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 #include <linux/sysfs.h>
  15
  16 #define DM_MSG_PREFIX   "verity-fec"
  17
  18 /*
  19  * If error correction has been configured, returns true.
  20  */
  21 bool verity_fec_is_enabled(struct dm_verity *v)
  22 {
  23         return v->fec && v->fec->dev;
  24 }
  25
  26 /*
  27  * Return a pointer to dm_verity_fec_io after dm_verity_io and its variable
  28  * length fields.
  29  */
  30 static inline struct dm_verity_fec_io *fec_io(struct dm_verity_io *io)
  31 {
  32         return (struct dm_verity_fec_io *) verity_io_digest_end(io->v, io);
  33 }
  34
  35 /*
  36  * Return an interleaved offset for a byte in RS block.
  37  */
  38 static inline u64 fec_interleave(struct dm_verity *v, u64 offset)
  39 {
  40         u32 mod;
  41
  42         mod = do_div(offset, v->fec->rsn);
  43         return offset + mod * (v->fec->rounds << v->data_dev_block_bits);
  44 }
  45
  46 /*
  47  * Decode an RS block using Reed-Solomon.
  48  */
  49 static int fec_decode_rs8(struct dm_verity *v, struct dm_verity_fec_io *fio,
  50                           u8 *data, u8 *fec, int neras)
  51 {
  52         int i;
  53         uint16_t par[DM_VERITY_FEC_RSM - DM_VERITY_FEC_MIN_RSN];
  54
  55         for (i = 0; i < v->fec->roots; i++)
  56                 par[i] = fec[i];
  57
  58         return decode_rs8(fio->rs, data, par, v->fec->rsn, NULL, neras,
  59                           fio->erasures, 0, NULL);
  60 }
  61
  62 /*
  63  * Read error-correcting codes for the requested RS block. Returns a pointer
  64  * to the data block. Caller is responsible for releasing buf.
  65  */
  66 static u8 *fec_read_parity(struct dm_verity *v, u64 rsb, int index,
  67                            unsigned *offset, struct dm_buffer **buf)
  68 {
  69         u64 position, block;
  70         u8 *res;
  71
  72         position = (index + rsb) * v->fec->roots;
  73         block = position >> v->data_dev_block_bits;
  74         *offset = (unsigned)(position - (block << v->data_dev_block_bits));
  75
  76         res = dm_bufio_read(v->fec->bufio, v->fec->start + block, buf);
  77         if (unlikely(IS_ERR(res))) {
  78                 DMERR("%s: FEC %llu: parity read failed (block %llu): %ld",
  79                       v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb,
  80                       (unsigned long long)(v->fec->start + block),
  81                       PTR_ERR(res));
  82                 *buf = NULL;
  83         }
  84
  85         return res;
  86 }
  87
  88 /* Loop over each preallocated buffer slot. */
  89 #define fec_for_each_prealloc_buffer(__i) \
  90         for (__i = 0; __i < DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC; __i++)
  91
  92 /* Loop over each extra buffer slot. */
  93 #define fec_for_each_extra_buffer(io, __i) \
  94         for (__i = DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC; __i < DM_VERITY_FEC_BUF_MAX; __i++)
  95
  96 /* Loop over each allocated buffer. */
  97 #define fec_for_each_buffer(io, __i) \
  98         for (__i = 0; __i < (io)->nbufs; __i++)
  99
 100 /* Loop over each RS block in each allocated buffer. */
 101 #define fec_for_each_buffer_rs_block(io, __i, __j) \
 102         fec_for_each_buffer(io, __i) \
 103                 for (__j = 0; __j < 1 << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS; __j++)
 104
 105 /*
 106  * Return a pointer to the current RS block when called inside
 107  * fec_for_each_buffer_rs_block.
 108  */
 109 static inline u8 *fec_buffer_rs_block(struct dm_verity *v,
 110                                       struct dm_verity_fec_io *fio,
 111                                       unsigned i, unsigned j)
 112 {
 113         return &fio->bufs[i][j * v->fec->rsn];
 114 }
 115
 116 /*
 117  * Return an index to the current RS block when called inside
 118  * fec_for_each_buffer_rs_block.
