Upgraded GRUB2 to 2.00 release.
[AROS.git] / arch / all-pc / boot / grub2-aros / docs / grub-dev.texi
bloba4a38206ebeeddbcff6eda99d1034cef38fef6df
1 \input texinfo
2 @c -*-texinfo-*-
3 @c %**start of header
4 @setfilename grub-dev.info
5 @include version-dev.texi
6 @settitle GNU GRUB Developers Manual @value{VERSION}
7 @c Unify all our little indices for now.
8 @syncodeindex fn cp
9 @syncodeindex vr cp
10 @syncodeindex ky cp
11 @syncodeindex pg cp
12 @syncodeindex tp cp
13 @c %**end of header
15 @footnotestyle separate
16 @paragraphindent 3
17 @finalout
19 @copying
20 This developer manual is for GNU GRUB (version @value{VERSION},
21 @value{UPDATED}).
23 Copyright @copyright{} 1999,2000,2001,2002,2004,2005,2006,2008,2009,2010,2011 Free Software Foundation, Inc.
25 @quotation
26 Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document
27 under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2 or
28 any later version published by the Free Software Foundation; with no
29 Invariant Sections.
30 @end quotation
31 @end copying
33 @dircategory Kernel
34 @direntry
35 * grub-dev: (grub-dev).                 The GRand Unified Bootloader Dev
36 @end direntry
38 @setchapternewpage odd
40 @titlepage
41 @sp 10
42 @title the GNU GRUB developer manual
43 @subtitle The GRand Unified Bootloader, version @value{VERSION}, @value{UPDATED}.
44 @author Yoshinori K. Okuji
45 @author Colin D Bennett
46 @author Vesa Jääskeläinen
47 @author Colin Watson
48 @author Robert Millan 
49 @author Carles Pina
50 @c The following two commands start the copyright page.
51 @page
52 @vskip 0pt plus 1filll
53 @insertcopying
54 @end titlepage
56 @c Output the table of contents at the beginning.
57 @contents
59 @finalout
60 @headings double
62 @ifnottex
63 @node Top
64 @top GNU GRUB developer manual
66 This is the developer documentation of GNU GRUB, the GRand Unified Bootloader,
67 a flexible and powerful boot loader program for a wide range of
68 architectures.
70 This edition documents version @value{VERSION}.
72 @insertcopying
73 @end ifnottex
75 @menu
76 * Getting the source code::
77 * Finding your way around::
78 * Coding style::
79 * Contributing Changes::
80 * Porting::
81 * Error Handling::
82 * CIA::
83 * BIOS port memory map::
84 * Video Subsystem::
85 * PFF2 Font File Format::
86 * Graphical Menu Software Design::
87 * Copying This Manual::         Copying This Manual
88 * Index::
89 @end menu
92 @node Getting the source code
93 @chapter Getting the source code
95 GRUB is maintained using the @uref{http://bazaar-vcs.org/, Bazaar revision
96 control system}.  To fetch the primary development branch:
98 @example
99 bzr get http://bzr.savannah.gnu.org/r/grub/trunk/grub
100 @end example
102 The GRUB developers maintain several other branches with work in progress.
103 Of these, the most interesting is the experimental branch, which is a
104 staging area for new code which we expect to eventually merge into trunk but
105 which is not yet ready:
107 @example
108 bzr get http://bzr.savannah.gnu.org/r/grub/branches/experimental
109 @end example
111 Once you have used @kbd{bzr get} to fetch an initial copy of a branch, you
112 can use @kbd{bzr pull} to keep it up to date.  If you have modified your
113 local version, you may need to resolve conflicts when pulling.
115 @node Coding style
116 @chapter Coding style
117 @c By YoshinoriOkuji, VesaJääskeläinen and ColinBennett
119 Basically we follow the @uref{http://www.gnu.org/prep/standards_toc.html, GNU Coding Standards}. We define additional conventions for GRUB here.
121 @menu
122 * Naming Conventions::
123 * Functions::
124 * Variables::
125 * Types::
126 * Macros::
127 * Comments::
128 * Multi-Line Comments::
129 @end menu
131 @node Naming Conventions
132 @section Naming Conventions
134 All global symbols (i.e. functions, variables, types, and macros) must have the prefix grub_ or GRUB_. The all capital form is used only by macros.
136 @node Functions
137 @section Functions
139 If a function is global, its name must be prefixed with grub_ and must consist of only small letters. If the function belongs to a specific function module, the name must also be prefixed with the module name. For example, if a function is for file systems, its name is prefixed with grub_fs_. If a function is for FAT file system but not for all file systems, its name is prefixed with grub_fs_fat_. The hierarchy is noted this way.
141 After a prefix, a function name must start with a verb (such as get or is). It must not be a noun. Some kind of abbreviation is permitted, as long as it wouldn't make code less readable (e.g. init).
143 If a function is local, its name may not start with any prefix. It must start with a verb.
145 @node Variables
146 @section Variables
148 The rule is mostly the same as functions, as noted above. If a variable is global, its name must be prefixed with grub_ and must consist of only small letters. If the variable belongs to a specific function module, the name must also be prefixed with the module name. For example, if a function is for dynamic loading, its name is prefixed with grub_dl_. If a variable is for ELF but not for all dynamic loading systems, its name is prefixed with grub_dl_elf_.
150 After a prefix, a variable name must start with a noun or an adjective (such as name or long) and it should end with a noun. Some kind of abbreviation is permitted, as long as it wouldn't make code less readable (e.g. i18n).
152 If a variable is global in the scope of a single file (i.e. it is declared with static), its name may not start with any prefix. It must start with a noun or an adjective.
154 If a variable is local, you may choose any shorter name, as long as it wouldn't make code less readable (e.g. i).
156 @node Types
157 @section Types
159 The name of a type must be prefixed with grub_ and must consist of only small letters. If the type belongs to a specific function module, the name must also be prefixed with the module name. For example, if a type is for OS loaders, its name is prefixed with grub_loader_. If a type is for Multiboot but not for all OS loaders, its name is prefixed with grub_loader_linux_.
161 The name must be suffixed with _t, to emphasize the fact that it is a type but not a variable or a function.
163 @node Macros
164 @section Macros
166 If a macro is global, its name must be prefixed with GRUB_ and must consist of only large letters. Other rules are the same as functions or variables, depending on whether a macro is used like a function or a variable.
168 @node Comments
169 @section Comments
171 All comments shall be C-style comments, of the form @samp{/* @dots{} */}.
173 Comments shall be placed only on a line by themselves.  They shall not be placed together with code, variable declarations, or other non-comment entities.  A comment should be placed immediately preceding the entity it describes.
175 Acceptable:
176 @example
177 /* The page # that is the front buffer.  */
178 int displayed_page;
179 /* The page # that is the back buffer.  */
180 int render_page;
181 @end example
183 Unacceptable:
184 @example
185 int displayed_page;           /* The page # that is the front buffer. */
186 int render_page;              /* The page # that is the back buffer. */
187 @end example
189 @node Multi-Line Comments
190 @section Multi-Line Comments
192 Comments spanning multiple lines shall be formatted with all lines after the first aligned with the first line.  
194 Asterisk characters should not be repeated a the start of each subsequent line.
196 Acceptable:
197 @example
198 /* This is a comment
199    which spans multiple lines.
200    It is long.  */
201 @end example
203 Unacceptable:
204 @example
206  * This is a comment
207  * which spans multiple lines.
208  * It is long. */
209 @end example
211 The opening @samp{/*} and closing @samp{*/} should be placed together on a line with text.
213 @node Finding your way around
214 @chapter Finding your way around
216 Here is a brief map of the GRUB code base.
218 GRUB uses Autoconf and Automake, with most of the Automake input generated
219 by AutoGen.  The top-level build rules are in @file{configure.ac},
220 @file{grub-core/Makefile.core.def}, and @file{Makefile.util.def}.  Each
221 block in a @file{*.def} file represents a build target, and specifies the
222 source files used to build it on various platforms.  The @file{*.def} files
223 are processed into AutoGen input by @file{gentpl.py} (which you only need to
224 look at if you are extending the build system).  If you are adding a new
225 module which follows an existing pattern, such as a new command or a new
226 filesystem implementation, it is usually easiest to grep
227 @file{grub-core/Makefile.core.def} and @file{Makefile.util.def} for an
228 existing example of that pattern to find out where it should be added.
230 In general, code that may be run at boot time is in a subdirectory of
231 @file{grub-core}, while code that is only run from within a full operating
232 system is in a subdirectory of the top level.
234 Low-level boot code, such as the MBR implementation on PC BIOS systems, is
235 in the @file{grub-core/boot/} directory.
237 The GRUB kernel is in @file{grub-core/kern/}.  This contains core facilities
238 such as the device, disk, and file frameworks, environment variable
239 handling, list processing, and so on.  The kernel should contain enough to
240 get up to a rescue prompt.  Header files for kernel facilities, among
241 others, are in @file{include/}.
