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                         dm_bufio_release(buf);
 150
 151                         r = res;
 152                         goto error;
 153                 }
 154
 155                 corrected += res;
 156                 fio->output[block_offset] = block[byte_index];
 157
 158                 block_offset++;
 159                 if (block_offset >= 1 << v->data_dev_block_bits)
 160                         goto done;
 161
 162                 /* read the next block when we run out of parity bytes */
 163                 offset += v->fec->roots;
 164                 if (offset >= 1 << v->data_dev_block_bits) {
 165                         dm_bufio_release(buf);
 166
 167                         par = fec_read_parity(v, rsb, block_offset, &offset, &buf);
 168                         if (unlikely(IS_ERR(par)))
 169                                 return PTR_ERR(par);
 170                 }
 171         }
 172 done:
 173         r = corrected;
 174 error:
 175         if (r < 0 && neras)
 176                 DMERR_LIMIT("%s: FEC %llu: failed to correct: %d",
 177                             v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb, r);
 178         else if (r > 0)
 179                 DMWARN_LIMIT("%s: FEC %llu: corrected %d errors",
 180                              v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb, r);
 181
 182         return r;
 183 }
 184
 185 /*
 186  * Locate data block erasures using verity hashes.
 187  */
 188 static int fec_is_erasure(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 189                           u8 *want_digest, u8 *data)
 190 {
 191         if (unlikely(verity_hash(v, verity_io_hash_desc(v, io),
 192                                  data, 1 << v->data_dev_block_bits,
 193                                  verity_io_real_digest(v, io))))
 194                 return 0;
 195
 196         return memcmp(verity_io_real_digest(v, io), want_digest,
 197                       v->digest_size) != 0;
 198 }
 199
 200 /*
 201  * Read data blocks that are part of the RS block and deinterleave as much as
 202  * fits into buffers. Check for erasure locations if @neras is non-NULL.
 203  */
 204 static int fec_read_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 205                          u64 rsb, u64 target, unsigned block_offset,
 206                          int *neras)
 207 {
 208         int i, j, target_index = -1;
 209         struct dm_buffer *buf;
 210         struct dm_bufio_client *bufio;
 211         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 212         u64 block, ileaved;
 213         u8 *bbuf, *rs_block;
 214         u8 want_digest[v->digest_size];
 215         unsigned n, k;
 216
 217         if (neras)
 218                 *neras = 0;
 219
 220         /*
 221          * read each of the rsn data blocks that are part of the RS block, and
 222          * interleave contents to available bufs
 223          */
 224         for (i = 0; i < v->fec->rsn; i++) {
 225                 ileaved = fec_interleave(v, rsb * v->fec->rsn + i);
 226
 227                 /*
 228                  * target is the data block we want to correct, target_index is
 229                  * the index of this block within the rsn RS blocks
 230                  */
 231                 if (ileaved == target)
 232                         target_index = i;
 233
 234                 block = ileaved >> v->data_dev_block_bits;
 235                 bufio = v->fec->data_bufio;
 236
 237                 if (block >= v->data_blocks) {
 238                         block -= v->data_blocks;
 239
 240                         /*
 241                          * blocks outside the area were assumed to contain
 242                          * zeros when encoding data was generated
 243                          */
 244                         if (unlikely(block >= v->fec->hash_blocks))
 245                                 continue;
 246
 247                         block += v->hash_start;
 248                         bufio = v->bufio;
 249                 }
 250
 251                 bbuf = dm_bufio_read(bufio, block, &buf);
 252                 if (unlikely(IS_ERR(bbuf))) {
 253                         DMWARN_LIMIT("%s: FEC %llu: read failed (%llu): %ld",
 254                                      v->data_dev->name,
 255                                      (unsigned long long)rsb,
 256                                      (unsigned long long)block, PTR_ERR(bbuf));
 257
 258                         /* assume the block is corrupted */
 259                         if (neras && *neras <= v->fec->roots)
 260                                 fio->erasures[(*neras)++] = i;
 261
 262                         continue;
 263                 }
 264
 265                 /* locate erasures if the block is on the data device */
 266                 if (bufio == v->fec->data_bufio &&
 267                     verity_hash_for_block(v, io, block, want_digest) == 0) {
 268                         /*
 269                          * skip if we have already found the theoretical
 270                          * maximum number (i.e. fec->roots) of erasures
 271                          */
 272                         if (neras && *neras <= v->fec->roots &&
 273                             fec_is_erasure(v, io, want_digest, bbuf))
 274                                 fio->erasures[(*neras)++] = i;
 275                 }
 276
 277                 /*
 278                  * deinterleave and copy the bytes that fit into bufs,
 279                  * starting from block_offset
 280                  */
 281                 fec_for_each_buffer_rs_block(fio, n, j) {
 282                         k = fec_buffer_rs_index(n, j) + block_offset;
 283
 284                         if (k >= 1 << v->data_dev_block_bits)
 285                                 goto done;
 286
 287                         rs_block = fec_buffer_rs_block(v, fio, n, j);
 288                         rs_block[i] = bbuf[k];
 289                 }
 290 done:
 291                 dm_bufio_release(buf);
 292         }
 293
 294         return target_index;
 295 }
 296
 297 /*
 298  * Allocate RS control structure and FEC buffers from preallocated mempools,
 299  * and attempt to allocate as many extra buffers as available.
