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 (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 (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_req(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[HASH_MAX_DIGESTSIZE];
 216         unsigned n, k;
 217
 218         if (neras)
 219                 *neras = 0;
 220
 221         if (WARN_ON(v->digest_size > sizeof(want_digest)))
 222                 return -EINVAL;
 223
 224         /*
 225          * read each of the rsn data blocks that are part of the RS block, and
 226          * interleave contents to available bufs
 227          */
 228         for (i = 0; i < v->fec->rsn; i++) {
 229                 ileaved = fec_interleave(v, rsb * v->fec->rsn + i);
 230
 231                 /*
 232                  * target is the data block we want to correct, target_index is
 233                  * the index of this block within the rsn RS blocks
 234                  */
 235                 if (ileaved == target)
 236                         target_index = i;
 237
 238                 block = ileaved >> v->data_dev_block_bits;
 239                 bufio = v->fec->data_bufio;
 240
 241                 if (block >= v->data_blocks) {
 242                         block -= v->data_blocks;
 243
 244                         /*
 245                          * blocks outside the area were assumed to contain
 246                          * zeros when encoding data was generated
 247                          */
 248                         if (unlikely(block >= v->fec->hash_blocks))
 249                                 continue;
 250
 251                         block += v->hash_start;
 252                         bufio = v->bufio;
 253                 }
 254
 255                 bbuf = dm_bufio_read(bufio, block, &buf);
 256                 if (IS_ERR(bbuf)) {
 257                         DMWARN_LIMIT("%s: FEC %llu: read failed (%llu): %ld",
 258                                      v->data_dev->name,
 259                                      (unsigned long long)rsb,
 260                                      (unsigned long long)block, PTR_ERR(bbuf));
 261
 262                         /* assume the block is corrupted */
 263                         if (neras && *neras <= v->fec->roots)
 264                                 fio->erasures[(*neras)++] = i;
 265
 266                         continue;
 267                 }
 268
 269                 /* locate erasures if the block is on the data device */
 270                 if (bufio == v->fec->data_bufio &&
 271                     verity_hash_for_block(v, io, block, want_digest,
 272                                           &is_zero) == 0) {
 273                         /* skip known zero blocks entirely */
 274                         if (is_zero)
 275                                 goto done;
 276
 277                         /*
 278                          * skip if we have already found the theoretical
 279                          * maximum number (i.e. fec->roots) of erasures
 280                          */
 281                         if (neras && *neras <= v->fec->roots &&
 282                             fec_is_erasure(v, io, want_digest, bbuf))
 283                                 fio->erasures[(*neras)++] = i;
 284                 }
 285
 286                 /*
 287                  * deinterleave and copy the bytes that fit into bufs,
 288                  * starting from block_offset
 289                  */
 290                 fec_for_each_buffer_rs_block(fio, n, j) {
 291                         k = fec_buffer_rs_index(n, j) + block_offset;
 292
 293                         if (k >= 1 << v->data_dev_block_bits)
 294                                 goto done;
 295
 296                         rs_block = fec_buffer_rs_block(v, fio, n, j);
 297                         rs_block[i] = bbuf[k];
 298                 }
 299 done:
 300                 dm_bufio_release(buf);
 301         }
 302
 303         return target_index;
 304 }
 305
 306 /*
 307  * Allocate RS control structure and FEC buffers from preallocated mempools,
 308  * and attempt to allocate as many extra buffers as available.
 309  */
 310 static int fec_alloc_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_fec_io *fio)
 311 {
 312         unsigned n;
 313
 314         if (!fio->rs)
 315                 fio->rs = mempool_alloc(&v->fec->rs_pool, GFP_NOIO);
 316
 317         fec_for_each_prealloc_buffer(n) {
 318                 if (fio->bufs[n])
 319                         continue;
 320
 321                 fio->bufs[n] = mempool_alloc(&v->fec->prealloc_pool, GFP_NOWAIT);
 322                 if (unlikely(!fio->bufs[n])) {
 323                         DMERR("failed to allocate FEC buffer");
 324                         return -ENOMEM;
 325                 }
 326         }
 327
 328         /* try to allocate the maximum number of buffers */
 329         fec_for_each_extra_buffer(fio, n) {
 330                 if (fio->bufs[n])
 331                         continue;
 332
 333                 fio->bufs[n] = mempool_alloc(&v->fec->extra_pool, GFP_NOWAIT);
 334                 /* we can manage with even one buffer if necessary */
 335                 if (unlikely(!fio->bufs[n]))
 336                         break;
 337         }
 338         fio->nbufs = n;
 339
 340         if (!fio->output)
 341                 fio->output = mempool_alloc(&v->fec->output_pool, GFP_NOIO);
 342
 343         return 0;
 344 }
 345
 346 /*
 347  * Initialize buffers and clear erasures. fec_read_bufs() assumes buffers are
 348  * zeroed before deinterleaving.
