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

   1 /*
   2  * CDDL HEADER START
   3  *
   4  * The contents of this file are subject to the terms of the
   5  * Common Development and Distribution License (the "License").
   6  * You may not use this file except in compliance with the License.
   7  *
   8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
   9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
  10  * See the License for the specific language governing permissions
  11  * and limitations under the License.
  12  *
  13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
  14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
  15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
  16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
  17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
  18  *
  19  * CDDL HEADER END
  20  */
  21 /*
  22  * Copyright (c) 2005, 2010, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
  23  * Copyright (c) 2011, 2014 by Delphix. All rights reserved.
  24  * Copyright 2011 Nexenta Systems, Inc.  All rights reserved.
  25  * Copyright (c) 2012 Martin Matuska <mm@FreeBSD.org>.  All rights reserved.
  26  * Copyright (c) 2013 Steven Hartland. All rights reserved.
  27  */
  28
  29 /*
  30  * The objective of this program is to provide a DMU/ZAP/SPA stress test
  31  * that runs entirely in userland, is easy to use, and easy to extend.
  32  *
  33  * The overall design of the ztest program is as follows:
  34  *
  35  * (1) For each major functional area (e.g. adding vdevs to a pool,
  36  *     creating and destroying datasets, reading and writing objects, etc)
  37  *     we have a simple routine to test that functionality.  These
  38  *     individual routines do not have to do anything "stressful".
  39  *
  40  * (2) We turn these simple functionality tests into a stress test by
  41  *     running them all in parallel, with as many threads as desired,
  42  *     and spread across as many datasets, objects, and vdevs as desired.
  43  *
  44  * (3) While all this is happening, we inject faults into the pool to
  45  *     verify that self-healing data really works.
  46  *
  47  * (4) Every time we open a dataset, we change its checksum and compression
  48  *     functions.  Thus even individual objects vary from block to block
  49  *     in which checksum they use and whether they're compressed.
  50  *
  51  * (5) To verify that we never lose on-disk consistency after a crash,
  52  *     we run the entire test in a child of the main process.
  53  *     At random times, the child self-immolates with a SIGKILL.
  54  *     This is the software equivalent of pulling the power cord.
  55  *     The parent then runs the test again, using the existing
  56  *     storage pool, as many times as desired. If backwards compatibility
  57  *     testing is enabled ztest will sometimes run the "older" version
  58  *     of ztest after a SIGKILL.
  59  *
  60  * (6) To verify that we don't have future leaks or temporal incursions,
  61  *     many of the functional tests record the transaction group number
  62  *     as part of their data.  When reading old data, they verify that
  63  *     the transaction group number is less than the current, open txg.
  64  *     If you add a new test, please do this if applicable.
  65  *
  66  * When run with no arguments, ztest runs for about five minutes and
  67  * produces no output if successful.  To get a little bit of information,
  68  * specify -V.  To get more information, specify -VV, and so on.
  69  *
  70  * To turn this into an overnight stress test, use -T to specify run time.
  71  *
  72  * You can ask more more vdevs [-v], datasets [-d], or threads [-t]
  73  * to increase the pool capacity, fanout, and overall stress level.
  74  *
  75  * Use the -k option to set the desired frequency of kills.
  76  *
  77  * When ztest invokes itself it passes all relevant information through a
  78  * temporary file which is mmap-ed in the child process. This allows shared
  79  * memory to survive the exec syscall. The ztest_shared_hdr_t struct is always
  80  * stored at offset 0 of this file and contains information on the size and
  81  * number of shared structures in the file. The information stored in this file
  82  * must remain backwards compatible with older versions of ztest so that
  83  * ztest can invoke them during backwards compatibility testing (-B).
  84  */
  85
  86 #include <sys/zfs_context.h>
  87 #include <sys/spa.h>
  88 #include <sys/dmu.h>
  89 #include <sys/txg.h>
  90 #include <sys/dbuf.h>
  91 #include <sys/zap.h>
  92 #include <sys/dmu_objset.h>
  93 #include <sys/poll.h>
  94 #include <sys/stat.h>
  95 #include <sys/time.h>
  96 #include <sys/wait.h>
  97 #include <sys/mman.h>
  98 #include <sys/resource.h>
  99 #include <sys/zio.h>
 100 #include <sys/zil.h>
 101 #include <sys/zil_impl.h>
 102 #include <sys/vdev_impl.h>
 103 #include <sys/vdev_file.h>
 104 #include <sys/spa_impl.h>
 105 #include <sys/metaslab_impl.h>
 106 #include <sys/dsl_prop.h>
 107 #include <sys/dsl_dataset.h>
 108 #include <sys/dsl_destroy.h>
 109 #include <sys/dsl_scan.h>
 110 #include <sys/zio_checksum.h>
 111 #include <sys/refcount.h>
 112 #include <sys/zfeature.h>
 113 #include <sys/dsl_userhold.h>
 114 #include <stdio.h>
 115 #include <stdio_ext.h>
 116 #include <stdlib.h>
 117 #include <unistd.h>
 118 #include <signal.h>
 119 #include <umem.h>
 120 #include <dlfcn.h>
 121 #include <ctype.h>
 122 #include <math.h>
 123 #include <errno.h>
 124 #include <sys/fs/zfs.h>
 125 #include <libnvpair.h>
 126
 127 static int ztest_fd_data = -1;
 128 static int ztest_fd_rand = -1;
 129
 130 typedef struct ztest_shared_hdr {
 131         uint64_t        zh_hdr_size;
 132         uint64_t        zh_opts_size;
 133         uint64_t        zh_size;
 134         uint64_t        zh_stats_size;
 135         uint64_t        zh_stats_count;
 136         uint64_t        zh_ds_size;
 137         uint64_t        zh_ds_count;
 138 } ztest_shared_hdr_t;
 139
 140 static ztest_shared_hdr_t *ztest_shared_hdr;
 141
 142 typedef struct ztest_shared_opts {
 143         char zo_pool[MAXNAMELEN];
 144         char zo_dir[MAXNAMELEN];
 145         char zo_alt_ztest[MAXNAMELEN];
 146         char zo_alt_libpath[MAXNAMELEN];
 147         uint64_t zo_vdevs;
 148         uint64_t zo_vdevtime;
 149         size_t zo_vdev_size;
 150         int zo_ashift;
 151         int zo_mirrors;
 152         int zo_raidz;
 153         int zo_raidz_parity;
 154         int zo_datasets;
 155         int zo_threads;
 156         uint64_t zo_passtime;
 157         uint64_t zo_killrate;
 158         int zo_verbose;
 159         int zo_init;
 160         uint64_t zo_time;
 161         uint64_t zo_maxloops;
 162         uint64_t zo_metaslab_gang_bang;
 163 } ztest_shared_opts_t;
 164
 165 static const ztest_shared_opts_t ztest_opts_defaults = {
 166         .zo_pool = { 'z', 't', 'e', 's', 't', '\0' },
 167         .zo_dir = { '/', 't', 'm', 'p', '\0' },
 168         .zo_alt_ztest = { '\0' },
 169         .zo_alt_libpath = { '\0' },
 170         .zo_vdevs = 5,
 171         .zo_ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT,
 172         .zo_mirrors = 2,
 173         .zo_raidz = 4,
 174         .zo_raidz_parity = 1,
 175         .zo_vdev_size = SPA_MINDEVSIZE * 2,
 176         .zo_datasets = 7,
 177         .zo_threads = 23,
 178         .zo_passtime = 60,              /* 60 seconds */
 179         .zo_killrate = 70,              /* 70% kill rate */
 180         .zo_verbose = 0,
 181         .zo_init = 1,
 182         .zo_time = 300,                 /* 5 minutes */
 183         .zo_maxloops = 50,              /* max loops during spa_freeze() */
 184         .zo_metaslab_gang_bang = 32 << 10
 185 };
 186
 187 extern uint64_t metaslab_gang_bang;
 188 extern uint64_t metaslab_df_alloc_threshold;
 189 extern uint64_t zfs_deadman_synctime_ms;
 190 extern int metaslab_preload_limit;
 191
 192 static ztest_shared_opts_t *ztest_shared_opts;
 193 static ztest_shared_opts_t ztest_opts;
 194
 195 typedef struct ztest_shared_ds {
 196         uint64_t        zd_seq;
 197 } ztest_shared_ds_t;
 198
 199 static ztest_shared_ds_t *ztest_shared_ds;
 200 #define ZTEST_GET_SHARED_DS(d) (&ztest_shared_ds[d])
 201
 202 #define BT_MAGIC        0x123456789abcdefULL
 203 #define MAXFAULTS() \
 204         (MAX(zs->zs_mirrors, 1) * (ztest_opts.zo_raidz_parity + 1) - 1)
 205
 206 enum ztest_io_type {
 207         ZTEST_IO_WRITE_TAG,
 208         ZTEST_IO_WRITE_PATTERN,
 209         ZTEST_IO_WRITE_ZEROES,
 210         ZTEST_IO_TRUNCATE,
 211         ZTEST_IO_SETATTR,
 212         ZTEST_IO_REWRITE,
 213         ZTEST_IO_TYPES
 214 };
 215
 216 typedef struct ztest_block_tag {
 217         uint64_t        bt_magic;
 218         uint64_t        bt_objset;
 219         uint64_t        bt_object;
 220         uint64_t        bt_offset;
 221         uint64_t        bt_gen;
 222         uint64_t        bt_txg;
 223         uint64_t        bt_crtxg;
 224 } ztest_block_tag_t;
 225
 226 typedef struct bufwad {
 227         uint64_t        bw_index;
 228         uint64_t        bw_txg;
 229         uint64_t        bw_data;
 230 } bufwad_t;
 231
 232 /*
 233  * XXX -- fix zfs range locks to be generic so we can use them here.
 234  */
 235 typedef enum {
 236         RL_READER,
 237         RL_WRITER,
 238         RL_APPEND
 239 } rl_type_t;
 240
 241 typedef struct rll {
 242         void            *rll_writer;
 243         int             rll_readers;
 244         mutex_t         rll_lock;
 245         cond_t          rll_cv;
 246 } rll_t;
 247
 248 typedef struct rl {
 249         uint64_t        rl_object;
 250         uint64_t        rl_offset;
 251         uint64_t        rl_size;
 252         rll_t           *rl_lock;
 253 } rl_t;
 254
 255 #define ZTEST_RANGE_LOCKS       64
 256 #define ZTEST_OBJECT_LOCKS      64
 257
 258 /*
 259  * Object descriptor.  Used as a template for object lookup/create/remove.
 260  */
 261 typedef struct ztest_od {
 262         uint64_t        od_dir;
 263         uint64_t        od_object;
 264         dmu_object_type_t od_type;
 265         dmu_object_type_t od_crtype;
 266         uint64_t        od_blocksize;
 267         uint64_t        od_crblocksize;
 268         uint64_t        od_gen;
 269         uint64_t        od_crgen;
 270         char            od_name[MAXNAMELEN];
 271 } ztest_od_t;
 272
 273 /*
 274  * Per-dataset state.
 275  */
 276 typedef struct ztest_ds {
 277         ztest_shared_ds_t *zd_shared;
 278         objset_t        *zd_os;
 279         rwlock_t        zd_zilog_lock;
 280         zilog_t         *zd_zilog;
 281         ztest_od_t      *zd_od;         /* debugging aid */
 282         char            zd_name[MAXNAMELEN];
 283         mutex_t         zd_dirobj_lock;
 284         rll_t           zd_object_lock[ZTEST_OBJECT_LOCKS];
 285         rll_t           zd_range_lock[ZTEST_RANGE_LOCKS];
 286 } ztest_ds_t;
 287
 288 /*
 289  * Per-iteration state.
 290  */
 291 typedef void ztest_func_t(ztest_ds_t *zd, uint64_t id);
 292
 293 typedef struct ztest_info {
 294         ztest_func_t    *zi_func;       /* test function */
 295         uint64_t        zi_iters;       /* iterations per execution */
 296         uint64_t        *zi_interval;   /* execute every <interval> seconds */
 297 } ztest_info_t;
 298
 299 typedef struct ztest_shared_callstate {
 300         uint64_t        zc_count;       /* per-pass count */
 301         uint64_t        zc_time;        /* per-pass time */
 302         uint64_t        zc_next;        /* next time to call this function */
 303 } ztest_shared_callstate_t;
 304
 305 static ztest_shared_callstate_t *ztest_shared_callstate;
 306 #define ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(c) (&ztest_shared_callstate[c])
 307
 308 /*
 309  * Note: these aren't static because we want dladdr() to work.
 310  */
 311 ztest_func_t ztest_dmu_read_write;
 312 ztest_func_t ztest_dmu_write_parallel;
 313 ztest_func_t ztest_dmu_object_alloc_free;
 314 ztest_func_t ztest_dmu_commit_callbacks;
 315 ztest_func_t ztest_zap;
 316 ztest_func_t ztest_zap_parallel;
 317 ztest_func_t ztest_zil_commit;
 318 ztest_func_t ztest_zil_remount;
 319 ztest_func_t ztest_dmu_read_write_zcopy;
 320 ztest_func_t ztest_dmu_objset_create_destroy;
 321 ztest_func_t ztest_dmu_prealloc;
 322 ztest_func_t ztest_fzap;
 323 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_create_destroy;
 324 ztest_func_t ztest_dsl_prop_get_set;
 325 ztest_func_t ztest_spa_prop_get_set;
 326 ztest_func_t ztest_spa_create_destroy;
 327 ztest_func_t ztest_fault_inject;
 328 ztest_func_t ztest_ddt_repair;
 329 ztest_func_t ztest_dmu_snapshot_hold;
 330 ztest_func_t ztest_spa_rename;
 331 ztest_func_t ztest_scrub;
 332 ztest_func_t ztest_dsl_dataset_promote_busy;
 333 ztest_func_t ztest_vdev_attach_detach;
 334 ztest_func_t ztest_vdev_LUN_growth;
 335 ztest_func_t ztest_vdev_add_remove;
 336 ztest_func_t ztest_vdev_aux_add_remove;
 337 ztest_func_t ztest_split_pool;
 338 ztest_func_t ztest_reguid;
 339 ztest_func_t ztest_spa_upgrade;
 340
 341 uint64_t zopt_always = 0ULL * NANOSEC;          /* all the time */
 342 uint64_t zopt_incessant = 1ULL * NANOSEC / 10;  /* every 1/10 second */
 343 uint64_t zopt_often = 1ULL * NANOSEC;           /* every second */
 344 uint64_t zopt_sometimes = 10ULL * NANOSEC;      /* every 10 seconds */
 345 uint64_t zopt_rarely = 60ULL * NANOSEC;         /* every 60 seconds */
 346
 347 ztest_info_t ztest_info[] = {
 348         { ztest_dmu_read_write,                 1,      &zopt_always    },
 349         { ztest_dmu_write_parallel,             10,     &zopt_always    },
 350         { ztest_dmu_object_alloc_free,          1,      &zopt_always    },
 351         { ztest_dmu_commit_callbacks,           1,      &zopt_always    },
 352         { ztest_zap,                            30,     &zopt_always    },
 353         { ztest_zap_parallel,                   100,    &zopt_always    },
 354         { ztest_split_pool,                     1,      &zopt_always    },
 355         { ztest_zil_commit,                     1,      &zopt_incessant },
 356         { ztest_zil_remount,                    1,      &zopt_sometimes },
 357         { ztest_dmu_read_write_zcopy,           1,      &zopt_often     },
 358         { ztest_dmu_objset_create_destroy,      1,      &zopt_often     },
 359         { ztest_dsl_prop_get_set,               1,      &zopt_often     },
 360         { ztest_spa_prop_get_set,               1,      &zopt_sometimes },
 361 #if 0
 362         { ztest_dmu_prealloc,                   1,      &zopt_sometimes },
 363 #endif
 364         { ztest_fzap,                           1,      &zopt_sometimes },
 365         { ztest_dmu_snapshot_create_destroy,    1,      &zopt_sometimes },
 366         { ztest_spa_create_destroy,             1,      &zopt_sometimes },
 367         { ztest_fault_inject,                   1,      &zopt_sometimes },
 368         { ztest_ddt_repair,                     1,      &zopt_sometimes },
 369         { ztest_dmu_snapshot_hold,              1,      &zopt_sometimes },
 370         { ztest_reguid,                         1,      &zopt_rarely    },
 371         { ztest_spa_rename,                     1,      &zopt_rarely    },
 372         { ztest_scrub,                          1,      &zopt_rarely    },
 373         { ztest_spa_upgrade,                    1,      &zopt_rarely    },
 374         { ztest_dsl_dataset_promote_busy,       1,      &zopt_rarely    },
 375         { ztest_vdev_attach_detach,             1,      &zopt_sometimes },
 376         { ztest_vdev_LUN_growth,                1,      &zopt_rarely    },
 377         { ztest_vdev_add_remove,                1,
 378             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 379         { ztest_vdev_aux_add_remove,            1,
 380             &ztest_opts.zo_vdevtime                             },
 381 };
 382
 383 #define ZTEST_FUNCS     (sizeof (ztest_info) / sizeof (ztest_info_t))
 384
 385 /*
 386  * The following struct is used to hold a list of uncalled commit callbacks.
 387  * The callbacks are ordered by txg number.
 388  */
 389 typedef struct ztest_cb_list {
 390         mutex_t zcl_callbacks_lock;
 391         list_t  zcl_callbacks;
 392 } ztest_cb_list_t;
 393
 394 /*
 395  * Stuff we need to share writably between parent and child.
 396  */
 397 typedef struct ztest_shared {
 398         boolean_t       zs_do_init;
 399         hrtime_t        zs_proc_start;
 400         hrtime_t        zs_proc_stop;
 401         hrtime_t        zs_thread_start;
 402         hrtime_t        zs_thread_stop;
 403         hrtime_t        zs_thread_kill;
 404         uint64_t        zs_enospc_count;
 405         uint64_t        zs_vdev_next_leaf;
 406         uint64_t        zs_vdev_aux;
 407         uint64_t        zs_alloc;
 408         uint64_t        zs_space;
 409         uint64_t        zs_splits;
 410         uint64_t        zs_mirrors;
 411         uint64_t        zs_metaslab_sz;
 412         uint64_t        zs_metaslab_df_alloc_threshold;
 413         uint64_t        zs_guid;
 414 } ztest_shared_t;
 415
 416 #define ID_PARALLEL     -1ULL
 417
 418 static char ztest_dev_template[] = "%s/%s.%llua";
 419 static char ztest_aux_template[] = "%s/%s.%s.%llu";
 420 ztest_shared_t *ztest_shared;
 421
 422 static spa_t *ztest_spa = NULL;
 423 static ztest_ds_t *ztest_ds;
 424
 425 static mutex_t ztest_vdev_lock;
 426
 427 /*
 428  * The ztest_name_lock protects the pool and dataset namespace used by
 429  * the individual tests. To modify the namespace, consumers must grab
 430  * this lock as writer. Grabbing the lock as reader will ensure that the
 431  * namespace does not change while the lock is held.
 432  */
 433 static rwlock_t ztest_name_lock;
 434
 435 static boolean_t ztest_dump_core = B_TRUE;
 436 static boolean_t ztest_exiting;
 437
 438 /* Global commit callback list */
 439 static ztest_cb_list_t zcl;
 440
 441 enum ztest_object {
 442         ZTEST_META_DNODE = 0,
 443         ZTEST_DIROBJ,
 444         ZTEST_OBJECTS
 445 };
 446
 447 static void usage(boolean_t) __NORETURN;
 448
 449 /*
 450  * These libumem hooks provide a reasonable set of defaults for the allocator's
 451  * debugging facilities.
 452  */
 453 const char *
 454 _umem_debug_init()
 455 {
 456         return ("default,verbose"); /* $UMEM_DEBUG setting */
 457 }
 458
 459 const char *
 460 _umem_logging_init(void)
 461 {
 462         return ("fail,contents"); /* $UMEM_LOGGING setting */
 463 }
 464
 465 #define FATAL_MSG_SZ    1024
 466
 467 char *fatal_msg;
 468
 469 static void
 470 fatal(int do_perror, char *message, ...)
