cddl/contrib/opensolaris/cmd/ztest/ztest.c

   1 /*
   2  * CDDL HEADER START
   3  *
   4  * The contents of this file are subject to the terms of the
   5  * Common Development and Distribution License (the "License").
   6  * You may not use this file except in compliance with the License.
   7  *
   8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
   9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
  10  * See the License for the specific language governing permissions
  11  * and limitations under the License.
  12  *
  13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
  14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
  15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
  16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
  17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
  18  *
  19  * CDDL HEADER END
  20  */
  21 /*
  22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  23  * Copyright (c) 2011, 2014 by Delphix. All rights reserved.
  24  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
  25  * Copyright (c) 2012 Martin Matuska <mm@FreeBSD.org>.  All rights reserved.
  26  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
  27  */
  28
  29 /*
  30  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
  31  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
  32  *
  33  * The overall design of the ztest program is as follows:
  34  *
  35  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
  36  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
  37  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
  38  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
  39  *
  40  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
  41  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
  42  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
  43  *
  44  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
  45  *     verify that self-healing data really works.
  46  *
  47  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
  48  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
  49  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
  50  *
  51  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
  52  *     we run the entire test in a child of the main process.
  53  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
  54  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
  55  *     The parent then runs the test again, using the existing
  56  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
  57  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
  58  *     of ztest after a SIGKILL.
  59  *
  60  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
  61  *     many of the functional tests record the transaction group number
  62  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
  63  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
  64  *     If you add a new test, please do this if applicable.
  65  *
  66  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
  67  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
  68  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
  69  *
  70  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
  71  *
  72  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
  73  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
  74  *
  75  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
  76  *
  77  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
  78  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
  79  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
  80  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
  81  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
  82  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
  83  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
  84  */
  85
  86 #include <sys/zfs_context.h>
  87 #include <sys/spa.h>
  88 #include <sys/dmu.h>
  89 #include <sys/txg.h>
  90 #include <sys/dbuf.h>
  91 #include <sys/zap.h>
  92 #include <sys/dmu_objset.h>
  93 #include <sys/poll.h>
  94 #include <sys/stat.h>
  95 #include <sys/time.h>
  96 #include <sys/wait.h>
  97 #include <sys/mman.h>
  98 #include <sys/resource.h>
  99 #include <sys/zio.h>
 100 #include <sys/zil.h>
 101 #include <sys/zil_impl.h>
 102 #include <sys/vdev_impl.h>
 103 #include <sys/vdev_file.h>
 104 #include <sys/spa_impl.h>
 105 #include <sys/metaslab_impl.h>
 106 #include <sys/dsl_prop.h>
 107 #include <sys/dsl_dataset.h>
 108 #include <sys/dsl_destroy.h>
 109 #include <sys/dsl_scan.h>
 110 #include <sys/zio_checksum.h>
 111 #include <sys/refcount.h>
 112 #include <sys/zfeature.h>
 113 #include <sys/dsl_userhold.h>
 114 #include <stdio.h>
 115 #include <stdio_ext.h>
 116 #include <stdlib.h>
 117 #include <unistd.h>
 118 #include <signal.h>
 119 #include <umem.h>
 120 #include <dlfcn.h>
 121 #include <ctype.h>
 122 #include <math.h>
 123 #include <errno.h>
 124 #include <sys/fs/zfs.h>
 125 #include <libnvpair.h>
 126
 127 static int ztest_fd_data = -1;
 128 static int ztest_fd_rand = -1;
 129
 130 typedef struct ztest_shared_hdr {
 131         uint64_t        zh_hdr_size;
 132         uint64_t        zh_opts_size;
 133         uint64_t        zh_size;
 134         uint64_t        zh_stats_size;
 135         uint64_t        zh_stats_count;
 136         uint64_t        zh_ds_size;
 137         uint64_t        zh_ds_count;
 138 } ztest_shared_hdr_t;
 139
 140 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
 141
 142 typedef struct ztest_shared_opts {
 143         char zo_pool[MAXNAMELEN];
 144         char zo_dir[MAXNAMELEN];
 145         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
 146         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
 147         uint64_t zo_vdevs;
 148         uint64_t zo_vdevtime;
 149         size_t zo_vdev_size;
 150         int zo_ashift;
 151         int zo_mirrors;
 152         int zo_raidz;
 153         int zo_raidz_parity;
 154         int zo_datasets;
 155         int zo_threads;
 156         uint64_t zo_passtime;
 157         uint64_t zo_killrate;
 158         int zo_verbose;
 159         int zo_init;
 160         uint64_t zo_time;
 161         uint64_t zo_maxloops;
 162         uint64_t zo_metaslab_gang_bang;
 163 } ztest_shared_opts_t;
 164
 165 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
 166         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
 167         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
 168         .zo_alt_ztest = { '\0' },
 169         .zo_alt_libpath = { '\0' },
 170         .zo_vdevs = 5,
 171         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
 172         .zo_mirrors = 2,
 173         .zo_raidz = 4,
 174         .zo_raidz_parity = 1,
 175         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE * 2,
 176         .zo_datasets = 7,
 177         .zo_threads = 23,
 178         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
 179         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
 180         .zo_verbose = 0,
 181         .zo_init = 1,
 182         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
 183         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
 184         .zo_metaslab_gang_bang = 32 << 10
 185 };
 186
 187 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
 188 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
 189 extern uint64_t zfs_deadman_synctime_ms;
 190 extern int metaslab_preload_limit;
 191
 192 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
 193 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
 194
 195 typedef struct ztest_shared_ds {
 196         uint64_t        zd_seq;
 197 } ztest_shared_ds_t;
 198
 199 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
 200 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
 201
 202 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
 203 #define MAXFAULTS() \
 204         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
 205
 206 enum ztest_io_type {
 207         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
 208         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
 209         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
 210         ZTEST_IO_TRUNCATE,
 211         ZTEST_IO_SETATTR,
 212         ZTEST_IO_REWRITE,
 213         ZTEST_IO_TYPES
 214 };
 215
 216 typedef struct ztest_block_tag {
 217         uint64_t        bt_magic;
 218         uint64_t        bt_objset;
 219         uint64_t        bt_object;
 220         uint64_t        bt_offset;
 221         uint64_t        bt_gen;
 222         uint64_t        bt_txg;
 223         uint64_t        bt_crtxg;
 224 } ztest_block_tag_t;
 225
 226 typedef struct bufwad {
 227         uint64_t        bw_index;
 228         uint64_t        bw_txg;
 229         uint64_t        bw_data;
 230 } bufwad_t;
 231
 232 /*
 233  * XXX -- fix zfs range locks to be generic so we can use them here.
 234  */
 235 typedef enum {
 236         RL_READER,
 237         RL_WRITER,
 238         RL_APPEND
 239 } rl_type_t;
 240
 241 typedef struct rll {
 242         void            *rll_writer;
 243         int             rll_readers;
 244         mutex_t         rll_lock;
 245         cond_t          rll_cv;
 246 } rll_t;
 247
 248 typedef struct rl {
 249         uint64_t        rl_object;
 250         uint64_t        rl_offset;
 251         uint64_t        rl_size;
 252         rll_t           *rl_lock;
 253 } rl_t;
 254
 255 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
 256 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
 257
 258 /*
 259  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
 260  */
 261 typedef struct ztest_od {
 262         uint64_t        od_dir;
 263         uint64_t        od_object;
 264         dmu_object_type_t od_type;
 265         dmu_object_type_t od_crtype;
 266         uint64_t        od_blocksize;
 267         uint64_t        od_crblocksize;
 268         uint64_t        od_gen;
 269         uint64_t        od_crgen;
 270         char            od_name[MAXNAMELEN];
 271 } ztest_od_t;
 272
 273 /*
 274  * Per-dataset state.
 275  */
 276 typedef struct ztest_ds {
 277         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
 278         objset_t        *zd_os;
 279         rwlock_t        zd_zilog_lock;
 280         zilog_t         *zd_zilog;
 281         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
 282         char            zd_name[MAXNAMELEN];
 283         mutex_t         zd_dirobj_lock;
 284         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
 285         rll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
 286 } ztest_ds_t;
 287
 288 /*
 289  * Per-iteration state.
 290  */
 291 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
 292
 293 typedef struct ztest_info {
 294         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
 295         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
 296         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
 297 } ztest_info_t;
 298
 299 typedef struct ztest_shared_callstate {
 300         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
 301         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
 302         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
 303 } ztest_shared_callstate_t;
 304
 305 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
 306 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
 307
 308 /*
 309  * Note: these aren't static because we want dladdr() to work.
 310  */
 311 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
 312 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
 313 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
 314 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
 315 ztest_func_t ztest_zap;
 316 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
 317 ztest_func_t ztest_zil_commit;
 318 ztest_func_t ztest_zil_remount;
 319 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
 320 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
 321 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
 322 ztest_func_t ztest_fzap;
 323 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
 324 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
 325 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
 326 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
 327 ztest_func_t ztest_fault_inject;
 328 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
 329 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
 330 ztest_func_t ztest_spa_rename;
 331 ztest_func_t ztest_scrub;
 332 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
 333 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
 334 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
 335 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
 336 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
 337 ztest_func_t ztest_split_pool;
 338 ztest_func_t ztest_reguid;
 339 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
 340
 341 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
 342 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
 343 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
 344 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
 345 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
 346
 347 ztest_info_t ztest_info[] = {
 348         { ztest_dmu_read_write,                 1,      &zopt_always    },
 349         { ztest_dmu_write_parallel,             10,     &zopt_always    },
 350         { ztest_dmu_object_alloc_free,          1,      &zopt_always    },
 351         { ztest_dmu_commit_callbacks,           1,      &zopt_always    },
 352         { ztest_zap,                            30,     &zopt_always    },
 353         { ztest_zap_parallel,                   100,    &zopt_always    },
 354         { ztest_split_pool,                     1,      &zopt_always    },
 355         { ztest_zil_commit,                     1,      &zopt_incessant },
 356         { ztest_zil_remount,                    1,      &zopt_sometimes },
 357         { ztest_dmu_read_write_zcopy,           1,      &zopt_often     },
 358         { ztest_dmu_objset_create_destroy,      1,      &zopt_often     },
 359         { ztest_dsl_prop_get_set,               1,      &zopt_often     },
 360         { ztest_spa_prop_get_set,               1,      &zopt_sometimes },
 361 #if 0
 362         { ztest_dmu_prealloc,                   1,      &zopt_sometimes },
 363 #endif
 364         { ztest_fzap,                           1,      &zopt_sometimes },
 365         { ztest_dmu_snapshot_create_destroy,    1,      &zopt_sometimes },
 366         { ztest_spa_create_destroy,             1,      &zopt_sometimes },
 367         { ztest_fault_inject,                   1,      &zopt_sometimes },
 368         { ztest_ddt_repair,                     1,      &zopt_sometimes },
 369         { ztest_dmu_snapshot_hold,              1,      &zopt_sometimes },
 370         { ztest_reguid,                         1,      &zopt_rarely    },
 371         { ztest_spa_rename,                     1,      &zopt_rarely    },
 372         { ztest_scrub,                          1,      &zopt_rarely    },
 373         { ztest_spa_upgrade,                    1,      &zopt_rarely    },
 374         { ztest_dsl_dataset_promote_busy,       1,      &zopt_rarely    },
 375         { ztest_vdev_attach_detach,             1,      &zopt_sometimes },
 376         { ztest_vdev_LUN_growth,                1,      &zopt_rarely    },
 377         { ztest_vdev_add_remove,                1,
 378             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 379         { ztest_vdev_aux_add_remove,            1,
 380             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 381 };
 382
 383 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
 384
 385 /*
 386  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
 387  * The callbacks are ordered by txg number.
 388  */
 389 typedef struct ztest_cb_list {
 390         mutex_t zcl_callbacks_lock;
 391         list_t  zcl_callbacks;
 392 } ztest_cb_list_t;
 393
 394 /*
 395  * Stuff we need to share writably between parent and child.
 396  */
 397 typedef struct ztest_shared {
 398         boolean_t       zs_do_init;
 399         hrtime_t        zs_proc_start;
 400         hrtime_t        zs_proc_stop;
 401         hrtime_t        zs_thread_start;
 402         hrtime_t        zs_thread_stop;
 403         hrtime_t        zs_thread_kill;
 404         uint64_t        zs_enospc_count;
 405         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
 406         uint64_t        zs_vdev_aux;
 407         uint64_t        zs_alloc;
 408         uint64_t        zs_space;
 409         uint64_t        zs_splits;
 410         uint64_t        zs_mirrors;
 411         uint64_t        zs_metaslab_sz;
 412         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
 413         uint64_t        zs_guid;
 414 } ztest_shared_t;
 415
 416 #define ID_PARALLEL     -1ULL
 417
 418 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
 419 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
 420 ztest_shared_t *ztest_shared;
 421
 422 static spa_t *ztest_spa = NULL;
 423 static ztest_ds_t *ztest_ds;
 424
 425 static mutex_t ztest_vdev_lock;
 426
 427 /*
 428  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
 429  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
 430  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
 431  * namespace does not change while the lock is held.
 432  */
 433 static rwlock_t ztest_name_lock;
 434
 435 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
 436 static boolean_t ztest_exiting;
 437
 438 /* Global commit callback list */
 439 static ztest_cb_list_t zcl;
 440
 441 enum ztest_object {
 442         ZTEST_META_DNODE = 0,
 443         ZTEST_DIROBJ,
 444         ZTEST_OBJECTS
 445 };
 446
 447 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
 448
 449 /*
 450  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
 451  * debugging facilities.
 452  */
 453 const char *
 454 _umem_debug_init()
 455 {
 456         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
 457 }
 458
 459 const char *
 460 _umem_logging_init(void)
 461 {
 462         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
 463 }
 464
 465 #define FATAL_MSG_SZ    1024
 466
 467 char *fatal_msg;
 468
 469 static void
 470 fatal(int do_perror, char *message, ...)
