drivers/md/dm-verity-fec.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2015 Google, Inc.
   3  *
   4  * Author: Sami Tolvanen <samitolvanen@google.com>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   7  * under the terms of the GNU General Public License as published by the Free
   8  * Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option)
   9  * any later version.
  10  */
  11
  12 #include "dm-verity-fec.h"
  13 #include <linux/math64.h>
  14
  15 #define DM_MSG_PREFIX   "verity-fec"
  16
  17 /*
  18  * If error correction has been configured, returns true.
  19  */
  20 bool verity_fec_is_enabled(struct dm_verity *v)
  21 {
  22         return v->fec && v->fec->dev;
  23 }
  24
  25 /*
  26  * Return a pointer to dm_verity_fec_io after dm_verity_io and its variable
  27  * length fields.
  28  */
  29 static inline struct dm_verity_fec_io *fec_io(struct dm_verity_io *io)
  30 {
  31         return (struct dm_verity_fec_io *) verity_io_digest_end(io->v, io);
  32 }
  33
  34 /*
  35  * Return an interleaved offset for a byte in RS block.
  36  */
  37 static inline u64 fec_interleave(struct dm_verity *v, u64 offset)
  38 {
  39         u32 mod;
  40
  41         mod = do_div(offset, v->fec->rsn);
  42         return offset + mod * (v->fec->rounds << v->data_dev_block_bits);
  43 }
  44
  45 /*
  46  * Decode an RS block using Reed-Solomon.
  47  */
  48 static int fec_decode_rs8(struct dm_verity *v, struct dm_verity_fec_io *fio,
  49                           u8 *data, u8 *fec, int neras)
  50 {
  51         int i;
  52         uint16_t par[DM_VERITY_FEC_RSM - DM_VERITY_FEC_MIN_RSN];
  53
  54         for (i = 0; i < v->fec->roots; i++)
  55                 par[i] = fec[i];
  56
  57         return decode_rs8(fio->rs, data, par, v->fec->rsn, NULL, neras,
  58                           fio->erasures, 0, NULL);
  59 }
  60
  61 /*
  62  * Read error-correcting codes for the requested RS block. Returns a pointer
  63  * to the data block. Caller is responsible for releasing buf.
  64  */
  65 static u8 *fec_read_parity(struct dm_verity *v, u64 rsb, int index,
  66                            unsigned *offset, struct dm_buffer **buf)
  67 {
  68         u64 position, block;
  69         u8 *res;
  70
  71         position = (index + rsb) * v->fec->roots;
  72         block = position >> v->data_dev_block_bits;
  73         *offset = (unsigned)(position - (block << v->data_dev_block_bits));
  74
  75         res = dm_bufio_read(v->fec->bufio, v->fec->start + block, buf);
  76         if (unlikely(IS_ERR(res))) {
  77                 DMERR("%s: FEC %llu: parity read failed (block %llu): %ld",
  78                       v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb,
  79                       (unsigned long long)(v->fec->start + block),
  80                       PTR_ERR(res));
  81                 *buf = NULL;
  82         }
  83
  84         return res;
  85 }
  86
  87 /* Loop over each preallocated buffer slot. */
  88 #define fec_for_each_prealloc_buffer(__i) \
  89         for (__i = 0; __i < DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC; __i++)
  90
  91 /* Loop over each extra buffer slot. */
  92 #define fec_for_each_extra_buffer(io, __i) \
  93         for (__i = DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC; __i < DM_VERITY_FEC_BUF_MAX; __i++)
  94
  95 /* Loop over each allocated buffer. */
  96 #define fec_for_each_buffer(io, __i) \
  97         for (__i = 0; __i < (io)->nbufs; __i++)
  98
  99 /* Loop over each RS block in each allocated buffer. */
 100 #define fec_for_each_buffer_rs_block(io, __i, __j) \
 101         fec_for_each_buffer(io, __i) \
 102                 for (__j = 0; __j < 1 << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS; __j++)
 103
 104 /*
 105  * Return a pointer to the current RS block when called inside
 106  * fec_for_each_buffer_rs_block.