 471 {
 472         va_list args;
 473         int save_errno = errno;
 474         char buf[FATAL_MSG_SZ];
 475
 476         (void) fflush(stdout);
 477
 478         va_start(args, message);
 479         (void) sprintf(buf, "ztest: ");
 480         /* LINTED */
 481         (void) vsprintf(buf + strlen(buf), message, args);
 482         va_end(args);
 483         if (do_perror) {
 484                 (void) snprintf(buf + strlen(buf), FATAL_MSG_SZ - strlen(buf),
 485                     ": %s", strerror(save_errno));
 486         }
 487         (void) fprintf(stderr, "%s\n", buf);
 488         fatal_msg = buf;                        /* to ease debugging */
 489         if (ztest_dump_core)
 490                 abort();
 491         exit(3);
 492 }
 493
 494 static int
 495 str2shift(const char *buf)
 496 {
 497         const char *ends = "BKMGTPEZ";
 498         int i;
 499
 500         if (buf[0] == '\0')
 501                 return (0);
 502         for (i = 0; i < strlen(ends); i++) {
 503                 if (toupper(buf[0]) == ends[i])
 504                         break;
 505         }
 506         if (i == strlen(ends)) {
 507                 (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n",
 508                     buf);
 509                 usage(B_FALSE);
 510         }
 511         if (buf[1] == '\0' || (toupper(buf[1]) == 'B' && buf[2] == '\0')) {
 512                 return (10*i);
 513         }
 514         (void) fprintf(stderr, "ztest: invalid bytes suffix: %s\n", buf);
 515         usage(B_FALSE);
 516         /* NOTREACHED */
 517 }
 518
 519 static uint64_t
 520 nicenumtoull(const char *buf)
 521 {
 522         char *end;
 523         uint64_t val;
 524
 525         val = strtoull(buf, &end, 0);
 526         if (end == buf) {
 527                 (void) fprintf(stderr, "ztest: bad numeric value: %s\n", buf);
 528                 usage(B_FALSE);
 529         } else if (end[0] == '.') {
 530                 double fval = strtod(buf, &end);
 531                 fval *= pow(2, str2shift(end));
 532                 if (fval > UINT64_MAX) {
 533                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 534                             buf);
 535                         usage(B_FALSE);
 536                 }
 537                 val = (uint64_t)fval;
 538         } else {
 539                 int shift = str2shift(end);
 540                 if (shift >= 64 || (val << shift) >> shift != val) {
 541                         (void) fprintf(stderr, "ztest: value too large: %s\n",
 542                             buf);
 543                         usage(B_FALSE);
 544                 }
 545                 val <<= shift;
 546         }
 547         return (val);
 548 }
 549
 550 static void
 551 usage(boolean_t requested)
 552 {
 553         const ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts_defaults;
 554
 555         char nice_vdev_size[10];
 556         char nice_gang_bang[10];
 557         FILE *fp = requested ? stdout : stderr;
 558
 559         nicenum(zo->zo_vdev_size, nice_vdev_size);
 560         nicenum(zo->zo_metaslab_gang_bang, nice_gang_bang);
 561
 562         (void) fprintf(fp, "Usage: %s\n"
 563             "\t[-v vdevs (default: %llu)]\n"
 564             "\t[-s size_of_each_vdev (default: %s)]\n"
 565             "\t[-a alignment_shift (default: %d)] use 0 for random\n"
 566             "\t[-m mirror_copies (default: %d)]\n"
 567             "\t[-r raidz_disks (default: %d)]\n"
 568             "\t[-R raidz_parity (default: %d)]\n"
 569             "\t[-d datasets (default: %d)]\n"
 570             "\t[-t threads (default: %d)]\n"
 571             "\t[-g gang_block_threshold (default: %s)]\n"
 572             "\t[-i init_count (default: %d)] initialize pool i times\n"
 573             "\t[-k kill_percentage (default: %llu%%)]\n"
 574             "\t[-p pool_name (default: %s)]\n"
 575             "\t[-f dir (default: %s)] file directory for vdev files\n"
 576             "\t[-V] verbose (use multiple times for ever more blather)\n"
 577             "\t[-E] use existing pool instead of creating new one\n"
 578             "\t[-T time (default: %llu sec)] total run time\n"
 579             "\t[-F freezeloops (default: %llu)] max loops in spa_freeze()\n"
 580             "\t[-P passtime (default: %llu sec)] time per pass\n"
 581             "\t[-B alt_ztest (default: <none>)] alternate ztest path\n"
 582             "\t[-h] (print help)\n"
 583             "",
 584             zo->zo_pool,
 585             (u_longlong_t)zo->zo_vdevs,                 /* -v */
 586             nice_vdev_size,                             /* -s */
 587             zo->zo_ashift,                              /* -a */
 588             zo->zo_mirrors,                             /* -m */
 589             zo->zo_raidz,                               /* -r */
 590             zo->zo_raidz_parity,                        /* -R */
 591             zo->zo_datasets,                            /* -d */
 592             zo->zo_threads,                             /* -t */
 593             nice_gang_bang,                             /* -g */
 594             zo->zo_init,                                /* -i */
 595             (u_longlong_t)zo->zo_killrate,              /* -k */
 596             zo->zo_pool,                                /* -p */
 597             zo->zo_dir,                                 /* -f */
 598             (u_longlong_t)zo->zo_time,                  /* -T */
 599             (u_longlong_t)zo->zo_maxloops,              /* -F */
 600             (u_longlong_t)zo->zo_passtime);
 601         exit(requested ? 0 : 1);
 602 }
 603
 604 static void
 605 process_options(int argc, char **argv)
 606 {
 607         char *path;
 608         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
 609
 610         int opt;
 611         uint64_t value;
 612         char altdir[MAXNAMELEN] = { 0 };
 613
 614         bcopy(&ztest_opts_defaults, zo, sizeof (*zo));
 615
 616         while ((opt = getopt(argc, argv,
 617             "v:s:a:m:r:R:d:t:g:i:k:p:f:VET:P:hF:B:")) != EOF) {
 618                 value = 0;
 619                 switch (opt) {
 620                 case 'v':
 621                 case 's':
 622                 case 'a':
 623                 case 'm':
 624                 case 'r':
 625                 case 'R':
 626                 case 'd':
 627                 case 't':
 628                 case 'g':
 629                 case 'i':
 630                 case 'k':
 631                 case 'T':
 632                 case 'P':
 633                 case 'F':
 634                         value = nicenumtoull(optarg);
 635                 }
 636                 switch (opt) {
 637                 case 'v':
 638                         zo->zo_vdevs = value;
 639                         break;
 640                 case 's':
 641                         zo->zo_vdev_size = MAX(SPA_MINDEVSIZE, value);
 642                         break;
 643                 case 'a':
 644                         zo->zo_ashift = value;
 645                         break;
 646                 case 'm':
 647                         zo->zo_mirrors = value;
 648                         break;
 649                 case 'r':
 650                         zo->zo_raidz = MAX(1, value);
 651                         break;
 652                 case 'R':
 653                         zo->zo_raidz_parity = MIN(MAX(value, 1), 3);
 654                         break;
 655                 case 'd':
 656                         zo->zo_datasets = MAX(1, value);
 657                         break;
 658                 case 't':
 659                         zo->zo_threads = MAX(1, value);
 660                         break;
 661                 case 'g':
 662                         zo->zo_metaslab_gang_bang = MAX(SPA_MINBLOCKSIZE << 1,
 663                             value);
 664                         break;
 665                 case 'i':
 666                         zo->zo_init = value;
 667                         break;
 668                 case 'k':
 669                         zo->zo_killrate = value;
 670                         break;
 671                 case 'p':
 672                         (void) strlcpy(zo->zo_pool, optarg,
 673                             sizeof (zo->zo_pool));
 674                         break;
 675                 case 'f':
 676                         path = realpath(optarg, NULL);
 677                         if (path == NULL) {
 678                                 (void) fprintf(stderr, "error: %s: %s\n",
 679                                     optarg, strerror(errno));
 680                                 usage(B_FALSE);
 681                         } else {
 682                                 (void) strlcpy(zo->zo_dir, path,
 683                                     sizeof (zo->zo_dir));
 684                         }
 685                         break;
 686                 case 'V':
 687                         zo->zo_verbose++;
 688                         break;
 689                 case 'E':
 690                         zo->zo_init = 0;
 691                         break;
 692                 case 'T':
 693                         zo->zo_time = value;
 694                         break;
 695                 case 'P':
 696                         zo->zo_passtime = MAX(1, value);
 697                         break;
 698                 case 'F':
 699                         zo->zo_maxloops = MAX(1, value);
 700                         break;
 701                 case 'B':
 702                         (void) strlcpy(altdir, optarg, sizeof (altdir));
 703                         break;
 704                 case 'h':
 705                         usage(B_TRUE);
 706                         break;
 707                 case '?':
 708                 default:
 709                         usage(B_FALSE);
 710                         break;
 711                 }
 712         }
 713
 714         zo->zo_raidz_parity = MIN(zo->zo_raidz_parity, zo->zo_raidz - 1);
 715
 716         zo->zo_vdevtime =
 717             (zo->zo_vdevs > 0 ? zo->zo_time * NANOSEC / zo->zo_vdevs :
 718             UINT64_MAX >> 2);
 719
 720         if (strlen(altdir) > 0) {
 721                 char *cmd;
 722                 char *realaltdir;
 723                 char *bin;
 724                 char *ztest;
 725                 char *isa;
 726                 int isalen;
 727
 728                 cmd = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 729                 realaltdir = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
 730
 731                 VERIFY(NULL != realpath(getexecname(), cmd));
 732                 if (0 != access(altdir, F_OK)) {
 733                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 734                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest path: %s",
 735                             altdir);
 736                 }
 737                 VERIFY(NULL != realpath(altdir, realaltdir));
 738
 739                 /*
 740                  * 'cmd' should be of the form "<anything>/usr/bin/<isa>/ztest".
 741                  * We want to extract <isa> to determine if we should use
 742                  * 32 or 64 bit binaries.
 743                  */
 744                 bin = strstr(cmd, "/usr/bin/");
 745                 ztest = strstr(bin, "/ztest");
 746                 isa = bin + 9;
 747                 isalen = ztest - isa;
 748                 (void) snprintf(zo->zo_alt_ztest, sizeof (zo->zo_alt_ztest),
 749                     "%s/usr/bin/%.*s/ztest", realaltdir, isalen, isa);
 750                 (void) snprintf(zo->zo_alt_libpath, sizeof (zo->zo_alt_libpath),
 751                     "%s/usr/lib/%.*s", realaltdir, isalen, isa);
 752
 753                 if (0 != access(zo->zo_alt_ztest, X_OK)) {
 754                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 755                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate ztest: %s",
 756                             zo->zo_alt_ztest);
 757                 } else if (0 != access(zo->zo_alt_libpath, X_OK)) {
 758                         ztest_dump_core = B_FALSE;
 759                         fatal(B_TRUE, "invalid alternate lib directory %s",
 760                             zo->zo_alt_libpath);
 761                 }
 762
 763                 umem_free(cmd, MAXPATHLEN);
 764                 umem_free(realaltdir, MAXPATHLEN);
 765         }
 766 }
 767
 768 static void
 769 ztest_kill(ztest_shared_t *zs)
 770 {
 771         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(ztest_spa));
 772         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(ztest_spa));
 773
 774         /*
 775          * Before we kill off ztest, make sure that the config is updated.
 776          * See comment above spa_config_sync().
 777          */
 778         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
 779         spa_config_sync(ztest_spa, B_FALSE, B_FALSE);
 780         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
 781
 782         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
 783         (void) kill(getpid(), SIGKILL);
 784 }
 785
 786 static uint64_t
 787 ztest_random(uint64_t range)
 788 {
 789         uint64_t r;
 790
 791         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
 792
 793         if (range == 0)
 794                 return (0);
 795
 796         if (read(ztest_fd_rand, &r, sizeof (r)) != sizeof (r))
 797                 fatal(1, "short read from /dev/urandom");
 798
 799         return (r % range);
 800 }
 801
 802 /* ARGSUSED */
 803 static void
 804 ztest_record_enospc(const char *s)
 805 {
 806         ztest_shared->zs_enospc_count++;
 807 }
 808
 809 static uint64_t
 810 ztest_get_ashift(void)
 811 {
 812         if (ztest_opts.zo_ashift == 0)
 813                 return (SPA_MINBLOCKSHIFT + ztest_random(5));
 814         return (ztest_opts.zo_ashift);
 815 }
 816
 817 static nvlist_t *
 818 make_vdev_file(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift)
 819 {
 820         char pathbuf[MAXPATHLEN];
 821         uint64_t vdev;
 822         nvlist_t *file;
 823
 824         if (ashift == 0)
 825                 ashift = ztest_get_ashift();
 826
 827         if (path == NULL) {
 828                 path = pathbuf;
 829
 830                 if (aux != NULL) {
 831                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_aux;
 832                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 833                             ztest_aux_template, ztest_opts.zo_dir,
 834                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool,
 835                             aux, vdev);
 836                 } else {
 837                         vdev = ztest_shared->zs_vdev_next_leaf++;
 838                         (void) snprintf(path, sizeof (pathbuf),
 839                             ztest_dev_template, ztest_opts.zo_dir,
 840                             pool == NULL ? ztest_opts.zo_pool : pool, vdev);
 841                 }
 842         }
 843
 844         if (size != 0) {
 845                 int fd = open(path, O_RDWR | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
 846                 if (fd == -1)
 847                         fatal(1, "can't open %s", path);
 848                 if (ftruncate(fd, size) != 0)
 849                         fatal(1, "can't ftruncate %s", path);
 850                 (void) close(fd);
 851         }
 852
 853         VERIFY(nvlist_alloc(&file, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 854         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_FILE) == 0);
 855         VERIFY(nvlist_add_string(file, ZPOOL_CONFIG_PATH, path) == 0);
 856         VERIFY(nvlist_add_uint64(file, ZPOOL_CONFIG_ASHIFT, ashift) == 0);
 857
 858         return (file);
 859 }
 860
 861 static nvlist_t *
 862 make_vdev_raidz(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 863     uint64_t ashift, int r)
 864 {
 865         nvlist_t *raidz, **child;
 866         int c;
 867
 868         if (r < 2)
 869                 return (make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift));
 870         child = umem_alloc(r * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 871
 872         for (c = 0; c < r; c++)
 873                 child[c] = make_vdev_file(path, aux, pool, size, ashift);
 874
 875         VERIFY(nvlist_alloc(&raidz, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 876         VERIFY(nvlist_add_string(raidz, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 877             VDEV_TYPE_RAIDZ) == 0);
 878         VERIFY(nvlist_add_uint64(raidz, ZPOOL_CONFIG_NPARITY,
 879             ztest_opts.zo_raidz_parity) == 0);
 880         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(raidz, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 881             child, r) == 0);
 882
 883         for (c = 0; c < r; c++)
 884                 nvlist_free(child[c]);
 885
 886         umem_free(child, r * sizeof (nvlist_t *));
 887
 888         return (raidz);
 889 }
 890
 891 static nvlist_t *
 892 make_vdev_mirror(char *path, char *aux, char *pool, size_t size,
 893     uint64_t ashift, int r, int m)
 894 {
 895         nvlist_t *mirror, **child;
 896         int c;
 897
 898         if (m < 1)
 899                 return (make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r));
 900
 901         child = umem_alloc(m * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 902
 903         for (c = 0; c < m; c++)
 904                 child[c] = make_vdev_raidz(path, aux, pool, size, ashift, r);
 905
 906         VERIFY(nvlist_alloc(&mirror, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 907         VERIFY(nvlist_add_string(mirror, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
 908             VDEV_TYPE_MIRROR) == 0);
 909         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(mirror, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 910             child, m) == 0);
 911
 912         for (c = 0; c < m; c++)
 913                 nvlist_free(child[c]);
 914
 915         umem_free(child, m * sizeof (nvlist_t *));
 916
 917         return (mirror);
 918 }
 919
 920 static nvlist_t *
 921 make_vdev_root(char *path, char *aux, char *pool, size_t size, uint64_t ashift,
 922     int log, int r, int m, int t)
 923 {
 924         nvlist_t *root, **child;
 925         int c;
 926
 927         ASSERT(t > 0);
 928
 929         child = umem_alloc(t * sizeof (nvlist_t *), UMEM_NOFAIL);
 930
 931         for (c = 0; c < t; c++) {
 932                 child[c] = make_vdev_mirror(path, aux, pool, size, ashift,
 933                     r, m);
 934                 VERIFY(nvlist_add_uint64(child[c], ZPOOL_CONFIG_IS_LOG,
 935                     log) == 0);
 936         }
 937
 938         VERIFY(nvlist_alloc(&root, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
 939         VERIFY(nvlist_add_string(root, ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
 940         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(root, aux ? aux : ZPOOL_CONFIG_CHILDREN,
 941             child, t) == 0);
 942
 943         for (c = 0; c < t; c++)
 944                 nvlist_free(child[c]);
 945
 946         umem_free(child, t * sizeof (nvlist_t *));
 947
 948         return (root);
 949 }
 950
 951 /*
 952  * Find a random spa version. Returns back a random spa version in the
 953  * range [initial_version, SPA_VERSION_FEATURES].
 954  */
 955 static uint64_t
 956 ztest_random_spa_version(uint64_t initial_version)
 957 {
 958         uint64_t version = initial_version;
 959
 960         if (version <= SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES) {
 961                 version = version +
 962                     ztest_random(SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES - version + 1);
 963         }
 964
 965         if (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES)
 966                 version = SPA_VERSION_FEATURES;
 967
 968         ASSERT(SPA_VERSION_IS_SUPPORTED(version));
 969         return (version);
 970 }
 971
 972 /*
 973  * Find the largest ashift used
 974  */
 975 static uint64_t
 976 ztest_spa_get_ashift() {
 977         uint64_t i;
 978         uint64_t ashift = SPA_MINBLOCKSHIFT;
 979         vdev_t *rvd = ztest_spa->spa_root_vdev;
 980
 981         for (i = 0; i < rvd->vdev_children; i++) {
 982                 ashift = MAX(ashift, rvd->vdev_child[i]->vdev_ashift);
 983         }
 984         return (ashift);
 985 }
 986
 987 static int
 988 ztest_random_blocksize(void)
 989 {
 990         uint64_t block_shift;
 991         /*
 992          * Choose a block size >= the ashift.
 993          * If the SPA supports new MAXBLOCKSIZE, test up to 1MB blocks.
