2004-11-29 Atsushi Enomoto <atsushi@ximian.com>
[mono.git] / web / xml-classes
1 * XML Classes Status and Tasks
2
3 ** Abstract
4
5   XML library is used by several areas of Mono such as ADO.NET and XML 
6   Digital Signature (xmldsig). Here I write about System.Xml.dll and
7   related tools. This page won't include any classes which are in other
8   assemblies such as XmlDataDocument.
9
10   Note that current corlib has its own XML parser class (Mono.Xml.MiniParser).
11
12   Basically System.XML.dll feature is almost finished, so I write this
13   document mainly for bugs and improvement hints.
14
15 ** Status
16
17 *** System.Xml namespace
18
19
20 **** Document Object Model (Core)
21
22   DOM implementation has finished and our DOM implementation scores better
23   than MS.NET as to the NIST DOM test results (it is ported by Mainsoft
24   hackers and in our unit tests).
25
26 **** Xml Writer
27
28   Here XmlWriter almost equals to XmlTextWriter. If you want to see
29   another implementation, check XmlNodeWriter.cs and DTMXPathDocumentWriter.cs
30   in System.XML sources.
31
32   XmlTextWriter is completed, though it looks a bit slower than MS.NET (I
33   tried 1.1).
34
35 **** XmlResolver
36
37   XmlUrlResolver is implemented.
38
39   XmlSecureResolver, which is introduced in MS .NET Framework 1.1 is basically
40   implemented, but it requires CAS (code access security) feature. We need to
41   fixup this class after ongoing CAS effort works.
42
43   You might also be interested in some improved implementations which resides
44   in Mono.Xml.Ext.dll.
45
46   [2.0] XmlDataSourceResolver <del>is not implemented as yet</del><ins>vanished</ins>.
47
48 **** XmlNameTable
49
50   NameTable is implemented, but also needs performance improvement.
51   Optimization hackings are welcome. There is also a <a 
52   href="http://bugzilla.ximian.com/show_bug.cgi?id=59537">bugzilla entry</a> 
53   for this matter.
54
55 **** XML Reader
56
57   XmlTextReader, XmlNodeReader and XmlValidatingReader are almost finished.
58
59         <ul>
60                 * All OASIS conformance test passes as Microsoft does. Some 
61                   W3C tests fail, but it looks better than Microsoft.
62                 * Entity expansion and its well-formedness check is incomplete.
63                   It incorrectly allows divided content models. It incorrectly
64                   treats its Base URI, so some dtd parse fails.
65                 * I won't add any XDR support on XmlValidatingReader. (I haven't
66                   ever seen XDR used other than Microsoft's BizTalk Server 2000,
67                   and Now they have 2002 with XML Schema support). If anyone
68                   contributes an implementation, it would be still nice.
69         </ul>
70
71   XmlTextReader and XmlValidatingReader should be faster than now. Currently
72   XmlTextReader looks nearly twice as slow as MS.NET, and XmlValidatingReader
73   (which uses this slow XmlTextReader) looks nearly three times slower. (Note
74   that XmlValidatingReader wouldn't be so slow as itself. It uses schema
75   validating reader and dtd validating reader.)
76
77
78 **** Some Advantages
79
80   The design of Mono's XmlValidatingReader is radically different from
81   that of Microsoft's implementation. Under MS.NET, DTD content validation
82   engine is in fact simple replacement of XML Schema validation engine.
83   Mono's DTD validation is designed fully separate and does validation
84   as normal XML parser does. For example, Mono allows non-deterministic DTD.
85
86   Another advantage of this XmlValidatingReader is support for *any* XmlReader.
87   Microsoft supports only XmlTextReader (this bug is fixed in .NET 2.0 beta,
88   taking shape of XmlReader.Create()).
89
90   <del>I added extra support interface named "IHasXmlParserContext", which is
91   considered in XmlValidatingReader.ResolveEntity(). </del><ins>This is now
92   made as internal interface.</ins> Microsoft failed to design XmlReader
93   so that XmlReader cannot be subtree-pluggable (i.e. wrapping use of other
94   XmlReader) since XmlParserContext shoud be supplied for DTD information
95   support (e.g. entity references cannot be expanded) and namespace manager.