 471 {
 472         va_list args;
 473         int save_errno = errno;
 474         char buf[FATAL_MSG_SZ];
 475
 476         (void) fflush(stdout);
 477
 478         va_start(args, message);
 479         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
 480         /* LINTED */
 481         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
 482         va_end(args);
 483         if (do_perror) {
 484                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
 485                     ": %s", strerror(save_errno));
 486         }
 487         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
 488         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
 489         if (ztest_dump_core)
 490                 abort();
 491         exit(3);
 492 }
 493
 494 static int
 495 str2shift(const char *buf)
 496 {
 497         const char *ends = "BKMGTPEZ";
 498         int i;
 499
 500         if (buf[0] == '\0')
 501                 return (0);
 502         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
 503                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
 504                         break;
 505         }
 506         if (i == strlen(ends)) {
 507                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
 508                     buf);
 509                 usage(B_FALSE);
 510         }
 511         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
 512                 return (10*i);
 513         }
 514         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
 515         usage(B_FALSE);
 516         /* NOTREACHED */
 517 }
 518
 519 static uint64_t
 520 nicenumtoull(const char *buf)
 521 {
 522         char *end;
 523         uint64_t val;
 524
 525         val = strtoull(buf, &end, 0);
 526         if (end == buf) {
 527                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
 528                 usage(B_FALSE);
 529         } else if (end[0] == '.') {
 530                 double fval = strtod(buf, &end);
 531                 fval *= pow(2, str2shift(end));
 532                 if (fval > UINT64_MAX) {
 533                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 534                             buf);
 535                         usage(B_FALSE);
 536                 }
 537                 val = (uint64_t)fval;
 538         } else {
 539                 int shift = str2shift(end);
 540                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
 541                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 542                             buf);
 543                         usage(B_FALSE);
 544                 }
 545                 val <<= shift;
 546         }
 547         return (val);
 548 }
 549
 550 static void
 551 usage(boolean_t requested)
 552 {
 553         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
 554
 555         char nice_vdev_size[10];
 556         char nice_gang_bang[10];
 557         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
 558
 559         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size);
 560         nicenum(zo->zo_metaslab_gang_bang, nice_gang_bang);
 561
 562         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
 563             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
 564             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
 565             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
 566             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
 567             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
 568             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
 569             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
 570             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
 571             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
 572             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
 573             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
 574             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
 575             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
 576             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
 577             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
 578             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
 579             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
 580             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
 581             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
 582             "\t[-h] (print help)\n"
 583             "",
 584             zo->zo_pool,
 585             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
 586             nice_vdev_size,                             /* -s */
 587             zo->zo_ashift,                              /* -a */
 588             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
 589             zo->zo_raidz,                               /* -r */
 590             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
 591             zo->zo_datasets,                            /* -d */
 592             zo->zo_threads,                             /* -t */
 593             nice_gang_bang,                             /* -g */
 594             zo->zo_init,                                /* -i */
 595             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
 596             zo->zo_pool,                                /* -p */
 597             zo->zo_dir,                                 /* -f */
 598             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
 599             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
 600             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
 601         exit(requested ? 0 : 1);
 602 }
 603
 604 static void
 605 process_options(int argc, char **argv)
 606 {
 607         char *path;
 608         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
 609
 610         int opt;
 611         uint64_t value;
 612         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
 613
 614         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
 615
 616         while ((opt = getopt(argc, argv,
 617             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:hF:B:")) != EOF) {
 618                 value = 0;
 619                 switch (opt) {
 620                 case 'v':
 621                 case 's':
 622                 case 'a':
 623                 case 'm':
 624                 case 'r':
 625                 case 'R':
 626                 case 'd':
 627                 case 't':
 628                 case 'g':
 629                 case 'i':
 630                 case 'k':
 631                 case 'T':
 632                 case 'P':
 633                 case 'F':
 634                         value = nicenumtoull(optarg);
 635                 }
 636                 switch (opt) {
 637                 case 'v':
 638                         zo->zo_vdevs = value;
 639                         break;
 640                 case 's':
 641                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
 642                         break;
 643                 case 'a':
 644                         zo->zo_ashift = value;
 645                         break;
 646                 case 'm':
 647                         zo->zo_mirrors = value;
 648                         break;
 649                 case 'r':
 650                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
 651                         break;
 652                 case 'R':
 653                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
 654                         break;
 655                 case 'd':
 656                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
 657                         break;
 658                 case 't':
 659                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
 660                         break;
 661                 case 'g':
 662                         zo->zo_metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1,
 663                             value);
 664                         break;
 665                 case 'i':
 666                         zo->zo_init = value;
 667                         break;
 668                 case 'k':
 669                         zo->zo_killrate = value;
 670                         break;
 671                 case 'p':
 672                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
 673                             sizeof (zo->zo_pool));
 674                         break;
 675                 case 'f':
 676                         path = realpath(optarg, NULL);
 677                         if (path == NULL) {
 678                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
 679                                     optarg, strerror(errno));
 680                                 usage(B_FALSE);
 681                         } else {
 682                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
 683                                     sizeof (zo->zo_dir));
 684                         }
 685                         break;
 686                 case 'V':
 687                         zo->zo_verbose++;
 688                         break;
 689                 case 'E':
 690                         zo->zo_init = 0;
 691                         break;
 692                 case 'T':
 693                         zo->zo_time = value;
 694                         break;
 695                 case 'P':
 696                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
 697                         break;
 698                 case 'F':
 699                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
 700                         break;
 701                 case 'B':
 702                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
 703                         break;
 704                 case 'h':
 705                         usage(B_TRUE);
 706                         break;
 707                 case '?':
 708                 default:
 709                         usage(B_FALSE);
 710                         break;
 711                 }
 712         }
 713
 714         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
 715
 716         zo->zo_vdevtime =
 717             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
 718             UINT64_MAX >> 2);
 719
 720         if (strlen(altdir) > 0) {
 721                 char *cmd;
 722                 char *realaltdir;
 723                 char *bin;
 724                 char *ztest;
 725                 char *isa;
 726                 int isalen;
 727
 728                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 729                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 730
 731                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
 732                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
 733                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 734                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
 735                             altdir);
 736                 }
 737                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
 738
 739                 /*
 740                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
 741                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
 742                  * 32 or 64 bit binaries.
 743                  */
 744                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
 745                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
 746                 isa = bin + 9;
 747                 isalen = ztest - isa;
 748                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
 749                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
 750                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
 751                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
 752
 753                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
 754                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 755                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
 756                             zo->zo_alt_ztest);
 757                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
 758                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 759                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
 760                             zo->zo_alt_libpath);
 761                 }
 762
 763                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
 764                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
 765         }
 766 }
 767
 768 static void
 769 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
 770 {
 771         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
 772         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
 773
 774         /*
 775          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
 776          * See comment above spa_config_sync().
 777          */
 778         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
 779         spa_config_sync(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
 780         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
 781
 782         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
 783         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
 784 }
 785
 786 static uint64_t
 787 ztest_random(uint64_t range)
 788 {
 789         uint64_t r;
 790
 791         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
 792
 793         if (range == 0)
 794                 return (0);
 795
 796         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
 797                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
 798
 799         return (r % range);
 800 }
 801
 802 /* ARGSUSED */
 803 static void
 804 ztest_record_enospc(const char *s)
 805 {
 806         ztest_shared->zs_enospc_count++;
 807 }
 808
 809 static uint64_t
 810 ztest_get_ashift(void)
 811 {
 812         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
 813                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
 814         return (ztest_opts.zo_ashift);
 815 }
 816
 817 static nvlist_t *
 818 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
 819 {
 820         char pathbuf[MAXPATHLEN];
 821         uint64_t vdev;
 822         nvlist_t *file;
 823
 824         if (ashift == 0)
 825                 ashift = ztest_get_ashift();
 826
 827         if (path == NULL) {
 828                 path = pathbuf;
 829
 830                 if (aux != NULL) {
 831                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
 832                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 833                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
 834                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
 835                             aux, vdev);
 836                 } else {
 837                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
 838                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 839                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
 840                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
 841                 }
 842         }
 843
 844         if (size != 0) {
 845                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
 846                 if (fd == -1)
 847                         fatal(1, "can't open %s", path);
 848                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
 849                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
 850                 (void) close(fd);
 851         }
 852
 853         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 854         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
 855         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
 856         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
 857
 858         return (file);
 859 }
 860
 861 static nvlist_t *
 862 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 863     uint64_t ashift, int r)
 864 {
 865         nvlist_t *raidz, **child;
 866         int c;
 867
 868         if (r < 2)
 869                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
 870         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 871
 872         for (c = 0; c < r; c++)
 873                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
 874
 875         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 876         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 877             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
 878         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
 879             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
 880         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 881             child, r) == 0);
 882
 883         for (c = 0; c < r; c++)
 884                 nvlist_free(child[c]);
 885
 886         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
 887
 888         return (raidz);
 889 }
 890
 891 static nvlist_t *
 892 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 893     uint64_t ashift, int r, int m)
 894 {
 895         nvlist_t *mirror, **child;
 896         int c;
 897
 898         if (m < 1)
 899                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
 900
 901         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 902
 903         for (c = 0; c < m; c++)
 904                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
 905
 906         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 907         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 908             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
 909         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 910             child, m) == 0);
 911
 912         for (c = 0; c < m; c++)
 913                 nvlist_free(child[c]);
 914
 915         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
 916
 917         return (mirror);
 918 }
 919
 920 static nvlist_t *
 921 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
 922     int log, int r, int m, int t)
 923 {
 924         nvlist_t *root, **child;
 925         int c;
 926
 927         ASSERT(t > 0);
 928
 929         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 930
 931         for (c = 0; c < t; c++) {
 932                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
 933                     r, m);
 934                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
 935                     log) == 0);
 936         }
 937
 938         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 939         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
 940         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 941             child, t) == 0);
 942
 943         for (c = 0; c < t; c++)
 944                 nvlist_free(child[c]);
 945
 946         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
 947
 948         return (root);
 949 }
 950
 951 /*
 952  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
 953  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
 954  */
 955 static uint64_t
 956 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
 957 {
 958         uint64_t version = initial_version;
 959
 960         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
 961                 version = version +
 962                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
 963         }
 964
 965         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
 966                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
 967
 968         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
 969         return (version);
 970 }
 971
 972 /*
 973  * Find the largest ashift used
 974  */
 975 static uint64_t
 976 ztest_spa_get_ashift() {
 977         uint64_t i;
 978         uint64_t ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT;
 979         vdev_t *rvd = ztest_spa->spa_root_vdev;
 980
 981         for (i = 0; i < rvd->vdev_children; i++) {
 982                 ashift = MAX(ashift, rvd->vdev_child[i]->vdev_ashift);
 983         }
 984         return (ashift);
 985 }
 986
 987 static int
 988 ztest_random_blocksize(void)
 989 {
 990         // Choose a block size >= the ashift.
 991         uint64_t block_shift =
 992             ztest_random(SPA_MAXBLOCKSHIFT - ztest_spa_get_ashift() + 1);
 993         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
 994 }
 995
 996 static int
 997 ztest_random_ibshift(void)
 998 {
 999         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1000             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1001 }
1002
1003 static uint64_t
1004 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1005 {
1006         uint64_t top;
1007         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1008         vdev_t *tvd;
1009
1010         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1011
1012         do {
1013                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1014                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1015         } while (tvd->vdev_ishole || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1016             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1017
1018         return (top);
1019 }
1020
1021 static uint64_t
1022 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1023 {
1024         uint64_t value;
1025
1026         do {
1027                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1028         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1029
1030         return (value);
1031 }
1032
1033 static int
1034 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1035     boolean_t inherit)
1036 {
1037         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1038         const char *valname;
1039         char setpoint[MAXPATHLEN];
1040         uint64_t curval;
1041         int error;
1042
1043         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1044             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1045
1046         if (error == ENOSPC) {
1047                 ztest_record_enospc(FTAG);
1048                 return (error);
1049         }
1050         ASSERT0(error);
1051
1052         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1053
1054         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1055                 VERIFY(zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname) == 0);
1056                 (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1057                     osname, propname, valname, setpoint);
1058         }
1059
1060         return (error);
1061 }
1062
1063 static int
1064 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1065 {
1066         spa_t *spa = ztest_spa;
1067         nvlist_t *props = NULL;
1068         int error;
1069
1070         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1071         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1072
1073         error = spa_prop_set(spa, props);
1074
1075         nvlist_free(props);
1076
1077         if (error == ENOSPC) {
1078                 ztest_record_enospc(FTAG);
1079                 return (error);
1080         }
1081         ASSERT0(error);
1082
1083         return (error);
1084 }
1085
1086 static void
1087 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1088 {
1089         rll->rll_writer = NULL;
1090         rll->rll_readers = 0;
1091         VERIFY(_mutex_init(&rll->rll_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1092         VERIFY(cond_init(&rll->rll_cv, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1093 }
1094
1095 static void
1096 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1097 {
1098         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1099         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1100         VERIFY(_mutex_destroy(&rll->rll_lock) == 0);
1101         VERIFY(cond_destroy(&rll->rll_cv) == 0);
1102 }
1103
1104 static void
1105 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1106 {
1107         VERIFY(mutex_lock(&rll->rll_lock) == 0);
1108
1109         if (type == RL_READER) {
1110                 while (rll->rll_writer != NULL)
1111                         (void) cond_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1112                 rll->rll_readers++;
1113         } else {
1114                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1115                         (void) cond_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1116                 rll->rll_writer = curthread;
1117         }
1118
1119         VERIFY(mutex_unlock(&rll->rll_lock) == 0);
1120 }
1121
1122 static void
1123 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1124 {
1125         VERIFY(mutex_lock(&rll->rll_lock) == 0);
1126
1127         if (rll->rll_writer) {
1128                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1129                 rll->rll_writer = NULL;
1130         } else {
1131                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1132                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1133                 rll->rll_readers--;
1134         }
1135
1136         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1137                 VERIFY(cond_broadcast(&rll->rll_cv) == 0);
1138
1139         VERIFY(mutex_unlock(&rll->rll_lock) == 0);
1140 }
1141
1142 static void
1143 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1144 {
1145         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1146
1147         ztest_rll_lock(rll, type);
1148 }
1149
1150 static void
1151 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1152 {
1153         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1154
1155         ztest_rll_unlock(rll);
1156 }
1157
1158 static rl_t *
1159 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1160     uint64_t size, rl_type_t type)
1161 {
1162         uint64_t hash = object ^ (offset % (ZTEST_RANGE_LOCKS + 1));
1163         rll_t *rll = &zd->zd_range_lock[hash & (ZTEST_RANGE_LOCKS - 1)];
1164         rl_t *rl;
1165
1166         rl = umem_alloc(sizeof (*rl), UMEM_NOFAIL);
1167         rl->rl_object = object;
1168         rl->rl_offset = offset;
1169         rl->rl_size = size;
1170         rl->rl_lock = rll;
1171
1172         ztest_rll_lock(rll, type);
1173
1174         return (rl);
1175 }
1176
1177 static void
1178 ztest_range_unlock(rl_t *rl)
1179 {
1180         rll_t *rll = rl->rl_lock;
1181
1182         ztest_rll_unlock(rll);
1183
1184         umem_free(rl, sizeof (*rl));
1185 }
1186
1187 static void
1188 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1189 {
1190         zd->zd_os = os;
1191         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1192         zd->zd_shared = szd;
1193         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1194
1195         if (zd->zd_shared != NULL)
1196                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1197
1198         VERIFY(rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1199         VERIFY(_mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1200
1201         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1202                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1203
1204         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1205                 ztest_rll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1206 }
1207
1208 static void
1209 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1210 {
1211         VERIFY(_mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
1212
1213         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1214                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1215
1216         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1217                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1218 }
1219
1220 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1221
1222 static uint64_t
1223 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1224 {
1225         uint64_t txg;
1226         int error;
1227
1228         /*
1229          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1230          */
1231         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1232         if (error) {
1233                 if (error == ERESTART) {
1234                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1235                         dmu_tx_wait(tx);
1236                 } else {
1237                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1238                         ztest_record_enospc(tag);
1239                 }
1240                 dmu_tx_abort(tx);
1241                 return (0);
1242         }
1243         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1244         ASSERT(txg != 0);
1245         return (txg);
1246 }
1247
1248 static void
1249 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1250 {
1251         uint64_t *ip = buf;
1252         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1253
1254         while (ip < ip_end)
1255                 *ip++ = value;
1256 }
1257
1258 static boolean_t
1259 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1260 {
1261         uint64_t *ip = buf;
1262         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1263         uint64_t diff = 0;
1264
1265         while (ip < ip_end)
1266                 diff |= (value - *ip++);
1267
1268         return (diff == 0);
1269 }
1270
1271 static void
1272 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1273     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1274 {
1275         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1276         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1277         bt->bt_object = object;
1278         bt->bt_offset = offset;
1279         bt->bt_gen = gen;
1280         bt->bt_txg = txg;
1281         bt->bt_crtxg = crtxg;
1282 }
1283
1284 static void
1285 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1286     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1287 {
1288         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1289         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1290         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1291         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1292         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1293         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1294         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1295 }
1296
1297 static ztest_block_tag_t *
1298 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1299 {
1300         dmu_object_info_t doi;
1301         ztest_block_tag_t *bt;
1302
1303         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1304         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1305         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1306         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1307
1308         return (bt);
1309 }
1310
1311 /*
1312  * ZIL logging ops
1313  */
1314
1315 #define lrz_type        lr_mode
1316 #define lrz_blocksize   lr_uid
1317 #define lrz_ibshift     lr_gid
1318 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1319 #define lrz_bonuslen    lr_crtime[1]
1320
1321 static void
1322 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1323 {
1324         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1325         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1326         itx_t *itx;
1327
1328         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1329                 return;
1330
1331         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1332         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1333             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1334
1335         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1336 }
1337
1338 static void
1339 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1340 {
1341         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1342         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1343         itx_t *itx;
1344
1345         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1346                 return;
1347
1348         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1349         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1350             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1351
1352         itx->itx_oid = object;
1353         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1354 }
1355
1356 static void
1357 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1358 {
1359         itx_t *itx;
1360         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1361
1362         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1363                 return;
1364
1365         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1366                 write_state = WR_INDIRECT;
1367
1368         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1369             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1370
1371         if (write_state == WR_COPIED &&
