home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ PC World 2003 March / PCWorld_2003-03_cd.bin / Software / Topware / activeperl / ActivePerl / Perl / lib / Encode / Unicode.pm < prev   
Encoding:
Perl POD Document  |  2002-06-19  |  13.0 KB  |  449 lines

  1. package Encode::Unicode;
  2.  
  3. use strict;
  4. use warnings;
  5.  
  6. our $VERSION = do { my @r = (q$Revision: 1.37 $ =~ /\d+/g); sprintf "%d."."%02d" x $#r, @r };
  7.  
  8. use XSLoader;
  9. XSLoader::load(__PACKAGE__,$VERSION);
  10.  
  11. #
  12. # Object Generator 8 transcoders all at once!
  13. #
  14.  
  15. require Encode;
  16.  
  17. for my $name (qw(UTF-16 UTF-16BE UTF-16LE
  18.                  UTF-32 UTF-32BE UTF-32LE
  19.                         UCS-2BE  UCS-2LE))
  20. {
  21.     my ($size, $endian, $ucs2, $mask);
  22.     $name =~ /^(\w+)-(\d+)(\w*)$/o;
  23.     if ($ucs2 = ($1 eq 'UCS')){
  24.     $size = 2;
  25.     }else{
  26.     $size = $2/8;
  27.     }
  28.     $endian = ($3 eq 'BE') ? 'n' : ($3 eq 'LE') ? 'v' : '' ;
  29.     $size == 4 and $endian = uc($endian);
  30.  
  31.     $Encode::Encoding{$name} =     
  32.     bless {
  33.            Name   =>   $name,
  34.            size   =>   $size,
  35.            endian => $endian,
  36.            ucs2   =>   $ucs2,
  37.           } => __PACKAGE__;
  38.  
  39. }
  40.  
  41. use base qw(Encode::Encoding);
  42.  
  43. #
  44. # three implementations of (en|de)code exist.  The XS version is the
  45. # fastest.  *_modern uses an array and *_classic sticks with substr.
  46. # *_classic is  much slower but more memory conservative.
  47. # *_xs is the default.
  48.  
  49. sub set_transcoder{
  50.     no warnings qw(redefine);
  51.     my $type = shift;
  52.     if    ($type eq "xs"){
  53.     *decode = \&decode_xs;
  54.     *encode = \&encode_xs;
  55.     }elsif($type eq "modern"){
  56.     *decode = \&decode_modern;
  57.     *encode = \&encode_modern;
  58.     }elsif($type eq "classic"){
  59.     *decode = \&decode_classic;
  60.     *encode = \&encode_classic;
  61.     }else{
  62.     require Carp; 
  63.     Carp::croak __PACKAGE__, "::set_transcoder(modern|classic|xs)";
  64.     }
  65. }
  66.  
  67. set_transcoder("xs");
  68.  
  69. #
  70. # Aux. subs & constants
  71. #
  72.  
  73. sub FBCHAR(){ 0xFFFd }
  74. sub BOM_BE(){ 0xFeFF }
  75. sub BOM16LE(){ 0xFFFe }
  76. sub BOM32LE(){ 0xFFFe0000 }
  77.  
  78. sub valid_ucs2($){
  79.     return 
  80.     (0 <= $_[0] && $_[0] < 0xD800) 
  81.         ||     ( 0xDFFF < $_[0] && $_[0] <= 0xFFFF);
  82. }
  83.  
  84. sub issurrogate($){   0xD800 <= $_[0]  && $_[0] <= 0xDFFF }
  85. sub isHiSurrogate($){ 0xD800 <= $_[0]  && $_[0] <  0xDC00 }
  86. sub isLoSurrogate($){ 0xDC00 <= $_[0]  && $_[0] <= 0xDFFF }
  87.  