 119  */
 120 static inline unsigned fec_buffer_rs_index(unsigned i, unsigned j)
 121 {
 122         return (i << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS) + j;
 123 }
 124
 125 /*
 126  * Decode all RS blocks from buffers and copy corrected bytes into fio->output
 127  * starting from block_offset.
 128  */
 129 static int fec_decode_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_fec_io *fio,
 130                            u64 rsb, int byte_index, unsigned block_offset,
 131                            int neras)
 132 {
 133         int r, corrected = 0, res;
 134         struct dm_buffer *buf;
 135         unsigned n, i, offset;
 136         u8 *par, *block;
 137
 138         par = fec_read_parity(v, rsb, block_offset, &offset, &buf);
 139         if (IS_ERR(par))
 140                 return PTR_ERR(par);
 141
 142         /*
 143          * Decode the RS blocks we have in bufs. Each RS block results in
 144          * one corrected target byte and consumes fec->roots parity bytes.
 145          */
 146         fec_for_each_buffer_rs_block(fio, n, i) {
 147                 block = fec_buffer_rs_block(v, fio, n, i);
 148                 res = fec_decode_rs8(v, fio, block, &par[offset], neras);
 149                 if (res < 0) {
 150                         dm_bufio_release(buf);
 151
 152                         r = res;
 153                         goto error;
 154                 }
 155
 156                 corrected += res;
 157                 fio->output[block_offset] = block[byte_index];
 158
 159                 block_offset++;
 160                 if (block_offset >= 1 << v->data_dev_block_bits)
 161                         goto done;
 162
 163                 /* read the next block when we run out of parity bytes */
 164                 offset += v->fec->roots;
 165                 if (offset >= 1 << v->data_dev_block_bits) {
 166                         dm_bufio_release(buf);
 167
 168                         par = fec_read_parity(v, rsb, block_offset, &offset, &buf);
 169                         if (unlikely(IS_ERR(par)))
 170                                 return PTR_ERR(par);
 171                 }
 172         }
 173 done:
 174         r = corrected;
 175 error:
 176         if (r < 0 && neras)
 177                 DMERR_LIMIT("%s: FEC %llu: failed to correct: %d",
 178                             v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb, r);
 179         else if (r > 0) {
 180                 DMWARN_LIMIT("%s: FEC %llu: corrected %d errors",
 181                              v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb, r);
 182                 atomic_add_unless(&v->fec->corrected, 1, INT_MAX);
 183         }
 184
 185         return r;
 186 }
 187
 188 /*
 189  * Locate data block erasures using verity hashes.
 190  */
 191 static int fec_is_erasure(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 192                           u8 *want_digest, u8 *data)
 193 {
 194         if (unlikely(verity_hash(v, verity_io_hash_desc(v, io),
 195                                  data, 1 << v->data_dev_block_bits,
 196                                  verity_io_real_digest(v, io))))
 197                 return 0;
 198
 199         return memcmp(verity_io_real_digest(v, io), want_digest,
 200                       v->digest_size) != 0;
 201 }
 202
 203 /*
 204  * Read data blocks that are part of the RS block and deinterleave as much as
 205  * fits into buffers. Check for erasure locations if @neras is non-NULL.