 107  */
 108 static inline u8 *fec_buffer_rs_block(struct dm_verity *v,
 109                                       struct dm_verity_fec_io *fio,
 110                                       unsigned i, unsigned j)
 111 {
 112         return &fio->bufs[i][j * v->fec->rsn];
 113 }
 114
 115 /*
 116  * Return an index to the current RS block when called inside
 117  * fec_for_each_buffer_rs_block.
 118  */
 119 static inline unsigned fec_buffer_rs_index(unsigned i, unsigned j)
 120 {
 121         return (i << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS) + j;
 122 }
 123
 124 /*
 125  * Decode all RS blocks from buffers and copy corrected bytes into fio->output
 126  * starting from block_offset.
 127  */
 128 static int fec_decode_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_fec_io *fio,
 129                            u64 rsb, int byte_index, unsigned block_offset,
 130                            int neras)
 131 {
 132         int r, corrected = 0, res;
 133         struct dm_buffer *buf;
 134         unsigned n, i, offset;
 135         u8 *par, *block;
 136
 137         par = fec_read_parity(v, rsb, block_offset, &offset, &buf);
 138         if (IS_ERR(par))
 139                 return PTR_ERR(par);
 140
 141         /*
 142          * Decode the RS blocks we have in bufs. Each RS block results in
 143          * one corrected target byte and consumes fec->roots parity bytes.
 144          */
 145         fec_for_each_buffer_rs_block(fio, n, i) {
 146                 block = fec_buffer_rs_block(v, fio, n, i);
 147                 res = fec_decode_rs8(v, fio, block, &par[offset], neras);
 148                 if (res < 0) {
 149                         r = res;
 150                         goto error;
 151                 }
 152
 153                 corrected += res;
 154                 fio->output[block_offset] = block[byte_index];
 155
 156                 block_offset++;
 157                 if (block_offset >= 1 << v->data_dev_block_bits)
 158                         goto done;
 159
 160                 /* read the next block when we run out of parity bytes */
 161                 offset += v->fec->roots;
 162                 if (offset >= 1 << v->data_dev_block_bits) {
 163                         dm_bufio_release(buf);
 164
 165                         par = fec_read_parity(v, rsb, block_offset, &offset, &buf);
 166                         if (unlikely(IS_ERR(par)))
 167                                 return PTR_ERR(par);
 168                 }
 169         }
 170 done:
 171         r = corrected;
 172 error:
 173         dm_bufio_release(buf);
 174
 175         if (r < 0 && neras)
 176                 DMERR_LIMIT("%s: FEC %llu: failed to correct: %d",
 177                             v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb, r);
 178         else if (r > 0)
 179                 DMWARN_LIMIT("%s: FEC %llu: corrected %d errors",
 180                              v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb, r);
 181
 182         return r;
 183 }
 184
 185 /*
 186  * Locate data block erasures using verity hashes.
 187  */
 188 static int fec_is_erasure(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 189                           u8 *want_digest, u8 *data)
 190 {
 191         if (unlikely(verity_hash(v, verity_io_hash_desc(v, io),
 192                                  data, 1 << v->data_dev_block_bits,
 193                                  verity_io_real_digest(v, io))))
 194                 return 0;
 195
 196         return memcmp(verity_io_real_digest(v, io), want_digest,
 197                       v->digest_size) != 0;
 198 }
 199
 200 /*
 201  * Read data blocks that are part of the RS block and deinterleave as much as
 202  * fits into buffers. Check for erasure locations if @neras is non-NULL.
