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) 2012 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  */
  27
  28 /*
  29  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
  30  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
  31  *
  32  * The overall design of the ztest program is as follows:
  33  *
  34  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
  35  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
  36  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
  37  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
  38  *
  39  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
  40  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
  41  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
  42  *
  43  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
  44  *     verify that self-healing data really works.
  45  *
  46  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
  47  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
  48  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
  49  *
  50  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
  51  *     we run the entire test in a child of the main process.
  52  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
  53  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
  54  *     The parent then runs the test again, using the existing
  55  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatability
  56  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
  57  *     of ztest after a SIGKILL.
  58  *
  59  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
  60  *     many of the functional tests record the transaction group number
  61  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
  62  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
  63  *     If you add a new test, please do this if applicable.
  64  *
  65  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
  66  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
  67  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
  68  *
  69  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
  70  *
  71  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
  72  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
  73  *
  74  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
  75  *
  76  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
  77  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
  78  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
  79  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
  80  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
  81  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
  82  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
  83  */
  84
  85 #include <sys/zfs_context.h>
  86 #include <sys/spa.h>
  87 #include <sys/dmu.h>
  88 #include <sys/txg.h>
  89 #include <sys/dbuf.h>
  90 #include <sys/zap.h>
  91 #include <sys/dmu_objset.h>
  92 #include <sys/poll.h>
  93 #include <sys/stat.h>
  94 #include <sys/time.h>
  95 #include <sys/wait.h>
  96 #include <sys/mman.h>
  97 #include <sys/resource.h>
  98 #include <sys/zio.h>
  99 #include <sys/zil.h>
 100 #include <sys/zil_impl.h>
 101 #include <sys/vdev_impl.h>
 102 #include <sys/vdev_file.h>
 103 #include <sys/spa_impl.h>
 104 #include <sys/metaslab_impl.h>
 105 #include <sys/dsl_prop.h>
 106 #include <sys/dsl_dataset.h>
 107 #include <sys/dsl_scan.h>
 108 #include <sys/zio_checksum.h>
 109 #include <sys/refcount.h>
 110 #include <stdio.h>
 111 #include <stdio_ext.h>
 112 #include <stdlib.h>
 113 #include <unistd.h>
 114 #include <signal.h>
 115 #include <umem.h>
 116 #include <dlfcn.h>
 117 #include <ctype.h>
 118 #include <math.h>
 119 #include <errno.h>
 120 #include <sys/fs/zfs.h>
 121 #include <libnvpair.h>
 122
 123 #define ZTEST_FD_DATA 3
 124 #define ZTEST_FD_RAND 4
 125
 126 typedef struct ztest_shared_hdr {
 127         uint64_t        zh_hdr_size;
 128         uint64_t        zh_opts_size;
 129         uint64_t        zh_size;
 130         uint64_t        zh_stats_size;
 131         uint64_t        zh_stats_count;
 132         uint64_t        zh_ds_size;
 133         uint64_t        zh_ds_count;
 134 } ztest_shared_hdr_t;
 135
 136 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
 137
 138 typedef struct ztest_shared_opts {
 139         char zo_pool[MAXNAMELEN];
 140         char zo_dir[MAXNAMELEN];
 141         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
 142         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
 143         uint64_t zo_vdevs;
 144         uint64_t zo_vdevtime;
 145         size_t zo_vdev_size;
 146         int zo_ashift;
 147         int zo_mirrors;
 148         int zo_raidz;
 149         int zo_raidz_parity;
 150         int zo_datasets;
 151         int zo_threads;
 152         uint64_t zo_passtime;
 153         uint64_t zo_killrate;
 154         int zo_verbose;
 155         int zo_init;
 156         uint64_t zo_time;
 157         uint64_t zo_maxloops;
 158         uint64_t zo_metaslab_gang_bang;
 159 } ztest_shared_opts_t;
 160
 161 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
 162         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
 163         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
 164         .zo_alt_ztest = { '\0' },
 165         .zo_alt_libpath = { '\0' },
 166         .zo_vdevs = 5,
 167         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
 168         .zo_mirrors = 2,
 169         .zo_raidz = 4,
 170         .zo_raidz_parity = 1,
 171         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE,
 172         .zo_datasets = 7,
 173         .zo_threads = 23,
 174         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
 175         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
 176         .zo_verbose = 0,
 177         .zo_init = 1,
 178         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
 179         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
 180         .zo_metaslab_gang_bang = 32 << 10
 181 };
 182
 183 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
 184 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
 185
 186 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
 187 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
 188
 189 typedef struct ztest_shared_ds {
 190         uint64_t        zd_seq;
 191 } ztest_shared_ds_t;
 192
 193 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
 194 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
 195
 196 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
 197 #define MAXFAULTS() \
 198         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
 199
 200 enum ztest_io_type {
 201         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
 202         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
 203         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
 204         ZTEST_IO_TRUNCATE,
 205         ZTEST_IO_SETATTR,
 206         ZTEST_IO_TYPES
 207 };
 208
 209 typedef struct ztest_block_tag {
 210         uint64_t        bt_magic;
 211         uint64_t        bt_objset;
 212         uint64_t        bt_object;
 213         uint64_t        bt_offset;
 214         uint64_t        bt_gen;
 215         uint64_t        bt_txg;
 216         uint64_t        bt_crtxg;
 217 } ztest_block_tag_t;
 218
 219 typedef struct bufwad {
 220         uint64_t        bw_index;
 221         uint64_t        bw_txg;
 222         uint64_t        bw_data;
 223 } bufwad_t;
 224
 225 /*
 226  * XXX -- fix zfs range locks to be generic so we can use them here.
 227  */
 228 typedef enum {
 229         RL_READER,
 230         RL_WRITER,
 231         RL_APPEND
 232 } rl_type_t;
 233
 234 typedef struct rll {
 235         void            *rll_writer;
 236         int             rll_readers;
 237         mutex_t         rll_lock;
 238         cond_t          rll_cv;
 239 } rll_t;
 240
 241 typedef struct rl {
 242         uint64_t        rl_object;
 243         uint64_t        rl_offset;
 244         uint64_t        rl_size;
 245         rll_t           *rl_lock;
 246 } rl_t;
 247
 248 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
 249 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
 250
 251 /*
 252  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
 253  */
 254 typedef struct ztest_od {
 255         uint64_t        od_dir;
 256         uint64_t        od_object;
 257         dmu_object_type_t od_type;
 258         dmu_object_type_t od_crtype;
 259         uint64_t        od_blocksize;
 260         uint64_t        od_crblocksize;
 261         uint64_t        od_gen;
 262         uint64_t        od_crgen;
 263         char            od_name[MAXNAMELEN];
 264 } ztest_od_t;
 265
 266 /*
 267  * Per-dataset state.
 268  */
 269 typedef struct ztest_ds {
 270         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
 271         objset_t        *zd_os;
 272         rwlock_t        zd_zilog_lock;
 273         zilog_t         *zd_zilog;
 274         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
 275         char            zd_name[MAXNAMELEN];
 276         mutex_t         zd_dirobj_lock;
 277         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
 278         rll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
 279 } ztest_ds_t;
 280
 281 /*
 282  * Per-iteration state.
 283  */
 284 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
 285
 286 typedef struct ztest_info {
 287         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
 288         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
 289         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
 290 } ztest_info_t;
 291
 292 typedef struct ztest_shared_callstate {
 293         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
 294         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
 295         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
 296 } ztest_shared_callstate_t;
 297
 298 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
 299 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
 300
 301 /*
 302  * Note: these aren't static because we want dladdr() to work.
 303  */
 304 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
 305 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
 306 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
 307 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
 308 ztest_func_t ztest_zap;
 309 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
 310 ztest_func_t ztest_zil_commit;
 311 ztest_func_t ztest_zil_remount;
 312 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
 313 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
 314 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
 315 ztest_func_t ztest_fzap;
 316 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
 317 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
 318 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
 319 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
 320 ztest_func_t ztest_fault_inject;
 321 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
 322 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
 323 ztest_func_t ztest_spa_rename;
 324 ztest_func_t ztest_scrub;
 325 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
 326 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
 327 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
 328 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
 329 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
 330 ztest_func_t ztest_split_pool;
 331 ztest_func_t ztest_reguid;
 332
 333 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
 334 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
 335 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
 336 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
 337 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
 338
 339 ztest_info_t ztest_info[] = {
 340         { ztest_dmu_read_write,                 1,      &zopt_always    },
 341         { ztest_dmu_write_parallel,             10,     &zopt_always    },
 342         { ztest_dmu_object_alloc_free,          1,      &zopt_always    },
 343         { ztest_dmu_commit_callbacks,           1,      &zopt_always    },
 344         { ztest_zap,                            30,     &zopt_always    },
 345         { ztest_zap_parallel,                   100,    &zopt_always    },
 346         { ztest_split_pool,                     1,      &zopt_always    },
 347         { ztest_zil_commit,                     1,      &zopt_incessant },
 348         { ztest_zil_remount,                    1,      &zopt_sometimes },
 349         { ztest_dmu_read_write_zcopy,           1,      &zopt_often     },
 350         { ztest_dmu_objset_create_destroy,      1,      &zopt_often     },
 351         { ztest_dsl_prop_get_set,               1,      &zopt_often     },
 352         { ztest_spa_prop_get_set,               1,      &zopt_sometimes },
 353 #if 0
 354         { ztest_dmu_prealloc,                   1,      &zopt_sometimes },
 355 #endif
 356         { ztest_fzap,                           1,      &zopt_sometimes },
 357         { ztest_dmu_snapshot_create_destroy,    1,      &zopt_sometimes },
 358         { ztest_spa_create_destroy,             1,      &zopt_sometimes },
 359         { ztest_fault_inject,                   1,      &zopt_sometimes },
 360         { ztest_ddt_repair,                     1,      &zopt_sometimes },
 361         { ztest_dmu_snapshot_hold,              1,      &zopt_sometimes },
 362         { ztest_reguid,                         1,      &zopt_sometimes },
 363         { ztest_spa_rename,                     1,      &zopt_rarely    },
 364         { ztest_scrub,                          1,      &zopt_rarely    },
 365         { ztest_dsl_dataset_promote_busy,       1,      &zopt_rarely    },
 366         { ztest_vdev_attach_detach,             1,      &zopt_rarely },
 367         { ztest_vdev_LUN_growth,                1,      &zopt_rarely    },
 368         { ztest_vdev_add_remove,                1,
 369             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 370         { ztest_vdev_aux_add_remove,            1,
 371             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 372 };
 373
 374 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
 375
 376 /*
 377  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
 378  * The callbacks are ordered by txg number.
 379  */
 380 typedef struct ztest_cb_list {
 381         mutex_t zcl_callbacks_lock;
 382         list_t  zcl_callbacks;
 383 } ztest_cb_list_t;
 384
 385 /*
 386  * Stuff we need to share writably between parent and child.
 387  */
 388 typedef struct ztest_shared {
 389         boolean_t       zs_do_init;
 390         hrtime_t        zs_proc_start;
 391         hrtime_t        zs_proc_stop;
 392         hrtime_t        zs_thread_start;
 393         hrtime_t        zs_thread_stop;
 394         hrtime_t        zs_thread_kill;
 395         uint64_t        zs_enospc_count;
 396         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
 397         uint64_t        zs_vdev_aux;
 398         uint64_t        zs_alloc;
 399         uint64_t        zs_space;
 400         uint64_t        zs_splits;
 401         uint64_t        zs_mirrors;
 402         uint64_t        zs_metaslab_sz;
 403         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
 404         uint64_t        zs_guid;
 405 } ztest_shared_t;
 406
 407 #define ID_PARALLEL     -1ULL
 408
 409 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
 410 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
 411 ztest_shared_t *ztest_shared;
 412
 413 static spa_t *ztest_spa = NULL;
 414 static ztest_ds_t *ztest_ds;
 415
 416 static mutex_t ztest_vdev_lock;
 417 static rwlock_t ztest_name_lock;
 418
 419 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
 420 static boolean_t ztest_exiting;
 421
 422 /* Global commit callback list */
 423 static ztest_cb_list_t zcl;
 424
 425 enum ztest_object {
 426         ZTEST_META_DNODE = 0,
 427         ZTEST_DIROBJ,
 428         ZTEST_OBJECTS
 429 };
 430
 431 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
 432
 433 /*
 434  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
 435  * debugging facilities.
 436  */
 437 const char *
 438 _umem_debug_init()
 439 {
 440         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
 441 }
 442
 443 const char *
 444 _umem_logging_init(void)
 445 {
 446         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
 447 }
 448
 449 #define FATAL_MSG_SZ    1024
 450
 451 char *fatal_msg;
 452
 453 static void
 454 fatal(int do_perror, char *message, ...)
 455 {
 456         va_list args;
 457         int save_errno = errno;
 458         char buf[FATAL_MSG_SZ];
 459
 460         (void) fflush(stdout);
 461
 462         va_start(args, message);
 463         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
 464         /* LINTED */
 465         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
 466         va_end(args);
 467         if (do_perror) {
 468                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
 469                     ": %s", strerror(save_errno));
 470         }
 471         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
 472         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
 473         if (ztest_dump_core)
 474                 abort();
 475         exit(3);
 476 }
 477
 478 static int
 479 str2shift(const char *buf)
 480 {
 481         const char *ends = "BKMGTPEZ";
 482         int i;
 483
 484         if (buf[0] == '\0')
 485                 return (0);
 486         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
 487                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
 488                         break;
 489         }
 490         if (i == strlen(ends)) {
 491                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
 492                     buf);
 493                 usage(B_FALSE);
 494         }
 495         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
 496                 return (10*i);
 497         }
 498         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
 499         usage(B_FALSE);
 500         /* NOTREACHED */
 501 }
 502
 503 static uint64_t
 504 nicenumtoull(const char *buf)
 505 {
 506         char *end;
 507         uint64_t val;
 508
 509         val = strtoull(buf, &end, 0);
 510         if (end == buf) {
 511                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
 512                 usage(B_FALSE);
 513         } else if (end[0] == '.') {
 514                 double fval = strtod(buf, &end);
 515                 fval *= pow(2, str2shift(end));
 516                 if (fval > UINT64_MAX) {
 517                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 518                             buf);
 519                         usage(B_FALSE);
 520                 }
 521                 val = (uint64_t)fval;
 522         } else {
 523                 int shift = str2shift(end);
 524                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
 525                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 526                             buf);
 527                         usage(B_FALSE);
 528                 }
 529                 val <<= shift;
 530         }
 531         return (val);
 532 }
 533
 534 static void
 535 usage(boolean_t requested)
 536 {
 537         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
 538
 539         char nice_vdev_size[10];
 540         char nice_gang_bang[10];
 541         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
 542
 543         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size);
 544         nicenum(zo->zo_metaslab_gang_bang, nice_gang_bang);
 545
 546         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
 547             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
 548             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
 549             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
 550             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
 551             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
 552             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
 553             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
 554             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
 555             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
 556             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
 557             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
 558             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
 559             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
 560             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
 561             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
 562             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
 563             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
 564             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
 565             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
 566             "\t[-h] (print help)\n"
 567             "",
 568             zo->zo_pool,
 569             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
 570             nice_vdev_size,                             /* -s */
 571             zo->zo_ashift,                              /* -a */
 572             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
 573             zo->zo_raidz,                               /* -r */
 574             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
 575             zo->zo_datasets,                            /* -d */
 576             zo->zo_threads,                             /* -t */
 577             nice_gang_bang,                             /* -g */
 578             zo->zo_init,                                /* -i */
 579             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
 580             zo->zo_pool,                                /* -p */
 581             zo->zo_dir,                                 /* -f */
 582             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
 583             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
 584             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
 585         exit(requested ? 0 : 1);
 586 }
 587
 588 static void
 589 process_options(int argc, char **argv)
 590 {
 591         char *path;
 592         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
 593
 594         int opt;
 595         uint64_t value;
 596         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
 597
 598         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
 599
 600         while ((opt = getopt(argc, argv,
 601             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:hF:B:")) != EOF) {
 602                 value = 0;
 603                 switch (opt) {
 604                 case 'v':
 605                 case 's':
 606                 case 'a':
 607                 case 'm':
 608                 case 'r':
 609                 case 'R':
 610                 case 'd':
 611                 case 't':
 612                 case 'g':
 613                 case 'i':
 614                 case 'k':
 615                 case 'T':
 616                 case 'P':
 617                 case 'F':
 618                         value = nicenumtoull(optarg);
 619                 }
 620                 switch (opt) {
 621                 case 'v':
 622                         zo->zo_vdevs = value;
 623                         break;
 624                 case 's':
 625                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
 626                         break;
 627                 case 'a':
 628                         zo->zo_ashift = value;
 629                         break;
 630                 case 'm':
 631                         zo->zo_mirrors = value;
 632                         break;
 633                 case 'r':
 634                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
 635                         break;
 636                 case 'R':
 637                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
 638                         break;
 639                 case 'd':
 640                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
 641                         break;
 642                 case 't':
 643                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
 644                         break;
 645                 case 'g':
 646                         zo->zo_metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1,
 647                             value);
 648                         break;
 649                 case 'i':
 650                         zo->zo_init = value;
 651                         break;
 652                 case 'k':
 653                         zo->zo_killrate = value;
 654                         break;
 655                 case 'p':
 656                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
 657                             sizeof (zo->zo_pool));
 658                         break;
 659                 case 'f':
 660                         path = realpath(optarg, NULL);
 661                         if (path == NULL) {
 662                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
 663                                     optarg, strerror(errno));
 664                                 usage(B_FALSE);
 665                         } else {
 666                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
 667                                     sizeof (zo->zo_dir));
 668                         }
 669                         break;
 670                 case 'V':
 671                         zo->zo_verbose++;
 672                         break;
 673                 case 'E':
 674                         zo->zo_init = 0;
 675                         break;
 676                 case 'T':
 677                         zo->zo_time = value;
 678                         break;
 679                 case 'P':
 680                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
 681                         break;
 682                 case 'F':
 683                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
 684                         break;
 685                 case 'B':
 686                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
 687                         break;
 688                 case 'h':
 689                         usage(B_TRUE);
 690                         break;
 691                 case '?':
 692                 default:
 693                         usage(B_FALSE);
 694                         break;
 695                 }
 696         }
 697
 698         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
 699
 700         zo->zo_vdevtime =
 701             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
 702             UINT64_MAX >> 2);
 703
 704         if (strlen(altdir) > 0) {
 705                 char cmd[MAXNAMELEN];
 706                 char realaltdir[MAXNAMELEN];
 707                 char *bin;
 708                 char *ztest;
 709                 char *isa;
 710                 int isalen;
 711
 712                 (void) realpath(getexecname(), cmd);
 713                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
 714                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 715                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
 716                             altdir);
 717                 }
 718                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
 719
 720                 /*
 721                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
 722                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
 723                  * 32 or 64 bit binaries.
