Update README
[wimlib] / README
1                                    WIMLIB
2
3 This is wimlib version 1.2.5 (February 2013).  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.  Currently, the XPRESS
52 compression ratio is slightly better than that provided by Microsoft's software,
53 while the LZX compression ratio is approaching that of Microsoft's software but
54 is not quite there yet.  Running time is as good as or better than Microsoft's
55 software, especially with multithreaded compression, available in wimlib v1.1.0
56 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 (v1.2.1):         138,971,353 bytes       131,379,943 bytes
66         Microsoft imagex.exe:           140,406,981 bytes       127,249,176 bytes
67
68         Table 2. Time to create WIM
69
70                                            XPRESS Compression   LZX Compression
71         wimlib imagex (v1.2.1, 2 threads): 11 sec               17 sec
72         Microsoft imagex.exe:              25 sec               89 sec
73
74                                   NTFS SUPPORT
75
76 As of version 1.0.0, wimlib supports capturing and applying images directly to
77 NTFS volumes.  This was made possible with the help of libntfs-3g from the
78 NTFS-3g project.  This feature supports capturing and restoring NTFS-specific
79 data such as security descriptors, alternate data streams, and reparse point
80 data.
81
82 The code for NTFS image capture and image application is complete enough that it
83 is possible to apply an image from the "install.wim" contained in recent Windows
84 installation media (Vista, Windows 7, or Windows 8) directly to a NTFS volume,
85 and then boot Windows from it after preparing the Boot Configuration Data.  In
86 addition, a Windows installation can be captured (or backed up) into a WIM file,
87 and then re-applied later.
88
89                                    WINDOWS PE
90
91 A major use for this library is to create customized images of Windows PE, the
92 Windows Preinstallation Environment, without having to rely on Windows.  Windows
93 PE is a lightweight version of Windows that can run entirely from memory and can
94 be used to install Windows from local media or a network drive or perform
95 maintenance.  Windows PE is the operating system that runs when you boot from
96 the Windows installation media.
97
98 You can find Windows PE on the installation DVD for Windows Vista, Windows 7, or
99 Windows 8, in the file `sources/boot.wim'.  Windows PE can also be found in the
100 Windows Automated Installation Kit (WAIK), which is free to download from
101 Microsoft, inside the `WinPE.cab' file, which you can extract if you install
102 either the `cabextract' or `p7zip' programs.
103
104 In addition, Windows installations and recovery partitions frequently contain a
105 WIM containing an image of the Windows Recovery Environment, which is similar to
106 Windows PE.
107
108                                   DEPENDENCIES
109
110 * libxml2 (required)
111         This is a commonly used free library to read and write XML files.  You
112         likely already have it installed as a dependency for some other program.
113         For more information see http://xmlsoft.org/.
114
115 * libfuse (optional but highly recommended)
116         Unless configured with --without-fuse, wimlib requires a non-ancient
117         version of libfuse to be installed.  Most GNU/Linux distributions
118         already include this, but make sure you have the libfuse package
119         installed, and also libfuse-dev if your distribution distributes header
120         files separately.  FUSE also requires a kernel module.  If the kernel
121         module is available it will automatically be loaded if you try to mount
122         a WIM file.  For more information see http://fuse.sourceforge.net/.
123         FUSE is also available for FreeBSD.
124
125 * libntfs-3g (optional but highly recommended)
126         Unless configured with --without-ntfs-3g, wimlib requires the library
127         and headers for libntfs-3g version 2011-4-12 or later to be installed.
128         Versions dated 2010-3-6 and earlier do not work because they are missing
129         the header xattrs.h (and the file xattrs.c, which contains functions we
130         need).  libntfs-3g version 2013-1-13 is compatible only with wimlib
131         1.2.4 and later.
132
133 * OpenSSL / libcrypto (optional)
134         wimlib can use the SHA1 message digest code from OpenSSL instead of
135         compiling in yet another SHA1 implementation.   (See LICENSE section.)
