drivers/md/dm-verity-fec.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2015 Google, Inc.
   4  *
   5  * Author: Sami Tolvanen <samitolvanen@google.com>
   6  */
   7
   8 #include "dm-verity-fec.h"
   9 #include <linux/math64.h>
  10
  11 #define DM_MSG_PREFIX   "verity-fec"
  12
  13 /*
  14  * If error correction has been configured, returns true.
  15  */
  16 bool verity_fec_is_enabled(struct dm_verity *v)
  17 {
  18         return v->fec && v->fec->dev;
  19 }
  20
  21 /*
  22  * Return a pointer to dm_verity_fec_io after dm_verity_io and its variable
  23  * length fields.
  24  */
  25 static inline struct dm_verity_fec_io *fec_io(struct dm_verity_io *io)
  26 {
  27         return (struct dm_verity_fec_io *)
  28                 ((char *)io + io->v->ti->per_io_data_size - sizeof(struct dm_verity_fec_io));
  29 }
  30
  31 /*
  32  * Return an interleaved offset for a byte in RS block.
  33  */
  34 static inline u64 fec_interleave(struct dm_verity *v, u64 offset)
  35 {
  36         u32 mod;
  37
  38         mod = do_div(offset, v->fec->rsn);
  39         return offset + mod * (v->fec->rounds << v->data_dev_block_bits);
  40 }
  41
  42 /*
  43  * Decode an RS block using Reed-Solomon.
  44  */
  45 static int fec_decode_rs8(struct dm_verity *v, struct dm_verity_fec_io *fio,
  46                           u8 *data, u8 *fec, int neras)
  47 {
  48         int i;
  49         uint16_t par[DM_VERITY_FEC_RSM - DM_VERITY_FEC_MIN_RSN];
  50
  51         for (i = 0; i < v->fec->roots; i++)
  52                 par[i] = fec[i];
  53
  54         return decode_rs8(fio->rs, data, par, v->fec->rsn, NULL, neras,
  55                           fio->erasures, 0, NULL);
  56 }
  57
  58 /*
  59  * Read error-correcting codes for the requested RS block. Returns a pointer
  60  * to the data block. Caller is responsible for releasing buf.
  61  */
  62 static u8 *fec_read_parity(struct dm_verity *v, u64 rsb, int index,
  63                            unsigned int *offset, struct dm_buffer **buf,
  64                            unsigned short ioprio)
  65 {
  66         u64 position, block, rem;
  67         u8 *res;
  68
  69         position = (index + rsb) * v->fec->roots;
  70         block = div64_u64_rem(position, v->fec->io_size, &rem);
  71         *offset = (unsigned int)rem;
  72
  73         res = dm_bufio_read_with_ioprio(v->fec->bufio, block, buf, ioprio);
  74         if (IS_ERR(res)) {
  75                 DMERR("%s: FEC %llu: parity read failed (block %llu): %ld",
  76                       v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb,
  77                       (unsigned long long)block, PTR_ERR(res));
  78                 *buf = NULL;
  79         }
  80
  81         return res;
  82 }
  83
  84 /* Loop over each preallocated buffer slot. */
  85 #define fec_for_each_prealloc_buffer(__i) \
  86         for (__i = 0; __i < DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC; __i++)
  87
  88 /* Loop over each extra buffer slot. */
  89 #define fec_for_each_extra_buffer(io, __i) \
  90         for (__i = DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC; __i < DM_VERITY_FEC_BUF_MAX; __i++)
  91
  92 /* Loop over each allocated buffer. */
  93 #define fec_for_each_buffer(io, __i) \
  94         for (__i = 0; __i < (io)->nbufs; __i++)
  95
  96 /* Loop over each RS block in each allocated buffer. */
  97 #define fec_for_each_buffer_rs_block(io, __i, __j) \
  98         fec_for_each_buffer(io, __i) \
  99                 for (__j = 0; __j < 1 << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS; __j++)
 100
 101 /*
 102  * Return a pointer to the current RS block when called inside
 103  * fec_for_each_buffer_rs_block.
 104  */
 105 static inline u8 *fec_buffer_rs_block(struct dm_verity *v,
 106                                       struct dm_verity_fec_io *fio,
 107                                       unsigned int i, unsigned int j)
 108 {
 109         return &fio->bufs[i][j * v->fec->rsn];
 110 }
 111
 112 /*
 113  * Return an index to the current RS block when called inside
 114  * fec_for_each_buffer_rs_block.