 300  */
 301 static int fec_alloc_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_fec_io *fio)
 302 {
 303         unsigned n;
 304
 305         if (!fio->rs) {
 306                 fio->rs = mempool_alloc(v->fec->rs_pool, 0);
 307                 if (unlikely(!fio->rs)) {
 308                         DMERR("failed to allocate RS");
 309                         return -ENOMEM;
 310                 }
 311         }
 312
 313         fec_for_each_prealloc_buffer(n) {
 314                 if (fio->bufs[n])
 315                         continue;
 316
 317                 fio->bufs[n] = mempool_alloc(v->fec->prealloc_pool, GFP_NOIO);
 318                 if (unlikely(!fio->bufs[n])) {
 319                         DMERR("failed to allocate FEC buffer");
 320                         return -ENOMEM;
 321                 }
 322         }
 323
 324         /* try to allocate the maximum number of buffers */
 325         fec_for_each_extra_buffer(fio, n) {
 326                 if (fio->bufs[n])
 327                         continue;
 328
 329                 fio->bufs[n] = mempool_alloc(v->fec->extra_pool, GFP_NOIO);
 330                 /* we can manage with even one buffer if necessary */
 331                 if (unlikely(!fio->bufs[n]))
 332                         break;
 333         }
 334         fio->nbufs = n;
 335
 336         if (!fio->output) {
 337                 fio->output = mempool_alloc(v->fec->output_pool, GFP_NOIO);
 338
 339                 if (!fio->output) {
 340                         DMERR("failed to allocate FEC page");
 341                         return -ENOMEM;
 342                 }
 343         }
 344
 345         return 0;
 346 }
 347
 348 /*
 349  * Initialize buffers and clear erasures. fec_read_bufs() assumes buffers are
 350  * zeroed before deinterleaving.
 351  */
 352 static void fec_init_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_fec_io *fio)
 353 {
 354         unsigned n;
 355
 356         fec_for_each_buffer(fio, n)
 357                 memset(fio->bufs[n], 0, v->fec->rsn << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS);
 358
 359         memset(fio->erasures, 0, sizeof(fio->erasures));
 360 }
 361
 362 /*
 363  * Decode all RS blocks in a single data block and return the target block
 364  * (indicated by @offset) in fio->output. If @use_erasures is non-zero, uses
 365  * hashes to locate erasures.
 366  */
 367 static int fec_decode_rsb(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 368                           struct dm_verity_fec_io *fio, u64 rsb, u64 offset,
 369                           bool use_erasures)
 370 {
 371         int r, neras = 0;
 372         unsigned pos;
 373
 374         r = fec_alloc_bufs(v, fio);
 375         if (unlikely(r < 0))
 376                 return r;
 377
 378         for (pos = 0; pos < 1 << v->data_dev_block_bits; ) {
 379                 fec_init_bufs(v, fio);
 380
 381                 r = fec_read_bufs(v, io, rsb, offset, pos,
 382                                   use_erasures ? &neras : NULL);
 383                 if (unlikely(r < 0))
 384                         return r;
 385
 386                 r = fec_decode_bufs(v, fio, rsb, r, pos, neras);
 387                 if (r < 0)
 388                         return r;
 389
 390                 pos += fio->nbufs << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS;
 391         }
 392
 393         /* Always re-validate the corrected block against the expected hash */
 394         r = verity_hash(v, verity_io_hash_desc(v, io), fio->output,
 395                         1 << v->data_dev_block_bits,
 396                         verity_io_real_digest(v, io));
 397         if (unlikely(r < 0))
 398                 return r;
 399
 400         if (memcmp(verity_io_real_digest(v, io), verity_io_want_digest(v, io),
 401                    v->digest_size)) {
 402                 DMERR_LIMIT("%s: FEC %llu: failed to correct (%d erasures)",
 403                             v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb, neras);
 404                 return -EILSEQ;
 405         }
 406
 407         return 0;
 408 }
 409
 410 static int fec_bv_copy(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io, u8 *data,
 411                        size_t len)
 412 {
 413         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 414
 415         memcpy(data, &fio->output[fio->output_pos], len);
 416         fio->output_pos += len;
 417
 418         return 0;
 419 }
 420
 421 /*
 422  * Correct errors in a block. Copies corrected block to dest if non-NULL,
 423  * otherwise to a bio_vec starting from iter.