243 Terminal implementations are in @file{grub-core/term/}.
245 Disk access code is spread across @file{grub-core/disk/} (for accessing the
246 disk devices themselves), @file{grub-core/partmap/} (for interpreting
247 partition table data), and @file{grub-core/fs/} (for accessing filesystems).
248 Note that, with the odd specialised exception, GRUB only contains code to
249 @emph{read} from filesystems and tries to avoid containing any code to
250 @emph{write} to filesystems; this lets us confidently assure users that GRUB
251 cannot be responsible for filesystem corruption.
253 PCI and USB bus handling is in @file{grub-core/bus/}.
255 Video handling code is in @file{grub-core/video/}.  The graphical menu
256 system uses this heavily, but is in a separate directory,
257 @file{grub-core/gfxmenu/}.
259 Most commands are implemented by files in @file{grub-core/commands/}, with
260 the following exceptions:
262 @itemize
263 @item
264 A few core commands live in @file{grub-core/kern/corecmd.c}.
266 @item
267 Commands related to normal mode live under @file{grub-core/normal/}.
269 @item
270 Commands that load and boot kernels live under @file{grub-core/loader/}.
272 @item
273 The @samp{loopback} command is really a disk device, and so lives in
274 @file{grub-core/disk/loopback.c}.
276 @item
277 The @samp{gettext} command lives under @file{grub-core/gettext/}.
279 @item
280 The @samp{loadfont} and @samp{lsfonts} commands live under
281 @file{grub-core/font/}.
283 @item
284 The @samp{serial}, @samp{terminfo}, and @samp{background_image} commands
285 live under @file{grub-core/term/}.
287 @item
288 The @samp{efiemu_*} commands live under @file{grub-core/efiemu/}.
289 @end itemize
291 There are a few other special-purpose exceptions; grep for them if they
292 matter to you.
294 Utility programs meant to be run from a full operating system are in
295 @file{util/}.
297 @node Contributing Changes
298 @chapter Contributing changes
299 @c By YoshinoriOkuji, VesaJääskeläinen, ColinWatson
301 Contributing changes to GRUB 2 is welcomed activity. However we have a
302 bit of control what kind of changes will be accepted to GRUB 2.
303 Therefore it is important to discuss your changes on grub-devel mailing list
304 (see MailingLists). On this page there are some basic details on the
305 development process and activities.
307 First of all you should come up with the idea yourself what you want to
308 contribute. If you do not have that beforehand you are advised to study this
309 manual and try GRUB 2 out to see what you think is missing from there.
311 Here are additional pointers:
312 @itemize
313 @item @url{https://savannah.gnu.org/task/?group=grub GRUB's Task Tracker}
314 @item @url{https://savannah.gnu.org/bugs/?group=grub GRUB's Bug Tracker}
315 @end itemize
317 If you intended to make changes to GRUB Legacy (<=0.97) those are not accepted
318 anymore.
320 @menu
321 * Getting started::
322 * Typical Developer Experience::
323 * When you are approved for write access to project's files::
324 @end menu
326 @node Getting started
327 @section Getting started
329 @itemize
330 @item Always use latest GRUB 2 source code. So get that first.
332 For developers it is recommended always to use the newest development version of GRUB 2. If development takes a long period of time, please remember to keep in sync with newest developments regularly so it is much easier to integrate your change in the future. GRUB 2 is being developed in a Bazaar (bzr) repository.
334 Please check Savannah's GRUB project page for details how to get newest bzr:
335 @uref{http://savannah.gnu.org/bzr/?group=grub, GRUB 2 bzr Repository}
337 @item Compile it and try it out.
339 It is always good idea to first see that things work somehow and after that
340 to start to implement new features or develop fixes to bugs.
342 @item Study the code.
344 There are sometimes odd ways to do things in GRUB 2 code base.
345 This is mainly related to limited environment where GRUB 2 is being executed.
346 You usually do not need to understand it all so it is better to only try to
347 look at places that relates to your work. Please do not hesitate to ask for
348 help if there is something that you do not understand.
350 @item Develop a new feature.
352 Now that you know what to do and how it should work in GRUB 2 code base, please
353 be free to develop it. If you have not so far announced your idea on grub-devel
354 mailing list, please do it now. This is to make sure you are not wasting your
355 time working on the solution that will not be integrated to GRUB 2 code base.
357 You might want to study our coding style before starting development so you
358 do not need to change much of the code when your patch is being reviewed.
359 (see @ref{Coding style})
361 For every accepted patch there has to exist a ChangeLog entry. Our ChangeLog
362 consist of changes within source code and are not describing about what the
363 change logically does. Please see examples from previous entries.
365 Also remember that GRUB 2 is licensed under GPLv3 license and that usually
366 means that you are not allowed to copy pieces of code from other projects.
367 Even if the source project's license would be compatible with GPLv3, please
368 discuss it beforehand on grub-devel mailing list.
370 @item Test your change.
372 Test that your change works properly. Try it out a couple of times, preferably on different systems, and try to find problems with it.
374 @item Publish your change.
376 When you are happy with your change, first make sure it is compilable with
377 latest development version of GRUB 2. After that please send a patch to
378 grub-devel for review. Please describe in your email why you made the change,
379 what it changes and so on. Please be prepared to receive even discouraging
380 comments about your patch. There is usually at least something that needs
381 to be improved in every patch.
383 Please use unified diff to make your patch (good match of arguments for diff is @samp{-pruN}).
385 @item Respond to received feedback.
387 If you are asked to modify your patch, please do that and resubmit it for
388 review. If your change is large you are required to submit a copyright
389 agreement to FSF. Please keep in mind that if you are asked to submit
390 for copyright agreement, process can take some time and is mandatory
391 in order to get your changes integrated.
393 If you are not on grub-devel to respond to questions, most likely your patch
394 will not be accepted. Also if problems arise from your changes later on,
395 it would be preferable that you also fix the problem. So stay around
396 for a while.
398 @item Your patch is accepted.
400 Good job! Your patch will now be integrated into GRUB 2 mainline, and if it didn't break anything it will be publicly available in the next release.
402 Now you are welcome to do further improvements :)
403 @end itemize
405 @node Typical Developer Experience
406 @section Typical Developer Experience
408 The typical experience for a developer in this project is the following:
410 @enumerate
411 @item You find yourself wanting to do something (e.g. fixing a bug).
412 @item You show some result in the mailing list or the IRC.
413 @item You are getting to be known to other developers.
414 @item You accumulate significant amount of contribution, so copyright assignment is processed.
415 @item You are free to check in your changes on your own, legally speaking.
416 @end enumerate
418 At this point, it is rather annoying that you ought to ask somebody else every
419 change to be checked in. For efficiency, it is far better, if you can commit
420 it yourself. Therefore, our policy is to give you the write permission to our
421 official repository, once you have shown your skill and will,
422 and the FSF clerks have dealt with your copyright assignment.
424 @node When you are approved for write access to project's files
425 @section When you are approved for write access to project's files
427 As you might know, GRUB is hosted on
428 @url{https://savannah.gnu.org/projects/grub Savannah}, thus the membership
429 is managed by Savannah. This means that, if you want to be a member of this
430 project:
432 @enumerate
433 @item You need to create your own account on Savannah.
434 @item You can submit ``Request for Inclusion'' from ``My Groups'' on Savannah.
435 @end enumerate
437 Then, one of the admins can approve your request, and you will be a member.
438 If you don't want to use the Savannah interface to submit a request, you can
439 simply notify the admins by email or something else, alternatively. But you
440 still need to create an account beforehand.
442 NOTE: we sometimes receive a ``Request for Inclusion'' from an unknown person.
443 In this case, the request would be just discarded, since it is too dangerous
444 to allow a stranger to be a member, which automatically gives him a commit
445 right to the repository, both for a legal reason and for a technical reason. 
447 If your intention is to just get started, please do not submit a inclusion
448 request. Instead, please subscribe to the mailing list, and communicate first
449 (e.g. sending a patch, asking a question, commenting on another message...).
451 @node Porting
452 @chapter Porting
454 GRUB2 is designed to be easily portable accross platforms. But because of the
455 nature of bootloader every new port must be done separately. Here is how I did
456 MIPS (loongson and ARC) and Xen ports. Note than this is more of suggestions,
457 not absolute truth.
459 First of all grab any architecture specifications you can find in public
460 (please avoid NDA).
462 First stage is ``Hello world''. I've done it outside of GRUB for simplicity.
463 Your task is to have a small program which is loadable as bootloader and
464 clearly shows its presence to you. If you have easily accessible console
465 you can just print a message. If you have a mapped framebuffer you know address
466 of, you can draw a square. If you have a debug facility, just hanging without
467 crashing might be enough. For the first stage you can choose to load the
468 bootloader across the network since format for network image is often easier
469 than for local boot and it skips the need of small intermediary stages and
470 nvram handling. Additionally you can often have a good idea of the needed
471 format by running ``file'' on any netbootable executable for given platform.
