caf0238df996d1123431f474e1ab98430697be88
[wimlib] / README
1                                    WIMLIB
2
3 This is wimlib version 1.2.0 (November 2012).  wimlib can be used to read,
4 write, and mount files in the Windows Imaging Format (WIM files).  These files
5 are normally created by using the `imagex.exe' utility on Windows, but this
6 library provides a free implementation of imagex for UNIX-based systems.
7
8                                    WIM FILES
9
10 A Windows Imaging (WIM) file is an archive.  Like some other archive formats
11 such as ZIP, files in WIM archives may be compressed.  WIM archives support two
12 Microsoft-specific compression formats:  LZX and XPRESS.  Both are based on LZ77
13 and Huffman encoding, and both are supported by wimlib.
14
15 Unlike ZIP files, WIM files can contain multiple independent toplevel directory
16 trees known as images.  While each image has its own metadata describing a
17 directory tree and file access modes, files are not duplicated for each image;
18 instead, each file is included only once in the entire WIM.  Microsoft did this
19 so that in one WIM file, they could do things like have 5 different versions of
20 Windows that are almost exactly the same.
21
22 Microsoft provides documentation for the WIM file format, XPRESS compression
23 format, and LZX compression format.  The XPRESS documentation is acceptable, but
24 the LZX documentation is not entirely correct, and the WIM documentation itself
25 is incomplete.
26
27 A WIM file may be either stand-alone or split into multiple parts.
28
29                                     PROGRAMS
30
31 wimlib provides a public API for other programs to use, but also comes with two
32 programs: `imagex' and `mkwinpeimg'.
33
34 `imagex' is intended to be like the imagex.exe program from Windows.  `imagex'
35 can be used to create, extract, and mount WIM files.  Both read-only and
36 read-write mounts are supported.  See the man page `doc/imagex.1' for more
37 details.
38
39 `mkwinpeimg' is shell script that makes it easy to create a customized bootable
40 image of Windows PE that can be put on a CD or USB drive, or published on a
41 server for PXE booting.  See the main page `doc/mkwinpeimg.1' for more details.
42
43 There is an additional program, `wimapply', that is not installed by default.
44 It can be used to build a small executable with the ability to apply a WIM image
45 from a standalone WIM, without having to build the whole shared library.  This
46 could be useful on Linux boot clients that only need to be able to apply a WIM,
47 not capture/split/join/append/export/mount a WIM.  See `programs/wimapply.c'.
48
49                                COMPRESSION RATIO
50
51 wimlib can create XPRESS or LZX compressed WIM archives.  As of wimlib v1.0.3,
52 the XPRESS compression ratio is slightly better than that provided by
53 Microsoft's software, while the LZX compression ratio is approaching that of
54 Microsoft's software but is not quite there yet.  Running time is as good as or
55 better than Microsoft's software, especially with multithreaded compression,
56 available in v1.1.0 and later.
57
58 The following tables compare the compression ratio and performance for creating
59 a compressed Windows PE image (disk usage of about 524 MB, uncompressed WIM size
60 361 MB):
61
62         Table 1. WIM size
63
64                                         XPRESS Compression      LZX Compression
65         wimlib imagex (v1.0.2):         145,283,871 bytes       139,288,293 bytes
66         wimlib imagex (v1.0.3):         139,288,293 bytes       131,379,869 bytes
67         Microsoft imagex.exe:           140,406,981 bytes       127,249,176 bytes
68
69         Table 2. Time to create WIM
70
71                                            XPRESS Compression   LZX Compression
72         wimlib imagex (v1.0.2):            18 sec               49 sec
73         wimlib imagex (v1.0.3):            19 sec               30 sec
74         wimlib imagex (v1.1.0, 2 threads): 11 sec               17 sec
75         Microsoft imagex.exe:              25 sec               89 sec
76
77                                   NTFS SUPPORT
78
79 As of version 1.0.0, wimlib supports capturing and applying images directly to
80 NTFS volumes.  This was made possible with the help of libntfs-3g from the
81 NTFS-3g project.  This feature supports capturing and restoring NTFS-specific
82 data such as security descriptors, alternate data streams, and reparse point
83 data.