 115  */
 116 static inline unsigned int fec_buffer_rs_index(unsigned int i, unsigned int j)
 117 {
 118         return (i << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS) + j;
 119 }
 120
 121 /*
 122  * Decode all RS blocks from buffers and copy corrected bytes into fio->output
 123  * starting from block_offset.
 124  */
 125 static int fec_decode_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 126                            struct dm_verity_fec_io *fio, u64 rsb, int byte_index,
 127                            unsigned int block_offset, int neras)
 128 {
 129         int r, corrected = 0, res;
 130         struct dm_buffer *buf;
 131         unsigned int n, i, offset;
 132         u8 *par, *block;
 133         struct bio *bio = dm_bio_from_per_bio_data(io, v->ti->per_io_data_size);
 134
 135         par = fec_read_parity(v, rsb, block_offset, &offset, &buf, bio_prio(bio));
 136         if (IS_ERR(par))
 137                 return PTR_ERR(par);
 138
 139         /*
 140          * Decode the RS blocks we have in bufs. Each RS block results in
 141          * one corrected target byte and consumes fec->roots parity bytes.
 142          */
 143         fec_for_each_buffer_rs_block(fio, n, i) {
 144                 block = fec_buffer_rs_block(v, fio, n, i);
 145                 res = fec_decode_rs8(v, fio, block, &par[offset], neras);
 146                 if (res < 0) {
 147                         r = res;
 148                         goto error;
 149                 }
 150
 151                 corrected += res;
 152                 fio->output[block_offset] = block[byte_index];
 153
 154                 block_offset++;
 155                 if (block_offset >= 1 << v->data_dev_block_bits)
 156                         goto done;
 157
 158                 /* read the next block when we run out of parity bytes */
 159                 offset += v->fec->roots;
 160                 if (offset >= v->fec->io_size) {
 161                         dm_bufio_release(buf);
 162
 163                         par = fec_read_parity(v, rsb, block_offset, &offset, &buf, bio_prio(bio));
 164                         if (IS_ERR(par))
 165                                 return PTR_ERR(par);
 166                 }
 167         }
 168 done:
 169         r = corrected;
 170 error:
 171         dm_bufio_release(buf);
 172
 173         if (r < 0 && neras)
 174                 DMERR_LIMIT("%s: FEC %llu: failed to correct: %d",
 175                             v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb, r);
 176         else if (r > 0)
 177                 DMWARN_LIMIT("%s: FEC %llu: corrected %d errors",
 178                              v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb, r);
 179
 180         return r;
 181 }
 182
 183 /*
 184  * Locate data block erasures using verity hashes.
 185  */
 186 static int fec_is_erasure(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 187                           u8 *want_digest, u8 *data)
 188 {
 189         if (unlikely(verity_hash(v, verity_io_hash_req(v, io),
 190                                  data, 1 << v->data_dev_block_bits,
 191                                  verity_io_real_digest(v, io), true)))
 192                 return 0;
 193
 194         return memcmp(verity_io_real_digest(v, io), want_digest,
 195                       v->digest_size) != 0;
 196 }
 197
 198 /*
 199  * Read data blocks that are part of the RS block and deinterleave as much as
 200  * fits into buffers. Check for erasure locations if @neras is non-NULL.
