Further changes for the benefit of the new test suite.
[users/jgh/exim.git] / doc / doc-docbook / HowItWorks.txt
1 $Cambridge: exim/doc/doc-docbook/HowItWorks.txt,v 1.1 2005/06/16 10:32:31 ph10 Exp $
2
3 CREATING THE EXIM DOCUMENTATION
4
5 "You are lost in a maze of twisty little scripts."
6
7
8 This document describes how the various versions of the Exim documentation, in
9 different output formats, are created from DocBook XML, and also how the
10 DocBook XML is itself created.
11
12
13 BACKGROUND: THE OLD WAY
14
15 From the start of Exim, in 1995, the specification was written in a local text
16 formatting system known as SGCAL. This is capable of producing PostScript and
17 plain text output from the same source file. Later, when the "ps2pdf" command
18 became available with GhostScript, that was used to create a PDF version from
19 the PostScript. (A few earlier versions were created by a helpful user who had
20 bought the Adobe distiller software.)
21
22 A demand for a version in "info" format led me to write a Perl script that
23 converted the SGCAL input into a Texinfo file. Because of the somewhat
24 restrictive requirements of Texinfo, this script has always needed a lot of
25 maintenance, and has never been 100% satisfactory.
26
27 The HTML version of the documentation was originally produced from the Texinfo
28 version, but later I wrote another Perl script that produced it directly from
29 the SGCAL input, which made it possible to produce better HTML.
30
31 There were a small number of diagrams in the documentation. For the PostScript
32 and PDF versions, these were created using Aspic, a local text-driven drawing
33 program that interfaces directly to SGCAL. For the text and texinfo versions,
34 alternative ascii-art diagrams were used. For the HTML version, screen shots of
35 the PostScript output were turned into gifs.
36
37
38 A MORE STANDARD APPROACH
39
40 Although in principle SGCAL and Aspic could be generally released, they would
41 be unlikely to receive much (if any) maintenance, especially after I retire.
42 Furthermore, the old production method was only semi-automatic; I still did a
43 certain amount of hand tweaking of spec.txt, for example. As the maintenance of
44 Exim itself was being opened up to a larger group of people, it seemed sensible
45 to move to a more standard way of producing the documentation, preferable fully
46 automated. However, we wanted to use only non-commercial software to do this.
47
48 At the time I was thinking about converting (early 2005), the "obvious"
49 standard format in which to keep the documentation was DocBook XML. The use of
50 XML in general, in many different applications, was increasing rapidly, and it
51 seemed likely to remain a standard for some time to come. DocBook offered a
52 particular form of XML suited to documents that were effectively "books".
53
54 Maintaining an XML document by hand editing is a tedious, verbose, and
55 error-prone process. A number of specialized XML text editors were available,
56 but all the free ones were at a very primitive stage. I therefore decided to
57 keep the master source in AsciiDoc format (described below), from which a
58 secondary XML master could be automatically generated.
59
60 All the output formats are generated from the XML file. If, in the future, a
61 better way of maintaining the XML source becomes available, this can be adopted
62 without changing any of the processing that produces the output documents.
63 Equally, if better ways of processing the XML become available, they can be
64 adopted without affecting the source maintenance.
65
66 A number of issues arose while setting this all up, which are best summed up by
67 the statement that a lot of the technology is (in 2005) still very immature. It
68 is probable that trying to do this conversion any earlier would not have been
69 anywhere near as successful. The main problems that still bother me are
70 described in the penultimate section of this document.
71
72 The following sections describe the processes by which the AsciiDoc files are
73 transformed into the final output documents. In practice, the details are coded
74 into a makefile that specifies the chain of commands for each output format.
75
76
77 REQUIRED SOFTWARE
78
79 Installing software to process XML puts lots and lots of stuff on your box. I
80 run Gentoo Linux, and a lot of things have been installed as dependencies that
81 I am not fully aware of. This is what I know about (version numbers are current
82 at the time of writing):
83
84 . AsciiDoc 6.0.3
85
86   This converts the master source file into a DocBook XML file, using a
87   customized AsciiDoc configuration file.