 724                  */
 725                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
 726                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
 727                 isa = bin + 9;
 728                 isalen = ztest - isa;
 729                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
 730                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
 731                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
 732                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
 733
 734                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
 735                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 736                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
 737                             zo->zo_alt_ztest);
 738                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
 739                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 740                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
 741                             zo->zo_alt_libpath);
 742                 }
 743         }
 744 }
 745
 746 static void
 747 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
 748 {
 749         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
 750         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
 751         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
 752 }
 753
 754 static uint64_t
 755 ztest_random(uint64_t range)
 756 {
 757         uint64_t r;
 758
 759         if (range == 0)
 760                 return (0);
 761
 762         if (read(ZTEST_FD_RAND, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
 763                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
 764
 765         return (r % range);
 766 }
 767
 768 /* ARGSUSED */
 769 static void
 770 ztest_record_enospc(const char *s)
 771 {
 772         ztest_shared->zs_enospc_count++;
 773 }
 774
 775 static uint64_t
 776 ztest_get_ashift(void)
 777 {
 778         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
 779                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(3));
 780         return (ztest_opts.zo_ashift);
 781 }
 782
 783 static nvlist_t *
 784 make_vdev_file(char *path, char *aux, size_t size, uint64_t ashift)
 785 {
 786         char pathbuf[MAXPATHLEN];
 787         uint64_t vdev;
 788         nvlist_t *file;
 789
 790         if (ashift == 0)
 791                 ashift = ztest_get_ashift();
 792
 793         if (path == NULL) {
 794                 path = pathbuf;
 795
 796                 if (aux != NULL) {
 797                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
 798                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 799                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
 800                             ztest_opts.zo_pool, aux, vdev);
 801                 } else {
 802                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
 803                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 804                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
 805                             ztest_opts.zo_pool, vdev);
 806                 }
 807         }
 808
 809         if (size != 0) {
 810                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
 811                 if (fd == -1)
 812                         fatal(1, "can't open %s", path);
 813                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
 814                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
 815                 (void) close(fd);
 816         }
 817
 818         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 819         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
 820         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
 821         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
 822
 823         return (file);
 824 }
 825
 826 static nvlist_t *
 827 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, size_t size, uint64_t ashift, int r)
 828 {
 829         nvlist_t *raidz, **child;
 830         int c;
 831
 832         if (r < 2)
 833                 return (make_vdev_file(path, aux, size, ashift));
 834         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 835
 836         for (c = 0; c < r; c++)
 837                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, size, ashift);
 838
 839         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 840         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 841             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
 842         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
 843             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
 844         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 845             child, r) == 0);
 846
 847         for (c = 0; c < r; c++)
 848                 nvlist_free(child[c]);
 849
 850         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
 851
 852         return (raidz);
 853 }
 854
 855 static nvlist_t *
 856 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, size_t size, uint64_t ashift,
 857         int r, int m)
 858 {
 859         nvlist_t *mirror, **child;
 860         int c;
 861
 862         if (m < 1)
 863                 return (make_vdev_raidz(path, aux, size, ashift, r));
 864
 865         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 866
 867         for (c = 0; c < m; c++)
 868                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, size, ashift, r);
 869
 870         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 871         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 872             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
 873         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 874             child, m) == 0);
 875
 876         for (c = 0; c < m; c++)
 877                 nvlist_free(child[c]);
 878
 879         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
 880
 881         return (mirror);
 882 }
 883
 884 static nvlist_t *
 885 make_vdev_root(char *path, char *aux, size_t size, uint64_t ashift,
 886         int log, int r, int m, int t)
 887 {
 888         nvlist_t *root, **child;
 889         int c;
 890
 891         ASSERT(t > 0);
 892
 893         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 894
 895         for (c = 0; c < t; c++) {
 896                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, size, ashift, r, m);
 897                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
 898                     log) == 0);
 899         }
 900
 901         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 902         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
 903         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 904             child, t) == 0);
 905
 906         for (c = 0; c < t; c++)
 907                 nvlist_free(child[c]);
 908
 909         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
 910
 911         return (root);
 912 }
 913
 914 static int
 915 ztest_random_blocksize(void)
 916 {
 917         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT +
 918             ztest_random(SPA_MAXBLOCKSHIFT - SPA_MINBLOCKSHIFT + 1)));
 919 }
 920
 921 static int
 922 ztest_random_ibshift(void)
 923 {
 924         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
 925             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
 926 }
 927
 928 static uint64_t
 929 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
 930 {
 931         uint64_t top;
 932         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
 933         vdev_t *tvd;
 934
 935         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
 936
 937         do {
 938                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
 939                 tvd = rvd->vdev_child[top];
 940         } while (tvd->vdev_ishole || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
 941             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
 942
 943         return (top);
 944 }
 945
 946 static uint64_t
 947 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
 948 {
 949         uint64_t value;
 950
 951         do {
 952                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
 953         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
 954
 955         return (value);
 956 }
 957
 958 static int
 959 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
 960     boolean_t inherit)
 961 {
 962         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
 963         const char *valname;
 964         char setpoint[MAXPATHLEN];
 965         uint64_t curval;
 966         int error;
 967
 968         error = dsl_prop_set(osname, propname,
 969             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL),
 970             sizeof (value), 1, &value);
 971
 972         if (error == ENOSPC) {
 973                 ztest_record_enospc(FTAG);
 974                 return (error);
 975         }
 976         ASSERT3U(error, ==, 0);
 977
 978         VERIFY3U(dsl_prop_get(osname, propname, sizeof (curval),
 979             1, &curval, setpoint), ==, 0);
 980
 981         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
 982                 VERIFY(zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname) == 0);
 983                 (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
 984                     osname, propname, valname, setpoint);
 985         }
 986
 987         return (error);
 988 }
 989
 990 static int
 991 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
 992 {
 993         spa_t *spa = ztest_spa;
 994         nvlist_t *props = NULL;
 995         int error;
 996
 997         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 998         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
 999
1000         error = spa_prop_set(spa, props);
1001
1002         nvlist_free(props);
1003
1004         if (error == ENOSPC) {
1005                 ztest_record_enospc(FTAG);
1006                 return (error);
1007         }
1008         ASSERT3U(error, ==, 0);
1009
1010         return (error);
1011 }
1012
1013 static void
1014 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1015 {
1016         rll->rll_writer = NULL;
1017         rll->rll_readers = 0;
1018         VERIFY(_mutex_init(&rll->rll_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1019         VERIFY(cond_init(&rll->rll_cv, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1020 }
1021
1022 static void
1023 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1024 {
1025         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1026         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1027         VERIFY(_mutex_destroy(&rll->rll_lock) == 0);
1028         VERIFY(cond_destroy(&rll->rll_cv) == 0);
1029 }
1030
1031 static void
1032 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1033 {
1034         VERIFY(mutex_lock(&rll->rll_lock) == 0);
1035
1036         if (type == RL_READER) {
1037                 while (rll->rll_writer != NULL)
1038                         (void) cond_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1039                 rll->rll_readers++;
1040         } else {
1041                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1042                         (void) cond_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1043                 rll->rll_writer = curthread;
1044         }
1045
1046         VERIFY(mutex_unlock(&rll->rll_lock) == 0);
1047 }
1048
1049 static void
1050 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1051 {
1052         VERIFY(mutex_lock(&rll->rll_lock) == 0);
1053
1054         if (rll->rll_writer) {
1055                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1056                 rll->rll_writer = NULL;
1057         } else {
1058                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1059                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1060                 rll->rll_readers--;
1061         }
1062
1063         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1064                 VERIFY(cond_broadcast(&rll->rll_cv) == 0);
1065
1066         VERIFY(mutex_unlock(&rll->rll_lock) == 0);
1067 }
1068
1069 static void
1070 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1071 {
1072         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1073
1074         ztest_rll_lock(rll, type);
1075 }
1076
1077 static void
1078 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1079 {
1080         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1081
1082         ztest_rll_unlock(rll);
1083 }
1084
1085 static rl_t *
1086 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1087     uint64_t size, rl_type_t type)
1088 {
1089         uint64_t hash = object ^ (offset % (ZTEST_RANGE_LOCKS + 1));
1090         rll_t *rll = &zd->zd_range_lock[hash & (ZTEST_RANGE_LOCKS - 1)];
1091         rl_t *rl;
1092
1093         rl = umem_alloc(sizeof (*rl), UMEM_NOFAIL);
1094         rl->rl_object = object;
1095         rl->rl_offset = offset;
1096         rl->rl_size = size;
1097         rl->rl_lock = rll;
1098
1099         ztest_rll_lock(rll, type);
1100
1101         return (rl);
1102 }
1103
1104 static void
1105 ztest_range_unlock(rl_t *rl)
1106 {
1107         rll_t *rll = rl->rl_lock;
1108
1109         ztest_rll_unlock(rll);
1110
1111         umem_free(rl, sizeof (*rl));
1112 }
1113
1114 static void
1115 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1116 {
1117         zd->zd_os = os;
1118         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1119         zd->zd_shared = szd;
1120         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1121
1122         if (zd->zd_shared != NULL)
1123                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1124
1125         VERIFY(rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1126         VERIFY(_mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1127
1128         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1129                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1130
1131         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1132                 ztest_rll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1133 }
1134
1135 static void
1136 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1137 {
1138         VERIFY(_mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
1139
1140         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1141                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1142
1143         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1144                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1145 }
1146
1147 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1148
1149 static uint64_t
1150 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1151 {
1152         uint64_t txg;
1153         int error;
1154
1155         /*
1156          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1157          */
1158         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1159         if (error) {
1160                 if (error == ERESTART) {
1161                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1162                         dmu_tx_wait(tx);
1163                 } else {
1164                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1165                         ztest_record_enospc(tag);
1166                 }
1167                 dmu_tx_abort(tx);
1168                 return (0);
1169         }
1170         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1171         ASSERT(txg != 0);
1172         return (txg);
1173 }
1174
1175 static void
1176 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1177 {
1178         uint64_t *ip = buf;
1179         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1180
1181         while (ip < ip_end)
1182                 *ip++ = value;
1183 }
1184
1185 static boolean_t
1186 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1187 {
1188         uint64_t *ip = buf;
1189         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1190         uint64_t diff = 0;
1191
1192         while (ip < ip_end)
1193                 diff |= (value - *ip++);
1194
1195         return (diff == 0);
1196 }
1197
1198 static void
1199 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1200     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1201 {
1202         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1203         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1204         bt->bt_object = object;
1205         bt->bt_offset = offset;
1206         bt->bt_gen = gen;
1207         bt->bt_txg = txg;
1208         bt->bt_crtxg = crtxg;
1209 }
1210
1211 static void
1212 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1213     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1214 {
1215         ASSERT(bt->bt_magic == BT_MAGIC);
1216         ASSERT(bt->bt_objset == dmu_objset_id(os));
1217         ASSERT(bt->bt_object == object);
1218         ASSERT(bt->bt_offset == offset);
1219         ASSERT(bt->bt_gen <= gen);
1220         ASSERT(bt->bt_txg <= txg);
1221         ASSERT(bt->bt_crtxg == crtxg);
1222 }
1223
1224 static ztest_block_tag_t *
1225 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1226 {
1227         dmu_object_info_t doi;
1228         ztest_block_tag_t *bt;
1229
1230         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1231         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1232         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1233         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1234
1235         return (bt);
1236 }
1237
1238 /*
1239  * ZIL logging ops
1240  */
1241
1242 #define lrz_type        lr_mode
1243 #define lrz_blocksize   lr_uid
1244 #define lrz_ibshift     lr_gid
1245 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1246 #define lrz_bonuslen    lr_crtime[1]
1247
1248 static void
1249 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1250 {
1251         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1252         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1253         itx_t *itx;
1254
1255         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1256                 return;
1257
1258         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1259         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1260             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1261
1262         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1263 }
1264
1265 static void
1266 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1267 {
1268         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1269         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1270         itx_t *itx;
1271
1272         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1273                 return;
1274
1275         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1276         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1277             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1278
1279         itx->itx_oid = object;
1280         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1281 }
1282
1283 static void
1284 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1285 {
1286         itx_t *itx;
1287         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1288
1289         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1290                 return;
1291
1292         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1293                 write_state = WR_INDIRECT;
1294
1295         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1296             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1297
1298         if (write_state == WR_COPIED &&
1299             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1300             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1301                 zil_itx_destroy(itx);
1302                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1303                 write_state = WR_NEED_COPY;
1304         }
1305         itx->itx_private = zd;
1306         itx->itx_wr_state = write_state;
1307         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1308         itx->itx_sod += (write_state == WR_NEED_COPY ? lr->lr_length : 0);
1309
1310         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1311             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1312
1313         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1314 }
1315
1316 static void
1317 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1318 {
1319         itx_t *itx;
1320
1321         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1322                 return;
1323
1324         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1325         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1326             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1327
1328         itx->itx_sync = B_FALSE;
1329         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1330 }
1331
1332 static void
1333 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1334 {
1335         itx_t *itx;
1336
1337         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1338                 return;
1339
1340         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1341         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1342             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1343
1344         itx->itx_sync = B_FALSE;
1345         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1346 }
1347
1348 /*
1349  * ZIL replay ops
1350  */
1351 static int
1352 ztest_replay_create(ztest_ds_t *zd, lr_create_t *lr, boolean_t byteswap)
1353 {
1354         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1355         objset_t *os = zd->zd_os;
1356         ztest_block_tag_t *bbt;
1357         dmu_buf_t *db;
1358         dmu_tx_t *tx;
1359         uint64_t txg;
1360         int error = 0;
1361
1362         if (byteswap)
1363                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1364
1365         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1366         ASSERT(name[0] != '\0');
1367
1368         tx = dmu_tx_create(os);
1369
1370         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1371
1372         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1373                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1374         } else {
1375                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1376         }
1377
1378         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1379         if (txg == 0)
1380                 return (ENOSPC);
1381
1382         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1383
1384         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1385                 if (lr->lr_foid == 0) {
1386                         lr->lr_foid = zap_create(os,
1387                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1388                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1389                 } else {
1390                         error = zap_create_claim(os, lr->lr_foid,
1391                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1392                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1393                 }
1394         } else {
1395                 if (lr->lr_foid == 0) {
1396                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc(os,
1397                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1398                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1399                 } else {
1400                         error = dmu_object_claim(os, lr->lr_foid,
1401                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1402                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1403                 }
1404         }
1405
1406         if (error) {
1407                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1408                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1409                 dmu_tx_commit(tx);
1410                 return (error);
1411         }
1412
1413         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1414
1415         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1416                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1417                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1418
1419         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1420         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1421         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1422         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_gen, txg, txg);
1423         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1424
1425         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1426             &lr->lr_foid, tx));
1427
1428         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1429
1430         dmu_tx_commit(tx);
1431
1432         return (0);
1433 }
1434
1435 static int
1436 ztest_replay_remove(ztest_ds_t *zd, lr_remove_t *lr, boolean_t byteswap)
1437 {
1438         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1439         objset_t *os = zd->zd_os;
1440         dmu_object_info_t doi;
1441         dmu_tx_t *tx;
1442         uint64_t object, txg;
1443
1444         if (byteswap)
1445                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1446
1447         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1448         ASSERT(name[0] != '\0');
1449
1450         VERIFY3U(0, ==,
1451             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1452         ASSERT(object != 0);
1453
1454         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1455
1456         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1457
1458         tx = dmu_tx_create(os);
1459
1460         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1461         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1462
1463         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1464         if (txg == 0) {
1465                 ztest_object_unlock(zd, object);
1466                 return (ENOSPC);
1467         }
1468
1469         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1470                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1471         } else {
1472                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1473         }
1474
1475         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1476
1477         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1478
1479         dmu_tx_commit(tx);
1480
1481         ztest_object_unlock(zd, object);
1482
1483         return (0);
1484 }
1485
1486 static int
1487 ztest_replay_write(ztest_ds_t *zd, lr_write_t *lr, boolean_t byteswap)
1488 {
1489         objset_t *os = zd->zd_os;
1490         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1491         uint64_t offset, length;
1492         ztest_block_tag_t *bt = data;
1493         ztest_block_tag_t *bbt;
1494         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1495         dmu_object_info_t doi;
1496         dmu_tx_t *tx;
1497         dmu_buf_t *db;
1498         arc_buf_t *abuf = NULL;
1499         rl_t *rl;
1500
1501         if (byteswap)
1502                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1503
1504         offset = lr->lr_offset;
1505         length = lr->lr_length;
1506
1507         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1508         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1509                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1510                 if (length < blocksize) {
1511                         offset -= offset % blocksize;
1512                         length = blocksize;
1513                 }
1514         }
1515
1516         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1517                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1518
1519         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1520                 bt = NULL;
1521
1522         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1523         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1524
1525         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1526
1527         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1528
1529         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1530         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1531         gen = bbt->bt_gen;
1532         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1533         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1534
1535         tx = dmu_tx_create(os);
1536
1537         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1538
1539         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1540             P2PHASE(offset, length) == 0)
1541                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1542
1543         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1544         if (txg == 0) {
1545                 if (abuf != NULL)
1546                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1547                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1548                 ztest_range_unlock(rl);
1549                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1550                 return (ENOSPC);
1551         }
1552
1553         if (bt != NULL) {
1554                 /*
1555                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1556                  * but not always, because we also want to verify correct
1557                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1558                  */
1559                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1560                 if (ztest_random(4) != 0) {
1561                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1562                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1563                         ztest_block_tag_t rbt;
1564
1565                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1566                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1567                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1568                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid,
1569                                     offset, gen, txg, crtxg);
1570                         }
1571                 }
1572
1573                 /*
1574                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1575                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1576                  * open-context data, which may be different than the data
1577                  * as it was when the write was generated.
