cygwin=构建最小系统
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Cygwin是什么
Cygwin是一个可原生运行于Windows系统上的POSIX兼容环境。
本文将带你一步一步搭建Cygwin最小系统环境。
主流os内核通常是C语言写成，系统函数库通常以一个或多个链接库文件的形式提供，
其中最重要的是C标准库，其他的链接库往往调用C标准库而实现，当然也可能直接调用系统内核函数，甚至混合。不同系统平台有多种主流的C标准库（libc）共存：
- BSD libc，由BSD系统发布；
- GNU C Library (glibc)，由GNU项目发布，可在Linux、多种UNIX系统上运行；
- Microsoft C run-time library(MSVCRT.DLL)，由微软随Windows发布，给Visual C++编辑器链接使用的；
- Newlib，由Cygnus Solution公司开发，Cygwin环境中的libc.a正是此版本，目前广泛用在嵌入式系统中；
- dietlibc、μClibc等，功能经过适度裁剪的C标准库，主要用在嵌入式系统。
Cygwin的组成
Cygwin就是在Windows中增加了一个中间层——兼容POSIX的模拟层，并在此基础上构建了大量Linux-like的软件工具。
再来解释本文开头的回答，如下图，POSXI兼容环境包括以下两部分：
- cygwin1.dll，作为实现POSIX系统调用的模拟层，可原生运行在Windows中；
- 在cygwin1.dll之上构建的大量函数库、应用程序，如libc、zlib、bash、gcc、vim、awk、sed、git等等，与UNIX/Linux几乎等同*。
*注：Cygwin的libc是Newlib，Linux的libc是GNU libc，UNIX有的是BSD libc。
软件包和包管理器
UNIX/Linux系统上，二进制程序文件、函数库、文档、源代码等通常是按照软件包（Package）的形式组织，一个软件包是一个或多个应用程序、函数库、帮助手册页、文档组成的压缩档。
Cygwin继承了先辈UNIX/Linux系统的优良传统，也采用这种方式。
Cygwin由核心的Cygwin DLL（被包装在cygwin包中）和基于Cygwin DLL移植GNU、BSD等开源项目的海量软件包组成。
2000年4月，Cygwin项目宣布了新的发布方式：额外提供一个不依赖于Cygwin的Windows原生程序——setup.exe，与Cygwin DLL独立，用于安装、更新、卸载软件包。
setup.exe从功能角度讲，setup有点“名不符实”，或许叫包管理器（“Package Manager”）更恰当。
Cygwin发展到支持64位，包管理器、软件包也自然分成32位和64位两套。
32位的包管理器程序为setup-x86.exe，64位的为setup-x86_64.exe，x86和x86_64分别是32位和64位指令集代称。以下未明确32/64位硬件平台时，setup泛指其中一个。
为特别区别于Windows程序安装卸载习惯，在此再强调，setup不是一次性的安装卸载程序，而是可用于安装、更新、卸载软件包的包管理器，负责软件包在本地从生到死！后期对软件包的所有管理操作都可以通过setup完成。
Step 0：事前准备工作
进入Cygwin官网找到“Installing Cygwin”，下方文字介绍中有setup-x86.exe和setup-x86_64.exe链接，按自己需求选择其中一个下载即可，建议选择64位版本。
为使文件不显得杂乱，在d盘新建一个文件夹Cygwin64，把setup-x86_64.exe也放入其中，
当然你也可以把文件放在任何其他的地方，路径最好不含空格，不含中文。为方便描述，以下称“d:\Cygwin64”为CYG_ROOT，$CYG_ROOT表示对字符串“d:\Cygwin64”的引用。
Step 1：选择安装方式
双击运行setup，可以看到setup自身的版本是“2.895(64 bit)”。
点击“下一步”，如图显示3种安装方式：
①“Install from Internet”是指从Internet下载并安装，下载的安装包同时也保留在硬盘中并不删除；
②“Download Without Installing”意思是仅下载，供后期再安装；
③“Install Local Directory”是指从本地安装，如果前期选择了②，现在选择③即可。
把②和③两步合并，效果就是①；此处由于是从零开始，选择①。
Step 2：路径设置
