.NET适配HarmonyOS进展

1. 前言

目前国产化系统浪潮下，适配鸿蒙是中国软件大势所趋，.NET作为最适合开发客户端语言之一，适配鸿蒙系统(HarmonyOS Next)是目前.NET开发者最关心的事情。我目前业余时间正在移植Avalonia到HarmonyOS，去年在.NET Config CN上分享过，目前又取得一点进展，所以本文把所有问题进行整合与大家进行分享。

2. 项目状态

目前.NET可以成功在HarmonyOS Next上运行。

Avalonia移植项目在部分大内存真机上初步可以运行，本文主要探讨.NET适配相关工作。

3. 运行时

自HarmonyOS 5.0.0(12)起，禁止匿名内存申请可执行权限，除系统内置的JavaScript引擎外，其他虚拟机不能使用Jit功能，所以无法将CoreCLR接入到鸿蒙系统中，而最新版的Mono虽然支持解释执行，但是由于性能问题也不会接入Mono到鸿蒙系统，最终只能选择接入NativeAOT运行时。

4. NativeAOT

支撑鸿蒙可以接入NativeAOT的原理是鸿蒙系统兼容libc是musl的Linux系统的动态库(.so)。而.NET的RID支持linux-musl-arm64/linux-musl-x64，所以理论上可以将.NET程序编译为原生的Linux动态库(.so)，然后在鸿蒙的原生项目中，通过dlopen以及dlsym等函数调用C#中的入口函数。

而C#调用鸿蒙api则通过P/Invoke调用鸿蒙的NDK，而ArkUI的TypeScript api则通过NDK中的napi调用。

具体做法可以参考我正在做的Avalonia移植项目: https://github.com/CeSun/OpenHarmony.Avalonia

5. 已知问题

5.1 syscall限制 (已解决)

鸿蒙系统使用了seccomp限制危险的syscall调用。标准posix下，如果系统不支持某个syscall则返回错误码，而seccomp非常激进，如果调用了非法的sycall则直接杀掉进程。.NET的运行时初始化时，会调用__NR_get_mempolicy系统调用对numa支持进行检查，而这个系统调用不在鸿蒙的seccomp白名单中，所以导致直接宕机。

鸿蒙系统中seccomp的系统调用白名单如下：https://gitee.com/openharmony/startup_init/blob/master/services/modules/seccomp/seccomp_policy/app.seccomp.policy

其实安卓中也有类似的限制，.NET的NativeAOT之所以能在安卓平台下运行是因为.NET中对安卓进行了特殊处理，而在鸿蒙平台我们使用的是Linux平台的代码，所以没有对这些系统调用进行处理。

解决办法则是自行修改代码，将numa的函数全部修改为空函数

5.2 mmap申请虚拟内存过大（已解决）

解决上个问题后，.NET运行时初始化依然不能成功，导致程序崩溃，经过排查发现是GC初始化时会申请256G左右的虚拟内存，导致mmap返回Out Of Memory错误。

解决办法1：设置环境变量“DOTNET_GCHeapHardLimit”，将虚拟内存申请控制在约180G以下即可。

解决办法2：修改源代码，将USE_REGIONS宏关掉。

5.3 ICU，OpenSSL等第三方库缺失（已解决）

解决方案1：从Alpine上偷包，因为Alpine的libc是musl，所以理论上Alpine的库在鸿蒙上大部分都能使用。

阿里云Alpine软件包镜像地址:

arm64架构：https://mirrors.aliyun.com/alpine/edge/main/aarch64/

amd64架构：https://mirrors.aliyun.com/alpine/edge/main/x86_64/

解决方案2：如果该库有cmake项目，则可以通过鸿蒙的CMake工具链编译。

5.4 ICU初始化失败（已解决）

鸿蒙的ICU配置文件路径与默认路径不同，需要调用修改环境变量API，将ICU_DATA修改为/system/usr/ohos_icu

且鸿蒙平台上libICU的大版本是72，要使用这个版本的库。

5.5 NativeAOT如何跨平台编译 (Windows平台已解决)

NativeAOT众所周知不支持跨平台编译，而我的方案需要发布到linux-musl平台，所以无法在Windows上发布，影响开发效率。

解决方案：在项目中引入项目https://github.com/CeSun/PublishAotCross

6. 如何修改NativeAOT代码

前文中提到部分问题的解决方案是修改源码，具体操作步骤如下：

修改完代码，执行以下命令进行编译(linux平台下，需要有编译环境)：

./build.sh --subset mono+libs --configuration Release -arch arm64 --cross

编译成功后，打开目录 运行时/artifacts/bin/coreclr/linux.arm64.Release/aotsdk，将这里所有的替换到自己电脑nuget的缓存目录, 例如C:\Users\用户名\.nuget\packages\runtime.linux-musl-arm64.microsoft.dotnet.ilcompiler\dotnet版本\sdk