 206  */
 207 static int fec_read_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 208                          u64 rsb, u64 target, unsigned block_offset,
 209                          int *neras)
 210 {
 211         bool is_zero;
 212         int i, j, target_index = -1;
 213         struct dm_buffer *buf;
 214         struct dm_bufio_client *bufio;
 215         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 216         u64 block, ileaved;
 217         u8 *bbuf, *rs_block;
 218         u8 want_digest[v->digest_size];
 219         unsigned n, k;
 220
 221         if (neras)
 222                 *neras = 0;
 223
 224         /*
 225          * read each of the rsn data blocks that are part of the RS block, and
 226          * interleave contents to available bufs
 227          */
 228         for (i = 0; i < v->fec->rsn; i++) {
 229                 ileaved = fec_interleave(v, rsb * v->fec->rsn + i);
 230
 231                 /*
 232                  * target is the data block we want to correct, target_index is
 233                  * the index of this block within the rsn RS blocks
 234                  */
 235                 if (ileaved == target)
 236                         target_index = i;
 237
 238                 block = ileaved >> v->data_dev_block_bits;
 239                 bufio = v->fec->data_bufio;
 240
 241                 if (block >= v->data_blocks) {
 242                         block -= v->data_blocks;
 243
 244                         /*
 245                          * blocks outside the area were assumed to contain
 246                          * zeros when encoding data was generated
 247                          */
 248                         if (unlikely(block >= v->fec->hash_blocks))
 249                                 continue;
 250
 251                         block += v->hash_start;
 252                         bufio = v->bufio;
 253                 }
 254
 255                 bbuf = dm_bufio_read(bufio, block, &buf);
 256                 if (unlikely(IS_ERR(bbuf))) {
 257                         DMWARN_LIMIT("%s: FEC %llu: read failed (%llu): %ld",
 258                                      v->data_dev->name,
 259                                      (unsigned long long)rsb,
 260                                      (unsigned long long)block, PTR_ERR(bbuf));
 261
 262                         /* assume the block is corrupted */
 263                         if (neras && *neras <= v->fec->roots)
 264                                 fio->erasures[(*neras)++] = i;
 265
 266                         continue;
 267                 }
 268
 269                 /* locate erasures if the block is on the data device */
 270                 if (bufio == v->fec->data_bufio &&
 271                     verity_hash_for_block(v, io, block, want_digest,
 272                                           &is_zero) == 0) {
 273                         /* skip known zero blocks entirely */
 274                         if (is_zero)
 275                                 continue;
 276
 277                         /*
 278                          * skip if we have already found the theoretical
 279                          * maximum number (i.e. fec->roots) of erasures
 280                          */
 281                         if (neras && *neras <= v->fec->roots &&
 282                             fec_is_erasure(v, io, want_digest, bbuf))
 283                                 fio->erasures[(*neras)++] = i;
 284                 }
 285
 286                 /*
 287                  * deinterleave and copy the bytes that fit into bufs,
 288                  * starting from block_offset
 289                  */
 290                 fec_for_each_buffer_rs_block(fio, n, j) {
 291                         k = fec_buffer_rs_index(n, j) + block_offset;
 292
 293                         if (k >= 1 << v->data_dev_block_bits)
 294                                 goto done;
 295
 296                         rs_block = fec_buffer_rs_block(v, fio, n, j);
 297                         rs_block[i] = bbuf[k];
 298                 }
 299 done:
 300                 dm_bufio_release(buf);
 301         }
 302
 303         return target_index;
 304 }
 305
 306 /*
 307  * Allocate RS control structure and FEC buffers from preallocated mempools,
 308  * and attempt to allocate as many extra buffers as available.