473 This program should probably have 2 parts: an assembler and C one. Assembler one
474 handles BSS cleaning and other needed setup (on some platforms you may need
475 to switch modes or copy the executable to its definitive position). So your code
476 may look like (x86 assembly for illustration purposes)
478 @example
479         .globl _start
480 _start:
481         movl    $_bss_start, %edi
482         movl    $_end, %ecx
483         subl    %edi, %ecx
484         xorl    %eax, %eax
485         cld
486         rep
487         stosb
488         call main
489 @end example
491 @example
493 static const char msg[] = "Hello, world";
495 void
496 putchar (int c)
498   ...
501 void
502 main (void)
504   const char *ptr = msg;
505   while (*ptr)
506     putchar (*ptr++);
507   while (1);
509 @end example
511 Sometimes you need a third file: assembly stubs for ABI-compatibility.
513 Once this file is functional it's time to move it into GRUB2. The startup
514 assembly file goes to grub-core/kern/$cpu/$platform/startup.S. You should also
515 include grub/symbol.h and replace call to entry point with call to
516 EXT_C(grub_main). The C file goes to grub-core/kern/$cpu/$platform/init.c
517 and its entry point is renamed to void grub_machine_init (void). Keep final
518 infinite loop for now. Stubs file if any goes to
519 grub-core/kern/$cpu/$platform/callwrap.S. Sometimes either $cpu or $platform
520 is dropped if file is used on several cpus respectivelyplatforms.
521 Check those locations if they already have what you're looking for.
523 Then modify in configure.ac the following parts:
525 CPU names:
527 @example
528 case "$target_cpu" in
529   i[[3456]]86)  target_cpu=i386 ;;
530   amd64)        target_cpu=x86_64 ;;
531   sparc)        target_cpu=sparc64 ;;
532   s390x)        target_cpu=s390 ;;
533   ...
534 esac
535 @end example
537 Sometimes CPU have additional architecture names which don't influence booting.
538 You might want to have some canonical name to avoid having bunch of identical
539 platforms with different names.
541 NOTE: it doesn't influence compile optimisations which depend solely on
542 chosen compiler and compile options.
544 @example
545 if test "x$with_platform" = x; then
546   case "$target_cpu"-"$target_vendor" in
547     i386-apple) platform=efi ;;
548     i386-*) platform=pc ;;
549     x86_64-apple) platform=efi ;;
550     x86_64-*) platform=pc ;;
551     powerpc-*) platform=ieee1275 ;;
552     ...
553   esac
554 else
555   ...
557 @end example
559 This part deals with guessing the platform from CPU and vendor. Sometimes you
560 need to use 32-bit mode for booting even if OS runs in 64-bit one. If so add
561 your platform to:
563 @example
564 case "$target_cpu"-"$platform" in
565   x86_64-efi) ;;
566   x86_64-emu) ;;
567   x86_64-*) target_cpu=i386 ;;
568   powerpc64-ieee1275) target_cpu=powerpc ;;
569 esac
570 @end example
572 Add your platform to the list of supported ones:
574 @example
575 case "$target_cpu"-"$platform" in
576   i386-efi) ;;
577   x86_64-efi) ;;
578   i386-pc) ;;
579   i386-multiboot) ;;
580   i386-coreboot) ;;
581   ...
582 esac
583 @end example
585 If explicit -m32 or -m64 is needed add it to:
587 @example
588 case "$target_cpu" in
589   i386 | powerpc) target_m32=1 ;;
590   x86_64 | sparc64) target_m64=1 ;;
591 esac
592 @end example
594 Finally you need to add a conditional to the following block:
596 @example
597 AM_CONDITIONAL([COND_mips_arc], [test x$target_cpu = xmips -a x$platform = xarc])
598 AM_CONDITIONAL([COND_sparc64_ieee1275], [test x$target_cpu = xsparc64 -a x$platform = xieee1275])
599 AM_CONDITIONAL([COND_powerpc_ieee1275], [test x$target_cpu = xpowerpc -a x$platform = xieee1275])
600 @end example
602 Next stop is gentpl.py. You need to add your platform to the list of supported
603 ones (sorry that this list is duplicated):
605 @example
606 GRUB_PLATFORMS = [ "emu", "i386_pc", "i386_efi", "i386_qemu", "i386_coreboot",
607                    "i386_multiboot", "i386_ieee1275", "x86_64_efi",
608                    "mips_loongson", "sparc64_ieee1275",
609                    "powerpc_ieee1275", "mips_arc", "ia64_efi",
610                    "mips_qemu_mips", "s390_mainframe" ]
611 @end example
613 You may also want already to add new platform to one or several of available
614 groups. In particular we always have a group for each CPU even when only
615 one platform for given CPU is available.
617 Then comes grub-core/Makefile.core.def. In the block ``kernel'' you'll need
618 to define ldflags for your platform ($cpu_$platform_ldflags). You also need to
619 declare startup asm file ($cpu_$platform_startup) as well as any other files
620 (e.g. init.c and callwrap.S) (e.g. $cpu_$platform = kern/$cpu/$platform/init.c).
621 At this stage you will also need to add dummy dl.c and cache.S with functions
622 grub_err_t grub_arch_dl_check_header (void *ehdr), grub_err_t
623 grub_arch_dl_relocate_symbols (grub_dl_t mod, void *ehdr) (dl.c) and
624 void grub_arch_sync_caches (void *address, grub_size_t len) (cache.S). They
625 won't be used for now.
627 You will need to create directory include/$cpu/$platform and a file
628 include/$cpu/types.h. The later folowing this template:
630 @example
631 #ifndef GRUB_TYPES_CPU_HEADER
632 #define GRUB_TYPES_CPU_HEADER   1
634 /* The size of void *.  */
635 #define GRUB_TARGET_SIZEOF_VOID_P       4
637 /* The size of long.  */
638 #define GRUB_TARGET_SIZEOF_LONG         4
640 /* mycpu is big-endian.  */
641 #define GRUB_TARGET_WORDS_BIGENDIAN     1
642 /* Alternatively: mycpu is little-endian.  */
643 #undef GRUB_TARGET_WORDS_BIGENDIAN
645 #endif /* ! GRUB_TYPES_CPU_HEADER */
646 @end example
648 You will also need to add a dummy file to datetime and setjmp modules to
649 avoid any of it having no files. It can be just completely empty at this stage.
651 You'll need to make grub-mkimage.c (util/grub_mkimage.c) aware of the needed
652 format. For most commonly used formats like ELF, PE, aout or raw the support
653 is already present and you'll need to make it follow the existant code paths
654 for your platform adding adjustments if necessary. When done compile:
656 @example
657 ./autogen.sh
658 ./configure --target=$cpu --with-platform=$platform TARGET_CC=.. OBJCOPY=... STRIP=...
659 make > /dev/null
660 @end example
662 And create image
664 @example
665 ./grub-mkimage -d grub-core -O $format_id -o test.img
666 @end example
668 And it's time to test your test.img.
670 If it works next stage is to have heap, console and timer.
672 To have the heap working you need to determine which regions are suitable for
673 heap usage, allocate them from firmware and map (if applicable). Then call
674 grub_mm_init_region (vois *start, grub_size_t s) for every of this region.
675 As a shortcut for early port you can allocate right after _end or have
676 a big static array for heap. If you do you'll probably need to come back to
677 this later. As for output console you should distinguish between an array of
678 text, terminfo or graphics-based console. Many of real-world examples don't
679 fit perfectly into any of these categories but one of the models is easier
680 to be used as base. In second and third case you should add your platform to 
681 terminfokernel respectively videoinkernel group. A good example of array of
682 text is i386-pc (kern/i386/pc/init.c and term/i386/pc/console.c).
683 Of terminfo is ieee1275 (kern/ieee1275/init.c and term/ieee1275/console.c).
684 Of video is loongson (kern/mips/loongson/init.c). Note that terminfo has
685 to be inited in 2 stages: one before (to get at least rudimentary console
686 as early as possible) and another after the heap (to get full-featured console).
687 For the input there are string of keys, terminfo and direct hardware. For string
688 of keys look at i386-pc (same files), for termino ieee1275 (same files) and for
689 hardware loongson (kern/mips/loongson/init.c and term/at_keyboard.c).
691 For the timer you'll need to call grub_install_get_time_ms (...) with as sole
692 argument a function returning a grub_uint64_t of a number of milliseconds
693 elapsed since arbitrary point in the past.
695 Once these steps accomplished you can remove the inifinite loop and you should
696 be able to get to the minimal console. Next step is to have module loading
697 working. For this you'll need to fill kern/$cpu/dl.c and kern/$cpu/cache.S
698 with real handling of relocations and respectively the real sync of I and D
699 caches. Also you'll need to decide where in the image to store the modules.
700 Usual way is to have it concatenated at the end. In this case you'll need to
701 modify startup.S to copy modules out of bss to let's say ALIGN_UP (_end, 8)
702 before cleaning out bss. You'll probably find useful to add total_module_size
703 field to startup.S. In init.c you need to set grub_modbase to the address
704 where modules can be found. You may need grub_modules_get_end () to avoid
705 declaring the space occupied by modules as usable for heap. You can test modules
706 with:
708 @example
709 ./grub-mkimage -d grub-core -O $format_id -o test.img hello
710 @end example
712 and then running ``hello'' in the shell.