84
85 The code for NTFS image capture and image application is complete enough that it
86 is possible to apply an image from the "install.wim" contained in recent Windows
87 installation media (Vista, Windows 7, or Windows 8) directly to a NTFS volume,
88 and then boot Windows from it after preparing the Boot Configuration Data.  In
89 addition, a Windows installation can be captured (or backed up) into a WIM file,
90 and then re-applied later.
91
92                                    WINDOWS PE
93
94 A major use for this library is to create customized images of Windows PE, the
95 Windows Preinstallation Environment, without having to rely on Windows.  Windows
96 PE is a lightweight version of Windows that can run entirely from memory and can
97 be used to install Windows from local media or a network drive or perform
98 maintenance.  Windows PE is the operating system that runs when you boot from
99 the Windows installation media.
100
101 You can find Windows PE on the installation DVD for Windows Vista, Windows 7, or
102 Windows 8, in the file `sources/boot.wim'.  Windows PE can also be found in the
103 Windows Automated Installation Kit (WAIK), which is free to download from
104 Microsoft, inside the `WinPE.cab' file, which you can extract if you install
105 either the `cabextract' or `p7zip' programs.
106
107 In addition, Windows installations and recovery partitions frequently contain a
108 WIM containing an image of the Windows Recovery Environment, which is similar to
109 Windows PE.
110
111                                   DEPENDENCIES
112
113 * libxml2 (required)
114         This is a commonly used free library to read and write XML files.  You
115         likely already have it installed as a dependency for some other program.
116         For more information see http://xmlsoft.org/.
117
118 * libfuse (optional but highly recommended)
119         Unless configured with --without-fuse, wimlib requires a non-ancient
120         version of libfuse to be installed.  Most GNU/Linux distributions
121         already include this, but make sure you have the libfuse package
122         installed, and also libfuse-dev if your distribution distributes header
123         files separately.  FUSE also requires a kernel module.  If the kernel
124         module is available it will automatically be loaded if you try to mount
125         a WIM file.  For more information see http://fuse.sourceforge.net/.
126         FUSE is also available for FreeBSD.
127
128 * libntfs-3g (optional but highly recommended)
129         Unless configured with --without-ntfs-3g, wimlib requires the library
130         and headers for libntfs-3g version 2011-4-12 or later to be installed.
131         Versions dated 2010-3-6 and earlier do not work because they are missing
132         the header xattrs.h (and the file xattrs.c, which contains functions we
133         need).
134
135 * OpenSSL / libcrypto (optional)
136         wimlib can use the SHA1 message digest code from OpenSSL instead of
137         compiling in yet another SHA1 implementation.   (See LICENSE section.)
138
139 * cdrkit (optional)
140 * mtools (optional)
141 * syslinux (optional)
142 * cabextract (optional)
143         The `mkwinpeimg' shell script will look for several other programs
144         depending on what options are given to it.  Depending on your GNU/Linux
145         distribution, you may already have these programs installed, or they may
146         be in the software repository.  Making an ISO filesystem requires
147         `mkisofs' from `cdrkit' (http://www.cdrkit.org).  Making a disk image
148         requires `mtools' (http://www.gnu.org/software/mtools) and `syslinux'
149         (http://www.syslinux.org).  Retrieving files from the Windows Automated
150         Installation Kit requires `cabextract' (http://www.cabextract.org.uk).
151
152                                  CONFIGURATION
153
154 Besides the various well-known options, the following options can be passed to
155 wimlib's `configure' script:
156
157 --without-ntfs-3g
158         If libntfs-3g is not available or is not version 2011-4-12 or later, we
159         can build without it.  wimlib will then not be able to apply or capture
160         images directly to NTFS volumes.
161
162 --without-fuse
163         If libfuse or the FUSE kernel module is not available, wimlib can be
164         compiled with --without-fuse.  This will remove the ability to mount and
165         unmount WIM files.  wimlib_mount() and wimlib_unmount() will fail with
166         WIMLIB_ERR_UNSUPPORTED.
167
168 --without-libcrypto
169         Build in functions for SHA1 rather than using external SHA1 functions
170         from libcrypto (part of OpenSSL).  The default is to use libcrypto if it
171         is found on the system.
