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zhengknight

至尊木蟲(chóng) (職業(yè)作家)

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[交流] Cygwin使用指南

1 引言
cygwin是一個(gè)在windows平臺(tái)上運(yùn)行的unix模擬環(huán)境，是cygnus solutions公司開(kāi)發(fā)的自由軟件（該公司開(kāi)發(fā)了很多好東西，著名的還有eCos，不過(guò)現(xiàn)已被Redhat收購(gòu)）。它對(duì)于學(xué)習(xí)unix/linux操作環(huán)境，或者從unix到windows的應(yīng)用程序移植，或者進(jìn)行某些特殊的開(kāi)發(fā)工作，尤其是使用gnu工具集在windows上進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，非常有用。隨著嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)在國(guó)內(nèi)日漸流行，越來(lái)越多的開(kāi)發(fā)者對(duì)cygwin產(chǎn)生了興趣。本文將對(duì)其作一介紹。
2 機(jī)理
cygnus當(dāng)初首先把gcc，gdb，gas等開(kāi)發(fā)工具進(jìn)行了改進(jìn)，使他們能夠生成并解釋win32的目標(biāo)文件。然后，他們要把這些工具移植到windows平臺(tái)上去。一種方案是基于win32 api對(duì)這些工具的源代碼進(jìn)行大幅修改，這樣做顯然需要大量工作。因此，他們采取了一種不同的方法——他們寫(xiě)了一個(gè)共享庫(kù)(就是cygwin dll)，把win32 api中沒(méi)有的unix風(fēng)格的調(diào)用（如fork,spawn,signals,select,sockets等）封裝在里面，也就是說(shuō)，他們基于win32 api寫(xiě)了一個(gè)unix系統(tǒng)庫(kù)的模擬層。這樣，只要把這些工具的源代碼和這個(gè)共享庫(kù)連接到一起，就可以使用unix主機(jī)上的交叉編譯器來(lái)生成可以在windows平臺(tái)上運(yùn)行的工具集。以這些移植到windows平臺(tái)上的開(kāi)發(fā)工具為基礎(chǔ)，cygnus又逐步把其他的工具（幾乎不需要對(duì)源代碼進(jìn)行修改，只需要修改他們的配置腳本）軟件移植到windows上來(lái)。這樣，在windows平臺(tái)上運(yùn)行bash和開(kāi)發(fā)工具、用戶(hù)工具，感覺(jué)好像在unix上工作。
關(guān)于cygwin實(shí)現(xiàn)的更詳細(xì)描述，請(qǐng)參考http://cygwin.com/cygwin-ug-net/highlights.html.
3 安裝設(shè)置cygwin
3.1 安裝
要安裝網(wǎng)絡(luò)版的cygwin，可以到http://cygwin.com，點(diǎn)擊"Install Cygwin Now!"。這樣會(huì)先下載一個(gè)叫做setup.exe的GUI安裝程序，用它能下載一個(gè)完整的cygwin。按照每一屏的指示可以方便的進(jìn)行安裝。
3.2 環(huán)境變量
開(kāi)始運(yùn)行bash之前，應(yīng)該設(shè)置一些環(huán)境變量。cygwin提供了一個(gè).bat文件，里面已經(jīng)設(shè)置好了最重要的環(huán)境變量。通過(guò)它來(lái)啟動(dòng)bash是最安全的辦法。這個(gè).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(lái)針對(duì)cygwin運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)進(jìn)行多種全局設(shè)置。開(kāi)始時(shí)，可以不設(shè)置CYGWIN或者在執(zhí)行bash前用類(lèi)似下面的格式在dos框下把它設(shè)為tty
C:\> set CYGWIN=tty notitle glob
PATH變量被cygwin應(yīng)用程序作為搜索可知性文件的路徑列表。當(dāng)一個(gè)cygwin進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，該變量被從windows格式(e.g. C:\WinNT\system32;C:\WinNT)轉(zhuǎn)換成unix格式(e.g., /WinNT/system32:/WinNT)。如果想在不運(yùn)行bash的時(shí)候也能夠使用cygwin工具集，PATH起碼應(yīng)該包含x:\cygwin\bin，其中x:\cygwin 是你的系統(tǒng)中的cygwin目錄。
HOME變量用來(lái)指定主目錄，推薦在執(zhí)行bash前定義該變量。當(dāng)cygwin進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)，該變量也被從windows格式轉(zhuǎn)換成unix格式，例如，作者的機(jī)器上HOME的值為C:\（dos命令set HOME就可以看到他的值，set HOME=XXX可以進(jìn)行設(shè)置），在bash中用echo $HOME看，其值為/cygdrive/c.
TERM變量指定終端型態(tài)。如果美對(duì)它進(jìn)行設(shè)置，它將自動(dòng)設(shè)為cygwin。
LD_LIBRARY_PATH被cygwin函數(shù)dlopen()作為搜索.dll文件的路徑列表，該變量也被從windows格式轉(zhuǎn)換成unix格式。多數(shù)Cygwin應(yīng)用程序不使用dlopen,因而不需要該變量。
3.3 改變cygwin的最大存儲(chǔ)容量
Cygwin程序缺省可以分配的內(nèi)存不超過(guò)384 MB(program+data)。多數(shù)情況下不需要修改這個(gè)限制。然而，如果需要更多實(shí)際或虛擬內(nèi)存，應(yīng)該修改注冊(cè)表的HKEY_LOCAL_MACHINE或HKEY_CURRENT_USER區(qū)段。田家一個(gè)DWORD鍵heap_chunk_in_mb并把它的值設(shè)為需要的內(nèi)存限制，單位是十進(jìn)制MB。也可以用cygwin中的regtool完成該設(shè)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