88
89 . xmlto 0.0.18
90
91   This is a shell script that drives various XML processors. It is used to
92   produce "formatted objects" for PostScript and PDF output, and to produce
93   HTML output. It uses xsltproc, libxml, libxslt, libexslt, and possibly other
94   things that I have not figured out, to apply the DocBook XSLT stylesheets.
95
96 . libxml 1.8.17
97   libxml2 2.6.17
98   libxslt 1.1.12
99
100   These are all installed on my box; I do not know which of libxml or libxml2
101   the various scripts are actually using.
102
103 . xsl-stylesheets-1.66.1
104
105   These are the standard DocBook XSL stylesheets.
106
107 . fop 0.20.5
108
109   FOP is a processor for "formatted objects". It is written in Java. The fop
110   command is a shell script that drives it.
111
112 . w3m 0.5.1
113
114   This is a text-oriented web brower. It is used to produce the Ascii form of
115   the Exim documentation from a specially-created HTML format. It seems to do a
116   better job than lynx.
117
118 . docbook2texi (part of docbook2X 0.8.5)
119
120   This is a wrapper script for a two-stage conversion process from DocBook to a
121   Texinfo file. It uses db2x_xsltproc and db2x_texixml. Unfortunately, there
122   are two versions of this command; the old one is based on an earlier fork of
123   docbook2X and does not work.
124
125 . db2x_xsltproc and db2x_texixml (part of docbook2X 0.8.5)
126
127   More wrapping scripts (see previous item).
128
129 . makeinfo 4.8
130
131   This is used to make a set of "info" files from a Texinfo file.
132
133 In addition, there are some locally written Perl scripts. These are described
134 below.
135
136
137 ASCIIDOC
138
139 AsciiDoc (http://www.methods.co.nz/asciidoc/) is a Python script that converts
140 an input document in a more-or-less human-readable format into DocBook XML.
141 For a document as complex as the Exim specification, the markup is quite
142 complex - probably no simpler than the original SGCAL markup - but it is
143 definitely easier to work with than XML itself.
144
145 AsciiDoc is highly configurable. It comes with a default configuration, but I
146 have extended this with an additional configuration file that must be used when
147 processing the Exim documents. There is a separate document called AdMarkup.txt
148 that describes the markup that is used in these documents. This includes the
149 default AsciiDoc markup and the local additions.
150
151 The author of AsciiDoc uses the extension .txt for input documents. I find
152 this confusing, especially as some of the output files have .txt extensions.
153 Therefore, I have used the extension .ascd for the sources.
154
155
156 THE MAKEFILE
157
158 The makefile supports a number of targets of the form x.y, where x is one of
159 "filter", "spec", or "test", and y is one of "xml", "fo", "ps", "pdf", "html",
160 "txt", or "info". The intermediate targets "x.xml" and "x.fo" are provided for
161 testing purposes. The other five targets are production targets. For example:
162
163   make spec.pdf
164
165 This runs the necessary tools in order to create the file spec.pdf from the
166 original source spec.ascd. A number of intermediate files are created during
167 this process, including the master DocBook source, called spec.xml. Of course,
168 the usual features of "make" ensure that if this already exists and is
169 up-to-date, it is not needlessly rebuilt.
170
171 The "test" series of targets were created so that small tests could easily be
172 run fairly quickly, because processing even the shortish filter document takes
173 a bit of time, and processing the main specification takes ages.
174
175 Another target is "exim.8". This runs a locally written Perl script called
176 x2man, which extracts the list of command line options from the spec.xml file,
177 and creates a man page. There are some XML comments in the spec.xml file to
178 enable the script to find the start and end of the options list.
179
180 There is also a "clean" target that deletes all the generated files.
181
182
183 CREATING DOCBOOK XML FROM ASCIIDOC
184
185 There is a single local AsciiDoc configuration file called MyAsciidoc.conf.
186 Using this, one run of the asciidoc command creates a .xml file from a .ascd
187 file. When this succeeds, there is no output.