点击“下一步”之后进入Step2，选择安装顶层路径——Root Directory。setup可以探测到自己所处的路径，即$CYG_ROOT，一般不用再更改；默认勾选为所有用户安装(Install for All Users)。
点击下一步，选择本地软件包存放路径，同样可按照默认设置为$CYG_ROOT。
Step 3：选择网络连接方式
点击“下一步”之后进入Step3，网络连接类型按默认选择，即直接连接(Direct Connection)即可。
Step 4：添加/选择下载站点
点击“下一步”之后进入Step4，选择下载站点，除了Cygwin官方网站，还有很多站点提供了软件仓库(repository)的镜像，分布于世界各地，
setup内部记录了很多已有的站点，用户还可以自行添加，下面的Add按钮就是用来添加新站点的。仅列出国内几个比较常用、速度较快、连接较稳定的Cygwin镜像站点：
- 网易开源镜像站 http://mirrors.163.com/cygwin/ ；
- 阿里巴巴开源镜像站 https://mirrors.aliyun.com/cygwin/ ；
- 华为开源镜像站 https://mirrors.huaweicloud.com/cygwin/ ；
- 清华大学开源镜像站 https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/cygwin/ ；
- 中科大开源镜像站 http://mirrors.ustc.edu.cn/cygwin/ ；
- 华中科技大学开源镜像站 http://mirror.hust.edu.cn/cygwin/ ；
- 东软开源镜像站 http://mirrors.neusoft.edu.cn/cygwin/ ；
将镜像站点URL地址填入编辑框，点击“Add”按钮，镜像站名称即出现在选择列表中，下一次再来直接选择就行，
注意到列表显示内容移除了URL路径，只保留了协议和主机名。此时发现，setup建立了$CYG_ROOT\var\log路径，用于记录本次安装过程相关日志。
点击“下一步”，setup开始下载站点的setup.ini文件，这个文件最终保存在$CYG_ROOT\https%3a%2f%2fmirrors.aliyun.com%2fcygwin%2f\x86_64路径下，其中https%3a%2f%2fmirrors.aliyun.com%2fcygwin%2f是按照站点主机名建立的路径。
每个站点上同时有x86(32位)和x86_64(64位)两套软件仓库，所以在站点名后面有继续建立x86_64文件夹。setup.ini记录着软件包功能描述、版本、依赖等信息，可看做是一个软件包索引数据库。
Step 5：筛选软件包及操作
点击“下一步”之后进入Step5，筛选软件包及操作。Cygwin软件包被按照用分类组织，点击“View”旁边下来框，选择“Category”，
看到有Accessibility、Admin、Base、Devel、Doc等多个类别，一个软件包可以属于一个或多个类别。点击类别前的“+”，可展开查看下面的各个软件包。
为构建最小系统，这里选中Base(基本)类别，
软件包信息分成了几栏展示：
- Package栏是软件包名称；
- Current栏是软件包版本；
- New栏表示要执行的动作，包括Install(安装)、Reinstall(重新安装和升级)、Uninstall(卸载)、Skip(忽略)、Keep(保持不变)、特定版本号，动作可以针对整个类别，也可以针对单个软件包进行；对于未安装的软件包，setup默认动作是Skip，对于已安装过的软件包，默认动作是keep；老版本的setup将Current、New两栏合并在一起，通过单击双箭头图标切换要执行的动作；
- Bin栏表示二进制文件、Src栏表示源代码，老版本的setup界面上Bin和Src栏中间“x”表示选中、空表示不选、“n/a”表示没有(not available)，新版本setup不用管这两栏；
- Categories栏描述软件包所属功能类别；
- Size栏是软件包文件大小；
- Description是对软件包的简要描述。
为构建最小系统，这里选中Base(基本)类别，
执行动作选择Install，看到Base类别中包含了alternatives、base-cygwin、base-files、bash、coreutils、cygwin、mintty、util-linux等等最36个软件包。
点击“下一步”，setup开始针对软件包进行依赖解析(这些信息就存储在setup.ini文件中)，并把软件包依赖的所有软件包也全部添加进来，可以看到“依赖”中有大量以“lib”开头的库文件。
Step 6：执行安装
