]> code.delx.au - refind/blobdiff - BUILDING.txt
Improved TianoCore build procedure; can now build both x86-64 and x86
[refind] / BUILDING.txt
index 91d86f9d579d9a8c7dec3f96254ac25a16352c4b..f41a6665942910673e6526dada3f59d745cebfac 100644 (file)
@@ -15,24 +15,32 @@ rEFIt package (http://packages.debian.org/sid/refit) that includes
 extensive patches to enable the program to compile under Linux using the
 GNU-EFI package (http://sourceforge.net/projects/gnu-efi/). Although
 GNU-EFI is less sophisticated than recent versions of TianoCore's toolkit,
-GNU-EFI is my preferred environment because versions of TianoCore that can
-build under Linux use a very different set of include files and support a
-somewhat different set of system calls than are used by rEFIt/rEFInd. Thus,
-converting to a new TianoCore toolkit would entail a lot of work. Using an
-older version would require building under Windows and using old versions
-of Microsoft's Visual C. I neither have this toolchain nor do I want to use
-it. For this reason, I used Debian's patched version of rEFIt as a starting
-point in forking rEFInd.
-
-I've dropped ancillary programs, such as the ext2fs driver module and
-gptsync program, from rEFInd. You can still use these tools with rEFInd,
-but you'll need to install them separately.
-
-The patched version of rEFIt that I used as a starting point disabled the
-program's ability to load EFI drivers because of limitations in the GNU-EFI
-library. A combination of improvements in recent versions of the library
-and implementing a (now apparently abandoned) EFI function directly in
-rEFInd has enabled me to add this support back to rEFInd 0.2.7 and later.
+GNU-EFI is my preferred environment because it's provided with many Linux
+distributions and it was easy to get started with rEFInd development by
+using GNU-EFI and the Debian rEFIt package as a starting point.
+
+Over time, though, I've found that the recent TianoCore EDK2 toolkit has
+its advantages. Two features, in particular, require the TianoCore EDK2
+toolkit:
+
+- The EFI filesystem drivers, added with rEFInd 0.4.0. This requirement is
+  a consequence of the derivation of the drivers, which is via VirtualBox
+  and the Clover boot loader, both of which are based on EDK2.
+
+- The legacy BIOS boot feature for UEFI-based PCs. EDK2 is needed in this
+  case because of features unique to that environment. Note that the legacy
+  BIOS boot feature for Macs works when rEFInd is built via either GNU-EFI
+  or the TianoCore EDK2.
+
+For these reasons, effective with rEFInd 0.4.6, I've switched the primary
+build environment from GNU-EFI to TianoCore EDK2. The rEFInd binary itself
+still builds via GNU-EFI, but you must pass the "gnuefi" build target to
+make in order to build in this way, and the resulting binary can't boot
+BIOS-based OSes on UEFI PCs.
+
+I've dropped ancillary programs, such as the gptsync program, from rEFInd.
+You can still use these tools with rEFInd, but you'll need to install them
+separately.
 
 
 Requirements
@@ -44,27 +52,143 @@ To compile rEFInd, you'll need the following:
   EFI-based. It can be 32- or 64-bit, but unless you use a cross-compiler
   (which I've not tested), it must be the appropriate bit width for your
   EFI implementation. (Normally that means 64-bit.) If you don't normally
-  run Linux, you can run it in a VirtualBox or similar virtual machine.
+  run Linux, you can run it in a VirtualBox or similar virtual machine. (I
+  describe some unsupported non-Linux build options shortly.)
 
 * A standard set of Linux development tools, based on GCC.
 