 201  */
 202 static int fec_read_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 203                          u64 rsb, u64 target, unsigned int block_offset,
 204                          int *neras)
 205 {
 206         bool is_zero;
 207         int i, j, target_index = -1;
 208         struct dm_buffer *buf;
 209         struct dm_bufio_client *bufio;
 210         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 211         u64 block, ileaved;
 212         u8 *bbuf, *rs_block;
 213         u8 want_digest[HASH_MAX_DIGESTSIZE];
 214         unsigned int n, k;
 215         struct bio *bio = dm_bio_from_per_bio_data(io, v->ti->per_io_data_size);
 216
 217         if (neras)
 218                 *neras = 0;
 219
 220         if (WARN_ON(v->digest_size > sizeof(want_digest)))
 221                 return -EINVAL;
 222
 223         /*
 224          * read each of the rsn data blocks that are part of the RS block, and
 225          * interleave contents to available bufs
 226          */
 227         for (i = 0; i < v->fec->rsn; i++) {
 228                 ileaved = fec_interleave(v, rsb * v->fec->rsn + i);
 229
 230                 /*
 231                  * target is the data block we want to correct, target_index is
 232                  * the index of this block within the rsn RS blocks
 233                  */
 234                 if (ileaved == target)
 235                         target_index = i;
 236
 237                 block = ileaved >> v->data_dev_block_bits;
 238                 bufio = v->fec->data_bufio;
 239
 240                 if (block >= v->data_blocks) {
 241                         block -= v->data_blocks;
 242
 243                         /*
 244                          * blocks outside the area were assumed to contain
 245                          * zeros when encoding data was generated
 246                          */
 247                         if (unlikely(block >= v->fec->hash_blocks))
 248                                 continue;
 249
 250                         block += v->hash_start;
 251                         bufio = v->bufio;
 252                 }
 253
 254                 bbuf = dm_bufio_read_with_ioprio(bufio, block, &buf, bio_prio(bio));
 255                 if (IS_ERR(bbuf)) {
 256                         DMWARN_LIMIT("%s: FEC %llu: read failed (%llu): %ld",
 257                                      v->data_dev->name,
 258                                      (unsigned long long)rsb,
 259                                      (unsigned long long)block, PTR_ERR(bbuf));
 260
 261                         /* assume the block is corrupted */
 262                         if (neras && *neras <= v->fec->roots)
 263                                 fio->erasures[(*neras)++] = i;
 264
 265                         continue;
 266                 }
 267
 268                 /* locate erasures if the block is on the data device */
 269                 if (bufio == v->fec->data_bufio &&
 270                     verity_hash_for_block(v, io, block, want_digest,
 271                                           &is_zero) == 0) {
 272                         /* skip known zero blocks entirely */
 273                         if (is_zero)
 274                                 goto done;
 275
 276                         /*
 277                          * skip if we have already found the theoretical
 278                          * maximum number (i.e. fec->roots) of erasures
 279                          */
 280                         if (neras && *neras <= v->fec->roots &&
 281                             fec_is_erasure(v, io, want_digest, bbuf))
 282                                 fio->erasures[(*neras)++] = i;
 283                 }
 284
 285                 /*
 286                  * deinterleave and copy the bytes that fit into bufs,
 287                  * starting from block_offset
 288                  */
 289                 fec_for_each_buffer_rs_block(fio, n, j) {
 290                         k = fec_buffer_rs_index(n, j) + block_offset;
 291
 292                         if (k >= 1 << v->data_dev_block_bits)
 293                                 goto done;
 294
 295                         rs_block = fec_buffer_rs_block(v, fio, n, j);
 296                         rs_block[i] = bbuf[k];
 297                 }
 298 done:
 299                 dm_bufio_release(buf);
 300         }
 301
 302         return target_index;
 303 }
 304
 305 /*
 306  * Allocate RS control structure and FEC buffers from preallocated mempools,
 307  * and attempt to allocate as many extra buffers as available.
 308  */
 309 static int fec_alloc_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_fec_io *fio)
 310 {
 311         unsigned int n;
 312
 313         if (!fio->rs)
 314                 fio->rs = mempool_alloc(&v->fec->rs_pool, GFP_NOIO);
 315
 316         fec_for_each_prealloc_buffer(n) {
 317                 if (fio->bufs[n])
 318                         continue;
 319
 320                 fio->bufs[n] = mempool_alloc(&v->fec->prealloc_pool, GFP_NOWAIT);
 321                 if (unlikely(!fio->bufs[n])) {
 322                         DMERR("failed to allocate FEC buffer");
 323                         return -ENOMEM;
 324                 }
 325         }
 326
 327         /* try to allocate the maximum number of buffers */
 328         fec_for_each_extra_buffer(fio, n) {
 329                 if (fio->bufs[n])
 330                         continue;
 331
 332                 fio->bufs[n] = mempool_alloc(&v->fec->extra_pool, GFP_NOWAIT);
 333                 /* we can manage with even one buffer if necessary */
 334                 if (unlikely(!fio->bufs[n]))
 335                         break;
 336         }
 337         fio->nbufs = n;
 338
 339         if (!fio->output)
 340                 fio->output = mempool_alloc(&v->fec->output_pool, GFP_NOIO);
 341
 342         return 0;
 343 }
 344
 345 /*
 346  * Initialize buffers and clear erasures. fec_read_bufs() assumes buffers are
 347  * zeroed before deinterleaving.
 348  */
 349 static void fec_init_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_fec_io *fio)
 350 {
 351         unsigned int n;
 352
 353         fec_for_each_buffer(fio, n)
 354                 memset(fio->bufs[n], 0, v->fec->rsn << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS);
 355
 356         memset(fio->erasures, 0, sizeof(fio->erasures));
 357 }
 358
 359 /*
 360  * Decode all RS blocks in a single data block and return the target block
 361  * (indicated by @offset) in fio->output. If @use_erasures is non-zero, uses
 362  * hashes to locate erasures.