  88. sub ensurrogate($){
  89.     use integer; # we have divisions
  90.     my $uni = shift;
  91.     my  $hi = ($uni - 0x10000) / 0x400 + 0xD800;
  92.     my  $lo = ($uni - 0x10000) % 0x400 + 0xDC00;
  93.     return ($hi, $lo);
  94. }
  95.  
  96. sub desurrogate($$){
  97.     my ($hi, $lo) = @_;
  98.     return 0x10000 + ($hi - 0xD800)*0x400 + ($lo - 0xDC00);
  99. }
  100.  
  101. sub Mask { {2 => 0xffff,  4 => 0xffffffff} }
  102.  
  103. #
  104. # *_modern are much faster but guzzle more memory
  105. #
  106.  
  107. sub decode_modern($$;$)
  108. {
  109.     my ($obj, $str, $chk ) = @_;
  110.     my ($size, $endian, $ucs2) = @$obj{qw(size endian ucs2)};
  111.  
  112.     # warn "$size, $endian, $ucs2";
  113.     $endian ||= BOMB($size, substr($str, 0, $size, ''))
  114.     or poisoned2death($obj, "Where's the BOM?");
  115.     my  $mask = Mask->{$size};
  116.     my $utf8   = '';
  117.     my @ord = unpack("$endian*", $str);
  118.     undef $str; # to conserve memory
  119.     while (@ord){
  120.     my $ord = shift @ord;
  121.     unless ($size == 4 or valid_ucs2($ord &= $mask)){
  122.         if ($ucs2){
  123.         $chk and 
  124.             poisoned2death($obj, "no surrogates allowed", $ord);
  125.         shift @ord; # skip the next one as well
  126.         $ord = FBCHAR;
  127.         }else{
  128.         unless (isHiSurrogate($ord)){
  129.             poisoned2death($obj, "Malformed HI surrogate", $ord);
  130.         }
  131.         my $lo = shift @ord;
  132.         unless (isLoSurrogate($lo &= $mask)){
  133.             poisoned2death($obj, "Malformed LO surrogate", $ord, $lo);
  134.         }
  135.         $ord = desurrogate($ord, $lo);
  136.         }
  137.     }
  138.     $utf8 .= chr($ord);
  139.     }
  140.     utf8::upgrade($utf8);
  141.     return $utf8;
  142. }
  143.  
  144. sub encode_modern($$;$)
  145. {
  146.     my ($obj, $utf8, $chk) = @_;
  147.     my ($size, $endian, $ucs2) = @$obj{qw(size endian ucs2)};
  148.     my @str = ();
  149.     unless ($endian){
  150.     $endian = ($size == 4) ? 'N' : 'n';
  151.     push @str, BOM_BE;
  152.     }
  153.     my @ord = unpack("U*", $utf8);
  154.     undef $utf8; # to conserve memory
  155.     for my $ord (@ord){
  156.     unless ($size == 4 or valid_ucs2($ord)) {
  157.         unless(issurrogate($ord)){
  158.         if ($ucs2){
  159.             $chk and 
  160.             poisoned2death($obj, "code point too high", $ord);
  161.  
  162.             push @str, FBCHAR;
  163.         }else{
  164.          
  165.             push @str, ensurrogate($ord);
  166.         }
  167.         }else{  # not supposed to happen
  168.         push @str, FBCHAR;
  169.         }
  170.     }else{
  171.         push @str, $ord;
  172.     }
  173.     }
  174.     return pack("$endian*", @str);
  175. }
  176.  
  177. #
  178. # *_classic are slower but more memory conservative
  179. #
  180.  
  181. sub decode_classic($$;$)
  182. {
  183.     my ($obj, $str, $chk ) = @_;
  184.     my ($size, $endian, $ucs2) = @$obj{qw(size endian ucs2)};
  185.  