-* The GNU-EFI package (http://sourceforge.net/projects/gnu-efi/). You can
-  install this from a package called "gnu-efi"; however, rEFInd relies on
-  features that were added in (I think) 3.0l to provide driver-loading
-  capabilities. The versions I've used and that work are 3.0p and 3.0q. As
-  of 5/2012, most Linux distributions seem to deliver rather elderly
-  versions of GNU-EFI, so you may need to download the latest source code,
-  compile it, and install it locally. Since rEFInd version 0.2.7, the
-  Makefiles assume this (see below).
-
-It's possible that you could use a non-Linux platform to compile rEFInd. To
-the best of my knowledge, the rEFInd code doesn't rely on anything
-Linux-specific in its build requirements, and GNU-EFI's Sourceforge page
-indicates that it works under Windows and OS X, too. Thus, you may be able
-to compile it on these platforms, but I've not tested it in this way. Under
-Windows, you would need to either create a project or Makefile for your
-non-GCC compiler or use a GCC port, such as MinGW (http://www.mingw.org).
-You'd probably need to adjust the Makefile in the latter case.
+* One of the following:
+
+  * The TianoCore EDK2 package
+    (http://sourceforge.net/projects/tianocore/). I've tested using the
+    UDK2010.SR1 and UDK2010.SR1.UP1 variants
+    (http://sourceforge.net/apps/mediawiki/tianocore/index.php?title=UDK2010),
+    which are "frozen," rather than the main EDK2 development branch, which
+    is changing as the developers add features, fix bugs, and so on. Using
+    TianoCore EDK2 is supported in rEFInd version 0.4.3 and later (0.4.0
+    and later for the filesystem drivers only). See below for TianoCore
+    setup instructions.
+
+  * The GNU-EFI package (http://sourceforge.net/projects/gnu-efi/). You can
+    install this from a package called "gnu-efi"; however, rEFInd relies on
+    features that were added in (I think) 3.0l to provide driver-loading
+    capabilities. The versions I've used and that work are 3.0p and 3.0q.
+    As of 5/2012, most Linux distributions seem to deliver rather elderly
+    versions of GNU-EFI, so you may need to download the latest source
+    code, compile it, and install it locally. Since rEFInd version 0.2.7,
+    the Makefiles assume this (see below). The legacy BIOS boot support on
+    UEFI-based PCs doesn't work when GNU-EFI is compiled under GNU-EFI, so
+    as of rEFInd 0.4.6, GNU-EFI is no longer the primary build environment,
+    although it's easier to set up on a Linux system.
+
+It's possible to use a non-Linux platform to compile rEFInd. To the best of
+my knowledge, the rEFInd code doesn't rely on anything Linux-specific in
+its build requirements, and GNU-EFI's Sourceforge page indicates that it
+works under Windows and OS X, too; however, my one attempt to compile
+GNU-EFI under OS X failed. I've received one report that rEFInd compiles
+successfully with Clang and the TianoCore toolkit under OS X by adding the
+refind.inf file to a .dsc file that you use for your own projects. You can
+find brief instructions here (note that this is not my documentation):
+
+https://github.com/snarez/refind-edk2
+
+Under Windows, you would need to either create a project or Makefile for
+your non-GCC compiler or use a GCC port, such as MinGW
+(http://www.mingw.org). You'd probably need to adjust the Makefiles in the
+latter case. A procedure similar to that used under OS X might work using
+GCC or Microsoft's C compiler, but I haven't tested this.
+
+
+Preparing Your Development Kit
+==============================
+
+If you want to build the rEFInd binary but not the drivers, if you don't
+care about booting BIOS-based OSes on UEFI PCs, and if you're using Linux,
+GNU-EFI is the easiest way to do the job. I don't describe its setup here
+because it's likely to be fairly easy. If your distribution provides a
+recent enough version, you should be able to install a package called
+gnu-efi and be done with it. If not, you'll need to download the source
+code tarball, build it, and install it. This process is fairly typical of
+Linux packages. Read the GNU-EFI documentation if you need help. If you're
+using GNU-EFI, you can skip the rest of this section.
+
+To build the EFI drivers, or if you want support for booting BIOS-based
+OSes on UEFI PCs, the TianoCore toolkit is required. You might also want to
+use it if you have problems with GNU-EFI or if you want to build rEFInd on
+a non-Linux platform. Unfortunately, the TianoCore toolkit is weird by
+Linux programming standards. It's also quite large -- it's intended as a
+means to develop a complete EFI firmware implementation, so it contains
+much more code than is needed to develop standalone EFI applications. I
+don't know of any Linux distribution packages for it in RPM, Debian package
+file, or other formats; you MUST install the kit from source code using its
+own unusual compilation procedure. The installation documentation also
+omits at least one step and is a bit unclear about others. Here's how I
+installed the toolkit:
+
+1) Download UDK2010.SR1.UP1 from
+   https://sourceforge.net/apps/mediawiki/tianocore/index.php?title=UDK2010.
+
+2) Type "mkdir /usr/local/UDK2010". You can use another directory, but the
+   Makefile for rEFInd's EFI drivers assumes this location. You'll need to
+   edit the EDK2BASE line in the Make.common file if you install somewhere
+   else.
+
+3) Type "cd /usr/local/UDK2010".
+
+3) Unzip the downloaded file (UDK2010.SR1.UP1.Complete.MyWorkSpace.zip) in
+   the current directory (/usr/local/UDK2010). This creates a handful of
+   files, including a tarball and a couple of .zip files.
+
+4) Type "unzip UDK2010.SR1.UP1.MyWorkSpace.zip". This extracts the
+   platform-neutral portion of the development kit.
+
+5) Type "cd MyWorkSpace".
+
+6) Type "tar xvf ../BaseTools\(Unix\).tar". This extracts the
+   Linux/Unix-specific portions of the toolkit.
+
+7) Follow the build instructions at
+   https://sourceforge.net/apps/mediawiki/tianocore/index.php?title=Using_EDK_II_with_Native_GCC_4.4;
+   however, a few changes are required, as detailed below....
+
+8) Type "source edksetup.sh BaseTools". This sets up some environment
+   variables, so subsequent steps (NOT including compiling the rEFInd EFI
+   drivers) must be typed in the shell you use for this step.
+
+9) Edit Conf/target.txt and change the following:
+   - ACTIVE_PLATFORM = MdePkg/MdePkg.dsc
+   - TARGET = RELEASE (DEBUG might work, but I've not tested it).
+   - TARGET_ARCH = X64 (on x86-64; leave this as IA32 on x86). If you plan
+     to build both architectures, you can set this to "IA32 X64".
+   - TOOL_CHAIN_TAG = GCC46 (or other value depending on your GCC version;
+     type "gcc -v" to learn your GCC version number). Note that GCC 4.7
+     doesn't have its own entry, so use GCC46 for GCC 4.7.
+   The TianoCore Makefiles read some of these variables from this file
+   and use them when accessing directories, so be sure to type these
+   entries in the case specified.
+
+10) The documentation refers to editing Conf/tools_def.txt in addition to
+    Conf/target.txt, but doesn't specify what to change in
+    Conf/tools_def.txt. I haven't found it necessary to make any changes in
+    Conf/tools_def.txt EXCEPT when using GCC 4.7 on a Fedora 17 system.
+    (I haven't used GCC 4.7 on other platforms, so this may well be
+    necessary on other systems, too.) With that setup, I found it
+    necessary to change the following line:
+    *_GCC46_X64_ASM_FLAGS            = DEF(GCC46_ASM_FLAGS) -m64 -melf_x86_64
+    to:
+    *_GCC46_X64_ASM_FLAGS            = DEF(GCC46_ASM_FLAGS) -m64
+
+11) Type "make -C /usr/local/UDK2010/MyWorkSpace/BaseTools/Source/C".
+    (This step is not documented on the EDK Web page.) Note that this
+    requires the g++ compiler and UUID development libraries.
+    
+10) Type "build" to build the main set of EDK2 files. This process is
+    likely to take a few minutes.
+
+If you installed in a location other than the one I've specified, you must
+edit the EDK2BASE variable in the Make.tiano and filesystems/Make.tiano
+files in the rEFInd source package. Once the toolkit is installed, you can
+build the filesystem drivers or rEFInd, as described below.
 