96   (In .NET 2.0, Microsoft also supported similar to IHasXmlParserContext,
97   named IXmlNamespaceResolver, but it still does not provide DTD information.)
98
99   We also have RELAX NG validating reader (described later).
100
101
102 *** System.Xml.Schema
103
104 **** Summary
105
106   Basically it is completed. You can test how current schema validation engine
107   is complete (incomplete) by using standalone test module (see 
108   mcs/class/System.XML/Test/System.Xml.Schema/standalone_tests).
109   At least in my box, msxsdtest fails only 30 cases with bugfixed catalog -
110   this score is better than that of Microsoft implementation. But instead,
111   we need performance boost. There should be many points to improve
112   schema compilation and validation.
113
114 **** Schema Object Model
115
116   Completed, except for some things to be fixed:
117
118         <ul>
119                 * Complete facet support. Currently some of them is missing.
120                   Recently David Sheldon is doing several fixes on them.
121                 * ContentTypeParticle for pointless xs:choice is incomplete
122                   (fixing this arose another bugs in compilation.
123                   Interestingly, MS.NET also fails around here, so it might
124                   be nature of ContentTypeParticle design)
125                 * Some derivation by restriction (DBR) handling is incorrect.
126         </ul>
127
128 **** Validating Reader
129
130   Basically this is implemented and actually its feature is complete,
131   but I have only did validation feature testing. So we have to write more 
132   tests on properties, methods, and events (validation errors).
133
134
135 *** System.Xml.Serialization
136
137   Lluis Sanchez is the maintainer of this namespace (as well as
138   System.Web.Services).
139
140   Well, in fact XmlSerializer is almost finished and is on bugfix phase.
141
142   However, we appliciate more tests. Please try 
143   
144         <ul>
145                 * System.Web.Services to invoke SOAP services.
146                 * xsd.exe and wsdl.exe to create classes.
147         </ul>
148
149   And if any problems were found, please file it to bugzilla.
150
151   Lluis also built interesting standalone test system placed under
152   mcs/class/System.Web.Services/Test/standalone.
153
154   You might also interested in "genxs", which enables you to create custom
155   XML serializer. This is not included in Microsoft.NET. 
156   See <a 
157   href="http://primates.ximian.com/~lluis/blog/archives/000120.html">here</a>
158   and manpages for details. Code files are in mcs/tools/genxs.
159
160   Lluis also created "sgen", that based on XmlSerializer.GenerateSerializer().
161   Code files are in mcs/tools/sgen.
162
163 *** System.Xml.XPath and System.Xml.Xsl
164
165   There are two XSLT implementations. One and historical implementation is
166   based on libxslt (aka Unmanaged XSLT). Now we uses fully implemented and
167   managed XSLT by default. To use Unmanaged XSLT, set MONO_UNMANAGED_XSLT
168   environment value (any value is acceptable).
169
170   As for Managed XSLT, we support msxsl:script.
171
172   It would be nice if we can support <a href="http://www.exslt.org/">EXSLT</a>.
173   <a href="http://msdn.microsoft.com/WebServices/default.aspx?pull=/library/en-us/dnexxml/html/xml05192003.asp">Microsoft has tried to do some of them</a>, 
174   but it is not successful because of System.Xml.Xsl design problem:
175
176         <ul>
177                 * In general, .NET's "extension objects" (including 
178                   msxsl:script) is not useful to return node-sets (MS XSLT
179                   implementation rejects just overriden XPathNodeIterator, 
180                   but accepts only their hidden classes. And are the same 
181                   in Mono though classes are different)
182
183                 * In .NET's extension object design, extension function name 
184                   is a valid method name that cannot contain some characters
185                   such as '-'. That is, implementing EXSLT in C# is impossible.
186         </ul>
187
188   So if we support EXSLT, it has to be done inside our System.XML.dll.
189   Microsoft developers are also aware of this problem and some of them wish
190   to have EXSLT support in WinFX (not whidbey). If anyone is interested
191   in it, it would be nice.