 349  */
 350 static void fec_init_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_fec_io *fio)
 351 {
 352         unsigned n;
 353
 354         fec_for_each_buffer(fio, n)
 355                 memset(fio->bufs[n], 0, v->fec->rsn << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS);
 356
 357         memset(fio->erasures, 0, sizeof(fio->erasures));
 358 }
 359
 360 /*
 361  * Decode all RS blocks in a single data block and return the target block
 362  * (indicated by @offset) in fio->output. If @use_erasures is non-zero, uses
 363  * hashes to locate erasures.
 364  */
 365 static int fec_decode_rsb(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 366                           struct dm_verity_fec_io *fio, u64 rsb, u64 offset,
 367                           bool use_erasures)
 368 {
 369         int r, neras = 0;
 370         unsigned pos;
 371
 372         r = fec_alloc_bufs(v, fio);
 373         if (unlikely(r < 0))
 374                 return r;
 375
 376         for (pos = 0; pos < 1 << v->data_dev_block_bits; ) {
 377                 fec_init_bufs(v, fio);
 378
 379                 r = fec_read_bufs(v, io, rsb, offset, pos,
 380                                   use_erasures ? &neras : NULL);
 381                 if (unlikely(r < 0))
 382                         return r;
 383
 384                 r = fec_decode_bufs(v, fio, rsb, r, pos, neras);
 385                 if (r < 0)
 386                         return r;
 387
 388                 pos += fio->nbufs << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS;
 389         }
 390
 391         /* Always re-validate the corrected block against the expected hash */
 392         r = verity_hash(v, verity_io_hash_req(v, io), fio->output,
 393                         1 << v->data_dev_block_bits,
 394                         verity_io_real_digest(v, io));
 395         if (unlikely(r < 0))
 396                 return r;
 397
 398         if (memcmp(verity_io_real_digest(v, io), verity_io_want_digest(v, io),
 399                    v->digest_size)) {
 400                 DMERR_LIMIT("%s: FEC %llu: failed to correct (%d erasures)",
 401                             v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb, neras);
 402                 return -EILSEQ;
 403         }
 404
 405         return 0;
 406 }
 407
 408 static int fec_bv_copy(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io, u8 *data,
 409                        size_t len)
 410 {
 411         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 412
 413         memcpy(data, &fio->output[fio->output_pos], len);
 414         fio->output_pos += len;
 415
 416         return 0;
 417 }
 418
 419 /*
 420  * Correct errors in a block. Copies corrected block to dest if non-NULL,
 421  * otherwise to a bio_vec starting from iter.
 422  */
 423 int verity_fec_decode(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 424                       enum verity_block_type type, sector_t block, u8 *dest,
 425                       struct bvec_iter *iter)
 426 {
 427         int r;
 428         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 429         u64 offset, res, rsb;
 430
 431         if (!verity_fec_is_enabled(v))
 432                 return -EOPNOTSUPP;
 433
 434         if (fio->level >= DM_VERITY_FEC_MAX_RECURSION) {
 435                 DMWARN_LIMIT("%s: FEC: recursion too deep", v->data_dev->name);
 436                 return -EIO;
 437         }
 438
 439         fio->level++;
 440
 441         if (type == DM_VERITY_BLOCK_TYPE_METADATA)
 442                 block += v->data_blocks;
 443
 444         /*
 445          * For RS(M, N), the continuous FEC data is divided into blocks of N
 446          * bytes. Since block size may not be divisible by N, the last block
 447          * is zero padded when decoding.
 448          *
 449          * Each byte of the block is covered by a different RS(M, N) code,
 450          * and each code is interleaved over N blocks to make it less likely
 451          * that bursty corruption will leave us in unrecoverable state.