 994          */
 995         int maxbs = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT;
 996         if (spa_maxblocksize(ztest_spa) == SPA_MAXBLOCKSIZE)
 997                 maxbs = 20;
 998         block_shift = ztest_random(maxbs - ztest_spa_get_ashift() + 1);
 999         return (1 << (SPA_MINBLOCKSHIFT + block_shift));
1000 }
1001
1002 static int
1003 ztest_random_ibshift(void)
1004 {
1005         return (DN_MIN_INDBLKSHIFT +
1006             ztest_random(DN_MAX_INDBLKSHIFT - DN_MIN_INDBLKSHIFT + 1));
1007 }
1008
1009 static uint64_t
1010 ztest_random_vdev_top(spa_t *spa, boolean_t log_ok)
1011 {
1012         uint64_t top;
1013         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
1014         vdev_t *tvd;
1015
1016         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_ALL, RW_READER) != 0);
1017
1018         do {
1019                 top = ztest_random(rvd->vdev_children);
1020                 tvd = rvd->vdev_child[top];
1021         } while (tvd->vdev_ishole || (tvd->vdev_islog && !log_ok) ||
1022             tvd->vdev_mg == NULL || tvd->vdev_mg->mg_class == NULL);
1023
1024         return (top);
1025 }
1026
1027 static uint64_t
1028 ztest_random_dsl_prop(zfs_prop_t prop)
1029 {
1030         uint64_t value;
1031
1032         do {
1033                 value = zfs_prop_random_value(prop, ztest_random(-1ULL));
1034         } while (prop == ZFS_PROP_CHECKSUM && value == ZIO_CHECKSUM_OFF);
1035
1036         return (value);
1037 }
1038
1039 static int
1040 ztest_dsl_prop_set_uint64(char *osname, zfs_prop_t prop, uint64_t value,
1041     boolean_t inherit)
1042 {
1043         const char *propname = zfs_prop_to_name(prop);
1044         const char *valname;
1045         char setpoint[MAXPATHLEN];
1046         uint64_t curval;
1047         int error;
1048
1049         error = dsl_prop_set_int(osname, propname,
1050             (inherit ? ZPROP_SRC_NONE : ZPROP_SRC_LOCAL), value);
1051
1052         if (error == ENOSPC) {
1053                 ztest_record_enospc(FTAG);
1054                 return (error);
1055         }
1056         ASSERT0(error);
1057
1058         VERIFY0(dsl_prop_get_integer(osname, propname, &curval, setpoint));
1059
1060         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
1061                 VERIFY(zfs_prop_index_to_string(prop, curval, &valname) == 0);
1062                 (void) printf("%s %s = %s at '%s'\n",
1063                     osname, propname, valname, setpoint);
1064         }
1065
1066         return (error);
1067 }
1068
1069 static int
1070 ztest_spa_prop_set_uint64(zpool_prop_t prop, uint64_t value)
1071 {
1072         spa_t *spa = ztest_spa;
1073         nvlist_t *props = NULL;
1074         int error;
1075
1076         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
1077         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, zpool_prop_to_name(prop), value) == 0);
1078
1079         error = spa_prop_set(spa, props);
1080
1081         nvlist_free(props);
1082
1083         if (error == ENOSPC) {
1084                 ztest_record_enospc(FTAG);
1085                 return (error);
1086         }
1087         ASSERT0(error);
1088
1089         return (error);
1090 }
1091
1092 static void
1093 ztest_rll_init(rll_t *rll)
1094 {
1095         rll->rll_writer = NULL;
1096         rll->rll_readers = 0;
1097         VERIFY(_mutex_init(&rll->rll_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1098         VERIFY(cond_init(&rll->rll_cv, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1099 }
1100
1101 static void
1102 ztest_rll_destroy(rll_t *rll)
1103 {
1104         ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1105         ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1106         VERIFY(_mutex_destroy(&rll->rll_lock) == 0);
1107         VERIFY(cond_destroy(&rll->rll_cv) == 0);
1108 }
1109
1110 static void
1111 ztest_rll_lock(rll_t *rll, rl_type_t type)
1112 {
1113         VERIFY(mutex_lock(&rll->rll_lock) == 0);
1114
1115         if (type == RL_READER) {
1116                 while (rll->rll_writer != NULL)
1117                         (void) cond_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1118                 rll->rll_readers++;
1119         } else {
1120                 while (rll->rll_writer != NULL || rll->rll_readers)
1121                         (void) cond_wait(&rll->rll_cv, &rll->rll_lock);
1122                 rll->rll_writer = curthread;
1123         }
1124
1125         VERIFY(mutex_unlock(&rll->rll_lock) == 0);
1126 }
1127
1128 static void
1129 ztest_rll_unlock(rll_t *rll)
1130 {
1131         VERIFY(mutex_lock(&rll->rll_lock) == 0);
1132
1133         if (rll->rll_writer) {
1134                 ASSERT(rll->rll_readers == 0);
1135                 rll->rll_writer = NULL;
1136         } else {
1137                 ASSERT(rll->rll_readers != 0);
1138                 ASSERT(rll->rll_writer == NULL);
1139                 rll->rll_readers--;
1140         }
1141
1142         if (rll->rll_writer == NULL && rll->rll_readers == 0)
1143                 VERIFY(cond_broadcast(&rll->rll_cv) == 0);
1144
1145         VERIFY(mutex_unlock(&rll->rll_lock) == 0);
1146 }
1147
1148 static void
1149 ztest_object_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, rl_type_t type)
1150 {
1151         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1152
1153         ztest_rll_lock(rll, type);
1154 }
1155
1156 static void
1157 ztest_object_unlock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
1158 {
1159         rll_t *rll = &zd->zd_object_lock[object & (ZTEST_OBJECT_LOCKS - 1)];
1160
1161         ztest_rll_unlock(rll);
1162 }
1163
1164 static rl_t *
1165 ztest_range_lock(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset,
1166     uint64_t size, rl_type_t type)
1167 {
1168         uint64_t hash = object ^ (offset % (ZTEST_RANGE_LOCKS + 1));
1169         rll_t *rll = &zd->zd_range_lock[hash & (ZTEST_RANGE_LOCKS - 1)];
1170         rl_t *rl;
1171
1172         rl = umem_alloc(sizeof (*rl), UMEM_NOFAIL);
1173         rl->rl_object = object;
1174         rl->rl_offset = offset;
1175         rl->rl_size = size;
1176         rl->rl_lock = rll;
1177
1178         ztest_rll_lock(rll, type);
1179
1180         return (rl);
1181 }
1182
1183 static void
1184 ztest_range_unlock(rl_t *rl)
1185 {
1186         rll_t *rll = rl->rl_lock;
1187
1188         ztest_rll_unlock(rll);
1189
1190         umem_free(rl, sizeof (*rl));
1191 }
1192
1193 static void
1194 ztest_zd_init(ztest_ds_t *zd, ztest_shared_ds_t *szd, objset_t *os)
1195 {
1196         zd->zd_os = os;
1197         zd->zd_zilog = dmu_objset_zil(os);
1198         zd->zd_shared = szd;
1199         dmu_objset_name(os, zd->zd_name);
1200
1201         if (zd->zd_shared != NULL)
1202                 zd->zd_shared->zd_seq = 0;
1203
1204         VERIFY(rwlock_init(&zd->zd_zilog_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1205         VERIFY(_mutex_init(&zd->zd_dirobj_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
1206
1207         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1208                 ztest_rll_init(&zd->zd_object_lock[l]);
1209
1210         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1211                 ztest_rll_init(&zd->zd_range_lock[l]);
1212 }
1213
1214 static void
1215 ztest_zd_fini(ztest_ds_t *zd)
1216 {
1217         VERIFY(_mutex_destroy(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
1218
1219         for (int l = 0; l < ZTEST_OBJECT_LOCKS; l++)
1220                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_object_lock[l]);
1221
1222         for (int l = 0; l < ZTEST_RANGE_LOCKS; l++)
1223                 ztest_rll_destroy(&zd->zd_range_lock[l]);
1224 }
1225
1226 #define TXG_MIGHTWAIT   (ztest_random(10) == 0 ? TXG_NOWAIT : TXG_WAIT)
1227
1228 static uint64_t
1229 ztest_tx_assign(dmu_tx_t *tx, uint64_t txg_how, const char *tag)
1230 {
1231         uint64_t txg;
1232         int error;
1233
1234         /*
1235          * Attempt to assign tx to some transaction group.
1236          */
1237         error = dmu_tx_assign(tx, txg_how);
1238         if (error) {
1239                 if (error == ERESTART) {
1240                         ASSERT(txg_how == TXG_NOWAIT);
1241                         dmu_tx_wait(tx);
1242                 } else {
1243                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
1244                         ztest_record_enospc(tag);
1245                 }
1246                 dmu_tx_abort(tx);
1247                 return (0);
1248         }
1249         txg = dmu_tx_get_txg(tx);
1250         ASSERT(txg != 0);
1251         return (txg);
1252 }
1253
1254 static void
1255 ztest_pattern_set(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1256 {
1257         uint64_t *ip = buf;
1258         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1259
1260         while (ip < ip_end)
1261                 *ip++ = value;
1262 }
1263
1264 static boolean_t
1265 ztest_pattern_match(void *buf, uint64_t size, uint64_t value)
1266 {
1267         uint64_t *ip = buf;
1268         uint64_t *ip_end = (uint64_t *)((uintptr_t)buf + (uintptr_t)size);
1269         uint64_t diff = 0;
1270
1271         while (ip < ip_end)
1272                 diff |= (value - *ip++);
1273
1274         return (diff == 0);
1275 }
1276
1277 static void
1278 ztest_bt_generate(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1279     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1280 {
1281         bt->bt_magic = BT_MAGIC;
1282         bt->bt_objset = dmu_objset_id(os);
1283         bt->bt_object = object;
1284         bt->bt_offset = offset;
1285         bt->bt_gen = gen;
1286         bt->bt_txg = txg;
1287         bt->bt_crtxg = crtxg;
1288 }
1289
1290 static void
1291 ztest_bt_verify(ztest_block_tag_t *bt, objset_t *os, uint64_t object,
1292     uint64_t offset, uint64_t gen, uint64_t txg, uint64_t crtxg)
1293 {
1294         ASSERT3U(bt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1295         ASSERT3U(bt->bt_objset, ==, dmu_objset_id(os));
1296         ASSERT3U(bt->bt_object, ==, object);
1297         ASSERT3U(bt->bt_offset, ==, offset);
1298         ASSERT3U(bt->bt_gen, <=, gen);
1299         ASSERT3U(bt->bt_txg, <=, txg);
1300         ASSERT3U(bt->bt_crtxg, ==, crtxg);
1301 }
1302
1303 static ztest_block_tag_t *
1304 ztest_bt_bonus(dmu_buf_t *db)
1305 {
1306         dmu_object_info_t doi;
1307         ztest_block_tag_t *bt;
1308
1309         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1310         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, <=, db->db_size);
1311         ASSERT3U(doi.doi_bonus_size, >=, sizeof (*bt));
1312         bt = (void *)((char *)db->db_data + doi.doi_bonus_size - sizeof (*bt));
1313
1314         return (bt);
1315 }
1316
1317 /*
1318  * ZIL logging ops
1319  */
1320
1321 #define lrz_type        lr_mode
1322 #define lrz_blocksize   lr_uid
1323 #define lrz_ibshift     lr_gid
1324 #define lrz_bonustype   lr_rdev
1325 #define lrz_bonuslen    lr_crtime[1]
1326
1327 static void
1328 ztest_log_create(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_create_t *lr)
1329 {
1330         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1331         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1332         itx_t *itx;
1333
1334         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1335                 return;
1336
1337         itx = zil_itx_create(TX_CREATE, sizeof (*lr) + namesize);
1338         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1339             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1340
1341         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1342 }
1343
1344 static void
1345 ztest_log_remove(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_remove_t *lr, uint64_t object)
1346 {
1347         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1348         size_t namesize = strlen(name) + 1;
1349         itx_t *itx;
1350
1351         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1352                 return;
1353
1354         itx = zil_itx_create(TX_REMOVE, sizeof (*lr) + namesize);
1355         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1356             sizeof (*lr) + namesize - sizeof (lr_t));
1357
1358         itx->itx_oid = object;
1359         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1360 }
1361
1362 static void
1363 ztest_log_write(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_write_t *lr)
1364 {
1365         itx_t *itx;
1366         itx_wr_state_t write_state = ztest_random(WR_NUM_STATES);
1367
1368         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1369                 return;
1370
1371         if (lr->lr_length > ZIL_MAX_LOG_DATA)
1372                 write_state = WR_INDIRECT;
1373
1374         itx = zil_itx_create(TX_WRITE,
1375             sizeof (*lr) + (write_state == WR_COPIED ? lr->lr_length : 0));
1376
1377         if (write_state == WR_COPIED &&
1378             dmu_read(zd->zd_os, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1379             ((lr_write_t *)&itx->itx_lr) + 1, DMU_READ_NO_PREFETCH) != 0) {
1380                 zil_itx_destroy(itx);
1381                 itx = zil_itx_create(TX_WRITE, sizeof (*lr));
1382                 write_state = WR_NEED_COPY;
1383         }
1384         itx->itx_private = zd;
1385         itx->itx_wr_state = write_state;
1386         itx->itx_sync = (ztest_random(8) == 0);
1387         itx->itx_sod += (write_state == WR_NEED_COPY ? lr->lr_length : 0);
1388
1389         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1390             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1391
1392         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1393 }
1394
1395 static void
1396 ztest_log_truncate(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_truncate_t *lr)
1397 {
1398         itx_t *itx;
1399
1400         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1401                 return;
1402
1403         itx = zil_itx_create(TX_TRUNCATE, sizeof (*lr));
1404         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1405             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1406
1407         itx->itx_sync = B_FALSE;
1408         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1409 }
1410
1411 static void
1412 ztest_log_setattr(ztest_ds_t *zd, dmu_tx_t *tx, lr_setattr_t *lr)
1413 {
1414         itx_t *itx;
1415
1416         if (zil_replaying(zd->zd_zilog, tx))
1417                 return;
1418
1419         itx = zil_itx_create(TX_SETATTR, sizeof (*lr));
1420         bcopy(&lr->lr_common + 1, &itx->itx_lr + 1,
1421             sizeof (*lr) - sizeof (lr_t));
1422
1423         itx->itx_sync = B_FALSE;
1424         zil_itx_assign(zd->zd_zilog, itx, tx);
1425 }
1426
1427 /*
1428  * ZIL replay ops
1429  */
1430 static int
1431 ztest_replay_create(ztest_ds_t *zd, lr_create_t *lr, boolean_t byteswap)
1432 {
1433         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1434         objset_t *os = zd->zd_os;
1435         ztest_block_tag_t *bbt;
1436         dmu_buf_t *db;
1437         dmu_tx_t *tx;
1438         uint64_t txg;
1439         int error = 0;
1440
1441         if (byteswap)
1442                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1443
1444         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1445         ASSERT(name[0] != '\0');
1446
1447         tx = dmu_tx_create(os);
1448
1449         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_TRUE, name);
1450
1451         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1452                 dmu_tx_hold_zap(tx, DMU_NEW_OBJECT, B_TRUE, NULL);
1453         } else {
1454                 dmu_tx_hold_bonus(tx, DMU_NEW_OBJECT);
1455         }
1456
1457         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1458         if (txg == 0)
1459                 return (ENOSPC);
1460
1461         ASSERT(dmu_objset_zil(os)->zl_replay == !!lr->lr_foid);
1462
1463         if (lr->lrz_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1464                 if (lr->lr_foid == 0) {
1465                         lr->lr_foid = zap_create(os,
1466                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1467                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1468                 } else {
1469                         error = zap_create_claim(os, lr->lr_foid,
1470                             lr->lrz_type, lr->lrz_bonustype,
1471                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1472                 }
1473         } else {
1474                 if (lr->lr_foid == 0) {
1475                         lr->lr_foid = dmu_object_alloc(os,
1476                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1477                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1478                 } else {
1479                         error = dmu_object_claim(os, lr->lr_foid,
1480                             lr->lrz_type, 0, lr->lrz_bonustype,
1481                             lr->lrz_bonuslen, tx);
1482                 }
1483         }
1484
1485         if (error) {
1486                 ASSERT3U(error, ==, EEXIST);
1487                 ASSERT(zd->zd_zilog->zl_replay);
1488                 dmu_tx_commit(tx);
1489                 return (error);
1490         }
1491
1492         ASSERT(lr->lr_foid != 0);
1493
1494         if (lr->lrz_type != DMU_OT_ZAP_OTHER)
1495                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_set_blocksize(os, lr->lr_foid,
1496                     lr->lrz_blocksize, lr->lrz_ibshift, tx));
1497
1498         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1499         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1500         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1501         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_gen, txg, txg);
1502         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1503
1504         VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, lr->lr_doid, name, sizeof (uint64_t), 1,
1505             &lr->lr_foid, tx));
1506
1507         (void) ztest_log_create(zd, tx, lr);
1508
1509         dmu_tx_commit(tx);
1510
1511         return (0);
1512 }
1513
1514 static int
1515 ztest_replay_remove(ztest_ds_t *zd, lr_remove_t *lr, boolean_t byteswap)
1516 {
1517         char *name = (void *)(lr + 1);          /* name follows lr */
1518         objset_t *os = zd->zd_os;
1519         dmu_object_info_t doi;
1520         dmu_tx_t *tx;
1521         uint64_t object, txg;
1522
1523         if (byteswap)
1524                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1525
1526         ASSERT(lr->lr_doid == ZTEST_DIROBJ);
1527         ASSERT(name[0] != '\0');
1528
1529         VERIFY3U(0, ==,
1530             zap_lookup(os, lr->lr_doid, name, sizeof (object), 1, &object));
1531         ASSERT(object != 0);
1532
1533         ztest_object_lock(zd, object, RL_WRITER);
1534
1535         VERIFY3U(0, ==, dmu_object_info(os, object, &doi));
1536
1537         tx = dmu_tx_create(os);
1538
1539         dmu_tx_hold_zap(tx, lr->lr_doid, B_FALSE, name);
1540         dmu_tx_hold_free(tx, object, 0, DMU_OBJECT_END);
1541
1542         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1543         if (txg == 0) {
1544                 ztest_object_unlock(zd, object);
1545                 return (ENOSPC);
1546         }
1547
1548         if (doi.doi_type == DMU_OT_ZAP_OTHER) {
1549                 VERIFY3U(0, ==, zap_destroy(os, object, tx));
1550         } else {
1551                 VERIFY3U(0, ==, dmu_object_free(os, object, tx));
1552         }
1553
1554         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, lr->lr_doid, name, tx));
1555
1556         (void) ztest_log_remove(zd, tx, lr, object);
1557
1558         dmu_tx_commit(tx);
1559
1560         ztest_object_unlock(zd, object);
1561
1562         return (0);
1563 }
1564
1565 static int
1566 ztest_replay_write(ztest_ds_t *zd, lr_write_t *lr, boolean_t byteswap)
1567 {
1568         objset_t *os = zd->zd_os;
1569         void *data = lr + 1;                    /* data follows lr */
1570         uint64_t offset, length;
1571         ztest_block_tag_t *bt = data;
1572         ztest_block_tag_t *bbt;
1573         uint64_t gen, txg, lrtxg, crtxg;
1574         dmu_object_info_t doi;
1575         dmu_tx_t *tx;
1576         dmu_buf_t *db;
1577         arc_buf_t *abuf = NULL;
1578         rl_t *rl;
1579
1580         if (byteswap)
1581                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1582
1583         offset = lr->lr_offset;
1584         length = lr->lr_length;
1585
1586         /* If it's a dmu_sync() block, write the whole block */
1587         if (lr->lr_common.lrc_reclen == sizeof (lr_write_t)) {
1588                 uint64_t blocksize = BP_GET_LSIZE(&lr->lr_blkptr);
1589                 if (length < blocksize) {
1590                         offset -= offset % blocksize;
1591                         length = blocksize;
1592                 }
1593         }
1594
1595         if (bt->bt_magic == BSWAP_64(BT_MAGIC))
1596                 byteswap_uint64_array(bt, sizeof (*bt));
1597
1598         if (bt->bt_magic != BT_MAGIC)
1599                 bt = NULL;
1600
1601         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1602         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, offset, length, RL_WRITER);
1603
1604         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1605
1606         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1607
1608         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1609         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1610         gen = bbt->bt_gen;
1611         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1612         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1613
1614         tx = dmu_tx_create(os);
1615
1616         dmu_tx_hold_write(tx, lr->lr_foid, offset, length);
1617
1618         if (ztest_random(8) == 0 && length == doi.doi_data_block_size &&
1619             P2PHASE(offset, length) == 0)
1620                 abuf = dmu_request_arcbuf(db, length);
1621
1622         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1623         if (txg == 0) {
1624                 if (abuf != NULL)
1625                         dmu_return_arcbuf(abuf);
1626                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1627                 ztest_range_unlock(rl);
1628                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1629                 return (ENOSPC);
1630         }
1631
1632         if (bt != NULL) {
1633                 /*
1634                  * Usually, verify the old data before writing new data --
1635                  * but not always, because we also want to verify correct
1636                  * behavior when the data was not recently read into cache.
1637                  */
1638                 ASSERT(offset % doi.doi_data_block_size == 0);
1639                 if (ztest_random(4) != 0) {
1640                         int prefetch = ztest_random(2) ?
1641                             DMU_READ_PREFETCH : DMU_READ_NO_PREFETCH;
1642                         ztest_block_tag_t rbt;
1643
1644                         VERIFY(dmu_read(os, lr->lr_foid, offset,
1645                             sizeof (rbt), &rbt, prefetch) == 0);
1646                         if (rbt.bt_magic == BT_MAGIC) {
1647                                 ztest_bt_verify(&rbt, os, lr->lr_foid,
1648                                     offset, gen, txg, crtxg);
1649                         }
1650                 }
1651
1652                 /*
1653                  * Writes can appear to be newer than the bonus buffer because
1654                  * the ztest_get_data() callback does a dmu_read() of the
1655                  * open-context data, which may be different than the data
1656                  * as it was when the write was generated.
1657                  */
1658                 if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1659                         ztest_bt_verify(bt, os, lr->lr_foid, offset,
1660                             MAX(gen, bt->bt_gen), MAX(txg, lrtxg),
1661                             bt->bt_crtxg);
1662                 }
1663
1664                 /*
1665                  * Set the bt's gen/txg to the bonus buffer's gen/txg
1666                  * so that all of the usual ASSERTs will work.