172
173 --enable-xattr, --disable-xattr
174         Enable or disable support for the extended-attributes interface to NTFS
175         alternate data streams in mounted WIMs.  To support these, we require
176         the setxattr() function and the attr/xattr.h header be available.  The
177         default is to autodetect whether support is possible.
178
179 --disable-multithreaded-compression
180         By default, data will be compressed using multiple threads when writing
181         a WIM, unless only 1 processor is detected.  Specify this option to
182         disable support for this.
183
184 --enable-ssse3-sha1
185         Use a very fast assembly language implementation of SHA1 from Intel.
186         Only use this if the build target supports the SSSE3 instructions.
187
188 --disable-custom-memory-allocator
189         If this option is given, MALLOC(), FREE(), CALLOC(), and STRDUP() will
190         directly call the appropriate functions in the C library.
191         wimlib_set_memory_allocator() will fail with WIMLIB_ERR_UNSUPPORTED.
192
193 --disable-verify-compression
194         Unless this option is given, every time wimlib compresses a data block
195         it will decompress it into a temporary buffer and abort() the program
196         with an error message if the decompressed data does not exactly match
197         the original data.  This is to find bugs.
198
199 --disable-error-messages
200         Removes all error messages from the library.  If left in, they still
201         have to explicitly turned on with wimlib_set_print_errors() in order to
202         see them.  Also, error codes will still be returned regardless of
203         whether error messages are printed or not.
204
205         If --disable-error-messages is given, wimlib_set_print_errors() will
206         fail with WIMLIB_ERR_UNSUPPORTED if the action is to turn error messages
207         on.
208
209 --disable-assertions
210         Remove all assertions.  Without this option, wimlib will abort() the
211         program if an assertion fails.  An assertion failure should only occur
212         if there is a bug in the library.
213
214 --enable-debug
215         Include debugging messages.  Only use this option if you have found a
216         bug in the library.
217
218 --enable-more-debug
219         Include more debugging messages.  Only use this option if you have found
220         a bug in the library.
221
222                                   PORTABILITY
223
224 wimlib has mostly been developed and tested on x86_64 (64-bit) GNU/Linux.
225
226 It has been tested on x86 (32-bit) GNU/Linux occasionally.
227
228 wimlib may work on FreeBSD and Mac OS X.  However, this is not well tested.  If
229 you do not have libntfs-3g 2011-4-12 or later available, you must configure with
230 --without-ntfs-3g.  On FreeBSD, before mounting a WIM you need to load the POSIX
231 message queue module (run `kldload mqueuefs').
232
233 wimlib should work on big endian machines but it has not been tested.
234
235 There are no plans to port wimlib to Windows since the programming interface on
236 Windows is very different and Microsoft's imagex.exe is already available.
237
238                                    REFERENCES
239
240 The WIM file format is specified in a document that can be found in the
241 Microsoft Download Center.  There is a similar document that specifies the LZX
242 compression format, and a document that specifies the XPRESS compression format.
243 However, many parts of these formats are poorly documented, and some parts have
244 no documentation whatsoever.  Some particularly poorly documented parts of the
245 formats have had comments added in various places in the library.  Please see
246 the code and/or ask me if you have any questions about the WIM file format as it
247 exists in reality and not as it exists in Microsoft's poorly written
248 documentation.
249
250 The code in ntfs-apply.c and ntfs-capture.c uses the NTFS-3g library, which is a
251 library for reading and writing to NTFS filesystems (the filesystem used by
252 recent versions of Windows).  See
253 http://www.tuxera.com/community/ntfs-3g-download/ for more information.
254
255 lzx-decomp.c, the code to decompress WIM file resources that are compressed
256 using LZX compression, is originally based on code from the cabextract project
257 (http://www.cabextract.org.uk).
258
259 lzx-comp.c, the code to compress WIM file resources using LZX compression, is
260 originally based on code written by Matthew Russotto (www.russotto.net/chm/).