714 Once this works, you should think of implementing disk access. Look around
715 disk/ for examples.
717 Then, very importantly, you probably need to implement the actual loader
718 (examples available in loader/)
720 Last step to have minimally usable port is to add support to grub-install to
721 put GRUB in a place where firmware or platform will pick it up.
723 Next steps are: filling datetime.c, setjmp.S, network (net/drivers),
724 video (video/), halt (lib/), reboot (lib/).
726 Please add your platform to Platform limitations and Supported kernels chapter
727 in user documentation and mention any steps you skipped which result in reduced
728 features or performance. Here is the quick checklist of features. Some of them
729 are less important than others and skipping them is completely ok, just needs
730 to be mentioned in user documentation.
732 Checklist:
733 @itemize
734 @item Is heap big enough?
735 @item Which charset is supported by console?
736 @item Does platform have disk driver?
737 @item Do you have network card support?
738 @item Are you able to retrieve datetime (with date)?
739 @item Are you able to set datetime (with date)?
740 @item Is serial supported?
741 @item Do you have direct disk support?
742 @item Do you have direct keyboard support?
743 @item Do you have USB support?
744 @item Do you support loading through network?
745 @item Do you support loading from disk?
746 @item Do you support chainloading?
747 @item Do you support network chainloading?
748 @item Does cpuid command supports checking all
749 CPU features that the user might want conditionalise on
750 (64-bit mode, hypervisor,...)
751 @item Do you support hints? How reliable are they?
752 @item Does platform have ACPI? If so do ``acpi'' and ``lsacpi'' modules work?
753 @item Do any of platform-specific operations mentioned in the relevant section of
754 user manual makes sense on your platform?
755 @item Does your platform support PCI? If so is there an appropriate driver for
756 GRUB?
757 @item Do you support badram?
758 @end itemize
760 @node Error Handling
761 @chapter Error Handling
763 Error handling in GRUB 2 is based on exception handling model. As C language
764 doesn't directly support exceptions, exception handling behavior is emulated
765 in software. 
767 When exception is raised, function must return to calling function. If calling
768 function does not provide handling of the exception it must return back to its
769 calling function and so on, until exception is handled. If exception is not
770 handled before prompt is displayed, error message will be shown to user.
772 Exception information is stored on @code{grub_errno} global variable. If
773 @code{grub_errno} variable contains value @code{GRUB_ERR_NONE}, there is no active
774 exception and application can continue normal processing. When @code{grub_errno} has
775 other value, it is required that application code either handles this error or
776 returns instantly to caller. If function is with return type @code{grub_err_t} is
777 about to return @code{GRUB_ERR_NONE}, it should not set @code{grub_errno} to that
778 value. Only set @code{grub_errno} in cases where there is error situation. 
780 Simple exception forwarder.
781 @example
782 grub_err_t
783 forwarding_example (void)
785   /* Call function that might cause exception.  */
786   foobar ();
788   /* No special exception handler, just forward possible exceptions.  */
789   if (grub_errno != GRUB_ERR_NONE)
790     @{
791       return grub_errno;
792     @}
794   /* All is OK, do more processing.  */
796   /* Return OK signal, to caller.  */
797   return GRUB_ERR_NONE;
799 @end example
801 Error reporting has two components, the actual error code (of type
802 @code{grub_err_t}) and textual message that will be displayed to user. List of
803 valid error codes is listed in header file @file{include/grub/err.h}. Textual
804 error message can contain any textual data. At time of writing, error message
805 can contain up to 256 characters (including terminating NUL). To ease error
806 reporting there is a helper function @code{grub_error} that allows easier
807 formatting of error messages and should be used instead of writing directly to
808 global variables.
810 Example of error reporting.
811 @example
812 grub_err_t
813 failing_example ()
815   return grub_error (GRUB_ERR_FILE_NOT_FOUND, 
816                      "Failed to read %s, tried %d times.",
817                      "test.txt",
818                      10);
820 @end example
822 If there is a special reason that error code does not need to be taken account,
823 @code{grub_errno} can be zeroed back to @code{GRUB_ERR_NONE}. In cases like this all
824 previous error codes should have been handled correctly. This makes sure that
825 there are no unhandled exceptions.
827 Example of zeroing @code{grub_errno}.
828 @example
829 grub_err_t
830 probe_example ()
832   /* Try to probe device type 1.  */
833   probe_for_device ();
834   if (grub_errno == GRUB_ERR_NONE)
835     @{
836       /* Device type 1 was found on system.  */
837       register_device ();
838       return GRUB_ERR_NONE;
839     @}
840   /* Zero out error code.  */
841   grub_errno = GRUB_ERR_NONE;
843   /* No device type 1 found, try to probe device type 2.  */
844   probe_for_device2 ();
845   if (grub_errno == GRUB_ERR_NONE)
846     @{
847       /* Device type 2 was found on system.  */
848       register_device2 ();
849       return GRUB_ERR_NONE;
850     @}
851   /* Zero out error code.  */
852   grub_errno = GRUB_ERR_NONE;
854   /* Return custom error message.  */
855   return grub_error (GRUB_ERR_UNKNOWN_DEVICE, "No device type 1 or 2 found.");
857 @end example
859 Some times there is a need to continue processing even if there is a error
860 state in application. In situations like this, there is a needed to save old
861 error state and then call other functions that might fail. To aid in this,
862 there is a error stack implemented. Error state can be pushed to error stack
863 by calling function @code{grub_error_push ()}. When processing has been completed,
864 @code{grub_error_pop ()} can be used to pop error state from stack. Error stack
865 contains predefined amount of error stack items. Error stack is protected for
866 overflow and marks these situations so overflow error does not get unseen.
867 If there is no space available to store error message, it is simply discarded
868 and overflow will be marked as happened. When overflow happens, it most likely
869 will corrupt error stack consistency as for pushed error there is no matching
870 pop, but overflow message will be shown to inform user about the situation.
871 Overflow message will be shown at time when prompt is about to be drawn.
873 Example usage of error stack.
874 @example
875 /* Save possible old error message.  */
876 grub_error_push ();
878 /* Do your stuff here.  */
879 call_possibly_failing_function ();
881 if (grub_errno != GRUB_ERR_NONE)
882   @{
883     /* Inform rest of the code that there is error (grub_errno
884        is set). There is no pop here as we want both error states 
885        to be displayed.  */
886     return;
887   @}
889 /* Restore old error state by popping previous item from stack. */
890 grub_error_pop ();
891 @end example
893 @node CIA
894 @chapter CIA
895 @c By Robert Millan and Carles Pina
896 If you have commit access, please setup CIA in your Bazaar
897 config so those in IRC receive notification of your commits.
899 In @file{~/.bazaar/bazaar.conf}, add "cia_send_revno = true". 
900 Optionally, you can also add "cia_user = myusername" if you'd
901 like CIA service to use a specific account (for statistical purpose).
903 In the @file{.bzr/branch/branch.conf} of your checkout branch,
904 "set nickname = /path_to_this_branch" and "cia_project = GNU GRUB".
906 Additionally, please set cia_send_revno in the [DEFAULT] section
907 of your @file{~/.bazaar/bazaar.conf}. E.g.:
909 @example
910 [DEFAULT]
911 cia_send_revno = true
912 @end example
914 Remember to install cia-clients (Debian/Ubuntu package) to be able to use CIA.
916 Keep in mind Bazaar sends notifications for all commits to branches that have
917 this setting, regardless of whether they're bound branches (checkouts) or not.
918 So if you make local commits in a non-bound branch and it bothers you that
919 others can read them, do not use this setting.
921 @node BIOS port memory map
922 @chapter BIOS port memory map
923 @c By Yoshinori K Okuji
925 @multitable @columnfractions .15 .25 .5
926 @headitem Start @tab End @tab Usage
927 @item 0        @tab 0x1000 - 1   @tab BIOS and real mode interrupts 
928 @item 0x07BE   @tab 0x07FF       @tab Partition table passed to another boot loader 
929 @item ?        @tab 0x2000 - 1   @tab Real mode stack 
930 @item 0x7C00   @tab 0x7D00 - 1   @tab Boot sector 
931 @item 0x8000   @tab ?            @tab GRUB kernel 
932 @item 0x68000  @tab 0x78000 - 1  @tab Disk buffer 
933 @item ?        @tab 0x80000 - 1  @tab Protected mode stack 
934 @item 0x80000  @tab ?            @tab Heap 
935 @item ?        @tab 0xA0000 - 1  @tab Extended BIOS Data Area 
936 @item 0xA0000  @tab 0xC0000 - 1  @tab Video RAM 
937 @item 0xC0000  @tab 0x100000 - 1 @tab BIOS 
938 @item 0x100000 @tab ?            @tab Heap and module code 
939 @end multitable
941 @node Video Subsystem
942 @chapter Video Subsystem
943 @c By VesaJääskeläinen
944 This document contains specification for Video Subsystem for GRUB2.
945 Currently only the usage interface is described in this document.
946 Internal structure of how video drivers are registering and how video
947 driver manager works are not included here.