1372             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1373             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1374                 zil_itx_destroy(itx);
1375                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1376                 write_state = WR_NEED_COPY;
1377         }
1378         itx->itx_private = zd;
1379         itx->itx_wr_state = write_state;
1380         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1381         itx->itx_sod += (write_state == WR_NEED_COPY ? lr->lr_length : 0);
1382
1383         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1384             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1385
1386         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1387 }
1388
1389 static void
1390 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1391 {
1392         itx_t *itx;
1393
1394         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1395                 return;
1396
1397         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1398         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1399             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1400
1401         itx->itx_sync = B_FALSE;
1402         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1403 }
1404
1405 static void
1406 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1407 {
1408         itx_t *itx;
1409
1410         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1411                 return;
1412
1413         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1414         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1415             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1416
1417         itx->itx_sync = B_FALSE;
1418         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1419 }
1420
1421 /*
1422  * ZIL replay ops
1423  */
1424 static int
1425 ztest_replay_create(ztest_ds_t *zd, lr_create_t *lr, boolean_t byteswap)
1426 {
1427         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1428         objset_t *os = zd->zd_os;
1429         ztest_block_tag_t *bbt;
1430         dmu_buf_t *db;
1431         dmu_tx_t *tx;
1432         uint64_t txg;
1433         int error = 0;
1434
1435         if (byteswap)
1436                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1437
1438         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1439         ASSERT(name[0] != '\0');
1440
1441         tx = dmu_tx_create(os);
1442
1443         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1444
1445         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1446                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1447         } else {
1448                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1449         }
1450
1451         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1452         if (txg == 0)
1453                 return (ENOSPC);
1454
1455         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1456
1457         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1458                 if (lr->lr_foid == 0) {
1459                         lr->lr_foid = zap_create(os,
1460                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1461                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1462                 } else {
1463                         error = zap_create_claim(os, lr->lr_foid,
1464                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1465                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1466                 }
1467         } else {
1468                 if (lr->lr_foid == 0) {
1469                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc(os,
1470                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1471                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1472                 } else {
1473                         error = dmu_object_claim(os, lr->lr_foid,
1474                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1475                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1476                 }
1477         }
1478
1479         if (error) {
1480                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1481                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1482                 dmu_tx_commit(tx);
1483                 return (error);
1484         }
1485
1486         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1487
1488         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1489                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1490                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1491
1492         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1493         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1494         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1495         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_gen, txg, txg);
1496         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1497
1498         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1499             &lr->lr_foid, tx));
1500
1501         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1502
1503         dmu_tx_commit(tx);
1504
1505         return (0);
1506 }
1507
1508 static int
1509 ztest_replay_remove(ztest_ds_t *zd, lr_remove_t *lr, boolean_t byteswap)
1510 {
1511         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1512         objset_t *os = zd->zd_os;
1513         dmu_object_info_t doi;
1514         dmu_tx_t *tx;
1515         uint64_t object, txg;
1516
1517         if (byteswap)
1518                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1519
1520         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1521         ASSERT(name[0] != '\0');
1522
1523         VERIFY3U(0, ==,
1524             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1525         ASSERT(object != 0);
1526
1527         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1528
1529         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1530
1531         tx = dmu_tx_create(os);
1532
1533         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1534         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1535
1536         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1537         if (txg == 0) {
1538                 ztest_object_unlock(zd, object);
1539                 return (ENOSPC);
1540         }
1541
1542         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1543                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1544         } else {
1545                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1546         }
1547
1548         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1549
1550         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1551
1552         dmu_tx_commit(tx);
1553
1554         ztest_object_unlock(zd, object);
1555
1556         return (0);
1557 }
1558
1559 static int
1560 ztest_replay_write(ztest_ds_t *zd, lr_write_t *lr, boolean_t byteswap)
1561 {
1562         objset_t *os = zd->zd_os;
1563         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1564         uint64_t offset, length;
1565         ztest_block_tag_t *bt = data;
1566         ztest_block_tag_t *bbt;
1567         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1568         dmu_object_info_t doi;
1569         dmu_tx_t *tx;
1570         dmu_buf_t *db;
1571         arc_buf_t *abuf = NULL;
1572         rl_t *rl;
1573
1574         if (byteswap)
1575                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1576
1577         offset = lr->lr_offset;
1578         length = lr->lr_length;
1579
1580         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1581         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1582                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1583                 if (length < blocksize) {
1584                         offset -= offset % blocksize;
1585                         length = blocksize;
1586                 }
1587         }
1588
1589         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1590                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1591
1592         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1593                 bt = NULL;
1594
1595         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1596         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1597
1598         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1599
1600         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1601
1602         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1603         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1604         gen = bbt->bt_gen;
1605         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1606         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1607
1608         tx = dmu_tx_create(os);
1609
1610         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1611
1612         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1613             P2PHASE(offset, length) == 0)
1614                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1615
1616         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1617         if (txg == 0) {
1618                 if (abuf != NULL)
1619                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1620                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1621                 ztest_range_unlock(rl);
1622                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1623                 return (ENOSPC);
1624         }
1625
1626         if (bt != NULL) {
1627                 /*
1628                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1629                  * but not always, because we also want to verify correct
1630                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1631                  */
1632                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1633                 if (ztest_random(4) != 0) {
1634                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1635                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1636                         ztest_block_tag_t rbt;
1637
1638                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1639                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1640                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1641                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid,
1642                                     offset, gen, txg, crtxg);
1643                         }
1644                 }
1645
1646                 /*
1647                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1648                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1649                  * open-context data, which may be different than the data
1650                  * as it was when the write was generated.
1651                  */
1652                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1653                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, offset,
1654                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1655                             bt->bt_crtxg);
1656                 }
1657
1658                 /*
1659                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1660                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1661                  */
1662                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, offset, gen, txg, crtxg);
1663         }
1664
1665         if (abuf == NULL) {
1666                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1667         } else {
1668                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1669                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1670         }
1671
1672         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1673
1674         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1675
1676         dmu_tx_commit(tx);
1677
1678         ztest_range_unlock(rl);
1679         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1680
1681         return (0);
1682 }
1683
1684 static int
1685 ztest_replay_truncate(ztest_ds_t *zd, lr_truncate_t *lr, boolean_t byteswap)
1686 {
1687         objset_t *os = zd->zd_os;
1688         dmu_tx_t *tx;
1689         uint64_t txg;
1690         rl_t *rl;
1691
1692         if (byteswap)
1693                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1694
1695         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1696         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1697             RL_WRITER);
1698
1699         tx = dmu_tx_create(os);
1700
1701         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1702
1703         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1704         if (txg == 0) {
1705                 ztest_range_unlock(rl);
1706                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1707                 return (ENOSPC);
1708         }
1709
1710         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1711             lr->lr_length, tx) == 0);
1712
1713         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1714
1715         dmu_tx_commit(tx);
1716
1717         ztest_range_unlock(rl);
1718         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1719
1720         return (0);
1721 }
1722
1723 static int
1724 ztest_replay_setattr(ztest_ds_t *zd, lr_setattr_t *lr, boolean_t byteswap)
1725 {
1726         objset_t *os = zd->zd_os;
1727         dmu_tx_t *tx;
1728         dmu_buf_t *db;
1729         ztest_block_tag_t *bbt;
1730         uint64_t txg, lrtxg, crtxg;
1731
1732         if (byteswap)
1733                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1734
1735         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1736
1737         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1738
1739         tx = dmu_tx_create(os);
1740         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1741
1742         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1743         if (txg == 0) {
1744                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1745                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1746                 return (ENOSPC);
1747         }
1748
1749         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1750         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1751         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1752         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1753
1754         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1755                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
1756                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
1757                 ASSERT(lrtxg != 0);
1758         } else {
1759                 /*
1760                  * Randomly change the size and increment the generation.
1761                  */
1762                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
1763                     sizeof (*bbt);
1764                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
1765                 ASSERT(lrtxg == 0);
1766         }
1767
1768         /*
1769          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
1770          */
1771         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode,
1772             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
1773
1774         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1775
1776         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
1777         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
1778         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
1779         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1780
1781         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode, txg, crtxg);
1782
1783         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1784
1785         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
1786
1787         dmu_tx_commit(tx);
1788
1789         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1790
1791         return (0);
1792 }
1793
1794 zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
1795         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
1796         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
1797         NULL,                   /* TX_MKDIR */
1798         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
1799         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
1800         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
1801         NULL,                   /* TX_RMDIR */
1802         NULL,                   /* TX_LINK */
1803         NULL,                   /* TX_RENAME */
1804         ztest_replay_write,     /* TX_WRITE */
1805         ztest_replay_truncate,  /* TX_TRUNCATE */
1806         ztest_replay_setattr,   /* TX_SETATTR */
1807         NULL,                   /* TX_ACL */
1808         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL */
1809         NULL,                   /* TX_CREATE_ATTR */
1810         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
1811         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL */
1812         NULL,                   /* TX_MKDIR_ATTR */
1813         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
1814         NULL,                   /* TX_WRITE2 */
1815 };
1816
1817 /*
1818  * ZIL get_data callbacks
1819  */
1820
1821 static void
1822 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
1823 {
1824         ztest_ds_t *zd = zgd->zgd_private;
1825         uint64_t object = zgd->zgd_rl->rl_object;
1826
1827         if (zgd->zgd_db)
1828                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
1829
1830         ztest_range_unlock(zgd->zgd_rl);
1831         ztest_object_unlock(zd, object);
1832
1833         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
1834                 zil_add_block(zgd->zgd_zilog, zgd->zgd_bp);
1835
1836         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
1837 }
1838
1839 static int
1840 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, zio_t *zio)
1841 {
1842         ztest_ds_t *zd = arg;
1843         objset_t *os = zd->zd_os;
1844         uint64_t object = lr->lr_foid;
1845         uint64_t offset = lr->lr_offset;
1846         uint64_t size = lr->lr_length;
1847         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
1848         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
1849         uint64_t crtxg;
1850         dmu_object_info_t doi;
1851         dmu_buf_t *db;
1852         zgd_t *zgd;
1853         int error;
1854
1855         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
1856         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
1857         if (error) {
1858                 ztest_object_unlock(zd, object);
1859                 return (error);
1860         }
1861
1862         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
1863
1864         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
1865                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1866                 ztest_object_unlock(zd, object);
1867                 return (ENOENT);
1868         }
1869
1870         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1871         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1872         db = NULL;
1873
1874         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
1875         zgd->zgd_zilog = zd->zd_zilog;
1876         zgd->zgd_private = zd;
1877
1878         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
1879                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1880                     RL_READER);
1881
1882                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
1883                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1884                 ASSERT(error == 0);
1885         } else {
1886                 size = doi.doi_data_block_size;
1887                 if (ISP2(size)) {
1888                         offset = P2ALIGN(offset, size);
1889                 } else {
1890                         ASSERT(offset < size);
1891                         offset = 0;
1892                 }
1893
1894                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1895                     RL_READER);
1896
1897                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
1898                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1899
1900                 if (error == 0) {
1901                         blkptr_t *obp = dmu_buf_get_blkptr(db);
1902                         if (obp) {
1903                                 ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
1904                                 *bp = *obp;
1905                         }
1906
1907                         zgd->zgd_db = db;
1908                         zgd->zgd_bp = bp;
1909
1910                         ASSERT(db->db_offset == offset);
1911                         ASSERT(db->db_size == size);
1912
1913                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
1914                             ztest_get_done, zgd);
1915
1916                         if (error == 0)
1917                                 return (0);
1918                 }
1919         }
1920
1921         ztest_get_done(zgd, error);
1922
1923         return (error);
1924 }
1925
1926 static void *
1927 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
1928 {
1929         char *lr;
1930         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1931
1932         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
1933
1934         if (name)
1935                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
1936
1937         return (lr);
1938 }
1939
1940 void
1941 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
1942 {
1943         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1944
1945         umem_free(lr, lrsize + namesize);
1946 }
1947
1948 /*
1949  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
1950  */
1951 static int
1952 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
1953 {
1954         int missing = 0;
1955         int error;
1956
1957         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
1958
1959         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
1960                 od->od_object = 0;
1961                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
1962                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
1963                 if (error) {
1964                         ASSERT(error == ENOENT);
1965                         ASSERT(od->od_object == 0);
1966                         missing++;
1967                 } else {
1968                         dmu_buf_t *db;
1969                         ztest_block_tag_t *bbt;
1970                         dmu_object_info_t doi;
1971
1972                         ASSERT(od->od_object != 0);
1973                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
1974
1975                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
1976                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
1977                             od->od_object, FTAG, &db));
1978                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1979                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1980                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1981                         od->od_type = doi.doi_type;
1982                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
1983                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
1984                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1985                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
1986                 }
1987         }
1988
1989         return (missing);
1990 }
1991
1992 static int
1993 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
1994 {
1995         int missing = 0;
1996
1997         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
1998
1999         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
2000                 if (missing) {
2001                         od->od_object = 0;
2002                         missing++;
2003                         continue;
2004                 }
2005
2006                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2007
2008                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2009                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2010                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2011                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2012                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2013                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2014                 lr->lrz_bonuslen = dmu_bonus_max();
2015                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2016                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2017
2018                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2019                         ASSERT(missing == 0);
2020                         od->od_object = 0;
2021                         missing++;
2022                 } else {
2023                         od->od_object = lr->lr_foid;
2024                         od->od_type = od->od_crtype;
2025                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2026                         od->od_gen = od->od_crgen;
2027                         ASSERT(od->od_object != 0);
2028                 }
2029
2030                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2031         }
2032
2033         return (missing);
2034 }
2035
2036 static int
2037 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2038 {
2039         int missing = 0;
2040         int error;
2041
2042         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2043
2044         od += count - 1;
2045
2046         for (int i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2047                 if (missing) {
2048                         missing++;
2049                         continue;
2050                 }
2051
2052                 /*
2053                  * No object was found.
2054                  */
2055                 if (od->od_object == 0)
2056                         continue;
2057
2058                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2059
2060                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2061
2062                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2063                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2064                         missing++;
2065                 } else {
2066                         od->od_object = 0;
2067                 }
2068                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2069         }
2070
2071         return (missing);
2072 }
2073
2074 static int
2075 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2076     void *data)
2077 {
2078         lr_write_t *lr;
2079         int error;
2080
2081         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2082
2083         lr->lr_foid = object;
2084         lr->lr_offset = offset;
2085         lr->lr_length = size;
2086         lr->lr_blkoff = 0;
2087         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2088
2089         bcopy(data, lr + 1, size);
2090
2091         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2092
2093         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2094
2095         return (error);
2096 }
2097
2098 static int
2099 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2100 {
2101         lr_truncate_t *lr;
2102         int error;
2103
2104         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2105
2106         lr->lr_foid = object;
2107         lr->lr_offset = offset;
2108         lr->lr_length = size;
2109
2110         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2111
2112         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2113
2114         return (error);
2115 }
2116
2117 static int
2118 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2119 {
2120         lr_setattr_t *lr;
2121         int error;
2122
2123         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2124
2125         lr->lr_foid = object;
2126         lr->lr_size = 0;
2127         lr->lr_mode = 0;
2128
2129         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2130
2131         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2132
2133         return (error);
2134 }
2135
2136 static void
2137 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2138 {
2139         objset_t *os = zd->zd_os;
2140         dmu_tx_t *tx;
2141         uint64_t txg;
2142         rl_t *rl;
2143
2144         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2145
2146         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2147         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2148
2149         tx = dmu_tx_create(os);
2150
2151         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2152
2153         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2154
2155         if (txg != 0) {
2156                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2157                 dmu_tx_commit(tx);
2158                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2159         } else {
2160                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2161         }
2162
2163         ztest_range_unlock(rl);
2164         ztest_object_unlock(zd, object);
2165 }
2166
2167 static void
2168 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2169 {
2170         int err;
2171         ztest_block_tag_t wbt;
2172         dmu_object_info_t doi;
2173         enum ztest_io_type io_type;
2174         uint64_t blocksize;
2175         void *data;
2176
2177         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2178         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2179         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2180
2181         /*
2182          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2183          */
2184         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2185         if (ztest_random(2) == 0)
2186                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2187
2188         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2189
2190         switch (io_type) {
2191
2192         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2193                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, offset, 0, 0, 0);
2194                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2195                 break;
2196
2197         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2198                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2199                 if (ztest_random(2) == 0) {
2200                         /*
2201                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2202                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2203                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2204                          */
2205                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2206                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2207                 }
2208                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2209                 break;
2210
2211         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2212                 bzero(data, blocksize);
2213                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2214                 break;
2215
2216         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2217                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2218                 break;
2219
2220         case ZTEST_IO_SETATTR:
2221                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2222                 break;
2223
2224         case ZTEST_IO_REWRITE:
2225                 (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2226                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2227                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2228                     B_FALSE);
2229                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2230                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2231                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2232                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2233                     B_FALSE);
2234                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2235                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2236
2237                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2238                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2239
2240                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2241                 break;
2242         }
2243
2244         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2245
2246         umem_free(data, blocksize);
2247 }
2248
2249 /*
2250  * Initialize an object description template.