261
262 lz.c, the code to find LZ77 matches (used for both XPRESS and LZX compression),
263 is based on code from zlib.
264
265 A very limited number of other free programs can handle some parts of the WIM
266 file format.  7-zip is able to extract and create WIMs (as well as files in many
267 other archive formats).  However, wimlib is designed specifically to handle WIM
268 files and provides features previously only available in Microsoft's imagex.exe,
269 such as the ability to mount WIMs read-write as well as read-only, and the
270 ability to create LZX or XPRESS compressed WIMs.
271
272 An earlier version of wimlib is being used to deploy Windows 7 from the Ultimate
273 Deployment Appliance.  For more information see
274 http://www.ultimatedeployment.org/.
275
276 You can see the documentation about Microsoft's version of the imagex program at
277 http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc749447(v=ws.10).aspx, so you can
278 see how it compares.
279
280                       GNU/Linux equivalents of WIM format
281
282 What's the equivalent way to capture the filesystem of a GNU/Linux operating
283 system into an archive file?  You have a few options:
284
285 SquashFS:
286         SquashFS (http://squashfs.sourceforge.net/) provides a compressed,
287         read-only filesystem for Linux, and it's probably the closest equivalent
288         of the WIM format and better designed.  Although you can't mount
289         SquashFS read-write, when wimlib does this for WIM files it's really an
290         illusion since the WIM isn't actually modified until the image is
291         unmounted.  Multiple top-level images in SquashFS files are not
292         supported, although nothing stops you from just putting each image in a
293         separate directory.
294
295 FSArchiver:
296         FSArchiver (http://www.fsarchiver.org/Main_Page) is not widely used, but
297         it appears to have some features quite similar to the WIM format.
298
299 Tar:
300         The well-known tar format can usually capture a UNIX filesystem just
301         fine, and compressing the tar file produces a good compression ratio
302         (better than WIM, especially if using XZ compression), but there is no
303         support for random access, file deduplication, multiple images per
304         archive, or extended attributes.
305
306 Zip:
307         Zip shares some features with WIM but is not designed to store entire
308         filesystems.
309
310 7z:
311         The 7z format has some nice features but is unfortunately not designed
312         with UNIX in mind.
313
314                                 MORE INFORMATION
315
316 See the manual pages for `imagex', the manual pages for the subcommands of
317 `imagex', and the manual page for `mkwinpeimg'.
318
319 As of version 0.5.0, wimlib's public API is documented.  Doxygen is required to
320 build the documentation.  To build the documentation, run `configure', then
321 enter the directory `doc' and run `doxygen'.  The HTML documentation will be
322 created in a directory named `html'.
323
324                                     LICENSE
325
326 As of version 1.0.0, wimlib is released under the GNU GPL version 3.0 or later.
327 This includes the files in the `programs' directory as well as the files in the
328 `src' directory.
329
330 wimlib is independently developed and does not contain any code, data, or files
331 copyrighted by Microsoft.  It is not known to be affected by any patents.
332
333 By default, wimlib will be linked to the system library "libcrypto", which
334 probably will be OpenSSL.  Some people believe that GPL code cannot be linked to
335 OpenSSL without a linking exception.  As far as I know, I cannot officially
336 include a linking exception with the license of this library because several
337 files could be considered derived works of LGPL code copyrighted by others.  If
338 you believe this to be a problem, configure with --without-libcrypto to avoid
339 linking with OpenSSL.  There is no difference in functionality--- there will
340 just be stand-alone SHA1 message digest code built into the library.
341
342                                    DISCLAIMER
343
344 wimlib is experimental.  Use Microsoft's `imagex.exe' if you want to make sure
345 your WIM files are made correctly (but beware: Microsoft's version contains some
346 bugs).
347
348 Please submit a bug report (to ebiggers3@gmail.com) if you find a bug in wimlib.
349
350 Some parts of the WIM file format are poorly documented or even completely
351 undocumented, so I've just had to do the best I can to read and write WIMs that
352 appear to be compatible with Microsoft's software.