1667                  */
1668                 ztest_bt_generate(bt, os, lr->lr_foid, offset, gen, txg, crtxg);
1669         }
1670
1671         if (abuf == NULL) {
1672                 dmu_write(os, lr->lr_foid, offset, length, data, tx);
1673         } else {
1674                 bcopy(data, abuf->b_data, length);
1675                 dmu_assign_arcbuf(db, offset, abuf, tx);
1676         }
1677
1678         (void) ztest_log_write(zd, tx, lr);
1679
1680         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1681
1682         dmu_tx_commit(tx);
1683
1684         ztest_range_unlock(rl);
1685         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1686
1687         return (0);
1688 }
1689
1690 static int
1691 ztest_replay_truncate(ztest_ds_t *zd, lr_truncate_t *lr, boolean_t byteswap)
1692 {
1693         objset_t *os = zd->zd_os;
1694         dmu_tx_t *tx;
1695         uint64_t txg;
1696         rl_t *rl;
1697
1698         if (byteswap)
1699                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1700
1701         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_READER);
1702         rl = ztest_range_lock(zd, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length,
1703             RL_WRITER);
1704
1705         tx = dmu_tx_create(os);
1706
1707         dmu_tx_hold_free(tx, lr->lr_foid, lr->lr_offset, lr->lr_length);
1708
1709         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1710         if (txg == 0) {
1711                 ztest_range_unlock(rl);
1712                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1713                 return (ENOSPC);
1714         }
1715
1716         VERIFY(dmu_free_range(os, lr->lr_foid, lr->lr_offset,
1717             lr->lr_length, tx) == 0);
1718
1719         (void) ztest_log_truncate(zd, tx, lr);
1720
1721         dmu_tx_commit(tx);
1722
1723         ztest_range_unlock(rl);
1724         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1725
1726         return (0);
1727 }
1728
1729 static int
1730 ztest_replay_setattr(ztest_ds_t *zd, lr_setattr_t *lr, boolean_t byteswap)
1731 {
1732         objset_t *os = zd->zd_os;
1733         dmu_tx_t *tx;
1734         dmu_buf_t *db;
1735         ztest_block_tag_t *bbt;
1736         uint64_t txg, lrtxg, crtxg;
1737
1738         if (byteswap)
1739                 byteswap_uint64_array(lr, sizeof (*lr));
1740
1741         ztest_object_lock(zd, lr->lr_foid, RL_WRITER);
1742
1743         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, lr->lr_foid, FTAG, &db));
1744
1745         tx = dmu_tx_create(os);
1746         dmu_tx_hold_bonus(tx, lr->lr_foid);
1747
1748         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
1749         if (txg == 0) {
1750                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1751                 ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1752                 return (ENOSPC);
1753         }
1754
1755         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1756         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1757         crtxg = bbt->bt_crtxg;
1758         lrtxg = lr->lr_common.lrc_txg;
1759
1760         if (zd->zd_zilog->zl_replay) {
1761                 ASSERT(lr->lr_size != 0);
1762                 ASSERT(lr->lr_mode != 0);
1763                 ASSERT(lrtxg != 0);
1764         } else {
1765                 /*
1766                  * Randomly change the size and increment the generation.
1767                  */
1768                 lr->lr_size = (ztest_random(db->db_size / sizeof (*bbt)) + 1) *
1769                     sizeof (*bbt);
1770                 lr->lr_mode = bbt->bt_gen + 1;
1771                 ASSERT(lrtxg == 0);
1772         }
1773
1774         /*
1775          * Verify that the current bonus buffer is not newer than our txg.
1776          */
1777         ztest_bt_verify(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode,
1778             MAX(txg, lrtxg), crtxg);
1779
1780         dmu_buf_will_dirty(db, tx);
1781
1782         ASSERT3U(lr->lr_size, >=, sizeof (*bbt));
1783         ASSERT3U(lr->lr_size, <=, db->db_size);
1784         VERIFY0(dmu_set_bonus(db, lr->lr_size, tx));
1785         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1786
1787         ztest_bt_generate(bbt, os, lr->lr_foid, -1ULL, lr->lr_mode, txg, crtxg);
1788
1789         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1790
1791         (void) ztest_log_setattr(zd, tx, lr);
1792
1793         dmu_tx_commit(tx);
1794
1795         ztest_object_unlock(zd, lr->lr_foid);
1796
1797         return (0);
1798 }
1799
1800 zil_replay_func_t *ztest_replay_vector[TX_MAX_TYPE] = {
1801         NULL,                   /* 0 no such transaction type */
1802         ztest_replay_create,    /* TX_CREATE */
1803         NULL,                   /* TX_MKDIR */
1804         NULL,                   /* TX_MKXATTR */
1805         NULL,                   /* TX_SYMLINK */
1806         ztest_replay_remove,    /* TX_REMOVE */
1807         NULL,                   /* TX_RMDIR */
1808         NULL,                   /* TX_LINK */
1809         NULL,                   /* TX_RENAME */
1810         ztest_replay_write,     /* TX_WRITE */
1811         ztest_replay_truncate,  /* TX_TRUNCATE */
1812         ztest_replay_setattr,   /* TX_SETATTR */
1813         NULL,                   /* TX_ACL */
1814         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL */
1815         NULL,                   /* TX_CREATE_ATTR */
1816         NULL,                   /* TX_CREATE_ACL_ATTR */
1817         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL */
1818         NULL,                   /* TX_MKDIR_ATTR */
1819         NULL,                   /* TX_MKDIR_ACL_ATTR */
1820         NULL,                   /* TX_WRITE2 */
1821 };
1822
1823 /*
1824  * ZIL get_data callbacks
1825  */
1826
1827 static void
1828 ztest_get_done(zgd_t *zgd, int error)
1829 {
1830         ztest_ds_t *zd = zgd->zgd_private;
1831         uint64_t object = zgd->zgd_rl->rl_object;
1832
1833         if (zgd->zgd_db)
1834                 dmu_buf_rele(zgd->zgd_db, zgd);
1835
1836         ztest_range_unlock(zgd->zgd_rl);
1837         ztest_object_unlock(zd, object);
1838
1839         if (error == 0 && zgd->zgd_bp)
1840                 zil_add_block(zgd->zgd_zilog, zgd->zgd_bp);
1841
1842         umem_free(zgd, sizeof (*zgd));
1843 }
1844
1845 static int
1846 ztest_get_data(void *arg, lr_write_t *lr, char *buf, zio_t *zio)
1847 {
1848         ztest_ds_t *zd = arg;
1849         objset_t *os = zd->zd_os;
1850         uint64_t object = lr->lr_foid;
1851         uint64_t offset = lr->lr_offset;
1852         uint64_t size = lr->lr_length;
1853         blkptr_t *bp = &lr->lr_blkptr;
1854         uint64_t txg = lr->lr_common.lrc_txg;
1855         uint64_t crtxg;
1856         dmu_object_info_t doi;
1857         dmu_buf_t *db;
1858         zgd_t *zgd;
1859         int error;
1860
1861         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
1862         error = dmu_bonus_hold(os, object, FTAG, &db);
1863         if (error) {
1864                 ztest_object_unlock(zd, object);
1865                 return (error);
1866         }
1867
1868         crtxg = ztest_bt_bonus(db)->bt_crtxg;
1869
1870         if (crtxg == 0 || crtxg > txg) {
1871                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
1872                 ztest_object_unlock(zd, object);
1873                 return (ENOENT);
1874         }
1875
1876         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1877         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1878         db = NULL;
1879
1880         zgd = umem_zalloc(sizeof (*zgd), UMEM_NOFAIL);
1881         zgd->zgd_zilog = zd->zd_zilog;
1882         zgd->zgd_private = zd;
1883
1884         if (buf != NULL) {      /* immediate write */
1885                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1886                     RL_READER);
1887
1888                 error = dmu_read(os, object, offset, size, buf,
1889                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1890                 ASSERT(error == 0);
1891         } else {
1892                 size = doi.doi_data_block_size;
1893                 if (ISP2(size)) {
1894                         offset = P2ALIGN(offset, size);
1895                 } else {
1896                         ASSERT(offset < size);
1897                         offset = 0;
1898                 }
1899
1900                 zgd->zgd_rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size,
1901                     RL_READER);
1902
1903                 error = dmu_buf_hold(os, object, offset, zgd, &db,
1904                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
1905
1906                 if (error == 0) {
1907                         blkptr_t *obp = dmu_buf_get_blkptr(db);
1908                         if (obp) {
1909                                 ASSERT(BP_IS_HOLE(bp));
1910                                 *bp = *obp;
1911                         }
1912
1913                         zgd->zgd_db = db;
1914                         zgd->zgd_bp = bp;
1915
1916                         ASSERT(db->db_offset == offset);
1917                         ASSERT(db->db_size == size);
1918
1919                         error = dmu_sync(zio, lr->lr_common.lrc_txg,
1920                             ztest_get_done, zgd);
1921
1922                         if (error == 0)
1923                                 return (0);
1924                 }
1925         }
1926
1927         ztest_get_done(zgd, error);
1928
1929         return (error);
1930 }
1931
1932 static void *
1933 ztest_lr_alloc(size_t lrsize, char *name)
1934 {
1935         char *lr;
1936         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1937
1938         lr = umem_zalloc(lrsize + namesize, UMEM_NOFAIL);
1939
1940         if (name)
1941                 bcopy(name, lr + lrsize, namesize);
1942
1943         return (lr);
1944 }
1945
1946 void
1947 ztest_lr_free(void *lr, size_t lrsize, char *name)
1948 {
1949         size_t namesize = name ? strlen(name) + 1 : 0;
1950
1951         umem_free(lr, lrsize + namesize);
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Lookup a bunch of objects.  Returns the number of objects not found.
1956  */
1957 static int
1958 ztest_lookup(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
1959 {
1960         int missing = 0;
1961         int error;
1962
1963         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
1964
1965         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
1966                 od->od_object = 0;
1967                 error = zap_lookup(zd->zd_os, od->od_dir, od->od_name,
1968                     sizeof (uint64_t), 1, &od->od_object);
1969                 if (error) {
1970                         ASSERT(error == ENOENT);
1971                         ASSERT(od->od_object == 0);
1972                         missing++;
1973                 } else {
1974                         dmu_buf_t *db;
1975                         ztest_block_tag_t *bbt;
1976                         dmu_object_info_t doi;
1977
1978                         ASSERT(od->od_object != 0);
1979                         ASSERT(missing == 0);   /* there should be no gaps */
1980
1981                         ztest_object_lock(zd, od->od_object, RL_READER);
1982                         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(zd->zd_os,
1983                             od->od_object, FTAG, &db));
1984                         dmu_object_info_from_db(db, &doi);
1985                         bbt = ztest_bt_bonus(db);
1986                         ASSERT3U(bbt->bt_magic, ==, BT_MAGIC);
1987                         od->od_type = doi.doi_type;
1988                         od->od_blocksize = doi.doi_data_block_size;
1989                         od->od_gen = bbt->bt_gen;
1990                         dmu_buf_rele(db, FTAG);
1991                         ztest_object_unlock(zd, od->od_object);
1992                 }
1993         }
1994
1995         return (missing);
1996 }
1997
1998 static int
1999 ztest_create(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2000 {
2001         int missing = 0;
2002
2003         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2004
2005         for (int i = 0; i < count; i++, od++) {
2006                 if (missing) {
2007                         od->od_object = 0;
2008                         missing++;
2009                         continue;
2010                 }
2011
2012                 lr_create_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2013
2014                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2015                 lr->lr_foid = 0;        /* 0 to allocate, > 0 to claim */
2016                 lr->lrz_type = od->od_crtype;
2017                 lr->lrz_blocksize = od->od_crblocksize;
2018                 lr->lrz_ibshift = ztest_random_ibshift();
2019                 lr->lrz_bonustype = DMU_OT_UINT64_OTHER;
2020                 lr->lrz_bonuslen = dmu_bonus_max();
2021                 lr->lr_gen = od->od_crgen;
2022                 lr->lr_crtime[0] = time(NULL);
2023
2024                 if (ztest_replay_create(zd, lr, B_FALSE) != 0) {
2025                         ASSERT(missing == 0);
2026                         od->od_object = 0;
2027                         missing++;
2028                 } else {
2029                         od->od_object = lr->lr_foid;
2030                         od->od_type = od->od_crtype;
2031                         od->od_blocksize = od->od_crblocksize;
2032                         od->od_gen = od->od_crgen;
2033                         ASSERT(od->od_object != 0);
2034                 }
2035
2036                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2037         }
2038
2039         return (missing);
2040 }
2041
2042 static int
2043 ztest_remove(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, int count)
2044 {
2045         int missing = 0;
2046         int error;
2047
2048         ASSERT(_mutex_held(&zd->zd_dirobj_lock));
2049
2050         od += count - 1;
2051
2052         for (int i = count - 1; i >= 0; i--, od--) {
2053                 if (missing) {
2054                         missing++;
2055                         continue;
2056                 }
2057
2058                 /*
2059                  * No object was found.
2060                  */
2061                 if (od->od_object == 0)
2062                         continue;
2063
2064                 lr_remove_t *lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), od->od_name);
2065
2066                 lr->lr_doid = od->od_dir;
2067
2068                 if ((error = ztest_replay_remove(zd, lr, B_FALSE)) != 0) {
2069                         ASSERT3U(error, ==, ENOSPC);
2070                         missing++;
2071                 } else {
2072                         od->od_object = 0;
2073                 }
2074                 ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), od->od_name);
2075         }
2076
2077         return (missing);
2078 }
2079
2080 static int
2081 ztest_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size,
2082     void *data)
2083 {
2084         lr_write_t *lr;
2085         int error;
2086
2087         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr) + size, NULL);
2088
2089         lr->lr_foid = object;
2090         lr->lr_offset = offset;
2091         lr->lr_length = size;
2092         lr->lr_blkoff = 0;
2093         BP_ZERO(&lr->lr_blkptr);
2094
2095         bcopy(data, lr + 1, size);
2096
2097         error = ztest_replay_write(zd, lr, B_FALSE);
2098
2099         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr) + size, NULL);
2100
2101         return (error);
2102 }
2103
2104 static int
2105 ztest_truncate(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2106 {
2107         lr_truncate_t *lr;
2108         int error;
2109
2110         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2111
2112         lr->lr_foid = object;
2113         lr->lr_offset = offset;
2114         lr->lr_length = size;
2115
2116         error = ztest_replay_truncate(zd, lr, B_FALSE);
2117
2118         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2119
2120         return (error);
2121 }
2122
2123 static int
2124 ztest_setattr(ztest_ds_t *zd, uint64_t object)
2125 {
2126         lr_setattr_t *lr;
2127         int error;
2128
2129         lr = ztest_lr_alloc(sizeof (*lr), NULL);
2130
2131         lr->lr_foid = object;
2132         lr->lr_size = 0;
2133         lr->lr_mode = 0;
2134
2135         error = ztest_replay_setattr(zd, lr, B_FALSE);
2136
2137         ztest_lr_free(lr, sizeof (*lr), NULL);
2138
2139         return (error);
2140 }
2141
2142 static void
2143 ztest_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset, uint64_t size)
2144 {
2145         objset_t *os = zd->zd_os;
2146         dmu_tx_t *tx;
2147         uint64_t txg;
2148         rl_t *rl;
2149
2150         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
2151
2152         ztest_object_lock(zd, object, RL_READER);
2153         rl = ztest_range_lock(zd, object, offset, size, RL_WRITER);
2154
2155         tx = dmu_tx_create(os);
2156
2157         dmu_tx_hold_write(tx, object, offset, size);
2158
2159         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
2160
2161         if (txg != 0) {
2162                 dmu_prealloc(os, object, offset, size, tx);
2163                 dmu_tx_commit(tx);
2164                 txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), txg);
2165         } else {
2166                 (void) dmu_free_long_range(os, object, offset, size);
2167         }
2168
2169         ztest_range_unlock(rl);
2170         ztest_object_unlock(zd, object);
2171 }
2172
2173 static void
2174 ztest_io(ztest_ds_t *zd, uint64_t object, uint64_t offset)
2175 {
2176         int err;
2177         ztest_block_tag_t wbt;
2178         dmu_object_info_t doi;
2179         enum ztest_io_type io_type;
2180         uint64_t blocksize;
2181         void *data;
2182
2183         VERIFY(dmu_object_info(zd->zd_os, object, &doi) == 0);
2184         blocksize = doi.doi_data_block_size;
2185         data = umem_alloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
2186
2187         /*
2188          * Pick an i/o type at random, biased toward writing block tags.
2189          */
2190         io_type = ztest_random(ZTEST_IO_TYPES);
2191         if (ztest_random(2) == 0)
2192                 io_type = ZTEST_IO_WRITE_TAG;
2193
2194         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2195
2196         switch (io_type) {
2197
2198         case ZTEST_IO_WRITE_TAG:
2199                 ztest_bt_generate(&wbt, zd->zd_os, object, offset, 0, 0, 0);
2200                 (void) ztest_write(zd, object, offset, sizeof (wbt), &wbt);
2201                 break;
2202
2203         case ZTEST_IO_WRITE_PATTERN:
2204                 (void) memset(data, 'a' + (object + offset) % 5, blocksize);
2205                 if (ztest_random(2) == 0) {
2206                         /*
2207                          * Induce fletcher2 collisions to ensure that
2208                          * zio_ddt_collision() detects and resolves them
2209                          * when using fletcher2-verify for deduplication.
2210                          */
2211                         ((uint64_t *)data)[0] ^= 1ULL << 63;
2212                         ((uint64_t *)data)[4] ^= 1ULL << 63;
2213                 }
2214                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2215                 break;
2216
2217         case ZTEST_IO_WRITE_ZEROES:
2218                 bzero(data, blocksize);
2219                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2220                 break;
2221
2222         case ZTEST_IO_TRUNCATE:
2223                 (void) ztest_truncate(zd, object, offset, blocksize);
2224                 break;
2225
2226         case ZTEST_IO_SETATTR:
2227                 (void) ztest_setattr(zd, object);
2228                 break;
2229
2230         case ZTEST_IO_REWRITE:
2231                 (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2232                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2233                     ZFS_PROP_CHECKSUM, spa_dedup_checksum(ztest_spa),
2234                     B_FALSE);
2235                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2236                 err = ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name,
2237                     ZFS_PROP_COMPRESSION,
2238                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION),
2239                     B_FALSE);
2240                 VERIFY(err == 0 || err == ENOSPC);
2241                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2242
2243                 VERIFY0(dmu_read(zd->zd_os, object, offset, blocksize, data,
2244                     DMU_READ_NO_PREFETCH));
2245
2246                 (void) ztest_write(zd, object, offset, blocksize, data);
2247                 break;
2248         }
2249
2250         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2251
2252         umem_free(data, blocksize);
2253 }
2254
2255 /*
2256  * Initialize an object description template.
2257  */
2258 static void
2259 ztest_od_init(ztest_od_t *od, uint64_t id, char *tag, uint64_t index,
2260     dmu_object_type_t type, uint64_t blocksize, uint64_t gen)
2261 {
2262         od->od_dir = ZTEST_DIROBJ;
2263         od->od_object = 0;
2264
2265         od->od_crtype = type;
2266         od->od_crblocksize = blocksize ? blocksize : ztest_random_blocksize();
2267         od->od_crgen = gen;
2268
2269         od->od_type = DMU_OT_NONE;
2270         od->od_blocksize = 0;
2271         od->od_gen = 0;
2272
2273         (void) snprintf(od->od_name, sizeof (od->od_name), "%s(%lld)[%llu]",
2274             tag, (int64_t)id, index);
2275 }
2276
2277 /*
2278  * Lookup or create the objects for a test using the od template.
2279  * If the objects do not all exist, or if 'remove' is specified,
2280  * remove any existing objects and create new ones.  Otherwise,
2281  * use the existing objects.
2282  */
2283 static int
2284 ztest_object_init(ztest_ds_t *zd, ztest_od_t *od, size_t size, boolean_t remove)
2285 {
2286         int count = size / sizeof (*od);
2287         int rv = 0;
2288
2289         VERIFY(mutex_lock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2290         if ((ztest_lookup(zd, od, count) != 0 || remove) &&
2291             (ztest_remove(zd, od, count) != 0 ||
2292             ztest_create(zd, od, count) != 0))
2293                 rv = -1;
2294         zd->zd_od = od;
2295         VERIFY(mutex_unlock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2296
2297         return (rv);
2298 }
2299
2300 /* ARGSUSED */
2301 void
2302 ztest_zil_commit(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2303 {
2304         zilog_t *zilog = zd->zd_zilog;
2305
2306         (void) rw_rdlock(&zd->zd_zilog_lock);
2307
2308         zil_commit(zilog, ztest_random(ZTEST_OBJECTS));
2309
2310         /*
2311          * Remember the committed values in zd, which is in parent/child
2312          * shared memory.  If we die, the next iteration of ztest_run()
2313          * will verify that the log really does contain this record.
2314          */
2315         mutex_enter(&zilog->zl_lock);
2316         ASSERT(zd->zd_shared != NULL);
2317         ASSERT3U(zd->zd_shared->zd_seq, <=, zilog->zl_commit_lr_seq);
2318         zd->zd_shared->zd_seq = zilog->zl_commit_lr_seq;
2319         mutex_exit(&zilog->zl_lock);
2320
2321         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2322 }
2323
2324 /*
2325  * This function is designed to simulate the operations that occur during a
2326  * mount/unmount operation.  We hold the dataset across these operations in an
2327  * attempt to expose any implicit assumptions about ZIL management.
2328  */
2329 /* ARGSUSED */
2330 void
2331 ztest_zil_remount(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2332 {
2333         objset_t *os = zd->zd_os;
2334
2335         /*
2336          * We grab the zd_dirobj_lock to ensure that no other thread is
2337          * updating the zil (i.e. adding in-memory log records) and the
2338          * zd_zilog_lock to block any I/O.