 424  */
 425 int verity_fec_decode(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 426                       enum verity_block_type type, sector_t block, u8 *dest,
 427                       struct bvec_iter *iter)
 428 {
 429         int r;
 430         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 431         u64 offset, res, rsb;
 432
 433         if (!verity_fec_is_enabled(v))
 434                 return -EOPNOTSUPP;
 435
 436         if (type == DM_VERITY_BLOCK_TYPE_METADATA)
 437                 block += v->data_blocks;
 438
 439         /*
 440          * For RS(M, N), the continuous FEC data is divided into blocks of N
 441          * bytes. Since block size may not be divisible by N, the last block
 442          * is zero padded when decoding.
 443          *
 444          * Each byte of the block is covered by a different RS(M, N) code,
 445          * and each code is interleaved over N blocks to make it less likely
 446          * that bursty corruption will leave us in unrecoverable state.
 447          */
 448
 449         offset = block << v->data_dev_block_bits;
 450
 451         res = offset;
 452         div64_u64(res, 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                         return r;
 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         return r;
 480 }
 481
 482 /*
 483  * Clean up per-bio data.
 484  */
 485 void verity_fec_finish_io(struct dm_verity_io *io)
 486 {
 487         unsigned n;
 488         struct dm_verity_fec *f = io->v->fec;
 489         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 490
 491         if (!verity_fec_is_enabled(io->v))
 492                 return;
 493
 494         mempool_free(fio->rs, f->rs_pool);
 495
 496         fec_for_each_prealloc_buffer(n)
 497                 mempool_free(fio->bufs[n], f->prealloc_pool);
 498
 499         fec_for_each_extra_buffer(fio, n)
 500                 mempool_free(fio->bufs[n], f->extra_pool);
 501
 502         mempool_free(fio->output, f->output_pool);
 503 }
 504
 505 /*
 506  * Initialize per-bio data.
 507  */
 508 void verity_fec_init_io(struct dm_verity_io *io)
 509 {
 510         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 511
 512         if (!verity_fec_is_enabled(io->v))
 513                 return;
 514
 515         fio->rs = NULL;
 516         memset(fio->bufs, 0, sizeof(fio->bufs));
 517         fio->nbufs = 0;
 518         fio->output = NULL;
 519 }
 520
 521 /*
 522  * Append feature arguments and values to the status table.
 523  */
 524 unsigned verity_fec_status_table(struct dm_verity *v, unsigned sz,
 525                                  char *result, unsigned maxlen)
 526 {
 527         if (!verity_fec_is_enabled(v))
 528                 return sz;
 529
 530         DMEMIT(" " DM_VERITY_OPT_FEC_DEV " %s "
 531                DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS " %llu "
 532                DM_VERITY_OPT_FEC_START " %llu "
 533                DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS " %d",
 534                v->fec->dev->name,
 535                (unsigned long long)v->fec->blocks,
 536                (unsigned long long)v->fec->start,
 537                v->fec->roots);
 538
 539         return sz;
 540 }
 541
 542 void verity_fec_dtr(struct dm_verity *v)
 543 {
 544         struct dm_verity_fec *f = v->fec;
 545
 546         if (!verity_fec_is_enabled(v))
 547                 goto out;
 548
 549         mempool_destroy(f->rs_pool);
 550         mempool_destroy(f->prealloc_pool);
 551         mempool_destroy(f->extra_pool);
 552         kmem_cache_destroy(f->cache);
 553
 554         if (f->data_bufio)
 555                 dm_bufio_client_destroy(f->data_bufio);
 556         if (f->bufio)
 557                 dm_bufio_client_destroy(f->bufio);
 558
 559         if (f->dev)
 560                 dm_put_device(v->ti, f->dev);
 561 out:
 562         kfree(f);
 563         v->fec = NULL;
 564 }
 565
 566 static void *fec_rs_alloc(gfp_t gfp_mask, void *pool_data)
 567 {
 568         struct dm_verity *v = (struct dm_verity *)pool_data;
 569
 570         return init_rs(8, 0x11d, 0, 1, v->fec->roots);
 571 }
 572
 573 static void fec_rs_free(void *element, void *pool_data)
 574 {
 575         struct rs_control *rs = (struct rs_control *)element;
 576
 577         if (rs)
 578                 free_rs(rs);
 579 }
 580
 581 bool verity_is_fec_opt_arg(const char *arg_name)
 582 {
 583         return (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_DEV) ||
 584                 !strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS) ||