2251  */
2252 static void
2253 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2254     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t gen)
2255 {
2256         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2257         od->od_object = 0;
2258
2259         od->od_crtype = type;
2260         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2261         od->od_crgen = gen;
2262
2263         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2264         od->od_blocksize = 0;
2265         od->od_gen = 0;
2266
2267         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2268             tag, (int64_t)id, index);
2269 }
2270
2271 /*
2272  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2273  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2274  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2275  * use the existing objects.
2276  */
2277 static int
2278 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2279 {
2280         int count = size / sizeof (*od);
2281         int rv = 0;
2282
2283         VERIFY(mutex_lock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2284         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2285             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2286             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2287                 rv = -1;
2288         zd->zd_od = od;
2289         VERIFY(mutex_unlock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2290
2291         return (rv);
2292 }
2293
2294 /* ARGSUSED */
2295 void
2296 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2297 {
2298         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2299
2300         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2301
2302         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2303
2304         /*
2305          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2306          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2307          * will verify that the log really does contain this record.
2308          */
2309         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2310         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2311         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2312         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2313         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2314
2315         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2316 }
2317
2318 /*
2319  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2320  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2321  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2322  */
2323 /* ARGSUSED */
2324 void
2325 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2326 {
2327         objset_t *os = zd->zd_os;
2328
2329         /*
2330          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2331          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2332          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2333          */
2334         VERIFY0(mutex_lock(&zd->zd_dirobj_lock));
2335         (void) rw_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2336
2337         /* zfsvfs_teardown() */
2338         zil_close(zd->zd_zilog);
2339
2340         /* zfsvfs_setup() */
2341         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2342         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2343
2344         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2345         VERIFY(mutex_unlock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2346 }
2347
2348 /*
2349  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2350  * or create a pool with a bad vdev spec.
2351  */
2352 /* ARGSUSED */
2353 void
2354 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2355 {
2356         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2357         spa_t *spa;
2358         nvlist_t *nvroot;
2359
2360         /*
2361          * Attempt to create using a bad file.
2362          */
2363         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2364         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2365             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL));
2366         nvlist_free(nvroot);
2367
2368         /*
2369          * Attempt to create using a bad mirror.
2370          */
2371         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2372         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2373             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL));
2374         nvlist_free(nvroot);
2375
2376         /*
2377          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2378          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2379          */
2380         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2381         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2382         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL));
2383         nvlist_free(nvroot);
2384         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2385         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2386         spa_close(spa, FTAG);
2387
2388         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2389 }
2390
2391 /* ARGSUSED */
2392 void
2393 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2394 {
2395         spa_t *spa;
2396         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2397         uint64_t version, newversion;
2398         nvlist_t *nvroot, *props;
2399         char *name;
2400
2401         VERIFY0(mutex_lock(&ztest_vdev_lock));
2402         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2403
2404         /*
2405          * Clean up from previous runs.
2406          */
2407         (void) spa_destroy(name);
2408
2409         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2410             0, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2411
2412         /*
2413          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2414          * the initial version is capable of supporting that feature.
2415          */
2416         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2417         case 0:
2418         case 1:
2419                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2420                 break;
2421         case 2:
2422                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2423                 break;
2424         case 3:
2425                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2426                 break;
2427         }
2428
2429         /*
2430          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2431          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2432          */
2433         do {
2434                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2435         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2436
2437         props = fnvlist_alloc();
2438         fnvlist_add_uint64(props,
2439             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2440         VERIFY0(spa_create(name, nvroot, props, NULL));
2441         fnvlist_free(nvroot);
2442         fnvlist_free(props);
2443
2444         VERIFY0(spa_open(name, &spa, FTAG));
2445         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2446         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2447
2448         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2449                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2450                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2451         }
2452
2453         spa_upgrade(spa, newversion);
2454         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2455         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2456             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2457         spa_close(spa, FTAG);
2458
2459         strfree(name);
2460         VERIFY0(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock));
2461 }
2462
2463 static vdev_t *
2464 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2465 {
2466         vdev_t *mvd;
2467
2468         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2469                 return (vd);
2470
2471         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2472                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2473                     NULL)
2474                         return (mvd);
2475
2476         return (NULL);
2477 }
2478
2479 /*
2480  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2481  */
2482 int
2483 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2484 {
2485         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2486         int c;
2487
2488         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2489
2490         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2491                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2492
2493                 if (cvd->vdev_ishole)
2494                         break;
2495         }
2496         return (c);
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Verify that vdev_add() works as expected.
2501  */
2502 /* ARGSUSED */
2503 void
2504 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2505 {
2506         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2507         spa_t *spa = ztest_spa;
2508         uint64_t leaves;
2509         uint64_t guid;
2510         nvlist_t *nvroot;
2511         int error;
2512
2513         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2514         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2515
2516         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2517
2518         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2519
2520         /*
2521          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2522          */
2523         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2524                 /*
2525                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2526                  */
2527                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2528
2529                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2530
2531                 /*
2532                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2533                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2534                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2535                  * grab a reference on the dataset which may cause
2536                  * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
2537                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2538                  */
2539                 VERIFY(rw_wrlock(&ztest_name_lock) == 0);
2540                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2541                 VERIFY(rw_unlock(&ztest_name_lock) == 0);
2542
2543                 if (error && error != EEXIST)
2544                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2545         } else {
2546                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2547
2548                 /*
2549                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2550                  */
2551                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2552                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2553                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2554                     zs->zs_mirrors, 1);
2555
2556                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2557                 nvlist_free(nvroot);
2558
2559                 if (error == ENOSPC)
2560                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2561                 else if (error != 0)
2562                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2563         }
2564
2565         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2566 }
2567
2568 /*
2569  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2570  */
2571 /* ARGSUSED */
2572 void
2573 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2574 {
2575         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2576         spa_t *spa = ztest_spa;
2577         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2578         spa_aux_vdev_t *sav;
2579         char *aux;
2580         uint64_t guid = 0;
2581         int error;
2582
2583         if (ztest_random(2) == 0) {
2584                 sav = &spa->spa_spares;
2585                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2586         } else {
2587                 sav = &spa->spa_l2cache;
2588                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2589         }
2590
2591         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2592
2593         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2594
2595         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2596                 /*
2597                  * Pick a random device to remove.
2598                  */
2599                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2600         } else {
2601                 /*
2602                  * Find an unused device we can add.
2603                  */
2604                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2605                 for (;;) {
2606                         char path[MAXPATHLEN];
2607                         int c;
2608                         (void) snprintf(path, sizeof (path), ztest_aux_template,
2609                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2610                             zs->zs_vdev_aux);
2611                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2612                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2613                                     path) == 0)
2614                                         break;
2615                         if (c == sav->sav_count &&
2616                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
2617                                 break;
2618                         zs->zs_vdev_aux++;
2619                 }
2620         }
2621
2622         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2623
2624         if (guid == 0) {
2625                 /*
2626                  * Add a new device.
2627                  */
2628                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
2629                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
2630                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2631                 if (error != 0)
2632                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
2633                 nvlist_free(nvroot);
2634         } else {
2635                 /*
2636                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
2637                  * vdev state first to make sure we handle removal
2638                  * of devices that have pending state changes.
2639                  */
2640                 if (ztest_random(2) == 0)
2641                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
2642
2643                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2644                 if (error != 0 && error != EBUSY)
2645                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
2646         }
2647
2648         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2649 }
2650
2651 /*
2652  * split a pool if it has mirror tlvdevs
2653  */
2654 /* ARGSUSED */
2655 void
2656 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2657 {
2658         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2659         spa_t *spa = ztest_spa;
2660         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2661         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
2662         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
2663         int error = 0;
2664
2665         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2666
2667         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
2668         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2669                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2670                 return;
2671         }
2672
2673         /* clean up the old pool, if any */
2674         (void) spa_destroy("splitp");
2675
2676         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2677
2678         /* generate a config from the existing config */
2679         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2680         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
2681             &tree) == 0);
2682         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2683
2684         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
2685             &children) == 0);
2686
2687         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
2688         for (c = 0; c < children; c++) {
2689                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
2690                 nvlist_t **mchild;
2691                 uint_t mchildren;
2692
2693                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
2694                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
2695                             0) == 0);
2696                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
2697                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
2698                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
2699                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
2700                         if (lastlogid == 0)
2701                                 lastlogid = schildren;
2702                         ++schildren;
2703                         continue;
2704                 }
2705                 lastlogid = 0;
2706                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
2707                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
2708                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
2709         }
2710
2711         /* OK, create a config that can be used to split */
2712         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2713         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
2714             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
2715         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
2716             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
2717
2718         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2719         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
2720
2721         for (c = 0; c < schildren; c++)
2722                 nvlist_free(schild[c]);
2723         free(schild);
2724         nvlist_free(split);
2725
2726         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2727
2728         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2729         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
2730         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2731
2732         nvlist_free(config);
2733
2734         if (error == 0) {
2735                 (void) printf("successful split - results:\n");
2736                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
2737                 show_pool_stats(spa);
2738                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
2739                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
2740                 ++zs->zs_splits;
2741                 --zs->zs_mirrors;
2742         }
2743         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2744
2745 }
2746
2747 /*
2748  * Verify that we can attach and detach devices.
2749  */
2750 /* ARGSUSED */
2751 void
2752 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2753 {
2754         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2755         spa_t *spa = ztest_spa;
2756         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
2757         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2758         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
2759         nvlist_t *root;
2760         uint64_t leaves;
2761         uint64_t leaf, top;
2762         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
2763         uint64_t oldguid, pguid;
2764         uint64_t oldsize, newsize;
2765         char oldpath[MAXPATHLEN], newpath[MAXPATHLEN];
2766         int replacing;
2767         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
2768         int newvd_is_spare = B_FALSE;
2769         int oldvd_is_log;
2770         int error, expected_error;
2771
2772         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2773         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2774
2775         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2776
2777         /*
2778          * Decide whether to do an attach or a replace.
2779          */
2780         replacing = ztest_random(2);
2781
2782         /*
2783          * Pick a random top-level vdev.
2784          */
2785         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
2786
2787         /*
2788          * Pick a random leaf within it.
2789          */
2790         leaf = ztest_random(leaves);
2791
2792         /*
2793          * Locate this vdev.
2794          */
2795         oldvd = rvd->vdev_child[top];
2796         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
2797                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
2798                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
2799                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
2800         }
2801         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2802                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
2803                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
2804                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
2805         }
2806
2807         /*
2808          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
2809          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
2810          */
2811         while (oldvd->vdev_children != 0) {
2812                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
2813                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
2814                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
2815         }
2816
2817         oldguid = oldvd->vdev_guid;
2818         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
2819         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
2820         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
2821         pvd = oldvd->vdev_parent;
2822         pguid = pvd->vdev_guid;
2823
2824         /*
2825          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
2826          */
2827         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
2828                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2829                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
2830                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
2831                     error != ENOTSUP)
2832                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
2833                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2834                 return;
2835         }
2836
2837         /*
2838          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
2839          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
2840          */
2841         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
2842                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
2843                 newvd_is_spare = B_TRUE;
2844                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
2845         } else {
2846                 (void) snprintf(newpath, sizeof (newpath), ztest_dev_template,
2847                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
2848                     top * leaves + leaf);
2849                 if (ztest_random(2) == 0)
2850                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
2851                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
2852         }
2853
2854         if (newvd) {
2855                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
2856         } else {
2857                 /*
2858                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
2859                  * If it's smaller, the attach should fail.
2860                  * If it's larger, and we're doing a replace,
2861                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
2862                  */
2863                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
2864         }
2865
2866         /*
2867          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
2868          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
2869          *
2870          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
2871          *
2872          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
2873          */
2874         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
2875             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
2876             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
2877             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
2878                 expected_error = ENOTSUP;
2879         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
2880                 expected_error = ENOTSUP;
2881         else if (newvd == oldvd)
2882                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
2883         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
2884                 expected_error = EBUSY;
2885         else if (newsize < oldsize)
2886                 expected_error = EOVERFLOW;
2887         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
2888                 expected_error = EDOM;
2889         else
2890                 expected_error = 0;
2891
2892         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2893
2894         /*
2895          * Build the nvlist describing newpath.
2896          */
2897         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
2898             ashift, 0, 0, 0, 1);
2899
2900         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
2901
2902         nvlist_free(root);
2903
2904         /*
2905          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
2906          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
2907          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
2908          */
2909         if (expected_error == ENOTSUP &&
2910             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
2911                 expected_error = error;
2912
2913         /*
2914          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
2915          */
2916         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
2917                 expected_error = error;
2918
2919         /* XXX workaround 6690467 */
2920         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
2921                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
2922                     "returned %d, expected %d",
2923                     oldpath, oldsize, newpath,
2924                     newsize, replacing, error, expected_error);
2925         }
2926
2927         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2928 }
2929
2930 /*
2931  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
2932  */
2933 vdev_t *
2934 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
2935 {
2936         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
2937         size_t *newsize = arg;
2938         size_t fsize;
2939         int fd;
2940
2941         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
2942         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
2943
2944         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
2945                 return (vd);
2946
2947         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
2948         (void) ftruncate(fd, *newsize);
2949
2950         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
2951                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
2952                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
2953         }
2954         (void) close(fd);
2955         return (NULL);
2956 }
2957
2958 /*
2959  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
2960  */
2961 /* ARGSUSED */
2962 vdev_t *
2963 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
2964 {
2965         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
2966         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
2967         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
2968         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
2969         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
2970         int error;
2971
2972         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
2973         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
2974
2975         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
2976         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
2977         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
2978         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
2979
2980         /*
2981          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
2982          * failed then we abort the expand. The only way to know that
2983          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
2984          */
2985         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
2986                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
2987                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
2988                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
2989                 }
2990                 return (vd);
2991         }
2992         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
2993
2994         /*
2995          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
2996          * still talking to the original vdev. It's possible this
2997          * vdev may have been detached/replaced while we were
2998          * trying to online it.
2999          */
3000         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3001                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3002                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3003                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
3004                             "got gen %llu\n",
3005                             (u_longlong_t)guid,
3006                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3007                             (u_longlong_t)generation,
3008                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3009                 }
3010                 return (vd);
3011         }
3012         return (NULL);
3013 }
3014
3015 /*
3016  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3017  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3018  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3019  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3020  * leaf vdev we encounter.
3021  */
3022 vdev_t *
3023 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3024 {
3025         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3026                 if (func == NULL)
3027                         return (vd);
3028                 else
3029                         return (func(vd, arg));
3030         }
3031
3032         for (uint_t c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3033                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3034                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3035                         return (cvd);
3036         }
3037         return (NULL);
3038 }
3039
3040 /*
3041  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3042  */
3043 /* ARGSUSED */
3044 void
3045 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3046 {
3047         spa_t *spa = ztest_spa;
3048         vdev_t *vd, *tvd;
3049         metaslab_class_t *mc;
3050         metaslab_group_t *mg;
3051         size_t psize, newsize;
3052         uint64_t top;
3053         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3054
3055         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3056         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3057
3058         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3059
3060         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3061         mg = tvd->vdev_mg;
3062         mc = mg->mg_class;
3063         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3064         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3065
3066         /*
3067          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3068          * our top-level device.
3069          */
3070         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3071         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3072         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3073
3074         psize = vd->vdev_psize;
3075
3076         /*
3077          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3078          * original size, and it has a valid psize.
