Cygwin
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中文名: UNIX模擬環境 外文名: Cygwin 開發者: cygnus solutions公司 類 型: 自由軟件，GNU 軟件包移植 最新版本: 3.1.2 (2019 年 12 月 21 日） 運行平台: Windows 始 於: 1995年 |
Cygwin是一個在windows平台上運行的類UNIX模擬環境，是cygnus solutions公司開發的自由軟件（該公司開發的著名工具還有eCos，不過現已被Redhat收購）。它對於學習UNIX/Linux操作環境，或者從UNIX到Windows的應用程序移植，或者進行某些特殊的開發工作，尤其是使用GNU工具集在Windows上進行嵌入式系統開發，非常有用。隨着嵌入式系統開發在國內日漸流行，越來越多的開發者對Cygwin產生了興趣。 Cygwin 提供一個UNIX 模擬 DLL 以及在其上層構建的多種可以在 Linux 系統中找到的軟件包，在 Windows XP SP3 以上的版本提供良好的支持。Cygwin主要由Red Hat及其下屬社區負責維護。[1]
目錄
發展歷史
Cygwin始於1995年，最初作為Cygnus工程師Steve Chamberlain的一個項目。當時Windows NT和Windows 95將COFF作為目標代碼，而GNU已經支持x86和COFF，以及C語言庫newlib。這樣至少在理論上，可以將GCC重定向，作為cross compiler，從而產生能在Windows上運行的可執行程序。在後來的實踐中，這很快實現了。 接下來的問題是如何在Windows系統中引導編譯器，這需要對Unix的足夠模擬，以使GNU configure的shell script可以運行，這樣就用到像bash這樣的shell，進而需要Fork和standard I/O。Windows含有類似的功能，所以Cygwin庫只需要進行翻譯調用、管理私有數據，比如文件描述符。 1996年後，由於看到Cygwin可以提供Windows系統上的Cygnus嵌入式工具（以往的方案是使用DJGPP），其他工程師也加入了進來。特別吸引人的是，Cygwin可以實現three-way cross-compile，例如可以在Sun工作站上build，如此就形成Windows-x-MIPS cross-compiler，這樣比單純在PC上編譯要快不少。1998年起，Cygnus開始將Cygwin包作為產品來提供。
組成模塊
Cygwin包括了一套庫，該庫在Win32系統下實現了POSIX系統調用的API；還有一套GNU開發工具集（比如GCC、GDB），這樣可以進行簡單的軟件開發；還有一些UNIX系統下的常見程序。2001年，新增了X Window System。 另外還有一個名為MinGW的庫，可以跟Windows本地的MSVCRT庫（Windows API）一起工作。MinGW占用內存、硬盤空間都比較少，能夠鏈接到任意軟件，但它對POSIX規範的實現沒有Cygwin庫完備。 但糟糕的是，Cygwin不支持Unicode。實際上，除了當前Windows系統以及OEM codepages（例如，一個俄語用戶，他的代碼頁是CP1251和CP866，而不能是KOI8-R、ISO/IEC 8859-5、UTF-8等），Cygwin對其他字符集都不支持。Cygwin 的較新版本可以通過自帶終端模擬器的設置來滿足顯示 UTF-8 和更多代碼頁的功能。 Red Hat規定，Cygwin庫遵守GNU General Public License，但也可以跟符合開源定義的自由軟件鏈接。Red Hat另有價格不菲的許可協議，這樣使用Cygwin庫的專屬軟件，就可以進行再發布。
工作機制
cygnus當初首先把gcc，gdb，gas等開發工具進行了改進，使他們能夠生成並解釋win32的目標文件。然後，他們要把這些工具移植到windows平台上去。一種方案是基於win32 api對這些工具的源代碼進行大幅修改，這樣做顯然需要大量工作。因此，他們採取了一種不同的方法——他們寫了一個共享庫（就是Cygwin dll），把win32 api中沒有的unix風格的調用（如fork，spawn，signals，select，sockets等）封裝在裡面，也就是說，他們基於 win32 api寫了一個unix系統庫的模擬層。這樣，只要把這些工具的源代碼和這個共享庫連接到一起，就可以使用unix主機上的交叉編譯器來生成可以在windows平台上運行的工具集。以這些移植到windows平台上的開發工具為基礎，cygnus又逐步把其他的工具（幾乎不需要對源代碼進行修改，只需要修改他們的配置腳本）軟件移植到windows上來。這樣，在windows平台上運行bash和開發工具、用戶工具，感覺好像在unix上工作。