136
137 * cdrkit (optional)
138 * mtools (optional)
139 * syslinux (optional)
140 * cabextract (optional)
141         The `mkwinpeimg' shell script will look for several other programs
142         depending on what options are given to it.  Depending on your GNU/Linux
143         distribution, you may already have these programs installed, or they may
144         be in the software repository.  Making an ISO filesystem requires
145         `mkisofs' from `cdrkit' (http://www.cdrkit.org).  Making a disk image
146         requires `mtools' (http://www.gnu.org/software/mtools) and `syslinux'
147         (http://www.syslinux.org).  Retrieving files from the Windows Automated
148         Installation Kit requires `cabextract' (http://www.cabextract.org.uk).
149
150                                  CONFIGURATION
151
152 Besides the various well-known options, the following options can be passed to
153 wimlib's `configure' script:
154
155 --without-ntfs-3g
156         If libntfs-3g is not available or is not version 2011-4-12 or later,
157         wimlib can be built without it, in which case it will not be possible to
158         apply or capture images directly to/from NTFS volumes.
159
160 --without-fuse
161         If libfuse or the FUSE kernel module is not available, wimlib can be
162         compiled with --without-fuse.  This will remove the ability to mount and
163         unmount WIM files.
164
165 --without-libcrypto
166         Build in functions for SHA1 rather than using external SHA1 functions
167         from libcrypto (part of OpenSSL).  The default is to use libcrypto if it
168         is found on the system.
169
170 --enable-xattr, --disable-xattr
171         Enable or disable support for the extended-attributes interface to NTFS
172         alternate data streams in mounted WIMs.  To support these, wimlib
173         requires that the setxattr() function and the attr/xattr.h header are
174         available.  The default is to autodetect whether support is possible.
175
176 --disable-multithreaded-compression
177         By default, data will be compressed using multiple threads when writing
178         a WIM, unless only 1 processor is detected.  Specify this option to
179         disable support for this.
180
181 --enable-ssse3-sha1
182         Use a very fast assembly language implementation of SHA1 from Intel.
183         Only use this if the build target supports the SSSE3 instructions.
184
185 --disable-custom-memory-allocator
186         If this option is given, a very small amount of space will be saved by
187         removing support for the wimlib_set_memory_allocator() function.  imagex
188         will be unaffected.
189
190 --disable-verify-compression
191         Unless this option is given, every time wimlib compresses a data block,
192         it will decompress it into a temporary buffer and abort the program with
193         an error message if the decompressed data does not exactly match the
194         original data.  This only makes compression about 10% slower.  However,
195         this checking can probably be safely disabled because there are no known
196         bugs in the compression code, and the SHA1 message digest of every
197         extracted file is checked anyway.
198
199 --disable-error-messages
200         Save some space by removing all error messages from the library.
201
202 --disable-assertions
203         Remove all assertions, even the ones that are included by default.
204
205 --enable-more-assertions
206         Enable assertions that are not included by default.
207
208 --enable-debug
209         Include debugging messages.  Only use this option if you have found a
210         bug in the library.
211
212 --enable-more-debug
213         Include more debugging messages.  Only use this option if you have found
214         a bug in the library.
215
216                                   PORTABILITY
217
218 wimlib has mostly been developed and tested on x86_64 (64-bit) GNU/Linux.
219
220 It has been tested on x86 (32-bit) GNU/Linux occasionally.
221
222 wimlib may work on FreeBSD and Mac OS X.  However, this is not well tested.  If
223 you do not have libntfs-3g 2011-4-12 or later available, you must configure
224 wimlib with --without-ntfs-3g.  On FreeBSD, before mounting a WIM you need to
225 load the POSIX message queue module (run `kldload mqueuefs').
226
227 The code pays attention to endianness, so it should work on big-endian
228 architectures, but I've never tested this so do not expect it to work.
229
230 There are no plans to port wimlib to Windows since the programming interface on
231 Windows is very different and Microsoft's imagex.exe is already available.
232
233                                    REFERENCES
234
235 The WIM file format is specified in a document that can be found in the
236 Microsoft Download Center.  There is a similar document that specifies the LZX
237 compression format, and a document that specifies the XPRESS compression format.
238 However, many parts of these formats are poorly documented, and some parts have
239 no documentation whatsoever.  Some particularly poorly documented parts of the
240 formats have had comments added in various places in the library.  Please see
241 the code and/or ask me if you have any questions about the WIM file format as it
242 exists in reality and not as it exists in Microsoft's poorly written
243 documentation.
244
245 The code in ntfs-apply.c and ntfs-capture.c uses the NTFS-3g library, which is a
246 library for reading and writing to NTFS filesystems (the filesystem used by
247 recent versions of Windows).  See
248 http://www.tuxera.com/community/ntfs-3g-download/ for more information.