1578                  */
1579                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1580                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, offset,
1581                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1582                             bt->bt_crtxg);
1583                 }
1584
1585                 /*
1586                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1587                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1588                  */
1589                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, offset, gen, txg, crtxg);
1590         }
1591
1592         if (abuf == NULL) {
1593                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1594         } else {
1595                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1596                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1597         }
1598
1599         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1600
1601         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1602
1603         dmu_tx_commit(tx);
1604
1605         ztest_range_unlock(rl);
1606         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1607
1608         return (0);
1609 }
1610
1611 static int
1612 ztest_replay_truncate(ztest_ds_t *zd, lr_truncate_t *lr, boolean_t byteswap)
1613 {
1614         objset_t *os = zd->zd_os;
1615         dmu_tx_t *tx;
1616         uint64_t txg;
1617         rl_t *rl;
1618
1619         if (byteswap)
1620                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1621
1622         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1623         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1624             RL_WRITER);
1625
1626         tx = dmu_tx_create(os);
1627
1628         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1629
1630         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1631         if (txg == 0) {
1632                 ztest_range_unlock(rl);
1633                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1634                 return (ENOSPC);
1635         }
1636
1637         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1638             lr->lr_length, tx) == 0);
1639
1640         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1641
1642         dmu_tx_commit(tx);
1643
1644         ztest_range_unlock(rl);
1645         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1646
1647         return (0);
1648 }
1649
1650 static int
1651 ztest_replay_setattr(ztest_ds_t *zd, lr_setattr_t *lr, boolean_t byteswap)
1652 {
1653         objset_t *os = zd->zd_os;
1654         dmu_tx_t *tx;
1655         dmu_buf_t *db;
1656         ztest_block_tag_t *bbt;
1657         uint64_t txg, lrtxg, crtxg;
1658
1659         if (byteswap)
1660                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1661
1662         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1663
1664         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1665
1666         tx = dmu_tx_create(os);
1667         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1668
1669         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1670         if (txg == 0) {
1671                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1672                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1673                 return (ENOSPC);
1674         }
1675
1676         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1677         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1678         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1679         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1680
1681         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1682                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
1683                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
1684                 ASSERT(lrtxg != 0);
1685         } else {
1686                 /*
1687                  * Randomly change the size and increment the generation.
1688                  */
1689                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
1690                     sizeof (*bbt);
1691                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
1692                 ASSERT(lrtxg == 0);
1693         }
1694
1695         /*
1696          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
1697          */
1698         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode,
1699             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
1700
1701         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1702
1703         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
1704         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
1705         VERIFY3U(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx), ==, 0);
1706         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1707
1708         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode, txg, crtxg);
1709
1710         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1711
1712         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
1713
1714         dmu_tx_commit(tx);
1715
1716         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1717
1718         return (0);
1719 }
1720
1721 zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
1722         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
1723         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
1724         NULL,                   /* TX_MKDIR */
1725         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
1726         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
1727         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
1728         NULL,                   /* TX_RMDIR */
1729         NULL,                   /* TX_LINK */
1730         NULL,                   /* TX_RENAME */
1731         ztest_replay_write,     /* TX_WRITE */
1732         ztest_replay_truncate,  /* TX_TRUNCATE */
1733         ztest_replay_setattr,   /* TX_SETATTR */
1734         NULL,                   /* TX_ACL */
1735         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL */
1736         NULL,                   /* TX_CREATE_ATTR */
1737         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
1738         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL */
1739         NULL,                   /* TX_MKDIR_ATTR */
1740         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
1741         NULL,                   /* TX_WRITE2 */
1742 };
1743
1744 /*
1745  * ZIL get_data callbacks
1746  */
1747
1748 static void
1749 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
1750 {
1751         ztest_ds_t *zd = zgd->zgd_private;
1752         uint64_t object = zgd->zgd_rl->rl_object;
1753
1754         if (zgd->zgd_db)
1755                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
1756
1757         ztest_range_unlock(zgd->zgd_rl);
1758         ztest_object_unlock(zd, object);
1759
1760         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
1761                 zil_add_block(zgd->zgd_zilog, zgd->zgd_bp);
1762
1763         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
1764 }
1765
1766 static int
1767 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, zio_t *zio)
1768 {
1769         ztest_ds_t *zd = arg;
1770         objset_t *os = zd->zd_os;
1771         uint64_t object = lr->lr_foid;
1772         uint64_t offset = lr->lr_offset;
1773         uint64_t size = lr->lr_length;
1774         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
1775         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
1776         uint64_t crtxg;
1777         dmu_object_info_t doi;
1778         dmu_buf_t *db;
1779         zgd_t *zgd;
1780         int error;
1781
1782         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
1783         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
1784         if (error) {
1785                 ztest_object_unlock(zd, object);
1786                 return (error);
1787         }
1788
1789         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
1790
1791         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
1792                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1793                 ztest_object_unlock(zd, object);
1794                 return (ENOENT);
1795         }
1796
1797         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1798         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1799         db = NULL;
1800
1801         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
1802         zgd->zgd_zilog = zd->zd_zilog;
1803         zgd->zgd_private = zd;
1804
1805         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
1806                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1807                     RL_READER);
1808
1809                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
1810                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1811                 ASSERT(error == 0);
1812         } else {
1813                 size = doi.doi_data_block_size;
1814                 if (ISP2(size)) {
1815                         offset = P2ALIGN(offset, size);
1816                 } else {
1817                         ASSERT(offset < size);
1818                         offset = 0;
1819                 }
1820
1821                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1822                     RL_READER);
1823
1824                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
1825                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1826
1827                 if (error == 0) {
1828                         zgd->zgd_db = db;
1829                         zgd->zgd_bp = bp;
1830
1831                         ASSERT(db->db_offset == offset);
1832                         ASSERT(db->db_size == size);
1833
1834                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
1835                             ztest_get_done, zgd);
1836
1837                         if (error == 0)
1838                                 return (0);
1839                 }
1840         }
1841
1842         ztest_get_done(zgd, error);
1843
1844         return (error);
1845 }
1846
1847 static void *
1848 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
1849 {
1850         char *lr;
1851         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1852
1853         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
1854
1855         if (name)
1856                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
1857
1858         return (lr);
1859 }
1860
1861 void
1862 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
1863 {
1864         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1865
1866         umem_free(lr, lrsize + namesize);
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
1871  */
1872 static int
1873 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
1874 {
1875         int missing = 0;
1876         int error;
1877
1878         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
1879
1880         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
1881                 od->od_object = 0;
1882                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
1883                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
1884                 if (error) {
1885                         ASSERT(error == ENOENT);
1886                         ASSERT(od->od_object == 0);
1887                         missing++;
1888                 } else {
1889                         dmu_buf_t *db;
1890                         ztest_block_tag_t *bbt;
1891                         dmu_object_info_t doi;
1892
1893                         ASSERT(od->od_object != 0);
1894                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
1895
1896                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
1897                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
1898                             od->od_object, FTAG, &db));
1899                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1900                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1901                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1902                         od->od_type = doi.doi_type;
1903                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
1904                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
1905                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1906                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
1907                 }
1908         }
1909
1910         return (missing);
1911 }
1912
1913 static int
1914 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
1915 {
1916         int missing = 0;
1917
1918         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
1919
1920         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
1921                 if (missing) {
1922                         od->od_object = 0;
1923                         missing++;
1924                         continue;
1925                 }
1926
1927                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
1928
1929                 lr->lr_doid = od->od_dir;
1930                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
1931                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
1932                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
1933                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
1934                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
1935                 lr->lrz_bonuslen = dmu_bonus_max();
1936                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
1937                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
1938
1939                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
1940                         ASSERT(missing == 0);
1941                         od->od_object = 0;
1942                         missing++;
1943                 } else {
1944                         od->od_object = lr->lr_foid;
1945                         od->od_type = od->od_crtype;
1946                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
1947                         od->od_gen = od->od_crgen;
1948                         ASSERT(od->od_object != 0);
1949                 }
1950
1951                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
1952         }
1953
1954         return (missing);
1955 }
1956
1957 static int
1958 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
1959 {
1960         int missing = 0;
1961         int error;
1962
1963         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
1964
1965         od += count - 1;
1966
1967         for (int i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
1968                 if (missing) {
1969                         missing++;
1970                         continue;
1971                 }
1972
1973                 if (od->od_object == 0)
1974                         continue;
1975
1976                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
1977
1978                 lr->lr_doid = od->od_dir;
1979
1980                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
1981                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1982                         missing++;
1983                 } else {
1984                         od->od_object = 0;
1985                 }
1986                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
1987         }
1988
1989         return (missing);
1990 }
1991
1992 static int
1993 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
1994     void *data)
1995 {
1996         lr_write_t *lr;
1997         int error;
1998
1999         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2000
2001         lr->lr_foid = object;
2002         lr->lr_offset = offset;
2003         lr->lr_length = size;
2004         lr->lr_blkoff = 0;
2005         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2006
2007         bcopy(data, lr + 1, size);
2008
2009         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2010
2011         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2012
2013         return (error);
2014 }
2015
2016 static int
2017 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2018 {
2019         lr_truncate_t *lr;
2020         int error;
2021
2022         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2023
2024         lr->lr_foid = object;
2025         lr->lr_offset = offset;
2026         lr->lr_length = size;
2027
2028         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2029
2030         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2031
2032         return (error);
2033 }
2034
2035 static int
2036 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2037 {
2038         lr_setattr_t *lr;
2039         int error;
2040
2041         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2042
2043         lr->lr_foid = object;
2044         lr->lr_size = 0;
2045         lr->lr_mode = 0;
2046
2047         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2048
2049         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2050
2051         return (error);
2052 }
2053
2054 static void
2055 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2056 {
2057         objset_t *os = zd->zd_os;
2058         dmu_tx_t *tx;
2059         uint64_t txg;
2060         rl_t *rl;
2061
2062         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2063
2064         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2065         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2066
2067         tx = dmu_tx_create(os);
2068
2069         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2070
2071         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2072
2073         if (txg != 0) {
2074                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2075                 dmu_tx_commit(tx);
2076                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2077         } else {
2078                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2079         }
2080
2081         ztest_range_unlock(rl);
2082         ztest_object_unlock(zd, object);
2083 }
2084
2085 static void
2086 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2087 {
2088         ztest_block_tag_t wbt;
2089         dmu_object_info_t doi;
2090         enum ztest_io_type io_type;
2091         uint64_t blocksize;
2092         void *data;
2093
2094         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2095         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2096         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2097
2098         /*
2099          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2100          */
2101         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2102         if (ztest_random(2) == 0)
2103                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2104
2105         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2106
2107         switch (io_type) {
2108
2109         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2110                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, offset, 0, 0, 0);
2111                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2112                 break;
2113
2114         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2115                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2116                 if (ztest_random(2) == 0) {
2117                         /*
2118                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2119                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2120                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2121                          */
2122                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2123                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2124                 }
2125                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2126                 break;
2127
2128         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2129                 bzero(data, blocksize);
2130                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2131                 break;
2132
2133         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2134                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2135                 break;
2136
2137         case ZTEST_IO_SETATTR:
2138                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2139                 break;
2140         }
2141
2142         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2143
2144         umem_free(data, blocksize);
2145 }
2146
2147 /*
2148  * Initialize an object description template.