 309  */
 310 static int fec_alloc_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_fec_io *fio)
 311 {
 312         unsigned n;
 313
 314         if (!fio->rs) {
 315                 fio->rs = mempool_alloc(v->fec->rs_pool, 0);
 316                 if (unlikely(!fio->rs)) {
 317                         DMERR("failed to allocate RS");
 318                         return -ENOMEM;
 319                 }
 320         }
 321
 322         fec_for_each_prealloc_buffer(n) {
 323                 if (fio->bufs[n])
 324                         continue;
 325
 326                 fio->bufs[n] = mempool_alloc(v->fec->prealloc_pool, GFP_NOIO);
 327                 if (unlikely(!fio->bufs[n])) {
 328                         DMERR("failed to allocate FEC buffer");
 329                         return -ENOMEM;
 330                 }
 331         }
 332
 333         /* try to allocate the maximum number of buffers */
 334         fec_for_each_extra_buffer(fio, n) {
 335                 if (fio->bufs[n])
 336                         continue;
 337
 338                 fio->bufs[n] = mempool_alloc(v->fec->extra_pool, GFP_NOIO);
 339                 /* we can manage with even one buffer if necessary */
 340                 if (unlikely(!fio->bufs[n]))
 341                         break;
 342         }
 343         fio->nbufs = n;
 344
 345         if (!fio->output) {
 346                 fio->output = mempool_alloc(v->fec->output_pool, GFP_NOIO);
 347
 348                 if (!fio->output) {
 349                         DMERR("failed to allocate FEC page");
 350                         return -ENOMEM;
 351                 }
 352         }
 353
 354         return 0;
 355 }
 356
 357 /*
 358  * Initialize buffers and clear erasures. fec_read_bufs() assumes buffers are
 359  * zeroed before deinterleaving.
 360  */
 361 static void fec_init_bufs(struct dm_verity *v, struct dm_verity_fec_io *fio)
 362 {
 363         unsigned n;
 364
 365         fec_for_each_buffer(fio, n)
 366                 memset(fio->bufs[n], 0, v->fec->rsn << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS);
 367
 368         memset(fio->erasures, 0, sizeof(fio->erasures));
 369 }
 370
 371 /*
 372  * Decode all RS blocks in a single data block and return the target block
 373  * (indicated by @offset) in fio->output. If @use_erasures is non-zero, uses
 374  * hashes to locate erasures.
 375  */
 376 static int fec_decode_rsb(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 377                           struct dm_verity_fec_io *fio, u64 rsb, u64 offset,
 378                           bool use_erasures)
 379 {
 380         int r, neras = 0;
 381         unsigned pos;
 382
 383         r = fec_alloc_bufs(v, fio);
 384         if (unlikely(r < 0))
 385                 return r;
 386
 387         for (pos = 0; pos < 1 << v->data_dev_block_bits; ) {
 388                 fec_init_bufs(v, fio);
 389
 390                 r = fec_read_bufs(v, io, rsb, offset, pos,
 391                                   use_erasures ? &neras : NULL);
 392                 if (unlikely(r < 0))
 393                         return r;
 394
 395                 r = fec_decode_bufs(v, fio, rsb, r, pos, neras);
 396                 if (r < 0)
 397                         return r;
 398
 399                 pos += fio->nbufs << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS;
 400         }
 401
 402         /* Always re-validate the corrected block against the expected hash */
 403         r = verity_hash(v, verity_io_hash_desc(v, io), fio->output,
 404                         1 << v->data_dev_block_bits,
 405                         verity_io_real_digest(v, io));
 406         if (unlikely(r < 0))
 407                 return r;
 408
 409         if (memcmp(verity_io_real_digest(v, io), verity_io_want_digest(v, io),
 410                    v->digest_size)) {
 411                 DMERR_LIMIT("%s: FEC %llu: failed to correct (%d erasures)",
 412                             v->data_dev->name, (unsigned long long)rsb, neras);
 413                 return -EILSEQ;
 414         }
 415
 416         return 0;
 417 }
 418
 419 static int fec_bv_copy(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io, u8 *data,
 420                        size_t len)
 421 {
 422         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 423
 424         memcpy(data, &fio->output[fio->output_pos], len);
 425         fio->output_pos += len;
 426
 427         return 0;
 428 }
 429
 430 /*
 431  * Correct errors in a block. Copies corrected block to dest if non-NULL,
 432  * otherwise to a bio_vec starting from iter.