 585                 !strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_START) ||
 586                 !strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS));
 587 }
 588
 589 int verity_fec_parse_opt_args(struct dm_arg_set *as, struct dm_verity *v,
 590                               unsigned *argc, const char *arg_name)
 591 {
 592         int r;
 593         struct dm_target *ti = v->ti;
 594         const char *arg_value;
 595         unsigned long long num_ll;
 596         unsigned char num_c;
 597         char dummy;
 598
 599         if (!*argc) {
 600                 ti->error = "FEC feature arguments require a value";
 601                 return -EINVAL;
 602         }
 603
 604         arg_value = dm_shift_arg(as);
 605         (*argc)--;
 606
 607         if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_DEV)) {
 608                 r = dm_get_device(ti, arg_value, FMODE_READ, &v->fec->dev);
 609                 if (r) {
 610                         ti->error = "FEC device lookup failed";
 611                         return r;
 612                 }
 613
 614         } else if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS)) {
 615                 if (sscanf(arg_value, "%llu%c", &num_ll, &dummy) != 1 ||
 616                     ((sector_t)(num_ll << (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT))
 617                      >> (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT) != num_ll)) {
 618                         ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 619                         return -EINVAL;
 620                 }
 621                 v->fec->blocks = num_ll;
 622
 623         } else if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_START)) {
 624                 if (sscanf(arg_value, "%llu%c", &num_ll, &dummy) != 1 ||
 625                     ((sector_t)(num_ll << (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT)) >>
 626                      (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT) != num_ll)) {
 627                         ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_START;
 628                         return -EINVAL;
 629                 }
 630                 v->fec->start = num_ll;
 631
 632         } else if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS)) {
 633                 if (sscanf(arg_value, "%hhu%c", &num_c, &dummy) != 1 || !num_c ||
 634                     num_c < (DM_VERITY_FEC_RSM - DM_VERITY_FEC_MAX_RSN) ||
 635                     num_c > (DM_VERITY_FEC_RSM - DM_VERITY_FEC_MIN_RSN)) {
 636                         ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS;
 637                         return -EINVAL;
 638                 }
 639                 v->fec->roots = num_c;
 640
 641         } else {
 642                 ti->error = "Unrecognized verity FEC feature request";
 643                 return -EINVAL;
 644         }
 645
 646         return 0;
 647 }
 648
 649 /*
 650  * Allocate dm_verity_fec for v->fec. Must be called before verity_fec_ctr.
 651  */
 652 int verity_fec_ctr_alloc(struct dm_verity *v)
 653 {
 654         struct dm_verity_fec *f;
 655
 656         f = kzalloc(sizeof(struct dm_verity_fec), GFP_KERNEL);
 657         if (!f) {
 658                 v->ti->error = "Cannot allocate FEC structure";
 659                 return -ENOMEM;
 660         }
 661         v->fec = f;
 662
 663         return 0;
 664 }
 665
 666 /*
 667  * Validate arguments and preallocate memory. Must be called after arguments
 668  * have been parsed using verity_fec_parse_opt_args.
 669  */
 670 int verity_fec_ctr(struct dm_verity *v)
 671 {
 672         struct dm_verity_fec *f = v->fec;
 673         struct dm_target *ti = v->ti;
 674         u64 hash_blocks;
 675
 676         if (!verity_fec_is_enabled(v)) {
 677                 verity_fec_dtr(v);
 678                 return 0;
 679         }
 680
 681         /*
 682          * FEC is computed over data blocks, possible metadata, and
 683          * hash blocks. In other words, FEC covers total of fec_blocks
 684          * blocks consisting of the following:
 685          *
 686          *  data blocks | hash blocks | metadata (optional)
 687          *
 688          * We allow metadata after hash blocks to support a use case
 689          * where all data is stored on the same device and FEC covers
 690          * the entire area.
 691          *
 692          * If metadata is included, we require it to be available on the
 693          * hash device after the hash blocks.
