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