 433  */
 434 int verity_fec_decode(struct dm_verity *v, struct dm_verity_io *io,
 435                       enum verity_block_type type, sector_t block, u8 *dest,
 436                       struct bvec_iter *iter)
 437 {
 438         int r;
 439         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 440         u64 offset, res, rsb;
 441
 442         if (!verity_fec_is_enabled(v))
 443                 return -EOPNOTSUPP;
 444
 445         if (fio->level >= DM_VERITY_FEC_MAX_RECURSION) {
 446                 DMWARN_LIMIT("%s: FEC: recursion too deep", v->data_dev->name);
 447                 return -EIO;
 448         }
 449
 450         fio->level++;
 451
 452         if (type == DM_VERITY_BLOCK_TYPE_METADATA)
 453                 block += v->data_blocks;
 454
 455         /*
 456          * For RS(M, N), the continuous FEC data is divided into blocks of N
 457          * bytes. Since block size may not be divisible by N, the last block
 458          * is zero padded when decoding.
 459          *
 460          * Each byte of the block is covered by a different RS(M, N) code,
 461          * and each code is interleaved over N blocks to make it less likely
 462          * that bursty corruption will leave us in unrecoverable state.
 463          */
 464
 465         offset = block << v->data_dev_block_bits;
 466         res = div64_u64(offset, v->fec->rounds << v->data_dev_block_bits);
 467
 468         /*
 469          * The base RS block we can feed to the interleaver to find out all
 470          * blocks required for decoding.
 471          */
 472         rsb = offset - res * (v->fec->rounds << v->data_dev_block_bits);
 473
 474         /*
 475          * Locating erasures is slow, so attempt to recover the block without
 476          * them first. Do a second attempt with erasures if the corruption is
 477          * bad enough.
 478          */
 479         r = fec_decode_rsb(v, io, fio, rsb, offset, false);
 480         if (r < 0) {
 481                 r = fec_decode_rsb(v, io, fio, rsb, offset, true);
 482                 if (r < 0)
 483                         goto done;
 484         }
 485
 486         if (dest)
 487                 memcpy(dest, fio->output, 1 << v->data_dev_block_bits);
 488         else if (iter) {
 489                 fio->output_pos = 0;
 490                 r = verity_for_bv_block(v, io, iter, fec_bv_copy);
 491         }
 492
 493 done:
 494         fio->level--;
 495         return r;
 496 }
 497
 498 /*
 499  * Clean up per-bio data.
 500  */
 501 void verity_fec_finish_io(struct dm_verity_io *io)
 502 {
 503         unsigned n;
 504         struct dm_verity_fec *f = io->v->fec;
 505         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 506
 507         if (!verity_fec_is_enabled(io->v))
 508                 return;
 509
 510         mempool_free(fio->rs, f->rs_pool);
 511
 512         fec_for_each_prealloc_buffer(n)
 513                 mempool_free(fio->bufs[n], f->prealloc_pool);
 514
 515         fec_for_each_extra_buffer(fio, n)
 516                 mempool_free(fio->bufs[n], f->extra_pool);
 517
 518         mempool_free(fio->output, f->output_pool);
 519 }
 520
 521 /*
 522  * Initialize per-bio data.
 523  */
 524 void verity_fec_init_io(struct dm_verity_io *io)
 525 {
 526         struct dm_verity_fec_io *fio = fec_io(io);
 527
 528         if (!verity_fec_is_enabled(io->v))
 529                 return;
 530
 531         fio->rs = NULL;
 532         memset(fio->bufs, 0, sizeof(fio->bufs));
 533         fio->nbufs = 0;
 534         fio->output = NULL;
 535         fio->level = 0;
 536 }
 537
 538 /*
 539  * Append feature arguments and values to the status table.
