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

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