3079          */
3080         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3081             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3082                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3083                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3084                 return;
3085         }
3086         ASSERT(psize > 0);
3087         newsize = psize + psize / 8;
3088         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3089
3090         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3091                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3092                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3093         }
3094
3095         /*
3096          * Growing the vdev is a two step process:
3097          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3098          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3099          */
3100         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3101             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3102             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3103                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3104                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3105                             "the vdev configuration changed.\n");
3106                 }
3107                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3108                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3109                 return;
3110         }
3111
3112         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3113
3114         /*
3115          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3116          * thus we must wait for the async thread to complete any
3117          * pending tasks before proceeding.
3118          */
3119         for (;;) {
3120                 boolean_t done;
3121                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3122                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3123                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3124                 if (done)
3125                         break;
3126                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3127                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3128         }
3129
3130         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3131
3132         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3133         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3134         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3135
3136         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3137                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3138                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3139                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3140                 }
3141                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3142                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3143                 return;
3144         }
3145
3146         /*
3147          * Make sure we were able to grow the vdev.
3148          */
3149         if (new_ms_count <= old_ms_count)
3150                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu <= %llu\n",
3151                     old_ms_count, new_ms_count);
3152
3153         /*
3154          * Make sure we were able to grow the pool.
3155          */
3156         if (new_class_space <= old_class_space)
3157                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu <= %llu\n",
3158                     old_class_space, new_class_space);
3159
3160         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3161                 char oldnumbuf[6], newnumbuf[6];
3162
3163                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf);
3164                 nicenum(new_class_space, newnumbuf);
3165                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3166                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3167         }
3168
3169         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3170         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3171 }
3172
3173 /*
3174  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3175  */
3176 /* ARGSUSED */
3177 static void
3178 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3179 {
3180         /*
3181          * Create the objects common to all ztest datasets.
3182          */
3183         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3184             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3185 }
3186
3187 static int
3188 ztest_dataset_create(char *dsname)
3189 {
3190         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3191         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3192             ztest_objset_create_cb, NULL);
3193
3194         if (err || zilset < 80)
3195                 return (err);
3196
3197         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
3198                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3199         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3200             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3201 }
3202
3203 /* ARGSUSED */
3204 static int
3205 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3206 {
3207         objset_t *os;
3208         dmu_object_info_t doi;
3209         int error;
3210
3211         /*
3212          * Verify that the dataset contains a directory object.
3213          */
3214         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, FTAG, &os));
3215         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3216         if (error != ENOENT) {
3217                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3218                 ASSERT0(error);
3219                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3220                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3221         }
3222         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3223
3224         /*
3225          * Destroy the dataset.
3226          */
3227         if (strchr(name, '@') != NULL) {
3228                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_FALSE));
3229         } else {
3230                 VERIFY0(dsl_destroy_head(name));
3231         }
3232         return (0);
3233 }
3234
3235 static boolean_t
3236 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3237 {
3238         char snapname[MAXNAMELEN];
3239         int error;
3240
3241         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
3242
3243         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
3244         if (error == ENOSPC) {
3245                 ztest_record_enospc(FTAG);
3246                 return (B_FALSE);
3247         }
3248         if (error != 0 && error != EEXIST) {
3249                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
3250                     snapname, error);
3251         }
3252         return (B_TRUE);
3253 }
3254
3255 static boolean_t
3256 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3257 {
3258         char snapname[MAXNAMELEN];
3259         int error;
3260
3261         (void) snprintf(snapname, MAXNAMELEN, "%s@%llu", osname,
3262             (u_longlong_t)id);
3263
3264         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
3265         if (error != 0 && error != ENOENT)
3266                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3267         return (B_TRUE);
3268 }
3269
3270 /* ARGSUSED */
3271 void
3272 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3273 {
3274         ztest_ds_t zdtmp;
3275         int iters;
3276         int error;
3277         objset_t *os, *os2;
3278         char name[MAXNAMELEN];
3279         zilog_t *zilog;
3280
3281         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3282
3283         (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s/temp_%llu",
3284             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3285
3286         /*
3287          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3288          * half of the time.  If we don't replay it, then dmu_objset_destroy()
3289          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3290          */
3291         if (ztest_random(2) == 0 &&
3292             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3293                 ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3294                 zil_replay(os, &zdtmp, ztest_replay_vector);
3295                 ztest_zd_fini(&zdtmp);
3296                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3297         }
3298
3299         /*
3300          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3301          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3302          * and all of its snapshots.
3303          */
3304         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3305             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3306
3307         /*
3308          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3309          */
3310         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3311             FTAG, &os));
3312
3313         /*
3314          * Verify that we can create a new dataset.
3315          */
3316         error = ztest_dataset_create(name);
3317         if (error) {
3318                 if (error == ENOSPC) {
3319                         ztest_record_enospc(FTAG);
3320                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3321                         return;
3322                 }
3323                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3324         }
3325
3326         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3327
3328         ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3329
3330         /*
3331          * Open the intent log for it.
3332          */
3333         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3334
3335         /*
3336          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3337          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3338          */
3339         iters = ztest_random(5);
3340         for (int i = 0; i < iters; i++) {
3341                 ztest_dmu_object_alloc_free(&zdtmp, id);
3342                 if (ztest_random(iters) == 0)
3343                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3344         }
3345
3346         /*
3347          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3348          */
3349         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3350             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3351
3352         /*
3353          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3354          */
3355         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3356         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3357
3358         /*
3359          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3360          */
3361         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3362             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3363
3364         zil_close(zilog);
3365         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3366         ztest_zd_fini(&zdtmp);
3367
3368         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3369 }
3370
3371 /*
3372  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3373  */
3374 void
3375 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3376 {
3377         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3378         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3379         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3380         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3381 }
3382
3383 /*
3384  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3385  */
3386 void
3387 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3388 {
3389         char snap1name[MAXNAMELEN];
3390         char clone1name[MAXNAMELEN];
3391         char snap2name[MAXNAMELEN];
3392         char clone2name[MAXNAMELEN];
3393         char snap3name[MAXNAMELEN];
3394         int error;
3395
3396         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu", osname, id);
3397         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu", osname, id);
3398         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3399         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu", osname, id);
3400         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3401
3402         error = dsl_destroy_head(clone2name);
3403         if (error && error != ENOENT)
3404                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
3405         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
3406         if (error && error != ENOENT)
3407                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3408         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
3409         if (error && error != ENOENT)
3410                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3411         error = dsl_destroy_head(clone1name);
3412         if (error && error != ENOENT)
3413                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
3414         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
3415         if (error && error != ENOENT)
3416                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3417 }
3418
3419 /*
3420  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3421  */
3422 void
3423 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3424 {
3425         objset_t *os;
3426         char snap1name[MAXNAMELEN];
3427         char clone1name[MAXNAMELEN];
3428         char snap2name[MAXNAMELEN];
3429         char clone2name[MAXNAMELEN];
3430         char snap3name[MAXNAMELEN];
3431         char *osname = zd->zd_name;
3432         int error;
3433
3434         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3435
3436         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3437
3438         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu", osname, id);
3439         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu", osname, id);
3440         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3441         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu", osname, id);
3442         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3443
3444         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
3445         if (error && error != EEXIST) {
3446                 if (error == ENOSPC) {
3447                         ztest_record_enospc(FTAG);
3448                         goto out;
3449                 }
3450                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3451         }
3452
3453         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
3454         if (error) {
3455                 if (error == ENOSPC) {
3456                         ztest_record_enospc(FTAG);
3457                         goto out;
3458                 }
3459                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3460         }
3461
3462         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
3463         if (error && error != EEXIST) {
3464                 if (error == ENOSPC) {
3465                         ztest_record_enospc(FTAG);
3466                         goto out;
3467                 }
3468                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3469         }
3470
3471         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
3472         if (error && error != EEXIST) {
3473                 if (error == ENOSPC) {
3474                         ztest_record_enospc(FTAG);
3475                         goto out;
3476                 }
3477                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3478         }
3479
3480         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
3481         if (error) {
3482                 if (error == ENOSPC) {
3483                         ztest_record_enospc(FTAG);
3484                         goto out;
3485                 }
3486                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3487         }
3488
3489         error = dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os);
3490         if (error)
3491                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3492         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3493         if (error == ENOSPC) {
3494                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3495                 ztest_record_enospc(FTAG);
3496                 goto out;
3497         }
3498         if (error != EBUSY)
3499                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3500                     error);
3501         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3502
3503 out:
3504         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3505
3506         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3507 }
3508
3509 /*
3510  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
3511  */
3512 void
3513 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3514 {
3515         ztest_od_t od[4];
3516         int batchsize = sizeof (od) / sizeof (od[0]);
3517
3518         for (int b = 0; b < batchsize; b++)
3519                 ztest_od_init(&od[b], id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
3520
3521         /*
3522          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
3523          * and do some I/O on the new objects.
3524          */
3525         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_TRUE) != 0)
3526                 return;
3527
3528         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
3529                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
3530                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3531 }
3532
3533 /*
3534  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
3535  */
3536 void
3537 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3538 {
3539         objset_t *os = zd->zd_os;
3540         ztest_od_t od[2];
3541         dmu_tx_t *tx;
3542         int i, freeit, error;
3543         uint64_t n, s, txg;
3544         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
3545         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3546         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
3547         uint64_t regions = 997;
3548         uint64_t stride = 123456789ULL;
3549         uint64_t width = 40;
3550         int free_percent = 5;
3551
3552         /*
3553          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3554          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3555          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3556          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3557          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3558          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3559          *
3560          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3561          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3562          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3563          *
3564          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
3565          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
3566          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
3567          *
3568          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
3569          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
3570          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
3571          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
3572          * tracking which parts of an object are allocated and free,
3573          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
3574          */
3575
3576         /*
3577          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3578          */
3579         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3580         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3581
3582         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
3583                 return;
3584
3585         bigobj = od[0].od_object;
3586         packobj = od[1].od_object;
3587         chunksize = od[0].od_gen;
3588         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3589
3590         /*
3591          * Prefetch a random chunk of the big object.
3592          * Our aim here is to get some async reads in flight
3593          * for blocks that we may free below; the DMU should
3594          * handle this race correctly.
3595          */
3596         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3597         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
3598         dmu_prefetch(os, bigobj, n * chunksize, s * chunksize);
3599
3600         /*
3601          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3602          */
3603         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3604         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3605
3606         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3607         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3608
3609         bigoff = n * chunksize;
3610         bigsize = s * chunksize;
3611
3612         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3613         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3614
3615         /*
3616          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
3617          * overwriting it.
3618          */
3619         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
3620
3621         /*
3622          * Read the current contents of our objects.
3623          */
3624         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
3625             DMU_READ_PREFETCH);
3626         ASSERT0(error);
3627         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
3628             DMU_READ_PREFETCH);
3629         ASSERT0(error);
3630
3631         /*
3632          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3633          */
3634         tx = dmu_tx_create(os);
3635
3636         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3637
3638         if (freeit)
3639                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3640         else
3641                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3642
3643         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
3644         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
3645
3646         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3647         if (txg == 0) {
3648                 umem_free(packbuf, packsize);
3649                 umem_free(bigbuf, bigsize);
3650                 return;
3651         }
3652
3653         enum zio_checksum cksum;
3654         do {
3655                 cksum = (enum zio_checksum)
3656                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
3657         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
3658         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
3659
3660         enum zio_compress comp;
3661         do {
3662                 comp = (enum zio_compress)
3663                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
3664         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
3665         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
3666
3667         /*
3668          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3669          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3670          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3671          * with the new values we want to write out.
3672          */
3673         for (i = 0; i < s; i++) {
3674                 /* LINTED */
3675                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3676                 /* LINTED */
3677                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3678                 /* LINTED */
3679                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3680
3681                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3682                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3683
3684                 if (pack->bw_txg > txg)
3685                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3686                             pack->bw_txg, txg);
3687
3688                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3689                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3690                             pack->bw_index, n, i);
3691
3692                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3693                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3694
3695                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3696                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3697
3698                 if (freeit) {
3699                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
3700                 } else {
3701                         pack->bw_index = n + i;
3702                         pack->bw_txg = txg;
3703                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3704                 }
3705                 *bigH = *pack;
3706                 *bigT = *pack;
3707         }
3708
3709         /*
3710          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3711          * Now write them out.
3712          */
3713         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3714
3715         if (freeit) {
3716                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3717                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
3718                             " txg %llx\n",
3719                             (u_longlong_t)bigoff,
3720                             (u_longlong_t)bigsize,
3721                             (u_longlong_t)txg);
3722                 }
3723                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
3724         } else {
3725                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3726                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3727                             " txg %llx\n",
3728                             (u_longlong_t)bigoff,
3729                             (u_longlong_t)bigsize,
3730                             (u_longlong_t)txg);
3731                 }
3732                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
3733         }
3734
3735         dmu_tx_commit(tx);
3736
3737         /*
3738          * Sanity check the stuff we just wrote.
3739          */
3740         {
3741                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3742                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3743
3744                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
3745                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3746                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
3747                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3748
3749                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
3750                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
3751
3752                 umem_free(packcheck, packsize);
3753                 umem_free(bigcheck, bigsize);
3754         }
3755
3756         umem_free(packbuf, packsize);
3757         umem_free(bigbuf, bigsize);
3758 }
3759
3760 void
3761 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
3762     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
3763 {
3764         uint64_t i;
3765         bufwad_t *pack;
3766         bufwad_t *bigH;
3767         bufwad_t *bigT;
3768
3769         /*
3770          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3771          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3772          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3773          * with the new values we want to write out.
3774          */
3775         for (i = 0; i < s; i++) {
3776                 /* LINTED */
3777                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3778                 /* LINTED */
3779                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3780                 /* LINTED */
3781                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3782
3783                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3784                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3785
3786                 if (pack->bw_txg > txg)
3787                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3788                             pack->bw_txg, txg);
3789
3790                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3791                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3792                             pack->bw_index, n, i);
3793
3794                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3795                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3796
3797                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3798                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3799
3800                 pack->bw_index = n + i;
3801                 pack->bw_txg = txg;
3802                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3803
3804                 *bigH = *pack;
3805                 *bigT = *pack;
3806         }
3807 }
3808
3809 void
3810 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3811 {
3812         objset_t *os = zd->zd_os;
3813         ztest_od_t od[2];
3814         dmu_tx_t *tx;
3815         uint64_t i;
3816         int error;
3817         uint64_t n, s, txg;
3818         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
3819         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3820         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
3821         uint64_t chunksize = blocksize;
3822         uint64_t regions = 997;
3823         uint64_t stride = 123456789ULL;
3824         uint64_t width = 9;
3825         dmu_buf_t *bonus_db;
3826         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
3827         dmu_object_info_t doi;
3828
3829         /*
3830          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3831          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3832          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3833          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3834          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3835          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3836          *
3837          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3838          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3839          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3840          *
3841          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
3842          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
3843          */
3844
3845         /*
3846          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3847          */
3848         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
3849         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3850
3851         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
3852                 return;
3853
3854         bigobj = od[0].od_object;
3855         packobj = od[1].od_object;
3856         blocksize = od[0].od_blocksize;
3857         chunksize = blocksize;
3858         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3859
3860         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
3861         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
3862         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
3863         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
3864
3865         /*
3866          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3867          */
3868         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3869         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3870
3871         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3872         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3873
3874         bigoff = n * chunksize;
3875         bigsize = s * chunksize;
3876
3877         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3878         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3879
3880         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
3881
3882         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
3883
3884         /*
3885          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
3886          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
3887          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
3888          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
3889          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
3890          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
3891          * Iteration 6 one more zcopy write.
3892          */
3893         for (i = 0; i < 7; i++) {
3894                 uint64_t j;
3895                 uint64_t off;
3896
3897                 /*
3898                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
3899                  * that don't match bigobj blksz to test
3900                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
3901                  * assign an arcbuf to a dbuf.