 540  */
 541 unsigned verity_fec_status_table(struct dm_verity *v, unsigned sz,
 542                                  char *result, unsigned maxlen)
 543 {
 544         if (!verity_fec_is_enabled(v))
 545                 return sz;
 546
 547         DMEMIT(" " DM_VERITY_OPT_FEC_DEV " %s "
 548                DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS " %llu "
 549                DM_VERITY_OPT_FEC_START " %llu "
 550                DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS " %d",
 551                v->fec->dev->name,
 552                (unsigned long long)v->fec->blocks,
 553                (unsigned long long)v->fec->start,
 554                v->fec->roots);
 555
 556         return sz;
 557 }
 558
 559 void verity_fec_dtr(struct dm_verity *v)
 560 {
 561         struct dm_verity_fec *f = v->fec;
 562         struct kobject *kobj = &f->kobj_holder.kobj;
 563
 564         if (!verity_fec_is_enabled(v))
 565                 goto out;
 566
 567         mempool_destroy(f->rs_pool);
 568         mempool_destroy(f->prealloc_pool);
 569         mempool_destroy(f->extra_pool);
 570         kmem_cache_destroy(f->cache);
 571
 572         if (f->data_bufio)
 573                 dm_bufio_client_destroy(f->data_bufio);
 574         if (f->bufio)
 575                 dm_bufio_client_destroy(f->bufio);
 576
 577         if (f->dev)
 578                 dm_put_device(v->ti, f->dev);
 579
 580         if (kobj->state_initialized) {
 581                 kobject_put(kobj);
 582                 wait_for_completion(dm_get_completion_from_kobject(kobj));
 583         }
 584
 585 out:
 586         kfree(f);
 587         v->fec = NULL;
 588 }
 589
 590 static void *fec_rs_alloc(gfp_t gfp_mask, void *pool_data)
 591 {
 592         struct dm_verity *v = (struct dm_verity *)pool_data;
 593
 594         return init_rs(8, 0x11d, 0, 1, v->fec->roots);
 595 }
 596
 597 static void fec_rs_free(void *element, void *pool_data)
 598 {
 599         struct rs_control *rs = (struct rs_control *)element;
 600
 601         if (rs)
 602                 free_rs(rs);
 603 }
 604
 605 bool verity_is_fec_opt_arg(const char *arg_name)
 606 {
 607         return (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_DEV) ||
 608                 !strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS) ||
 609                 !strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_START) ||
 610                 !strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS));
 611 }
 612
 613 int verity_fec_parse_opt_args(struct dm_arg_set *as, struct dm_verity *v,
 614                               unsigned *argc, const char *arg_name)
 615 {
 616         int r;
 617         struct dm_target *ti = v->ti;
 618         const char *arg_value;
 619         unsigned long long num_ll;
 620         unsigned char num_c;
 621         char dummy;
 622
 623         if (!*argc) {
 624                 ti->error = "FEC feature arguments require a value";
 625                 return -EINVAL;
 626         }
 627
 628         arg_value = dm_shift_arg(as);
 629         (*argc)--;
 630
 631         if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_DEV)) {
 632                 r = dm_get_device(ti, arg_value, FMODE_READ, &v->fec->dev);
 633                 if (r) {
 634                         ti->error = "FEC device lookup failed";
 635                         return r;
 636                 }
 637
 638         } else if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS)) {
 639                 if (sscanf(arg_value, "%llu%c", &num_ll, &dummy) != 1 ||
 640                     ((sector_t)(num_ll << (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT))
 641                      >> (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT) != num_ll)) {
 642                         ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 643                         return -EINVAL;
 644                 }
 645                 v->fec->blocks = num_ll;
 646
 647         } else if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_START)) {
 648                 if (sscanf(arg_value, "%llu%c", &num_ll, &dummy) != 1 ||
 649                     ((sector_t)(num_ll << (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT)) >>
 650                      (v->data_dev_block_bits - SECTOR_SHIFT) != num_ll)) {
 651                         ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_START;
 652                         return -EINVAL;
 653                 }
 654                 v->fec->start = num_ll;
 655
 656         } else if (!strcasecmp(arg_name, DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS)) {
 657                 if (sscanf(arg_value, "%hhu%c", &num_c, &dummy) != 1 || !num_c ||
 658                     num_c < (DM_VERITY_FEC_RSM - DM_VERITY_FEC_MAX_RSN) ||
 659                     num_c > (DM_VERITY_FEC_RSM - DM_VERITY_FEC_MIN_RSN)) {
 660                         ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS;
 661                         return -EINVAL;
 662                 }
 663                 v->fec->roots = num_c;
 664
 665         } else {
 666                 ti->error = "Unrecognized verity FEC feature request";
 667                 return -EINVAL;
 668         }
 669
 670         return 0;
 671 }
 672
 673 static ssize_t corrected_show(struct kobject *kobj, struct kobj_attribute *attr,
 674                               char *buf)
 675 {
 676         struct dm_verity_fec *f = container_of(kobj, struct dm_verity_fec,
 677                                                kobj_holder.kobj);
 678
 679         return sprintf(buf, "%d\n", atomic_read(&f->corrected));
 680 }
 681
 682 static struct kobj_attribute attr_corrected = __ATTR_RO(corrected);
 683
 684 static struct attribute *fec_attrs[] = {
 685         &attr_corrected.attr,
 686         NULL
 687 };
 688
 689 static struct kobj_type fec_ktype = {
 690         .sysfs_ops = &kobj_sysfs_ops,
 691         .default_attrs = fec_attrs,
 692         .release = dm_kobject_release
 693 };
 694
 695 /*
 696  * Allocate dm_verity_fec for v->fec. Must be called before verity_fec_ctr.