 203  */
 204 static int fec_read_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 205                          u64 rsb, u64 target, unsigned block_offset,
 206                          int *neras)
 207 {
 208         bool is_zero;
 209         int i, j, target_index = -1;
 210         struct dm_buffer *buf;
 211         struct dm_bufio_client *bufio;
 212         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 213         u64 block, ileaved;
 214         u8 *bbuf, *rs_block;
 215         u8 want_digest[v->digest_size];
 216         unsigned n, k;
 217
 218         if (neras)
 219                 *neras = 0;
 220
 221         /*
 222          * read each of the rsn data blocks that are part of the RS block, and
 223          * interleave contents to available bufs
 224          */
 225         for (i = 0; i < v->fec->rsn; i++) {
 226                 ileaved = fec_interleave(v, rsb * v->fec->rsn + i);
 227
 228                 /*
 229                  * target is the data block we want to correct, target_index is
 230                  * the index of this block within the rsn RS blocks
 231                  */
 232                 if (ileaved == target)
 233                         target_index = i;
 234
 235                 block = ileaved >> v->data_dev_block_bits;
 236                 bufio = v->fec->data_bufio;
 237
 238                 if (block >= v->data_blocks) {
 239                         block -= v->data_blocks;
 240
 241                         /*
 242                          * blocks outside the area were assumed to contain
 243                          * zeros when encoding data was generated
 244                          */
 245                         if (unlikely(block >= v->fec->hash_blocks))
 246                                 continue;
 247
 248                         block += v->hash_start;
 249                         bufio = v->bufio;
 250                 }
 251
 252                 bbuf = dm_bufio_read(bufio, block, &buf);
 253                 if (unlikely(IS_ERR(bbuf))) {
 254                         DMWARN_LIMIT("%s: FEC %llu: read failed (%llu): %ld",
 255                                      v->data_dev->name,
 256                                      (unsigned long long)rsb,
 257                                      (unsigned long long)block, PTR_ERR(bbuf));
 258
 259                         /* assume the block is corrupted */
 260                         if (neras && *neras <= v->fec->roots)
 261                                 fio->erasures[(*neras)++] = i;
 262
 263                         continue;
 264                 }
 265
 266                 /* locate erasures if the block is on the data device */
 267                 if (bufio == v->fec->data_bufio &&
 268                     verity_hash_for_block(v, io, block, want_digest,
 269                                           &is_zero) == 0) {
 270                         /* skip known zero blocks entirely */
 271                         if (is_zero)
 272                                 goto done;
 273
 274                         /*
 275                          * skip if we have already found the theoretical
 276                          * maximum number (i.e. fec->roots) of erasures
 277                          */
 278                         if (neras && *neras <= v->fec->roots &&
 279                             fec_is_erasure(v, io, want_digest, bbuf))
 280                                 fio->erasures[(*neras)++] = i;
 281                 }
 282
 283                 /*
 284                  * deinterleave and copy the bytes that fit into bufs,
 285                  * starting from block_offset
 286                  */
 287                 fec_for_each_buffer_rs_block(fio, n, j) {
 288                         k = fec_buffer_rs_index(n, j) + block_offset;
 289
 290                         if (k >= 1 << v->data_dev_block_bits)
 291                                 goto done;
 292
 293                         rs_block = fec_buffer_rs_block(v, fio, n, j);
 294                         rs_block[i] = bbuf[k];
 295                 }
 296 done:
 297                 dm_bufio_release(buf);
 298         }
 299
 300         return target_index;
 301 }
 302
 303 /*
 304  * Allocate RS control structure and FEC buffers from preallocated mempools,
 305  * and attempt to allocate as many extra buffers as available.
 306  */
 307 static int fec_alloc_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_fec_io *fio)
 308 {
 309         unsigned n;
 310
 311         if (!fio->rs) {
 312                 fio->rs = mempool_alloc(v->fec->rs_pool, 0);
 313                 if (unlikely(!fio->rs)) {
 314                         DMERR("failed to allocate RS");
 315                         return -ENOMEM;
 316                 }
 317         }
 318
 319         fec_for_each_prealloc_buffer(n) {
 320                 if (fio->bufs[n])
 321                         continue;
 322
 323                 fio->bufs[n] = mempool_alloc(v->fec->prealloc_pool, GFP_NOIO);
 324                 if (unlikely(!fio->bufs[n])) {
 325                         DMERR("failed to allocate FEC buffer");
 326                         return -ENOMEM;
 327                 }
 328         }
 329
 330         /* try to allocate the maximum number of buffers */
 331         fec_for_each_extra_buffer(fio, n) {
 332                 if (fio->bufs[n])
 333                         continue;
 334
 335                 fio->bufs[n] = mempool_alloc(v->fec->extra_pool, GFP_NOIO);
 336                 /* we can manage with even one buffer if necessary */
 337                 if (unlikely(!fio->bufs[n]))
 338                         break;
 339         }
 340         fio->nbufs = n;
 341
 342         if (!fio->output) {
 343                 fio->output = mempool_alloc(v->fec->output_pool, GFP_NOIO);
 344
 345                 if (!fio->output) {
 346                         DMERR("failed to allocate FEC page");
 347                         return -ENOMEM;
 348                 }
 349         }
 350
 351         return 0;
 352 }
 353
 354 /*
 355  * Initialize buffers and clear erasures. fec_read_bufs() assumes buffers are
 356  * zeroed before deinterleaving.