188
189
190 DOCBOOK PROCESSING
191
192 Processing a .xml file into the five different output formats is not entirely
193 straightforward. For a start, the same XML is not suitable for all the
194 different output styles. When the final output is in a text format (.txt,
195 .texinfo) for instance, all non-Ascii characters in the input must be converted
196 to Ascii transliterations because the current processing tools do not do this
197 correctly automatically.
198
199 In order to cope with these issues in a flexible way, a Perl script called
200 Pre-xml was written. This is used to preprocess the .xml files before they are
201 handed to the main processors. Adding one more tool onto the front of the
202 processing chain does at least seem to be in the spirit of XML processing.
203
204 The XML processors themselves make use of style files, which can be overridden
205 by local versions. There is one that applies to all styles, called MyStyle.xsl,
206 and others for the different output formats. I have included comments in these
207 style files to explain what changes I have made. Some of the changes are quite
208 significant.
209
210
211 THE PRE-XML SCRIPT
212
213 The Pre-xml script copies a .xml file, making certain changes according to the
214 options it is given. The currently available options are as follows:
215
216 -abstract
217
218   This option causes the <abstract> element to be removed from the XML. The
219   source abuses the <abstract> element by using it to contain the author's
220   address so that it appears on the title page verso in the printed renditions.
221   This just gets in the way for the non-PostScript/PDF renditions.
222
223 -ascii
224
225   This option is used for Ascii output formats. It makes the following
226   character replacements:
227
228     &8230;    =>  ...       (sic, no #x)
229     &#x2019;  =>  '         apostrophe
230     &#x201C;  =>  "         opening double quote
231     &#x201D;  =>  "         closing double quote
232     &#x2013;  =>  -         en dash
233     &#x2020;  =>  *         dagger
234     &#x2021;  =>  **        double dagger
235     &#x00a0;  =>  a space   hard space
236     &#x00a9;  =>  (c)       copyright
237
238   In addition, this option causes quotes to be put round <literal> text items,
239   and <quote> and </quote> to be replaced by Ascii quote marks. You would think
240   the stylesheet would cope with the latter, but it seems to generate non-Ascii
241   characters that w3m then turns into question marks.
242
243 -bookinfo
244
245   This option causes the <bookinfo> element to be removed from the XML. It is
246   used for the PostScript/PDF forms of the filter document, in order to avoid
247   the generation of a full title page.
248
249 -fi
250
251   Replace any occurrence of "fi" by the ligature &#xFB01; except when it is
252   inside an XML element, or inside a <literal> part of the text.
253
254   The use of ligatures would be nice for the PostScript and PDF formats. Sadly,
255   it turns out that fop cannot at present handle the FB01 character correctly.
256   The only format that does so is the HTML format, but when I used this in the
257   test version, people complained that it made searching for words difficult.
258   So at the moment, this option is not used. :-(
259
260 -noindex
261
262   Remove the XML to generate a Concept Index and an Options index.
263
264 -oneindex
265
266   Remove the XML to generate a Concept and an Options Index, and add XML to
267   generate a single index.
268
269 The source document has two types of index entry, for a concept and an options
270 index. However, no index is required for the .txt and .texinfo outputs.
271 Furthermore, the only output processor that supports multiple indexes is the
272 processor that produces "formatted objects" for PostScript and PDF output. The
273 HTML processor ignores the XML settings for multiple indexes and just makes one
274 unified index. Specifying two indexes gets you two copies of the same index, so
275 this has to be changed.
276
277
278 CREATING POSTSCRIPT AND PDF
279
280 These two output formats are created in three stages. First, the XML is
281 pre-processed. For the filter document, the <bookinfo> element is removed so
282 that no title page is generated, but for the main specification, no changes are
283 currently made.