949 @menu
950 * Video API::
951 * Bitmap API::
952 * Example usage of Video API::
953 @end menu
955 @node Video API
956 @section Video API
958 @subsection grub_video_setup
960 @itemize
961 @item Prototype:
962 @example
963 grub_err_t
964 grub_video_setup (unsigned int width, unsigned int height, unsigned int mode_type);
965 @end example
966 @item Description:
968 Driver will use information provided to it to select best possible video mode and switch to it. Supported values for @code{mode_type} are @code{GRUB_VIDEO_MODE_TYPE_INDEX_COLOR} for index color modes, @code{GRUB_VIDEO_MODE_TYPE_RGB} for direct RGB color modes and @code{GRUB_VIDEO_MODE_TYPE_DOUBLE_BUFFERED} for double buffering. When requesting RGB mode, highest bits per pixel mode will be selected. When requesting Index color mode, mode with highest number of colors will be selected. If all parameters are specified as zero, video adapter will try to figure out best possible mode and initialize it, platform specific differences are allowed here. If there is no mode matching request, error X will be returned. If there are no problems, function returns @code{GRUB_ERR_NONE}.
970 This function also performs following task upon succesful mode switch. Active rendering target is changed to screen and viewport is maximized to allow whole screen to be used when performing graphics operations. In RGB modes, emulated palette gets 16 entries containing default values for VGA palette, other colors are defined as black. When switching to Indexed Color mode, driver may set default VGA palette to screen if the video card allows the operation.
972 @end itemize
974 @subsection grub_video_restore
975 @itemize
976 @item Prototype:
978 @example
979 grub_err_t
980 grub_video_restore (void);
981 @end example
982 @item Description:
984 Video subsystem will deinitialize activated video driver to restore old state of video device. This can be used to switch back to text mode.
985 @end itemize
987 @subsection grub_video_get_info
988 @itemize
989 @item Prototype:
991 @example
992 grub_err_t
993 grub_video_get_info (struct grub_video_mode_info *mode_info);
994 @end example
995 @example
996 struct grub_video_mode_info
998   /* Width of the screen.  */
999   unsigned int width;
1000   /* Height of the screen.  */
1001   unsigned int height;
1002   /* Mode type bitmask.  Contains information like is it Index color or
1003      RGB mode.  */
1004   unsigned int mode_type;
1005   /* Bits per pixel.  */
1006   unsigned int bpp;
1007   /* Bytes per pixel.  */
1008   unsigned int bytes_per_pixel;
1009   /* Pitch of one scanline.  How many bytes there are for scanline.  */
1010   unsigned int pitch;
1011   /* In index color mode, number of colors.  In RGB mode this is 256.  */
1012   unsigned int number_of_colors;
1013   /* Optimization hint how binary data is coded.  */
1014   enum grub_video_blit_format blit_format;
1015   /* How many bits are reserved for red color.  */
1016   unsigned int red_mask_size;
1017   /* What is location of red color bits.  In Index Color mode, this is 0.  */
1018   unsigned int red_field_pos;
1019   /* How many bits are reserved for green color.  */
1020   unsigned int green_mask_size;
1021   /* What is location of green color bits.  In Index Color mode, this is 0.  */
1022   unsigned int green_field_pos;
1023   /* How many bits are reserved for blue color.  */
1024   unsigned int blue_mask_size;
1025   /* What is location of blue color bits.  In Index Color mode, this is 0.  */
1026   unsigned int blue_field_pos;
1027   /* How many bits are reserved in color.  */
1028   unsigned int reserved_mask_size;
1029   /* What is location of reserved color bits.  In Index Color mode,
1030      this is 0.  */
1031   unsigned int reserved_field_pos;
1033 @end example
1034 @item Description:
1036 Software developer can use this function to query properties of active rendering taget. Information provided here can be used by other parts of GRUB, like image loaders to convert loaded images to correct screen format to allow more optimized blitters to be used. If there there is no configured video driver with active screen, error @code{GRUB_ERR_BAD_DEVICE} is returned, otherwise @code{mode_info} is filled with valid information and @code{GRUB_ERR_NONE} is returned.
1037 @end itemize
1039 @subsection grub_video_get_blit_format
1040 @itemize
1041 @item Prototype:
1043 @example
1044 enum grub_video_blit_format
1045 grub_video_get_blit_format (struct grub_video_mode_info *mode_info);
1046 @end example
1047 @example
1048 enum grub_video_blit_format
1049   @{
1050     /* Follow exactly field & mask information.  */
1051     GRUB_VIDEO_BLIT_FORMAT_RGBA,
1052     /* Make optimization assumption.  */
1053     GRUB_VIDEO_BLIT_FORMAT_R8G8B8A8,
1054     /* Follow exactly field & mask information.  */
1055     GRUB_VIDEO_BLIT_FORMAT_RGB,
1056     /* Make optimization assumption.  */
1057     GRUB_VIDEO_BLIT_FORMAT_R8G8B8,
1058     /* When needed, decode color or just use value as is.  */
1059     GRUB_VIDEO_BLIT_FORMAT_INDEXCOLOR
1060   @};
1061 @end example
1062 @item Description:
1064 Used to query how data could be optimized to suit specified video mode. Returns exact video format type, or a generic one if there is no definition for the type. For generic formats, use @code{grub_video_get_info} to query video color coding settings.
1065 @end itemize
1067 @subsection grub_video_set_palette
1068 @itemize
1069 @item Prototype:
1071 @example
1072 grub_err_t
1073 grub_video_set_palette (unsigned int start, unsigned int count, struct grub_video_palette_data *palette_data);
1074 @end example
1075 @example
1076 struct grub_video_palette_data
1078     grub_uint8_t r; /* Red color value (0-255). */
1079     grub_uint8_t g; /* Green color value (0-255). */
1080     grub_uint8_t b; /* Blue color value (0-255). */
1081     grub_uint8_t a; /* Reserved bits value (0-255). */
1083 @end example
1084 @item Description:
1086 Used to setup indexed color palettes. If mode is RGB mode, colors will be set to emulated palette data. In Indexed Color modes, palettes will be set to hardware. Color values will be converted to suit requirements of the video mode. @code{start} will tell what hardware color index (or emulated color index) will be set to according information in first indice of @code{palette_data}, after that both hardware color index and @code{palette_data} index will be incremented until @code{count} number of colors have been set.
1087 @end itemize
1089 @subsection grub_video_get_palette
1090 @itemize
1091 @item Prototype:
1093 @example
1094 grub_err_t
1095 grub_video_get_palette (unsigned int start, unsigned int count, struct grub_video_palette_data *palette_data);
1096 @end example
1097 @example
1098 struct grub_video_palette_data
1100     grub_uint8_t r; /* Red color value (0-255). */
1101     grub_uint8_t g; /* Green color value (0-255). */
1102     grub_uint8_t b; /* Blue color value (0-255). */
1103     grub_uint8_t a; /* Reserved bits value (0-255). */
1105 @end example
1106 @item Description:
1108 Used to query indexed color palettes. If mode is RGB mode, colors will be copied from emulated palette data. In Indexed Color modes, palettes will be read from hardware. Color values will be converted to suit structure format. @code{start} will tell what hardware color index (or emulated color index) will be used as a source for first indice of @code{palette_data}, after that both hardware color index and @code{palette_data} index will be incremented until @code{count} number of colors have been read.
1109 @end itemize
1111 @subsection grub_video_set_viewport
1112 @itemize
1113 @item Prototype:
1115 @example
1116 grub_err_t
1117 grub_video_set_viewport (unsigned int x, unsigned int y, unsigned int width, unsigned int height);
1118 @end example
1119 @item Description:
1121 Used to specify viewport where draw commands are performed. When viewport is set, all draw commands coordinates relate to those specified by @code{x} and @code{y}. If draw commands try to draw over viewport, they are clipped. If developer requests larger than possible viewport, width and height will be clamped to fit screen. If @code{x} and @code{y} are out of bounds, all functions drawing to screen will not be displayed. In order to maximize viewport, use @code{grub_video_get_info} to query actual screen dimensions and provide that information to this function.
1122 @end itemize
1124 @subsection grub_video_get_viewport
1125 @itemize
1126 @item Prototype:
1128 @example
1129 grub_err_t
1130 grub_video_get_viewport (unsigned int *x, unsigned int *y, unsigned int *width, unsigned int *height);
1131 @end example
1132 @item Description:
1134 Used to query current viewport dimensions. Software developer can use this to choose best way to render contents of the viewport.
1135 @end itemize
1137 @subsection grub_video_map_color
1138 @itemize
1139 @item Prototype:
1141 @example
1142 grub_video_color_t
1143 grub_video_map_color (grub_uint32_t color_name);
1144 @end example
1145 @item Description:
1147 Map color can be used to support color themes in GRUB. There will be collection of color names that can be used to query actual screen mapped color data. Examples could be @code{GRUB_COLOR_CONSOLE_BACKGROUND}, @code{GRUB_COLOR_CONSOLE_TEXT}. The actual color defines are not specified at this point.