 452          */
 453
 454         offset = block << v->data_dev_block_bits;
 455         res = div64_u64(offset, v->fec->rounds << v->data_dev_block_bits);
 456
 457         /*
 458          * The base RS block we can feed to the interleaver to find out all
 459          * blocks required for decoding.
 460          */
 461         rsb = offset - res * (v->fec->rounds << v->data_dev_block_bits);
 462
 463         /*
 464          * Locating erasures is slow, so attempt to recover the block without
 465          * them first. Do a second attempt with erasures if the corruption is
 466          * bad enough.
 467          */
 468         r = fec_decode_rsb(v, io, fio, rsb, offset, false);
 469         if (r < 0) {
 470                 r = fec_decode_rsb(v, io, fio, rsb, offset, true);
 471                 if (r < 0)
 472                         goto done;
 473         }
 474
 475         if (dest)
 476                 memcpy(dest, fio->output, 1 << v->data_dev_block_bits);
 477         else if (iter) {
 478                 fio->output_pos = 0;
 479                 r = verity_for_bv_block(v, io, iter, fec_bv_copy);
 480         }
 481
 482 done:
 483         fio->level--;
 484         return r;
 485 }
 486
 487 /*
 488  * Clean up per-bio data.
 489  */
 490 void verity_fec_finish_io(struct dm_verity_io *io)
 491 {
 492         unsigned n;
 493         struct dm_verity_fec *f = io->v->fec;
 494         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 495
 496         if (!verity_fec_is_enabled(io->v))
 497                 return;
 498
 499         mempool_free(fio->rs, &f->rs_pool);
 500
 501         fec_for_each_prealloc_buffer(n)
 502                 mempool_free(fio->bufs[n], &f->prealloc_pool);
 503
 504         fec_for_each_extra_buffer(fio, n)
 505                 mempool_free(fio->bufs[n], &f->extra_pool);
 506
 507         mempool_free(fio->output, &f->output_pool);
 508 }
 509
 510 /*
 511  * Initialize per-bio data.
 512  */
 513 void verity_fec_init_io(struct dm_verity_io *io)
 514 {
 515         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 516
 517         if (!verity_fec_is_enabled(io->v))
 518                 return;
 519
 520         fio->rs = NULL;
 521         memset(fio->bufs, 0, sizeof(fio->bufs));
 522         fio->nbufs = 0;
 523         fio->output = NULL;
 524         fio->level = 0;
 525 }
 526
 527 /*
 528  * Append feature arguments and values to the status table.
 529  */
 530 unsigned verity_fec_status_table(struct dm_verity *v, unsigned sz,
 531                                  char *result, unsigned maxlen)
 532 {
 533         if (!verity_fec_is_enabled(v))
 534                 return sz;
 535
 536         DMEMIT(" " DM_VERITY_OPT_FEC_DEV " %s "
 537                DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS " %llu "
 538                DM_VERITY_OPT_FEC_START " %llu "
 539                DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS " %d",
 540                v->fec->dev->name,
 541                (unsigned long long)v->fec->blocks,
 542                (unsigned long long)v->fec->start,
 543                v->fec->roots);
 544
 545         return sz;
 546 }
 547
 548 void verity_fec_dtr(struct dm_verity *v)
 549 {
 550         struct dm_verity_fec *f = v->fec;
 551
 552         if (!verity_fec_is_enabled(v))
 553                 goto out;
 554
 555         mempool_exit(&f->rs_pool);
 556         mempool_exit(&f->prealloc_pool);
 557         mempool_exit(&f->extra_pool);
 558         kmem_cache_destroy(f->cache);
 559
 560         if (f->data_bufio)
 561                 dm_bufio_client_destroy(f->data_bufio);
 562         if (f->bufio)
 563                 dm_bufio_client_destroy(f->bufio);
 564
 565         if (f->dev)
 566                 dm_put_device(v->ti, f->dev);
 567 out:
 568         kfree(f);
 569         v->fec = NULL;
 570 }
 571
 572 static void *fec_rs_alloc(gfp_t gfp_mask, void *pool_data)
 573 {
 574         struct dm_verity *v = (struct dm_verity *)pool_data;
 575
 576         return init_rs_gfp(8, 0x11d, 0, 1, v->fec->roots, gfp_mask);
 577 }
 578
 579 static void fec_rs_free(void *element, void *pool_data)
 580 {
 581         struct rs_control *rs = (struct rs_control *)element;
 582
 583         if (rs)
 584                 free_rs(rs);
 585 }
 586
 587 bool verity_is_fec_opt_arg(const char *arg_name)
 588 {
 589         return (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_DEV) ||
 590                 !strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS) ||
 591                 !strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_START) ||