 697  */
 698 int verity_fec_ctr_alloc(struct dm_verity *v)
 699 {
 700         struct dm_verity_fec *f;
 701
 702         f = kzalloc(sizeof(struct dm_verity_fec), GFP_KERNEL);
 703         if (!f) {
 704                 v->ti->error = "Cannot allocate FEC structure";
 705                 return -ENOMEM;
 706         }
 707         v->fec = f;
 708
 709         return 0;
 710 }
 711
 712 /*
 713  * Validate arguments and preallocate memory. Must be called after arguments
 714  * have been parsed using verity_fec_parse_opt_args.
 715  */
 716 int verity_fec_ctr(struct dm_verity *v)
 717 {
 718         int r;
 719         struct dm_verity_fec *f = v->fec;
 720         struct dm_target *ti = v->ti;
 721         struct mapped_device *md = dm_table_get_md(ti->table);
 722         u64 hash_blocks;
 723
 724         if (!verity_fec_is_enabled(v)) {
 725                 verity_fec_dtr(v);
 726                 return 0;
 727         }
 728
 729         /* Create a kobject and sysfs attributes */
 730         init_completion(&f->kobj_holder.completion);
 731
 732         r = kobject_init_and_add(&f->kobj_holder.kobj, &fec_ktype,
 733                                  &disk_to_dev(dm_disk(md))->kobj, "%s", "fec");
 734         if (r) {
 735                 ti->error = "Cannot create kobject";
 736                 return r;
 737         }
 738
 739         /*
 740          * FEC is computed over data blocks, possible metadata, and
 741          * hash blocks. In other words, FEC covers total of fec_blocks
 742          * blocks consisting of the following:
 743          *
 744          *  data blocks | hash blocks | metadata (optional)
 745          *
 746          * We allow metadata after hash blocks to support a use case
 747          * where all data is stored on the same device and FEC covers
 748          * the entire area.
 749          *
 750          * If metadata is included, we require it to be available on the
 751          * hash device after the hash blocks.
 752          */
 753
 754         hash_blocks = v->hash_blocks - v->hash_start;
 755
 756         /*
 757          * Require matching block sizes for data and hash devices for
 758          * simplicity.
 759          */
 760         if (v->data_dev_block_bits != v->hash_dev_block_bits) {
 761                 ti->error = "Block sizes must match to use FEC";
 762                 return -EINVAL;
 763         }
 764
 765         if (!f->roots) {
 766                 ti->error = "Missing " DM_VERITY_OPT_FEC_ROOTS;
 767                 return -EINVAL;
 768         }
 769         f->rsn = DM_VERITY_FEC_RSM - f->roots;
 770
 771         if (!f->blocks) {
 772                 ti->error = "Missing " DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 773                 return -EINVAL;
 774         }
 775
 776         f->rounds = f->blocks;
 777         if (sector_div(f->rounds, f->rsn))
 778                 f->rounds++;
 779
 780         /*
 781          * Due to optional metadata, f->blocks can be larger than
 782          * data_blocks and hash_blocks combined.