284
285 Second, the xmlto command is used to produce a "formatted objects" (.fo) file.
286 This process uses the following stylesheets:
287
288   (1) Either MyStyle-filter-fo.xsl or MyStyle-spec-fo.xsl
289   (2) MyStyle-fo.xsl
290   (3) MyStyle.xsl
291   (4) MyTitleStyle.xsl
292
293 The last of these is not used for the filter document, which does not have a
294 title page. The first three stylesheets were created manually, either by typing
295 directly, or by coping from the standard style sheet and editing.
296
297 The final stylesheet has to be created from a template document, which is
298 called MyTitlepage.templates.xml. This was copied from the standard styles and
299 modified. The template is processed with xsltproc to produce the stylesheet.
300 All this apparatus is appallingly heavyweight. The processing is also very slow
301 in the case of the specification document. However, there should be no errors.
302
303 In the third and final part of the processing, the .fo file that is produced by
304 the xmlto command is processed by the fop command to generate either PostScript
305 or PDF. This is also very slow, and you get a whole slew of errors, of which
306 these are a sample:
307
308   [ERROR] property - "background-position-horizontal" is not implemented yet.
309
310   [ERROR] property - "background-position-vertical" is not implemented yet.
311
312   [INFO] JAI support was not installed (read: not present at build time).
313     Trying to use Jimi instead
314     Error creating background image: Error creating FopImage object (Error
315     creating FopImage object
316     (http://docbook.sourceforge.net/release/images/draft.png) :
317     org.apache.fop.image.JimiImage
318
319   [WARNING] table-layout=auto is not supported, using fixed!
320
321   [ERROR] Unknown enumerated value for property 'span': inherit
322
323   [ERROR] Error in span property value 'inherit':
324     org.apache.fop.fo.expr.PropertyException: No conversion defined
325
326   [ERROR] Areas pending, text probably lost in lineinclude parts matched in the
327     response by response_pattern by means of numeric variables such as
328
329 The last one is particularly meaningless gobbledegook. Some of the errors and
330 warnings are repeated many times. Nevertheless, it does eventually produce
331 usable output, though I have a number of issues with it (see a later section of
332 this document). Maybe one day there will be a new release of fop that does
333 better. Maybe there will be some other means of producing PostScript and PDF
334 from DocBook XML. Maybe porcine aeronautics will really happen.
335
336
337 CREATING HTML
338
339 Only two stages are needed to produce HTML, but the main specification is
340 subsequently postprocessed. The Pre-xml script is called with the -abstract and
341 -oneindex options to preprocess the XML. Then the xmlto command creates the
342 HTML output directly. For the specification document, a directory of files is
343 created, whereas the filter document is output as a single HTML page. The
344 following stylesheets are used:
345
346   (1) Either MyStyle-chunk-html.xsl or MyStyle-nochunk-html.xsl
347   (2) MyStyle-html.xsl
348   (3) MyStyle.xsl
349
350 The first stylesheet references the chunking or non-chunking standard
351 stylesheet, as appropriate.
352
353 The original HTML that I produced from the SGCAL input had hyperlinks back from
354 chapter and section titles to the table of contents. These links are not
355 generated by xmlto. One of the testers pointed out that the lack of these
356 links, or simple self-referencing links for titles, makes it harder to copy a
357 link name into, for example, a mailing list response.
358
359 I could not find where to fiddle with the stylesheets to make such a change, if
360 indeed the stylesheets are capable of it. Instead, I wrote a Perl script called
361 TidyHTML-spec to do the job for the specification document. It updates the
362 index.html file (which contains the the table of contents) setting up anchors,
363 and then updates all the chapter files to insert appropriate links.
364
365 The index.html file as built by xmlto contains the whole table of contents in a
366 single line, which makes is hard to debug by hand. Since I was postprocessing
367 it anyway, I arranged to insert newlines after every '>' character.