  186.     # warn "$size, $endian, $ucs2";
  187.     $endian ||= BOMB($size, substr($str, 0, $size, ''))
  188.     or poisoned2death($obj, "Where's the BOM?");
  189.     my  $mask = Mask->{$size};
  190.     my $utf8   = '';
  191.     my @ord = unpack("$endian*", $str);
  192.     while (length($str)){
  193.      my $ord = unpack($endian, substr($str, 0, $size, ''));
  194.     unless ($size == 4 or valid_ucs2($ord &= $mask)){
  195.         if ($ucs2){
  196.         $chk and 
  197.             poisoned2death($obj, "no surrogates allowed", $ord);
  198.         substr($str,0,$size,''); # skip the next one as well
  199.         $ord = FBCHAR;
  200.         }else{
  201.         unless (isHiSurrogate($ord)){
  202.             poisoned2death($obj, "Malformed HI surrogate", $ord);
  203.         }
  204.         my $lo = unpack($endian ,substr($str,0,$size,''));
  205.         unless (isLoSurrogate($lo &= $mask)){
  206.             poisoned2death($obj, "Malformed LO surrogate", $ord, $lo);
  207.         }
  208.         $ord = desurrogate($ord, $lo);
  209.         }
  210.     }
  211.     $utf8 .= chr($ord);
  212.     }
  213.     utf8::upgrade($utf8);
  214.     return $utf8;
  215. }
  216.  
  217. sub encode_classic($$;$)
  218. {
  219.     my ($obj, $utf8, $chk) = @_;
  220.     my ($size, $endian, $ucs2) = @$obj{qw(size endian ucs2)};
  221.     # warn join ", ", $size, $ucs2, $endian, $mask;
  222.     my $str   = '';
  223.     unless ($endian){
  224.     $endian = ($size == 4) ? 'N' : 'n';
  225.     $str .= pack($endian, BOM_BE);
  226.     }
  227.     while (length($utf8)){
  228.     my $ord  = ord(substr($utf8,0,1,''));
  229.     unless ($size == 4 or valid_ucs2($ord)) {
  230.         unless(issurrogate($ord)){
  231.         if ($ucs2){
  232.             $chk and 
  233.             poisoned2death($obj, "code point too high", $ord);
  234.             $str .= pack($endian, FBCHAR);
  235.         }else{
  236.             $str .= pack($endian.2, ensurrogate($ord));
  237.         }
  238.         }else{  # not supposed to happen
  239.         $str .= pack($endian, FBCHAR);
  240.         }
  241.     }else{
  242.         $str .= pack($endian, $ord);
  243.     }
  244.     }
  245.     return $str;
  246. }
  247.  
  248. sub BOMB {
  249.     my ($size, $bom) = @_;
  250.     my $N = $size == 2 ? 'n' : 'N';
  251.     my $ord = unpack($N, $bom);
  252.     return ($ord eq BOM_BE) ? $N : 
  253.     ($ord eq BOM16LE) ? 'v' : ($ord eq BOM32LE) ? 'V' : undef;
  254. }
  255.  
  256. sub poisoned2death{
  257.     my $obj = shift;
  258.     my $msg = shift;
  259.     my $pair = join(", ", map {sprintf "\\x%x", $_} @_);
  260.     require Carp;
  261.     Carp::croak $obj->name, ":", $msg, "<$pair>.", caller;
  262. }
  263.  
  264. 1;
  265. __END__
  266.  
  267. =head1 NAME
  268.  
  269. Encode::Unicode -- Various Unicode Transformation Formats
  270.  
  271. =cut
  272.  
  273. =head1 SYNOPSIS
  274.  
  275.     use Encode qw/encode decode/; 
  276.     $ucs2 = encode("UCS-2BE", $utf8);
  277.     $utf8 = decode("UCS-2BE", $ucs2);
  278.  
  279. =head1 ABSTRACT
  280.  
  281. This module implements all Character Encoding Schemes of Unicode that
  282. are officially documented by Unicode Consortium (except, of course,
  283. for UTF-8, which is a native format in perl).
  284.  
  285. =over 4
  286.  
  287. =item L<http://www.unicode.org/glossary/> says:
  288.  