2339          */
2340         VERIFY0(mutex_lock(&zd->zd_dirobj_lock));
2341         (void) rw_wrlock(&zd->zd_zilog_lock);
2342
2343         /* zfsvfs_teardown() */
2344         zil_close(zd->zd_zilog);
2345
2346         /* zfsvfs_setup() */
2347         VERIFY(zil_open(os, ztest_get_data) == zd->zd_zilog);
2348         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
2349
2350         (void) rw_unlock(&zd->zd_zilog_lock);
2351         VERIFY(mutex_unlock(&zd->zd_dirobj_lock) == 0);
2352 }
2353
2354 /*
2355  * Verify that we can't destroy an active pool, create an existing pool,
2356  * or create a pool with a bad vdev spec.
2357  */
2358 /* ARGSUSED */
2359 void
2360 ztest_spa_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2361 {
2362         ztest_shared_opts_t *zo = &ztest_opts;
2363         spa_t *spa;
2364         nvlist_t *nvroot;
2365
2366         /*
2367          * Attempt to create using a bad file.
2368          */
2369         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2370         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2371             spa_create("ztest_bad_file", nvroot, NULL, NULL));
2372         nvlist_free(nvroot);
2373
2374         /*
2375          * Attempt to create using a bad mirror.
2376          */
2377         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2, 1);
2378         VERIFY3U(ENOENT, ==,
2379             spa_create("ztest_bad_mirror", nvroot, NULL, NULL));
2380         nvlist_free(nvroot);
2381
2382         /*
2383          * Attempt to create an existing pool.  It shouldn't matter
2384          * what's in the nvroot; we should fail with EEXIST.
2385          */
2386         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
2387         nvroot = make_vdev_root("/dev/bogus", NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 0, 1);
2388         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_create(zo->zo_pool, nvroot, NULL, NULL));
2389         nvlist_free(nvroot);
2390         VERIFY3U(0, ==, spa_open(zo->zo_pool, &spa, FTAG));
2391         VERIFY3U(EBUSY, ==, spa_destroy(zo->zo_pool));
2392         spa_close(spa, FTAG);
2393
2394         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2395 }
2396
2397 /* ARGSUSED */
2398 void
2399 ztest_spa_upgrade(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2400 {
2401         spa_t *spa;
2402         uint64_t initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2403         uint64_t version, newversion;
2404         nvlist_t *nvroot, *props;
2405         char *name;
2406
2407         VERIFY0(mutex_lock(&ztest_vdev_lock));
2408         name = kmem_asprintf("%s_upgrade", ztest_opts.zo_pool);
2409
2410         /*
2411          * Clean up from previous runs.
2412          */
2413         (void) spa_destroy(name);
2414
2415         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, name, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2416             0, ztest_opts.zo_raidz, ztest_opts.zo_mirrors, 1);
2417
2418         /*
2419          * If we're configuring a RAIDZ device then make sure that the
2420          * the initial version is capable of supporting that feature.
2421          */
2422         switch (ztest_opts.zo_raidz_parity) {
2423         case 0:
2424         case 1:
2425                 initial_version = SPA_VERSION_INITIAL;
2426                 break;
2427         case 2:
2428                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ2;
2429                 break;
2430         case 3:
2431                 initial_version = SPA_VERSION_RAIDZ3;
2432                 break;
2433         }
2434
2435         /*
2436          * Create a pool with a spa version that can be upgraded. Pick
2437          * a value between initial_version and SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES.
2438          */
2439         do {
2440                 version = ztest_random_spa_version(initial_version);
2441         } while (version > SPA_VERSION_BEFORE_FEATURES);
2442
2443         props = fnvlist_alloc();
2444         fnvlist_add_uint64(props,
2445             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION), version);
2446         VERIFY0(spa_create(name, nvroot, props, NULL));
2447         fnvlist_free(nvroot);
2448         fnvlist_free(props);
2449
2450         VERIFY0(spa_open(name, &spa, FTAG));
2451         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, version);
2452         newversion = ztest_random_spa_version(version + 1);
2453
2454         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
2455                 (void) printf("upgrading spa version from %llu to %llu\n",
2456                     (u_longlong_t)version, (u_longlong_t)newversion);
2457         }
2458
2459         spa_upgrade(spa, newversion);
2460         VERIFY3U(spa_version(spa), >, version);
2461         VERIFY3U(spa_version(spa), ==, fnvlist_lookup_uint64(spa->spa_config,
2462             zpool_prop_to_name(ZPOOL_PROP_VERSION)));
2463         spa_close(spa, FTAG);
2464
2465         strfree(name);
2466         VERIFY0(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock));
2467 }
2468
2469 static vdev_t *
2470 vdev_lookup_by_path(vdev_t *vd, const char *path)
2471 {
2472         vdev_t *mvd;
2473
2474         if (vd->vdev_path != NULL && strcmp(path, vd->vdev_path) == 0)
2475                 return (vd);
2476
2477         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
2478                 if ((mvd = vdev_lookup_by_path(vd->vdev_child[c], path)) !=
2479                     NULL)
2480                         return (mvd);
2481
2482         return (NULL);
2483 }
2484
2485 /*
2486  * Find the first available hole which can be used as a top-level.
2487  */
2488 int
2489 find_vdev_hole(spa_t *spa)
2490 {
2491         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2492         int c;
2493
2494         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_VDEV, RW_READER) == SCL_VDEV);
2495
2496         for (c = 0; c < rvd->vdev_children; c++) {
2497                 vdev_t *cvd = rvd->vdev_child[c];
2498
2499                 if (cvd->vdev_ishole)
2500                         break;
2501         }
2502         return (c);
2503 }
2504
2505 /*
2506  * Verify that vdev_add() works as expected.
2507  */
2508 /* ARGSUSED */
2509 void
2510 ztest_vdev_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2511 {
2512         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2513         spa_t *spa = ztest_spa;
2514         uint64_t leaves;
2515         uint64_t guid;
2516         nvlist_t *nvroot;
2517         int error;
2518
2519         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2520         leaves = MAX(zs->zs_mirrors + zs->zs_splits, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2521
2522         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2523
2524         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = find_vdev_hole(spa) * leaves;
2525
2526         /*
2527          * If we have slogs then remove them 1/4 of the time.
2528          */
2529         if (spa_has_slogs(spa) && ztest_random(4) == 0) {
2530                 /*
2531                  * Grab the guid from the head of the log class rotor.
2532                  */
2533                 guid = spa_log_class(spa)->mc_rotor->mg_vd->vdev_guid;
2534
2535                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2536
2537                 /*
2538                  * We have to grab the zs_name_lock as writer to
2539                  * prevent a race between removing a slog (dmu_objset_find)
2540                  * and destroying a dataset. Removing the slog will
2541                  * grab a reference on the dataset which may cause
2542                  * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
2543                  * leaving the dataset in an inconsistent state.
2544                  */
2545                 VERIFY(rw_wrlock(&ztest_name_lock) == 0);
2546                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2547                 VERIFY(rw_unlock(&ztest_name_lock) == 0);
2548
2549                 if (error && error != EEXIST)
2550                         fatal(0, "spa_vdev_remove() = %d", error);
2551         } else {
2552                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2553
2554                 /*
2555                  * Make 1/4 of the devices be log devices.
2556                  */
2557                 nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL,
2558                     ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
2559                     ztest_random(4) == 0, ztest_opts.zo_raidz,
2560                     zs->zs_mirrors, 1);
2561
2562                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2563                 nvlist_free(nvroot);
2564
2565                 if (error == ENOSPC)
2566                         ztest_record_enospc("spa_vdev_add");
2567                 else if (error != 0)
2568                         fatal(0, "spa_vdev_add() = %d", error);
2569         }
2570
2571         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2572 }
2573
2574 /*
2575  * Verify that adding/removing aux devices (l2arc, hot spare) works as expected.
2576  */
2577 /* ARGSUSED */
2578 void
2579 ztest_vdev_aux_add_remove(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2580 {
2581         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2582         spa_t *spa = ztest_spa;
2583         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2584         spa_aux_vdev_t *sav;
2585         char *aux;
2586         uint64_t guid = 0;
2587         int error;
2588
2589         if (ztest_random(2) == 0) {
2590                 sav = &spa->spa_spares;
2591                 aux = ZPOOL_CONFIG_SPARES;
2592         } else {
2593                 sav = &spa->spa_l2cache;
2594                 aux = ZPOOL_CONFIG_L2CACHE;
2595         }
2596
2597         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2598
2599         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2600
2601         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(4) == 0) {
2602                 /*
2603                  * Pick a random device to remove.
2604                  */
2605                 guid = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)]->vdev_guid;
2606         } else {
2607                 /*
2608                  * Find an unused device we can add.
2609                  */
2610                 zs->zs_vdev_aux = 0;
2611                 for (;;) {
2612                         char path[MAXPATHLEN];
2613                         int c;
2614                         (void) snprintf(path, sizeof (path), ztest_aux_template,
2615                             ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool, aux,
2616                             zs->zs_vdev_aux);
2617                         for (c = 0; c < sav->sav_count; c++)
2618                                 if (strcmp(sav->sav_vdevs[c]->vdev_path,
2619                                     path) == 0)
2620                                         break;
2621                         if (c == sav->sav_count &&
2622                             vdev_lookup_by_path(rvd, path) == NULL)
2623                                 break;
2624                         zs->zs_vdev_aux++;
2625                 }
2626         }
2627
2628         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2629
2630         if (guid == 0) {
2631                 /*
2632                  * Add a new device.
2633                  */
2634                 nvlist_t *nvroot = make_vdev_root(NULL, aux, NULL,
2635                     (ztest_opts.zo_vdev_size * 5) / 4, 0, 0, 0, 0, 1);
2636                 error = spa_vdev_add(spa, nvroot);
2637                 if (error != 0)
2638                         fatal(0, "spa_vdev_add(%p) = %d", nvroot, error);
2639                 nvlist_free(nvroot);
2640         } else {
2641                 /*
2642                  * Remove an existing device.  Sometimes, dirty its
2643                  * vdev state first to make sure we handle removal
2644                  * of devices that have pending state changes.
2645                  */
2646                 if (ztest_random(2) == 0)
2647                         (void) vdev_online(spa, guid, 0, NULL);
2648
2649                 error = spa_vdev_remove(spa, guid, B_FALSE);
2650                 if (error != 0 && error != EBUSY)
2651                         fatal(0, "spa_vdev_remove(%llu) = %d", guid, error);
2652         }
2653
2654         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2655 }
2656
2657 /*
2658  * split a pool if it has mirror tlvdevs
2659  */
2660 /* ARGSUSED */
2661 void
2662 ztest_split_pool(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2663 {
2664         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2665         spa_t *spa = ztest_spa;
2666         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2667         nvlist_t *tree, **child, *config, *split, **schild;
2668         uint_t c, children, schildren = 0, lastlogid = 0;
2669         int error = 0;
2670
2671         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2672
2673         /* ensure we have a useable config; mirrors of raidz aren't supported */
2674         if (zs->zs_mirrors < 3 || ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2675                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2676                 return;
2677         }
2678
2679         /* clean up the old pool, if any */
2680         (void) spa_destroy("splitp");
2681
2682         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2683
2684         /* generate a config from the existing config */
2685         mutex_enter(&spa->spa_props_lock);
2686         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist(spa->spa_config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE,
2687             &tree) == 0);
2688         mutex_exit(&spa->spa_props_lock);
2689
2690         VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(tree, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &child,
2691             &children) == 0);
2692
2693         schild = malloc(rvd->vdev_children * sizeof (nvlist_t *));
2694         for (c = 0; c < children; c++) {
2695                 vdev_t *tvd = rvd->vdev_child[c];
2696                 nvlist_t **mchild;
2697                 uint_t mchildren;
2698
2699                 if (tvd->vdev_islog || tvd->vdev_ops == &vdev_hole_ops) {
2700                         VERIFY(nvlist_alloc(&schild[schildren], NV_UNIQUE_NAME,
2701                             0) == 0);
2702                         VERIFY(nvlist_add_string(schild[schildren],
2703                             ZPOOL_CONFIG_TYPE, VDEV_TYPE_HOLE) == 0);
2704                         VERIFY(nvlist_add_uint64(schild[schildren],
2705                             ZPOOL_CONFIG_IS_HOLE, 1) == 0);
2706                         if (lastlogid == 0)
2707                                 lastlogid = schildren;
2708                         ++schildren;
2709                         continue;
2710                 }
2711                 lastlogid = 0;
2712                 VERIFY(nvlist_lookup_nvlist_array(child[c],
2713                     ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, &mchild, &mchildren) == 0);
2714                 VERIFY(nvlist_dup(mchild[0], &schild[schildren++], 0) == 0);
2715         }
2716
2717         /* OK, create a config that can be used to split */
2718         VERIFY(nvlist_alloc(&split, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2719         VERIFY(nvlist_add_string(split, ZPOOL_CONFIG_TYPE,
2720             VDEV_TYPE_ROOT) == 0);
2721         VERIFY(nvlist_add_nvlist_array(split, ZPOOL_CONFIG_CHILDREN, schild,
2722             lastlogid != 0 ? lastlogid : schildren) == 0);
2723
2724         VERIFY(nvlist_alloc(&config, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
2725         VERIFY(nvlist_add_nvlist(config, ZPOOL_CONFIG_VDEV_TREE, split) == 0);
2726
2727         for (c = 0; c < schildren; c++)
2728                 nvlist_free(schild[c]);
2729         free(schild);
2730         nvlist_free(split);
2731
2732         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2733
2734         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
2735         error = spa_vdev_split_mirror(spa, "splitp", config, NULL, B_FALSE);
2736         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
2737
2738         nvlist_free(config);
2739
2740         if (error == 0) {
2741                 (void) printf("successful split - results:\n");
2742                 mutex_enter(&spa_namespace_lock);
2743                 show_pool_stats(spa);
2744                 show_pool_stats(spa_lookup("splitp"));
2745                 mutex_exit(&spa_namespace_lock);
2746                 ++zs->zs_splits;
2747                 --zs->zs_mirrors;
2748         }
2749         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2750
2751 }
2752
2753 /*
2754  * Verify that we can attach and detach devices.
2755  */
2756 /* ARGSUSED */
2757 void
2758 ztest_vdev_attach_detach(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
2759 {
2760         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
2761         spa_t *spa = ztest_spa;
2762         spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_spares;
2763         vdev_t *rvd = spa->spa_root_vdev;
2764         vdev_t *oldvd, *newvd, *pvd;
2765         nvlist_t *root;
2766         uint64_t leaves;
2767         uint64_t leaf, top;
2768         uint64_t ashift = ztest_get_ashift();
2769         uint64_t oldguid, pguid;
2770         uint64_t oldsize, newsize;
2771         char oldpath[MAXPATHLEN], newpath[MAXPATHLEN];
2772         int replacing;
2773         int oldvd_has_siblings = B_FALSE;
2774         int newvd_is_spare = B_FALSE;
2775         int oldvd_is_log;
2776         int error, expected_error;
2777
2778         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2779         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
2780
2781         spa_config_enter(spa, SCL_VDEV, FTAG, RW_READER);
2782
2783         /*
2784          * Decide whether to do an attach or a replace.
2785          */
2786         replacing = ztest_random(2);
2787
2788         /*
2789          * Pick a random top-level vdev.
2790          */
2791         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
2792
2793         /*
2794          * Pick a random leaf within it.
2795          */
2796         leaf = ztest_random(leaves);
2797
2798         /*
2799          * Locate this vdev.
2800          */
2801         oldvd = rvd->vdev_child[top];
2802         if (zs->zs_mirrors >= 1) {
2803                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_mirror_ops);
2804                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= zs->zs_mirrors);
2805                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf / ztest_opts.zo_raidz];
2806         }
2807         if (ztest_opts.zo_raidz > 1) {
2808                 ASSERT(oldvd->vdev_ops == &vdev_raidz_ops);
2809                 ASSERT(oldvd->vdev_children == ztest_opts.zo_raidz);
2810                 oldvd = oldvd->vdev_child[leaf % ztest_opts.zo_raidz];
2811         }
2812
2813         /*
2814          * If we're already doing an attach or replace, oldvd may be a
2815          * mirror vdev -- in which case, pick a random child.
2816          */
2817         while (oldvd->vdev_children != 0) {
2818                 oldvd_has_siblings = B_TRUE;
2819                 ASSERT(oldvd->vdev_children >= 2);
2820                 oldvd = oldvd->vdev_child[ztest_random(oldvd->vdev_children)];
2821         }
2822
2823         oldguid = oldvd->vdev_guid;
2824         oldsize = vdev_get_min_asize(oldvd);
2825         oldvd_is_log = oldvd->vdev_top->vdev_islog;
2826         (void) strcpy(oldpath, oldvd->vdev_path);
2827         pvd = oldvd->vdev_parent;
2828         pguid = pvd->vdev_guid;
2829
2830         /*
2831          * If oldvd has siblings, then half of the time, detach it.
2832          */
2833         if (oldvd_has_siblings && ztest_random(2) == 0) {
2834                 spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2835                 error = spa_vdev_detach(spa, oldguid, pguid, B_FALSE);
2836                 if (error != 0 && error != ENODEV && error != EBUSY &&
2837                     error != ENOTSUP)
2838                         fatal(0, "detach (%s) returned %d", oldpath, error);
2839                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2840                 return;
2841         }
2842
2843         /*
2844          * For the new vdev, choose with equal probability between the two
2845          * standard paths (ending in either 'a' or 'b') or a random hot spare.
2846          */
2847         if (sav->sav_count != 0 && ztest_random(3) == 0) {
2848                 newvd = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
2849                 newvd_is_spare = B_TRUE;
2850                 (void) strcpy(newpath, newvd->vdev_path);
2851         } else {
2852                 (void) snprintf(newpath, sizeof (newpath), ztest_dev_template,
2853                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
2854                     top * leaves + leaf);
2855                 if (ztest_random(2) == 0)
2856                         newpath[strlen(newpath) - 1] = 'b';
2857                 newvd = vdev_lookup_by_path(rvd, newpath);
2858         }
2859
2860         if (newvd) {
2861                 newsize = vdev_get_min_asize(newvd);
2862         } else {
2863                 /*
2864                  * Make newsize a little bigger or smaller than oldsize.
2865                  * If it's smaller, the attach should fail.
2866                  * If it's larger, and we're doing a replace,
2867                  * we should get dynamic LUN growth when we're done.
2868                  */
2869                 newsize = 10 * oldsize / (9 + ztest_random(3));
2870         }
2871
2872         /*
2873          * If pvd is not a mirror or root, the attach should fail with ENOTSUP,
2874          * unless it's a replace; in that case any non-replacing parent is OK.
2875          *
2876          * If newvd is already part of the pool, it should fail with EBUSY.
2877          *
2878          * If newvd is too small, it should fail with EOVERFLOW.
2879          */
2880         if (pvd->vdev_ops != &vdev_mirror_ops &&
2881             pvd->vdev_ops != &vdev_root_ops && (!replacing ||
2882             pvd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
2883             pvd->vdev_ops == &vdev_spare_ops))
2884                 expected_error = ENOTSUP;
2885         else if (newvd_is_spare && (!replacing || oldvd_is_log))
2886                 expected_error = ENOTSUP;
2887         else if (newvd == oldvd)
2888                 expected_error = replacing ? 0 : EBUSY;
2889         else if (vdev_lookup_by_path(rvd, newpath) != NULL)
2890                 expected_error = EBUSY;
2891         else if (newsize < oldsize)
2892                 expected_error = EOVERFLOW;
2893         else if (ashift > oldvd->vdev_top->vdev_ashift)
2894                 expected_error = EDOM;
2895         else
2896                 expected_error = 0;
2897
2898         spa_config_exit(spa, SCL_VDEV, FTAG);
2899
2900         /*
2901          * Build the nvlist describing newpath.
2902          */
2903         root = make_vdev_root(newpath, NULL, NULL, newvd == NULL ? newsize : 0,
2904             ashift, 0, 0, 0, 1);
2905
2906         error = spa_vdev_attach(spa, oldguid, root, replacing);
2907
2908         nvlist_free(root);
2909
2910         /*
2911          * If our parent was the replacing vdev, but the replace completed,
2912          * then instead of failing with ENOTSUP we may either succeed,
2913          * fail with ENODEV, or fail with EOVERFLOW.
2914          */
2915         if (expected_error == ENOTSUP &&
2916             (error == 0 || error == ENODEV || error == EOVERFLOW))
2917                 expected_error = error;
2918
2919         /*
2920          * If someone grew the LUN, the replacement may be too small.
2921          */
2922         if (error == EOVERFLOW || error == EBUSY)
2923                 expected_error = error;
2924
2925         /* XXX workaround 6690467 */
2926         if (error != expected_error && expected_error != EBUSY) {
2927                 fatal(0, "attach (%s %llu, %s %llu, %d) "
2928                     "returned %d, expected %d",
2929                     oldpath, oldsize, newpath,
2930                     newsize, replacing, error, expected_error);
2931         }
2932
2933         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
2934 }
2935
2936 /*
2937  * Callback function which expands the physical size of the vdev.