3902                  */
3903                 for (j = 0; j < s; j++) {
3904                         if (i != 5) {
3905                                 bigbuf_arcbufs[j] =
3906                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
3907                         } else {
3908                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
3909                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
3910                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
3911                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
3912                         }
3913                 }
3914
3915                 /*
3916                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3917                  */
3918                 tx = dmu_tx_create(os);
3919
3920                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3921                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3922
3923                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3924                 if (txg == 0) {
3925                         umem_free(packbuf, packsize);
3926                         umem_free(bigbuf, bigsize);
3927                         for (j = 0; j < s; j++) {
3928                                 if (i != 5) {
3929                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
3930                                 } else {
3931                                         dmu_return_arcbuf(
3932                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
3933                                         dmu_return_arcbuf(
3934                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
3935                                 }
3936                         }
3937                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
3938                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
3939                         return;
3940                 }
3941
3942                 /*
3943                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
3944                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
3945                  * existing dbufs for the specified offsets.
3946                  */
3947                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
3948                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
3949                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
3950                         ASSERT0(error);
3951                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
3952                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
3953                         ASSERT0(error);
3954                 }
3955                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
3956                     n, chunksize, txg);
3957
3958                 /*
3959                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3960                  * Now write them out.
3961                  */
3962                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3963                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3964                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3965                             " txg %llx\n",
3966                             (u_longlong_t)bigoff,
3967                             (u_longlong_t)bigsize,
3968                             (u_longlong_t)txg);
3969                 }
3970                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
3971                         dmu_buf_t *dbt;
3972                         if (i != 5) {
3973                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
3974                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
3975                         } else {
3976                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
3977                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
3978                                     chunksize / 2);
3979                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
3980                                     chunksize / 2,
3981                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
3982                                     chunksize / 2);
3983                         }
3984
3985                         if (i == 1) {
3986                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
3987                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
3988                         }
3989                         if (i != 5) {
3990                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
3991                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
3992                         } else {
3993                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
3994                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
3995                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
3996                                     off + chunksize / 2,
3997                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
3998                         }
3999                         if (i == 1) {
4000                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4001                         }
4002                 }
4003                 dmu_tx_commit(tx);
4004
4005                 /*
4006                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4007                  */
4008                 {
4009                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4010                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4011
4012                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4013                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4014                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4015                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4016
4017                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4018                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4019
4020                         umem_free(packcheck, packsize);
4021                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4022                 }
4023                 if (i == 2) {
4024                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4025                 } else if (i == 3) {
4026                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4027                 }
4028         }
4029
4030         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4031         umem_free(packbuf, packsize);
4032         umem_free(bigbuf, bigsize);
4033         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4034 }
4035
4036 /* ARGSUSED */
4037 void
4038 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4039 {
4040         ztest_od_t od[1];
4041         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4042             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4043
4044         /*
4045          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4046          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4047          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4048          */
4049         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4050
4051         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4052                 return;
4053
4054         while (ztest_random(10) != 0)
4055                 ztest_io(zd, od[0].od_object, offset);
4056 }
4057
4058 void
4059 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4060 {
4061         ztest_od_t od[1];
4062         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4063             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4064         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4065         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4066         void *data;
4067
4068         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
4069
4070         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4071                 return;
4072
4073         if (ztest_truncate(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize) != 0)
4074                 return;
4075
4076         ztest_prealloc(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize);
4077
4078         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4079
4080         while (ztest_random(count) != 0) {
4081                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4082                 if (ztest_write(zd, od[0].od_object, randoff, blocksize,
4083                     data) != 0)
4084                         break;
4085                 while (ztest_random(4) != 0)
4086                         ztest_io(zd, od[0].od_object, randoff);
4087         }
4088
4089         umem_free(data, blocksize);
4090 }
4091
4092 /*
4093  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4094  */
4095 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4096 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4097 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4098
4099 void
4100 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4101 {
4102         objset_t *os = zd->zd_os;
4103         ztest_od_t od[1];
4104         uint64_t object;
4105         uint64_t txg, last_txg;
4106         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4107         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4108         int i, ints;
4109         dmu_tx_t *tx;
4110         char propname[100], txgname[100];
4111         int error;
4112         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4113
4114         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4115
4116         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4117                 return;
4118
4119         object = od[0].od_object;
4120
4121         /*
4122          * Generate a known hash collision, and verify that
4123          * we can lookup and remove both entries.
4124          */
4125         tx = dmu_tx_create(os);
4126         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4127         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4128         if (txg == 0)
4129                 return;
4130         for (i = 0; i < 2; i++) {
4131                 value[i] = i;
4132                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4133                     1, &value[i], tx));
4134         }
4135         for (i = 0; i < 2; i++) {
4136                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4137                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4138                 VERIFY3U(0, ==,
4139                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4140                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4141                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4142         }
4143         for (i = 0; i < 2; i++) {
4144                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4145         }
4146         dmu_tx_commit(tx);
4147
4148         /*
4149          * Generate a buch of random entries.
4150          */
4151         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4152
4153         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4154         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4155         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4156         bzero(value, sizeof (value));
4157         last_txg = 0;
4158
4159         /*
4160          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4161          */
4162         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4163         if (error == 0) {
4164                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4165                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4166
4167                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4168                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4169
4170                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4171                     &zl_ints) == 0);
4172
4173                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4174                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4175
4176                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4177                     zl_ints, value) == 0);
4178
4179                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4180                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4181                 }
4182         } else {
4183                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4184         }
4185
4186         /*
4187          * Atomically update two entries in our zap object.
4188          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4189          * in which the property was last updated.  The second
4190          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4191          * should be txg + object + n.
4192          */
4193         tx = dmu_tx_create(os);
4194         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4195         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4196         if (txg == 0)
4197                 return;
4198
4199         if (last_txg > txg)
4200                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4201
4202         for (i = 0; i < ints; i++)
4203                 value[i] = txg + object + i;
4204
4205         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4206             1, &txg, tx));
4207         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4208             ints, value, tx));
4209
4210         dmu_tx_commit(tx);
4211
4212         /*
4213          * Remove a random pair of entries.
4214          */
4215         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4216         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4217         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4218
4219         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4220
4221         if (error == ENOENT)
4222                 return;
4223
4224         ASSERT0(error);
4225
4226         tx = dmu_tx_create(os);
4227         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4228         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4229         if (txg == 0)
4230                 return;
4231         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4232         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4233         dmu_tx_commit(tx);
4234 }
4235
4236 /*
4237  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4238  */
4239 void
4240 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4241 {
4242         objset_t *os = zd->zd_os;
4243         ztest_od_t od[1];
4244         uint64_t object, txg;
4245
4246         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4247
4248         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4249                 return;
4250
4251         object = od[0].od_object;
4252
4253         /*
4254          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4255          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4256          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4257          */
4258         for (int i = 0; i < 2050; i++) {
4259                 char name[MAXNAMELEN];
4260                 uint64_t value = i;
4261                 dmu_tx_t *tx;
4262                 int error;
4263
4264                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4265                     id, value);
4266
4267                 tx = dmu_tx_create(os);
4268                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4269                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4270                 if (txg == 0)
4271                         return;
4272                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4273                     &value, tx);
4274                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4275                 dmu_tx_commit(tx);
4276         }
4277 }
4278
4279 /* ARGSUSED */
4280 void
4281 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4282 {
4283         objset_t *os = zd->zd_os;
4284         ztest_od_t od[1];
4285         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4286         dmu_tx_t *tx;
4287         int i, namelen, error;
4288         int micro = ztest_random(2);
4289         char name[20], string_value[20];
4290         void *data;
4291
4292         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4293
4294         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4295                 return;
4296
4297         object = od[0].od_object;
4298
4299         /*
4300          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4301          * x is a random printable character and the dots are dots.
4302          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4303          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4304          */
4305         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4306
4307         for (i = 0; i < 3; i++)
4308                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4309         for (; i < namelen - 1; i++)
4310                 name[i] = '.';
4311         name[i] = '\0';
4312
4313         if ((namelen & 1) || micro) {
4314                 wsize = sizeof (txg);
4315                 wc = 1;
4316                 data = &txg;
4317         } else {
4318                 wsize = 1;
4319                 wc = namelen;
4320                 data = string_value;
4321         }
4322
4323         count = -1ULL;
4324         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
4325         ASSERT(count != -1ULL);
4326
4327         /*
4328          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4329          */
4330         i = ztest_random(5);
4331
4332         if (i >= 2) {
4333                 tx = dmu_tx_create(os);
4334                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4335                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4336                 if (txg == 0)
4337                         return;
4338                 bcopy(name, string_value, namelen);
4339         } else {
4340                 tx = NULL;
4341                 txg = 0;
4342                 bzero(string_value, namelen);
4343         }
4344
4345         switch (i) {
4346
4347         case 0:
4348                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4349                 if (error == 0) {
4350                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4351                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4352                 } else {
4353                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4354                 }
4355                 break;
4356
4357         case 1:
4358                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4359                 if (error == 0) {
4360                         if (data == string_value &&
4361                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4362                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4363                                     name, data, namelen);
4364                 } else {
4365                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4366                 }
4367                 break;
4368
4369         case 2:
4370                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4371                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4372                 break;
4373
4374         case 3:
4375                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4376                 break;
4377
4378         case 4:
4379                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4380                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4381                 break;
4382         }
4383
4384         if (tx != NULL)
4385                 dmu_tx_commit(tx);
4386 }
4387
4388 /*
4389  * Commit callback data.
4390  */
4391 typedef struct ztest_cb_data {
4392         list_node_t             zcd_node;
4393         uint64_t                zcd_txg;
4394         int                     zcd_expected_err;
4395         boolean_t               zcd_added;
4396         boolean_t               zcd_called;
4397         spa_t                   *zcd_spa;
4398 } ztest_cb_data_t;
4399
4400 /* This is the actual commit callback function */
4401 static void
4402 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4403 {
4404         ztest_cb_data_t *data = arg;
4405         uint64_t synced_txg;
4406
4407         VERIFY(data != NULL);
4408         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4409         VERIFY(!data->zcd_called);
4410
4411         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4412         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4413                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4414                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4415                     synced_txg);
4416
4417         data->zcd_called = B_TRUE;
4418
4419         if (error == ECANCELED) {
4420                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4421                 ASSERT(!data->zcd_added);
4422
4423                 /*
4424                  * The private callback data should be destroyed here, but
4425                  * since we are going to check the zcd_called field after
4426                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4427                  */
4428                 return;
4429         }
4430
4431         /* Was this callback added to the global callback list? */
4432         if (!data->zcd_added)
4433                 goto out;
4434
4435         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4436
4437         /* Remove our callback from the list */
4438         (void) mutex_lock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4439         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
4440         (void) mutex_unlock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4441
4442 out:
4443         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
4444 }
4445
4446 /* Allocate and initialize callback data structure */
4447 static ztest_cb_data_t *
4448 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
4449 {
4450         ztest_cb_data_t *cb_data;
4451
4452         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
4453
4454         cb_data->zcd_txg = txg;
4455         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
4456
4457         return (cb_data);
4458 }
4459
4460 /*
4461  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
4462  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
4463  * implementation bug.
4464  */
4465 #define ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH    (TXG_CONCURRENT_STATES + 2)
4466
4467 /*
4468  * Commit callback test.
4469  */
4470 void
4471 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4472 {
4473         objset_t *os = zd->zd_os;
4474         ztest_od_t od[1];
4475         dmu_tx_t *tx;
4476         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
4477         uint64_t old_txg, txg;
4478         int i, error;
4479
4480         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4481
4482         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4483                 return;
4484
4485         tx = dmu_tx_create(os);
4486
4487         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
4488         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
4489
4490         dmu_tx_hold_write(tx, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t));
4491
4492         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
4493         if (ztest_random(100) == 0)
4494                 error = -1;
4495
4496         if (!error)
4497                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
4498
4499         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
4500
4501         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
4502         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4503         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
4504
4505         if (error) {
4506                 /*
4507                  * It's not a strict requirement to call the registered
4508                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
4509                  * it's supposed to happen in the current implementation
4510                  * so we will check for that.
4511                  */
4512                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4513                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
4514                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4515                 }
4516
4517                 dmu_tx_abort(tx);
4518
4519                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4520                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
4521                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
4522                 }
4523
4524                 return;
4525         }
4526
4527         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4528         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
4529
4530         /*
4531          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
4532          */
4533         VERIFY(0 == dmu_read(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t),
4534             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
4535
4536         if (old_txg > txg)
4537                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
4538                     old_txg, txg);
4539
4540         dmu_write(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
4541
4542         (void) mutex_lock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4543
4544         /*
4545          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
4546          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
4547          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
4548          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
4549          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
4550          * implementation.
4551          *
4552          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
4553          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
4554          * implementation bug..
4555          */
4556         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
4557         if (tmp_cb != NULL &&
4558             (txg - ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH) > tmp_cb->zcd_txg) {
4559                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
4560                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
4561         }
4562
4563         /*
4564          * Let's find the place to insert our callbacks.
4565          *
4566          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
4567          * insertion point to not be the end because our txg may already be
4568          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
4569          * (from other objsets) may have sneaked in.
4570          */
4571         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
4572         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
4573                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
4574
4575         /* Add the 3 callbacks to the list */
4576         for (i = 0; i < 3; i++) {
4577                 if (tmp_cb == NULL)
4578                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
4579                 else
4580                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
4581                             cb_data[i]);
4582
4583                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
4584                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4585
4586                 tmp_cb = cb_data[i];
4587         }
4588
4589         (void) mutex_unlock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4590
4591         dmu_tx_commit(tx);
4592 }
4593
4594 /* ARGSUSED */
4595 void
4596 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4597 {
4598         zfs_prop_t proplist[] = {
4599                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
4600                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
4601                 ZFS_PROP_COPIES,
4602                 ZFS_PROP_DEDUP
4603         };
4604
4605         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4606
4607         for (int p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
4608                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
4609                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
4610
4611         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4612 }
4613
4614 /* ARGSUSED */
4615 void
4616 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4617 {
4618         nvlist_t *props = NULL;
4619
4620         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4621
4622         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
4623             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
4624
4625         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
4626
4627         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
4628                 dump_nvlist(props, 4);
4629
4630         nvlist_free(props);
4631
4632         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4633 }
4634
4635 static int
4636 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
4637 {
4638         nvlist_t *snaps, *holds;
4639         int error;
4640
4641         snaps = fnvlist_alloc();
4642         holds = fnvlist_alloc();
4643         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
4644         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
4645         fnvlist_free(holds);
4646         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
4647         fnvlist_free(snaps);
4648         return (error);
4649 }
4650
4651 /*
4652  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
4653  */
4654 void
4655 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4656 {
4657         int error;
4658         objset_t *os = zd->zd_os;
4659         objset_t *origin;
4660         char snapname[100];
4661         char fullname[100];
4662         char clonename[100];
4663         char tag[100];
4664         char osname[MAXNAMELEN];
4665         nvlist_t *holds;
4666
4667         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4668
4669         dmu_objset_name(os, osname);
4670
4671         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu", id);
4672         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
4673         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
4674             "%s/ch1_%llu", osname, id);
4675         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", id);
4676
4677         /*
4678          * Clean up from any previous run.
4679          */
4680         error = dsl_destroy_head(clonename);
4681         if (error != ENOENT)
4682                 ASSERT0(error);
4683         error = user_release_one(fullname, tag);
4684         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
4685                 ASSERT0(error);
4686         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4687         if (error != ENOENT)
4688                 ASSERT0(error);
4689
4690         /*
4691          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
4692          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
4693          */
4694         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4695         if (error) {
4696                 if (error == ENOSPC) {
4697                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4698                         goto out;
4699                 }
4700                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4701         }
4702
4703         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
4704         if (error) {
4705                 if (error == ENOSPC) {
4706                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
4707                         goto out;
4708                 }
4709                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
4710         }
4711
4712         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4713         if (error) {
4714                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4715                     fullname, error);
4716         }
4717
4718         error = dsl_destroy_head(clonename);
4719         if (error)
4720                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
4721
4722         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
4723         if (error != ENOENT)
4724                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
4725
4726         /*
4727          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
4728          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
4729          * release hold, verify snapshot was destroyed.