  289. I<Character Encoding Scheme> A character encoding form plus byte
  290. serialization. There are seven character encoding schemes in Unicode:
  291. UTF-8, UTF-16, UTF-16BE, UTF-16LE, UTF-32 (UCS-4), UTF-32BE (UCS-4BE) and
  292. UTF-32LE (UCS-4LE).
  293.  
  294. =item Quick Reference
  295.  
  296.                 Decodes from ord(N)           Encodes chr(N) to...
  297.        octet/char BOM S.P d800-dfff  ord > 0xffff     \x{1abcd} ==
  298.   ---------------+-----------------+------------------------------
  299.   UCS-2BE    2   N   N  is bogus                  Not Available
  300.   UCS-2LE       2   N   N     bogus                  Not Available
  301.   UTF-16      2/4   Y   Y  is   S.P           S.P            BE/LE
  302.   UTF-16BE    2/4   N   Y       S.P           S.P    0xd82a,0xdfcd
  303.   UTF-16LE    2   N   Y       S.P           S.P    0x2ad8,0xcddf
  304.   UTF-32    4   Y   -  is bogus         As is            BE/LE
  305.   UTF-32BE    4   N   -     bogus         As is       0x0001abcd
  306.   UTF-32LE    4   N   -     bogus         As is       0xcdab0100
  307.   UTF-8       1-4   -   -     bogus   >= 4 octets   \xf0\x9a\af\8d
  308.   ---------------+-----------------+------------------------------
  309.  
  310. =back
  311.  
  312. =head1 Size, Endianness, and BOM
  313.  
  314. You can categorize these CES by 3 criteria:  size of each character,
  315. endianness, and Byte Order Mark.
  316.  
  317. =head2 by size
  318.  
  319. UCS-2 is a fixed-length encoding with each character taking 16 bits.
  320. It B<does not> support I<surrogate pairs>.  When a surrogate pair
  321. is encountered during decode(), its place is filled with \x{FFFD}
  322. if I<CHECK> is 0, or the routine croaks if I<CHECK> is 1.  When a
  323. character whose ord value is larger than 0xFFFF is encountered,
  324. its place is filled with \x{FFFD} if I<CHECK> is 0, or the routine
  325. croaks if I<CHECK> is 1.
  326.  
  327. UTF-16 is almost the same as UCS-2 but it supports I<surrogate pairs>.
  328. When it encounters a high surrogate (0xD800-0xDBFF), it fetches the
  329. following low surrogate (0xDC00-0xDFFF) and C<desurrogate>s them to
  330. form a character.  Bogus surrogates result in death.  When \x{10000}
  331. or above is encountered during encode(), it C<ensurrogate>s them and
  332. pushes the surrogate pair to the output stream.
  333.  
  334. UTF-32 (UCS-4) is a fixed-length encoding with each character taking 32 bits.
  335. Since it is 32-bit, there is no need for I<surrogate pairs>.
  336.  
  337. =head2 by endianness
  338.  
  339. The first (and now failed) goal of Unicode was to map all character
  340. repertoires into a fixed-length integer so that programmers are happy.
  341. Since each character is either a I<short> or I<long> in C, you have to
  342. pay attention to the endianness of each platform when you pass data
  343. to one another.
  344.  
  345. Anything marked as BE is Big Endian (or network byte order) and LE is
  346. Little Endian (aka VAX byte order).  For anything not marked either
  347. BE or LE, a character called Byte Order Mark (BOM) indicating the
  348. endianness is prepended to the string.
  349.  
  350. =over 4
  351.  
  352. =item BOM as integer when fetched in network byte order
  353.  
  354.               16         32 bits/char
  355.   -------------------------
  356.   BE      0xFeFF 0x0000FeFF
  357.   LE      0xFFeF 0xFFFe0000
  358.   -------------------------
  359.  
  360. =back
  361.  
  362. This modules handles the BOM as follows.
  363.  
  364. =over 4
  365.  
  366. =item *
  367.  