2938  */
2939 vdev_t *
2940 grow_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
2941 {
2942         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
2943         size_t *newsize = arg;
2944         size_t fsize;
2945         int fd;
2946
2947         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
2948         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
2949
2950         if ((fd = open(vd->vdev_path, O_RDWR)) == -1)
2951                 return (vd);
2952
2953         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
2954         (void) ftruncate(fd, *newsize);
2955
2956         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
2957                 (void) printf("%s grew from %lu to %lu bytes\n",
2958                     vd->vdev_path, (ulong_t)fsize, (ulong_t)*newsize);
2959         }
2960         (void) close(fd);
2961         return (NULL);
2962 }
2963
2964 /*
2965  * Callback function which expands a given vdev by calling vdev_online().
2966  */
2967 /* ARGSUSED */
2968 vdev_t *
2969 online_vdev(vdev_t *vd, void *arg)
2970 {
2971         spa_t *spa = vd->vdev_spa;
2972         vdev_t *tvd = vd->vdev_top;
2973         uint64_t guid = vd->vdev_guid;
2974         uint64_t generation = spa->spa_config_generation + 1;
2975         vdev_state_t newstate = VDEV_STATE_UNKNOWN;
2976         int error;
2977
2978         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER) == SCL_STATE);
2979         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
2980
2981         /* Calling vdev_online will initialize the new metaslabs */
2982         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
2983         error = vdev_online(spa, guid, ZFS_ONLINE_EXPAND, &newstate);
2984         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
2985
2986         /*
2987          * If vdev_online returned an error or the underlying vdev_open
2988          * failed then we abort the expand. The only way to know that
2989          * vdev_open fails is by checking the returned newstate.
2990          */
2991         if (error || newstate != VDEV_STATE_HEALTHY) {
2992                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
2993                         (void) printf("Unable to expand vdev, state %llu, "
2994                             "error %d\n", (u_longlong_t)newstate, error);
2995                 }
2996                 return (vd);
2997         }
2998         ASSERT3U(newstate, ==, VDEV_STATE_HEALTHY);
2999
3000         /*
3001          * Since we dropped the lock we need to ensure that we're
3002          * still talking to the original vdev. It's possible this
3003          * vdev may have been detached/replaced while we were
3004          * trying to online it.
3005          */
3006         if (generation != spa->spa_config_generation) {
3007                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3008                         (void) printf("vdev configuration has changed, "
3009                             "guid %llu, state %llu, expected gen %llu, "
3010                             "got gen %llu\n",
3011                             (u_longlong_t)guid,
3012                             (u_longlong_t)tvd->vdev_state,
3013                             (u_longlong_t)generation,
3014                             (u_longlong_t)spa->spa_config_generation);
3015                 }
3016                 return (vd);
3017         }
3018         return (NULL);
3019 }
3020
3021 /*
3022  * Traverse the vdev tree calling the supplied function.
3023  * We continue to walk the tree until we either have walked all
3024  * children or we receive a non-NULL return from the callback.
3025  * If a NULL callback is passed, then we just return back the first
3026  * leaf vdev we encounter.
3027  */
3028 vdev_t *
3029 vdev_walk_tree(vdev_t *vd, vdev_t *(*func)(vdev_t *, void *), void *arg)
3030 {
3031         if (vd->vdev_ops->vdev_op_leaf) {
3032                 if (func == NULL)
3033                         return (vd);
3034                 else
3035                         return (func(vd, arg));
3036         }
3037
3038         for (uint_t c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
3039                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
3040                 if ((cvd = vdev_walk_tree(cvd, func, arg)) != NULL)
3041                         return (cvd);
3042         }
3043         return (NULL);
3044 }
3045
3046 /*
3047  * Verify that dynamic LUN growth works as expected.
3048  */
3049 /* ARGSUSED */
3050 void
3051 ztest_vdev_LUN_growth(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3052 {
3053         spa_t *spa = ztest_spa;
3054         vdev_t *vd, *tvd;
3055         metaslab_class_t *mc;
3056         metaslab_group_t *mg;
3057         size_t psize, newsize;
3058         uint64_t top;
3059         uint64_t old_class_space, new_class_space, old_ms_count, new_ms_count;
3060
3061         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3062         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3063
3064         top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
3065
3066         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3067         mg = tvd->vdev_mg;
3068         mc = mg->mg_class;
3069         old_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3070         old_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3071
3072         /*
3073          * Determine the size of the first leaf vdev associated with
3074          * our top-level device.
3075          */
3076         vd = vdev_walk_tree(tvd, NULL, NULL);
3077         ASSERT3P(vd, !=, NULL);
3078         ASSERT(vd->vdev_ops->vdev_op_leaf);
3079
3080         psize = vd->vdev_psize;
3081
3082         /*
3083          * We only try to expand the vdev if it's healthy, less than 4x its
3084          * original size, and it has a valid psize.
3085          */
3086         if (tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY ||
3087             psize == 0 || psize >= 4 * ztest_opts.zo_vdev_size) {
3088                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3089                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3090                 return;
3091         }
3092         ASSERT(psize > 0);
3093         newsize = psize + psize / 8;
3094         ASSERT3U(newsize, >, psize);
3095
3096         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6) {
3097                 (void) printf("Expanding LUN %s from %lu to %lu\n",
3098                     vd->vdev_path, (ulong_t)psize, (ulong_t)newsize);
3099         }
3100
3101         /*
3102          * Growing the vdev is a two step process:
3103          *      1). expand the physical size (i.e. relabel)
3104          *      2). online the vdev to create the new metaslabs
3105          */
3106         if (vdev_walk_tree(tvd, grow_vdev, &newsize) != NULL ||
3107             vdev_walk_tree(tvd, online_vdev, NULL) != NULL ||
3108             tvd->vdev_state != VDEV_STATE_HEALTHY) {
3109                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3110                         (void) printf("Could not expand LUN because "
3111                             "the vdev configuration changed.\n");
3112                 }
3113                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3114                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3115                 return;
3116         }
3117
3118         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3119
3120         /*
3121          * Expanding the LUN will update the config asynchronously,
3122          * thus we must wait for the async thread to complete any
3123          * pending tasks before proceeding.
3124          */
3125         for (;;) {
3126                 boolean_t done;
3127                 mutex_enter(&spa->spa_async_lock);
3128                 done = (spa->spa_async_thread == NULL && !spa->spa_async_tasks);
3129                 mutex_exit(&spa->spa_async_lock);
3130                 if (done)
3131                         break;
3132                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
3133                 (void) poll(NULL, 0, 100);
3134         }
3135
3136         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, spa, RW_READER);
3137
3138         tvd = spa->spa_root_vdev->vdev_child[top];
3139         new_ms_count = tvd->vdev_ms_count;
3140         new_class_space = metaslab_class_get_space(mc);
3141
3142         if (tvd->vdev_mg != mg || mg->mg_class != mc) {
3143                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3144                         (void) printf("Could not verify LUN expansion due to "
3145                             "intervening vdev offline or remove.\n");
3146                 }
3147                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3148                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3149                 return;
3150         }
3151
3152         /*
3153          * Make sure we were able to grow the vdev.
3154          */
3155         if (new_ms_count <= old_ms_count)
3156                 fatal(0, "LUN expansion failed: ms_count %llu <= %llu\n",
3157                     old_ms_count, new_ms_count);
3158
3159         /*
3160          * Make sure we were able to grow the pool.
3161          */
3162         if (new_class_space <= old_class_space)
3163                 fatal(0, "LUN expansion failed: class_space %llu <= %llu\n",
3164                     old_class_space, new_class_space);
3165
3166         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5) {
3167                 char oldnumbuf[6], newnumbuf[6];
3168
3169                 nicenum(old_class_space, oldnumbuf);
3170                 nicenum(new_class_space, newnumbuf);
3171                 (void) printf("%s grew from %s to %s\n",
3172                     spa->spa_name, oldnumbuf, newnumbuf);
3173         }
3174
3175         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, spa);
3176         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
3177 }
3178
3179 /*
3180  * Verify that dmu_objset_{create,destroy,open,close} work as expected.
3181  */
3182 /* ARGSUSED */
3183 static void
3184 ztest_objset_create_cb(objset_t *os, void *arg, cred_t *cr, dmu_tx_t *tx)
3185 {
3186         /*
3187          * Create the objects common to all ztest datasets.
3188          */
3189         VERIFY(zap_create_claim(os, ZTEST_DIROBJ,
3190             DMU_OT_ZAP_OTHER, DMU_OT_NONE, 0, tx) == 0);
3191 }
3192
3193 static int
3194 ztest_dataset_create(char *dsname)
3195 {
3196         uint64_t zilset = ztest_random(100);
3197         int err = dmu_objset_create(dsname, DMU_OST_OTHER, 0,
3198             ztest_objset_create_cb, NULL);
3199
3200         if (err || zilset < 80)
3201                 return (err);
3202
3203         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
3204                 (void) printf("Setting dataset %s to sync always\n", dsname);
3205         return (ztest_dsl_prop_set_uint64(dsname, ZFS_PROP_SYNC,
3206             ZFS_SYNC_ALWAYS, B_FALSE));
3207 }
3208
3209 /* ARGSUSED */
3210 static int
3211 ztest_objset_destroy_cb(const char *name, void *arg)
3212 {
3213         objset_t *os;
3214         dmu_object_info_t doi;
3215         int error;
3216
3217         /*
3218          * Verify that the dataset contains a directory object.
3219          */
3220         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE, FTAG, &os));
3221         error = dmu_object_info(os, ZTEST_DIROBJ, &doi);
3222         if (error != ENOENT) {
3223                 /* We could have crashed in the middle of destroying it */
3224                 ASSERT0(error);
3225                 ASSERT3U(doi.doi_type, ==, DMU_OT_ZAP_OTHER);
3226                 ASSERT3S(doi.doi_physical_blocks_512, >=, 0);
3227         }
3228         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3229
3230         /*
3231          * Destroy the dataset.
3232          */
3233         if (strchr(name, '@') != NULL) {
3234                 VERIFY0(dsl_destroy_snapshot(name, B_FALSE));
3235         } else {
3236                 VERIFY0(dsl_destroy_head(name));
3237         }
3238         return (0);
3239 }
3240
3241 static boolean_t
3242 ztest_snapshot_create(char *osname, uint64_t id)
3243 {
3244         char snapname[MAXNAMELEN];
3245         int error;
3246
3247         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "%llu", (u_longlong_t)id);
3248
3249         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
3250         if (error == ENOSPC) {
3251                 ztest_record_enospc(FTAG);
3252                 return (B_FALSE);
3253         }
3254         if (error != 0 && error != EEXIST) {
3255                 fatal(0, "ztest_snapshot_create(%s@%s) = %d", osname,
3256                     snapname, error);
3257         }
3258         return (B_TRUE);
3259 }
3260
3261 static boolean_t
3262 ztest_snapshot_destroy(char *osname, uint64_t id)
3263 {
3264         char snapname[MAXNAMELEN];
3265         int error;
3266
3267         (void) snprintf(snapname, MAXNAMELEN, "%s@%llu", osname,
3268             (u_longlong_t)id);
3269
3270         error = dsl_destroy_snapshot(snapname, B_FALSE);
3271         if (error != 0 && error != ENOENT)
3272                 fatal(0, "ztest_snapshot_destroy(%s) = %d", snapname, error);
3273         return (B_TRUE);
3274 }
3275
3276 /* ARGSUSED */
3277 void
3278 ztest_dmu_objset_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3279 {
3280         ztest_ds_t zdtmp;
3281         int iters;
3282         int error;
3283         objset_t *os, *os2;
3284         char name[MAXNAMELEN];
3285         zilog_t *zilog;
3286
3287         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3288
3289         (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s/temp_%llu",
3290             ztest_opts.zo_pool, (u_longlong_t)id);
3291
3292         /*
3293          * If this dataset exists from a previous run, process its replay log
3294          * half of the time.  If we don't replay it, then dmu_objset_destroy()
3295          * (invoked from ztest_objset_destroy_cb()) should just throw it away.
3296          */
3297         if (ztest_random(2) == 0 &&
3298             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os) == 0) {
3299                 ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3300                 zil_replay(os, &zdtmp, ztest_replay_vector);
3301                 ztest_zd_fini(&zdtmp);
3302                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3303         }
3304
3305         /*
3306          * There may be an old instance of the dataset we're about to
3307          * create lying around from a previous run.  If so, destroy it
3308          * and all of its snapshots.
3309          */
3310         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
3311             DS_FIND_CHILDREN | DS_FIND_SNAPSHOTS);
3312
3313         /*
3314          * Verify that the destroyed dataset is no longer in the namespace.
3315          */
3316         VERIFY3U(ENOENT, ==, dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_TRUE,
3317             FTAG, &os));
3318
3319         /*
3320          * Verify that we can create a new dataset.
3321          */
3322         error = ztest_dataset_create(name);
3323         if (error) {
3324                 if (error == ENOSPC) {
3325                         ztest_record_enospc(FTAG);
3326                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3327                         return;
3328                 }
3329                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", name, error);
3330         }
3331
3332         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os));
3333
3334         ztest_zd_init(&zdtmp, NULL, os);
3335
3336         /*
3337          * Open the intent log for it.
3338          */
3339         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
3340
3341         /*
3342          * Put some objects in there, do a little I/O to them,
3343          * and randomly take a couple of snapshots along the way.
3344          */
3345         iters = ztest_random(5);
3346         for (int i = 0; i < iters; i++) {
3347                 ztest_dmu_object_alloc_free(&zdtmp, id);
3348                 if (ztest_random(iters) == 0)
3349                         (void) ztest_snapshot_create(name, i);
3350         }
3351
3352         /*
3353          * Verify that we cannot create an existing dataset.
3354          */
3355         VERIFY3U(EEXIST, ==,
3356             dmu_objset_create(name, DMU_OST_OTHER, 0, NULL, NULL));
3357
3358         /*
3359          * Verify that we can hold an objset that is also owned.
3360          */
3361         VERIFY3U(0, ==, dmu_objset_hold(name, FTAG, &os2));
3362         dmu_objset_rele(os2, FTAG);
3363
3364         /*
3365          * Verify that we cannot own an objset that is already owned.
3366          */
3367         VERIFY3U(EBUSY, ==,
3368             dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, FTAG, &os2));
3369
3370         zil_close(zilog);
3371         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3372         ztest_zd_fini(&zdtmp);
3373
3374         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3375 }
3376
3377 /*
3378  * Verify that dmu_snapshot_{create,destroy,open,close} work as expected.
3379  */
3380 void
3381 ztest_dmu_snapshot_create_destroy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3382 {
3383         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3384         (void) ztest_snapshot_destroy(zd->zd_name, id);
3385         (void) ztest_snapshot_create(zd->zd_name, id);
3386         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3387 }
3388
3389 /*
3390  * Cleanup non-standard snapshots and clones.
3391  */
3392 void
3393 ztest_dsl_dataset_cleanup(char *osname, uint64_t id)
3394 {
3395         char snap1name[MAXNAMELEN];
3396         char clone1name[MAXNAMELEN];
3397         char snap2name[MAXNAMELEN];
3398         char clone2name[MAXNAMELEN];
3399         char snap3name[MAXNAMELEN];
3400         int error;
3401
3402         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu", osname, id);
3403         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu", osname, id);
3404         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3405         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu", osname, id);
3406         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3407
3408         error = dsl_destroy_head(clone2name);
3409         if (error && error != ENOENT)
3410                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone2name, error);
3411         error = dsl_destroy_snapshot(snap3name, B_FALSE);
3412         if (error && error != ENOENT)
3413                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3414         error = dsl_destroy_snapshot(snap2name, B_FALSE);
3415         if (error && error != ENOENT)
3416                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3417         error = dsl_destroy_head(clone1name);
3418         if (error && error != ENOENT)
3419                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clone1name, error);
3420         error = dsl_destroy_snapshot(snap1name, B_FALSE);
3421         if (error && error != ENOENT)
3422                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3423 }
3424
3425 /*
3426  * Verify dsl_dataset_promote handles EBUSY
3427  */
3428 void
3429 ztest_dsl_dataset_promote_busy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3430 {
3431         objset_t *os;
3432         char snap1name[MAXNAMELEN];
3433         char clone1name[MAXNAMELEN];
3434         char snap2name[MAXNAMELEN];
3435         char clone2name[MAXNAMELEN];
3436         char snap3name[MAXNAMELEN];
3437         char *osname = zd->zd_name;
3438         int error;
3439
3440         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
3441
3442         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3443
3444         (void) snprintf(snap1name, MAXNAMELEN, "%s@s1_%llu", osname, id);
3445         (void) snprintf(clone1name, MAXNAMELEN, "%s/c1_%llu", osname, id);
3446         (void) snprintf(snap2name, MAXNAMELEN, "%s@s2_%llu", clone1name, id);
3447         (void) snprintf(clone2name, MAXNAMELEN, "%s/c2_%llu", osname, id);
3448         (void) snprintf(snap3name, MAXNAMELEN, "%s@s3_%llu", clone1name, id);
3449
3450         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, strchr(snap1name, '@') + 1);
3451         if (error && error != EEXIST) {
3452                 if (error == ENOSPC) {
3453                         ztest_record_enospc(FTAG);
3454                         goto out;
3455                 }
3456                 fatal(0, "dmu_take_snapshot(%s) = %d", snap1name, error);
3457         }
3458
3459         error = dmu_objset_clone(clone1name, snap1name);
3460         if (error) {
3461                 if (error == ENOSPC) {
3462                         ztest_record_enospc(FTAG);
3463                         goto out;
3464                 }
3465                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone1name, error);
3466         }
3467
3468         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap2name, '@') + 1);
3469         if (error && error != EEXIST) {
3470                 if (error == ENOSPC) {
3471                         ztest_record_enospc(FTAG);
3472                         goto out;
3473                 }
3474                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap2name, error);
3475         }
3476
3477         error = dmu_objset_snapshot_one(clone1name, strchr(snap3name, '@') + 1);
3478         if (error && error != EEXIST) {
3479                 if (error == ENOSPC) {
3480                         ztest_record_enospc(FTAG);
3481                         goto out;
3482                 }
3483                 fatal(0, "dmu_open_snapshot(%s) = %d", snap3name, error);
3484         }
3485
3486         error = dmu_objset_clone(clone2name, snap3name);
3487         if (error) {
3488                 if (error == ENOSPC) {
3489                         ztest_record_enospc(FTAG);
3490                         goto out;
3491                 }
3492                 fatal(0, "dmu_objset_create(%s) = %d", clone2name, error);
3493         }
3494
3495         error = dmu_objset_own(snap2name, DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os);
3496         if (error)
3497                 fatal(0, "dmu_objset_own(%s) = %d", snap2name, error);
3498         error = dsl_dataset_promote(clone2name, NULL);
3499         if (error == ENOSPC) {
3500                 dmu_objset_disown(os, FTAG);
3501                 ztest_record_enospc(FTAG);
3502                 goto out;
3503         }
3504         if (error != EBUSY)
3505                 fatal(0, "dsl_dataset_promote(%s), %d, not EBUSY", clone2name,
3506                     error);
3507         dmu_objset_disown(os, FTAG);
3508
3509 out:
3510         ztest_dsl_dataset_cleanup(osname, id);
3511
3512         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
3513 }
3514
3515 /*
3516  * Verify that dmu_object_{alloc,free} work as expected.
3517  */
3518 void
3519 ztest_dmu_object_alloc_free(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3520 {
3521         ztest_od_t od[4];
3522         int batchsize = sizeof (od) / sizeof (od[0]);
3523
3524         for (int b = 0; b < batchsize; b++)
3525                 ztest_od_init(&od[b], id, FTAG, b, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
3526
3527         /*
3528          * Destroy the previous batch of objects, create a new batch,
3529          * and do some I/O on the new objects.
3530          */
3531         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_TRUE) != 0)
3532                 return;
3533
3534         while (ztest_random(4 * batchsize) != 0)
3535                 ztest_io(zd, od[ztest_random(batchsize)].od_object,
3536                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
3537 }
3538
3539 /*
3540  * Verify that dmu_{read,write} work as expected.
3541  */
3542 void
3543 ztest_dmu_read_write(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3544 {
3545         objset_t *os = zd->zd_os;
3546         ztest_od_t od[2];
3547         dmu_tx_t *tx;
3548         int i, freeit, error;
3549         uint64_t n, s, txg;
3550         bufwad_t *packbuf, *bigbuf, *pack, *bigH, *bigT;
3551         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3552         uint64_t chunksize = (1000 + ztest_random(1000)) * sizeof (uint64_t);
3553         uint64_t regions = 997;
3554         uint64_t stride = 123456789ULL;
3555         uint64_t width = 40;
3556         int free_percent = 5;
3557
3558         /*
3559          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3560          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3561          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3562          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3563          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3564          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3565          *
3566          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3567          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3568          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3569          *
3570          * The chunk size is arbitrary. It doesn't have to be a power of two,
3571          * and it doesn't have any relation to the object blocksize.