 
 Compiling rEFInd
@@ -81,17 +205,30 @@ With your development system set up, you can compile rEFInd as follows:
    including this BUILDING.txt file and several subdirectories such as
    "refind", "libeg", and "include".
 
-4) Type "make". With any luck, rEFInd will compile without error, leaving
-   the "refind_ia32.efi" or "refind_x64.efi" file, depending on your
-   platform, in the "refind" subdirectory.
+4) Type "make gnuefi" to build with GNU-EFI, or either "make" alone or
+   "make tiano" to build with TianoCore EDK2. With any luck, rEFInd will
+   compile without error, leaving the "refind_ia32.efi" or "refind_x64.efi"
+   file, depending on your platform, in the "refind" subdirectory. If you
+   want to build IA32 binaries on an x86-64 (X64) system, type "ARCH=ia32
+   make". This works only if you're using the TianoCore build kit, and only
+   if you set TARGET_ARCH to either "IA32" or "IA32 X64" in target.txt when
+   you set up the TianoCore.
+
+5) The default build process does NOT build the filesystem drivers. If you
+   want to build them, you must type "make fs" in the main rEFInd source
+   directory. The result is filesystem drivers in the filesystems
+   subdirectory, and also copies placed in the drivers subdirectory. You
+   must install the TianoCore EDK2 to build the drivers.
 