 783          */
 784         if (f->blocks < v->data_blocks + hash_blocks || !f->rounds) {
 785                 ti->error = "Invalid " DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 786                 return -EINVAL;
 787         }
 788
 789         /*
 790          * Metadata is accessed through the hash device, so we require
 791          * it to be large enough.
 792          */
 793         f->hash_blocks = f->blocks - v->data_blocks;
 794         if (dm_bufio_get_device_size(v->bufio) < f->hash_blocks) {
 795                 ti->error = "Hash device is too small for "
 796                         DM_VERITY_OPT_FEC_BLOCKS;
 797                 return -E2BIG;
 798         }
 799
 800         f->bufio = dm_bufio_client_create(f->dev->bdev,
 801                                           1 << v->data_dev_block_bits,
 802                                           1, 0, NULL, NULL);
 803         if (IS_ERR(f->bufio)) {
 804                 ti->error = "Cannot initialize FEC bufio client";
 805                 return PTR_ERR(f->bufio);
 806         }
 807
 808         if (dm_bufio_get_device_size(f->bufio) <
 809             ((f->start + f->rounds * f->roots) >> v->data_dev_block_bits)) {
 810                 ti->error = "FEC device is too small";
 811                 return -E2BIG;
 812         }
 813
 814         f->data_bufio = dm_bufio_client_create(v->data_dev->bdev,
 815                                                1 << v->data_dev_block_bits,
 816                                                1, 0, NULL, NULL);
 817         if (IS_ERR(f->data_bufio)) {
 818                 ti->error = "Cannot initialize FEC data bufio client";
 819                 return PTR_ERR(f->data_bufio);
 820         }
 821
 822         if (dm_bufio_get_device_size(f->data_bufio) < v->data_blocks) {
 823                 ti->error = "Data device is too small";
 824                 return -E2BIG;
 825         }
 826
 827         /* Preallocate an rs_control structure for each worker thread */
 828         f->rs_pool = mempool_create(num_online_cpus(), fec_rs_alloc,
 829                                     fec_rs_free, (void *) v);
 830         if (!f->rs_pool) {
 831                 ti->error = "Cannot allocate RS pool";
 832                 return -ENOMEM;
 833         }
 834
 835         f->cache = kmem_cache_create("dm_verity_fec_buffers",
 836                                      f->rsn << DM_VERITY_FEC_BUF_RS_BITS,
 837                                      0, 0, NULL);
 838         if (!f->cache) {
 839                 ti->error = "Cannot create FEC buffer cache";
 840                 return -ENOMEM;
 841         }
 842
 843         /* Preallocate DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC buffers for each thread */
 844         f->prealloc_pool = mempool_create_slab_pool(num_online_cpus() *
 845                                                     DM_VERITY_FEC_BUF_PREALLOC,
 846                                                     f->cache);
 847         if (!f->prealloc_pool) {
 848                 ti->error = "Cannot allocate FEC buffer prealloc pool";
 849                 return -ENOMEM;
 850         }
 851
 852         f->extra_pool = mempool_create_slab_pool(0, f->cache);
 853         if (!f->extra_pool) {
 854                 ti->error = "Cannot allocate FEC buffer extra pool";
 855                 return -ENOMEM;
 856         }
 857
 858         /* Preallocate an output buffer for each thread */
 859         f->output_pool = mempool_create_kmalloc_pool(num_online_cpus(),
 860                                                      1 << v->data_dev_block_bits);
 861         if (!f->output_pool) {
 862                 ti->error = "Cannot allocate FEC output pool";
 863                 return -ENOMEM;
 864         }
 865
 866         /* Reserve space for our per-bio data */
 867         ti->per_bio_data_size += sizeof(struct dm_verity_fec_io);
 868
 869         return 0;
 870 }