Mac OS X上用CoreCLR运行一个真正的.NET控制台程序

这个真正的控制台程序来自corefxlab，名叫CoreClrHelloWorld，是一个跨平台的.NET控制台演示程序，可以显示微软、Linux、苹果的logo。

CoreClrHelloWorld代码如下（代码中省略了拼接logo的字符串，完整代码见这里）：

using System;

internal class Program
{
    private static void Main(string[] args)
    {
        if (args.Length == 1 && args[0] == "linux")
        {
            DrawLinux();
        }
        else if (args.Length == 1 && args[0] == "mac")
        {
            DrawMac();
        }
        else
        {
            DrawWindows();
        }

        Console.WriteLine();
        Console.WriteLine("Press ENTER to exit ...");
        Console.ReadLine();
    }

    private static void DrawWindows()
    {
        Console.WriteLine("Hello, Windows...");

        const int squareSize = 20;

        var colors = new[] { ConsoleColor.Red, ConsoleColor.Green, ConsoleColor.Blue, ConsoleColor.Yellow };
        for (int row = 0; row < 2; row++)
        {
            for (int i = 0; i < squareSize / 2; i++)
            {
                Console.WriteLine();
                Console.Write("  ");
                for (int col = 0; col < 2; col++)
                {
                    Console.BackgroundColor = colors[row * 2 + col];
                    Console.ForegroundColor = colors[row * 2 + col];
                    for (int j = 0; j < squareSize; j++) Console.Write('@');
                    Console.ResetColor();
                }
            }
        }
        Console.WriteLine();
    }

    private static void DrawLinux()
    {
        Console.WriteLine("Hello, Linux...");

        const string Penguin = @"...";
        foreach (char c in Penguin)
        {
            if (c == '
')
            {
                Console.ResetColor();
                Console.WriteLine();
            }
            else
            {
                ConsoleColor cc =
                    c == '*' ? ConsoleColor.Blue :
                    c == '@' ? ConsoleColor.Black :
                    c == '-' ? ConsoleColor.Yellow :
                    ConsoleColor.White;
                Console.BackgroundColor = cc;
                Console.ForegroundColor = cc;
                Console.Write(" ");
            }
        }

        Console.ResetColor();
        Console.WriteLine();
    }

    private static void DrawMac()
    {
        Console.WriteLine("Hello, Mac...");

        const string Apple = @"...";

        Console.ForegroundColor = ConsoleColor.White;
        Console.Write(Apple);
        Console.ResetColor();
        Console.WriteLine();
    }
}

在之前的博文在Mac OS X上用自己编译出的CoreCLR运行.NET程序中，当时的控制台演示程序只是用到了mscorlib.dll，并没有用到.NET Core Framework(CoreFx)中的程序集。而CoreClrHelloWorld用到了CoreFx中的System.Console.dll，所以如果将CoreClrHelloWorld在Mac上跑起来，就可以进一步体验跨平台的.NET Core。

在Mac上折腾CoreClrHelloWorld的过程中，主要遇到了3个问题，问题出在System.Console中的ConsolePal.Unix.cs代码对Mac OS X的支持上：

1）Interop.libc.open64需要改为Interop.libc.open，open64不是POSIX标准中定义的。（详见corefx#715）

2）在Mac OS X中读取terminfo的问题：在Linux中，文件路径是/lib/terminfo/x/xterm-256color；在Mac中是/usr/share/terminfo/78/xterm-256color。78是x的16进制ASCII码，而ConsolePal.Unix.cs中只根据x去读就读取不到。（详见corefx#723）

3）Interop.libc.lseek64需要改为Interop.libc.lseek，原因与问题1一样。（详见corefx#733）

当这3个问题被修复并合并到corefx的主分支之后，就可以在Mac上成功运行CoreClrHelloWorld了。（详见corefx/pull#716，#725，#736）

