README

   1 A plan for Fedora/RISC-V
   2 ----------------------------------------------------------------------
   3 by Richard W.M. Jones (rjones@redhat.com)
   4
   5 Project home page: https://fedoraproject.org/wiki/Architectures/RISC-V
   6
   7
   8 The aim of the project
   9 ----------------------
  10
  11 Get Fedora running on the RISC-V architecture!  This will just be an
  12 initial pass, which we're calling an "experimental architecture".  It
  13 won't even be a secondary architecture for perhaps 1 to 3 years.
  14
  15 About Fedora: https://getfedora.org/
  16 About RISC-V: https://riscv.org/
  17               https://en.wikipedia.org/wiki/RISC-V
  18      lowRISC: http://www.lowrisc.org/
  19
  20
  21 How do we expect people to consume Fedora/RISC-V?
  22 -------------------------------------------------
  23
  24 Most users will download binaries.  Of course source will be available
  25 for [almost*] everything, buildable from source RPMS.
  26
  27 Currently no hardware is available, so you either have to run RISC-V
  28 on an FPGA, or use QEMU emulation.
  29
  30 For the FPGA option, you will need a Nexys 4 DDR development kit
  31 costing around US$341, plus an ordinary micro SD card (8+ GB), plus a
  32 host Fedora/x86-64 computer.
  33
  34   - Maximum system RAM is 128 MB (1 GB is available if you use the
  35     other far more expensive FPGA development kit)
  36
  37   - There is a 115200 bps 8n1 serial port.
  38
  39   - There is no ethernet and no display.
  40
  41 For the QEMU emulation option, see below.
  42
  43   - QEMU has unlimited system RAM.
  44
  45   - Network access is available.
  46
  47
  48 [*] Some CPU peripherals use proprietary IP.  The aim is to replace
  49 these with open equivalents eventually.  Building the FPGA bitstream
  50 will require proprietary tools, although the source itself is free
  51 software.
  52
  53
  54 What parts of Fedora are we aiming to build?
  55 --------------------------------------------
  56
  57 The @Core packages (as RPMs), rpmbuild, gcc, and a bootable binary
  58 disk image.
  59
  60 Only 64 bit RISC-V will be targeted.
  61
  62 Once those are done, we can declare victory.
  63
  64
  65 What parts of Fedora are we *not* aiming to build?
  66 --------------------------------------------------
  67
  68 Nothing outside @Core except for specific compilers and build tools.
  69
  70 Not Anaconda.
  71
  72 Not Koji (at least, not at first).
  73
  74 Not Grub nor EDK2.  We will initially use the Berkeley bootloader
  75 (bbl), but aim for a standard bootloader later.
  76
  77
  78 Where will we build it?
  79 -----------------------
  80
  81 The packages which are run on the host (x86-64) computer will be built
  82 in COPR (https://copr.fedorainfracloud.org/).
  83
  84 However the majority of packages will be built on RISC-V itself.
  85 Since there are no RISC-V builders, and we cannot really provide them,
  86 initially developers will be building them on their own FPGAs / QEMUs
  87 and uploading them.
  88
  89 Getting build infrastructure would be a more long-term aim.
  90
  91
  92 Bootstrapping stages
  93 --------------------
  94 [See also: https://fedoraproject.org/wiki/Architectures/AArch64/Bootstrap]
  95
  96 * Stage 1
  97
  98 (1a) riscv-qemu.x86_64: QEMU + RISC-V system emulation
  99
 100 Current status: Not upstream, fork of qemu 2.5.0.
 101 https://github.com/riscv/riscv-qemu
 102
 103 Note this package runs on x86-64 hosts, and is intended for people who
 104 want to run Fedora/RISC-V but who do not have FPGA/hardware.
 105
 106 (1b) Nexys4 DDR FPGA
 107
 108 Various sources, see:
 109 http://www.lowrisc.org/docs/untether-v0.2/fpga-demo/
 110
 111 (1c) Berkley Bootloader (bbl)
 112
 113 Used to boot the kernel and mount the root filesystem on FPGAs and
 114 QEMU.  See link above.
 115
 116 * Stage 2
 117
 118 (2a) GNU cross-compiler toolchain.
 119
 120 https://github.com/lowRISC/riscv-gnu-toolchain
 121
 122 * Stage 3
 123
 124 (3a) kernel.riscv64: The Linux kernel, cross-compiled.
 125
 126 Current status: Not upstream, fork of Linux 4.6.
 127 https://github.com/lowrisc/riscv-linux
 128
 129 (3b) "Just enough userspace"
 130
 131 The following packages, cross-compiled from x86-64 host to riscv64
 132 target filesystem.  The aim is to have a filesystem (not RPMs) that
 133 can be booted on RISC-V hardware or under QEMU, which will be
 134 sufficient to use to compile RPMs.
 135
 136 bash.riscv64
 137 glibc.riscv64
 138 binutils.riscv64
 139 gcc.riscv64
 140 cpp.riscv64
 141 rpm.riscv64
 142 coreutils.riscv64
 143 filesystem.riscv64 (?)
 144 gawk.riscv64
 145 grep.riscv64
 146 gzip.riscv64
 147 sed.riscv64
 148 xz.riscv64
 149 zlib.riscv64
 150
 151 We will also need to add the following noarch packages (these do not
 152 need to be compiled, they can just be copied from another Fedora
 153 system):
 154
 155 basesystem.noarch
 156 ca-certificates.noarch
 157 crypto-policies.noarch
 158 emacs-filesystem.noarch
 159 fedora-release.noarch
 160 fedora-repos.noarch
 161 setup.noarch
 162 tzdata.noarch
 163
 164     ==== At this point, Fedora on RISC-V will be self-hosting ====
 165
 166 * Stage 4
 167
 168 (4a) kernel.riscv64: The Linux kernel, compiled as an RPM on RISC-V.
 169
 170 (4b) Userspace RPMs
 171
 172 (See the above list of packages, but built from SRPMs)
 173
 174 (4c) Recreate the filesystem from RPMs.
 175
 176 Distribute an initial bootable binary disk image which is completely
 177 built from RPMs (but note, not created by Anaconda).
 178
 179 (4d) Continue compiling all other RPMs from @Core.
 180
 181 As more packages are compiled, distribute them as RPMs and distribute
 182 updated bootable binary disk image.
 183
 184 (4e) Declare victory and celebrate!
 185
 186
 187 Open issues
 188 -----------
 189
 190 What architecture string to use (eg. in RPM package names)?  There are
 191 32, 64 and (in theory) 128 bit variants of RISC-V.  GNU uses "riscv64".