1148 @end itemize
1150 @subsection grub_video_map_rgb
1151 @itemize
1152 @item Prototype:
1154 @example
1155 grub_video_color_t
1156 grub_video_map_rgb (grub_uint8_t red, grub_uint8_t green, grub_uint8_t blue);
1157 @end example
1158 @item Description:
1160 Map RGB values to compatible screen color data. Values are expected to be in range 0-255 and in RGB modes they will be converted to screen color data. In index color modes, index color palette will be searched for specified color and then index is returned.
1161 @end itemize
1163 @subsection grub_video_map_rgba
1164 @itemize
1165 @item Prototype:
1167 @example
1168 grub_video_color_t
1169 grub_video_map_rgba (grub_uint8_t red, grub_uint8_t green, grub_uint8_t blue, grub_uint8_t alpha);
1170 @end example
1171 @item Description:
1173 Map RGBA values to compatible screen color data. Values are expected to be in range 0-255. In RGBA modes they will be converted to screen color data. In index color modes, index color palette will be searched for best matching color and its index is returned.
1174 @end itemize
1176 @subsection grub_video_unmap_color
1177 @itemize
1178 @item Prototype:
1180 @example
1181 grub_err_t
1182 grub_video_unmap_color (grub_video_color_t color, grub_uint8_t *red, grub_uint8_t *green, grub_uint8_t *blue, grub_uint8_t *alpha);
1183 @end example
1184 @item Description:
1186 Unmap color value from @code{color} to color channels in @code{red}, @code{green}, @code{blue} and @code{alpha}. Values will be in range 0-255. Active rendering target will be used for color domain. In case alpha information is not available in rendering target, it is assumed to be opaque (having value 255).
1187 @end itemize
1189 @subsection grub_video_fill_rect
1190 @itemize
1191 @item Prototype:
1193 @example
1194 grub_err_t
1195 grub_video_fill_rect (grub_video_color_t color, int x, int y, unsigned int width, unsigned int height);
1196 @end example
1197 @item Description:
1199 Fill specified area limited by given coordinates within specified viewport. Negative coordinates are accepted in order to allow easy moving of rectangle within viewport. If coordinates are negative, area of the rectangle will be shrinken to follow size limits of the viewport.
1201 Software developer should use either @code{grub_video_map_color}, @code{grub_video_map_rgb} or @code{grub_video_map_rgba} to map requested color to @code{color} parameter.
1202 @end itemize
1204 @subsection grub_video_blit_glyph
1205 @itemize
1206 @item Prototype:
1208 @example
1209 grub_err_t
1210 grub_video_blit_glyph (struct grub_font_glyph *glyph, grub_video_color_t color, int x, int y);
1211 @end example
1212 @example
1213 struct grub_font_glyph @{
1214     /* TBD. */
1216 @end example
1217 @item Description:
1219 Used to blit glyph to viewport in specified coodinates. If glyph is at edge of viewport, pixels outside of viewport will be clipped out. Software developer should use either @code{grub_video_map_rgb} or @code{grub_video_map_rgba} to map requested color to @code{color} parameter.
1220 @end itemize
1222 @subsection grub_video_blit_bitmap
1223 @itemize
1224 @item Prototype:
1226 @example
1227 grub_err_t
1228 grub_video_blit_bitmap (struct grub_video_bitmap *bitmap, enum grub_video_blit_operators oper, int x, int y, int offset_x, int offset_y, unsigned int width, unsigned int height);
1229 @end example
1230 @example
1231 struct grub_video_bitmap
1233     /* TBD. */
1236 enum grub_video_blit_operators
1237   @{
1238     GRUB_VIDEO_BLIT_REPLACE,
1239     GRUB_VIDEO_BLIT_BLEND
1240   @};
1241 @end example
1242 @item Description:
1244 Used to blit bitmap to viewport in specified coordinates. If part of bitmap is outside of viewport region, it will be clipped out. Offsets affect bitmap position where data will be copied from. Negative values for both viewport coordinates and bitmap offset coordinates are allowed. If data is looked out of bounds of bitmap, color value will be assumed to be transparent. If viewport coordinates are negative, area of the blitted rectangle will be shrinken to follow size limits of the viewport and bitmap. Blitting operator @code{oper} specifies should source pixel replace data in screen or blend with pixel alpha value.
1246 Software developer should use @code{grub_video_bitmap_create} or @code{grub_video_bitmap_load} to create or load bitmap data.
1247 @end itemize
1249 @subsection grub_video_blit_render_target
1250 @itemize
1251 @item Prototype:
1253 @example
1254 grub_err_t
1255 grub_video_blit_render_target (struct grub_video_render_target *source, enum grub_video_blit_operators oper, int x, int y, int offset_x, int offset_y, unsigned int width, unsigned int height);
1256 @end example
1257 @example
1258 struct grub_video_render_target @{
1259     /* This is private data for video driver. Should not be accessed from elsewhere directly.  */
1262 enum grub_video_blit_operators
1263   @{
1264     GRUB_VIDEO_BLIT_REPLACE,
1265     GRUB_VIDEO_BLIT_BLEND
1266   @};
1267 @end example
1268 @item Description:
1270 Used to blit source render target to viewport in specified coordinates. If part of source render target is outside of viewport region, it will be clipped out. If blitting operator is specified and source contains alpha values, resulting pixel color components will be calculated using formula ((src_color * src_alpha) + (dst_color * (255 - src_alpha)) / 255, if target buffer has alpha, it will be set to src_alpha. Offsets affect render target position where data will be copied from. If data is looked out of bounds of render target, color value will be assumed to be transparent. Blitting operator @code{oper} specifies should source pixel replace data in screen or blend with pixel alpha value.
1271 @end itemize
1273 @subsection grub_video_scroll
1274 @itemize
1275 @item Prototype:
1277 @example
1278 grub_err_t
1279 grub_video_scroll (grub_video_color_t color, int dx, int dy);
1280 @end example
1281 @item Description:
1283 Used to scroll viewport to specified direction. New areas are filled with specified color. This function is used when screen is scroller up in video terminal.
1284 @end itemize
1286 @subsection grub_video_swap_buffers
1287 @itemize
1288 @item Prototype:
1290 @example
1291 grub_err_t
1292 grub_video_swap_buffers (void);
1293 @end example
1294 @item Description:
1296 If double buffering is enabled, this swaps frontbuffer and backbuffer, in order to show values drawn to back buffer. Video driver is free to choose how this operation is techincally done.
1297 @end itemize
1299 @subsection grub_video_create_render_target
1300 @itemize
1301 @item Prototype:
1303 @example
1304 grub_err_t
1305 grub_video_create_render_target (struct grub_video_render_target **result, unsigned int width, unsigned int height, unsigned int mode_type);
1306 @end example
1307 @example
1308 struct grub_video_render_target @{
1309     /* This is private data for video driver. Should not be accessed from elsewhere directly.  */
1311 @end example
1312 @item Description:
1314 Driver will use information provided to it to create best fitting render target. @code{mode_type} will be used to guide on selecting what features are wanted for render target. Supported values for @code{mode_type} are @code{GRUB_VIDEO_MODE_TYPE_INDEX_COLOR} for index color modes, @code{GRUB_VIDEO_MODE_TYPE_RGB} for direct RGB color modes and @code{GRUB_VIDEO_MODE_TYPE_ALPHA} for alpha component.
1315 @end itemize
1317 @subsection grub_video_delete_render_target
1318 @itemize
1319 @item Prototype:
1321 @example
1322 grub_err_t
1323 grub_video_delete_render_target (struct grub_video_render_target *target);
1324 @end example
1325 @item Description:
1327 Used to delete previously created render target. If @code{target} contains @code{NULL} pointer, nothing will be done. If render target is correctly destroyed, GRUB_ERR_NONE is returned.
1328 @end itemize
1330 @subsection grub_video_set_active_render_target
1331 @itemize
1332 @item Prototype:
1334 @example
1335 grub_err_t
1336 grub_video_set_active_render_target (struct grub_video_render_target *target);
1337 @end example
1338 @item Description:
1340 Sets active render target. If this comand is successful all drawing commands will be done to specified @code{target}. There is also special values for target, @code{GRUB_VIDEO_RENDER_TARGET_DISPLAY} used to reference screen's front buffer, @code{GRUB_VIDEO_RENDER_TARGET_FRONT_BUFFER} used to reference screen's front buffer (alias for @code{GRUB_VIDEO_RENDER_TARGET_DISPLAY}) and @code{GRUB_VIDEO_RENDER_TARGET_BACK_BUFFER} used to reference back buffer (if double buffering is enabled). If render target is correclty switched GRUB_ERR_NONE is returned. In no any event shall there be non drawable active render target.
1342 @end itemize
1343 @subsection grub_video_get_active_render_target
1344 @itemize
1345 @item Prototype:
1347 @example
1348 grub_err_t
1349 grub_video_get_active_render_target (struct grub_video_render_target **target);
1350 @end example
1351 @item Description:
1353 Returns currently active render target. It returns value in @code{target} that can be subsequently issued back to @code{grub_video_set_active_render_target}.
