]
619         4.3 Locale-Dependent Words              - MISSING
620         4.4 Locale-Dependent Loose Matches      - MISSING
621         4.5 Locale-Dependent Ranges             - MISSING
622
623         [16] see UTR#10 Unicode Collation Algorithms
624         [17] have Unicode::Collate but not integrated to regexes
625
626 =back
627
628 =head1 SEE ALSO
629
630 L<bytes>, L<utf8>, L<perlretut>, L<perlvar/"${^WIDE_SYSTEM_CALLS}">
631
632 =cut