 357  */
 358 static void fec_init_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_fec_io *fio)
 359 {
 360         unsigned n;
 361
 362         fec_for_each_buffer(fio, n)
 363                 memset(fio->bufs[n], 0, v->fec->rsn << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS);
 364
 365         memset(fio->erasures, 0, sizeof(fio->erasures));
 366 }
 367
 368 /*
 369  * Decode all RS blocks in a single data block and return the target block
 370  * (indicated by @offset) in fio->output. If @use_erasures is non-zero, uses
 371  * hashes to locate erasures.
 372  */
 373 static int fec_decode_rsb(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 374                           struct dm_verity_fec_io *fio, u64 rsb, u64 offset,
 375                           bool use_erasures)
 376 {
 377         int r, neras = 0;
 378         unsigned pos;
 379
 380         r = fec_alloc_bufs(v, fio);
 381         if (unlikely(r < 0))
 382                 return r;
 383
 384         for (pos = 0; pos < 1 << v->data_dev_block_bits; ) {
 385                 fec_init_bufs(v, fio);
 386
 387                 r = fec_read_bufs(v, io, rsb, offset, pos,
 388                                   use_erasures ? &neras : NULL);
 389                 if (unlikely(r < 0))
 390                         return r;
 391
 392                 r = fec_decode_bufs(v, fio, rsb, r, pos, neras);
 393                 if (r < 0)
 394                         return r;
 395
 396                 pos += fio->nbufs << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS;
 397         }
 398
 399         /* Always re-validate the corrected block against the expected hash */
 400         r = verity_hash(v, verity_io_hash_desc(v, io), fio->output,
 401                         1 << v->data_dev_block_bits,
 402                         verity_io_real_digest(v, io));
 403         if (unlikely(r < 0))
 404                 return r;
 405
 406         if (memcmp(verity_io_real_digest(v, io), verity_io_want_digest(v, io),
 407                    v->digest_size)) {
 408                 DMERR_LIMIT("%s: FEC %llu: failed to correct (%d erasures)",
 409                             v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb, neras);
 410                 return -EILSEQ;
 411         }
 412
 413         return 0;
 414 }
 415
 416 static int fec_bv_copy(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io, u8 *data,
 417                        size_t len)
 418 {
 419         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 420
 421         memcpy(data, &fio->output[fio->output_pos], len);
 422         fio->output_pos += len;
 423
 424         return 0;
 425 }
 426
 427 /*
 428  * Correct errors in a block. Copies corrected block to dest if non-NULL,
 429  * otherwise to a bio_vec starting from iter.
 430  */
 431 int verity_fec_decode(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 432                       enum verity_block_type type, sector_t block, u8 *dest,
 433                       struct bvec_iter *iter)
 434 {
 435         int r;
 436         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 437         u64 offset, res, rsb;
 438
 439         if (!verity_fec_is_enabled(v))
 440                 return -EOPNOTSUPP;
 441
 442         if (fio->level >= DM_VERITY_FEC_MAX_RECURSION) {
 443                 DMWARN_LIMIT("%s: FEC: recursion too deep", v->data_dev->name);
 444                 return -EIO;
 445         }
 446
 447         fio->level++;
 448
 449         if (type == DM_VERITY_BLOCK_TYPE_METADATA)
 450                 block += v->data_blocks;
 451
 452         /*
 453          * For RS(M, N), the continuous FEC data is divided into blocks of N
 454          * bytes. Since block size may not be divisible by N, the last block
 455          * is zero padded when decoding.
 456          *
 457          * Each byte of the block is covered by a different RS(M, N) code,
 458          * and each code is interleaved over N blocks to make it less likely
 459          * that bursty corruption will leave us in unrecoverable state.
 460          */
 461
 462         offset = block << v->data_dev_block_bits;
 463         res = div64_u64(offset, v->fec->rounds << v->data_dev_block_bits);
 464
 465         /*
 466          * The base RS block we can feed to the interleaver to find out all
 467          * blocks required for decoding.