192
193   Our managed XSLT implementation is slower than MS XSLT for some kind of
194   stylesheets, and faster for some.
195
196
197 *** RELAX NG
198
199   I implemented an experimental RelaxngValidatingReader. It is still not
200   complete, for example some simplification stuff (see RELAX NG spec 
201   chapter 4; especially 4.17-19) and some constraints (especially 7.3).
202   See mcs/class/Commons.Xml.Relaxng/README for details.
203
204   Currently we have
205
206         <ul>
207                 * Custom datatype support. Right now, you can use XML schema
208                   datatypes ( http://www.w3.org/2001/XMLSchema-datatypes ) 
209                   as well as RELAX NG default datatypes (as used in relaxng.rng).
210
211                 * RELAX NG Compact Syntax support, though not yet stable.
212                   See Commons.Xml.Relaxng.Rnc.RncParser class.
213 </ul>
214
215
216 ** System.Xml v2.0
217
218   Microsoft released the first public beta version of .NET Framework 2.0,
219   available from <a href="http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?familyid=916EC067-8BDC-4737-9430-6CEC9667655C&displaylang=en">MSDN</a>.
220   It contains several new classes.
221
222   There are two assemblies related to System.Xml v2.0; System.Xml.dll and
223   System.Data.SqlXml.dll. Now that System.Data.SqlXml.dll is little important.
224   It just contains only XQueryCommand class inside System.Xml.* namespace.
225   Most of the important part are in System.Xml.dll.
226
227   Note that .NET Framework is pre-release version, so they are subject
228   to change. Actually many of the pre-released classes vanished.
229
230   System.Xml 2.0 contains several features such as:
231
232         <ul>
233                 * new XPathNavigator members that supports editing XmlDocument
234                 * XmlReaderSettings, XmlWriterSettings and factory methods
235                 * Strongly typed XmlReader, XmlWriter and XPathNavigator.
236                 * XML Schema design changes
237                 * XSD Inference
238                 * Well-documented and improved XmlSerializer.
239                 * XSLT per-stylesheet assembly generator
240         </ul>
241
242 *** System.Xml 2.0
243
244 **** Summary
245
246   <a href="http://mono.ximian.com/class-status/mono-HEAD-vs-fx-2/class-status-System.Xml.html">
247   Here</a> is the latest status of mono's System.Xml 2.0.
248
249   Major remaining tasks are:
250
251         <ul>
252                 * binary content support on XmlReader
253                 * IXmlSchemaInfo support for DOM and XmlValidatingReader
254                 * XmlSchemaObject.Parent support
255                 * XmlValueConverter
256                 * possibly XmlSchemaValidator (but no description about this
257                   class right now).
258                 * XslCompiledTransform (not available in .NET FX 2.0 as yet)
259         </ul>
260
261 **** XmlReader/XmlWrier Factory methods
262
263   In .NET 2.0, XmlTextReader, XmlNodeReader, XmlValidatingReader are
264   obsolete and XmlReader.Create() is recommended (there is however no
265   alternative way to create XmlNodeReader). Similarly, there are
266   XmlWriter.Create() overloads.
267
268   Currently, Microsoft's XmlWriter.Create() is unstable and there will
269   be changes. So basically remaining XmlWriter.Create() is supposed to be
270   done after the next beta version of .NET 2.0.
271
272   Some of XmlReader.Create() overloads are implemented, with limited
273   XmlReaderSettings support.
274
275
276 **** Strongly typed XmlReader/XmlWriter
277
278   In .NET 2.0, XmlReader is supposed to support strongly-typed data reading.
279   They are based on W3C "XML Schema Datatypes" Recommendation and "XQuery 1.0
280   and XPath 2.0 Data Model" Working Draft.
281
282   Note that this W3C specification is just a Working Draft and there might
283   be incompatible changes for those strongly-typed API. For example, in the
284   latest version of the spec (as of November 2004), xs:QName is specified as
285   to have prefix, local name and namespace URI, while .NET XML classes just
286   treat it as XmlQualifiedName which does not contain prefix. So this part of
287   API might become obsolete or useless.
288
289   Some of XmlReader.ReadValueAsXxx() and XmlWriter.WriteValue() overloads are
290   implemented, though incompletely. They are based on internal XQueryConvert.
