在Windows上应用unix/linux Cygwin使用指南

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在Windows上应用uClinux  
作者：王兆民　来源：赛迪网－开放系统世界　发布时间：2004.12.13
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    在嵌入式产品大行其道的今天,Linux经过裁剪和优化而成的uClinux在嵌入式领域众多的操作系统中占有一席之地。从uClinux字面上就可以看出它的含义,即“微控制器领域中的Linux系统”。

    uClinux从Linux 2.0/2.4内核派生而来,沿袭了Linux的绝大部分特性。它是专门针对没有MMU(内存管理单元)的CPU,并且为嵌入式系统做了许多小型化的工作。它通常用于具有很少内存或Flash的嵌入式操作系统。在GNU通用许可证的保证下,运行uClinux操作系统的用户可以使用几乎所有的Linux API函数。由于经过了裁剪和优化,它形成了一个高度优化,代码紧凑的嵌入式Linux。它具有体积小、稳定、良好的移植性、优秀的网络功能、完备的对各种文件系统的支持，以及丰富的API函数等优点。uClinux与Linux在兼容性方面表现出色，uClinux除了不能实现fork()外，其余uClinux的API函数与标准Linux完全相同。

    uClinux的基本架构

    Boot Loader：负责Linux内核的启动，用于初始化系统资源。这部分代码用于建立Linux内核运行环境和从Flash中装载初始化Ramdisk。

    内核初始化：Linux内核的入口点是start kernel()函数。它初始化内核的其它部分，包括捕获、IRQ通道、调度、设备驱动、标定延迟循环，最重要的是能够fork“init”进程，以启动整个多任务环境。

    系统调用函数／捕获函数：在执行完“init”程序后，内核对程序流不再有直接地控制权。此后，它的作用仅仅是处理异步事件(例如硬件中断)和为系统调用提供进程。

    设备驱动：设备驱动占据了Linux内核很大部分。同其它操作系统一样，设备驱动为它们所控制的硬件设备和操作系统提供接口。

    文件系统：Linux最重要的特性之一就是对多种文件系统的支持。这种特性使得Linux很容易地同其它操作系统共存。文件系统的概念使得用户能够查看存储设备上的文件和路径而无须考虑实际物理设备的文件系统类型。

    交叉编译环境

    uClinux是一个出色的开发平台,但是在我们能在电脑上编写自己的嵌入式应用程序之前,还必须做的一件事，就是给uClinux建立完善的编译环境。关于交叉编译，简单地讲是指在一个平台(操作系统)上可以生成能在另一个平台上执行的代码。

    但是对于有些不是很懂Linux环境的人来讲，用uClinux开发程序会感到诸多不便。这里提供了在装有Windows系统的宿主机（开发时所用的机器）上建立交叉编译环境的方法。

    [B]为了在Windows下开发嵌入式操作系统应用程序，可以在Windows环境下装上Cygwin软件。Cygwin是一个在Windows平台上运行的Unix模拟环境，是Cygnus Solutions公司开发的自由软件。它对于学习掌握Unix／Linux操作环境，或者进行某些特殊的开发工作，尤其是使用GNU工具集在Windows上进行嵌入式系统开发，非常有用。
[/B]
    Cygnus首先把gcc、gdb等开发工具进行了改进，使它们能够生成并解释WIN32的目标文件。然后，把这些工具移植到Windows平台上去。一种方案是基于WIN32 APl对这些工具的源代码进行大幅修改，这样做显然需要大量工作。因此，Cygnus采取了一种不同的方法——他们写了一个共享库(就是cygwinl．d11)，把WIN32 API中没有的Unix风格的调用(如fork、spawn、signals、select、sockets等)封装在里面。也就是说，他们基于WIN32 APl写了一个Unix系统库的模拟层。这样，只要把这些工具的源代码和这个共享库连接到一起，就可以使用Unix主机上的交叉编译器来生成可以在Windows平台上运行的工具集。以这些移植到Windows平台上的开发工具为基础，Cygnus又逐步把其它的工具(几乎不需要对源代码进行修改，只需要修改他们的配置脚本)软件移植到Windows上来。这样，在Windows平台上运行bash和开发工具、用户工具，感觉好像在Unix上工作。

    生成交叉编译器

    Cygwin软件目前最新版本是Cygwin DLL 1.5.9-1。它的网址是http:// Cygwin.com,上面就有该程序的压缩包,下载后解压安装就ok了。