1354 @end itemize
1356 @node Example usage of Video API
1357 @section Example usage of Video API
1358 @subsection Example of screen setup
1359 @example
1360 grub_err_t rc;
1361 /* Try to initialize video mode 1024 x 768 with direct RGB.  */
1362 rc = grub_video_setup (1024, 768, GRUB_VIDEO_MODE_TYPE_RGB);
1363 if (rc != GRUB_ERR_NONE)
1365   /* Fall back to standard VGA Index Color mode.  */
1366   rc = grub_video_setup (640, 480, GRUB_VIDEO_MODE_TYPE_INDEX);
1367   if (rc != GRUB_ERR_NONE)
1368   @{
1369   /* Handle error.  */
1370   @}
1372 @end example
1373 @subsection Example of setting up console viewport
1374 @example
1375 grub_uint32_t x, y, width, height;
1376 grub_video_color_t color;
1377 struct grub_font_glyph glyph;
1378 grub_err_t rc;
1379 /* Query existing viewport.  */
1380 grub_video_get_viewport (&x, &y, &width, &height);
1381 /* Fill background.  */
1382 color = grub_video_map_color (GRUB_COLOR_BACKGROUND);
1383 grub_video_fill_rect (color, 0, 0, width, height);
1384 /* Setup console viewport.  */
1385 grub_video_set_viewport (x + 10, y + 10, width - 20, height - 20);
1386 grub_video_get_viewport (&x, &y, &width, &height);
1387 color = grub_video_map_color (GRUB_COLOR_CONSOLE_BACKGROUND);
1388 grub_video_fill_rect (color, 0, 0, width, height);
1389 /* Draw text to viewport.  */
1390 color = grub_video_map_color (GRUB_COLOR_CONSOLE_TEXT);
1391 grub_font_get_glyph ('X', &glyph);
1392 grub_video_blit_glyph (&glyph, color, 0, 0);
1393 @end example
1395 @node Bitmap API
1396 @section Bitmap API
1397 @itemize
1398 @subsection grub_video_bitmap_create
1399 @item Prototype:
1400 @example
1401 grub_err_t grub_video_bitmap_create (struct grub_video_bitmap **bitmap, unsigned int width, unsigned int height, enum grub_video_blit_format blit_format)
1402 @end example
1404 @item Description:
1406 Creates a new bitmap with given dimensions and blitting format. Allocated bitmap data can then be modified freely and finally blitted with @code{grub_video_blit_bitmap} to rendering target.
1407 @end itemize
1409 @subsection grub_video_bitmap_destroy
1410 @itemize
1411 @item Prototype:
1412 @example
1413 grub_err_t grub_video_bitmap_destroy (struct grub_video_bitmap *bitmap);
1414 @end example
1416 @item Description:
1418 When bitmap is no longer needed, it can be freed from memory using this command. @code{bitmap} is previously allocated bitmap with @code{grub_video_bitmap_create} or loaded with @code{grub_video_bitmap_load}.
1419 @end itemize
1421 @subsection grub_video_bitmap_load
1422 @itemize
1423 @item Prototype:
1424 @example
1425 grub_err_t grub_video_bitmap_load (struct grub_video_bitmap **bitmap, const char *filename);
1426 @end example
1428 @item Description:
1430 Tries to load given bitmap (@code{filename}) using registered bitmap loaders. In case bitmap format is not recognized or supported error @code{GRUB_ERR_BAD_FILE_TYPE} is returned.
1431 @end itemize
1433 @subsection grub_video_bitmap_get_width
1434 @itemize
1435 @item Prototype:
1436 @example
1437 unsigned int grub_video_bitmap_get_width (struct grub_video_bitmap *bitmap);
1438 @end example
1440 @item Description:
1442 Returns bitmap width.
1443 @end itemize
1445 @subsection grub_video_bitmap_get_height
1446 @itemize
1447 @item Prototype:
1448 @example
1449 unsigned int grub_video_bitmap_get_height (struct grub_video_bitmap *bitmap);
1450 @end example
1452 @item Description:
1454 Return bitmap height.
1455 @end itemize
1457 @subsection grub_video_bitmap_get_mode_info
1458 @itemize
1459 @item Prototype:
1460 @example
1461 void grub_video_bitmap_get_mode_info (struct grub_video_bitmap *bitmap, struct grub_video_mode_info *mode_info);
1462 @end example
1464 @item Description:
1466 Returns bitmap format details in form of @code{grub_video_mode_info}.
1467 @end itemize
1469 @subsection grub_video_bitmap_get_data
1470 @itemize
1471 @item Prototype:
1472 @example
1473 void *grub_video_bitmap_get_data (struct grub_video_bitmap *bitmap);
1474 @end example
1476 @item Description:
1478 Return pointer to bitmap data. Contents of the pointed data can be freely modified. There is no extra protection against going off the bounds so you have to be carefull how to access the data.
1479 @end itemize
1481 @node PFF2 Font File Format
1482 @chapter PFF2 Font File Format
1484 @c Author: Colin D. Bennett <colin@gibibit.com>
1485 @c Date: 8 January 2009
1487 @menu
1488 * Introduction::
1489 * File Structure::
1490 * Font Metrics::
1491 @end menu
1494 @node Introduction
1495 @section Introduction
1497 The goal of this format is to provide a bitmap font format that is simple to
1498 use, compact, and cleanly supports Unicode.
1501 @subsection Goals of the GRUB Font Format
1503 @itemize
1504 @item Simple to read and use.
1505 Since GRUB will only be reading the font files,
1506 we are more concerned with making the code to read the font simple than we
1507 are with writing the font.
1509 @item Compact storage.
1510 The fonts will generally be stored in a small boot
1511 partition where GRUB is located, and this may be on a removable storage
1512 device such as a CD or USB flash drive where space is more limited than it
1513 is on most hard drives.
1515 @item Unicode.
1516 GRUB should not have to deal with multiple character
1517 encodings.  The font should always use Unicode character codes for simple
1518 internationalization.
1519 @end itemize
1521 @subsection Why Another Font Format?
1523 There are many existing bitmap font formats that GRUB could use.  However,
1524 there are aspects of these formats that may make them less than suitable for
1525 use in GRUB at this time:
1527 @table @samp
1528 @item BDF 
1529 Inefficient storage; uses ASCII to describe properties and 
1530 hexadecimal numbers in ASCII for the bitmap rows.
1531 @item PCF  
1532 Many format variations such as byte order and bitmap padding (rows
1533 padded to byte, word, etc.) would result in more complex code to
1534 handle the font format.
1535 @end table
1537 @node File Structure
1538 @section File Structure
1540 A file @strong{section} consists of a 4-byte name, a 32-bit big-endian length (not
1541 including the name or length), and then @var{length} more section-type-specific 
1542 bytes.
1544 The standard file extension for PFF2 font files is @file{.pf2}.
1547 @subsection Section Types
1549 @table @samp
1550 @item FILE
1551 @strong{File type ID} (ASCII string).  This must be the first section in the file.  It has length 4
1552 and the contents are the four bytes of the ASCII string @samp{PFF2}.
1554 @item NAME
1555 @strong{Font name} (ASCII string).  This is the full font name including family,
1556 weight, style, and point size.  For instance, "Helvetica Bold Italic 14".
1558 @item FAMI
1559 @strong{Font family name} (ASCII string).  For instance, "Helvetica".  This should
1560 be included so that intelligent font substitution can take place.
1562 @item WEIG
1563 @strong{Font weight} (ASCII string).  Valid values are @samp{bold} and @samp{normal}.
1564 This should be included so that intelligent font substitution can take
1565 place.
1567 @item SLAN
1568 @strong{Font slant} (ASCII string).  Valid values are @samp{italic} and @samp{normal}.
1569 This should be included so that intelligent font substitution can take
1570 place.
1572 @item PTSZ
1573 @strong{Font point size} (uint16be).
1575 @item MAXW
1576 @strong{Maximum character width in pixels} (uint16be).
1578 @item MAXH
1579 @strong{Maximum character height in pixels} (uint16be).
1581 @item ASCE
1582 @strong{Ascent in pixels} (uint16be).  @xref{Font Metrics}, for details.
1584 @item DESC
1585 @strong{Descent in pixels} (uint16be).  @xref{Font Metrics}, for details.
1587 @item CHIX
1588 @strong{Character index.}
1589 The character index begins with a 32-bit big-endian unsigned integer
1590 indicating the total size of the section, not including this size value.
1591 For each character, there is an instance of the following entry structure:
1593 @itemize
1594 @item @strong{Unicode code point.} (32-bit big-endian integer.)
1596 @item @strong{Storage flags.} (byte.)
1597        
1598 @itemize
1599 @item Bits 2..0: 
1601 If equal to 000 binary, then the character data is stored
1602 uncompressed beginning at the offset indicated by the character's
1603 @strong{offset} value.