 592                 !strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS));
 593 }
 594
 595 int verity_fec_parse_opt_args(struct dm_arg_set *as, struct dm_verity *v,
 596                               unsigned *argc, const char *arg_name)
 597 {
 598         int r;
 599         struct dm_target *ti = v->ti;
 600         const char *arg_value;
 601         unsigned long long num_ll;
 602         unsigned char num_c;
 603         char dummy;
 604
 605         if (!*argc) {
 606                 ti->error = "FEC feature arguments require a value";
 607                 return -EINVAL;
 608         }
 609
 610         arg_value = dm_shift_arg(as);
 611         (*argc)--;
 612
 613         if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_DEV)) {
 614                 r = dm_get_device(ti, arg_value, FMODE_READ, &v->fec->dev);
 615                 if (r) {
 616                         ti->error = "FEC device lookup failed";
 617                         return r;
 618                 }
 619
 620         } else if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS)) {
 621                 if (sscanf(arg_value, "%llu%c", &num_ll, &dummy) != 1 ||
 622                     ((sector_t)(num_ll << (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT))
 623                      >> (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT) != num_ll)) {
 624                         ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 625                         return -EINVAL;
 626                 }
 627                 v->fec->blocks = num_ll;
 628
 629         } else if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_START)) {
 630                 if (sscanf(arg_value, "%llu%c", &num_ll, &dummy) != 1 ||
 631                     ((sector_t)(num_ll << (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT)) >>
 632                      (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT) != num_ll)) {
 633                         ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_START;
 634                         return -EINVAL;
 635                 }
 636                 v->fec->start = num_ll;
 637
 638         } else if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS)) {
 639                 if (sscanf(arg_value, "%hhu%c", &num_c, &dummy) != 1 || !num_c ||
 640                     num_c < (DM_VERITY_FEC_RSM - DM_VERITY_FEC_MAX_RSN) ||
 641                     num_c > (DM_VERITY_FEC_RSM - DM_VERITY_FEC_MIN_RSN)) {
 642                         ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS;
 643                         return -EINVAL;
 644                 }
 645                 v->fec->roots = num_c;
 646
 647         } else {
 648                 ti->error = "Unrecognized verity FEC feature request";
 649                 return -EINVAL;
 650         }
 651
 652         return 0;
 653 }
 654
 655 /*
 656  * Allocate dm_verity_fec for v->fec. Must be called before verity_fec_ctr.
 657  */
 658 int verity_fec_ctr_alloc(struct dm_verity *v)
 659 {
 660         struct dm_verity_fec *f;
 661
 662         f = kzalloc(sizeof(struct dm_verity_fec), GFP_KERNEL);
 663         if (!f) {
 664                 v->ti->error = "Cannot allocate FEC structure";
 665                 return -ENOMEM;
 666         }
 667         v->fec = f;
 668
 669         return 0;
 670 }
 671
 672 /*
 673  * Validate arguments and preallocate memory. Must be called after arguments
 674  * have been parsed using verity_fec_parse_opt_args.
 675  */
 676 int verity_fec_ctr(struct dm_verity *v)
 677 {
 678         struct dm_verity_fec *f = v->fec;
 679         struct dm_target *ti = v->ti;
 680         u64 hash_blocks;
 681         int ret;
 682
 683         if (!verity_fec_is_enabled(v)) {
 684                 verity_fec_dtr(v);
 685                 return 0;
 686         }
 687
 688         /*
 689          * FEC is computed over data blocks, possible metadata, and
 690          * hash blocks. In other words, FEC covers total of fec_blocks
 691          * blocks consisting of the following:
 692          *
 693          *  data blocks | hash blocks | metadata (optional)
 694          *
 695          * We allow metadata after hash blocks to support a use case
 696          * where all data is stored on the same device and FEC covers
 697          * the entire area.
 698          *
 699          * If metadata is included, we require it to be available on the
 700          * hash device after the hash blocks.
 701          */
 702
 703         hash_blocks = v->hash_blocks - v->hash_start;
 704
 705         /*
 706          * Require matching block sizes for data and hash devices for
 707          * simplicity.