点击“下一步”之后进入Step6，执行安装。setup开始下载软件包，并在左上角显示整体进度百分比。
可以看到$CYG_ROOT \ https%3a%2f%2fmirrors.aliyun.com%2fcygwin%2f\x86_64\release\目录下多了很多子目录，子目录按照软件包独立组织，里面就存放着软件包的压缩文件。
setup自动进行下载、安装，安装完成后自动跳转至最后一步，选择是否创建快捷方式和添加到开始菜单，可以都勾选上，最小系统的整个安装过程就此结束。
安装结束后，可以看到在$CYG_ROOT目录下，增加了bin、dev、etc、home、lib、tmp、usr子目录，软件包主要安装到bin、lib、usr中，配置文件安装到dev、etc中，home存放用户个人文件。
让系统跑起来
安装完成后，桌面上多了一个名为“Cygwin Terminal”的快捷方式，双击运行，看到一个黑色框框里面输出一些已创建文件的信息，并打印提示符，等待用户键入命令。
这个黑框框便是终端模拟器——mintty，mintty启动了shell与用户交互。输入“help”并回车看看得到什么，再输入“ls /”并回车看看得到什么，如果没有报错说明最小系统已经能跑起来。
第一次使用时，home目录下创建了一个以Windows登陆用户命名的文件夹，被称为用户个人目录（$HOME），个人文件都默认放在这里，Cygwin的shell启动后默认进入的工作路径也是这里。
牛刀初试–安装apt-cyg
利用setup安装完最小系统后，setup在桌面上建立了一个名为“Cygwin Terminal”的快捷方式。
双击运行，弹出一个黑框框，初次运行还会自动帮用户做一些配置工作，如建立用户目录等。最后，打印一个形式如“xxx@yyy ~ $”的提示符，紧跟着是闪烁的光标，等待用户输入。如果直接按回车，黑框框里就换行继续打印出同样的提示符，同样跟着是闪烁的光标，继续等待用户输入。
接下来安装命令行软件包管理器apt-cyg命令行软件包管理器apt-cyg
首先安装lynx，打开setup.exe
在下拉列表选择最新版
之后安装apt-cyg
1 | lynx -source rawgit.com/transcode-open/apt-cyg/master/apt-cyg > apt-cyg |
第1行是使用lynx命令将apt-cyg脚本从网站下载保存至当前目录的apt-cyg文件，
第2行是使用install命令将apt-cyg文件安装至/bin目录下，
可选：给apt-cyg创建一个别名apt
创建一个软链接
1 | ln -s /usr/bin/apt-cyg /usr/bin/apt |
安装常用软件包
注意到cygwin是一个仿linux的系统，在cygwin中保存的文件换行符都是LF格式的，同时需要兼容兼容POSIX，这意味着许多在Windows下可用的包需要在cygwin中重新安装，例如vim、git等。
安装依赖，注意需要使用cygwin专版的git
1 | apt-cyg install wget curl git |
安装cyg-vim，
1 | apt-cyg install vim |
以防万一，等待安装结束，再安装一次wget
1 | apt-cyg install wget |
创建passwd文件
由于Cgywin提高了安全性能，没有导入window用户的信息，而是默认以Administrator的普通用户来登陆的，
如果你有需要，可以手动导入windows的用户信息来自己创建passwd文件：
执行如下命令创建passwd文件
1 | mkpasswd -l > /etc/passwd |
后记
从整个安装过程也看出，setup本质是一个软件包的管理工具，亦即“包管理器”，用户通过图形界面可以方便地进行安装、卸载、重装、升级等工作。setup也支持在命令行中运行。
最小系统跑起来以后，后期还想安装其他的软件包，重复Step 1至6的过程，中间注意选择要安装的软件包即可。
最小系统经过压缩，其大小不过约几十MB。Cygwin技术交流群（374791536）共享文件中同时提供64位和32位最小系统，解压即可用。
UNIX/Linux/Cygwin上的逻辑、操作习惯与Windows有着巨大差异，在Cygwin中要培养以shell命令行为中心的操作习惯，暂时抛开Windows下的惯性思维。
参考、引用、致谢
Cygwin系列（一）：Cygwin是什么 - 知乎 (zhihu.com)
Cygwin系列（四）：一步一步搭建Cygwin最小系统 - 知乎 (zhihu.com)
Cygwin系列（五）：Shell命令行初体验 - 知乎 (zhihu.com)