    在自己生成交叉编译器之前，首先对Cygwin进行一些设置。假设Cygwin安装在e目录下，在打开Cygwin窗口之前，进入到E：＼Cygwin目录。在这个目录下，有一个文件名为Cygwin．bat的批处理文件，编辑该文件，在第一行后加入setCYGWIN--titlentea，这是因为Cygwin的启动批处理文件需要启动Unix文件系统模拟。修改完毕且保存后退出。双击桌面上的Cygwin图标，打开后默认用户为在Windows中登录的用户名(这里所使用的操作系统是Windows 2000 Professsional)，在根目录(即E：＼cygwin)下输入：

cd bin
    mV  Sh．exe  Sh—original．exe
　　n  —S  bash．exe  Sh．Exe



    做上述几步的原因是大多数Linux系统将sh符号链接到bash，而Cygwin上的sh．exe和bash．exe是不同的，因此必须用bash代替sh。

    从网站http：／／www．ucLinux．org／pub／uClinurd-elf-tools／上下载生成工具链的各种源码，根据脚本文件build-ucLinux-tools．sh建立可在Windows下编译用户应用程序的交叉编译器，生成的交叉编译器最终被打包为arm-elf-tools-cygwin-yyyymmdd．tar．gz的文件，其中YYYY为生成交叉编译器的年，mm为生成交叉编译器的月份，dd为日期。

    这里，需要注意的是在生成交叉编译器的过程中，可能会遇到多次错误，读者应该根据给出的出错信息，进行相应文件的修改。由于习惯上的原因，Linux下的压缩文件一般都是以．tar．gz或者．tgz结尾的。虽然用Windows下的解压软件，比如winzip或者winrar也可以解压这些文件，但是不推荐使用这类解压软件，因为可能会造成某些信息的丢失。

    有了交叉编译器后，熟悉Windows的用户就可以在Windows下编译在uClinux上运行的应用程序了。（T111）

[ 本帖最后由 uwoncacn 于 2006-4-15 09:31 编辑 ]

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Cygwin使用指南  
作者: lsis   发表日期: 2006-01-26 20:48   


Cygwin使用指南

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根据cygwin user guide翻译整理，希望对大家有所帮助。有错误清指出。

1 引言
cygwin是一个在windows平台上运行的unix模拟环境，是cygnus solutions公司开发的自由软件（该公司开发了很多好东西，著名的还有eCos，不过现已被Redhat收购）。它对于学习unix/linux操作环境，或者从unix到windows的应用程序移植，或者进行某些特殊的开发工作，尤其是使用gnu工具集在windows上进行嵌入式系统开发，非常有用。随着嵌入式系统开发在国内日渐流行，越来越多的开发者对cygwin产生了兴趣。本文将对其作一介绍。


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根据cygwin user guide翻译整理，希望对大家有所帮助。有错误清指出。

1 引言
cygwin是一个在windows平台上运行的unix模拟环境，是cygnus solutions公司开发的自由软件（该公司开发了很多好东西，著名的还有eCos，不过现已被Redhat收购）。它对于学习unix/linux操作环境，或者从unix到windows的应用程序移植，或者进行某些特殊的开发工作，尤其是使用gnu工具集在windows上进行嵌入式系统开发，非常有用。随着嵌入式系统开发在国内日渐流行，越来越多的开发者对cygwin产生了兴趣。本文将对其作一介绍。

2 机理
cygnus当初首先把gcc，gdb，gas等开发工具进行了改进，使他们能够生成并解释win32的目标文件。然后，他们要把这些工具移植到windows平台上去。一种方案是基于win32 api对这些工具的源代码进行大幅修改，这样做显然需要大量工作。因此，他们采取了一种不同的方法——他们写了一个共享库(就是cygwin dll)，把win32 api中没有的unix风格的调用（如fork,spawn,signals,select,sockets等）封装在里面，也就是说，他们基于win32 api写了一个unix系统库的模拟层。这样，只要把这些工具的源代码和这个共享库连接到一起，就可以使用unix主机上的交叉编译器来生成可以在windows平台上运行的工具集。以这些移植到windows平台上的开发工具为基础，cygnus又逐步把其他的工具（几乎不需要对源代码进行修改，只需要修改他们的配置脚本）软件移植到windows上来。这样，在windows平台上运行bash和开发工具、用户工具，感觉好像在unix上工作。
关于cygwin实现的更详细描述，请参考http://cygwin.com/cygwin-ug-net/highlights.html.

3 安装设置cygwin
3.1 安装
要安装网络版的cygwin，可以到http://cygwin.com，点击"Install Cygwin Now!"。这样会先下载一个叫做setup.exe的GUI安装程序，用它能下载一个完整的cygwin。按照每一屏的指示可以方便的进行安装。
3.2 环境变量
开始运行bash之前，应该设置一些环境变量。cygwin提供了一个.bat文件，里面已经设置好了最重要的环境变量。通过它来启动bash是最安全的办法。这个.bat文件安装在cygwin所在的根目录下。 可以随意编辑该文件。
CYGWIN变量用来针对cygwin运行时系统进行多种全局设置。开始时，可以不设置CYGWIN或者在执行bash前用类似下面的格式在dos框下把它设为tty
C:\> set CYGWIN=tty notitle glob