2149  */
2150 static void
2151 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2152     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t gen)
2153 {
2154         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2155         od->od_object = 0;
2156
2157         od->od_crtype = type;
2158         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2159         od->od_crgen = gen;
2160
2161         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2162         od->od_blocksize = 0;
2163         od->od_gen = 0;
2164
2165         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2166             tag, (int64_t)id, index);
2167 }
2168
2169 /*
2170  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2171  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2172  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2173  * use the existing objects.
2174  */
2175 static int
2176 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2177 {
2178         int count = size / sizeof (*od);
2179         int rv = 0;
2180
2181         VERIFY(mutex_lock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2182         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2183             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2184             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2185                 rv = -1;
2186         zd->zd_od = od;
2187         VERIFY(mutex_unlock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2188
2189         return (rv);
2190 }
2191
2192 /* ARGSUSED */
2193 void
2194 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2195 {
2196         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2197
2198         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2199
2200         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2201
2202         /*
2203          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2204          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2205          * will verify that the log really does contain this record.
2206          */
2207         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2208         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2209         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2210         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2211         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2212
2213         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2214 }
2215
2216 /*
2217  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2218  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2219  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2220  */
2221 /* ARGSUSED */
2222 void
2223 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2224 {
2225         objset_t *os = zd->zd_os;
2226
2227         (void) rw_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2228
2229         /* zfsvfs_teardown() */
2230         zil_close(zd->zd_zilog);
2231
2232         /* zfsvfs_setup() */
2233         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2234         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2235
2236         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2237 }
2238
2239 /*
2240  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2241  * or create a pool with a bad vdev spec.
2242  */
2243 /* ARGSUSED */
2244 void
2245 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2246 {
2247         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2248         spa_t *spa;
2249         nvlist_t *nvroot;
2250
2251         /*
2252          * Attempt to create using a bad file.
2253          */
2254         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2255         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2256             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL, NULL));
2257         nvlist_free(nvroot);
2258
2259         /*
2260          * Attempt to create using a bad mirror.
2261          */
2262         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2263         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2264             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL, NULL));
2265         nvlist_free(nvroot);
2266
2267         /*
2268          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2269          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2270          */
2271         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2272         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2273         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL, NULL));
2274         nvlist_free(nvroot);
2275         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2276         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2277         spa_close(spa, FTAG);
2278
2279         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2280 }
2281
2282 static vdev_t *
2283 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2284 {
2285         vdev_t *mvd;
2286
2287         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2288                 return (vd);
2289
2290         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2291                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2292                     NULL)
2293                         return (mvd);
2294
2295         return (NULL);
2296 }
2297
2298 /*
2299  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2300  */
2301 int
2302 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2303 {
2304         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2305         int c;
2306
2307         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2308
2309         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2310                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2311
2312                 if (cvd->vdev_ishole)
2313                         break;
2314         }
2315         return (c);
2316 }
2317
2318 /*
2319  * Verify that vdev_add() works as expected.
2320  */
2321 /* ARGSUSED */
2322 void
2323 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2324 {
2325         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2326         spa_t *spa = ztest_spa;
2327         uint64_t leaves;
2328         uint64_t guid;
2329         nvlist_t *nvroot;
2330         int error;
2331
2332         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2333         leaves =
2334             MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2335
2336         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2337
2338         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2339
2340         /*
2341          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2342          */
2343         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2344                 /*
2345                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2346                  */
2347                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2348
2349                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2350
2351                 /*
2352                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2353                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2354                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2355                  * grab a reference on the dataset which may cause
2356                  * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
2357                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2358                  */
2359                 VERIFY(rw_wrlock(&ztest_name_lock) == 0);
2360                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2361                 VERIFY(rw_unlock(&ztest_name_lock) == 0);
2362
2363                 if (error && error != EEXIST)
2364                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2365         } else {
2366                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2367
2368                 /*
2369                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2370                  */
2371                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL,
2372                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2373                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2374                     zs->zs_mirrors, 1);
2375
2376                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2377                 nvlist_free(nvroot);
2378
2379                 if (error == ENOSPC)
2380                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2381                 else if (error != 0)
2382                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2383         }
2384
2385         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2386 }
2387
2388 /*
2389  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2390  */
2391 /* ARGSUSED */
2392 void
2393 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2394 {
2395         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2396         spa_t *spa = ztest_spa;
2397         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2398         spa_aux_vdev_t *sav;
2399         char *aux;
2400         uint64_t guid = 0;
2401         int error;
2402
2403         if (ztest_random(2) == 0) {
2404                 sav = &spa->spa_spares;
2405                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2406         } else {
2407                 sav = &spa->spa_l2cache;
2408                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2409         }
2410
2411         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2412
2413         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2414
2415         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2416                 /*
2417                  * Pick a random device to remove.
2418                  */
2419                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2420         } else {
2421                 /*
2422                  * Find an unused device we can add.
2423                  */
2424                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2425                 for (;;) {
2426                         char path[MAXPATHLEN];
2427                         int c;
2428                         (void) snprintf(path, sizeof (path), ztest_aux_template,
2429                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2430                             zs->zs_vdev_aux);
2431                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2432                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2433                                     path) == 0)
2434                                         break;
2435                         if (c == sav->sav_count &&
2436                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
2437                                 break;
2438                         zs->zs_vdev_aux++;
2439                 }
2440         }
2441
2442         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2443
2444         if (guid == 0) {
2445                 /*
2446                  * Add a new device.
2447                  */
2448                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux,
2449                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
2450                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2451                 if (error != 0)
2452                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
2453                 nvlist_free(nvroot);
2454         } else {
2455                 /*
2456                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
2457                  * vdev state first to make sure we handle removal
2458                  * of devices that have pending state changes.
2459                  */
2460                 if (ztest_random(2) == 0)
2461                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
2462
2463                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2464                 if (error != 0 && error != EBUSY)
2465                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
2466         }
2467
2468         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2469 }
2470
2471 /*
2472  * split a pool if it has mirror tlvdevs
2473  */
2474 /* ARGSUSED */
2475 void
2476 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2477 {
2478         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2479         spa_t *spa = ztest_spa;
2480         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2481         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
2482         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
2483         int error = 0;
2484
2485         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2486
2487         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
2488         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2489                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2490                 return;
2491         }
2492
2493         /* clean up the old pool, if any */
2494         (void) spa_destroy("splitp");
2495
2496         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2497
2498         /* generate a config from the existing config */
2499         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2500         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
2501             &tree) == 0);
2502         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2503
2504         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
2505             &children) == 0);
2506
2507         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
2508         for (c = 0; c < children; c++) {
2509                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
2510                 nvlist_t **mchild;
2511                 uint_t mchildren;
2512
2513                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
2514                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
2515                             0) == 0);
2516                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
2517                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
2518                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
2519                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
2520                         if (lastlogid == 0)
2521                                 lastlogid = schildren;
2522                         ++schildren;
2523                         continue;
2524                 }
2525                 lastlogid = 0;
2526                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
2527                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
2528                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
2529         }
2530
2531         /* OK, create a config that can be used to split */
2532         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2533         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
2534             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
2535         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
2536             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
2537
2538         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2539         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
2540
2541         for (c = 0; c < schildren; c++)
2542                 nvlist_free(schild[c]);
2543         free(schild);
2544         nvlist_free(split);
2545
2546         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2547
2548         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2549         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
2550         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2551
2552         nvlist_free(config);
2553
2554         if (error == 0) {
2555                 (void) printf("successful split - results:\n");
2556                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
2557                 show_pool_stats(spa);
2558                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
2559                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
2560                 ++zs->zs_splits;
2561                 --zs->zs_mirrors;
2562         }
2563         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2564
2565 }
2566
2567 /*
2568  * Verify that we can attach and detach devices.
2569  */
2570 /* ARGSUSED */
2571 void
2572 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2573 {
2574         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2575         spa_t *spa = ztest_spa;
2576         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
2577         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2578         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
2579         nvlist_t *root;
2580         uint64_t leaves;
2581         uint64_t leaf, top;
2582         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
2583         uint64_t oldguid, pguid;
2584         size_t oldsize, newsize;
2585         char oldpath[MAXPATHLEN], newpath[MAXPATHLEN];
2586         int replacing;
2587         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
2588         int newvd_is_spare = B_FALSE;
2589         int oldvd_is_log;
2590         int error, expected_error;
2591
2592         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2593         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2594
2595         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2596
2597         /*
2598          * Decide whether to do an attach or a replace.
2599          */
2600         replacing = ztest_random(2);
2601
2602         /*
2603          * Pick a random top-level vdev.
2604          */
2605         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
2606
2607         /*
2608          * Pick a random leaf within it.
2609          */
2610         leaf = ztest_random(leaves);
2611
2612         /*
2613          * Locate this vdev.
2614          */
2615         oldvd = rvd->vdev_child[top];
2616         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
2617                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
2618                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
2619                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
2620         }
2621         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2622                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
2623                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
2624                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
2625         }
2626
2627         /*
2628          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
2629          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
2630          */
2631         while (oldvd->vdev_children != 0) {
2632                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
2633                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
2634                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
2635         }
2636
2637         oldguid = oldvd->vdev_guid;
2638         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
2639         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
2640         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
2641         pvd = oldvd->vdev_parent;
2642         pguid = pvd->vdev_guid;
2643
2644         /*
2645          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
2646          */
2647         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
2648                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2649                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
2650                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
2651                     error != ENOTSUP)
2652                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
2653                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2654                 return;
2655         }
2656
2657         /*
2658          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
2659          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
2660          */
2661         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
2662                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
2663                 newvd_is_spare = B_TRUE;
2664                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
2665         } else {
2666                 (void) snprintf(newpath, sizeof (newpath), ztest_dev_template,
2667                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
2668                     top * leaves + leaf);
2669                 if (ztest_random(2) == 0)
2670                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
2671                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
2672         }
2673
2674         if (newvd) {
2675                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
2676         } else {
2677                 /*
2678                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
2679                  * If it's smaller, the attach should fail.
2680                  * If it's larger, and we're doing a replace,
2681                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
2682                  */
2683                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
2684         }
2685
2686         /*
2687          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
2688          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
2689          *
2690          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
2691          *
2692          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
2693          */
2694         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
2695             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
2696             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
2697             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
2698                 expected_error = ENOTSUP;
2699         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
2700                 expected_error = ENOTSUP;
2701         else if (newvd == oldvd)
2702                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
2703         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
2704                 expected_error = EBUSY;
2705         else if (newsize < oldsize)
2706                 expected_error = EOVERFLOW;
2707         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
2708                 expected_error = EDOM;
2709         else
2710                 expected_error = 0;
2711
2712         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2713
2714         /*
2715          * Build the nvlist describing newpath.
2716          */
2717         root = make_vdev_root(newpath, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
2718             ashift, 0, 0, 0, 1);
2719
2720         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
2721
2722         nvlist_free(root);
2723
2724         /*
2725          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
2726          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
2727          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
2728          */
2729         if (expected_error == ENOTSUP &&
2730             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
2731                 expected_error = error;
2732
2733         /*
2734          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
2735          */
2736         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
2737                 expected_error = error;
2738
2739         /* XXX workaround 6690467 */
2740         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
2741                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
2742                     "returned %d, expected %d",
2743                     oldpath, (longlong_t)oldsize, newpath,
2744                     (longlong_t)newsize, replacing, error, expected_error);
2745         }
2746
2747         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2748 }
2749
2750 /*
2751  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
2752  */
2753 vdev_t *
2754 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
2755 {
2756         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
2757         size_t *newsize = arg;
2758         size_t fsize;
2759         int fd;
2760
2761         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
2762         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
2763
2764         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
2765                 return (vd);
2766
2767         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
2768         (void) ftruncate(fd, *newsize);
2769
2770         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
2771                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
2772                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
2773         }
2774         (void) close(fd);
2775         return (NULL);
2776 }
2777
2778 /*
2779  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
2780  */
2781 /* ARGSUSED */
2782 vdev_t *
2783 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
2784 {
2785         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
2786         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
2787         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
2788         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
2789         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
2790         int error;
2791
2792         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
2793         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
2794
2795         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
2796         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
2797         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
2798         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
2799
2800         /*
2801          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
2802          * failed then we abort the expand. The only way to know that
2803          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
2804          */
2805         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
2806                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
2807                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
2808                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
2809                 }
2810                 return (vd);
2811         }
2812         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
2813
2814         /*
2815          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
2816          * still talking to the original vdev. It's possible this
2817          * vdev may have been detached/replaced while we were
2818          * trying to online it.
2819          */
2820         if (generation != spa->spa_config_generation) {
2821                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
2822                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
2823                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
2824                             "got gen %llu\n",
2825                             (u_longlong_t)guid,
2826                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
2827                             (u_longlong_t)generation,
2828                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
2829                 }
2830                 return (vd);
2831         }
2832         return (NULL);
2833 }
2834
2835 /*
2836  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
2837  * We continue to walk the tree until we either have walked all
2838  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
2839  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
2840  * leaf vdev we encounter.
2841  */
2842 vdev_t *
2843 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
2844 {
2845         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
2846                 if (func == NULL)
2847                         return (vd);
2848                 else
2849                         return (func(vd, arg));
2850         }
2851
2852         for (uint_t c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
2853                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
2854                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
2855                         return (cvd);
2856         }
2857         return (NULL);
2858 }
2859
2860 /*
2861  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
2862  */
2863 /* ARGSUSED */
2864 void
2865 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2866 {
2867         spa_t *spa = ztest_spa;
2868         vdev_t *vd, *tvd;
2869         metaslab_class_t *mc;
2870         metaslab_group_t *mg;
2871         size_t psize, newsize;
2872         uint64_t top;
2873         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
2874
2875         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2876         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
2877
2878         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
2879
2880         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
2881         mg = tvd->vdev_mg;
2882         mc = mg->mg_class;
2883         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
2884         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
2885
2886         /*
2887          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
2888          * our top-level device.
2889          */
2890         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
2891         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
2892         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
2893
2894         psize = vd->vdev_psize;
2895
2896         /*
2897          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
2898          * original size, and it has a valid psize.
2899          */
2900         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
2901             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
2902                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
2903                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2904                 return;
2905         }
2906         ASSERT(psize > 0);
2907         newsize = psize + psize / 8;
2908         ASSERT3U(newsize, >, psize);
2909
2910         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
2911                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
2912                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
2913         }
2914
2915         /*
2916          * Growing the vdev is a two step process:
2917          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
2918          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
2919          */
2920         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
2921             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
2922             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
2923                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
2924                         (void) printf("Could not expand LUN because "
2925                             "the vdev configuration changed.\n");
2926                 }
2927                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
2928                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2929                 return;
2930         }
2931
2932         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
2933
2934         /*
2935          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
2936          * thus we must wait for the async thread to complete any
2937          * pending tasks before proceeding.
2938          */
2939         for (;;) {
2940                 boolean_t done;
2941                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
2942                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
2943                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
2944                 if (done)
2945                         break;
2946                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
2947                 (void) poll(NULL, 0, 100);
2948         }
2949
2950         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
2951
2952         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
2953         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
2954         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
2955
2956         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
2957                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
2958                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
2959                             "intervening vdev offline or remove.\n");
2960                 }
2961                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
2962                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2963                 return;
2964         }
2965
2966         /*
2967          * Make sure we were able to grow the vdev.
2968          */
2969         if (new_ms_count <= old_ms_count)
2970                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu <= %llu\n",
2971                     old_ms_count, new_ms_count);
2972
2973         /*
2974          * Make sure we were able to grow the pool.
2975          */
2976         if (new_class_space <= old_class_space)
2977                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu <= %llu\n",
2978                     old_class_space, new_class_space);
2979
2980         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
2981                 char oldnumbuf[6], newnumbuf[6];
2982
2983                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf);
2984                 nicenum(new_class_space, newnumbuf);
2985                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
2986                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
2987         }
2988
2989         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
2990         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2991 }
2992
2993 /*
2994  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
2995  */
2996 /* ARGSUSED */
2997 static void
2998 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
2999 {
3000         /*
3001          * Create the objects common to all ztest datasets.