下載安裝
安裝 Cygwin的安裝文件很容易通過百度找到。國內的網站上有"網絡安裝版"和"本地安裝版"兩種。標準的發行版應該是網絡安裝版。兩者並無大不同，下面介紹一下安裝的過程。 step1. 下載後，點擊安裝文件（setup.exe）進行安裝，第一個畫面是GNU版權說明，點"下一步(N)—>"， 環境變量 開始運行bash之前，應該設置一些環境變量。Cygwin提供了一個.bat文件，裡面已經設置好了最重要的環境變量。通過它來啟動bash是最安全的辦法。這個.bat文件安裝在Cygwin所在的根目錄下。可以隨意編輯該文件。 CYGWIN變量用來針對Cygwin運行時系統進行多種全局設置。開始時，可以不設置CYGWIN或者在執行bash前用類似下面的格式在dos框下把它設為tty C:\> set CYGWIN=tty notitle glob PATH變量被Cygwin應用程序作為搜索可知性文件的路徑列表。當一個Cygwin進程啟動時，該變量被從windows格式（e.g. C:\WinNT\system32;C:\WinNT）轉換成unix格式（e.g., /WinNT/system32:/WinNT）。如果想在不運行bash的時候也能夠使用Cygwin工具集，PATH起碼應該包含x:\Cygwin\bin，其中x:\Cygwin 是你的系統中的Cygwin目錄。 HOME變量用來指定主目錄，推薦在執行bash前定義該變量。當Cygwin進程啟動時，該變量也被從windows格式轉換成unix格式，例如，作者的機器上HOME的值為C:\（dos命令set HOME就可以看到它的值，set HOME=XXX可以進行設置），在bash中用echo $HOME看，其值為/cygdrive/c. TERM變量指定終端型態。如果沒對它進行設置，它將自動設為Cygwin。 LD_LIBRARY_PATH被Cygwin函數dlopen()作為搜索.dll文件的路徑列表，該變量也被從windows格式轉換成unix格式。多數Cygwin應用程序不使用dlopen,因而不需要該變量。 進入安裝模式選擇畫面。 step2. 安裝模式有"Install from Internet"、"Download from Internet"、 "Install from Local Directory" 三種。"Install from Internet"就是直接從internet上裝，適用於網速較快的情況。在選擇鏡像頁面，可以使用一些中國的鏡像源以便提高網速。 如果你的網速不是很快，或者說裝過之後想把下載的安裝文件保存起來，下次不再下載了直接安裝，就應該選擇"Download from Internet"，下載安裝的文件（大約40M左右）。 事實上，所謂的"本地安裝版"，也是別人從網上下載全部文件後打的包，適用於網絡不佳的情況。 step3. 接下來是選擇安裝目的路徑和安裝源文件所在的路徑，之後就進入了選擇安裝包所在的路徑。 這裡是安裝的重點部分。在這裡選擇要安裝的組件，不安裝自然就不可能工作。可以使用搜索框找到要安裝的軟件。例如，不安裝gcc就不可能編譯軟件，等等。 + All Default + Admin Default .... + Devel Default + Editors Default .... 你在這個TreeView的某個節點上雙擊，就可以改變它的狀態，如Default、Install、Uninstall、Reinstall四種狀態。默認的都是Default狀態，很多工具的默認狀態都是不安裝。 在這裡我選擇了在All這一行上後面的Default上點Install，全部安裝，以免後患。（注意：這裡的樹形控件和win下面的不同，你試試點在All上點 和 在All這一行後面的Default上點，會有不同的響應） step4. 點下一步，安裝成功。它會自動在你的桌面上建立一個快捷方式。 好了，下面就開始我的linux旅程了。