Merge tag 'rslib-v4.18-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kees...
[muen/linux.git] / 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_exit(&f->rs_pool);
553         mempool_exit(&f->prealloc_pool);
554         mempool_exit(&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_gfp(8, 0x11d, 0, 1, v->fec->roots, gfp_mask);
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         int ret;
679
680         if (!verity_fec_is_enabled(v)) {
681                 verity_fec_dtr(v);
682                 return 0;
683         }
684
685         /*
686          * FEC is computed over data blocks, possible metadata, and
687          * hash blocks. In other words, FEC covers total of fec_blocks
688          * blocks consisting of the following:
689          *
690          *  data blocks | hash blocks | metadata (optional)
691          *
692          * We allow metadata after hash blocks to support a use case
693          * where all data is stored on the same device and FEC covers
694          * the entire area.
695          *
696          * If metadata is included, we require it to be available on the
697          * hash device after the hash blocks.
698          */
699
700         hash_blocks = v->hash_blocks - v->hash_start;
701
702         /*
703          * Require matching block sizes for data and hash devices for
704          * simplicity.
705          */
706         if (v->data_dev_block_bits != v->hash_dev_block_bits) {
707                 ti->error = "Block sizes must match to use FEC";
708                 return -EINVAL;
709         }
710
711         if (!f->roots) {
712                 ti->error = "Missing " DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS;
713                 return -EINVAL;
714         }
715         f->rsn = DM_VERITY_FEC_RSM - f->roots;
716
717         if (!f->blocks) {
718                 ti->error = "Missing " DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
719                 return -EINVAL;
720         }
721
722         f->rounds = f->blocks;
723         if (sector_div(f->rounds, f->rsn))
724                 f->rounds++;
725
726         /*
727          * Due to optional metadata, f->blocks can be larger than
728          * data_blocks and hash_blocks combined.
729          */
730         if (f->blocks < v->data_blocks + hash_blocks || !f->rounds) {
731                 ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
732                 return -EINVAL;
733         }
734
735         /*
736          * Metadata is accessed through the hash device, so we require
737          * it to be large enough.
738          */
739         f->hash_blocks = f->blocks - v->data_blocks;
740         if (dm_bufio_get_device_size(v->bufio) < f->hash_blocks) {
741                 ti->error = "Hash device is too small for "
742                         DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
743                 return -E2BIG;
744         }
745
746         f->bufio = dm_bufio_client_create(f->dev->bdev,
747                                           1 << v->data_dev_block_bits,
748                                           1, 0, NULL, NULL);
749         if (IS_ERR(f->bufio)) {
750                 ti->error = "Cannot initialize FEC bufio client";
751                 return PTR_ERR(f->bufio);
752         }
753
754         if (dm_bufio_get_device_size(f->bufio) <
755             ((f->start + f->rounds * f->roots) >> v->data_dev_block_bits)) {
756                 ti->error = "FEC device is too small";
757                 return -E2BIG;
758         }
759
760         f->data_bufio = dm_bufio_client_create(v->data_dev->bdev,
761                                                1 << v->data_dev_block_bits,
762                                                1, 0, NULL, NULL);
763         if (IS_ERR(f->data_bufio)) {
764                 ti->error = "Cannot initialize FEC data bufio client";
765                 return PTR_ERR(f->data_bufio);
766         }
767
768         if (dm_bufio_get_device_size(f->data_bufio) < v->data_blocks) {
769                 ti->error = "Data device is too small";
770                 return -E2BIG;
771         }
772
773         /* Preallocate an rs_control structure for each worker thread */
774         ret = mempool_init(&f->rs_pool, num_online_cpus(), fec_rs_alloc,
775                            fec_rs_free, (void *) v);
776         if (ret) {
777                 ti->error = "Cannot allocate RS pool";
778                 return ret;
779         }
780
781         f->cache = kmem_cache_create("dm_verity_fec_buffers",
782                                      f->rsn << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS,
783                                      0, 0, NULL);
784         if (!f->cache) {
785                 ti->error = "Cannot create FEC buffer cache";
786                 return -ENOMEM;
787         }
788
789         /* Preallocate DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC buffers for each thread */
790         ret = mempool_init_slab_pool(&f->prealloc_pool, num_online_cpus() *
791                                      DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC,
792                                      f->cache);
793         if (ret) {
794                 ti->error = "Cannot allocate FEC buffer prealloc pool";
795                 return ret;
796         }
797
798         ret = mempool_init_slab_pool(&f->extra_pool, 0, f->cache);
799         if (ret) {
800                 ti->error = "Cannot allocate FEC buffer extra pool";
801                 return ret;
802         }
803
804         /* Preallocate an output buffer for each thread */
805         ret = mempool_init_kmalloc_pool(&f->output_pool, num_online_cpus(),
806                                         1 << v->data_dev_block_bits);
807         if (ret) {
808                 ti->error = "Cannot allocate FEC output pool";
809                 return ret;
810         }
811
812         /* Reserve space for our per-bio data */
813         ti->per_io_data_size += sizeof(struct dm_verity_fec_io);
814
815         return 0;
816 }