PATH变量被cygwin应用程序作为搜索可知性文件的路径列表。当一个cygwin进程启动时，该变量被从windows格式(e.g. C:\WinNT\system32;C:\WinNT)转换成unix格式(e.g., /WinNT/system32:/WinNT)。如果想在不运行bash的时候也能够使用cygwin工具集，PATH起码应该包含x:\cygwin\bin，其中x:\cygwin 是你的系统中的cygwin目录。
HOME变量用来指定主目录，推荐在执行bash前定义该变量。当cygwin进程启动时，该变量也被从windows格式转换成unix格式，例如，作者的机器上HOME的值为C:\（dos命令set HOME就可以看到他的值，set HOME=XXX可以进行设置），在bash中用echo $HOME看，其值为/cygdrive/c.
TERM变量指定终端型态。如果美对它进行设置，它将自动设为cygwin。
LD_LIBRARY_PATH被cygwin函数dlopen()作为搜索.dll文件的路径列表，该变量也被从windows格式转换成unix格式。多数Cygwin应用程序不使用dlopen,因而不需要该变量。
3.3 改变cygwin的最大存储容量
Cygwin程序缺省可以分配的内存不超过384 MB(program+data)。多数情况下不需要修改这个限制。然而，如果需要更多实际或虚拟内存，应该修改注册表的HKEY_LOCAL_MACHINE或HKEY_CURRENT_USER区段。田家一个DWORD键heap_chunk_in_mb并把它的值设为需要的内存限制，单位是十进制MB。也可以用cygwin中的regtool完成该设置。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
这一段讲一下cygwin和传统unix系统的不同之处。
4.1 映射路径名
4.1.1 引言
cygwin同时支持win32和posix风格的路径，路径分隔符可以是正斜杠也可以是反斜杠。还支持UNC路径名。（在网络中，UNC是一种确定文件位置的方法，使用这种方法用户可以不关心存储设备的物理位置，方便了用户使用。在Windows操作系统，Novell Netware和其它操作系统中，都已经使用了这种规范以取代本地命名系统。在UNC中，我们不用关心文件在什么盘（或卷）上，不用关心这个盘（或卷）所在服务器在什么地方。我们只要以下面格式就可以访问文件：
\\服务器名\共享名\路径\文件名
共享名有时也被称为文件所在卷或存储设备的逻辑标识，但使用它的目的是让用户不必关心这些卷或存储设备所在的物理位置。）
符合posix标准的操作系统（如linux）没有盘符的概念。所有的绝对路径都以一个斜杠开始，而不是盘符（如c:）。所有的文件系统都是其中的子目录。例如，两个硬盘，其中之一为根，另一个可能是在/disk2路径下。
因为许多unix系统上的程序假定存在单一的posix文件系统结构，所以cygwin专门维护了一个针对win32文件系统的内部posix视图，使这些程序可以在windows下正确运行。在某些必要的情况下，cygwin会使用这种映射来进行win32和posix路径之间的转换。
4.1.2 cygwin mount表
cygwin中的mount程序用来把win32盘符和网络共享路径映射到cygwin的内部posix目录树。这是与典型unix mount程序相似的概念。对于那些对unix不熟悉而具有windows背景的的人来说，mount程序和早期的dos命令join非常相似，就是把一个盘符作为其他路径的子目录。
路径映射信息存放在当前用户的cygwin mount表中，这个mount table 又在windows的注册表中。这样，当该用户下一次登录进来时，这些信息又从注册表中取出。mount 表分为两种，除了每个用户特定的表，还有系统范围的mount表，每个cygwin用户的安装表都继承自系统表。系统表只能由拥有合适权限的用户（windows nt的管理员）修改。
当前用户的mount表可以在注册表"HKEY_CURRENT_USER/Software/Red Hat, Inc./Cygwin/mounts v" 下看到。系统表
存在HKEY_LOCAL_MACHINE下。
posix根路径/缺省指向系统分区，但是可以使用mount命令重新指向到windows文件系统中的任何路径。cygwin从win32路径生成posix路径时，总是使用mount表中最长的前缀。例如如果c:被同时安装在/c和/，cygwin将把C:/foo/bar转换成/c/foo/bar.
如果不加任何参数地调用mount命令，会把Cygwin当前安装点集合全部列出。在下面的例子中，c盘是POSIX根，而d盘被映射到/d。本例中，根是一个系统范围的安装点，它对所有用户都是可见的，而/d仅对当前用户可见。
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)
还可以使用mount命令增加新的安装点，用umount删除安装点。
当Cygwin不能根据已有的安装点把某个win32路径转化为posix路径时，cygwin会自动把它转化到一个处于缺省posix路径/cygdrive下的的一个安装点. 例如，如果Cygwin 访问Z:\foo，而Z盘当前不在安装表内，那么Z:\将被自动转化成/cygdrive/Z.
可以给每个安装点赋予特殊的属性。自动安装的分区显示为“auto”安装。安装点还可以选择是"textmode"还是 "binmode"，这个属性决定了文本文件和二进制文件是否按同样的方式处理。
4.1.3 其他路径相关信息
cygpath工具提供了在shell脚本中进行win32-posix路径格式转换的能力。
HOME, PATH,和LD_LIBRARY_PATH环境变量会在cygwin进程启动时自动被从Win32格式转换成了POSIX格式(例如，如果存在从该win32路径到posix路径的安装，会把c:\cygwin\bin转为/bin)。

zzgnetUID: 2173907

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