SUA 编译 BASH

以前研究Windows的基本概念时，我就知道它有一个POSIX子系统，可以在Windows下编译运行使用了POSIX库的程序。但这一直停留在书本概念层面，直到昨天看到Jeep同学的Windows系统上安装了一个Subsystem for UNIX-based Applications时，我便决定也安装试用一下。
有关Windows的POSIX子系统是什么、怎么用的问题，可以参考Wikipedia或Microsoft TechNet [英文][中文]上的介绍。它历经了NT时代的Microsoft POSIX subsystem、XP/2000时代的Microsoft Windows Services for UNIX (SFU)以及2003 R2/Vista/2008时代的Subsystem for UNIX-based Applications (SUA)等版本，对POSIX标准的支持日臻完善。我的系统是来自MSDNAA/IEEE的Windows Server 2008，自然要使用最新版的SUA。至于SUA和cygwin在实现机理和功能性能上有什么区别，我还没有仔细研究。但从直观感觉上，Windows原生支持的SUA是比cygwin快一点儿；按照Wikipedia上的这个说法，cygwin是对POSIX是“partial”兼容，而SFU/SUA则是“full”兼容。
很多人安装SUA的目的并不是要向Windows移植什么重要的UNIX/Linux应用，有时候我们仅仅是为了在Windows中使用一个类UNIX的Shell以及丰富的GNU utilities，毕竟这类久经考验的命令行工具比Windows Command Prompt的那些命令好使很多。对于工作环境要求在Windows和Linux间来来回回切换的人们，也省得敲错命令。安装SUA之后，预装的Shell是C Shell和Korn Shell，还安装了包括vi、gcc在内的300多个命令行工具。同时，Windows的Path环境变量中自动添加了SUA相关目录，这样在Windows Command Prompt和Power Shell中也可以使用很多GNU utilities了。当然，UNIX Shell的内部命令是不可以在这里使用的。此外，在Power Shell中，Power Shell命令别名（如ls、cp）会优先于同名的GNU utilities调用。总之，使用SUA或cygwin这类UNIX Shell+GNU utilities的模拟环境，相比手工添加的“容错”命令或者GnuWin32这类独立命令级的移植要“真实”和顺手得多，但缺点就是体积庞大。
为了检验SUA的能力，我拿我相对熟悉的GNU bash做了实验。从官方下载bash-4.0版源代码，在SUA的C Shell环境中解压，运行./configure通过。但在make时报错：

1. execute_cmd.c: In function `time_command':
2. execute_cmd.c:1145: error: storage size of `dtz' isn't known

查看execute_cmd.c源代码，发现这句代码有注释：

1. struct timezone dtz; /* posix doesn't define this */

看来这个struct timezone不是POSIX标准的东西。通过上下文，我发现这里是处理time（计时）关键字的函数。于是查看configure的帮助，得知只要加一个“--disable-command-timing”参数即可禁用time关键字（这时输入time将改用/bin/time程序做计时）。再次make，execute_cmd.c通过，但又出现以下错误：

1. getcwd.c: In function `_path_checkino':
2. getcwd.c:80: error: `MP_RMDOT' undeclared (first use in this function)
3. getcwd.c:80: error: (Each undeclared identifier is reported only once
4. getcwd.c:80: error: for each function it appears in.)

查看./lib/sh/getcwd.c的源代码，果然没有找到MP_RMDOT宏的定义。在全部源代码中搜索，发现这一定义在externs.h中，在./lib/sh/makepath.c中也有使用，唯独在./lib/sh/getcwd.c中使用了却没有引用其定义。也许这是bash-4.0的一个bug？使用Linux下的gcc编译连接是通过的，但SUA下的gcc版本也许有更严格的名字连接策略，导致无法编译通过。于是我将“#define MP_RMDOT 0x04”的定义手工加入./lib/sh/getcwd.c，再次make，全部通过。实验运行无误！
需要注意的是，SUA提供的是编译和运行使用了POSIX库的程序的环境，并不提供UNIX二进制文件的运行支持。它编译生成和支持运行的可执行文件仍然是Windows的PE格式，而不是ELF之类。SUA支持的只是仅使用了标准库和POSIX库的程序的源代码级移植，对于使用了Linux等环境特有的系统调用的程序，也不可能不加修改地编译运行。
有空再研究一下SUA在我们的工程中能有什么实际点的应用。