368
369 The TidyHTML-spec script also takes the opportunity to postprocess the
370 spec.html/ix01.html file, which contains the document index. Again, the index
371 is generated as one single line, so it splits it up. Then it creates a list of
372 letters at the top of the index and hyperlinks them both ways from the
373 different letter portions of the index.
374
375 People wanted similar postprocessing for the filter.html file, so that is now
376 done using a similar script called TidyHTML-filter. It was easier to use a
377 separate script because filter.html is a single file rather than a directory,
378 so the logic is somewhat different.
379
380
381 CREATING TEXT FILES
382
383 This happens in four stages. The Pre-xml script is called with the -abstract,
384 -ascii and -noindex options to remove the <abstract> element, convert the input
385 to Ascii characters, and to disable the production of an index. Then the xmlto
386 command converts the XML to a single HTML document, using these stylesheets:
387
388   (1) MyStyle-txt-html.xsl
389   (2) MyStyle-html.xsl
390   (3) MyStyle.xsl
391
392 The MyStyle-txt-html.xsl stylesheet is the same as MyStyle-nochunk-html.xsl,
393 except that it contains an addition item to ensure that a generated "copyright"
394 symbol is output as "(c)" rather than the Unicode character. This is necessary
395 because the stylesheet itself generates a copyright symbol as part of the
396 document title; the character is not in the original input.
397
398 The w3m command is used with the -dump option to turn the HTML file into Ascii
399 text, but this contains multiple sequences of blank lines that make it look
400 awkward, so, finally, a local Perl script called Tidytxt is used to convert
401 sequences of blank lines into a single blank line.
402
403
404 CREATING INFO FILES
405
406 This process starts with the same Pre-xml call as for text files. The
407 <abstract> element is deleted, non-ascii characters in the source are
408 transliterated, and the <index> elements are removed. The docbook2texi script
409 is then called to convert the XML file into a Texinfo file. However, this is
410 not quite enough. The converted file ends up with "conceptindex" and
411 "optionindex" items, which are not recognized by the makeinfo command. An
412 in-line call to Perl in the Makefile changes these to "cindex" and "findex"
413 respectively in the final .texinfo file. Finally, a call of makeinfo creates a
414 set of .info files.
415
416 There is one apparently unconfigurable feature of docbook2texi: it does not
417 seem possible to give it a file name for its output. It chooses a name based on
418 the title of the document. Thus, the main specification ends up in a file
419 called the_exim_mta.texi and the filter document in exim_filtering.texi. These
420 files are removed after their contents have been copied and modified by the
421 inline Perl call, which makes a .texinfo file.
422
423
424 CREATING THE MAN PAGE
425
426 I wrote a Perl script called x2man to create the exim.8 man page from the
427 DocBook XML source. I deliberately did NOT start from the AsciiDoc source,
428 because it is the DocBook source that is the "standard". This comment line in
429 the DocBook source marks the start of the command line options:
430
431   <!-- === Start of command line options === -->
432
433 A similar line marks the end. If at some time in the future another way other
434 than AsciiDoc is used to maintain the DocBook source, it needs to be capable of
435 maintaining these comments.
436
437
438 UNRESOLVED PROBLEMS
439
440 There are a number of unresolved problems with producing the Exim documentation
441 in the manner described above. I will describe them here in the hope that in
442 future some way round them can be found.
443
444 (1)  Errors in the toolchain
445
446      When a whole chain of tools is processing a file, an error somewhere in
447      the middle is often very hard to debug. For instance, an error in the
448      AsciiDoc might not show up until an XML processor throws a wobbly because
449      the generated XML is bad. You have to be able to read XML and figure out
450      what generated what. One of the reasons for creating the "test" series of
451      targets was to help in checking out these kinds of problem.
452
453 (2)  There is a mechanism in XML for marking parts of the document as
454      "revised", and I have arranged for AsciiDoc markup to use it. However, at
455      the moment, the only output format that pays attention to this is the HTML
456      output, which sets a green background. There are therefore no revision
457      marks (change bars) in the PostScript, PDF, or text output formats as
458      there used to be. (There never were for Texinfo.)