3572          * The only requirement is that it can hold at least two bufwads.
3573          *
3574          * Normally, we write the bufwad to each of these locations.
3575          * However, free_percent of the time we instead write zeroes to
3576          * packobj and perform a dmu_free_range() on bigobj.  By comparing
3577          * bigobj to packobj, we can verify that the DMU is correctly
3578          * tracking which parts of an object are allocated and free,
3579          * and that the contents of the allocated blocks are correct.
3580          */
3581
3582         /*
3583          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3584          */
3585         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3586         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3587
3588         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
3589                 return;
3590
3591         bigobj = od[0].od_object;
3592         packobj = od[1].od_object;
3593         chunksize = od[0].od_gen;
3594         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3595
3596         /*
3597          * Prefetch a random chunk of the big object.
3598          * Our aim here is to get some async reads in flight
3599          * for blocks that we may free below; the DMU should
3600          * handle this race correctly.
3601          */
3602         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3603         s = 1 + ztest_random(2 * width - 1);
3604         dmu_prefetch(os, bigobj, n * chunksize, s * chunksize);
3605
3606         /*
3607          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3608          */
3609         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3610         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3611
3612         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3613         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3614
3615         bigoff = n * chunksize;
3616         bigsize = s * chunksize;
3617
3618         packbuf = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3619         bigbuf = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3620
3621         /*
3622          * free_percent of the time, free a range of bigobj rather than
3623          * overwriting it.
3624          */
3625         freeit = (ztest_random(100) < free_percent);
3626
3627         /*
3628          * Read the current contents of our objects.
3629          */
3630         error = dmu_read(os, packobj, packoff, packsize, packbuf,
3631             DMU_READ_PREFETCH);
3632         ASSERT0(error);
3633         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf,
3634             DMU_READ_PREFETCH);
3635         ASSERT0(error);
3636
3637         /*
3638          * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3639          */
3640         tx = dmu_tx_create(os);
3641
3642         dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3643
3644         if (freeit)
3645                 dmu_tx_hold_free(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3646         else
3647                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3648
3649         /* This accounts for setting the checksum/compression. */
3650         dmu_tx_hold_bonus(tx, bigobj);
3651
3652         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3653         if (txg == 0) {
3654                 umem_free(packbuf, packsize);
3655                 umem_free(bigbuf, bigsize);
3656                 return;
3657         }
3658
3659         enum zio_checksum cksum;
3660         do {
3661                 cksum = (enum zio_checksum)
3662                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_CHECKSUM);
3663         } while (cksum >= ZIO_CHECKSUM_LEGACY_FUNCTIONS);
3664         dmu_object_set_checksum(os, bigobj, cksum, tx);
3665
3666         enum zio_compress comp;
3667         do {
3668                 comp = (enum zio_compress)
3669                     ztest_random_dsl_prop(ZFS_PROP_COMPRESSION);
3670         } while (comp >= ZIO_COMPRESS_LEGACY_FUNCTIONS);
3671         dmu_object_set_compress(os, bigobj, comp, tx);
3672
3673         /*
3674          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3675          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3676          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3677          * with the new values we want to write out.
3678          */
3679         for (i = 0; i < s; i++) {
3680                 /* LINTED */
3681                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3682                 /* LINTED */
3683                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3684                 /* LINTED */
3685                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3686
3687                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3688                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3689
3690                 if (pack->bw_txg > txg)
3691                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3692                             pack->bw_txg, txg);
3693
3694                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3695                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3696                             pack->bw_index, n, i);
3697
3698                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3699                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3700
3701                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3702                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3703
3704                 if (freeit) {
3705                         bzero(pack, sizeof (bufwad_t));
3706                 } else {
3707                         pack->bw_index = n + i;
3708                         pack->bw_txg = txg;
3709                         pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3710                 }
3711                 *bigH = *pack;
3712                 *bigT = *pack;
3713         }
3714
3715         /*
3716          * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3717          * Now write them out.
3718          */
3719         dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3720
3721         if (freeit) {
3722                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3723                         (void) printf("freeing offset %llx size %llx"
3724                             " txg %llx\n",
3725                             (u_longlong_t)bigoff,
3726                             (u_longlong_t)bigsize,
3727                             (u_longlong_t)txg);
3728                 }
3729                 VERIFY(0 == dmu_free_range(os, bigobj, bigoff, bigsize, tx));
3730         } else {
3731                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3732                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3733                             " txg %llx\n",
3734                             (u_longlong_t)bigoff,
3735                             (u_longlong_t)bigsize,
3736                             (u_longlong_t)txg);
3737                 }
3738                 dmu_write(os, bigobj, bigoff, bigsize, bigbuf, tx);
3739         }
3740
3741         dmu_tx_commit(tx);
3742
3743         /*
3744          * Sanity check the stuff we just wrote.
3745          */
3746         {
3747                 void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3748                 void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3749
3750                 VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
3751                     packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3752                 VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
3753                     bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
3754
3755                 ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
3756                 ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
3757
3758                 umem_free(packcheck, packsize);
3759                 umem_free(bigcheck, bigsize);
3760         }
3761
3762         umem_free(packbuf, packsize);
3763         umem_free(bigbuf, bigsize);
3764 }
3765
3766 void
3767 compare_and_update_pbbufs(uint64_t s, bufwad_t *packbuf, bufwad_t *bigbuf,
3768     uint64_t bigsize, uint64_t n, uint64_t chunksize, uint64_t txg)
3769 {
3770         uint64_t i;
3771         bufwad_t *pack;
3772         bufwad_t *bigH;
3773         bufwad_t *bigT;
3774
3775         /*
3776          * For each index from n to n + s, verify that the existing bufwad
3777          * in packobj matches the bufwads at the head and tail of the
3778          * corresponding chunk in bigobj.  Then update all three bufwads
3779          * with the new values we want to write out.
3780          */
3781         for (i = 0; i < s; i++) {
3782                 /* LINTED */
3783                 pack = (bufwad_t *)((char *)packbuf + i * sizeof (bufwad_t));
3784                 /* LINTED */
3785                 bigH = (bufwad_t *)((char *)bigbuf + i * chunksize);
3786                 /* LINTED */
3787                 bigT = (bufwad_t *)((char *)bigH + chunksize) - 1;
3788
3789                 ASSERT((uintptr_t)bigH - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3790                 ASSERT((uintptr_t)bigT - (uintptr_t)bigbuf < bigsize);
3791
3792                 if (pack->bw_txg > txg)
3793                         fatal(0, "future leak: got %llx, open txg is %llx",
3794                             pack->bw_txg, txg);
3795
3796                 if (pack->bw_data != 0 && pack->bw_index != n + i)
3797                         fatal(0, "wrong index: got %llx, wanted %llx+%llx",
3798                             pack->bw_index, n, i);
3799
3800                 if (bcmp(pack, bigH, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3801                         fatal(0, "pack/bigH mismatch in %p/%p", pack, bigH);
3802
3803                 if (bcmp(pack, bigT, sizeof (bufwad_t)) != 0)
3804                         fatal(0, "pack/bigT mismatch in %p/%p", pack, bigT);
3805
3806                 pack->bw_index = n + i;
3807                 pack->bw_txg = txg;
3808                 pack->bw_data = 1 + ztest_random(-2ULL);
3809
3810                 *bigH = *pack;
3811                 *bigT = *pack;
3812         }
3813 }
3814
3815 void
3816 ztest_dmu_read_write_zcopy(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
3817 {
3818         objset_t *os = zd->zd_os;
3819         ztest_od_t od[2];
3820         dmu_tx_t *tx;
3821         uint64_t i;
3822         int error;
3823         uint64_t n, s, txg;
3824         bufwad_t *packbuf, *bigbuf;
3825         uint64_t packobj, packoff, packsize, bigobj, bigoff, bigsize;
3826         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
3827         uint64_t chunksize = blocksize;
3828         uint64_t regions = 997;
3829         uint64_t stride = 123456789ULL;
3830         uint64_t width = 9;
3831         dmu_buf_t *bonus_db;
3832         arc_buf_t **bigbuf_arcbufs;
3833         dmu_object_info_t doi;
3834
3835         /*
3836          * This test uses two objects, packobj and bigobj, that are always
3837          * updated together (i.e. in the same tx) so that their contents are
3838          * in sync and can be compared.  Their contents relate to each other
3839          * in a simple way: packobj is a dense array of 'bufwad' structures,
3840          * while bigobj is a sparse array of the same bufwads.  Specifically,
3841          * for any index n, there are three bufwads that should be identical:
3842          *
3843          *      packobj, at offset n * sizeof (bufwad_t)
3844          *      bigobj, at the head of the nth chunk
3845          *      bigobj, at the tail of the nth chunk
3846          *
3847          * The chunk size is set equal to bigobj block size so that
3848          * dmu_assign_arcbuf() can be tested for object updates.
3849          */
3850
3851         /*
3852          * Read the directory info.  If it's the first time, set things up.
3853          */
3854         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
3855         ztest_od_init(&od[1], id, FTAG, 1, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, chunksize);
3856
3857         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
3858                 return;
3859
3860         bigobj = od[0].od_object;
3861         packobj = od[1].od_object;
3862         blocksize = od[0].od_blocksize;
3863         chunksize = blocksize;
3864         ASSERT(chunksize == od[1].od_gen);
3865
3866         VERIFY(dmu_object_info(os, bigobj, &doi) == 0);
3867         VERIFY(ISP2(doi.doi_data_block_size));
3868         VERIFY(chunksize == doi.doi_data_block_size);
3869         VERIFY(chunksize >= 2 * sizeof (bufwad_t));
3870
3871         /*
3872          * Pick a random index and compute the offsets into packobj and bigobj.
3873          */
3874         n = ztest_random(regions) * stride + ztest_random(width);
3875         s = 1 + ztest_random(width - 1);
3876
3877         packoff = n * sizeof (bufwad_t);
3878         packsize = s * sizeof (bufwad_t);
3879
3880         bigoff = n * chunksize;
3881         bigsize = s * chunksize;
3882
3883         packbuf = umem_zalloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
3884         bigbuf = umem_zalloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
3885
3886         VERIFY3U(0, ==, dmu_bonus_hold(os, bigobj, FTAG, &bonus_db));
3887
3888         bigbuf_arcbufs = umem_zalloc(2 * s * sizeof (arc_buf_t *), UMEM_NOFAIL);
3889
3890         /*
3891          * Iteration 0 test zcopy for DB_UNCACHED dbufs.
3892          * Iteration 1 test zcopy to already referenced dbufs.
3893          * Iteration 2 test zcopy to dirty dbuf in the same txg.
3894          * Iteration 3 test zcopy to dbuf dirty in previous txg.
3895          * Iteration 4 test zcopy when dbuf is no longer dirty.
3896          * Iteration 5 test zcopy when it can't be done.
3897          * Iteration 6 one more zcopy write.
3898          */
3899         for (i = 0; i < 7; i++) {
3900                 uint64_t j;
3901                 uint64_t off;
3902
3903                 /*
3904                  * In iteration 5 (i == 5) use arcbufs
3905                  * that don't match bigobj blksz to test
3906                  * dmu_assign_arcbuf() when it can't directly
3907                  * assign an arcbuf to a dbuf.
3908                  */
3909                 for (j = 0; j < s; j++) {
3910                         if (i != 5) {
3911                                 bigbuf_arcbufs[j] =
3912                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize);
3913                         } else {
3914                                 bigbuf_arcbufs[2 * j] =
3915                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
3916                                 bigbuf_arcbufs[2 * j + 1] =
3917                                     dmu_request_arcbuf(bonus_db, chunksize / 2);
3918                         }
3919                 }
3920
3921                 /*
3922                  * Get a tx for the mods to both packobj and bigobj.
3923                  */
3924                 tx = dmu_tx_create(os);
3925
3926                 dmu_tx_hold_write(tx, packobj, packoff, packsize);
3927                 dmu_tx_hold_write(tx, bigobj, bigoff, bigsize);
3928
3929                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
3930                 if (txg == 0) {
3931                         umem_free(packbuf, packsize);
3932                         umem_free(bigbuf, bigsize);
3933                         for (j = 0; j < s; j++) {
3934                                 if (i != 5) {
3935                                         dmu_return_arcbuf(bigbuf_arcbufs[j]);
3936                                 } else {
3937                                         dmu_return_arcbuf(
3938                                             bigbuf_arcbufs[2 * j]);
3939                                         dmu_return_arcbuf(
3940                                             bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]);
3941                                 }
3942                         }
3943                         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
3944                         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
3945                         return;
3946                 }
3947
3948                 /*
3949                  * 50% of the time don't read objects in the 1st iteration to
3950                  * test dmu_assign_arcbuf() for the case when there're no
3951                  * existing dbufs for the specified offsets.
3952                  */
3953                 if (i != 0 || ztest_random(2) != 0) {
3954                         error = dmu_read(os, packobj, packoff,
3955                             packsize, packbuf, DMU_READ_PREFETCH);
3956                         ASSERT0(error);
3957                         error = dmu_read(os, bigobj, bigoff, bigsize,
3958                             bigbuf, DMU_READ_PREFETCH);
3959                         ASSERT0(error);
3960                 }
3961                 compare_and_update_pbbufs(s, packbuf, bigbuf, bigsize,
3962                     n, chunksize, txg);
3963
3964                 /*
3965                  * We've verified all the old bufwads, and made new ones.
3966                  * Now write them out.
3967                  */
3968                 dmu_write(os, packobj, packoff, packsize, packbuf, tx);
3969                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7) {
3970                         (void) printf("writing offset %llx size %llx"
3971                             " txg %llx\n",
3972                             (u_longlong_t)bigoff,
3973                             (u_longlong_t)bigsize,
3974                             (u_longlong_t)txg);
3975                 }
3976                 for (off = bigoff, j = 0; j < s; j++, off += chunksize) {
3977                         dmu_buf_t *dbt;
3978                         if (i != 5) {
3979                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
3980                                     bigbuf_arcbufs[j]->b_data, chunksize);
3981                         } else {
3982                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff),
3983                                     bigbuf_arcbufs[2 * j]->b_data,
3984                                     chunksize / 2);
3985                                 bcopy((caddr_t)bigbuf + (off - bigoff) +
3986                                     chunksize / 2,
3987                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1]->b_data,
3988                                     chunksize / 2);
3989                         }
3990
3991                         if (i == 1) {
3992                                 VERIFY(dmu_buf_hold(os, bigobj, off,
3993                                     FTAG, &dbt, DMU_READ_NO_PREFETCH) == 0);
3994                         }
3995                         if (i != 5) {
3996                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
3997                                     bigbuf_arcbufs[j], tx);
3998                         } else {
3999                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db, off,
4000                                     bigbuf_arcbufs[2 * j], tx);
4001                                 dmu_assign_arcbuf(bonus_db,
4002                                     off + chunksize / 2,
4003                                     bigbuf_arcbufs[2 * j + 1], tx);
4004                         }
4005                         if (i == 1) {
4006                                 dmu_buf_rele(dbt, FTAG);
4007                         }
4008                 }
4009                 dmu_tx_commit(tx);
4010
4011                 /*
4012                  * Sanity check the stuff we just wrote.
4013                  */
4014                 {
4015                         void *packcheck = umem_alloc(packsize, UMEM_NOFAIL);
4016                         void *bigcheck = umem_alloc(bigsize, UMEM_NOFAIL);
4017
4018                         VERIFY(0 == dmu_read(os, packobj, packoff,
4019                             packsize, packcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4020                         VERIFY(0 == dmu_read(os, bigobj, bigoff,
4021                             bigsize, bigcheck, DMU_READ_PREFETCH));
4022
4023                         ASSERT(bcmp(packbuf, packcheck, packsize) == 0);
4024                         ASSERT(bcmp(bigbuf, bigcheck, bigsize) == 0);
4025
4026                         umem_free(packcheck, packsize);
4027                         umem_free(bigcheck, bigsize);
4028                 }
4029                 if (i == 2) {
4030                         txg_wait_open(dmu_objset_pool(os), 0);
4031                 } else if (i == 3) {
4032                         txg_wait_synced(dmu_objset_pool(os), 0);
4033                 }
4034         }
4035
4036         dmu_buf_rele(bonus_db, FTAG);
4037         umem_free(packbuf, packsize);
4038         umem_free(bigbuf, bigsize);
4039         umem_free(bigbuf_arcbufs, 2 * s * sizeof (arc_buf_t *));
4040 }
4041
4042 /* ARGSUSED */
4043 void
4044 ztest_dmu_write_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4045 {
4046         ztest_od_t od[1];
4047         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(20) + 43)) +
4048             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4049
4050         /*
4051          * Have multiple threads write to large offsets in an object
4052          * to verify that parallel writes to an object -- even to the
4053          * same blocks within the object -- doesn't cause any trouble.
4054          */
4055         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4056
4057         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4058                 return;
4059
4060         while (ztest_random(10) != 0)
4061                 ztest_io(zd, od[0].od_object, offset);
4062 }
4063
4064 void
4065 ztest_dmu_prealloc(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4066 {
4067         ztest_od_t od[1];
4068         uint64_t offset = (1ULL << (ztest_random(4) + SPA_MAXBLOCKSHIFT)) +
4069             (ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
4070         uint64_t count = ztest_random(20) + 1;
4071         uint64_t blocksize = ztest_random_blocksize();
4072         void *data;
4073
4074         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
4075
4076         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4077                 return;
4078
4079         if (ztest_truncate(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize) != 0)
4080                 return;
4081
4082         ztest_prealloc(zd, od[0].od_object, offset, count * blocksize);
4083
4084         data = umem_zalloc(blocksize, UMEM_NOFAIL);
4085
4086         while (ztest_random(count) != 0) {
4087                 uint64_t randoff = offset + (ztest_random(count) * blocksize);
4088                 if (ztest_write(zd, od[0].od_object, randoff, blocksize,
4089                     data) != 0)
4090                         break;
4091                 while (ztest_random(4) != 0)
4092                         ztest_io(zd, od[0].od_object, randoff);
4093         }
4094
4095         umem_free(data, blocksize);
4096 }
4097
4098 /*
4099  * Verify that zap_{create,destroy,add,remove,update} work as expected.
4100  */
4101 #define ZTEST_ZAP_MIN_INTS      1
4102 #define ZTEST_ZAP_MAX_INTS      4
4103 #define ZTEST_ZAP_MAX_PROPS     1000
4104
4105 void
4106 ztest_zap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4107 {
4108         objset_t *os = zd->zd_os;
4109         ztest_od_t od[1];
4110         uint64_t object;
4111         uint64_t txg, last_txg;
4112         uint64_t value[ZTEST_ZAP_MAX_INTS];
4113         uint64_t zl_ints, zl_intsize, prop;
4114         int i, ints;
4115         dmu_tx_t *tx;
4116         char propname[100], txgname[100];
4117         int error;
4118         char *hc[2] = { "s.acl.h", ".s.open.h.hyLZlg" };
4119
4120         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4121
4122         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4123                 return;
4124
4125         object = od[0].od_object;
4126
4127         /*
4128          * Generate a known hash collision, and verify that
4129          * we can lookup and remove both entries.
4130          */
4131         tx = dmu_tx_create(os);
4132         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4133         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4134         if (txg == 0)
4135                 return;
4136         for (i = 0; i < 2; i++) {
4137                 value[i] = i;
4138                 VERIFY3U(0, ==, zap_add(os, object, hc[i], sizeof (uint64_t),
4139                     1, &value[i], tx));
4140         }
4141         for (i = 0; i < 2; i++) {
4142                 VERIFY3U(EEXIST, ==, zap_add(os, object, hc[i],
4143                     sizeof (uint64_t), 1, &value[i], tx));
4144                 VERIFY3U(0, ==,
4145                     zap_length(os, object, hc[i], &zl_intsize, &zl_ints));
4146                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4147                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4148         }
4149         for (i = 0; i < 2; i++) {
4150                 VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, hc[i], tx));
4151         }
4152         dmu_tx_commit(tx);
4153
4154         /*
4155          * Generate a buch of random entries.
4156          */
4157         ints = MAX(ZTEST_ZAP_MIN_INTS, object % ZTEST_ZAP_MAX_INTS);
4158
4159         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4160         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4161         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4162         bzero(value, sizeof (value));
4163         last_txg = 0;
4164
4165         /*
4166          * If these zap entries already exist, validate their contents.
4167          */
4168         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4169         if (error == 0) {
4170                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4171                 ASSERT3U(zl_ints, ==, 1);
4172
4173                 VERIFY(zap_lookup(os, object, txgname, zl_intsize,
4174                     zl_ints, &last_txg) == 0);
4175
4176                 VERIFY(zap_length(os, object, propname, &zl_intsize,
4177                     &zl_ints) == 0);
4178
4179                 ASSERT3U(zl_intsize, ==, sizeof (uint64_t));
4180                 ASSERT3U(zl_ints, ==, ints);
4181
4182                 VERIFY(zap_lookup(os, object, propname, zl_intsize,
4183                     zl_ints, value) == 0);
4184
4185                 for (i = 0; i < ints; i++) {
4186                         ASSERT3U(value[i], ==, last_txg + object + i);
4187                 }
4188         } else {
4189                 ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4190         }
4191
4192         /*
4193          * Atomically update two entries in our zap object.