雙擊Cygwin的快捷方式進入系統。 首先介紹幾個簡單的linux命令。 pwd 顯示當前的路徑 cd 改變當前路徑，無參數時進入對應用戶的home目錄 ls 列出當前目錄下的文件。此命令有N多參數，比如ls -al ps 列出當前系統進程 kill 殺死某個進程 mkdir 建立目錄 rmdir 刪除目錄 rm 刪除文件 mv 文件改名或目錄改名 man 聯機幫助 tail 顯示文件的最末幾行 由於linux下面的命令大多都有很多參數，可以組合使用。所以，每當你不會或者記不清楚改用那個參數，那個開關的時候，可以用man來查找，比如，我想查找ls怎麼使用，可以鍵入 $ man ls 系統回顯信息如下： LS(1) FSF LS(1) NAME ls - list directory contents SYNOPSIS ls [OPTION]... [FILE]... DESCRIPTION List information about the FILEs (the current directory by default). Sort entries alphabetically if none of -cftuSUX nor --sort. -a, --all do not hide entries starting with . -A, --almost-all do not list implied . and .. -b, --escape print octal escapes for nongraphic characters --block-size=SIZE use SIZE-byte blocks
使用指南
Cygwin同時支持win32和posix風格的路徑，路徑分隔符可以是正斜槓也可以是反斜槓。還支持UNC路徑名。（在網絡中，UNC是一種確定文件位置的方法，使用這種方法用戶可以不關心存儲設備的物理位置，方便了用戶使用。在Windows操作系統，Novell Netware和其它操作系統中，都已經使用了這種規範以取代本地命名系統。在UNC中，我們不用關心文件在什麼盤（或卷）上，不用關心這個盤（或卷）所在服務器在什麼地方。我們只要以下面格式就可以訪問文件： \\服務器名\共享名\路徑\文件名 共享名有時也被稱為文件所在卷或存儲設備的邏輯標識，但使用它的目的是讓用戶不必關心這些卷或存儲設備所在的物理位置。） 符合posix標準的操作系統（如linux）沒有盤符的概念。所有的絕對路徑都以一個斜槓開始，而不是盤符（如c:）。所有的文件系統都是其中的子目錄。例如，兩個硬盤，其中之一為根，另一個可能是在/disk2路徑下。 因為許多unix系統上的程序假定存在單一的posix文件系統結構，所以Cygwin專門維護了一個針對win32文件系統的內部posix視圖，使這些程序可以在Windows下正確運行。在某些必要的情況下，Cygwin會使用這種映射來進行win32和posix路徑之間的轉換。 Cygwin中的mount程序用來把win32盤符和網絡共享路徑映射到Cygwin的內部posix目錄樹。這是與典型unix mount程序相似的概念。對於那些對unix不熟悉而具有Windows背景的的人來說，mount程序和早期的dos命令join非常相似，就是把一個盤符作為其他路徑的子目錄。 路徑映射信息存放在當前用戶的Cygwin mount表中，這個mount table 又在windows的註冊表中。這樣，當該用戶下一次登錄進來時，這些信息又從註冊表中取出。mount 表分為兩種，除了每個用戶特定的表，還有系統範圍的mount表，每個Cygwin用戶的安裝表都繼承自系統表。系統表只能由擁有合適權限的用戶（Windows nt的管理員）修改。 當前用戶的mount表可以在註冊表"HKEY_CURRENT_USER/Software/Red Hat, Inc./Cygwin/mounts v" 下看到。
系統表