3002          */
3003         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3004             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3005 }
3006
3007 static int
3008 ztest_dataset_create(char *dsname)
3009 {
3010         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3011         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3012             ztest_objset_create_cb, NULL);
3013
3014         if (err || zilset < 80)
3015                 return (err);
3016
3017         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
3018                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3019         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3020             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3021 }
3022
3023 /* ARGSUSED */
3024 static int
3025 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3026 {
3027         objset_t *os;
3028         dmu_object_info_t doi;
3029         int error;
3030
3031         /*
3032          * Verify that the dataset contains a directory object.
3033          */
3034         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os));
3035         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3036         if (error != ENOENT) {
3037                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3038                 ASSERT3U(error, ==, 0);
3039                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3040                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3041         }
3042         dmu_objset_rele(os, FTAG);
3043
3044         /*
3045          * Destroy the dataset.
3046          */
3047         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_destroy(name, B_FALSE));
3048         return (0);
3049 }
3050
3051 static boolean_t
3052 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3053 {
3054         char snapname[MAXNAMELEN];
3055         int error;
3056
3057         (void) snprintf(snapname, MAXNAMELEN, "%s@%llu", osname,
3058             (u_longlong_t)id);
3059
3060         error = dmu_objset_snapshot(osname, strchr(snapname, '@') + 1,
3061             NULL, NULL, B_FALSE, B_FALSE, -1);
3062         if (error == ENOSPC) {
3063                 ztest_record_enospc(FTAG);
3064                 return (B_FALSE);
3065         }
3066         if (error != 0 && error != EEXIST)
3067                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s) = %d", snapname, error);
3068         return (B_TRUE);
3069 }
3070
3071 static boolean_t
3072 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3073 {
3074         char snapname[MAXNAMELEN];
3075         int error;
3076
3077         (void) snprintf(snapname, MAXNAMELEN, "%s@%llu", osname,
3078             (u_longlong_t)id);
3079
3080         error = dmu_objset_destroy(snapname, B_FALSE);
3081         if (error != 0 && error != ENOENT)
3082                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3083         return (B_TRUE);
3084 }
3085
3086 /* ARGSUSED */
3087 void
3088 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3089 {
3090         ztest_ds_t zdtmp;
3091         int iters;
3092         int error;
3093         objset_t *os, *os2;
3094         char name[MAXNAMELEN];
3095         zilog_t *zilog;
3096
3097         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3098
3099         (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s/temp_%llu",
3100             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3101
3102         /*
3103          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3104          * half of the time.  If we don't replay it, then dmu_objset_destroy()
3105          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3106          */
3107         if (ztest_random(2) == 0 &&
3108             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3109                 ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3110                 zil_replay(os, &zdtmp, ztest_replay_vector);
3111                 ztest_zd_fini(&zdtmp);
3112                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3113         }
3114
3115         /*
3116          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3117          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3118          * and all of its snapshots.
3119          */
3120         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3121             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3122
3123         /*
3124          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3125          */
3126         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os));
3127
3128         /*
3129          * Verify that we can create a new dataset.
3130          */
3131         error = ztest_dataset_create(name);
3132         if (error) {
3133                 if (error == ENOSPC) {
3134                         ztest_record_enospc(FTAG);
3135                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3136                         return;
3137                 }
3138                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3139         }
3140
3141         VERIFY3U(0, ==,
3142             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3143
3144         ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3145
3146         /*
3147          * Open the intent log for it.
3148          */
3149         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3150
3151         /*
3152          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3153          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3154          */
3155         iters = ztest_random(5);
3156         for (int i = 0; i < iters; i++) {
3157                 ztest_dmu_object_alloc_free(&zdtmp, id);
3158                 if (ztest_random(iters) == 0)
3159                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3160         }
3161
3162         /*
3163          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3164          */
3165         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3166             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3167
3168         /*
3169          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3170          */
3171         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3172         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3173
3174         /*
3175          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3176          */
3177         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3178             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3179
3180         zil_close(zilog);
3181         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3182         ztest_zd_fini(&zdtmp);
3183
3184         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3185 }
3186
3187 /*
3188  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3189  */
3190 void
3191 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3192 {
3193         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3194         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3195         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3196         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3197 }
3198
3199 /*
3200  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3201  */
3202 void
3203 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3204 {
3205         char snap1name[MAXNAMELEN];
3206         char clone1name[MAXNAMELEN];
3207         char snap2name[MAXNAMELEN];
3208         char clone2name[MAXNAMELEN];
3209         char snap3name[MAXNAMELEN];
3210         int error;
3211
3212         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu", osname, id);
3213         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu", osname, id);
3214         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3215         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu", osname, id);
3216         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3217
3218         error = dmu_objset_destroy(clone2name, B_FALSE);
3219         if (error && error != ENOENT)
3220                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", clone2name, error);
3221         error = dmu_objset_destroy(snap3name, B_FALSE);
3222         if (error && error != ENOENT)
3223                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", snap3name, error);
3224         error = dmu_objset_destroy(snap2name, B_FALSE);
3225         if (error && error != ENOENT)
3226                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", snap2name, error);
3227         error = dmu_objset_destroy(clone1name, B_FALSE);
3228         if (error && error != ENOENT)
3229                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", clone1name, error);
3230         error = dmu_objset_destroy(snap1name, B_FALSE);
3231         if (error && error != ENOENT)
3232                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", snap1name, error);
3233 }
3234
3235 /*
3236  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3237  */
3238 void
3239 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3240 {
3241         objset_t *clone;
3242         dsl_dataset_t *ds;
3243         char snap1name[MAXNAMELEN];
3244         char clone1name[MAXNAMELEN];
3245         char snap2name[MAXNAMELEN];
3246         char clone2name[MAXNAMELEN];
3247         char snap3name[MAXNAMELEN];
3248         char *osname = zd->zd_name;
3249         int error;
3250
3251         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3252
3253         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3254
3255         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu", osname, id);
3256         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu", osname, id);
3257         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3258         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu", osname, id);
3259         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3260
3261         error = dmu_objset_snapshot(osname, strchr(snap1name, '@')+1,
3262             NULL, NULL, B_FALSE, B_FALSE, -1);
3263         if (error && error != EEXIST) {
3264                 if (error == ENOSPC) {
3265                         ztest_record_enospc(FTAG);
3266                         goto out;
3267                 }
3268                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3269         }
3270
3271         error = dmu_objset_hold(snap1name, FTAG, &clone);
3272         if (error)
3273                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3274
3275         error = dmu_objset_clone(clone1name, dmu_objset_ds(clone), 0);
3276         dmu_objset_rele(clone, FTAG);
3277         if (error) {
3278                 if (error == ENOSPC) {
3279                         ztest_record_enospc(FTAG);
3280                         goto out;
3281                 }
3282                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3283         }
3284
3285         error = dmu_objset_snapshot(clone1name, strchr(snap2name, '@')+1,
3286             NULL, NULL, B_FALSE, B_FALSE, -1);
3287         if (error && error != EEXIST) {
3288                 if (error == ENOSPC) {
3289                         ztest_record_enospc(FTAG);
3290                         goto out;
3291                 }
3292                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3293         }
3294
3295         error = dmu_objset_snapshot(clone1name, strchr(snap3name, '@')+1,
3296             NULL, NULL, B_FALSE, B_FALSE, -1);
3297         if (error && error != EEXIST) {
3298                 if (error == ENOSPC) {
3299                         ztest_record_enospc(FTAG);
3300                         goto out;
3301                 }
3302                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3303         }
3304
3305         error = dmu_objset_hold(snap3name, FTAG, &clone);
3306         if (error)
3307                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3308
3309         error = dmu_objset_clone(clone2name, dmu_objset_ds(clone), 0);
3310         dmu_objset_rele(clone, FTAG);
3311         if (error) {
3312                 if (error == ENOSPC) {
3313                         ztest_record_enospc(FTAG);
3314                         goto out;
3315                 }
3316                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3317         }
3318
3319         error = dsl_dataset_own(snap2name, B_FALSE, FTAG, &ds);
3320         if (error)
3321                 fatal(0, "dsl_dataset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3322         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3323         if (error != EBUSY)
3324                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3325                     error);
3326         dsl_dataset_disown(ds, FTAG);
3327
3328 out:
3329         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3330
3331         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3332 }
3333
3334 /*
3335  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
3336  */
3337 void
3338 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3339 {
3340         ztest_od_t od[4];
3341         int batchsize = sizeof (od) / sizeof (od[0]);
3342
3343         for (int b = 0; b < batchsize; b++)
3344                 ztest_od_init(&od[b], id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
3345
3346         /*
3347          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
3348          * and do some I/O on the new objects.
3349          */
3350         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_TRUE) != 0)
3351                 return;
3352
3353         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
3354                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
3355                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3356 }
3357
3358 /*
3359  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
3360  */
3361 void
3362 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3363 {
3364         objset_t *os = zd->zd_os;
3365         ztest_od_t od[2];
3366         dmu_tx_t *tx;
3367         int i, freeit, error;
3368         uint64_t n, s, txg;
3369         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
3370         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3371         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
3372         uint64_t regions = 997;
3373         uint64_t stride = 123456789ULL;
3374         uint64_t width = 40;
3375         int free_percent = 5;
3376
3377         /*
3378          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3379          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3380          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3381          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3382          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3383          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3384          *
3385          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3386          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3387          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3388          *
3389          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
3390          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
3391          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
3392          *
3393          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
3394          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
3395          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
3396          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
3397          * tracking which parts of an object are allocated and free,
3398          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
3399          */
3400
3401         /*
3402          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3403          */
3404         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3405         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3406
3407         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
3408                 return;
3409
3410         bigobj = od[0].od_object;
3411         packobj = od[1].od_object;
3412         chunksize = od[0].od_gen;
3413         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3414
3415         /*
3416          * Prefetch a random chunk of the big object.
3417          * Our aim here is to get some async reads in flight
3418          * for blocks that we may free below; the DMU should
3419          * handle this race correctly.
3420          */
3421         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3422         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
3423         dmu_prefetch(os, bigobj, n * chunksize, s * chunksize);
3424
3425         /*
3426          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3427          */
3428         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3429         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3430
3431         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3432         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3433
3434         bigoff = n * chunksize;
3435         bigsize = s * chunksize;
3436
3437         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3438         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3439
3440         /*
3441          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
3442          * overwriting it.
3443          */
3444         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
3445
3446         /*
3447          * Read the current contents of our objects.
3448          */
3449         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
3450             DMU_READ_PREFETCH);
3451         ASSERT3U(error, ==, 0);
3452         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
3453             DMU_READ_PREFETCH);
3454         ASSERT3U(error, ==, 0);
3455
3456         /*
3457          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3458          */
3459         tx = dmu_tx_create(os);
3460
3461         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3462
3463         if (freeit)
3464                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3465         else
3466                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3467
3468         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3469         if (txg == 0) {
3470                 umem_free(packbuf, packsize);
3471                 umem_free(bigbuf, bigsize);
3472                 return;
3473         }
3474
3475         dmu_object_set_checksum(os, bigobj,
3476             (enum zio_checksum)ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM), tx);
3477
3478         dmu_object_set_compress(os, bigobj,
3479             (enum zio_compress)ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION), tx);
3480
3481         /*
3482          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3483          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3484          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3485          * with the new values we want to write out.
3486          */
3487         for (i = 0; i < s; i++) {
3488                 /* LINTED */
3489                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3490                 /* LINTED */
3491                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3492                 /* LINTED */
3493                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3494
3495                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3496                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3497
3498                 if (pack->bw_txg > txg)
3499                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3500                             pack->bw_txg, txg);
3501
3502                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3503                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3504                             pack->bw_index, n, i);
3505
3506                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3507                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3508
3509                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3510                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3511
3512                 if (freeit) {
3513                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
3514                 } else {
3515                         pack->bw_index = n + i;
3516                         pack->bw_txg = txg;
3517                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3518                 }
3519                 *bigH = *pack;
3520                 *bigT = *pack;
3521         }
3522
3523         /*
3524          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3525          * Now write them out.
3526          */
3527         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3528
3529         if (freeit) {
3530                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3531                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
3532                             " txg %llx\n",
3533                             (u_longlong_t)bigoff,
3534                             (u_longlong_t)bigsize,
3535                             (u_longlong_t)txg);
3536                 }
3537                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
3538         } else {
3539                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3540                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3541                             " txg %llx\n",
3542                             (u_longlong_t)bigoff,
3543                             (u_longlong_t)bigsize,
3544                             (u_longlong_t)txg);
3545                 }
3546                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
3547         }
3548
3549         dmu_tx_commit(tx);
3550
3551         /*
3552          * Sanity check the stuff we just wrote.
3553          */
3554         {
3555                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3556                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3557
3558                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
3559                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3560                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
3561                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3562
3563                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
3564                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
3565
3566                 umem_free(packcheck, packsize);
3567                 umem_free(bigcheck, bigsize);
3568         }
3569
3570         umem_free(packbuf, packsize);
3571         umem_free(bigbuf, bigsize);
3572 }
3573
3574 void
3575 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
3576     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
3577 {
3578         uint64_t i;
3579         bufwad_t *pack;
3580         bufwad_t *bigH;
3581         bufwad_t *bigT;
3582
3583         /*
3584          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3585          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3586          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3587          * with the new values we want to write out.
3588          */
3589         for (i = 0; i < s; i++) {
3590                 /* LINTED */
3591                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3592                 /* LINTED */
3593                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3594                 /* LINTED */
3595                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3596
3597                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3598                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3599
3600                 if (pack->bw_txg > txg)
3601                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3602                             pack->bw_txg, txg);
3603
3604                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3605                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3606                             pack->bw_index, n, i);
3607
3608                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3609                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3610
3611                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3612                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3613
3614                 pack->bw_index = n + i;
3615                 pack->bw_txg = txg;
3616                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3617
3618                 *bigH = *pack;
3619                 *bigT = *pack;
3620         }
3621 }
3622
3623 void
3624 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3625 {
3626         objset_t *os = zd->zd_os;
3627         ztest_od_t od[2];
3628         dmu_tx_t *tx;
3629         uint64_t i;
3630         int error;
3631         uint64_t n, s, txg;
3632         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
3633         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3634         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
3635         uint64_t chunksize = blocksize;
3636         uint64_t regions = 997;
3637         uint64_t stride = 123456789ULL;
3638         uint64_t width = 9;
3639         dmu_buf_t *bonus_db;
3640         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
3641         dmu_object_info_t doi;
3642
3643         /*
3644          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3645          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3646          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3647          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3648          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3649          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3650          *
3651          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3652          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3653          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3654          *
3655          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
3656          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
3657          */
3658
3659         /*
3660          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3661          */
3662         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
3663         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3664
3665         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
3666                 return;
3667
3668         bigobj = od[0].od_object;
3669         packobj = od[1].od_object;
3670         blocksize = od[0].od_blocksize;
3671         chunksize = blocksize;
3672         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3673
3674         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
3675         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
3676         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
3677         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
3678
3679         /*
3680          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3681          */
3682         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3683         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3684
3685         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3686         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3687
3688         bigoff = n * chunksize;
3689         bigsize = s * chunksize;
3690
3691         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3692         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3693
3694         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
3695
3696         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
3697
3698         /*
3699          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
3700          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
3701          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
3702          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
3703          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
3704          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
3705          * Iteration 6 one more zcopy write.
3706          */
3707         for (i = 0; i < 7; i++) {
3708                 uint64_t j;
3709                 uint64_t off;
3710
3711                 /*
3712                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
3713                  * that don't match bigobj blksz to test
3714                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
3715                  * assign an arcbuf to a dbuf.
3716                  */
3717                 for (j = 0; j < s; j++) {
3718                         if (i != 5) {
3719                                 bigbuf_arcbufs[j] =
3720                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
3721                         } else {
3722                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
3723                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
3724                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
3725                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
3726                         }
3727                 }
3728
3729                 /*
3730                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3731                  */
3732                 tx = dmu_tx_create(os);
3733
3734                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3735                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3736
3737                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3738                 if (txg == 0) {
3739                         umem_free(packbuf, packsize);
3740                         umem_free(bigbuf, bigsize);
3741                         for (j = 0; j < s; j++) {
3742                                 if (i != 5) {
3743                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
3744                                 } else {
3745                                         dmu_return_arcbuf(
3746                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
3747                                         dmu_return_arcbuf(
3748                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
3749                                 }
3750                         }
3751                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
3752                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
3753                         return;
3754                 }
3755
3756                 /*
3757                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
3758                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
3759                  * existing dbufs for the specified offsets.