下面分享一下详细的操作步骤，操作有些繁琐。

如果你嫌麻烦，可以从GitHub签出已经配置好的CoreClrHelloWorld，然后直接运行： 

git clone https://github.com/cnblogs-dudu/CoreClrHelloWorld.git
cd CoreClrHelloWorld
runtime_mac/corerun app/HelloWorld.exe mac

最好自己一步一步操作一下，这样会有不一样的体会。具体操作步骤如下：

（一）

【准备CoreClrHelloWorld文件】

1）创建CoreClrHelloWorld文件夹：mkdir CoreClrHelloWorld;cd $_

2）创建app文件夹：mkdir app;cd $_

3）下载CoreClrHelloWorld.cs至app文件夹：

curl -O https://raw.githubusercontent.com/dotnet/corefxlab/master/demos/CoreClrConsoleApplications/HelloWorld/HelloWorld.cs

（二）

【准备CoreCLR】

运行CoreCLR需要三大组件：corerun, libcoreclr.dylib, mscorlib.dll。

1）git签出最新版的coreclr代码库：git clone https://github.com/dotnet/coreclr.git

2）编译coreclr：./build.sh

3）编译成功之后，在CoreClrHelloWorld中创建runtime_mac文件夹：mkdir ../CoreClrHelloWorld/runtime_mac

4) 将编译出来的corerun与libcoreclr.dylib复制到CoreClrHelloWorld/runtime_mac文件夹

cp binaries/Product/amd64/debug/corerun binaries/Product/amd64/debug/libcoreclr.dylib ../CoreClrHelloWorld/runtime_mac

5) 下载之前博文中用到的mscorlib.dll文件至CoreClrHelloWorld/runtime_mac（该文件由@kangaroo提供，在运行CoreClrHelloWorld时使用，详见这里） 

cd ../CoreClrHelloWorld/runtime_mac
curl http://files.cnblogs.com/files/dudu/mscorlib.dll.zip | tar -xf- -C .
rm -r __MACOSX

这2步之后CoreClrHelloWorld的文件夹结构如下：

（三）

【准备编译时需要引用的程序集】

1）在CoreClrHelloWorld中创建compile_r_lib文件夹：mkdir compile_r_lib; cd $_

2）下载nuget.exe：curl -L -O https://nuget.org/nuget.exe

3）安装nuget中的System.Console包包：

mono nuget.exe install System.Console -Source https://www.myget.org/F/dotnet-corefx/ -Prerelease

4）将子文件夹中的System.Console.dll与System.Runtime.dll文件复制到compile_r_lib文件夹：

find . -wholename '*/aspnetcore50/System.Console.dll' -exec cp {} . ;
find . -wholename '*/aspnetcore50/System.Runtime.dll' -exec cp {} . ;

5）下载编译时要引用的mscorlib.dll至compile_r_lib文件夹（该文件也由@kangaroo提供，在编译HelloWorld.cs时使用，详见这里）：

curl http://files.cnblogs.com/files/dudu/mscorlib_contract.dll.zip | tar -xf- -C .
rm -r __MACOSX

（四）

【编译HelloWorld.cs文件】 

用mono的mcs命令进行编译。

1）回到CoreClrHelloWorld文件夹：cd ..

2）运行编译命令： 

mcs -nostdlib  -r:compile_r_lib/mscorlib.dll -r:compile_r_lib/System.Runtime.dll -r:compile_r_lib/System.Console.dll app/HelloWorld.cs

如果你不想用mono，也可以将项目复制到Windows中用csc命令进行编译： 

csc /nostdlib  /r:compile_r_lib/mscorlib.dll /r:compile_r_lib/System.Runtime.dll /r:compile_r_lib/System.Console.dll app/HelloWorld.cs

编译成功后，就会在app文件夹中看到HelloWorld.exe文件。

 