 468          */
 469         rsb = offset - res * (v->fec->rounds << v->data_dev_block_bits);
 470
 471         /*
 472          * Locating erasures is slow, so attempt to recover the block without
 473          * them first. Do a second attempt with erasures if the corruption is
 474          * bad enough.
 475          */
 476         r = fec_decode_rsb(v, io, fio, rsb, offset, false);
 477         if (r < 0) {
 478                 r = fec_decode_rsb(v, io, fio, rsb, offset, true);
 479                 if (r < 0)
 480                         goto done;
 481         }
 482
 483         if (dest)
 484                 memcpy(dest, fio->output, 1 << v->data_dev_block_bits);
 485         else if (iter) {
 486                 fio->output_pos = 0;
 487                 r = verity_for_bv_block(v, io, iter, fec_bv_copy);
 488         }
 489
 490 done:
 491         fio->level--;
 492         return r;
 493 }
 494
 495 /*
 496  * Clean up per-bio data.
 497  */
 498 void verity_fec_finish_io(struct dm_verity_io *io)
 499 {
 500         unsigned n;
 501         struct dm_verity_fec *f = io->v->fec;
 502         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 503
 504         if (!verity_fec_is_enabled(io->v))
 505                 return;
 506
 507         mempool_free(fio->rs, f->rs_pool);
 508
 509         fec_for_each_prealloc_buffer(n)
 510                 mempool_free(fio->bufs[n], f->prealloc_pool);
 511
 512         fec_for_each_extra_buffer(fio, n)
 513                 mempool_free(fio->bufs[n], f->extra_pool);
 514
 515         mempool_free(fio->output, f->output_pool);
 516 }
 517
 518 /*
 519  * Initialize per-bio data.
 520  */
 521 void verity_fec_init_io(struct dm_verity_io *io)
 522 {
 523         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 524
 525         if (!verity_fec_is_enabled(io->v))
 526                 return;
 527
 528         fio->rs = NULL;
 529         memset(fio->bufs, 0, sizeof(fio->bufs));
 530         fio->nbufs = 0;
 531         fio->output = NULL;
 532         fio->level = 0;
 533 }
 534
 535 /*
 536  * Append feature arguments and values to the status table.
 537  */
 538 unsigned verity_fec_status_table(struct dm_verity *v, unsigned sz,
 539                                  char *result, unsigned maxlen)
 540 {
 541         if (!verity_fec_is_enabled(v))
 542                 return sz;
 543
 544         DMEMIT(" " DM_VERITY_OPT_FEC_DEV " %s "
 545                DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS " %llu "
 546                DM_VERITY_OPT_FEC_START " %llu "
 547                DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS " %d",
 548                v->fec->dev->name,
 549                (unsigned long long)v->fec->blocks,
 550                (unsigned long long)v->fec->start,
 551                v->fec->roots);
 552
 553         return sz;
 554 }
 555
 556 void verity_fec_dtr(struct dm_verity *v)
 557 {
 558         struct dm_verity_fec *f = v->fec;
 559
 560         if (!verity_fec_is_enabled(v))
 561                 goto out;
 562
 563         mempool_destroy(f->rs_pool);
 564         mempool_destroy(f->prealloc_pool);
 565         mempool_destroy(f->extra_pool);
 566         kmem_cache_destroy(f->cache);
 567
 568         if (f->data_bufio)
 569                 dm_bufio_client_destroy(f->data_bufio);
 570         if (f->bufio)
 571                 dm_bufio_client_destroy(f->bufio);
 572
 573         if (f->dev)
 574                 dm_put_device(v->ti, f->dev);
 575 out:
 576         kfree(f);
 577         v->fec = NULL;
 578 }
 579
 580 static void *fec_rs_alloc(gfp_t gfp_mask, void *pool_data)
 581 {
 582         struct dm_verity *v = (struct dm_verity *)pool_data;
 583
 584         return init_rs(8, 0x11d, 0, 1, v->fec->roots);
 585 }
 586
 587 static void fec_rs_free(void *element, void *pool_data)
 588 {
 589         struct rs_control *rs = (struct rs_control *)element;
 590
 591         if (rs)
 592                 free_rs(rs);
 593 }
 594
 595 bool verity_is_fec_opt_arg(const char *arg_name)
 596 {
 597         return (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_DEV) ||
 598                 !strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS) ||
 599                 !strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_START) ||
 600                 !strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS));
 601 }
 602
 603 int verity_fec_parse_opt_args(struct dm_arg_set *as, struct dm_verity *v,