 If rEFInd doesn't compile correctly, you'll need to track down the source
 of the problem. Double-check that you've got all the necessary development
-tools installed, including GCC, make, and GNU-EFI. You may also need to
-adjust the Makefile or Make.common file for your system. The most likely
-thing you'll need to change is the path to the various GNU-EFI include
-files and libraries. Since rEFInd 0.2.7, the default Make.common file
-includes the following definitions:
+tools installed, including GCC, make, and either GNU-EFI or TianoCore EDK2.
+You may also need to adjust the Makefile, Make.common file, or Make.tiano
+file for your system. (The main Makefile controls the process for both
+toolkits, while Make.common holds GNU-EFI options and Make.tiano holds
+TianoCore options.) The most likely thing you'll need to change is the path
+to the various GNU-EFI include files and libraries. Since rEFInd 0.2.7, the
+default Make.common file includes the following definitions:
 
 EFIINC          = /usr/local/include/efi
 GNUEFILIB       = /usr/local/lib
@@ -104,8 +241,11 @@ remove "local" from those paths, and perhaps change references to "lib" to
 out-of-date GNU-EFI implementations that will not work with rEFInd 0.2.7
 and later.
 
-When I tried to compile rEFInd under Ubuntu 12.04 (i386), even with a
-locally-compiled GNU-EFI 3.0p or 3.0q, I got errors like this:
+If you're using TianoCore's EDK2, as noted earlier, you may need to adjust
+the EDK2BASE variable in Make.tiano and filesystems/Make.tiano.
+
+When I tried to compile rEFInd under Ubuntu 12.04 (i386) using GNU-EFI,
+even with a locally-compiled GNU-EFI 3.0p or 3.0q, I got errors like this:
 
 main.o: In function `StartLegacy.isra.0':
 main.c:(.text+0x8b1): undefined reference to `__stack_chk_fail_local'
@@ -116,6 +256,7 @@ lib.o: In function `ScanExtendedPartition.isra.4':
 The solution was to recompile GNU-EFI with the -fno-stack-protector GCC
 flag. In GNU-EFI, this can be added to the CFLAGS line in Make.defaults.
 
+
 Installing rEFInd
 =================
 
@@ -141,6 +282,7 @@ You'll then need to activate rEFInd in your EFI. This can be done with
 tools such as "efibootmgr" under Linux or "bless" under OS X. See the
 docs/refind/installing.html file for details.
 
+
 Note to Distribution Maintainers
 ================================
 
@@ -148,6 +290,34 @@ The install.sh script, and therefore the "install" target in the Makefile,
 installs the program directly to the ESP and it modifies the *CURRENT
 COMPUTER's* NVRAM. Thus, you should *NOT* use this target as part of the
 build process for your binary packages (RPMs, Debian packages, etc.).
-(Gentoo could use it in an ebuild, though....) You COULD, however, copy the
-files to a directory somewhere (/usr/share/refind or whatever) and then
-call install.sh as part of the binary package installation process.
+(Gentoo could use it in an ebuild, though....) You COULD, however, install
+the files to a directory somewhere (/usr/share/refind or whatever) and then
+call install.sh as part of the binary package installation process. Placing
+the files directly in /boot/efi/EFI/{distname}/refind and then having a
+post-install script call efibootmgr is probably the better way to go,
+but this assumes that the ESP is mounted at /boot/efi.
+
+
+Compiling the EFI Filesystem Drivers
+====================================
+
+To build all the drivers, you can type "make fs" from the main directory,
+which builds the drivers and places copies in both the filesystems and
+drivers subdirectories. If you want to build just one driver, you can
+change into the "filesystems" directory and type "make {fsname}", where
+{fsname} is a filesystem name -- "ext2", "reiserfs", "iso9660", or "hfs".
+
+To install drivers, you can type "make install" in the "filesystems"
+directory. This copies all the drivers to the
+"/boot/efi/EFI/refind/drivers" directory. Alternatively, you can copy the
+files you want manually.
+
+*CAUTION:* Install drivers for your system's architecture *ONLY*.
+Installing drivers for the wrong architecture causes some systems to hang
+at boot time.
+
+The drivers all rely on filesystem wrapper code created by rEFIt's author,
+Christoph Phisterer. Most of the drivers seem to have passed through
+Oracle's VirtualBox project (https://www.virtualbox.org) and the Clover
+boot loader project (https://sourceforge.net/projects/cloverefiboot/),
+which I used as the source for this build.