4 使用cygwin
這一段講一下cygwin和傳統(tǒng)unix系統(tǒng)的不同之處。
4.1 映射路徑名
4.1.1 引言
cygwin同時(shí)支持win32和posix風(fēng)格的路徑，路徑分隔符可以是正斜杠也可以是反斜杠。還支持UNC路徑名。（在網(wǎng)絡(luò)中，UNC是一種確定文件位置的方法，使用這種方法用戶(hù)可以不關(guān)心存儲(chǔ)設(shè)備的物理位置，方便了用戶(hù)使用。在Windows操作系統(tǒng)，Novell Netware和其它操作系統(tǒng)中，都已經(jīng)使用了這種規(guī)范以取代本地命名系統(tǒng)。在UNC中，我們不用關(guān)心文件在什么盤(pán)（或卷）上，不用關(guān)心這個(gè)盤(pán)（或卷）所在服務(wù)器在什么地方。我們只要以下面格式就可以訪問(wèn)文件：
\\服務(wù)器名\共享名\路徑\文件名
共享名有時(shí)也被稱(chēng)為文件所在卷或存儲(chǔ)設(shè)備的邏輯標(biāo)識(shí)，但使用它的目的是讓用戶(hù)不必關(guān)心這些卷或存儲(chǔ)設(shè)備所在的物理位置。）
符合posix標(biāo)準(zhǔn)的操作系統(tǒng)（如linux）沒(méi)有盤(pán)符的概念。所有的絕對(duì)路徑都以一個(gè)斜杠開(kāi)始，而不是盤(pán)符（如c:）。所有的文件系統(tǒng)都是其中的子目錄。例如，兩個(gè)硬盤(pán)，其中之一為根，另一個(gè)可能是在/disk2路徑下。
因?yàn)樵S多unix系統(tǒng)上的程序假定存在單一的posix文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所以cygwin專(zhuān)門(mén)維護(hù)了一個(gè)針對(duì)win32文件系統(tǒng)的內(nèi)部posix視圖，使這些程序可以在windows下正確運(yùn)行。在某些必要的情況下，cygwin會(huì)使用這種映射來(lái)進(jìn)行win32和posix路徑之間的轉(zhuǎn)換。
4.1.2 cygwin mount表
cygwin中的mount程序用來(lái)把win32盤(pán)符和網(wǎng)絡(luò)共享路徑映射到cygwin的內(nèi)部posix目錄樹(shù)。這是與典型unix mount程序相似的概念。對(duì)于那些對(duì)unix不熟悉而具有windows背景的的人來(lái)說(shuō)，mount程序和早期的dos命令join非常相似，就是把一個(gè)盤(pán)符作為其他路徑的子目錄。
路徑映射信息存放在當(dāng)前用戶(hù)的cygwin mount表中，這個(gè)mount table 又在windows的注冊(cè)表中。這樣，當(dāng)該用戶(hù)下一次登錄進(jìn)來(lái)時(shí)，這些信息又從注冊(cè)表中取出。mount 表分為兩種，除了每個(gè)用戶(hù)特定的表，還有系統(tǒng)范圍的mount表，每個(gè)cygwin用戶(hù)的安裝表都繼承自系統(tǒng)表。系統(tǒng)表只能由擁有合適權(quán)限的用戶(hù)（windows nt的管理員）修改。
當(dāng)前用戶(hù)的mount表可以在注冊(cè)表"HKEY_CURRENT_USER/Software/Red Hat, Inc./Cygwin/mounts v" 下看到。系統(tǒng)表
存在HKEY_LOCAL_MACHINE下。
posix根路徑/缺省指向系統(tǒng)分區(qū)，但是可以使用mount命令重新指向到windows文件系統(tǒng)中的任何路徑。cygwin從win32路徑生成posix路徑時(shí)，總是使用mount表中最長(zhǎng)的前綴。例如如果c:被同時(shí)安裝在/c和/，cygwin將把C:/foo/bar轉(zhuǎn)換成/c/foo/bar.
如果不加任何參數(shù)地調(diào)用mount命令，會(huì)把Cygwin當(dāng)前安裝點(diǎn)集合全部列出。在下面的例子中，c盤(pán)是POSIX根，而d盤(pán)被映射到/d。本例中，根是一個(gè)系統(tǒng)范圍的安裝點(diǎn)，它對(duì)所有用戶(hù)都是可見(jiàn)的，而/d僅對(duì)當(dāng)前用戶(hù)可見(jiàn)。
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(diǎn)，用umount刪除安裝點(diǎn)。
當(dāng)Cygwin不能根據(jù)已有的安裝點(diǎn)把某個(gè)win32路徑轉(zhuǎn)化為posix路徑時(shí)，cygwin會(huì)自動(dòng)把它轉(zhuǎn)化到一個(gè)處于缺省posix路徑/cygdrive下的的一個(gè)安裝點(diǎn). 例如，如果Cygwin 訪問(wèn)Z:\foo，而Z盤(pán)當(dāng)前不在安裝表內(nèi)，那么Z:\將被自動(dòng)轉(zhuǎn)化成/cygdrive/Z.
可以給每個(gè)安裝點(diǎn)賦予特殊的屬性。自動(dòng)安裝的分區(qū)顯示為"auto"安裝。安裝點(diǎn)還可以選擇是"textmode"還是 "binmode"，這個(gè)屬性決定了文本文件和二進(jìn)制文件是否按同樣的方式處理。
4.1.3 其他路徑相關(guān)信息
cygpath工具提供了在shell腳本中進(jìn)行win32-posix路徑格式轉(zhuǎn)換的能力。
HOME, PATH,和LD_LIBRARY_PATH環(huán)境變量會(huì)在cygwin進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)被從Win32格式轉(zhuǎn)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(huì)把c:\cygwin\bin轉(zhuǎn)為/bin)。

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