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 Current status
   9 --------------
  10
  11 Stuck getting QEMU to work.  See:
  12 https://groups.google.com/a/groups.riscv.org/forum/#!topic/sw-dev/fdbhLufxezA
  13
  14 Will likely wait until September when we may see a working QEMU that
  15 is compatible with the latest RISC-V software.
  16
  17
  18 The aim of the project
  19 ----------------------
  20
  21 Get Fedora running on the RISC-V architecture!  This will just be an
  22 initial pass, which we're calling an "experimental architecture".  It
  23 won't even be a secondary architecture for perhaps 1 to 3 years.
  24
  25 About Fedora: https://getfedora.org/
  26 About RISC-V: https://riscv.org/
  27               https://en.wikipedia.org/wiki/RISC-V
  28      lowRISC: http://www.lowrisc.org/
  29
  30
  31 How do we expect people to consume Fedora/RISC-V?
  32 -------------------------------------------------
  33
  34 Most users will download binaries.  Of course source will be available
  35 for [almost*] everything, buildable from source RPMS.
  36
  37 Currently no hardware is available, so you either have to run RISC-V
  38 on an FPGA, or use QEMU emulation.
  39
  40 For the FPGA option, you will need a Nexys 4 DDR development kit
  41 costing around US$341, plus an ordinary micro SD card (8+ GB), plus a
  42 host Fedora/x86-64 computer.
  43
  44   - Maximum system RAM is 128 MB (1 GB is available if you use the
  45     other far more expensive FPGA development kit)
  46
  47   - There is a 115200 bps 8n1 serial port.
  48
  49   - There is no ethernet and no display.
  50
  51 For the QEMU emulation option, see below.
  52
  53   - QEMU has unlimited system RAM.
  54
  55   - Network access is available.
  56
  57
  58 [*] Some CPU peripherals use proprietary IP.  The aim is to replace
  59 these with open equivalents eventually.  Building the FPGA bitstream
  60 will require proprietary tools, although the source itself is free
  61 software.
  62
  63
  64 What parts of Fedora are we aiming to build?
  65 --------------------------------------------
  66
  67 The @Core packages (as RPMs), rpmbuild, gcc, and a bootable binary
  68 disk image.
  69
  70 Only 64 bit RISC-V will be targeted.
  71
  72 Once those are done, we can declare victory.
  73
  74
  75 What parts of Fedora are we *not* aiming to build?
  76 --------------------------------------------------
  77
  78 Nothing outside @Core except for specific compilers and build tools.
  79
  80 Not Anaconda.
  81
  82 Not Koji (at least, not at first).
  83
  84 Not Grub nor EDK2.  We will initially use the Berkeley bootloader
  85 (bbl), but aim for a standard bootloader later.
  86
  87
  88 Where will we build it?
  89 -----------------------
  90
  91 The packages which are run on the host (x86-64) computer will be built
  92 in COPR (https://copr.fedorainfracloud.org/).
  93
  94 However the majority of packages will be built on RISC-V itself.
  95 Since there are no RISC-V builders, and we cannot really provide them,
  96 initially developers will be building them on their own FPGAs / QEMUs
  97 and uploading them.
  98
  99 Getting build infrastructure would be a more long-term aim.
 100
 101
 102 Bootstrapping stages
 103 --------------------
 104 [See also: https://fedoraproject.org/wiki/Architectures/AArch64/Bootstrap]
 105
 106 * Stage 1
 107
 108 (1a) riscv-qemu.x86_64: QEMU + RISC-V system emulation
 109
 110 Not upstream, fork of qemu 2.5.0.
 111 https://github.com/riscv/riscv-qemu
 112 Status: done http://copr-fe.cloud.fedoraproject.org/coprs/rjones/riscv
 113
 114 Note this package runs on x86-64 hosts, and is intended for people who
 115 want to run Fedora/RISC-V but who do not have FPGA/hardware.
 116
 117 (1b) Nexys4 DDR FPGA
 118
 119 Various sources, see:
 120 http://www.lowrisc.org/docs/untether-v0.2/fpga-demo/
 121
 122 * Stage 2
 123
 124 (2a) GNU cross-compiler toolchain.
 125
 126 https://github.com/lowRISC/riscv-gnu-toolchain
 127 Status: done http://copr-fe.cloud.fedoraproject.org/coprs/rjones/riscv
 128
 129 (2b) Berkley Bootloader (bbl)
 130
 131 https://github.com/lowrisc/riscv-pk.git
 132 Status: done http://copr-fe.cloud.fedoraproject.org/coprs/rjones/riscv
 133
 134 Used to boot the kernel and mount the root filesystem on FPGAs and
 135 QEMU.
 136
 137 * Stage 3
 138
 139 (3a) kernel.riscv64: The Linux kernel, cross-compiled.
 140
 141 Current status: Not upstream, fork of Linux 4.6.
 142 https://github.com/lowrisc/riscv-linux
 143
 144 (3b) "Just enough userspace"
 145
 146 The following packages, cross-compiled from x86-64 host to riscv64
 147 target filesystem.  The aim is to have a filesystem (not RPMs) that
 148 can be booted on RISC-V hardware or under QEMU, which will be
 149 sufficient to use to compile RPMs.
 150
 151 bash.riscv64
 152 glibc.riscv64
 153 binutils.riscv64
 154 gcc.riscv64
 155 cpp.riscv64
 156 rpm.riscv64
 157 coreutils.riscv64
 158 filesystem.riscv64 (?)
 159 gawk.riscv64
 160 grep.riscv64
 161 gzip.riscv64
 162 sed.riscv64
 163 xz.riscv64
 164 zlib.riscv64
 165
 166 We will also need to add the following noarch packages (these do not
 167 need to be compiled, they can just be copied from another Fedora
 168 system):
 169
 170 basesystem.noarch
 171 ca-certificates.noarch
 172 crypto-policies.noarch
 173 emacs-filesystem.noarch
 174 fedora-release.noarch
 175 fedora-repos.noarch
 176 setup.noarch
 177 tzdata.noarch
 178
 179     ==== At this point, Fedora on RISC-V will be self-hosting ====
 180
 181 * Stage 4
 182
 183 (4a) kernel.riscv64: The Linux kernel, compiled as an RPM on RISC-V.
 184
 185 (4b) Userspace RPMs
 186
 187 (See the above list of packages, but built from SRPMs)
 188
 189 (4c) Recreate the filesystem from RPMs.
 190
 191 Distribute an initial bootable binary disk image which is completely
 192 built from RPMs (but note, not created by Anaconda).
 193
 194 (4d) Continue compiling all other RPMs from @Core.
 195
 196 As more packages are compiled, distribute them as RPMs and distribute
 197 updated bootable binary disk image.
 198
 199 (4e) Declare victory and celebrate!
 200
 201
 202 Open issues
 203 -----------
 204
 205 What architecture string to use (eg. in RPM package names)?  There are
 206 32, 64 and (in theory) 128 bit variants of RISC-V.  GNU uses "riscv64".