3760                  */
3761                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
3762                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
3763                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
3764                         ASSERT3U(error, ==, 0);
3765                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
3766                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
3767                         ASSERT3U(error, ==, 0);
3768                 }
3769                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
3770                     n, chunksize, txg);
3771
3772                 /*
3773                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3774                  * Now write them out.
3775                  */
3776                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3777                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3778                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3779                             " txg %llx\n",
3780                             (u_longlong_t)bigoff,
3781                             (u_longlong_t)bigsize,
3782                             (u_longlong_t)txg);
3783                 }
3784                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
3785                         dmu_buf_t *dbt;
3786                         if (i != 5) {
3787                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
3788                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
3789                         } else {
3790                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
3791                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
3792                                     chunksize / 2);
3793                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
3794                                     chunksize / 2,
3795                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
3796                                     chunksize / 2);
3797                         }
3798
3799                         if (i == 1) {
3800                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
3801                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
3802                         }
3803                         if (i != 5) {
3804                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
3805                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
3806                         } else {
3807                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
3808                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
3809                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
3810                                     off + chunksize / 2,
3811                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
3812                         }
3813                         if (i == 1) {
3814                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
3815                         }
3816                 }
3817                 dmu_tx_commit(tx);
3818
3819                 /*
3820                  * Sanity check the stuff we just wrote.
3821                  */
3822                 {
3823                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3824                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3825
3826                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
3827                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3828                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
3829                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3830
3831                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
3832                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
3833
3834                         umem_free(packcheck, packsize);
3835                         umem_free(bigcheck, bigsize);
3836                 }
3837                 if (i == 2) {
3838                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
3839                 } else if (i == 3) {
3840                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
3841                 }
3842         }
3843
3844         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
3845         umem_free(packbuf, packsize);
3846         umem_free(bigbuf, bigsize);
3847         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
3848 }
3849
3850 /* ARGSUSED */
3851 void
3852 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3853 {
3854         ztest_od_t od[1];
3855         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
3856             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3857
3858         /*
3859          * Have multiple threads write to large offsets in an object
3860          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
3861          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
3862          */
3863         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
3864
3865         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
3866                 return;
3867
3868         while (ztest_random(10) != 0)
3869                 ztest_io(zd, od[0].od_object, offset);
3870 }
3871
3872 void
3873 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3874 {
3875         ztest_od_t od[1];
3876         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
3877             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3878         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
3879         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
3880         void *data;
3881
3882         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
3883
3884         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
3885                 return;
3886
3887         if (ztest_truncate(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize) != 0)
3888                 return;
3889
3890         ztest_prealloc(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize);
3891
3892         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
3893
3894         while (ztest_random(count) != 0) {
3895                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
3896                 if (ztest_write(zd, od[0].od_object, randoff, blocksize,
3897                     data) != 0)
3898                         break;
3899                 while (ztest_random(4) != 0)
3900                         ztest_io(zd, od[0].od_object, randoff);
3901         }
3902
3903         umem_free(data, blocksize);
3904 }
3905
3906 /*
3907  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
3908  */
3909 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
3910 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
3911 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
3912
3913 void
3914 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3915 {
3916         objset_t *os = zd->zd_os;
3917         ztest_od_t od[1];
3918         uint64_t object;
3919         uint64_t txg, last_txg;
3920         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
3921         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
3922         int i, ints;
3923         dmu_tx_t *tx;
3924         char propname[100], txgname[100];
3925         int error;
3926         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
3927
3928         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
3929
3930         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
3931                 return;
3932
3933         object = od[0].od_object;
3934
3935         /*
3936          * Generate a known hash collision, and verify that
3937          * we can lookup and remove both entries.
3938          */
3939         tx = dmu_tx_create(os);
3940         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
3941         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3942         if (txg == 0)
3943                 return;
3944         for (i = 0; i < 2; i++) {
3945                 value[i] = i;
3946                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
3947                     1, &value[i], tx));
3948         }
3949         for (i = 0; i < 2; i++) {
3950                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
3951                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
3952                 VERIFY3U(0, ==,
3953                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
3954                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
3955                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
3956         }
3957         for (i = 0; i < 2; i++) {
3958                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
3959         }
3960         dmu_tx_commit(tx);
3961
3962         /*
3963          * Generate a buch of random entries.
3964          */
3965         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
3966
3967         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
3968         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
3969         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
3970         bzero(value, sizeof (value));
3971         last_txg = 0;
3972
3973         /*
3974          * If these zap entries already exist, validate their contents.
3975          */
3976         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
3977         if (error == 0) {
3978                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
3979                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
3980
3981                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
3982                     zl_ints, &last_txg) == 0);
3983
3984                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
3985                     &zl_ints) == 0);
3986
3987                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
3988                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
3989
3990                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
3991                     zl_ints, value) == 0);
3992
3993                 for (i = 0; i < ints; i++) {
3994                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
3995                 }
3996         } else {
3997                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
3998         }
3999
4000         /*
4001          * Atomically update two entries in our zap object.
4002          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4003          * in which the property was last updated.  The second
4004          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4005          * should be txg + object + n.
4006          */
4007         tx = dmu_tx_create(os);
4008         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4009         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4010         if (txg == 0)
4011                 return;
4012
4013         if (last_txg > txg)
4014                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4015
4016         for (i = 0; i < ints; i++)
4017                 value[i] = txg + object + i;
4018
4019         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4020             1, &txg, tx));
4021         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4022             ints, value, tx));
4023
4024         dmu_tx_commit(tx);
4025
4026         /*
4027          * Remove a random pair of entries.
4028          */
4029         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4030         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4031         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4032
4033         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4034
4035         if (error == ENOENT)
4036                 return;
4037
4038         ASSERT3U(error, ==, 0);
4039
4040         tx = dmu_tx_create(os);
4041         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4042         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4043         if (txg == 0)
4044                 return;
4045         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4046         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4047         dmu_tx_commit(tx);
4048 }
4049
4050 /*
4051  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4052  */
4053 void
4054 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4055 {
4056         objset_t *os = zd->zd_os;
4057         ztest_od_t od[1];
4058         uint64_t object, txg;
4059
4060         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4061
4062         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4063                 return;
4064
4065         object = od[0].od_object;
4066
4067         /*
4068          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4069          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4070          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4071          */
4072         for (int i = 0; i < 2050; i++) {
4073                 char name[MAXNAMELEN];
4074                 uint64_t value = i;
4075                 dmu_tx_t *tx;
4076                 int error;
4077
4078                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4079                     id, value);
4080
4081                 tx = dmu_tx_create(os);
4082                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4083                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4084                 if (txg == 0)
4085                         return;
4086                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4087                     &value, tx);
4088                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4089                 dmu_tx_commit(tx);
4090         }
4091 }
4092
4093 /* ARGSUSED */
4094 void
4095 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4096 {
4097         objset_t *os = zd->zd_os;
4098         ztest_od_t od[1];
4099         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4100         dmu_tx_t *tx;
4101         int i, namelen, error;
4102         int micro = ztest_random(2);
4103         char name[20], string_value[20];
4104         void *data;
4105
4106         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4107
4108         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4109                 return;
4110
4111         object = od[0].od_object;
4112
4113         /*
4114          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4115          * x is a random printable character and the dots are dots.
4116          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4117          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4118          */
4119         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4120
4121         for (i = 0; i < 3; i++)
4122                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4123         for (; i < namelen - 1; i++)
4124                 name[i] = '.';
4125         name[i] = '\0';
4126
4127         if ((namelen & 1) || micro) {
4128                 wsize = sizeof (txg);
4129                 wc = 1;
4130                 data = &txg;
4131         } else {
4132                 wsize = 1;
4133                 wc = namelen;
4134                 data = string_value;
4135         }
4136
4137         count = -1ULL;
4138         VERIFY(zap_count(os, object, &count) == 0);
4139         ASSERT(count != -1ULL);
4140
4141         /*
4142          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4143          */
4144         i = ztest_random(5);
4145
4146         if (i >= 2) {
4147                 tx = dmu_tx_create(os);
4148                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4149                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4150                 if (txg == 0)
4151                         return;
4152                 bcopy(name, string_value, namelen);
4153         } else {
4154                 tx = NULL;
4155                 txg = 0;
4156                 bzero(string_value, namelen);
4157         }
4158
4159         switch (i) {
4160
4161         case 0:
4162                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4163                 if (error == 0) {
4164                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4165                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4166                 } else {
4167                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4168                 }
4169                 break;
4170
4171         case 1:
4172                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4173                 if (error == 0) {
4174                         if (data == string_value &&
4175                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4176                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4177                                     name, data, namelen);
4178                 } else {
4179                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4180                 }
4181                 break;
4182
4183         case 2:
4184                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4185                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4186                 break;
4187
4188         case 3:
4189                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4190                 break;
4191
4192         case 4:
4193                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4194                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4195                 break;
4196         }
4197
4198         if (tx != NULL)
4199                 dmu_tx_commit(tx);
4200 }
4201
4202 /*
4203  * Commit callback data.
4204  */
4205 typedef struct ztest_cb_data {
4206         list_node_t             zcd_node;
4207         uint64_t                zcd_txg;
4208         int                     zcd_expected_err;
4209         boolean_t               zcd_added;
4210         boolean_t               zcd_called;
4211         spa_t                   *zcd_spa;
4212 } ztest_cb_data_t;
4213
4214 /* This is the actual commit callback function */
4215 static void
4216 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4217 {
4218         ztest_cb_data_t *data = arg;
4219         uint64_t synced_txg;
4220
4221         VERIFY(data != NULL);
4222         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4223         VERIFY(!data->zcd_called);
4224
4225         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4226         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4227                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4228                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4229                     synced_txg);
4230
4231         data->zcd_called = B_TRUE;
4232
4233         if (error == ECANCELED) {
4234                 ASSERT3U(data->zcd_txg, ==, 0);
4235                 ASSERT(!data->zcd_added);
4236
4237                 /*
4238                  * The private callback data should be destroyed here, but
4239                  * since we are going to check the zcd_called field after
4240                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4241                  */
4242                 return;
4243         }
4244
4245         /* Was this callback added to the global callback list? */
4246         if (!data->zcd_added)
4247                 goto out;
4248
4249         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4250
4251         /* Remove our callback from the list */
4252         (void) mutex_lock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4253         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
4254         (void) mutex_unlock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4255
4256 out:
4257         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
4258 }
4259
4260 /* Allocate and initialize callback data structure */
4261 static ztest_cb_data_t *
4262 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
4263 {
4264         ztest_cb_data_t *cb_data;
4265
4266         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
4267
4268         cb_data->zcd_txg = txg;
4269         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
4270
4271         return (cb_data);
4272 }
4273
4274 /*
4275  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
4276  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
4277  * implementation bug.
4278  */
4279 #define ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH    (TXG_CONCURRENT_STATES + 2)
4280
4281 /*
4282  * Commit callback test.
4283  */
4284 void
4285 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4286 {
4287         objset_t *os = zd->zd_os;
4288         ztest_od_t od[1];
4289         dmu_tx_t *tx;
4290         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
4291         uint64_t old_txg, txg;
4292         int i, error;
4293
4294         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4295
4296         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4297                 return;
4298
4299         tx = dmu_tx_create(os);
4300
4301         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
4302         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
4303
4304         dmu_tx_hold_write(tx, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t));
4305
4306         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
4307         if (ztest_random(100) == 0)
4308                 error = -1;
4309
4310         if (!error)
4311                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
4312
4313         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
4314
4315         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
4316         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4317         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
4318
4319         if (error) {
4320                 /*
4321                  * It's not a strict requirement to call the registered
4322                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
4323                  * it's supposed to happen in the current implementation
4324                  * so we will check for that.
4325                  */
4326                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4327                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
4328                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4329                 }
4330
4331                 dmu_tx_abort(tx);
4332
4333                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4334                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
4335                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
4336                 }
4337
4338                 return;
4339         }
4340
4341         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4342         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
4343
4344         /*
4345          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
4346          */
4347         VERIFY(0 == dmu_read(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t),
4348             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
4349
4350         if (old_txg > txg)
4351                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
4352                     old_txg, txg);
4353
4354         dmu_write(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
4355
4356         (void) mutex_lock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4357
4358         /*
4359          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
4360          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
4361          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
4362          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
4363          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
4364          * implementation.
4365          *
4366          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
4367          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
4368          * implementation bug..
4369          */
4370         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
4371         if (tmp_cb != NULL &&
4372             tmp_cb->zcd_txg > txg - ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH) {
4373                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
4374                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
4375         }
4376
4377         /*
4378          * Let's find the place to insert our callbacks.
4379          *
4380          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
4381          * insertion point to not be the end because our txg may already be
4382          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
4383          * (from other objsets) may have sneaked in.
4384          */
4385         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
4386         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
4387                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
4388
4389         /* Add the 3 callbacks to the list */
4390         for (i = 0; i < 3; i++) {
4391                 if (tmp_cb == NULL)
4392                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
4393                 else
4394                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
4395                             cb_data[i]);
4396
4397                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
4398                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4399
4400                 tmp_cb = cb_data[i];
4401         }
4402
4403         (void) mutex_unlock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4404
4405         dmu_tx_commit(tx);
4406 }
4407
4408 /* ARGSUSED */
4409 void
4410 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4411 {
4412         zfs_prop_t proplist[] = {
4413                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
4414                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
4415                 ZFS_PROP_COPIES,
4416                 ZFS_PROP_DEDUP
4417         };
4418
4419         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4420
4421         for (int p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
4422                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
4423                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
4424
4425         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4426 }
4427
4428 /* ARGSUSED */
4429 void
4430 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4431 {
4432         nvlist_t *props = NULL;
4433
4434         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4435
4436         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
4437             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
4438
4439         VERIFY3U(spa_prop_get(ztest_spa, &props), ==, 0);
4440
4441         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
4442                 dump_nvlist(props, 4);
4443
4444         nvlist_free(props);
4445
4446         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4447 }
4448
4449 /*
4450  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
4451  */
4452 void
4453 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4454 {
4455         int error;
4456         objset_t *os = zd->zd_os;
4457         objset_t *origin;
4458         char snapname[100];
4459         char fullname[100];
4460         char clonename[100];
4461         char tag[100];
4462         char osname[MAXNAMELEN];
4463
4464         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4465
4466         dmu_objset_name(os, osname);
4467
4468         (void) snprintf(snapname, 100, "sh1_%llu", id);
4469         (void) snprintf(fullname, 100, "%s@%s", osname, snapname);
4470         (void) snprintf(clonename, 100, "%s/ch1_%llu", osname, id);
4471         (void) snprintf(tag, 100, "%tag_%llu", id);
4472
4473         /*
4474          * Clean up from any previous run.
4475          */
4476         (void) dmu_objset_destroy(clonename, B_FALSE);
4477         (void) dsl_dataset_user_release(osname, snapname, tag, B_FALSE);
4478         (void) dmu_objset_destroy(fullname, B_FALSE);
4479
4480         /*
4481          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
4482          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
4483          */
4484         error = dmu_objset_snapshot(osname, snapname, NULL, NULL, FALSE,
4485             FALSE, -1);
4486         if (error) {
4487                 if (error == ENOSPC) {
4488                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4489                         goto out;
4490                 }
4491                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4492         }
4493
4494         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
4495         if (error)
4496                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
4497
4498         error = dmu_objset_clone(clonename, dmu_objset_ds(origin), 0);
4499         dmu_objset_rele(origin, FTAG);
4500         if (error) {
4501                 if (error == ENOSPC) {
4502                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
4503                         goto out;
4504                 }
4505                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
4506         }
4507
4508         error = dmu_objset_destroy(fullname, B_TRUE);
4509         if (error) {
4510                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s, B_TRUE) = %d",
4511                     fullname, error);
4512         }
4513
4514         error = dmu_objset_destroy(clonename, B_FALSE);
4515         if (error)
4516                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s) = %d", clonename, error);
4517
4518         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
4519         if (error != ENOENT)
4520                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
4521
4522         /*
4523          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
4524          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
4525          * release hold, verify snapshot was destroyed.
