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 Not upstream, fork of qemu 2.5.0.
 101 https://github.com/riscv/riscv-qemu
 102 Status: done http://copr-fe.cloud.fedoraproject.org/coprs/rjones/riscv
 103
 104 Note this package runs on x86-64 hosts, and is intended for people who
 105 want to run Fedora/RISC-V but who do not have FPGA/hardware.
 106
 107 (1b) Nexys4 DDR FPGA
 108
 109 Various sources, see:
 110 http://www.lowrisc.org/docs/untether-v0.2/fpga-demo/
 111
 112 * Stage 2
 113
 114 (2a) GNU cross-compiler toolchain.
 115
 116 https://github.com/lowRISC/riscv-gnu-toolchain
 117 Status: done http://copr-fe.cloud.fedoraproject.org/coprs/rjones/riscv
 118
 119 (2b) Berkley Bootloader (bbl)
 120
 121 https://github.com/lowrisc/riscv-pk.git
 122 Status: done http://copr-fe.cloud.fedoraproject.org/coprs/rjones/riscv
 123
 124 Used to boot the kernel and mount the root filesystem on FPGAs and
 125 QEMU.
 126
 127 * Stage 3
 128
 129 (3a) kernel.riscv64: The Linux kernel, cross-compiled.
 130
 131 Current status: Not upstream, fork of Linux 4.6.
 132 https://github.com/lowrisc/riscv-linux
 133
 134 (3b) "Just enough userspace"
 135
 136 The following packages, cross-compiled from x86-64 host to riscv64
 137 target filesystem.  The aim is to have a filesystem (not RPMs) that
 138 can be booted on RISC-V hardware or under QEMU, which will be
 139 sufficient to use to compile RPMs.
 140
 141 bash.riscv64
 142 glibc.riscv64
 143 binutils.riscv64
 144 gcc.riscv64
 145 cpp.riscv64
 146 rpm.riscv64
 147 coreutils.riscv64
 148 filesystem.riscv64 (?)
 149 gawk.riscv64
 150 grep.riscv64
 151 gzip.riscv64
 152 sed.riscv64
 153 xz.riscv64
 154 zlib.riscv64
 155
 156 We will also need to add the following noarch packages (these do not
 157 need to be compiled, they can just be copied from another Fedora
 158 system):
 159
 160 basesystem.noarch
 161 ca-certificates.noarch
 162 crypto-policies.noarch
 163 emacs-filesystem.noarch
 164 fedora-release.noarch
 165 fedora-repos.noarch
 166 setup.noarch
 167 tzdata.noarch
 168
 169     ==== At this point, Fedora on RISC-V will be self-hosting ====
 170
 171 * Stage 4
 172
 173 (4a) kernel.riscv64: The Linux kernel, compiled as an RPM on RISC-V.
 174
 175 (4b) Userspace RPMs
 176
 177 (See the above list of packages, but built from SRPMs)
 178
 179 (4c) Recreate the filesystem from RPMs.
 180
 181 Distribute an initial bootable binary disk image which is completely
 182 built from RPMs (but note, not created by Anaconda).
 183
 184 (4d) Continue compiling all other RPMs from @Core.
 185
 186 As more packages are compiled, distribute them as RPMs and distribute
 187 updated bootable binary disk image.
 188
 189 (4e) Declare victory and celebrate!
 190
 191
 192 Open issues
 193 -----------
 194
 195 What architecture string to use (eg. in RPM package names)?  There are
 196 32, 64 and (in theory) 128 bit variants of RISC-V.  GNU uses "riscv64".