4730          */
4731         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4732         if (error) {
4733                 if (error == ENOSPC) {
4734                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4735                         goto out;
4736                 }
4737                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4738         }
4739
4740         holds = fnvlist_alloc();
4741         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
4742         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
4743         fnvlist_free(holds);
4744
4745         if (error == ENOSPC) {
4746                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
4747                 goto out;
4748         } else if (error) {
4749                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
4750                     fullname, tag, error);
4751         }
4752
4753         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4754         if (error != EBUSY) {
4755                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
4756                     fullname, error);
4757         }
4758
4759         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4760         if (error) {
4761                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4762                     fullname, error);
4763         }
4764
4765         error = user_release_one(fullname, tag);
4766         if (error)
4767                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
4768
4769         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
4770
4771 out:
4772         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4773 }
4774
4775 /*
4776  * Inject random faults into the on-disk data.
4777  */
4778 /* ARGSUSED */
4779 void
4780 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4781 {
4782         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
4783         spa_t *spa = ztest_spa;
4784         int fd;
4785         uint64_t offset;
4786         uint64_t leaves;
4787         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeULL;
4788         uint64_t top, leaf;
4789         char path0[MAXPATHLEN];
4790         char pathrand[MAXPATHLEN];
4791         size_t fsize;
4792         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;     /* don't scrog all labels */
4793         int iters = 1000;
4794         int maxfaults;
4795         int mirror_save;
4796         vdev_t *vd0 = NULL;
4797         uint64_t guid0 = 0;
4798         boolean_t islog = B_FALSE;
4799
4800         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4801         maxfaults = MAXFAULTS();
4802         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
4803         mirror_save = zs->zs_mirrors;
4804         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4805
4806         ASSERT(leaves >= 1);
4807
4808         /*
4809          * Grab the name lock as reader. There are some operations
4810          * which don't like to have their vdevs changed while
4811          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
4812          * operations will have grabbed the name lock as writer.
4813          */
4814         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4815
4816         /*
4817          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
4818          */
4819         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
4820
4821         if (ztest_random(2) == 0) {
4822                 /*
4823                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
4824                  */
4825                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
4826                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
4827
4828                 /*
4829                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
4830                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
4831                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
4832                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
4833                  */
4834                 (void) snprintf(path0, sizeof (path0), ztest_dev_template,
4835                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
4836                     top * leaves + zs->zs_splits);
4837                 (void) snprintf(pathrand, sizeof (pathrand), ztest_dev_template,
4838                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
4839                     top * leaves + leaf);
4840
4841                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
4842                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
4843                         islog = B_TRUE;
4844
4845                 /*
4846                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
4847                  * then we only allow faults on the device that is
4848                  * resilvering.
4849                  */
4850                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
4851                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
4852                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
4853                         /*
4854                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
4855                          * or unwriteable, or reach behind its back
4856                          * and close the underlying fd.  We can do this if
4857                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
4858                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
4859                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
4860                          * combination of this with injection of random data
4861                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
4862                          */
4863                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
4864
4865                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
4866                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
4867                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
4868                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
4869                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
4870                         } else {
4871                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
4872                         }
4873                         guid0 = vd0->vdev_guid;
4874                 }
4875         } else {
4876                 /*
4877                  * Inject errors on an l2cache device.
4878                  */
4879                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
4880
4881                 if (sav->sav_count == 0) {
4882                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
4883                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4884                         return;
4885                 }
4886                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
4887                 guid0 = vd0->vdev_guid;
4888                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
4889                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
4890
4891                 leaf = 0;
4892                 leaves = 1;
4893                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
4894         }
4895
4896         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
4897         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4898
4899         /*
4900          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
4901          * with a slog, randomly online/offline vd0.
4902          */
4903         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
4904                 if (ztest_random(10) < 6) {
4905                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
4906                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
4907
4908                         /*
4909                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
4910                          * prevent a race between offlining a slog and
4911                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
4912                          * grab a reference on the dataset which may cause
4913                          * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
4914                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
4915                          */
4916                         if (islog)
4917                                 (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
4918
4919                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
4920
4921                         if (islog)
4922                                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4923                 } else {
4924                         /*
4925                          * Ideally we would like to be able to randomly
4926                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
4927                          * to force unpredictable failures but the side
4928                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
4929                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
4930                          * prevent a race between injection testing and
4931                          * aux_vdev removal.
4932                          */
4933                         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4934                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
4935                         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4936                 }
4937         }
4938
4939         if (maxfaults == 0)
4940                 return;
4941
4942         /*
4943          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
4944          */
4945         fd = open(pathrand, O_RDWR);
4946
4947         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
4948                 return;
4949
4950         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
4951
4952         while (--iters != 0) {
4953                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
4954                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
4955                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
4956
4957                 if (offset >= fsize)
4958                         continue;
4959
4960                 VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4961                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
4962                         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4963                         (void) close(fd);
4964                         return;
4965                 }
4966
4967                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
4968                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
4969                             offset, pathrand);
4970
4971                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4972
4973                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
4974                         (void) printf("injected bad word into %s,"
4975                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
4976         }
4977
4978         (void) close(fd);
4979 }
4980
4981 /*
4982  * Verify that DDT repair works as expected.
4983  */
4984 void
4985 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4986 {
4987         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
4988         spa_t *spa = ztest_spa;
4989         objset_t *os = zd->zd_os;
4990         ztest_od_t od[1];
4991         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
4992         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
4993         dmu_buf_t *db;
4994         dmu_tx_t *tx;
4995         void *buf;
4996         blkptr_t blk;
4997         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
4998
4999         blocksize = ztest_random_blocksize();
5000         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
5001
5002         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
5003
5004         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
5005                 return;
5006
5007         /*
5008          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5009          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5010          */
5011         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5012
5013         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5014             B_FALSE) != 0 ||
5015             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5016             B_FALSE) != 0) {
5017                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5018                 return;
5019         }
5020
5021         object = od[0].od_object;
5022         blocksize = od[0].od_blocksize;
5023         pattern = zs->zs_guid ^ dmu_objset_fsid_guid(os);
5024
5025         ASSERT(object != 0);
5026
5027         tx = dmu_tx_create(os);
5028         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5029         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5030         if (txg == 0) {
5031                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5032                 return;
5033         }
5034
5035         /*
5036          * Write all the copies of our block.
5037          */
5038         for (int i = 0; i < copies; i++) {
5039                 uint64_t offset = i * blocksize;
5040                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5041                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
5042                 if (error != 0) {
5043                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
5044                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
5045                 }
5046                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5047                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5048                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5049                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5050                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5051                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5052                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5053         }
5054
5055         dmu_tx_commit(tx);
5056         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5057
5058         /*
5059          * Find out what block we got.
5060          */
5061         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5062             DMU_READ_NO_PREFETCH));
5063         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5064         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5065
5066         /*
5067          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5068          */
5069         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5070         buf = zio_buf_alloc(psize);
5071         ztest_pattern_set(buf, psize, ~pattern);
5072
5073         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5074             buf, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5075             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5076
5077         zio_buf_free(buf, psize);
5078
5079         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5080 }
5081
5082 /*
5083  * Scrub the pool.
5084  */
5085 /* ARGSUSED */
5086 void
5087 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5088 {
5089         spa_t *spa = ztest_spa;
5090
5091         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5092         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5093         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5094 }
5095
5096 /*
5097  * Change the guid for the pool.
5098  */
5099 /* ARGSUSED */
5100 void
5101 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5102 {
5103         spa_t *spa = ztest_spa;
5104         uint64_t orig, load;
5105         int error;
5106
5107         orig = spa_guid(spa);
5108         load = spa_load_guid(spa);
5109
5110         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5111         error = spa_change_guid(spa);
5112         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5113
5114         if (error != 0)
5115                 return;
5116
5117         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5118                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5119                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5120         }
5121
5122         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5123         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5124 }
5125
5126 /*
5127  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
5128  */
5129 /* ARGSUSED */
5130 void
5131 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5132 {
5133         char *oldname, *newname;
5134         spa_t *spa;
5135
5136         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5137
5138         oldname = ztest_opts.zo_pool;
5139         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
5140         (void) strcpy(newname, oldname);
5141         (void) strcat(newname, "_tmp");
5142
5143         /*
5144          * Do the rename
5145          */
5146         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
5147
5148         /*
5149          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
5150          */
5151         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5152
5153         /*
5154          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
5155          */
5156         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5157
5158         ASSERT(spa == ztest_spa);
5159         spa_close(spa, FTAG);
5160
5161         /*
5162          * Rename it back to the original
5163          */
5164         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
5165
5166         /*
5167          * Make sure it can still be opened
5168          */
5169         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5170
5171         ASSERT(spa == ztest_spa);
5172         spa_close(spa, FTAG);
5173
5174         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
5175
5176         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5177 }
5178
5179 /*
5180  * Verify pool integrity by running zdb.
5181  */
5182 static void
5183 ztest_run_zdb(char *pool)
5184 {
5185         int status;
5186         char zdb[MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20];
5187         char zbuf[1024];
5188         char *bin;
5189         char *ztest;
5190         char *isa;
5191         int isalen;
5192         FILE *fp;
5193
5194         strlcpy(zdb, "/usr/bin/ztest", sizeof(zdb));
5195
5196         /* zdb lives in /usr/sbin, while ztest lives in /usr/bin */
5197         bin = strstr(zdb, "/usr/bin/");
5198         ztest = strstr(bin, "/ztest");
5199         isa = bin + 8;
5200         isalen = ztest - isa;
5201         isa = strdup(isa);
5202         /* LINTED */
5203         (void) sprintf(bin,
5204             "/usr/sbin%.*s/zdb -bcc%s%s -d -U %s %s",
5205             isalen,
5206             isa,
5207             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
5208             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
5209             spa_config_path,
5210             pool);
5211         free(isa);
5212
5213         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
5214                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
5215
5216         fp = popen(zdb, "r");
5217         assert(fp != NULL);
5218
5219         while (fgets(zbuf, sizeof (zbuf), fp) != NULL)
5220                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5221                         (void) printf("%s", zbuf);
5222
5223         status = pclose(fp);
5224
5225         if (status == 0)
5226                 return;
5227
5228         ztest_dump_core = 0;
5229         if (WIFEXITED(status))
5230                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
5231         else
5232                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
5233 }
5234
5235 static void
5236 ztest_walk_pool_directory(char *header)
5237 {
5238         spa_t *spa = NULL;
5239
5240         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5241                 (void) printf("%s\n", header);
5242
5243         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5244         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
5245                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5246                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
5247         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5248 }
5249
5250 static void
5251 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5252 {
5253         nvlist_t *config, *newconfig;
5254         uint64_t pool_guid;
5255         spa_t *spa;
5256         int error;
5257
5258         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5259                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5260                     oldname, newname);
5261         }
5262
5263         /*
5264          * Clean up from previous runs.
5265          */
5266         (void) spa_destroy(newname);
5267
5268         /*
5269          * Get the pool's configuration and guid.
5270          */
5271         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5272
5273         /*
5274          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
5275          */
5276         if (ztest_random(2) == 0)
5277                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5278
5279         pool_guid = spa_guid(spa);
5280         spa_close(spa, FTAG);
5281
5282         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
5283
5284         /*
5285          * Export it.
5286          */
5287         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
5288
5289         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
5290
5291         /*
5292          * Try to import it.
5293          */
5294         newconfig = spa_tryimport(config);
5295         ASSERT(newconfig != NULL);
5296         nvlist_free(newconfig);
5297
5298         /*
5299          * Import it under the new name.
5300          */
5301         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
5302         if (error != 0) {
5303                 dump_nvlist(config, 0);
5304                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
5305                     oldname, newname, error);
5306         }
5307
5308         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
5309
5310         /*
5311          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
5312          */
5313         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5314
5315         /*
5316          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
5317          */
5318         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
5319
5320         /*
5321          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
5322          */
5323         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5324
5325         /*
5326          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
5327          */
5328         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5329         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
5330         spa_close(spa, FTAG);
5331
5332         nvlist_free(config);
5333 }
5334
5335 static void
5336 ztest_resume(spa_t *spa)
5337 {
5338         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5339                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
5340         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
5341         vdev_clear(spa, NULL);
5342         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
5343         (void) zio_resume(spa);
5344 }
5345
5346 static void *
5347 ztest_resume_thread(void *arg)
5348 {
5349         spa_t *spa = arg;
5350
5351         while (!ztest_exiting) {
5352                 if (spa_suspended(spa))
5353                         ztest_resume(spa);
5354                 (void) poll(NULL, 0, 100);
5355         }
5356         return (NULL);
5357 }
5358
5359 static void *
5360 ztest_deadman_thread(void *arg)
5361 {
5362         ztest_shared_t *zs = arg;
5363         spa_t *spa = ztest_spa;
5364         hrtime_t delta, total = 0;
5365
5366         for (;;) {
5367                 delta = zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start +
5368                     MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
5369
5370                 (void) poll(NULL, 0, (int)NSEC2MSEC(delta));
5371
5372                 /*
5373                  * If the pool is suspended then fail immediately. Otherwise,
5374                  * check to see if the pool is making any progress. If
5375                  * vdev_deadman() discovers that there hasn't been any recent
5376                  * I/Os then it will end up aborting the tests.
5377                  */
5378                 if (spa_suspended(spa) || spa->spa_root_vdev == NULL) {
5379                         fatal(0, "aborting test after %llu seconds because "
5380                             "pool has transitioned to a suspended state.",
5381                             zfs_deadman_synctime_ms / 1000);
5382                         return (NULL);
5383                 }
5384                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev);
5385
5386                 total += zfs_deadman_synctime_ms/1000;
5387                 (void) printf("ztest has been running for %lld seconds\n",
5388                     total);
5389         }
5390 }
5391
5392 static void
5393 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
5394 {
5395         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
5396         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
5397         hrtime_t functime = gethrtime();
5398
5399         for (int i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
5400                 zi->zi_func(zd, id);
5401
5402         functime = gethrtime() - functime;
5403
5404         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
5405         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
5406
5407         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5408                 Dl_info dli;
5409                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
5410                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
5411                     (double)functime / NANOSEC, dli.dli_sname);
5412         }
5413 }
5414
5415 static void *
5416 ztest_thread(void *arg)
5417 {
5418         int rand;
5419         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
5420         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5421         uint64_t call_next;
5422         hrtime_t now;
5423         ztest_info_t *zi;
5424         ztest_shared_callstate_t *zc;
5425
5426         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
5427                 /*
5428                  * See if it's time to force a crash.
5429                  */
5430                 if (now > zs->zs_thread_kill)
5431                         ztest_kill(zs);
5432
5433                 /*
5434                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
5435                  */
5436                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
5437                         break;
5438
5439                 /*
5440                  * Pick a random function to execute.
5441                  */
5442                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
5443                 zi = &ztest_info[rand];
5444                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
5445                 call_next = zc->zc_next;
5446
5447                 if (now >= call_next &&
5448                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
5449                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
5450                         ztest_execute(rand, zi, id);
5451                 }
5452         }
5453
5454         return (NULL);
5455 }
5456
5457 static void
5458 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
5459 {
5460         (void) snprintf(dsname, MAXNAMELEN, "%s/ds_%d", pool, d);
5461 }
5462
5463 static void
5464 ztest_dataset_destroy(int d)
5465 {
5466         char name[MAXNAMELEN];
5467
5468         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5469
5470         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5471                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
5472
5473         /*
5474          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
5475          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
5476          * so there may be more than one thing to clean up.
5477          */
5478         for (int t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
5479             t += ztest_opts.zo_datasets) {
5480                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
5481         }
5482
5483         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
5484             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
5485 }
5486
5487 static void
5488 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
5489 {
5490         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
5491
5492         /*
5493          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
5494          * Therefore, the number of objects in use should equal the
5495          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
5496          * If not, we have an object leak.
5497          *
5498          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
5499          * when the open-context and syncing-context values agree.