4526          */
4527         error = dmu_objset_snapshot(osname, snapname, NULL, NULL, FALSE,
4528             FALSE, -1);
4529         if (error) {
4530                 if (error == ENOSPC) {
4531                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4532                         goto out;
4533                 }
4534                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4535         }
4536
4537         error = dsl_dataset_user_hold(osname, snapname, tag, B_FALSE,
4538             B_TRUE, -1);
4539         if (error)
4540                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s)", fullname, tag);
4541
4542         error = dmu_objset_destroy(fullname, B_FALSE);
4543         if (error != EBUSY) {
4544                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s, B_FALSE) = %d",
4545                     fullname, error);
4546         }
4547
4548         error = dmu_objset_destroy(fullname, B_TRUE);
4549         if (error) {
4550                 fatal(0, "dmu_objset_destroy(%s, B_TRUE) = %d",
4551                     fullname, error);
4552         }
4553
4554         error = dsl_dataset_user_release(osname, snapname, tag, B_FALSE);
4555         if (error)
4556                 fatal(0, "dsl_dataset_user_release(%s)", fullname, tag);
4557
4558         VERIFY(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin) == ENOENT);
4559
4560 out:
4561         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4562 }
4563
4564 /*
4565  * Inject random faults into the on-disk data.
4566  */
4567 /* ARGSUSED */
4568 void
4569 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4570 {
4571         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
4572         spa_t *spa = ztest_spa;
4573         int fd;
4574         uint64_t offset;
4575         uint64_t leaves;
4576         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeULL;
4577         uint64_t top, leaf;
4578         char path0[MAXPATHLEN];
4579         char pathrand[MAXPATHLEN];
4580         size_t fsize;
4581         int bshift = SPA_MAXBLOCKSHIFT + 2;     /* don't scrog all labels */
4582         int iters = 1000;
4583         int maxfaults;
4584         int mirror_save;
4585         vdev_t *vd0 = NULL;
4586         uint64_t guid0 = 0;
4587         boolean_t islog = B_FALSE;
4588
4589         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4590         maxfaults = MAXFAULTS();
4591         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
4592         mirror_save = zs->zs_mirrors;
4593         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4594
4595         ASSERT(leaves >= 1);
4596
4597         /*
4598          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
4599          */
4600         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
4601
4602         if (ztest_random(2) == 0) {
4603                 /*
4604                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
4605                  */
4606                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
4607                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
4608
4609                 /*
4610                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
4611                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
4612                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
4613                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
4614                  */
4615                 (void) snprintf(path0, sizeof (path0), ztest_dev_template,
4616                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
4617                     top * leaves + zs->zs_splits);
4618                 (void) snprintf(pathrand, sizeof (pathrand), ztest_dev_template,
4619                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
4620                     top * leaves + leaf);
4621
4622                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
4623                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
4624                         islog = B_TRUE;
4625
4626                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1) {
4627                         /*
4628                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
4629                          * or unwriteable, or reach behind its back
4630                          * and close the underlying fd.  We can do this if
4631                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
4632                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
4633                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
4634                          * combination of this with injection of random data
4635                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
4636                          */
4637                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
4638
4639                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
4640                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
4641                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
4642                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
4643                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
4644                         } else {
4645                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
4646                         }
4647                         guid0 = vd0->vdev_guid;
4648                 }
4649         } else {
4650                 /*
4651                  * Inject errors on an l2cache device.
4652                  */
4653                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
4654
4655                 if (sav->sav_count == 0) {
4656                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
4657                         return;
4658                 }
4659                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
4660                 guid0 = vd0->vdev_guid;
4661                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
4662                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
4663
4664                 leaf = 0;
4665                 leaves = 1;
4666                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
4667         }
4668
4669         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
4670
4671         /*
4672          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
4673          * with a slog, randomly online/offline vd0.
4674          */
4675         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
4676                 if (ztest_random(10) < 6) {
4677                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
4678                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
4679
4680                         /*
4681                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
4682                          * prevent a race between offlining a slog and
4683                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
4684                          * grab a reference on the dataset which may cause
4685                          * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
4686                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
4687                          */
4688                         if (islog)
4689                                 (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
4690
4691                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
4692
4693                         if (islog)
4694                                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4695                 } else {
4696                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
4697                 }
4698         }
4699
4700         if (maxfaults == 0)
4701                 return;
4702
4703         /*
4704          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
4705          */
4706         fd = open(pathrand, O_RDWR);
4707
4708         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
4709                 return;
4710
4711         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
4712
4713         while (--iters != 0) {
4714                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
4715                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
4716                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
4717
4718                 if (offset >= fsize)
4719                         continue;
4720
4721                 VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4722                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
4723                         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4724                         (void) close(fd);
4725                         return;
4726                 }
4727
4728                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
4729                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
4730                             offset, pathrand);
4731
4732                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4733
4734                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
4735                         (void) printf("injected bad word into %s,"
4736                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
4737         }
4738
4739         (void) close(fd);
4740 }
4741
4742 /*
4743  * Verify that DDT repair works as expected.
4744  */
4745 void
4746 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4747 {
4748         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
4749         spa_t *spa = ztest_spa;
4750         objset_t *os = zd->zd_os;
4751         ztest_od_t od[1];
4752         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
4753         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
4754         dmu_buf_t *db;
4755         dmu_tx_t *tx;
4756         void *buf;
4757         blkptr_t blk;
4758         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
4759
4760         blocksize = ztest_random_blocksize();
4761         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
4762
4763         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
4764
4765         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4766                 return;
4767
4768         /*
4769          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
4770          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
4771          */
4772         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
4773
4774         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
4775             B_FALSE) != 0 ||
4776             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
4777             B_FALSE) != 0) {
4778                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4779                 return;
4780         }
4781
4782         object = od[0].od_object;
4783         blocksize = od[0].od_blocksize;
4784         pattern = zs->zs_guid ^ dmu_objset_fsid_guid(os);
4785
4786         ASSERT(object != 0);
4787
4788         tx = dmu_tx_create(os);
4789         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
4790         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
4791         if (txg == 0) {
4792                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4793                 return;
4794         }
4795
4796         /*
4797          * Write all the copies of our block.
4798          */
4799         for (int i = 0; i < copies; i++) {
4800                 uint64_t offset = i * blocksize;
4801                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
4802                     DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
4803                 ASSERT(db->db_offset == offset);
4804                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
4805                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
4806                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
4807                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
4808                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
4809                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
4810         }
4811
4812         dmu_tx_commit(tx);
4813         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
4814
4815         /*
4816          * Find out what block we got.
4817          */
4818         VERIFY(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
4819             DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
4820         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
4821         dmu_buf_rele(db, FTAG);
4822
4823         /*
4824          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
4825          */
4826         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
4827         buf = zio_buf_alloc(psize);
4828         ztest_pattern_set(buf, psize, ~pattern);
4829
4830         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
4831             buf, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
4832             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
4833
4834         zio_buf_free(buf, psize);
4835
4836         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4837 }
4838
4839 /*
4840  * Scrub the pool.
4841  */
4842 /* ARGSUSED */
4843 void
4844 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4845 {
4846         spa_t *spa = ztest_spa;
4847
4848         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
4849         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
4850         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
4851 }
4852
4853 /*
4854  * Change the guid for the pool.
4855  */
4856 /* ARGSUSED */
4857 void
4858 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4859 {
4860         spa_t *spa = ztest_spa;
4861         uint64_t orig, load;
4862
4863         orig = spa_guid(spa);
4864         load = spa_load_guid(spa);
4865         if (spa_change_guid(spa) != 0)
4866                 return;
4867
4868         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3) {
4869                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
4870                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
4871         }
4872
4873         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
4874         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
4875 }
4876
4877 /*
4878  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
4879  */
4880 /* ARGSUSED */
4881 void
4882 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4883 {
4884         char *oldname, *newname;
4885         spa_t *spa;
4886
4887         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
4888
4889         oldname = ztest_opts.zo_pool;
4890         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
4891         (void) strcpy(newname, oldname);
4892         (void) strcat(newname, "_tmp");
4893
4894         /*
4895          * Do the rename
4896          */
4897         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
4898
4899         /*
4900          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
4901          */
4902         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
4903
4904         /*
4905          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
4906          */
4907         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
4908
4909         ASSERT(spa == ztest_spa);
4910         spa_close(spa, FTAG);
4911
4912         /*
4913          * Rename it back to the original
4914          */
4915         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
4916
4917         /*
4918          * Make sure it can still be opened
4919          */
4920         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
4921
4922         ASSERT(spa == ztest_spa);
4923         spa_close(spa, FTAG);
4924
4925         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
4926
4927         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4928 }
4929
4930 /*
4931  * Verify pool integrity by running zdb.
4932  */
4933 static void
4934 ztest_run_zdb(char *pool)
4935 {
4936         int status;
4937         char zdb[MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20];
4938         char zbuf[1024];
4939         char *bin;
4940         char *ztest;
4941         char *isa;
4942         int isalen;
4943         FILE *fp;
4944
4945         strlcpy(zdb, "/usr/bin/ztest", sizeof(zdb));
4946
4947         /* zdb lives in /usr/sbin, while ztest lives in /usr/bin */
4948         bin = strstr(zdb, "/usr/bin/");
4949         ztest = strstr(bin, "/ztest");
4950         isa = bin + 8;
4951         isalen = ztest - isa;
4952         isa = strdup(isa);
4953         /* LINTED */
4954         (void) sprintf(bin,
4955             "/usr/sbin%.*s/zdb -bcc%s%s -U %s %s",
4956             isalen,
4957             isa,
4958             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
4959             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
4960             spa_config_path,
4961             pool);
4962         free(isa);
4963
4964         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
4965                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
4966
4967         fp = popen(zdb, "r");
4968         assert(fp != NULL);
4969
4970         while (fgets(zbuf, sizeof (zbuf), fp) != NULL)
4971                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
4972                         (void) printf("%s", zbuf);
4973
4974         status = pclose(fp);
4975
4976         if (status == 0)
4977                 return;
4978
4979         ztest_dump_core = 0;
4980         if (WIFEXITED(status))
4981                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
4982         else
4983                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
4984 }
4985
4986 static void
4987 ztest_walk_pool_directory(char *header)
4988 {
4989         spa_t *spa = NULL;
4990
4991         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
4992                 (void) printf("%s\n", header);
4993
4994         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
4995         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
4996                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
4997                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
4998         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
4999 }
5000
5001 static void
5002 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5003 {
5004         nvlist_t *config, *newconfig;
5005         uint64_t pool_guid;
5006         spa_t *spa;
5007
5008         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5009                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5010                     oldname, newname);
5011         }
5012
5013         /*
5014          * Clean up from previous runs.
5015          */
5016         (void) spa_destroy(newname);
5017
5018         /*
5019          * Get the pool's configuration and guid.
5020          */
5021         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5022
5023         /*
5024          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
5025          */
5026         if (ztest_random(2) == 0)
5027                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5028
5029         pool_guid = spa_guid(spa);
5030         spa_close(spa, FTAG);
5031
5032         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
5033
5034         /*
5035          * Export it.
5036          */
5037         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
5038
5039         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
5040
5041         /*
5042          * Try to import it.
5043          */
5044         newconfig = spa_tryimport(config);
5045         ASSERT(newconfig != NULL);
5046         nvlist_free(newconfig);
5047
5048         /*
5049          * Import it under the new name.
5050          */
5051         VERIFY3U(0, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5052
5053         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
5054
5055         /*
5056          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
5057          */
5058         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5059
5060         /*
5061          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
5062          */
5063         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
5064
5065         /*
5066          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
5067          */
5068         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5069
5070         /*
5071          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
5072          */
5073         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5074         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
5075         spa_close(spa, FTAG);
5076
5077         nvlist_free(config);
5078 }
5079
5080 static void
5081 ztest_resume(spa_t *spa)
5082 {
5083         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5084                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
5085         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
5086         vdev_clear(spa, NULL);
5087         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
5088         (void) zio_resume(spa);
5089 }
5090
5091 static void *
5092 ztest_resume_thread(void *arg)
5093 {
5094         spa_t *spa = arg;
5095
5096         while (!ztest_exiting) {
5097                 if (spa_suspended(spa))
5098                         ztest_resume(spa);
5099                 (void) poll(NULL, 0, 100);
5100         }
5101         return (NULL);
5102 }
5103
5104 static void *
5105 ztest_deadman_thread(void *arg)
5106 {
5107         ztest_shared_t *zs = arg;
5108         int grace = 300;
5109         hrtime_t delta;
5110
5111         delta = (zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start) / NANOSEC + grace;
5112
5113         (void) poll(NULL, 0, (int)(1000 * delta));
5114
5115         fatal(0, "failed to complete within %d seconds of deadline", grace);
5116
5117         return (NULL);
5118 }
5119
5120 static void
5121 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
5122 {
5123         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
5124         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
5125         hrtime_t functime = gethrtime();
5126
5127         for (int i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
5128                 zi->zi_func(zd, id);
5129
5130         functime = gethrtime() - functime;
5131
5132         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
5133         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
5134
5135         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5136                 Dl_info dli;
5137                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
5138                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
5139                     (double)functime / NANOSEC, dli.dli_sname);
5140         }
5141 }
5142
5143 static void *
5144 ztest_thread(void *arg)
5145 {
5146         int rand;
5147         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
5148         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5149         uint64_t call_next;
5150         hrtime_t now;
5151         ztest_info_t *zi;
5152         ztest_shared_callstate_t *zc;
5153
5154         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
5155                 /*
5156                  * See if it's time to force a crash.
5157                  */
5158                 if (now > zs->zs_thread_kill)
5159                         ztest_kill(zs);
5160
5161                 /*
5162                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
5163                  */
5164                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
5165                         break;
5166
5167                 /*
5168                  * Pick a random function to execute.
5169                  */
5170                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
5171                 zi = &ztest_info[rand];
5172                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
5173                 call_next = zc->zc_next;
5174
5175                 if (now >= call_next &&
5176                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
5177                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
5178                         ztest_execute(rand, zi, id);
5179                 }
5180         }
5181
5182         return (NULL);
5183 }
5184
5185 static void
5186 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
5187 {
5188         (void) snprintf(dsname, MAXNAMELEN, "%s/ds_%d", pool, d);
5189 }
5190
5191 static void
5192 ztest_dataset_destroy(int d)
5193 {
5194         char name[MAXNAMELEN];
5195
5196         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5197
5198         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5199                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
5200
5201         /*
5202          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
5203          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
5204          * so there may be more than one thing to clean up.
5205          */
5206         for (int t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
5207             t += ztest_opts.zo_datasets) {
5208                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
5209         }
5210
5211         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
5212             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
5213 }
5214
5215 static void
5216 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
5217 {
5218         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
5219
5220         /*
5221          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
5222          * Therefore, the number of objects in use should equal the
5223          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
5224          * If not, we have an object leak.
5225          *
5226          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
5227          * when the open-context and syncing-context values agree.
