dotnet core 在 MIPS 下的移值进度

本文仍处于修订中

写在开始前

我们的主要业务基于 dotnet core 2.x 与 3.1 完成，目前 dotnet core 3.1 支持的 CPU 架构列表中还不包含龙芯，且在 gitlab issue 中表示官方当前没有对 MIPS 的支持计划。

更具体操作系统与 CPU 架构列表见 [Download .NET Core 3.1](https://dotnet.microsoft.com/download/dotnet-core/3.1

6月下旬，龙芯团队宣布在 dotnet/coreclr 基础上完成了MIPS64 的移植工作 Open-sourcing CoreCLR MIPS64 Port #38069，计划实现 3.x 版本并贡献到上游 dotnet/runtime。

按照相关 issue 里的指引，这里对编译了移值工作，进行了一些测试。

具体的进度

作为下游开发者，想知道距离生产环境使用还有多远，必须先提及 dotnet core 应用程序的发布/部署方式

1. dotnet core 支持两种方式的发布/部署

独立应用(self-contained)
依赖于运行时(runtime-dependent)

前者包含可执行文件(exe)，无法跨平台；后者生成了跨平台的二进制文件(dll)，需要运行环境预先安装好运行时。关于部署策略的详细信息，可以参考.NET Core application publishing overview。

发布独立应用需要针对特定操作系统及 CPU 架构编译并包含相应运行时，实际开发中我们以依赖于运行时的方式交付，配合预先准备的包含运行时(runtime)的 docker 镜像完成部署。

微软官方 aspnet core 示例中的 Dockerfile

# ...

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/core/runtime:3.1

WORKDIR /app

COPY --from=build /app .

ENTRYPOINT ["dotnet"，"dotnetapp.dll"]

2. dotnet core 的组成部分

作为编译型语言，和 Java 源代码被 javac 编译为字节码再交由 JVM 运行一样，csharp/vb.net 等源代码被编译为内容主要是 IL(中间语言，平台无关)的 Windows PE 文件(可用于所有操作系统)，然后交由 CLR 运行。

dotnet core 由以下若干部分组成：

运行时与框架库，包含 .NET Core Runtime 与 ASP.NET Core Runtime，平台特定
SDK 和编译器：开发相关
dotnet 命令：启动 dotnet 应用及作为交互式工具链

mono，unity3d 都是运行时实现，在此略提及

由前文的 Dockerfile 可以看到，依赖于运行时的 dotnet core 应用通过 dotnet xxxx.dll 运行，这里有若干层意义：

dotnet 提供了 Host(宿主/主机)能力，因为依赖于运行时(runtime-dependent)的 dotnet core 应用并不是可执行文件，需要类似 JVM 的机制运行起来
dotnet 以交互式命令将 runtime 与 sdk 集合在一起，成为完整的工具链

而 dotnet/coreclr 编译结果并不包含可执行的 dotnet 命令，运行/测试已发布的 dotnet core 应用有以下选择

编写本机/原生代码，参考 Write a custom .NET Core host to control the .NET runtime from your native code。
使用编译得到的 corerun，参考 Using CoreRun To Run .NET Core Application。

当前的交付/部署体验都是通过 dotnet 命令进行的，获取该命令需要更多的工作，接下来是龙芯团队的移值工作的说明。

龙芯团队的工作

龙芯团队的工作在 19 年 7 月份开始，当时的 dotnet core源码结构、功能与现在的变更如下表。

原仓库	移值仓库	功能	释出	变更
dotnet/coreclr	gsvm/coreclr	运行时源码		合并入 dotnet/runtime
dotnet/corefx	gsvm/corefx	标准库源码	2020/7/7	合并入 dotnet/runtime
dotnet/core-setup	gsvm/core-setup	编译仓库	2020/7/7	合并入 dotnet/runtime
dotnet/cli		命令行工具链源码		合并入 dotnet/sdk

dotnet/core-setup 比较特殊，它是用来用来编译 runtime，类库和宿主程序的仓库，注意直到这一步 dotnet 命令才终于可用。

本机编译 gsvm/coreclr

龙芯团队首份释出的源码是 dotnet/coreclr。按照社区的沟通记录，由于依赖复杂，建议基于 docker 进行编译

git clone https://github.com/gsvm/coreclr.git

cd coreclr

docker run  --rm -v `pwd`:/coreclr -w /coreclr aoqi/dotnet-buildtools:loongson3a-loongnix-1.0-llvm8ld ./build.sh -skiptests -ignorewarnings release

注意使用docker manifest inspect可知，镜像 aoqi/dotnet-buildtools:loongson3a-loongnix-1.0-llvm8ld 仅适用于龙芯操作系统，更多内容请参考龙芯3A4000 开发机编译CoreCLR 环境 #6

作者使用的服务器使用 uname -p 输出的是 mips64 而不是 mips，前者会导致 gsvm/coreclr 中相关脚本对 CPU 架构的断言失败，被相关人士认为违反了分发版本的命名规则，所以后续使用了交叉编译。

交叉编译 gsvm/coreclr

如果手边已经有 x64 服务器，基于 docker 进行交叉编译也是不错的选择，我们可以将编译结果 scp/rsync 到龙芯服务器。

docker run --rm -v $(pwd):/coreclr -w /coreclr -e ROOTFS_DIR=/crossrootfs/mips64el aoqi/dotnet-buildtools:x86_64-ubuntu-16.04-c103199-20180628134544-upstream-cross-mips64el ./build.sh release ignorewarnings mips64 cross skipcrossgen

编译耗时不多，但链接步骤需要使用大量的内存，作者最初使用了一台腾迅云低配主机，重复编译若干次都是如此，更换使用了一台更高配置服务器后编译成功，相关讨论可见于 cross compile failed ...

交叉编译 gsvm/corefx

7月7日龙芯团队释出了 dotnet/corefx 和 dotnet/corefx 仓库，编译方法如下，参考 cross-building.md。

git clone https://github.com/gsvm/corefx.git

cd corefx

docker run --rm -v $(pwd):/corefx -w /corefx -e ROOTFS_DIR=/crossrootfs/mips64el aoqi/dotnet-buildtools:x86_64-ubuntu-16.04-c103199-20180628134544-upstream-cross-mips64el-corefx ./src/Native/build-native.sh mips64 debug cross ignorewarnings cmakeargs -DOBJCOPY=/usr/lib/llvm-6.0/bin/llvm-objcopy

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