 363  */
 364 static int fec_decode_rsb(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 365                           struct dm_verity_fec_io *fio, u64 rsb, u64 offset,
 366                           bool use_erasures)
 367 {
 368         int r, neras = 0;
 369         unsigned int pos;
 370
 371         r = fec_alloc_bufs(v, fio);
 372         if (unlikely(r < 0))
 373                 return r;
 374
 375         for (pos = 0; pos < 1 << v->data_dev_block_bits; ) {
 376                 fec_init_bufs(v, fio);
 377
 378                 r = fec_read_bufs(v, io, rsb, offset, pos,
 379                                   use_erasures ? &neras : NULL);
 380                 if (unlikely(r < 0))
 381                         return r;
 382
 383                 r = fec_decode_bufs(v, io, fio, rsb, r, pos, neras);
 384                 if (r < 0)
 385                         return r;
 386
 387                 pos += fio->nbufs << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS;
 388         }
 389
 390         /* Always re-validate the corrected block against the expected hash */
 391         r = verity_hash(v, verity_io_hash_req(v, io), fio->output,
 392                         1 << v->data_dev_block_bits,
 393                         verity_io_real_digest(v, io), true);
 394         if (unlikely(r < 0))
 395                 return r;
 396
 397         if (memcmp(verity_io_real_digest(v, io), verity_io_want_digest(v, io),
 398                    v->digest_size)) {
 399                 DMERR_LIMIT("%s: FEC %llu: failed to correct (%d erasures)",
 400                             v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb, neras);
 401                 return -EILSEQ;
 402         }
 403
 404         return 0;
 405 }
 406
 407 static int fec_bv_copy(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io, u8 *data,
 408                        size_t len)
 409 {
 410         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 411
 412         memcpy(data, &fio->output[fio->output_pos], len);
 413         fio->output_pos += len;
 414
 415         return 0;
 416 }
 417
 418 /*
 419  * Correct errors in a block. Copies corrected block to dest if non-NULL,
 420  * otherwise to a bio_vec starting from iter.
 421  */
 422 int verity_fec_decode(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 423                       enum verity_block_type type, sector_t block, u8 *dest,
 424                       struct bvec_iter *iter)
 425 {
 426         int r;
 427         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 428         u64 offset, res, rsb;
 429
 430         if (!verity_fec_is_enabled(v))
 431                 return -EOPNOTSUPP;
 432
 433         if (fio->level >= DM_VERITY_FEC_MAX_RECURSION) {
 434                 DMWARN_LIMIT("%s: FEC: recursion too deep", v->data_dev->name);
 435                 return -EIO;
 436         }
 437
 438         fio->level++;
 439
 440         if (type == DM_VERITY_BLOCK_TYPE_METADATA)
 441                 block = block - v->hash_start + v->data_blocks;
 442
 443         /*
 444          * For RS(M, N), the continuous FEC data is divided into blocks of N
 445          * bytes. Since block size may not be divisible by N, the last block
 446          * is zero padded when decoding.
 447          *
 448          * Each byte of the block is covered by a different RS(M, N) code,
 449          * and each code is interleaved over N blocks to make it less likely
 450          * that bursty corruption will leave us in unrecoverable state.
 451          */
 452
 453         offset = block << v->data_dev_block_bits;
 454         res = div64_u64(offset, v->fec->rounds << v->data_dev_block_bits);
 455
 456         /*
 457          * The base RS block we can feed to the interleaver to find out all
 458          * blocks required for decoding.
 459          */
 460         rsb = offset - res * (v->fec->rounds << v->data_dev_block_bits);
 461
 462         /*
 463          * Locating erasures is slow, so attempt to recover the block without
 464          * them first. Do a second attempt with erasures if the corruption is
 465          * bad enough.
 466          */
 467         r = fec_decode_rsb(v, io, fio, rsb, offset, false);
 468         if (r < 0) {
 469                 r = fec_decode_rsb(v, io, fio, rsb, offset, true);
 470                 if (r < 0)
 471                         goto done;
 472         }
 473
 474         if (dest)
 475                 memcpy(dest, fio->output, 1 << v->data_dev_block_bits);
 476         else if (iter) {
 477                 fio->output_pos = 0;
 478                 r = verity_for_bv_block(v, io, iter, fec_bv_copy);
 479         }
 480
 481 done:
 482         fio->level--;
 483         return r;
 484 }
 485
 486 /*
 487  * Clean up per-bio data.
