MingW 与 Cygwin

首先 MinGW 和 Cygwin 都可以用来跨平台开发。

MinGW 是 Minimalistic GNU for Windows 的缩写,也就是 Win 版的 GCC。

Cygwin 则是全面模拟了Linux的接口,提供给运行在它上面的的程序使用,并提供了大量现成的软件,更像是一个平台。

相对的 MingW 也有一个叫 MSys(Minimal SYStem)的子项目,主要是提供了一个模拟 Linux 的 Shell 和一些基本的 Linux 工具。因为编译一个大型程序,光靠一个 GCC 是不够的,还需要有 Autoconf 等工具来配置项目,所以一般在 Windows 下编译 ffmpeg 等 Linux 下的大型项目都是通过Msys 来完成的,当然 Msys 只是一个辅助环境,根本的工作还是 MingW 来做的。

基本原理

  1. 修改编译器,让 Window 下的编译器把诸如 fork 的调用翻译成等价的形式,这就是 MingW 的做法.
  2. 修改库,让 Window 提供一个类似 UNIX 提供的库,他们对程序的接口如同 UNIX 一样,而这些库,当然是由 win32 的 API 实现的,这就是 Cygwin 的做法.

用 MingW 和 Cygwin 编译出来的程序的区别

首先 MingW 和 Cygwin 都不能让 Linux 下的程序直接运行在 Windows 上,必需通过源代码重新编译。

现代操作系统包括 Windows 和 Linux 的基本设计概念像进程线程地址空间虚拟内存这些都是大同小异的,之所以二者上的程序不能兼容,主要是它们对这些功能具体实现上的差异,首先是可执行文件的格式,Window 使用 PE 的格式,并且要求以 .EXE 为后缀名。Linux 则使用 Elf。其次操作系统的 API 也不一样,如 Windows 用 CreateProcess() 创建进程,而 Linux 使用 fork()

所以要移植程序必然要在这些地方进行改变,MingW 有专门的 W32api 头文件,来把代码中 Linux 方式的系统调用替换为对应的 Windows 方式。而 Cygwin 则通过 cygwin1.dll 这个文件来实现这种 API 的转换,并模拟一个 Linux 系统调用接口给程序,程序依然以 Linux 的方式调用系统 API,只不过这个 API 在 cygwin1.dll 上,cygwin1.dll 再调用 Windows 对应的实现,来把结果返回给程序。

可以用查看他们编译好的程序的导入表来验证这点。

二者生成的程序都是能在 Windows 上运行的 EXE 文件,显然都是 PE 格式,用一个PE格式查看工具检查一下就能发现,Cygwin 生成的程序依然有 fork() 这样的 Linux 系统调用,但目标库是 cygwin1。而 MingW 生成的程序,则全部使用从 KERNEL32 导出的标准 Windows 系统 API。

这样看来用 MingW 编译的程序性能会高一点,而且也不用带着那个接近两兆的 cygwin1.dll 文件。

但 Cygwin 对 Linux 的模拟比较完整,甚至有一个 Cygwin X 的项目,可以直接用 Cygwin 跑 X。

另外 Cygwin 可以设置 -mno-cygwin 的 flag,来使用 MingW 编译。

而与 Cygwin 更有可比性的 MSys 上的工具也是通过 Cygwin 这种模拟的方式来提供的。

总之这两个项目有千丝万缕的关系,一个不恰当的比方,如果 Mingw 是 MFC,Cygwin 就是 .NET 了。