291
292
293 **** Sub-tree handling in XmlReader/XmlWriter/XPathNavigator
294
295   Currently XmlReader.ReadSubtree(), XmlWriter.WriteSubtree() and
296   XPathNavigator.ReadSubtree() are implemented, though not well-tested.
297   They are based on Mono.Xml.SubtreeXmlReader and
298   Mono.Xml.XPath.XPathNavigatorReader classes.
299
300
301 *** System.Xml.Schema 2.0
302
303   Since .NET 1.x is not so compliant with W3C XML Schema specification,
304   Microsoft had to redesign System.Xml.Schema classes. We also have to
305   change many things.
306
307         <ul>
308                 * It does not expose XmlSchemaDatatype as a type of an
309                   element or an attribute (except for obsolete members). 
310                   Primitive types are represented as XmlSchemaSimpleType 
311                   instances (thus there are ElementSchemaType, 
312                   AttributeSchemaType, BaseXmlSchemaType that replace some 
313                   existing properties). Note that XmlSchemaDatatype itself is 
314                   not deprecated as yet.
315
316                 * "XQuery 1.0 and XPath 2.0 Data Model" datatypes (such as
317                   xdt:dayTimeDuration) are newly supported. They are partially
318                   implemented yet.
319
320                 * schema structures are now bound in parent-child
321                   relationship. It is not yet implemented. With related to
322                   it, there seems bunch of schema compilation bugfixes.
323
324                 * XmlSchemaCollection is not used anymore to represent
325                   effective set of schemas. Instead, new XmlSchemaSet class
326                   is used. It should affect on schema compilation design.
327         </ul>
328
329
330 **** XSD Inference
331
332   In .NET 2.0, there is an XML Schema inference implementation. The API (or
333   implementation design) is not cool and Microsoft will make changes in
334   later version of beta or .NET Framework.
335
336
337 *** System.Xml.XPath 2.0
338
339 **** Editable XPathNavigator
340
341   In System.Xml 2.0, XPathNavigator has many editing API (that used to be
342   "XPathEditableNavigator"). It enables developers to edit XmlDocument
343   (not for XPathDocument; it is read-only).
344
345   (In the early stage of .NET 2.0, XPathDocument is supposed to be editable.
346   Also, the new version of editable XPathNavigator had been already
347   implemented in Mono, as Mono.Xml.XPath.XPathEditableDocument.)
348
349
350 *** System.Xml.Xsl 2.0
351
352   There used to be System.Xml.Query.XsltCommand class, and it now disappeared
353   and it is said (by Microsoft developers) that there will be a class named
354   XslCompiledTransform - so it will be included in the next beta version.
355   It is regarded as the identical thing to XsltCommand.
356
357   XslCompiledtransform seems almost the same as System.Xml.Xsl.XslTransform,
358   but this class transforms documents twice to four times as fast as
359   XslTransform. Instead, stylesheet compilation is much slower, because
360   it generates compiled stylesheet assembly.
361
362
363
364 ** External assemblies for Mono 2.0
365
366 *** Mono.Xml.Ext
367
368   (<strong>IMPORTANT</strong>: There used to be System.Xml.Query.XQueryCommand
369   class that implemented XQuery, but now Microsoft dropped it for .NET 2.0.
370   So we moved them out to external assembly named Mono.Xml.Ext.dll, but I
371   haven't changed thing so much when I just extracted them. Thus, this
372   section is kept as is, and basically old stuff.)
373
374   Mono.Xml.Ext.dll contains mainly XQuery implementation, and some utility 
375   classes.
376
377   XQueryCommand implements XQuery. XQuery is a new face XML document
378   manipulation language (at least new face in .NET world). It is similar
379   to XSLT, but extended to support XML Schema based datatypes (and it is
380   not XML based langauge). It is similar to XPath, but it can construct
381   XML nodes. It has no complicated template resolution, but works like
382   functional languages.