 708          */
 709         if (v->data_dev_block_bits != v->hash_dev_block_bits) {
 710                 ti->error = "Block sizes must match to use FEC";
 711                 return -EINVAL;
 712         }
 713
 714         if (!f->roots) {
 715                 ti->error = "Missing " DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS;
 716                 return -EINVAL;
 717         }
 718         f->rsn = DM_VERITY_FEC_RSM - f->roots;
 719
 720         if (!f->blocks) {
 721                 ti->error = "Missing " DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 722                 return -EINVAL;
 723         }
 724
 725         f->rounds = f->blocks;
 726         if (sector_div(f->rounds, f->rsn))
 727                 f->rounds++;
 728
 729         /*
 730          * Due to optional metadata, f->blocks can be larger than
 731          * data_blocks and hash_blocks combined.
 732          */
 733         if (f->blocks < v->data_blocks + hash_blocks || !f->rounds) {
 734                 ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 735                 return -EINVAL;
 736         }
 737
 738         /*
 739          * Metadata is accessed through the hash device, so we require
 740          * it to be large enough.
 741          */
 742         f->hash_blocks = f->blocks - v->data_blocks;
 743         if (dm_bufio_get_device_size(v->bufio) < f->hash_blocks) {
 744                 ti->error = "Hash device is too small for "
 745                         DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 746                 return -E2BIG;
 747         }
 748
 749         f->bufio = dm_bufio_client_create(f->dev->bdev,
 750                                           1 << v->data_dev_block_bits,
 751                                           1, 0, NULL, NULL);
 752         if (IS_ERR(f->bufio)) {
 753                 ti->error = "Cannot initialize FEC bufio client";
 754                 return PTR_ERR(f->bufio);
 755         }
 756
 757         if (dm_bufio_get_device_size(f->bufio) <
 758             ((f->start + f->rounds * f->roots) >> v->data_dev_block_bits)) {
 759                 ti->error = "FEC device is too small";
 760                 return -E2BIG;
 761         }
 762
 763         f->data_bufio = dm_bufio_client_create(v->data_dev->bdev,
 764                                                1 << v->data_dev_block_bits,
 765                                                1, 0, NULL, NULL);
 766         if (IS_ERR(f->data_bufio)) {
 767                 ti->error = "Cannot initialize FEC data bufio client";
 768                 return PTR_ERR(f->data_bufio);
 769         }
 770
 771         if (dm_bufio_get_device_size(f->data_bufio) < v->data_blocks) {
 772                 ti->error = "Data device is too small";
 773                 return -E2BIG;
 774         }
 775
 776         /* Preallocate an rs_control structure for each worker thread */
 777         ret = mempool_init(&f->rs_pool, num_online_cpus(), fec_rs_alloc,
 778                            fec_rs_free, (void *) v);
 779         if (ret) {
 780                 ti->error = "Cannot allocate RS pool";
 781                 return ret;
 782         }
 783
 784         f->cache = kmem_cache_create("dm_verity_fec_buffers",
 785                                      f->rsn << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS,
 786                                      0, 0, NULL);
 787         if (!f->cache) {
 788                 ti->error = "Cannot create FEC buffer cache";
 789                 return -ENOMEM;
 790         }
 791
 792         /* Preallocate DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC buffers for each thread */
 793         ret = mempool_init_slab_pool(&f->prealloc_pool, num_online_cpus() *
 794                                      DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC,
 795                                      f->cache);
 796         if (ret) {
 797                 ti->error = "Cannot allocate FEC buffer prealloc pool";
 798                 return ret;
 799         }
 800
 801         ret = mempool_init_slab_pool(&f->extra_pool, 0, f->cache);
 802         if (ret) {
 803                 ti->error = "Cannot allocate FEC buffer extra pool";
 804                 return ret;
 805         }
 806
 807         /* Preallocate an output buffer for each thread */
 808         ret = mempool_init_kmalloc_pool(&f->output_pool, num_online_cpus(),
 809                                         1 << v->data_dev_block_bits);
 810         if (ret) {
 811                 ti->error = "Cannot allocate FEC output pool";
 812                 return ret;
 813         }
 814
 815         /* Reserve space for our per-bio data */
 816         ti->per_io_data_size += sizeof(struct dm_verity_fec_io);
 817
 818         return 0;
 819 }