459
460 (3)  The index entries in the HTML format take you to the top of the section
461      that is referenced, instead of to the point in the section where the index
462      marker was set.
463
464 (4)  The HTML output supports only a single index, so the concept and options
465      index entries have to be merged.
466
467 (5)  The index for the PostScript/PDF output does not merge identical page
468      numbers, which makes some entries look ugly.
469
470 (6)  None of the indexes (PostScript/PDF and HTML) make use of textual
471      markup; the text is all roman, without any italic or boldface.
472
473 (7)  I turned off hyphenation in the PostScript/PDF output, because it was
474      being done so badly.
475
476      (a) It seems to force hyphenation if it is at all possible, without
477          regard to the "tightness" or "looseness" of the line. Decent
478          formatting software should attempt hyphenation only if the line is
479          over some "looseness" threshold; otherwise you get far too many
480          hyphenations, often for several lines in succession.
481
482      (b) It uses an algorithmic form of hyphenation that doesn't always produce
483          acceptable word breaks. (I prefer to use a hyphenation dictionary.)
484
485 (8)  The PostScript/PDF output is badly paginated:
486
487      (a) There seems to be no attempt to avoid "widow" and "orphan" lines on
488          pages. A "widow" is the last line of a paragraph at the top of a page,
489          and an "orphan" is the first line of a paragraph at the bottom of a
490          page.
491
492      (b) There seems to be no attempt to prevent section headings being placed
493          last on a page, with no following text on the page.
494
495 (9)  The fop processor does not support "fi" ligatures, not even if you put the
496      appropriate Unicode character into the source by hand.
497
498 (10) There are no diagrams in the new documentation. This is something I could
499      work on. The previously-used Aspic command for creating line art from a
500      textual description can output Encapsulated PostScript or Scalar Vector
501      Graphics, which are two standard diagram representations. Aspic could be
502      formally released and used to generate output that could be included in at
503      least some of the output formats.
504
505 The consequence of (7), (8), and (9) is that the PostScript/PDF output looks as
506 if it comes from some of the very early attempts at text formatting of around
507 20 years ago. We can only hope that 20 years' progress is not going to get
508 lost, and that things will improve in this area.
509
510
511 LIST OF FILES
512
513 AdMarkup.txt                   Describes the AsciiDoc markup that is used
514 HowItWorks.txt                 This document
515 Makefile                       The makefile
516 MyAsciidoc.conf                Localized AsciiDoc configuration
517 MyStyle-chunk-html.xsl         Stylesheet for chunked HTML output
518 MyStyle-filter-fo.xsl          Stylesheet for filter fo output
519 MyStyle-fo.xsl                 Stylesheet for any fo output
520 MyStyle-html.xsl               Stylesheet for any HTML output
521 MyStyle-nochunk-html.xsl       Stylesheet for non-chunked HTML output
522 MyStyle-spec-fo.xsl            Stylesheet for spec fo output
523 MyStyle-txt-html.xsl           Stylesheet for HTML=>text output
524 MyStyle.xsl                    Stylesheet for all output
525 MyTitleStyle.xsl               Stylesheet for spec title page
526 MyTitlepage.templates.xml      Template for creating MyTitleStyle.xsl
527 Myhtml.css                     Experimental css stylesheet for HTML output
528 Pre-xml                        Script to preprocess XML
529 TidyHTML-filter                Script to tidy up the filter HTML output
530 TidyHTML-spec                  Script to tidy up the spec HTML output
531 Tidytxt                        Script to compact multiple blank lines
532 filter.ascd                    AsciiDoc source of the filter document
533 spec.ascd                      AsciiDoc source of the specification document
534 x2man                          Script to make the Exim man page from the XML
535
536 The file Myhtml.css was an experiment that was not followed through. It is
537 mentioned in a comment in MyStyle-html.xsl, but is not at present in use.
538
539
540 Philip Hazel
541 Last updated: 10 June 2005