1605 If equal to 001 binary, then the character data is stored within a 
1606 compressed character definition block that begins at the offset 
1607 within the file indicated by the character's @strong{offset} value.
1608 @end itemize
1610 @item @strong{Offset.} (32-bit big-endian integer.)
1612 A marker that indicates the remainder of the file is data accessed via
1613 the character index (CHIX) section.  When reading this font file, the rest
1614 of the file can be ignored when scanning the sections.  The length should
1615 be set to -1 (0xFFFFFFFF).
1617 Supported data structures:
1619 Character definition
1620 Each character definition consists of:
1622 @itemize
1623 @item @strong{Width.}
1624 Width of the bitmap in pixels.  The bitmap's extents 
1625 represent the glyph's bounding box.  @code{uint16be}.
1627 @item @strong{Height.}
1628 Height of the bitmap in pixels.  The bitmap's extents
1629 represent the glyph's bounding box.  @code{uint16be}.
1631 @item @strong{X offset.}
1632 The number of pixels to shift the bitmap by
1633 horizontally before drawing the character. @code{int16be}.
1635 @item @strong{Y offset.}
1636 The number of pixels to shift the bitmap by
1637 vertically before drawing the character. @code{int16be}.
1639 @item @strong{Device width.}
1640 The number of pixels to advance horizontally from
1641 this character's origin to the origin of the next character.
1642 @code{int16be}.
1644 @item @strong{Bitmap data.}
1645 This is encoded as a string of bits.  It is
1646 organized as a row-major, top-down, left-to-right bitmap.  The most
1647 significant bit of each byte is taken to be the leftmost or uppermost
1648 bit in the byte.  For the sake of compact storage, rows are not padded
1649 to byte boundaries (i.e., a single byte may contain bits belonging to
1650 multiple rows).  The last byte of the bitmap @strong{is} padded with zero
1651 bits in the bits positions to the right of the last used bit if the
1652 bitmap data does not fill the last byte.  
1653          
1654 The length of the @strong{bitmap data} field is (@var{width} * @var{height} + 7) / 8
1655 using integer arithmetic, which is equivalent to ceil(@var{width} *
1656 @var{height} / 8) using real number arithmetic.
1658 It remains to be determined whether bitmap fonts usually make all
1659 glyph bitmaps the same height, or if smaller glyphs are stored with
1660 bitmaps having a lesser height.  In the latter case, the baseline
1661 would have to be used to calculate the location the bitmap should be
1662 anchored at on screen.
1663 @end itemize
1665 @end itemize
1666 @end table
1668 @node Font Metrics
1669 @section Font Metrics
1671 @itemize
1672 @item Ascent.
1673 The distance from the baseline to the top of most characters.
1674 Note that in some cases characters may extend above the ascent.
1676 @item Descent.
1677 The distance from the baseline to the bottom of most characters.  Note that
1678 in some cases characters may extend below the descent.
1680 @item Leading.
1681 The amount of space, in pixels, to leave between the descent of one line of
1682 text and the ascent of the next line.  This metrics is not specified in the
1683 current file format; instead, the font rendering engine calculates a
1684 reasonable leading value based on the other font metrics.
1686 @item Horizonal leading.
1687 The amount of space, in pixels, to leave horizontally between the left and
1688 right edges of two adjacent glyphs.  The @strong{device width} field determines
1689 the effective leading value that is used to render the font.
1691 @end itemize
1692 @image{font_char_metrics,,,,png}
1693    
1694 An illustration of how the various font metrics apply to characters.
1698 @node Graphical Menu Software Design
1699 @chapter Graphical Menu Software Design
1701 @c By Colin D. Bennett <colin@gibibit.com>
1702 @c Date: 17 August 2008
1704 @menu
1705 * Introduction_2::
1706 * Startup Sequence::
1707 * GUI Components::
1708 * Command Line Window::
1709 @end menu
1711 @node Introduction_2
1712 @section Introduction
1714 The @samp{gfxmenu} module provides a graphical menu interface for GRUB 2.  It
1715 functions as an alternative to the menu interface provided by the @samp{normal}
1716 module, which uses the grub terminal interface to display a menu on a
1717 character-oriented terminal.
1719 The graphical menu uses the GRUB video API, which is currently for the VESA
1720 BIOS extensions (VBE) 2.0+.  This is supported on the i386-pc platform.
1721 However, the graphical menu itself does not depend on using VBE, so if another
1722 GRUB video driver were implemented, the @samp{gfxmenu} graphical menu would work
1723 on the new video driver as well.
1726 @node Startup Sequence
1727 @section Startup Sequence
1729 @itemize
1730 @item grub_enter_normal_mode [normal/main.c]
1731 @item grub_normal_execute [normal/main.c]
1732 @item read_config_file [normal/main.c]
1733 @item (When @file{gfxmenu.mod} is loaded with @command{insmod}, it will call @code{grub_menu_viewer_register()} to register itself.)
1734 @item GRUB_MOD_INIT (gfxmenu) [gfxmenu/gfxmenu.c]
1735 @item grub_menu_viewer_register [kern/menu_viewer.c]
1736 @item grub_menu_viewer_show_menu [kern/menu_viewer.c]
1737 @item get_current_menu_viewer() [kern/menu_viewer.c]
1738 @item show_menu() [gfxmenu/gfxmenu.c]
1739 @item grub_gfxmenu_model_new [gfxmenu/model.c]
1740 @item grub_gfxmenu_view_new [gfxmenu/view.c]
1741 @item set_graphics_mode [gfxmenu/view.c]
1742 @item grub_gfxmenu_view_load_theme [gfxmenu/theme_loader.c]
1743 @end itemize
1746 @node GUI Components
1747 @section GUI Components
1749 The graphical menu implements a GUI component system that supports a
1750 container-based layout system.  Components can be added to containers, and
1751 containers (which are a type of component) can then be added to other
1752 containers, to form a tree of components.  Currently, the root component of
1753 this tree is a @samp{canvas} component, which allows manual layout of its child
1754 components.
1756 Components (non-container):
1758 @itemize
1759 @item label
1760 @item image
1761 @item progress_bar
1762 @item circular_progress
1763 @item list (currently hard coded to be a boot menu list)
1764 @end itemize
1766 Containers:
1768 @itemize
1769 @item canvas
1770 @item hbox
1771 @item vbox
1772 @end itemize
1774 The GUI component instances are created by the theme loader in
1775 @file{gfxmenu/theme_loader.c} when a theme is loaded.  Theme files specify
1776 statements such as @samp{+vbox@{ +label @{ text="Hello" @} +label@{ text="World" @} @}}
1777 to add components to the component tree root.  By nesting the component
1778 creation statements in the theme file, the instantiated components are nested
1779 the same way.
1781 When a component is added to a container, that new child is considered @strong{owned}
1782 by the container.  Great care should be taken if the caller retains a
1783 reference to the child component, since it will be destroyed if its parent
1784 container is destroyed.  A better choice instead of storing a pointer to the
1785 child component is to use the component ID to find the desired component.
1786 Component IDs do not have to be unique (it is often useful to have multiple
1787 components with an ID of "__timeout__", for instance).
1789 In order to access and use components in the component tree, there are two
1790 functions (defined in @file{gfxmenu/gui_util.c}) that are particularly useful:
1792 @itemize
1794 @item @code{grub_gui_find_by_id (root, id, callback, userdata)}:
1796 This function ecursively traverses the component tree rooted at @var{root}, and
1797 for every component that has an ID equal to @var{id}, calls the function pointed
1798 to by @var{callback} with the matching component and the void pointer @var{userdata}
1799 as arguments.  The callback function can do whatever is desired to use the
1800 component passed in.
1802 @item @code{grub_gui_iterate_recursively (root, callback, userdata)}:
1804 This function calls the function pointed to by @var{callback} for every
1805 component that is a descendant of @var{root} in the component tree.  When the
1806 callback function is called, the component and the void pointer @var{userdata}
1807 as arguments.  The callback function can do whatever is desired to use the
1808 component passed in.
1809 @end itemize
1811 @node Command Line Window
1812 @section Command Line Window
1814 The terminal window used to provide command line access within the graphical
1815 menu is managed by @file{gfxmenu/view.c}.  The @samp{gfxterm} terminal is used, and
1816 it has been modified to allow rendering to an offscreen render target to allow
1817 it to be composed into the double buffering system that the graphical menu
1818 view uses.  This is bad for performance, however, so it would probably be a
1819 good idea to make it possible to temporarily disable double buffering as long
1820 as the terminal window is visible.  There are still unresolved problems that
1821 occur when commands are executed from the terminal window that change the
1822 graphics mode.  It's possible that making @code{grub_video_restore()} return to
1823 the graphics mode that was in use before @code{grub_video_setup()} was called
1824 might fix some of the problems.
1827 @node Copying This Manual
1828 @appendix Copying This Manual
1830 @menu
1831 * GNU Free Documentation License::  License for copying this manual.
1832 @end menu
1834 @include fdl.texi
1837 @node Index
1838 @unnumbered Index
1840 @c Currently, we use only the Concept Index.
1841 @printindex cp
1843 @bye