 694          */
 695
 696         hash_blocks = v->hash_blocks - v->hash_start;
 697
 698         /*
 699          * Require matching block sizes for data and hash devices for
 700          * simplicity.
 701          */
 702         if (v->data_dev_block_bits != v->hash_dev_block_bits) {
 703                 ti->error = "Block sizes must match to use FEC";
 704                 return -EINVAL;
 705         }
 706
 707         if (!f->roots) {
 708                 ti->error = "Missing " DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS;
 709                 return -EINVAL;
 710         }
 711         f->rsn = DM_VERITY_FEC_RSM - f->roots;
 712
 713         if (!f->blocks) {
 714                 ti->error = "Missing " DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 715                 return -EINVAL;
 716         }
 717
 718         f->rounds = f->blocks;
 719         if (sector_div(f->rounds, f->rsn))
 720                 f->rounds++;
 721
 722         /*
 723          * Due to optional metadata, f->blocks can be larger than
 724          * data_blocks and hash_blocks combined.
 725          */
 726         if (f->blocks < v->data_blocks + hash_blocks || !f->rounds) {
 727                 ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 728                 return -EINVAL;
 729         }
 730
 731         /*
 732          * Metadata is accessed through the hash device, so we require
 733          * it to be large enough.
 734          */
 735         f->hash_blocks = f->blocks - v->data_blocks;
 736         if (dm_bufio_get_device_size(v->bufio) < f->hash_blocks) {
 737                 ti->error = "Hash device is too small for "
 738                         DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 739                 return -E2BIG;
 740         }
 741
 742         f->bufio = dm_bufio_client_create(f->dev->bdev,
 743                                           1 << v->data_dev_block_bits,
 744                                           1, 0, NULL, NULL);
 745         if (IS_ERR(f->bufio)) {
 746                 ti->error = "Cannot initialize FEC bufio client";
 747                 return PTR_ERR(f->bufio);
 748         }
 749
 750         if (dm_bufio_get_device_size(f->bufio) <
 751             ((f->start + f->rounds * f->roots) >> v->data_dev_block_bits)) {
 752                 ti->error = "FEC device is too small";
 753                 return -E2BIG;
 754         }
 755
 756         f->data_bufio = dm_bufio_client_create(v->data_dev->bdev,
 757                                                1 << v->data_dev_block_bits,
 758                                                1, 0, NULL, NULL);
 759         if (IS_ERR(f->data_bufio)) {
 760                 ti->error = "Cannot initialize FEC data bufio client";
 761                 return PTR_ERR(f->data_bufio);
 762         }
 763
 764         if (dm_bufio_get_device_size(f->data_bufio) < v->data_blocks) {
 765                 ti->error = "Data device is too small";
 766                 return -E2BIG;
 767         }
 768
 769         /* Preallocate an rs_control structure for each worker thread */
 770         f->rs_pool = mempool_create(num_online_cpus(), fec_rs_alloc,
 771                                     fec_rs_free, (void *) v);
 772         if (!f->rs_pool) {
 773                 ti->error = "Cannot allocate RS pool";
 774                 return -ENOMEM;
 775         }
 776
 777         f->cache = kmem_cache_create("dm_verity_fec_buffers",
 778                                      f->rsn << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS,
 779                                      0, 0, NULL);
 780         if (!f->cache) {
 781                 ti->error = "Cannot create FEC buffer cache";
 782                 return -ENOMEM;
 783         }
 784
 785         /* Preallocate DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC buffers for each thread */
 786         f->prealloc_pool = mempool_create_slab_pool(num_online_cpus() *
 787                                                     DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC,
 788                                                     f->cache);
 789         if (!f->prealloc_pool) {
 790                 ti->error = "Cannot allocate FEC buffer prealloc pool";
 791                 return -ENOMEM;
 792         }
 793
 794         f->extra_pool = mempool_create_slab_pool(0, f->cache);
 795         if (!f->extra_pool) {
 796                 ti->error = "Cannot allocate FEC buffer extra pool";
 797                 return -ENOMEM;
 798         }
 799
 800         /* Preallocate an output buffer for each thread */
 801         f->output_pool = mempool_create_kmalloc_pool(num_online_cpus(),
 802                                                      1 << v->data_dev_block_bits);
 803         if (!f->output_pool) {
 804                 ti->error = "Cannot allocate FEC output pool";
 805                 return -ENOMEM;
 806         }
 807
 808         /* Reserve space for our per-bio data */
 809         ti->per_bio_data_size += sizeof(struct dm_verity_fec_io);
 810
 811         return 0;
 812 }