（五）

【准备运行HelloWorld.exe所需的程序集】

1）由于System.Console还依赖一些其他程序集，都得要通过nuget下载下来，下载到compile_r_lib文件夹中。

mono nuget.exe install System.Diagnostics.Contracts -Source https://www.myget.org/F/dotnet-corefx/ -Prerelease
mono nuget.exe install System.Diagnostics.Debug -Source https://www.myget.org/F/dotnet-corefx/ -Prerelease
mono nuget.exe install System.Diagnostics.Tools -Source https://www.myget.org/F/dotnet-corefx/ -Prerelease
mono nuget.exe install System.Globalization -Source https://www.myget.org/F/dotnet-corefx/ -Prerelease
mono nuget.exe install System.IO.FileSystem.Primitives -Source https://www.myget.org/F/dotnet-corefx/ -Prerelease
mono nuget.exe install System.Reflection -Source https://www.myget.org/F/dotnet-corefx/ -Prerelease
mono nuget.exe install System.Resources.ResourceManager -Source https://www.myget.org/F/dotnet-corefx/ -Prerelease
mono nuget.exe install System.Runtime.Extensions -Source https://www.myget.org/F/dotnet-corefx/ -Prerelease
mono nuget.exe install System.Runtime.Handles -Source https://www.myget.org/F/dotnet-corefx/ -Prerelease
mono nuget.exe install System.Runtime.InteropServices -Source https://www.myget.org/F/dotnet-corefx/ -Prerelease
mono nuget.exe install System.Text.Encoding.Extensions -Source https://www.myget.org/F/dotnet-corefx/ -Prerelease
mono nuget.exe install System.Threading -Source https://www.myget.org/F/dotnet-corefx/ -Prerelease

2）将compile_r_lib中所有通过nuget下载的包包的aspnetcore50文件夹中的程序集复制到runtime_mac文件夹中。

find . -wholename '*/aspnetcore50/*' -exec cp -n {} ../runtime_mac ;

3）删除compile_r_lib中所有的nuget包包文件夹

find . -type d -exec rm -rf {} ;

（注：感谢@问天何必提供了更简单的删除命令：rm -r -- */ ）

于是最新的CoreClrHelloWorld文件夹结构如下：

大功告成？没有，但即将告成。现在如果运行程序，会出现下面的错误：

Unable to continue due to missing library.

当前的System.Console.dll是从nuget上取下来的，并不支持Mac OS X。我们需要从corefx中自己编译出System.Console.dll，这就是接下来的一项重要工作。

（六）

【编译System.Console】

这一步操作要在Windows上进行。

1）签出corefx的代码库：git clone https://github.com/dotnet/corefx.git

2）打开Visual Stuiod的命令行（为了能运行msbuild命令）

3）进入corefx所在的文件夹，运行msbuild命令：

msbuild srcSystem.ConsolesrcSystem.Console.csproj /p:OS=Unix;DefineConstants=TRACE /t:clean,build

（注：一定要加上DefineConstants=TRACE，这样在debug模式下编译时会去除代码中的Debug.Assert。因为Debug.Assert在运行时会引发CoreCLR出现"UNIXTODO: Implement string loading from resources"错误）

4）编译成功之后，将Windows中的corefxinDebugSystem.ConsoleSystem.Console.dll文件复制到Mac的Coreclrhelloworld untime_mac文件夹中，替换已有的System.Console.dll。

（七）

【用CoreCLR运行HelloWorld.exe】

回到Mac中，进入CoreClrHelloWorld文件夹，运行如下命令：

runtime_mac/corerun app/HelloWorld.exe mac

激动人心的时刻到来了！运果结果如下：

接着运行命令 runtime_mac/corerun app/HelloWorld.exe linux ：

企鹅只出来了上半身，这地方有点问题，暂且不管了。（这个问题后来被解决了，详见corefx#761）

再接着运行命令 runtime_mac/corerun app/HelloWorld.exe windows ：

搞定！Mac.NET之路正一步一步向前迈进。