 488  */
 489 void verity_fec_finish_io(struct dm_verity_io *io)
 490 {
 491         unsigned int n;
 492         struct dm_verity_fec *f = io->v->fec;
 493         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 494
 495         if (!verity_fec_is_enabled(io->v))
 496                 return;
 497
 498         mempool_free(fio->rs, &f->rs_pool);
 499
 500         fec_for_each_prealloc_buffer(n)
 501                 mempool_free(fio->bufs[n], &f->prealloc_pool);
 502
 503         fec_for_each_extra_buffer(fio, n)
 504                 mempool_free(fio->bufs[n], &f->extra_pool);
 505
 506         mempool_free(fio->output, &f->output_pool);
 507 }
 508
 509 /*
 510  * Initialize per-bio data.
 511  */
 512 void verity_fec_init_io(struct dm_verity_io *io)
 513 {
 514         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 515
 516         if (!verity_fec_is_enabled(io->v))
 517                 return;
 518
 519         fio->rs = NULL;
 520         memset(fio->bufs, 0, sizeof(fio->bufs));
 521         fio->nbufs = 0;
 522         fio->output = NULL;
 523         fio->level = 0;
 524 }
 525
 526 /*
 527  * Append feature arguments and values to the status table.
 528  */
 529 unsigned int verity_fec_status_table(struct dm_verity *v, unsigned int sz,
 530                                  char *result, unsigned int maxlen)
 531 {
 532         if (!verity_fec_is_enabled(v))
 533                 return sz;
 534
 535         DMEMIT(" " DM_VERITY_OPT_FEC_DEV " %s "
 536                DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS " %llu "
 537                DM_VERITY_OPT_FEC_START " %llu "
 538                DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS " %d",
 539                v->fec->dev->name,
 540                (unsigned long long)v->fec->blocks,
 541                (unsigned long long)v->fec->start,
 542                v->fec->roots);
 543
 544         return sz;
 545 }
 546
 547 void verity_fec_dtr(struct dm_verity *v)
 548 {
 549         struct dm_verity_fec *f = v->fec;
 550
 551         if (!verity_fec_is_enabled(v))
 552                 goto out;
 553
 554         mempool_exit(&f->rs_pool);
 555         mempool_exit(&f->prealloc_pool);
 556         mempool_exit(&f->extra_pool);
 557         mempool_exit(&f->output_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 = 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 = 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 int *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, BLK_OPEN_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, fec_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         if ((f->roots << SECTOR_SHIFT) & ((1 << v->data_dev_block_bits) - 1))
 750                 f->io_size = 1 << v->data_dev_block_bits;
 751         else
 752                 f->io_size = v->fec->roots << SECTOR_SHIFT;
 753
 754         f->bufio = dm_bufio_client_create(f->dev->bdev,
 755                                           f->io_size,
 756                                           1, 0, NULL, NULL, 0);
 757         if (IS_ERR(f->bufio)) {
 758                 ti->error = "Cannot initialize FEC bufio client";
 759                 return PTR_ERR(f->bufio);
 760         }
 761
 762         dm_bufio_set_sector_offset(f->bufio, f->start << (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT));
 763
 764         fec_blocks = div64_u64(f->rounds * f->roots, v->fec->roots << SECTOR_SHIFT);
 765         if (dm_bufio_get_device_size(f->bufio) < fec_blocks) {
 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, 0);
 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         ret = mempool_init(&f->rs_pool, num_online_cpus(), fec_rs_alloc,
 785                            fec_rs_free, (void *) v);
 786         if (ret) {
 787                 ti->error = "Cannot allocate RS pool";
 788                 return ret;
 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         ret = mempool_init_slab_pool(&f->prealloc_pool, num_online_cpus() *
 801                                      DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC,
 802                                      f->cache);
 803         if (ret) {
 804                 ti->error = "Cannot allocate FEC buffer prealloc pool";
 805                 return ret;
 806         }
 807
 808         ret = mempool_init_slab_pool(&f->extra_pool, 0, f->cache);
 809         if (ret) {
 810                 ti->error = "Cannot allocate FEC buffer extra pool";
 811                 return ret;
 812         }
 813
 814         /* Preallocate an output buffer for each thread */
 815         ret = mempool_init_kmalloc_pool(&f->output_pool, num_online_cpus(),
 816                                         1 << v->data_dev_block_bits);
 817         if (ret) {
 818                 ti->error = "Cannot allocate FEC output pool";
 819                 return ret;
 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 }