  368. When BE or LE is explicitly stated as the name of encoding, BOM is
  369. simply treated as a normal character (ZERO WIDTH NO-BREAK SPACE).
  370.  
  371. =item *
  372.  
  373. When BE or LE is omitted during decode(), it checks if BOM is at the
  374. beginning of the string; if one is found, the endianness is set to
  375. what the BOM says.  If no BOM is found, the routine dies.
  376.  
  377. =item *
  378.  
  379. When BE or LE is omitted during encode(), it returns a BE-encoded
  380. string with BOM prepended.  So when you want to encode a whole text
  381. file, make sure you encode() the whole text at once, not line by line
  382. or each line, not file, will have a BOM prepended.
  383.  
  384. =item *
  385.  
  386. C<UCS-2> is an exception.  Unlike others, this is an alias of UCS-2BE.
  387. UCS-2 is already registered by IANA and others that way.
  388.  
  389. =back
  390.  
  391. =head1 Surrogate Pairs
  392.  
  393. To say the least, surrogate pairs were the biggest mistake of the
  394. Unicode Consortium.  But according to the late Douglas Adams in I<The
  395. Hitchhiker's Guide to the Galaxy> Trilogy, C<In the beginning the
  396. Universe was created. This has made a lot of people very angry and
  397. been widely regarded as a bad move>.  Their mistake was not of this
  398. magnitude so let's forgive them.
  399.  
  400. (I don't dare make any comparison with Unicode Consortium and the
  401. Vogons here ;)  Or, comparing Encode to Babel Fish is completely
  402. appropriate -- if you can only stick this into your ear :)
  403.  
  404. Surrogate pairs were born when the Unicode Consortium finally
  405. admitted that 16 bits were not big enough to hold all the world's
  406. character repertoires.  But they already made UCS-2 16-bit.  What
  407. do we do?
  408.  
  409. Back then, the range 0xD800-0xDFFF was not allocated.  Let's split
  410. that range in half and use the first half to represent the C<upper
  411. half of a character> and the second half to represent the C<lower
  412. half of a character>.  That way, you can represent 1024 * 1024 =
  413. 1048576 more characters.  Now we can store character ranges up to
  414. \x{10ffff} even with 16-bit encodings.  This pair of half-character is
  415. now called a I<surrogate pair> and UTF-16 is the name of the encoding
  416. that embraces them.
  417.  
  418. Here is a formula to ensurrogate a Unicode character \x{10000} and
  419. above;
  420.  
  421.   $hi = ($uni - 0x10000) / 0x400 + 0xD800;
  422.   $lo = ($uni - 0x10000) % 0x400 + 0xDC00;
  423.  
  424. And to desurrogate;
  425.  
  426.  $uni = 0x10000 + ($hi - 0xD800) * 0x400 + ($lo - 0xDC00);
  427.  
  428. Note this move has made \x{D800}-\x{DFFF} into a forbidden zone but
  429. perl does not prohibit the use of characters within this range.  To perl, 
  430. every one of \x{0000_0000} up to \x{ffff_ffff} (*) is I<a character>.
  431.  
  432.   (*) or \x{ffff_ffff_ffff_ffff} if your perl is compiled with 64-bit
  433.   integer support!
  434.  
  435. =head1 SEE ALSO
  436.  
  437. L<Encode>, L<http://www.unicode.org/glossary/>,
  438. L<http://www.unicode.org/unicode/faq/utf_bom.html>,
  439.  
  440. RFC 2781 L<http://rfc.net/rfc2781.html>,
  441.  
  442. The whole Unicode standard L<http://www.unicode.org/unicode/uni2book/u2.html>
  443.  
  444. Ch. 15, pp. 403 of C<Programming Perl (3rd Edition)>
  445. by Larry Wall, Tom Christiansen, Jon Orwant; 
  446. O'Reilly & Associates; ISBN 0-596-00027-8
  447.  
  448. =cut
  449.