存在HKEY_LOCAL_MACHINE下。 posix根路徑/缺省指向系統分區，但是可以使用mount命令重新指向到Windows文件系統中的任何路徑。Cygwin從win32路徑生成posix路徑時，總是使用mount表中最長的前綴。例如如果c:被同時安裝在/c和/，Cygwin將把C:/foo/bar轉換成/c/foo/bar. 如果不加任何參數地調用mount命令，會把Cygwin當前安裝點集合全部列出。在下面的例子中，c盤是POSIX根，而d盤被映射到/d。本例中，根是一個系統範圍的安裝點，它對所有用戶都是可見的，而/d僅對當前用戶可見。 c:\> mount f:\Cygwin\bin on /usr/bin type system (binmode) f:\Cygwin\lib on /usr/lib type system (binmode) f:\Cygwin on / type system (binmode) e:\src on /usr/src type system (binmode) c: on /cygdrive/c type user (binmode,noumount) e: on /cygdrive/e type user (binmode,noumount) 還可以使用mount命令增加新的安裝點，用umount刪除安裝點。 當Cygwin不能根據已有的安裝點把某個win32路徑轉化為posix路徑時，Cygwin會自動把它轉化到一個處於缺省posix路徑/cygdrive下的的一個安裝點. 例如，如果Cygwin 訪問Z:\foo，而Z盤當前不在安裝表內，那麼Z:\將被自動轉化成/cygdrive/Z. 可以給每個安裝點賦予特殊的屬性。自動安裝的分區顯示為「auto」安裝。安裝點還可以選擇是"textmode"還是 "binmode"，這個屬性決定了文本文件和二進制文件是否按同樣的方式處理。
路徑信息
cygpath工具提供了在shell腳本中進行win32-posix路徑格式轉換的能力。 HOME, PATH,和LD_LIBRARY_PATH環境變量會在Cygwin進程啟動時自動被從Win32格式轉換成了POSIX格式(例如，如果存在從該win32路徑到posix路徑的安裝，會把c:\Cygwin\bin轉為/bin)。
存儲容量
Cygwin程序缺省可以分配的內存不超過384 MB（program+data）。多數情況下不需要修改這個限制。然而，如果需要更多實際或虛擬內存，應該修改註冊表的HKEY_LOCAL_MACHINE或HKEY_CURRENT_USER區段。添加一個DWORD鍵heap_chunk_in_mb並把它的值設為需要的內存限制，單位是十進制MB。也可以用Cygwin中的regtool完成該設置。例子如下： regtool -i set /HKLM/Software/Cygnus\ Solutions/Cygwin/heap_chunk_in_mb 1024 regtool -v list /HKLM/Software/Cygnus\ Solutions/Cygwin 1.7版本和Eclipse的問題 Eclipse是一款比較出名的IDE，功能強大，可以用來做C\C++開發。Eclipse開發C\C++，需要用到CDT插件，就可以利用Cygwin開發一些linux移植windows的開發，或者交叉編譯（微軟的VC編譯器不提供此功能）。如今比較火爆的Android NDK開發，如果在windows平台下就必須使用Cygwin。而且CDT插件使用註冊表發現Cygwin軟件的安裝位置，如果使用Eclipse軟件開發的話，Cygwin在安裝的時候就不用配置任何的環境變量，非常方便。 但是隨着Cygwin更新到1.7，CDT插件工作開始不正常，最明顯的兩個症狀是：1.console無輸出，2.按住ctrl點擊，很多標準對象找不到對應的頭文件。 解決方法：打開eclipse，windows->preferences->C\C++->Debug->Source Lookup Path，點擊Add，添加一個Path Mapping，名字可以隨意取，比如Cygwin Path Mapping；假設Cygwin安裝在C盤，將/cygdriver/c映射到C:\，確定保存以後，重啟Eclipse，以前的ctrl點擊，控制台輸出就正常了。 此方法出處來自於CDT插件的FAQ，具體網址是參見擴展閱讀。原理非常簡單，因為Eclipse是一個跨平台的編譯器，所以CDT插件在磁盤上找文件的時候也是採用的unix風格的路徑，所以在windows上無法正常工作，做一個路徑映射，將Cygwin所在磁盤的路徑映射為windows風格的路徑，CDT就可以正常的發現頭文件了。
版本更新
2012年10月21日，Cygwin 1.7.17 發布 - Windows下的Linux開發工具。 在官方網站上可以看到最新版本。