383
384   Under MS.NET, XQuery implementation is mainly in System.Xml.Query and
385   MS.Internal.Xml.* namespaces. The implementation is mostly
386   in System.Xml.dll. It is also true to our System.Xml.dll. Our XQueryCommand
387   in System.Data.SqlXml.dll just invokes the actual XQuery processor
388   (Mono.Xml.XPath2.XQueryCommandImpl) which resides in System.Xml.dll via
389   reflection.
390
391   Currently we are not implementing MS.Internal.Xml.* classes. MS
392   implementation is based on an old version of the W3C specification, and
393   our implementation is currently based on 
394   <a href="http://www.w3.org/TR/2004/WD-xquery-20040723/">23 July 2004
395   version</a> (latest as of now) of the working draft.
396
397   XQuery implementation tasks are:
398
399         <ul>
400                 * XQuery syntax parser that parses xquery string to AST 
401                   (abstract syntax tree). -> partly not done.
402
403                 * XQuery AST compiler into static context -> partly not done.
404
405                 * XQuery (dynamic context) runtime = XQuery expression evaluator
406                   + sequence iterator. -> partly not done.
407
408                 * XPathItem data model and (mainly) conversion support.
409                   -> partly done.
410
411                 * Applied expression classes for XQuery/XPath 2.0 functions and
412                   operators. -> partly done.
413
414                 * Optimization, and design per-query assembly code generator (later)
415         </ul>
416
417   It already handles some queries, while major part implementation is missing
418   or buggy (like FLWOR, expressions for sequence type handling, built-in
419   function support etc.).
420
421
422 *** Relax NG and DSDL in Mono 1.2
423
424   Currently we support only RELAX NG as one part of ISO DSDL effort. There
425   is existing Schematron implementation (NMatrix Project: <a 
426   href="http://sourceforge.net/projects/dotnetopensrc/">
427   http://sourceforge.net/projects/dotnetopensrc/</a>). With a few changes,
428   it can be used with mono.
429   
430   We don't have multi-language based validation support, namely
431   Namespace-based Validation Dispatch Language (NVDL). To support unwrapping,
432   one special XmlReader implementation is required (other schema validation
433   support can be done by ReadSubtree()). Note that we had seen RELAX
434   Namespace, Modular Namespace (MNS) and Namespace Routing Language (NRL)
435   - that is, standardization effort is still ongoing (though NVDL looks
436   mostly the same as NRL).
437
438   In Mono 2.0, there might be improvements on Commons.Xml.Relaxng.
439
440         <ul>
441                 * Currently RelaxngPattern.Compile() provides cheap compilation
442                   error information. At least it can provide error location.
443                   Also, the type of error should be kind of 
444                   RelaxngGrammarException.
445
446                 * Right now there is no ambiguity detection implementation that
447                   would be useful for RelaxngPattern based xml serialization (if
448                   there is need).
449
450                 * Because of lack of ambiguity detection, there is no way to
451                   provide XmlMapping (XmlTypeMapping/XmlMemberMapping). But 
452                   If anyone is interested in such effort, integration with
453                   XmlSerializer would be interesting task.
454         </ul>
455
456
457 ** Tools
458
459 *** xsd.exe
460
461   See <a href="ado-net.html">ADO.NET page</a>.
462
463   Note that xsd.exe does not support XmlSchemaInference in System.Xml 2.0.
464
465
466 ** Miscellaneous
467
468 *** Mutual assembly dependency
469
470   Sometimes I hear complain about System.dll and System.Xml.dll mutual
471   dependency: System.dll references to System.Xml.dll (e.g. 
472   System.Configuration.ConfigXmlDocument extended from XmlDocument), while 
473   System.Xml.dll vice versa (e.g. XmlUrlResolver.ResolveUri takes System.Uri).
474   Since they are in public method signatures, so at least we cannot get rid
475   of these mutual references.
476
477   Nowadays System.Xml.dll is built using incomplete System.dll (lacking
478   System.Xml dependent classes such as ConfigXmlDocument). Full System.dll
479   is built after System.Xml.dll is done.
480
481   Note that you still need System.dll to run mcs.
482
483
484   Atsushi Eno <atsushi@ximian.com>
485   last updated 11/29/2004
486