 604                               unsigned *argc, const char *arg_name)
 605 {
 606         int r;
 607         struct dm_target *ti = v->ti;
 608         const char *arg_value;
 609         unsigned long long num_ll;
 610         unsigned char num_c;
 611         char dummy;
 612
 613         if (!*argc) {
 614                 ti->error = "FEC feature arguments require a value";
 615                 return -EINVAL;
 616         }
 617
 618         arg_value = dm_shift_arg(as);
 619         (*argc)--;
 620
 621         if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_DEV)) {
 622                 r = dm_get_device(ti, arg_value, FMODE_READ, &v->fec->dev);
 623                 if (r) {
 624                         ti->error = "FEC device lookup failed";
 625                         return r;
 626                 }
 627
 628         } else if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS)) {
 629                 if (sscanf(arg_value, "%llu%c", &num_ll, &dummy) != 1 ||
 630                     ((sector_t)(num_ll << (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT))
 631                      >> (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT) != num_ll)) {
 632                         ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 633                         return -EINVAL;
 634                 }
 635                 v->fec->blocks = num_ll;
 636
 637         } else if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_START)) {
 638                 if (sscanf(arg_value, "%llu%c", &num_ll, &dummy) != 1 ||
 639                     ((sector_t)(num_ll << (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT)) >>
 640                      (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT) != num_ll)) {
 641                         ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_START;
 642                         return -EINVAL;
 643                 }
 644                 v->fec->start = num_ll;
 645
 646         } else if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS)) {
 647                 if (sscanf(arg_value, "%hhu%c", &num_c, &dummy) != 1 || !num_c ||
 648                     num_c < (DM_VERITY_FEC_RSM - DM_VERITY_FEC_MAX_RSN) ||
 649                     num_c > (DM_VERITY_FEC_RSM - DM_VERITY_FEC_MIN_RSN)) {
 650                         ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS;
 651                         return -EINVAL;
 652                 }
 653                 v->fec->roots = num_c;
 654
 655         } else {
 656                 ti->error = "Unrecognized verity FEC feature request";
 657                 return -EINVAL;
 658         }
 659
 660         return 0;
 661 }
 662
 663 /*
 664  * Allocate dm_verity_fec for v->fec. Must be called before verity_fec_ctr.
 665  */
 666 int verity_fec_ctr_alloc(struct dm_verity *v)
 667 {
 668         struct dm_verity_fec *f;
 669
 670         f = kzalloc(sizeof(struct dm_verity_fec), GFP_KERNEL);
 671         if (!f) {
 672                 v->ti->error = "Cannot allocate FEC structure";
 673                 return -ENOMEM;
 674         }
 675         v->fec = f;
 676
 677         return 0;
 678 }
 679
 680 /*
 681  * Validate arguments and preallocate memory. Must be called after arguments
 682  * have been parsed using verity_fec_parse_opt_args.
 683  */
 684 int verity_fec_ctr(struct dm_verity *v)
 685 {
 686         struct dm_verity_fec *f = v->fec;
 687         struct dm_target *ti = v->ti;
 688         u64 hash_blocks;
 689
 690         if (!verity_fec_is_enabled(v)) {
 691                 verity_fec_dtr(v);
 692                 return 0;
 693         }
 694
 695         /*
 696          * FEC is computed over data blocks, possible metadata, and
 697          * hash blocks. In other words, FEC covers total of fec_blocks
 698          * blocks consisting of the following:
 699          *
 700          *  data blocks | hash blocks | metadata (optional)
 701          *
 702          * We allow metadata after hash blocks to support a use case
 703          * where all data is stored on the same device and FEC covers
 704          * the entire area.
 705          *
 706          * If metadata is included, we require it to be available on the
 707          * hash device after the hash blocks.
 708          */
 709
 710         hash_blocks = v->hash_blocks - v->hash_start;
 711
 712         /*
 713          * Require matching block sizes for data and hash devices for
 714          * simplicity.