5500          * That's because zap_count() returns the open-context value,
5501          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
5502          */
5503         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
5504         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
5505         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
5506 }
5507
5508 static int
5509 ztest_dataset_open(int d)
5510 {
5511         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5512         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
5513         objset_t *os;
5514         zilog_t *zilog;
5515         char name[MAXNAMELEN];
5516         int error;
5517
5518         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5519
5520         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5521
5522         error = ztest_dataset_create(name);
5523         if (error == ENOSPC) {
5524                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5525                 ztest_record_enospc(FTAG);
5526                 return (error);
5527         }
5528         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5529
5530         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, zd, &os));
5531         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5532
5533         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
5534
5535         zilog = zd->zd_zilog;
5536
5537         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
5538             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
5539                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
5540                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
5541
5542         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5543
5544         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
5545
5546         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5547
5548         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5549                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
5550                     zd->zd_name,
5551                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
5552                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
5553                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
5554
5555         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
5556
5557         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
5558             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
5559                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
5560                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
5561
5562         return (0);
5563 }
5564
5565 static void
5566 ztest_dataset_close(int d)
5567 {
5568         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5569
5570         zil_close(zd->zd_zilog);
5571         dmu_objset_disown(zd->zd_os, zd);
5572
5573         ztest_zd_fini(zd);
5574 }
5575
5576 /*
5577  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
5578  */
5579 static void
5580 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
5581 {
5582         thread_t *tid;
5583         spa_t *spa;
5584         objset_t *os;
5585         thread_t resume_tid;
5586         int error;
5587
5588         ztest_exiting = B_FALSE;
5589
5590         /*
5591          * Initialize parent/child shared state.
5592          */
5593         VERIFY(_mutex_init(&ztest_vdev_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5594         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5595
5596         zs->zs_thread_start = gethrtime();
5597         zs->zs_thread_stop =
5598             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
5599         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
5600         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
5601         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
5602                 zs->zs_thread_kill -=
5603                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
5604         }
5605
5606         (void) _mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, USYNC_THREAD, NULL);
5607
5608         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
5609             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
5610
5611         /*
5612          * Open our pool.
5613          */
5614         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5615         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5616         spa->spa_debug = B_TRUE;
5617         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
5618         ztest_spa = spa;
5619
5620         VERIFY0(dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
5621             DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os));
5622         zs->zs_guid = dmu_objset_fsid_guid(os);
5623         dmu_objset_disown(os, FTAG);
5624
5625         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5626
5627         /*
5628          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
5629          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
5630          * the only valid replica.
5631          */
5632         if (MAXFAULTS() == 0)
5633                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
5634         else
5635                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
5636
5637         /*
5638          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
5639          */
5640         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_resume_thread, spa, THR_BOUND,
5641             &resume_tid) == 0);
5642
5643         /*
5644          * Create a deadman thread to abort() if we hang.
5645          */
5646         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_deadman_thread, zs, THR_BOUND,
5647             NULL) == 0);
5648
5649         /*
5650          * Verify that we can safely inquire about about any object,
5651          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
5652          * we probe a 5-wide window around each power of two.
5653          * This hits all edge cases, including zero and the max.
5654          */
5655         for (int t = 0; t < 64; t++) {
5656                 for (int d = -5; d <= 5; d++) {
5657                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
5658                             (1ULL << t) + d, NULL);
5659                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
5660                             error == EINVAL);
5661                 }
5662         }
5663
5664         /*
5665          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
5666          */
5667         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
5668                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
5669                 ztest_dataset_destroy(d);
5670         }
5671         zs->zs_enospc_count = 0;
5672
5673         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t),
5674             UMEM_NOFAIL);
5675
5676         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
5677                 (void) printf("starting main threads...\n");
5678
5679         /*
5680          * Kick off all the tests that run in parallel.
5681          */
5682         for (int t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
5683                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
5684                     ztest_dataset_open(t) != 0)
5685                         return;
5686                 VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_thread, (void *)(uintptr_t)t,
5687                     THR_BOUND, &tid[t]) == 0);
5688         }
5689
5690         /*
5691          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
5692          * so we don't close datasets while threads are still using them.
5693          */
5694         for (int t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
5695                 VERIFY(thr_join(tid[t], NULL, NULL) == 0);
5696                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
5697                         ztest_dataset_close(t);
5698         }
5699
5700         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5701
5702         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
5703         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
5704         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
5705
5706         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t));
5707
5708         /* Kill the resume thread */
5709         ztest_exiting = B_TRUE;
5710         VERIFY(thr_join(resume_tid, NULL, NULL) == 0);
5711         ztest_resume(spa);
5712
5713         /*
5714          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
5715          * spa_close() should wait for it to complete.
5716          */
5717         for (uint64_t object = 1; object < 50; object++)
5718                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 1ULL << 20);
5719
5720         spa_close(spa, FTAG);
5721
5722         /*
5723          * Verify that we can loop over all pools.
5724          */
5725         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5726         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
5727                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
5728                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
5729         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5730
5731         /*
5732          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
5733          * different name.
5734          */
5735         if (ztest_random(2) == 0) {
5736                 char name[MAXNAMELEN];
5737                 (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s_import",
5738                     ztest_opts.zo_pool);
5739                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
5740                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
5741         }
5742
5743         kernel_fini();
5744
5745         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
5746
5747         (void) _mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5748
5749         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
5750         (void) _mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5751 }
5752
5753 static void
5754 ztest_freeze(void)
5755 {
5756         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
5757         spa_t *spa;
5758         int numloops = 0;
5759
5760         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5761                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
5762
5763         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5764         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5765         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5766         spa->spa_debug = B_TRUE;
5767         ztest_spa = spa;
5768
5769         /*
5770          * Force the first log block to be transactionally allocated.
5771          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
5772          * the log chain won't be anchored.
5773          */
5774         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
5775                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
5776                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5777         }
5778
5779         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5780
5781         /*
5782          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
5783          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
5784          */
5785         spa_freeze(spa);
5786
5787         /*
5788          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
5789          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
5790          * capacity.
5791          */
5792         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
5793
5794         /*
5795          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
5796          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
5797          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
5798          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
5799          * The ZIL should be OK with that.
5800          *
5801          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
5802          * not run out of space on the pool.
5803          */
5804         while (ztest_random(10) != 0 &&
5805             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
5806             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
5807                 ztest_od_t od;
5808                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
5809                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
5810                 ztest_io(zd, od.od_object,
5811                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
5812                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5813         }
5814
5815         /*
5816          * Commit all of the changes we just generated.
5817          */
5818         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5819         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5820
5821         /*
5822          * Close our dataset and close the pool.
5823          */
5824         ztest_dataset_close(0);
5825         spa_close(spa, FTAG);
5826         kernel_fini();
5827
5828         /*
5829          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
5830          */
5831         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5832         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5833         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
5834         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5835         ztest_dataset_close(0);
5836
5837         spa->spa_debug = B_TRUE;
5838         ztest_spa = spa;
5839         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5840         ztest_reguid(NULL, 0);
5841
5842         spa_close(spa, FTAG);
5843         kernel_fini();
5844 }
5845
5846 void
5847 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
5848 {
5849         hrtime_t s = t / NANOSEC;
5850         hrtime_t m = s / 60;
5851         hrtime_t h = m / 60;
5852         hrtime_t d = h / 24;
5853
5854         s -= m * 60;
5855         m -= h * 60;
5856         h -= d * 24;
5857
5858         timebuf[0] = '\0';
5859
5860         if (d)
5861                 (void) sprintf(timebuf,
5862                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
5863         else if (h)
5864                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
5865         else if (m)
5866                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
5867         else
5868                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
5869 }
5870
5871 static nvlist_t *
5872 make_random_props()
5873 {
5874         nvlist_t *props;
5875
5876         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
5877         if (ztest_random(2) == 0)
5878                 return (props);
5879         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
5880
5881         return (props);
5882 }
5883
5884 /*
5885  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
5886  * Then test spa_freeze() functionality.
5887  */
5888 static void
5889 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
5890 {
5891         spa_t *spa;
5892         nvlist_t *nvroot, *props;
5893
5894         VERIFY(_mutex_init(&ztest_vdev_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5895         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5896
5897         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5898
5899         /*
5900          * Create the storage pool.
5901          */
5902         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
5903         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
5904         zs->zs_splits = 0;
5905         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
5906         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
5907             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
5908         props = make_random_props();
5909         for (int i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
5910                 char buf[1024];
5911                 (void) snprintf(buf, sizeof (buf), "feature@%s",
5912                     spa_feature_table[i].fi_uname);
5913                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
5914         }
5915         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL));
5916         nvlist_free(nvroot);
5917
5918         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5919         zs->zs_metaslab_sz =
5920             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
5921
5922         spa_close(spa, FTAG);
5923
5924         kernel_fini();
5925
5926         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
5927
5928         ztest_freeze();
5929
5930         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
5931
5932         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
5933         (void) _mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5934 }
5935
5936 static void
5937 setup_data_fd(void)
5938 {
5939         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
5940
5941         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
5942         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
5943         (void) unlink(ztest_name_data);
5944 }
5945
5946
5947 static int
5948 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
5949 {
5950         int size;
5951
5952         size = hdr->zh_hdr_size;
5953         size += hdr->zh_opts_size;
5954         size += hdr->zh_size;
5955         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
5956         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
5957
5958         return (size);
5959 }
5960
5961 static void
5962 setup_hdr(void)
5963 {
5964         int size;
5965         ztest_shared_hdr_t *hdr;
5966
5967         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
5968             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
5969         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
5970
5971         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
5972
5973         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
5974         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
5975         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
5976         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
5977         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
5978         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
5979         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
5980
5981         size = shared_data_size(hdr);
5982         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
5983
5984         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
5985 }
5986
5987 static void
5988 setup_data(void)
5989 {
5990         int size, offset;
5991         ztest_shared_hdr_t *hdr;
5992         uint8_t *buf;
5993
5994         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
5995             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
5996         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
5997
5998         size = shared_data_size(hdr);
5999
6000         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6001         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
6002             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6003         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6004         buf = (uint8_t *)hdr;
6005
6006         offset = hdr->zh_hdr_size;
6007         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
6008         offset += hdr->zh_opts_size;
6009         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6010         offset += hdr->zh_size;
6011         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6012         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6013         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6014 }
6015
6016 static boolean_t
6017 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6018 {
6019         pid_t pid;
6020         int status;
6021         char *cmdbuf = NULL;
6022
6023         pid = fork();
6024
6025         if (cmd == NULL) {
6026                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6027                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6028                 cmd = cmdbuf;
6029         }
6030
6031         if (pid == -1)
6032                 fatal(1, "fork failed");
6033
6034         if (pid == 0) { /* child */
6035                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6036                 char fd_data_str[12];
6037
6038                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6039                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6040
6041                 (void) close(ztest_fd_rand);
6042                 VERIFY3U(11, >=,
6043                     snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6044                 VERIFY0(setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6045
6046                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6047                 if (libpath != NULL)
6048                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6049 #ifdef illumos
6050                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6051 #else
6052                 (void) execvp(cmd, emptyargv);
6053 #endif
6054                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6055                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6056         }
6057
6058         if (cmdbuf != NULL) {
6059                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6060                 cmd = NULL;
6061         }
6062
6063         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6064                 continue;
6065         if (statusp != NULL)
6066                 *statusp = status;
6067
6068         if (WIFEXITED(status)) {
6069                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6070                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6071                             WEXITSTATUS(status));
6072                         exit(2);
6073                 }
6074                 return (B_FALSE);
6075         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6076                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6077                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6078                             WTERMSIG(status));
6079                         exit(3);
6080                 }
6081                 return (B_TRUE);
6082         } else {
6083                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6084                 exit(4);
6085                 /* NOTREACHED */
6086         }
6087 }
6088
6089 static void
6090 ztest_run_init(void)
6091 {
6092         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6093
6094         ASSERT(ztest_opts.zo_init != 0);
6095
6096         /*
6097          * Blow away any existing copy of zpool.cache
6098          */
6099         (void) remove(spa_config_path);
6100
6101         /*
6102          * Create and initialize our storage pool.
6103          */
6104         for (int i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
6105                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
6106                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
6107                     ztest_opts.zo_init != 1) {
6108                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
6109                 }
6110                 ztest_init(zs);
6111         }
6112 }
6113
6114 int
6115 main(int argc, char **argv)
6116 {
6117         int kills = 0;
6118         int iters = 0;
6119         int older = 0;
6120         int newer = 0;
6121         ztest_shared_t *zs;
6122         ztest_info_t *zi;
6123         ztest_shared_callstate_t *zc;
6124         char timebuf[100];
6125         char numbuf[6];
6126         spa_t *spa;
6127         char *cmd;
6128         boolean_t hasalt;
6129         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
6130
6131         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
6132
6133         dprintf_setup(&argc, argv);
6134         zfs_deadman_synctime_ms = 300000;
6135
6136         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
6137         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
6138
6139         if (!fd_data_str) {
6140                 process_options(argc, argv);
6141
6142                 setup_data_fd();
6143                 setup_hdr();
6144                 setup_data();
6145                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
6146                     sizeof (*ztest_shared_opts));
6147         } else {
6148                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
6149                 setup_data();
6150                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
6151         }
6152         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
6153
6154         /* Override location of zpool.cache */
6155         VERIFY3U(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
6156             ztest_opts.zo_dir), !=, -1);
6157
6158         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
6159             UMEM_NOFAIL);
6160         zs = ztest_shared;
6161
6162         if (fd_data_str) {
6163                 metaslab_gang_bang = ztest_opts.zo_metaslab_gang_bang;
6164                 metaslab_df_alloc_threshold =
6165                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
6166
6167                 if (zs->zs_do_init)
6168                         ztest_run_init();
6169                 else
6170                         ztest_run(zs);
6171                 exit(0);
6172         }
6173
6174         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
6175
6176         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6177                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
6178                     " %llu seconds...\n",
6179                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
6180                     ztest_opts.zo_datasets,
6181                     ztest_opts.zo_threads,
6182                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
6183         }
6184
6185         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
6186         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
6187
6188         zs->zs_do_init = B_TRUE;
6189         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
6190                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6191                         (void) printf("Executing older ztest for "
6192                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
6193                 }
6194                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6195                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
6196         } else {
6197                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
6198         }
6199         zs->zs_do_init = B_FALSE;
6200
6201         zs->zs_proc_start = gethrtime();
6202         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
6203
6204         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6205                 zi = &ztest_info[f];
6206                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6207                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
6208                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
6209                 else
6210                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
6211                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
6212         }
6213
6214         /*
6215          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
6216          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
6217          * to verify that we never lose on-disk consistency.
6218          */
6219         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
6220                 int status;
6221                 boolean_t killed;
6222
6223                 /*
6224                  * Initialize the workload counters for each function.
6225                  */
6226                 for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6227                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6228                         zc->zc_count = 0;
6229                         zc->zc_time = 0;
6230                 }
6231
6232                 /* Set the allocation switch size */
6233                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
6234                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
6235
6236                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
6237                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6238                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
6239                                     cmd);
6240                         }
6241                         newer++;
6242                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
6243                 } else {
6244                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6245                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
6246                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
6247                         }
6248                         older++;
6249                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6250                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
6251                 }
6252
6253                 if (killed)
6254                         kills++;
6255                 iters++;
6256
6257                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6258                         hrtime_t now = gethrtime();
6259
6260                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
6261                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
6262                         nicenum(zs->zs_space, numbuf);
6263
6264                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
6265                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
6266                             iters,
6267                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
6268                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
6269                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
6270                             numbuf,
6271                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
6272                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
6273                 }
6274
6275                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
6276                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
6277                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6278                             "Calls", "Time", "Function");
6279                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6280                             "-----", "----", "--------");
6281                         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6282                                 Dl_info dli;
6283
6284                                 zi = &ztest_info[f];
6285                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6286                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
6287                                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
6288                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
6289                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
6290                                     dli.dli_sname);
6291                         }
6292                         (void) printf("\n");
6293                 }
6294
6295                 /*
6296                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
6297                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
6298                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
6299                  */
6300                 kernel_init(FREAD);
6301                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
6302                         spa_close(spa, FTAG);
6303                 } else {
6304                         char tmpname[MAXNAMELEN];
6305                         kernel_fini();
6306                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6307                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
6308                             ztest_opts.zo_pool);
6309                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
6310                 }
6311                 kernel_fini();
6312
6313                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6314         }
6315
6316         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6317                 if (hasalt) {
6318                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
6319                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
6320                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
6321                             cmd);
6322                 }
6323                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
6324                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
6325         }
6326
6327         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
6328
6329         return (0);
6330 }