xen: arm: support for up to 48-bit IPA addressing on arm64
authorIan Campbell <ian.campbell@citrix.com>
Thu, 18 Sep 2014 00:09:55 +0000 (01:09 +0100)
committerIan Campbell <ian.campbell@citrix.com>
Mon, 22 Sep 2014 15:44:55 +0000 (16:44 +0100)
commit1c92a2aaf8c681efea9a3125e63d45b2d0083abf
treee5ca7f6a87f3d2fdd3fb625308ae0d3b47c18fd9
parentedec983d9e551681d292df5b5049c9b8721fb716
xen: arm: support for up to 48-bit IPA addressing on arm64

Currently we support only 40-bits. This is insufficient on systems where
peripherals which need to be 1:1 mapped to dom0 are above the 40-bit limit.

Unfortunately the hardware requirements are such that this means that the
number of levels in the P2M is not static and must vary with the number of
implemented physical address bits. This is described in ARM DDI 0487A.b Table
D4-5. In short there is no single p2m configuration which supports everything
from 40- to 48- bits.

For example a system which supports up to 40-bit addressing will only support 3
level p2m (maximum SL0 is 1 == 3 levels), requiring a concatenated page table
root consisting of two pages to make the full 40-bits of addressing.

A maximum of 16 pages can be concatenated meaning that a 3 level p2m can only
support up to 43-bit addresses. Therefore support for 48-bit addressing
requires SL0==2 (4 levels of paging).

After the previous patches our various p2m lookup and manipulation functions
already support starting at arbitrary level and with arbitrary root
concatenation. All that remains is to determine the correct settings from
ID_AA64MMFR0_EL1.PARange for which we use a lookup table.

As well as supporting 44 and 48 bit addressing we can also reduce the order of
the first level for systems which support only 32 or 36 physical address bits,
saving a page.

Systems with 42-bits are an interesting case, since they only support 3 levels
of paging, implying that 8 pages are required at the root level. So far I am
not aware of any systems with peripheral located so high up (the only 42-bit
system I've seen has nothing above 40-bits), so such systems remain configured
for 40-bit IPA with a pair of pages at the root of the p2m.

Switching to symbolic names for the VTCR_EL2 bits as we go improves the clarity
of the result.

Parts of this are derived from "xen/arm: Add 4-level page table for
stage 2 translation" by Vijaya Kumar K.

arm32 remains with the static 3-level, 2 page root configuration.

Signed-off-by: Ian Campbell <ian.campbell@citrix.com>
Reviewed-by: Julien Grall <julien.grall@linaro.org>
xen/arch/arm/p2m.c
xen/include/asm-arm/p2m.h
xen/include/asm-arm/processor.h