249
250 lzx-decompress.c, the code to decompress WIM file resources that are compressed
251 using LZX compression, is originally based on code from the cabextract project
252 (http://www.cabextract.org.uk).
253
254 lzx-compress.c, the code to compress WIM file resources using LZX compression,
255 is originally based on code written by Matthew Russotto (www.russotto.net/chm/).
256
257 lz77.c, the code to find LZ77 matches (used for both XPRESS and LZX compression),
258 is based on code from zlib.
259
260 A very limited number of other free programs can handle some parts of the WIM
261 file format.  7-zip is able to extract and create WIMs (as well as files in many
262 other archive formats).  However, wimlib is designed specifically to handle WIM
263 files and provides features previously only available in Microsoft's imagex.exe,
264 such as the ability to mount WIMs read-write as well as read-only, the ability
265 to create LZX or XPRESS compressed WIMs, and the correct handling of security
266 descriptors and hard links.
267
268 An earlier version of wimlib is being used to deploy Windows 7 from the Ultimate
269 Deployment Appliance.  For more information see
270 http://www.ultimatedeployment.org/.
271
272 You can see the documentation about Microsoft's version of the imagex program at
273 http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc749447(v=ws.10).aspx, so you can
274 see how it compares to the version provided by this library.
275
276                       GNU/Linux equivalents of WIM format
277
278 What's the equivalent way to capture the filesystem of a GNU/Linux operating
279 system into an archive file?  You have a few options:
280
281 SquashFS:
282         SquashFS (http://squashfs.sourceforge.net/) provides a compressed,
283         read-only filesystem for Linux, and it's probably the closest equivalent
284         of the WIM format and better designed.  Although you can't mount
285         SquashFS read-write, when wimlib does this for WIM files it's really an
286         illusion since the WIM isn't actually modified until the image is
287         unmounted.  Multiple top-level images in SquashFS files are not
288         supported, although nothing stops you from just putting each image in a
289         separate directory.
290
291 FSArchiver:
292         FSArchiver (http://www.fsarchiver.org/Main_Page) is not widely used, but
293         it appears to have some features quite similar to the WIM format.
294
295 Tar:
296         The well-known tar format can usually capture a UNIX filesystem just
297         fine, and compressing the tar file produces a good compression ratio
298         (better than WIM, especially if using XZ compression), but there is no
299         support for random access, file deduplication, multiple images per
300         archive, or extended attributes.
301
302 Zip:
303         Zip shares some features with WIM but is not designed to store entire
304         filesystems.
305
306 7z:
307         The 7z format has some nice features but is unfortunately not designed
308         with UNIX in mind.
309
310                                 MORE INFORMATION
311
312 See the manual pages for `imagex', the manual pages for the subcommands of
313 `imagex', and the manual page for `mkwinpeimg'.
314
315 As of version 0.5.0, wimlib's public API is documented.  Doxygen is required to
316 build the documentation.  To build the documentation, run `configure', then
317 enter the directory `doc' and run `doxygen'.  The HTML documentation will be
318 created in a directory named `html'.
319
320                                     LICENSE
321
322 As of version 1.0.0, wimlib is released under the GNU GPL version 3.0 or later.
323 This includes the files in the `programs' directory as well as the files in the
324 `src' directory.
325
326 wimlib is independently developed and does not contain any code, data, or files
327 copyrighted by Microsoft.  It is not known to be affected by any patents.
328
329 By default, wimlib will be linked to the system library "libcrypto", which
330 probably will be OpenSSL.  Some people believe that GPL code cannot be linked to
331 OpenSSL without a linking exception.  As far as I know, I cannot officially
332 include a linking exception with the license of this library because several
333 files could be considered derived works of code copyrighted by others.  If you
334 believe this to be a problem, configure with --without-libcrypto to avoid
335 linking with OpenSSL.  There is no difference in functionality--- there will
336 just be stand-alone SHA1 message digest code built into the library.
337
338                                    DISCLAIMER
339
340 wimlib is experimental.  Use Microsoft's `imagex.exe' if you want to make sure
341 your WIM files are made correctly (but beware: Microsoft's version contains some
342 bugs).
343
344 Please submit a bug report (to ebiggers3@gmail.com) if you find a bug in wimlib.
345
346 Some parts of the WIM file format are poorly documented or even completely
347 undocumented, so I've just had to do the best I can to read and write WIMs that
348 appear to be compatible with Microsoft's software.