5228          * That's because zap_count() returns the open-context value,
5229          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
5230          */
5231         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
5232         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
5233         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
5234 }
5235
5236 static int
5237 ztest_dataset_open(int d)
5238 {
5239         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5240         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
5241         objset_t *os;
5242         zilog_t *zilog;
5243         char name[MAXNAMELEN];
5244         int error;
5245
5246         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5247
5248         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5249
5250         error = ztest_dataset_create(name);
5251         if (error == ENOSPC) {
5252                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5253                 ztest_record_enospc(FTAG);
5254                 return (error);
5255         }
5256         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5257
5258         VERIFY3U(dmu_objset_hold(name, zd, &os), ==, 0);
5259         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5260
5261         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
5262
5263         zilog = zd->zd_zilog;
5264
5265         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
5266             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
5267                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
5268                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
5269
5270         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5271
5272         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
5273
5274         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5275
5276         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5277                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
5278                     zd->zd_name,
5279                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
5280                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
5281                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
5282
5283         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
5284
5285         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
5286             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
5287                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
5288                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
5289
5290         return (0);
5291 }
5292
5293 static void
5294 ztest_dataset_close(int d)
5295 {
5296         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5297
5298         zil_close(zd->zd_zilog);
5299         dmu_objset_rele(zd->zd_os, zd);
5300
5301         ztest_zd_fini(zd);
5302 }
5303
5304 /*
5305  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
5306  */
5307 static void
5308 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
5309 {
5310         thread_t *tid;
5311         spa_t *spa;
5312         objset_t *os;
5313         thread_t resume_tid;
5314         int error;
5315
5316         ztest_exiting = B_FALSE;
5317
5318         /*
5319          * Initialize parent/child shared state.
5320          */
5321         VERIFY(_mutex_init(&ztest_vdev_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5322         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5323
5324         zs->zs_thread_start = gethrtime();
5325         zs->zs_thread_stop =
5326             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
5327         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
5328         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
5329         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
5330                 zs->zs_thread_kill -=
5331                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
5332         }
5333
5334         (void) _mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, USYNC_THREAD, NULL);
5335
5336         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
5337             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
5338
5339         /*
5340          * Open our pool.
5341          */
5342         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5343         VERIFY(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0);
5344         spa->spa_debug = B_TRUE;
5345         ztest_spa = spa;
5346
5347         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(ztest_opts.zo_pool, FTAG, &os));
5348         zs->zs_guid = dmu_objset_fsid_guid(os);
5349         dmu_objset_rele(os, FTAG);
5350
5351         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5352
5353         /*
5354          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
5355          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
5356          * the only valid replica.
5357          */
5358         if (MAXFAULTS() == 0)
5359                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
5360         else
5361                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
5362
5363         /*
5364          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
5365          */
5366         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_resume_thread, spa, THR_BOUND,
5367             &resume_tid) == 0);
5368
5369         /*
5370          * Create a deadman thread to abort() if we hang.
5371          */
5372         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_deadman_thread, zs, THR_BOUND,
5373             NULL) == 0);
5374
5375         /*
5376          * Verify that we can safely inquire about about any object,
5377          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
5378          * we probe a 5-wide window around each power of two.
5379          * This hits all edge cases, including zero and the max.
5380          */
5381         for (int t = 0; t < 64; t++) {
5382                 for (int d = -5; d <= 5; d++) {
5383                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
5384                             (1ULL << t) + d, NULL);
5385                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
5386                             error == EINVAL);
5387                 }
5388         }
5389
5390         /*
5391          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
5392          */
5393         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
5394                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
5395                 ztest_dataset_destroy(d);
5396         }
5397         zs->zs_enospc_count = 0;
5398
5399         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t),
5400             UMEM_NOFAIL);
5401
5402         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
5403                 (void) printf("starting main threads...\n");
5404
5405         /*
5406          * Kick off all the tests that run in parallel.
5407          */
5408         for (int t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
5409                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
5410                     ztest_dataset_open(t) != 0)
5411                         return;
5412                 VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_thread, (void *)(uintptr_t)t,
5413                     THR_BOUND, &tid[t]) == 0);
5414         }
5415
5416         /*
5417          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
5418          * so we don't close datasets while threads are still using them.
5419          */
5420         for (int t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
5421                 VERIFY(thr_join(tid[t], NULL, NULL) == 0);
5422                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
5423                         ztest_dataset_close(t);
5424         }
5425
5426         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5427
5428         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
5429         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
5430
5431         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t));
5432
5433         /* Kill the resume thread */
5434         ztest_exiting = B_TRUE;
5435         VERIFY(thr_join(resume_tid, NULL, NULL) == 0);
5436         ztest_resume(spa);
5437
5438         /*
5439          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
5440          * spa_close() should wait for it to complete.
5441          */
5442         for (uint64_t object = 1; object < 50; object++)
5443                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 1ULL << 20);
5444
5445         spa_close(spa, FTAG);
5446
5447         /*
5448          * Verify that we can loop over all pools.
5449          */
5450         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5451         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
5452                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
5453                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
5454         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5455
5456         /*
5457          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
5458          * different name.
5459          */
5460         if (ztest_random(2) == 0) {
5461                 char name[MAXNAMELEN];
5462                 (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s_import",
5463                     ztest_opts.zo_pool);
5464                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
5465                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
5466         }
5467
5468         kernel_fini();
5469
5470         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
5471
5472         (void) _mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5473
5474         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
5475         (void) _mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5476 }
5477
5478 static void
5479 ztest_freeze(void)
5480 {
5481         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
5482         spa_t *spa;
5483         int numloops = 0;
5484
5485         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5486                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
5487
5488         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5489         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5490         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5491
5492         /*
5493          * Force the first log block to be transactionally allocated.
5494          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
5495          * the log chain won't be anchored.
5496          */
5497         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
5498                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
5499                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5500         }
5501
5502         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5503
5504         /*
5505          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
5506          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
5507          */
5508         spa_freeze(spa);
5509
5510         /*
5511          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
5512          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
5513          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
5514          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
5515          * The ZIL should be OK with that.
5516          */
5517         while (ztest_random(10) != 0 &&
5518             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops) {
5519                 ztest_dmu_write_parallel(zd, 0);
5520                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
5521                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5522         }
5523
5524         /*
5525          * Commit all of the changes we just generated.
5526          */
5527         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5528         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5529
5530         /*
5531          * Close our dataset and close the pool.
5532          */
5533         ztest_dataset_close(0);
5534         spa_close(spa, FTAG);
5535         kernel_fini();
5536
5537         /*
5538          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
5539          */
5540         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5541         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5542         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5543         ztest_dataset_close(0);
5544         spa_close(spa, FTAG);
5545         kernel_fini();
5546 }
5547
5548 void
5549 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
5550 {
5551         hrtime_t s = t / NANOSEC;
5552         hrtime_t m = s / 60;
5553         hrtime_t h = m / 60;
5554         hrtime_t d = h / 24;
5555
5556         s -= m * 60;
5557         m -= h * 60;
5558         h -= d * 24;
5559
5560         timebuf[0] = '\0';
5561
5562         if (d)
5563                 (void) sprintf(timebuf,
5564                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
5565         else if (h)
5566                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
5567         else if (m)
5568                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
5569         else
5570                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
5571 }
5572
5573 static nvlist_t *
5574 make_random_props()
5575 {
5576         nvlist_t *props;
5577
5578         if (ztest_random(2) == 0)
5579                 return (NULL);
5580
5581         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
5582         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
5583
5584         return (props);
5585 }
5586
5587 /*
5588  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
5589  * Then test spa_freeze() functionality.
5590  */
5591 static void
5592 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
5593 {
5594         spa_t *spa;
5595         nvlist_t *nvroot, *props;
5596
5597         VERIFY(_mutex_init(&ztest_vdev_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5598         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5599
5600         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5601
5602         /*
5603          * Create the storage pool.
5604          */
5605         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
5606         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
5607         zs->zs_splits = 0;
5608         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
5609         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
5610             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
5611         props = make_random_props();
5612         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props,
5613             NULL, NULL));
5614         nvlist_free(nvroot);
5615
5616         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5617         zs->zs_metaslab_sz =
5618             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
5619         spa_close(spa, FTAG);
5620
5621         kernel_fini();
5622
5623         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
5624
5625         ztest_freeze();
5626
5627         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
5628
5629         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
5630         (void) _mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5631 }
5632
5633 static void
5634 setup_fds(void)
5635 {
5636         int fd;
5637 #ifdef illumos
5638
5639         char *tmp = tempnam(NULL, NULL);
5640         fd = open(tmp, O_RDWR | O_CREAT, 0700);
5641         ASSERT3U(fd, ==, ZTEST_FD_DATA);
5642         (void) unlink(tmp);
5643         free(tmp);
5644 #else
5645         char tmp[MAXPATHLEN];
5646
5647         strlcpy(tmp, ztest_opts.zo_dir, MAXPATHLEN);
5648         strlcat(tmp, "/ztest.XXXXXX", MAXPATHLEN);
5649         fd = mkstemp(tmp);
5650         ASSERT3U(fd, ==, ZTEST_FD_DATA);
5651 #endif
5652
5653         fd = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
5654         ASSERT3U(fd, ==, ZTEST_FD_RAND);
5655 }
5656
5657 static void
5658 setup_hdr(void)
5659 {
5660         ztest_shared_hdr_t *hdr;
5661
5662 #ifndef illumos
5663         pwrite(ZTEST_FD_DATA, "", 1, 0);
5664 #endif
5665
5666         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
5667             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ZTEST_FD_DATA, 0);
5668         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
5669
5670         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
5671         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
5672         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
5673         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
5674         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
5675         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
5676         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
5677
5678         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
5679 }
5680
5681 static void
5682 setup_data(void)
5683 {
5684         int size, offset;
5685         ztest_shared_hdr_t *hdr;
5686         uint8_t *buf;
5687
5688         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
5689             PROT_READ, MAP_SHARED, ZTEST_FD_DATA, 0);
5690         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
5691
5692         size = hdr->zh_hdr_size;
5693         size += hdr->zh_opts_size;
5694         size += hdr->zh_size;
5695         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
5696         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
5697
5698         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
5699         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
5700             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ZTEST_FD_DATA, 0);
5701         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
5702         buf = (uint8_t *)hdr;
5703
5704         offset = hdr->zh_hdr_size;
5705         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
5706         offset += hdr->zh_opts_size;
5707         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
5708         offset += hdr->zh_size;
5709         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
5710         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
5711         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
5712 }
5713
5714 static boolean_t
5715 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
5716 {
5717         pid_t pid;
5718         int status;
5719         char cmdbuf[MAXPATHLEN];
5720
5721         pid = fork();
5722
5723         if (cmd == NULL) {
5724                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), sizeof (cmdbuf));
5725                 cmd = cmdbuf;
5726         }
5727
5728         if (pid == -1)
5729                 fatal(1, "fork failed");
5730
5731         if (pid == 0) { /* child */
5732                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
5733
5734                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
5735                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
5736                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
5737                 if (libpath != NULL)
5738                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
5739 #ifdef illumos
5740                 (void) execv(cmd, emptyargv);
5741 #else
5742                 (void) execvp(cmd, emptyargv);
5743 #endif
5744                 ztest_dump_core = B_FALSE;
5745                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
5746         }
5747
5748         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
5749                 continue;
5750         if (statusp != NULL)
5751                 *statusp = status;
5752
5753         if (WIFEXITED(status)) {
5754                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
5755                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
5756                             WEXITSTATUS(status));
5757                         exit(2);
5758                 }
5759                 return (B_FALSE);
5760         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
5761                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
5762                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
5763                             WTERMSIG(status));
5764                         exit(3);
5765                 }
5766                 return (B_TRUE);
5767         } else {
5768                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
5769                 exit(4);
5770                 /* NOTREACHED */
5771         }
5772 }
5773
5774 static void
5775 ztest_run_init(void)
5776 {
5777         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5778
5779         ASSERT(ztest_opts.zo_init != 0);
5780
5781         /*
5782          * Blow away any existing copy of zpool.cache
5783          */
5784         (void) remove(spa_config_path);
5785
5786         /*
5787          * Create and initialize our storage pool.
5788          */
5789         for (int i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
5790                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
5791                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
5792                     ztest_opts.zo_init != 1) {
5793                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
5794                 }
5795                 ztest_init(zs);
5796         }
5797 }
5798
5799 int
5800 main(int argc, char **argv)
5801 {
5802         int kills = 0;
5803         int iters = 0;
5804         int older = 0;
5805         int newer = 0;
5806         ztest_shared_t *zs;
5807         ztest_info_t *zi;
5808         ztest_shared_callstate_t *zc;
5809         char timebuf[100];
5810         char numbuf[6];
5811         spa_t *spa;
5812         char cmd[MAXNAMELEN];
5813         boolean_t hasalt;
5814
5815         boolean_t ischild = (0 == lseek(ZTEST_FD_DATA, 0, SEEK_CUR));
5816         ASSERT(ischild || errno == EBADF);
5817
5818         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
5819
5820         if (!ischild) {
5821                 process_options(argc, argv);
5822
5823                 setup_fds();
5824                 setup_hdr();
5825                 setup_data();
5826                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
5827                     sizeof (*ztest_shared_opts));
5828         } else {
5829                 setup_data();
5830                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
5831         }
5832         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
5833
5834         /* Override location of zpool.cache */
5835         (void) asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
5836             ztest_opts.zo_dir);
5837
5838         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
5839             UMEM_NOFAIL);
5840         zs = ztest_shared;
5841
5842         if (ischild) {
5843                 metaslab_gang_bang = ztest_opts.zo_metaslab_gang_bang;
5844                 metaslab_df_alloc_threshold =
5845                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
5846
5847                 if (zs->zs_do_init)
5848                         ztest_run_init();
5849                 else
5850                         ztest_run(zs);
5851                 exit(0);
5852         }
5853
5854         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
5855
5856         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
5857                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
5858                     " %llu seconds...\n",
5859                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
5860                     ztest_opts.zo_datasets,
5861                     ztest_opts.zo_threads,
5862                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
5863         }
5864
5865         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), sizeof (cmd));
5866
5867         zs->zs_do_init = B_TRUE;
5868         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
5869                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
5870                         (void) printf("Executing older ztest for "
5871                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
5872                 }
5873                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
5874                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
5875         } else {
5876                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
5877         }
5878         zs->zs_do_init = B_FALSE;
5879
5880         zs->zs_proc_start = gethrtime();
5881         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
5882
5883         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
5884                 zi = &ztest_info[f];
5885                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
5886                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
5887                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
5888                 else
5889                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
5890                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
5891         }
5892
5893         /*
5894          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
5895          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
5896          * to verify that we never lose on-disk consistency.
5897          */
5898         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
5899                 int status;
5900                 boolean_t killed;
5901
5902                 /*
5903                  * Initialize the workload counters for each function.
5904                  */
5905                 for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
5906                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
5907                         zc->zc_count = 0;
5908                         zc->zc_time = 0;
5909                 }
5910
5911                 /* Set the allocation switch size */
5912                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
5913                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
5914
5915                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
5916                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
5917                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
5918                                     cmd);
5919                         }
5920                         newer++;
5921                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
5922                 } else {
5923                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
5924                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
5925                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
5926                         }
5927                         older++;
5928                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
5929                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
5930                 }
5931
5932                 if (killed)
5933                         kills++;
5934                 iters++;
5935
5936                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
5937                         hrtime_t now = gethrtime();
5938
5939                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
5940                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
5941                         nicenum(zs->zs_space, numbuf);
5942
5943                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
5944                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
5945                             iters,
5946                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
5947                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
5948                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
5949                             numbuf,
5950                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
5951                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
5952                 }
5953
5954                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
5955                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
5956                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
5957                             "Calls", "Time", "Function");
5958                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
5959                             "-----", "----", "--------");
5960                         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
5961                                 Dl_info dli;
5962
5963                                 zi = &ztest_info[f];
5964                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
5965                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
5966                                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
5967                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
5968                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
5969                                     dli.dli_sname);
5970                         }
5971                         (void) printf("\n");
5972                 }
5973
5974                 /*
5975                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
5976                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
5977                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
5978                  */
5979                 kernel_init(FREAD);
5980                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
5981                         spa_close(spa, FTAG);
5982                 } else {
5983                         char tmpname[MAXNAMELEN];
5984                         kernel_fini();
5985                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5986                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
5987                             ztest_opts.zo_pool);
5988                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
5989                 }
5990                 kernel_fini();
5991
5992                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
5993         }
5994
5995         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
5996                 if (hasalt) {
5997                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
5998                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
5999                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
6000                             cmd);
6001                 }
6002                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
6003                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
6004         }
6005
6006         return (0);
6007 }