 715          */
 716         if (v->data_dev_block_bits != v->hash_dev_block_bits) {
 717                 ti->error = "Block sizes must match to use FEC";
 718                 return -EINVAL;
 719         }
 720
 721         if (!f->roots) {
 722                 ti->error = "Missing " DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS;
 723                 return -EINVAL;
 724         }
 725         f->rsn = DM_VERITY_FEC_RSM - f->roots;
 726
 727         if (!f->blocks) {
 728                 ti->error = "Missing " DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 729                 return -EINVAL;
 730         }
 731
 732         f->rounds = f->blocks;
 733         if (sector_div(f->rounds, f->rsn))
 734                 f->rounds++;
 735
 736         /*
 737          * Due to optional metadata, f->blocks can be larger than
 738          * data_blocks and hash_blocks combined.
 739          */
 740         if (f->blocks < v->data_blocks + hash_blocks || !f->rounds) {
 741                 ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 742                 return -EINVAL;
 743         }
 744
 745         /*
 746          * Metadata is accessed through the hash device, so we require
 747          * it to be large enough.
 748          */
 749         f->hash_blocks = f->blocks - v->data_blocks;
 750         if (dm_bufio_get_device_size(v->bufio) < f->hash_blocks) {
 751                 ti->error = "Hash device is too small for "
 752                         DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 753                 return -E2BIG;
 754         }
 755
 756         f->bufio = dm_bufio_client_create(f->dev->bdev,
 757                                           1 << v->data_dev_block_bits,
 758                                           1, 0, NULL, NULL);
 759         if (IS_ERR(f->bufio)) {
 760                 ti->error = "Cannot initialize FEC bufio client";
 761                 return PTR_ERR(f->bufio);
 762         }
 763
 764         if (dm_bufio_get_device_size(f->bufio) <
 765             ((f->start + f->rounds * f->roots) >> v->data_dev_block_bits)) {
 766                 ti->error = "FEC device is too small";
 767                 return -E2BIG;
 768         }
 769
 770         f->data_bufio = dm_bufio_client_create(v->data_dev->bdev,
 771                                                1 << v->data_dev_block_bits,
 772                                                1, 0, NULL, NULL);
 773         if (IS_ERR(f->data_bufio)) {
 774                 ti->error = "Cannot initialize FEC data bufio client";
 775                 return PTR_ERR(f->data_bufio);
 776         }
 777
 778         if (dm_bufio_get_device_size(f->data_bufio) < v->data_blocks) {
 779                 ti->error = "Data device is too small";
 780                 return -E2BIG;
 781         }
 782
 783         /* Preallocate an rs_control structure for each worker thread */
 784         f->rs_pool = mempool_create(num_online_cpus(), fec_rs_alloc,
 785                                     fec_rs_free, (void *) v);
 786         if (!f->rs_pool) {
 787                 ti->error = "Cannot allocate RS pool";
 788                 return -ENOMEM;
 789         }
 790
 791         f->cache = kmem_cache_create("dm_verity_fec_buffers",
 792                                      f->rsn << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS,
 793                                      0, 0, NULL);
 794         if (!f->cache) {
 795                 ti->error = "Cannot create FEC buffer cache";
 796                 return -ENOMEM;
 797         }
 798
 799         /* Preallocate DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC buffers for each thread */
 800         f->prealloc_pool = mempool_create_slab_pool(num_online_cpus() *
 801                                                     DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC,
 802                                                     f->cache);
 803         if (!f->prealloc_pool) {
 804                 ti->error = "Cannot allocate FEC buffer prealloc pool";
 805                 return -ENOMEM;
 806         }
 807
 808         f->extra_pool = mempool_create_slab_pool(0, f->cache);
 809         if (!f->extra_pool) {
 810                 ti->error = "Cannot allocate FEC buffer extra pool";
 811                 return -ENOMEM;
 812         }
 813
 814         /* Preallocate an output buffer for each thread */
 815         f->output_pool = mempool_create_kmalloc_pool(num_online_cpus(),
 816                                                      1 << v->data_dev_block_bits);
 817         if (!f->output_pool) {
 818                 ti->error = "Cannot allocate FEC output pool";
 819                 return -ENOMEM;
 820         }
 821
 822         /* Reserve space for our per-bio data */
 823         ti->per_io_data_size += sizeof(struct dm_verity_fec_io);
 824
 825         return 0;
 826 }