Cygwin使用指南

1 引言
cygwin是一個在windows平臺上運行的unix模擬環境，是cygnus solutions公司開發的自由軟件（該公司開發了很多好東西，著名的還有eCos，不過現已被Redhat收購）。它對于學習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。隨著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。本文將對其作一介紹。

2 機理
cygnus當初首先把gcc，gdb，gas等開發工具進行了改進，使他們能夠生成并解釋win32的目標文件。然后，他們要把這些工具移植到windows平臺上去。一種方案是基于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，他們采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）封裝在里面，也就是說，他們基于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平臺上運行的工具集。以這些移植到windows平臺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平臺上運行bash和開發工具、用戶工具，感覺好像在unix上工作。
關于cygwin實現的更詳細描述，請參考http://cygwin.com/cygwin-ug-net/highlights.html.

3 安裝設置cygwin
3.1 安裝
要安裝網絡版的cygwin，可以到http://cygwin.com，點擊"Install Cygwin Now!"。這樣會先下載一個叫做setup.exe的GUI安裝程序，用它能下載一個完整的cygwin。按照每一屏的指示可以方便的進行安裝。
3.2 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，里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就可以看到他的值，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。如果美對它進行設置，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。
3.3 改變cygwin的最大存儲容量
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，應該修改注冊表的HKEY_LOCAL_MACHINE或HKEY_CURRENT_USER區段。田家一個DWORD鍵heap_chunk_in_mb并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

4 使用cygwin
這一段講一下cygwin和傳統unix系統的不同之處。
4.1 映射路徑名
4.1.1 引言
cygwin同時支持win32和posix風格的路徑，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范以取代本地命名系統。在UNC中，我們不用關心文件在什么盤（或卷）上，不用關心這個盤（或卷）所在服務器在什么地方。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杠開始，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。
4.1.2 cygwin mount表
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。對于那些對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的注冊表中。這樣，當該用戶下一次登錄進來時，這些信息又從注冊表中取出。mount 表分為兩種，除了每個用戶特定的表，還有系統范圍的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表可以在注冊表"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，根是一個系統范圍的安裝點，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于缺省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，那么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。
4.1.3 其他路徑相關信息
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)。