4194          * The first is named txg_%llu, and contains the txg
4195          * in which the property was last updated.  The second
4196          * is named prop_%llu, and the nth element of its value
4197          * should be txg + object + n.
4198          */
4199         tx = dmu_tx_create(os);
4200         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4201         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4202         if (txg == 0)
4203                 return;
4204
4205         if (last_txg > txg)
4206                 fatal(0, "zap future leak: old %llu new %llu", last_txg, txg);
4207
4208         for (i = 0; i < ints; i++)
4209                 value[i] = txg + object + i;
4210
4211         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, txgname, sizeof (uint64_t),
4212             1, &txg, tx));
4213         VERIFY3U(0, ==, zap_update(os, object, propname, sizeof (uint64_t),
4214             ints, value, tx));
4215
4216         dmu_tx_commit(tx);
4217
4218         /*
4219          * Remove a random pair of entries.
4220          */
4221         prop = ztest_random(ZTEST_ZAP_MAX_PROPS);
4222         (void) sprintf(propname, "prop_%llu", (u_longlong_t)prop);
4223         (void) sprintf(txgname, "txg_%llu", (u_longlong_t)prop);
4224
4225         error = zap_length(os, object, txgname, &zl_intsize, &zl_ints);
4226
4227         if (error == ENOENT)
4228                 return;
4229
4230         ASSERT0(error);
4231
4232         tx = dmu_tx_create(os);
4233         dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4234         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4235         if (txg == 0)
4236                 return;
4237         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, txgname, tx));
4238         VERIFY3U(0, ==, zap_remove(os, object, propname, tx));
4239         dmu_tx_commit(tx);
4240 }
4241
4242 /*
4243  * Testcase to test the upgrading of a microzap to fatzap.
4244  */
4245 void
4246 ztest_fzap(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4247 {
4248         objset_t *os = zd->zd_os;
4249         ztest_od_t od[1];
4250         uint64_t object, txg;
4251
4252         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4253
4254         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), !ztest_random(2)) != 0)
4255                 return;
4256
4257         object = od[0].od_object;
4258
4259         /*
4260          * Add entries to this ZAP and make sure it spills over
4261          * and gets upgraded to a fatzap. Also, since we are adding
4262          * 2050 entries we should see ptrtbl growth and leaf-block split.
4263          */
4264         for (int i = 0; i < 2050; i++) {
4265                 char name[MAXNAMELEN];
4266                 uint64_t value = i;
4267                 dmu_tx_t *tx;
4268                 int error;
4269
4270                 (void) snprintf(name, sizeof (name), "fzap-%llu-%llu",
4271                     id, value);
4272
4273                 tx = dmu_tx_create(os);
4274                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, name);
4275                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4276                 if (txg == 0)
4277                         return;
4278                 error = zap_add(os, object, name, sizeof (uint64_t), 1,
4279                     &value, tx);
4280                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4281                 dmu_tx_commit(tx);
4282         }
4283 }
4284
4285 /* ARGSUSED */
4286 void
4287 ztest_zap_parallel(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4288 {
4289         objset_t *os = zd->zd_os;
4290         ztest_od_t od[1];
4291         uint64_t txg, object, count, wsize, wc, zl_wsize, zl_wc;
4292         dmu_tx_t *tx;
4293         int i, namelen, error;
4294         int micro = ztest_random(2);
4295         char name[20], string_value[20];
4296         void *data;
4297
4298         ztest_od_init(&od[0], ID_PARALLEL, FTAG, micro, DMU_OT_ZAP_OTHER, 0, 0);
4299
4300         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4301                 return;
4302
4303         object = od[0].od_object;
4304
4305         /*
4306          * Generate a random name of the form 'xxx.....' where each
4307          * x is a random printable character and the dots are dots.
4308          * There are 94 such characters, and the name length goes from
4309          * 6 to 20, so there are 94^3 * 15 = 12,458,760 possible names.
4310          */
4311         namelen = ztest_random(sizeof (name) - 5) + 5 + 1;
4312
4313         for (i = 0; i < 3; i++)
4314                 name[i] = '!' + ztest_random('~' - '!' + 1);
4315         for (; i < namelen - 1; i++)
4316                 name[i] = '.';
4317         name[i] = '\0';
4318
4319         if ((namelen & 1) || micro) {
4320                 wsize = sizeof (txg);
4321                 wc = 1;
4322                 data = &txg;
4323         } else {
4324                 wsize = 1;
4325                 wc = namelen;
4326                 data = string_value;
4327         }
4328
4329         count = -1ULL;
4330         VERIFY0(zap_count(os, object, &count));
4331         ASSERT(count != -1ULL);
4332
4333         /*
4334          * Select an operation: length, lookup, add, update, remove.
4335          */
4336         i = ztest_random(5);
4337
4338         if (i >= 2) {
4339                 tx = dmu_tx_create(os);
4340                 dmu_tx_hold_zap(tx, object, B_TRUE, NULL);
4341                 txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_MIGHTWAIT, FTAG);
4342                 if (txg == 0)
4343                         return;
4344                 bcopy(name, string_value, namelen);
4345         } else {
4346                 tx = NULL;
4347                 txg = 0;
4348                 bzero(string_value, namelen);
4349         }
4350
4351         switch (i) {
4352
4353         case 0:
4354                 error = zap_length(os, object, name, &zl_wsize, &zl_wc);
4355                 if (error == 0) {
4356                         ASSERT3U(wsize, ==, zl_wsize);
4357                         ASSERT3U(wc, ==, zl_wc);
4358                 } else {
4359                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4360                 }
4361                 break;
4362
4363         case 1:
4364                 error = zap_lookup(os, object, name, wsize, wc, data);
4365                 if (error == 0) {
4366                         if (data == string_value &&
4367                             bcmp(name, data, namelen) != 0)
4368                                 fatal(0, "name '%s' != val '%s' len %d",
4369                                     name, data, namelen);
4370                 } else {
4371                         ASSERT3U(error, ==, ENOENT);
4372                 }
4373                 break;
4374
4375         case 2:
4376                 error = zap_add(os, object, name, wsize, wc, data, tx);
4377                 ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
4378                 break;
4379
4380         case 3:
4381                 VERIFY(zap_update(os, object, name, wsize, wc, data, tx) == 0);
4382                 break;
4383
4384         case 4:
4385                 error = zap_remove(os, object, name, tx);
4386                 ASSERT(error == 0 || error == ENOENT);
4387                 break;
4388         }
4389
4390         if (tx != NULL)
4391                 dmu_tx_commit(tx);
4392 }
4393
4394 /*
4395  * Commit callback data.
4396  */
4397 typedef struct ztest_cb_data {
4398         list_node_t             zcd_node;
4399         uint64_t                zcd_txg;
4400         int                     zcd_expected_err;
4401         boolean_t               zcd_added;
4402         boolean_t               zcd_called;
4403         spa_t                   *zcd_spa;
4404 } ztest_cb_data_t;
4405
4406 /* This is the actual commit callback function */
4407 static void
4408 ztest_commit_callback(void *arg, int error)
4409 {
4410         ztest_cb_data_t *data = arg;
4411         uint64_t synced_txg;
4412
4413         VERIFY(data != NULL);
4414         VERIFY3S(data->zcd_expected_err, ==, error);
4415         VERIFY(!data->zcd_called);
4416
4417         synced_txg = spa_last_synced_txg(data->zcd_spa);
4418         if (data->zcd_txg > synced_txg)
4419                 fatal(0, "commit callback of txg %" PRIu64 " called prematurely"
4420                     ", last synced txg = %" PRIu64 "\n", data->zcd_txg,
4421                     synced_txg);
4422
4423         data->zcd_called = B_TRUE;
4424
4425         if (error == ECANCELED) {
4426                 ASSERT0(data->zcd_txg);
4427                 ASSERT(!data->zcd_added);
4428
4429                 /*
4430                  * The private callback data should be destroyed here, but
4431                  * since we are going to check the zcd_called field after
4432                  * dmu_tx_abort(), we will destroy it there.
4433                  */
4434                 return;
4435         }
4436
4437         /* Was this callback added to the global callback list? */
4438         if (!data->zcd_added)
4439                 goto out;
4440
4441         ASSERT3U(data->zcd_txg, !=, 0);
4442
4443         /* Remove our callback from the list */
4444         (void) mutex_lock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4445         list_remove(&zcl.zcl_callbacks, data);
4446         (void) mutex_unlock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4447
4448 out:
4449         umem_free(data, sizeof (ztest_cb_data_t));
4450 }
4451
4452 /* Allocate and initialize callback data structure */
4453 static ztest_cb_data_t *
4454 ztest_create_cb_data(objset_t *os, uint64_t txg)
4455 {
4456         ztest_cb_data_t *cb_data;
4457
4458         cb_data = umem_zalloc(sizeof (ztest_cb_data_t), UMEM_NOFAIL);
4459
4460         cb_data->zcd_txg = txg;
4461         cb_data->zcd_spa = dmu_objset_spa(os);
4462
4463         return (cb_data);
4464 }
4465
4466 /*
4467  * If a number of txgs equal to this threshold have been created after a commit
4468  * callback has been registered but not called, then we assume there is an
4469  * implementation bug.
4470  */
4471 #define ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH    (TXG_CONCURRENT_STATES + 2)
4472
4473 /*
4474  * Commit callback test.
4475  */
4476 void
4477 ztest_dmu_commit_callbacks(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4478 {
4479         objset_t *os = zd->zd_os;
4480         ztest_od_t od[1];
4481         dmu_tx_t *tx;
4482         ztest_cb_data_t *cb_data[3], *tmp_cb;
4483         uint64_t old_txg, txg;
4484         int i, error;
4485
4486         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
4487
4488         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
4489                 return;
4490
4491         tx = dmu_tx_create(os);
4492
4493         cb_data[0] = ztest_create_cb_data(os, 0);
4494         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[0]);
4495
4496         dmu_tx_hold_write(tx, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t));
4497
4498         /* Every once in a while, abort the transaction on purpose */
4499         if (ztest_random(100) == 0)
4500                 error = -1;
4501
4502         if (!error)
4503                 error = dmu_tx_assign(tx, TXG_NOWAIT);
4504
4505         txg = error ? 0 : dmu_tx_get_txg(tx);
4506
4507         cb_data[0]->zcd_txg = txg;
4508         cb_data[1] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4509         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[1]);
4510
4511         if (error) {
4512                 /*
4513                  * It's not a strict requirement to call the registered
4514                  * callbacks from inside dmu_tx_abort(), but that's what
4515                  * it's supposed to happen in the current implementation
4516                  * so we will check for that.
4517                  */
4518                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4519                         cb_data[i]->zcd_expected_err = ECANCELED;
4520                         VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4521                 }
4522
4523                 dmu_tx_abort(tx);
4524
4525                 for (i = 0; i < 2; i++) {
4526                         VERIFY(cb_data[i]->zcd_called);
4527                         umem_free(cb_data[i], sizeof (ztest_cb_data_t));
4528                 }
4529
4530                 return;
4531         }
4532
4533         cb_data[2] = ztest_create_cb_data(os, txg);
4534         dmu_tx_callback_register(tx, ztest_commit_callback, cb_data[2]);
4535
4536         /*
4537          * Read existing data to make sure there isn't a future leak.
4538          */
4539         VERIFY(0 == dmu_read(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t),
4540             &old_txg, DMU_READ_PREFETCH));
4541
4542         if (old_txg > txg)
4543                 fatal(0, "future leak: got %" PRIu64 ", open txg is %" PRIu64,
4544                     old_txg, txg);
4545
4546         dmu_write(os, od[0].od_object, 0, sizeof (uint64_t), &txg, tx);
4547
4548         (void) mutex_lock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4549
4550         /*
4551          * Since commit callbacks don't have any ordering requirement and since
4552          * it is theoretically possible for a commit callback to be called
4553          * after an arbitrary amount of time has elapsed since its txg has been
4554          * synced, it is difficult to reliably determine whether a commit
4555          * callback hasn't been called due to high load or due to a flawed
4556          * implementation.
4557          *
4558          * In practice, we will assume that if after a certain number of txgs a
4559          * commit callback hasn't been called, then most likely there's an
4560          * implementation bug..
4561          */
4562         tmp_cb = list_head(&zcl.zcl_callbacks);
4563         if (tmp_cb != NULL &&
4564             (txg - ZTEST_COMMIT_CALLBACK_THRESH) > tmp_cb->zcd_txg) {
4565                 fatal(0, "Commit callback threshold exceeded, oldest txg: %"
4566                     PRIu64 ", open txg: %" PRIu64 "\n", tmp_cb->zcd_txg, txg);
4567         }
4568
4569         /*
4570          * Let's find the place to insert our callbacks.
4571          *
4572          * Even though the list is ordered by txg, it is possible for the
4573          * insertion point to not be the end because our txg may already be
4574          * quiescing at this point and other callbacks in the open txg
4575          * (from other objsets) may have sneaked in.
4576          */
4577         tmp_cb = list_tail(&zcl.zcl_callbacks);
4578         while (tmp_cb != NULL && tmp_cb->zcd_txg > txg)
4579                 tmp_cb = list_prev(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb);
4580
4581         /* Add the 3 callbacks to the list */
4582         for (i = 0; i < 3; i++) {
4583                 if (tmp_cb == NULL)
4584                         list_insert_head(&zcl.zcl_callbacks, cb_data[i]);
4585                 else
4586                         list_insert_after(&zcl.zcl_callbacks, tmp_cb,
4587                             cb_data[i]);
4588
4589                 cb_data[i]->zcd_added = B_TRUE;
4590                 VERIFY(!cb_data[i]->zcd_called);
4591
4592                 tmp_cb = cb_data[i];
4593         }
4594
4595         (void) mutex_unlock(&zcl.zcl_callbacks_lock);
4596
4597         dmu_tx_commit(tx);
4598 }
4599
4600 /* ARGSUSED */
4601 void
4602 ztest_dsl_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4603 {
4604         zfs_prop_t proplist[] = {
4605                 ZFS_PROP_CHECKSUM,
4606                 ZFS_PROP_COMPRESSION,
4607                 ZFS_PROP_COPIES,
4608                 ZFS_PROP_DEDUP
4609         };
4610
4611         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4612
4613         for (int p = 0; p < sizeof (proplist) / sizeof (proplist[0]); p++)
4614                 (void) ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, proplist[p],
4615                     ztest_random_dsl_prop(proplist[p]), (int)ztest_random(2));
4616
4617         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4618 }
4619
4620 /* ARGSUSED */
4621 void
4622 ztest_spa_prop_get_set(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4623 {
4624         nvlist_t *props = NULL;
4625
4626         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4627
4628         (void) ztest_spa_prop_set_uint64(ZPOOL_PROP_DEDUPDITTO,
4629             ZIO_DEDUPDITTO_MIN + ztest_random(ZIO_DEDUPDITTO_MIN));
4630
4631         VERIFY0(spa_prop_get(ztest_spa, &props));
4632
4633         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
4634                 dump_nvlist(props, 4);
4635
4636         nvlist_free(props);
4637
4638         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4639 }
4640
4641 static int
4642 user_release_one(const char *snapname, const char *holdname)
4643 {
4644         nvlist_t *snaps, *holds;
4645         int error;
4646
4647         snaps = fnvlist_alloc();
4648         holds = fnvlist_alloc();
4649         fnvlist_add_boolean(holds, holdname);
4650         fnvlist_add_nvlist(snaps, snapname, holds);
4651         fnvlist_free(holds);
4652         error = dsl_dataset_user_release(snaps, NULL);
4653         fnvlist_free(snaps);
4654         return (error);
4655 }
4656
4657 /*
4658  * Test snapshot hold/release and deferred destroy.
4659  */
4660 void
4661 ztest_dmu_snapshot_hold(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4662 {
4663         int error;
4664         objset_t *os = zd->zd_os;
4665         objset_t *origin;
4666         char snapname[100];
4667         char fullname[100];
4668         char clonename[100];
4669         char tag[100];
4670         char osname[MAXNAMELEN];
4671         nvlist_t *holds;
4672
4673         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4674
4675         dmu_objset_name(os, osname);
4676
4677         (void) snprintf(snapname, sizeof (snapname), "sh1_%llu", id);
4678         (void) snprintf(fullname, sizeof (fullname), "%s@%s", osname, snapname);
4679         (void) snprintf(clonename, sizeof (clonename),
4680             "%s/ch1_%llu", osname, id);
4681         (void) snprintf(tag, sizeof (tag), "tag_%llu", id);
4682
4683         /*
4684          * Clean up from any previous run.
4685          */
4686         error = dsl_destroy_head(clonename);
4687         if (error != ENOENT)
4688                 ASSERT0(error);
4689         error = user_release_one(fullname, tag);
4690         if (error != ESRCH && error != ENOENT)
4691                 ASSERT0(error);
4692         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4693         if (error != ENOENT)
4694                 ASSERT0(error);
4695
4696         /*
4697          * Create snapshot, clone it, mark snap for deferred destroy,
4698          * destroy clone, verify snap was also destroyed.
4699          */
4700         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4701         if (error) {
4702                 if (error == ENOSPC) {
4703                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4704                         goto out;
4705                 }
4706                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4707         }
4708
4709         error = dmu_objset_clone(clonename, fullname);
4710         if (error) {
4711                 if (error == ENOSPC) {
4712                         ztest_record_enospc("dmu_objset_clone");
4713                         goto out;
4714                 }
4715                 fatal(0, "dmu_objset_clone(%s) = %d", clonename, error);
4716         }
4717
4718         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4719         if (error) {
4720                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4721                     fullname, error);
4722         }
4723
4724         error = dsl_destroy_head(clonename);
4725         if (error)
4726                 fatal(0, "dsl_destroy_head(%s) = %d", clonename, error);
4727
4728         error = dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin);
4729         if (error != ENOENT)
4730                 fatal(0, "dmu_objset_hold(%s) = %d", fullname, error);
4731
4732         /*
4733          * Create snapshot, add temporary hold, verify that we can't
4734          * destroy a held snapshot, mark for deferred destroy,
4735          * release hold, verify snapshot was destroyed.
4736          */
4737         error = dmu_objset_snapshot_one(osname, snapname);
4738         if (error) {
4739                 if (error == ENOSPC) {
4740                         ztest_record_enospc("dmu_objset_snapshot");
4741                         goto out;
4742                 }
4743                 fatal(0, "dmu_objset_snapshot(%s) = %d", fullname, error);
4744         }
4745
4746         holds = fnvlist_alloc();
4747         fnvlist_add_string(holds, fullname, tag);
4748         error = dsl_dataset_user_hold(holds, 0, NULL);
4749         fnvlist_free(holds);
4750
4751         if (error == ENOSPC) {
4752                 ztest_record_enospc("dsl_dataset_user_hold");
4753                 goto out;
4754         } else if (error) {
4755                 fatal(0, "dsl_dataset_user_hold(%s, %s) = %u",
4756                     fullname, tag, error);
4757         }
4758
4759         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_FALSE);
4760         if (error != EBUSY) {
4761                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_FALSE) = %d",
4762                     fullname, error);
4763         }
4764
4765         error = dsl_destroy_snapshot(fullname, B_TRUE);
4766         if (error) {
4767                 fatal(0, "dsl_destroy_snapshot(%s, B_TRUE) = %d",
4768                     fullname, error);
4769         }
4770
4771         error = user_release_one(fullname, tag);
4772         if (error)
4773                 fatal(0, "user_release_one(%s, %s) = %d", fullname, tag, error);
4774
4775         VERIFY3U(dmu_objset_hold(fullname, FTAG, &origin), ==, ENOENT);
4776
4777 out:
4778         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4779 }
4780
4781 /*
4782  * Inject random faults into the on-disk data.
4783  */
4784 /* ARGSUSED */
4785 void
4786 ztest_fault_inject(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4787 {
4788         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
4789         spa_t *spa = ztest_spa;
4790         int fd;
4791         uint64_t offset;
4792         uint64_t leaves;
4793         uint64_t bad = 0x1990c0ffeedecadeULL;
4794         uint64_t top, leaf;
4795         char path0[MAXPATHLEN];
4796         char pathrand[MAXPATHLEN];
4797         size_t fsize;
4798         int bshift = SPA_OLD_MAXBLOCKSHIFT + 2; /* don't scrog all labels */
4799         int iters = 1000;
4800         int maxfaults;
4801         int mirror_save;
4802         vdev_t *vd0 = NULL;
4803         uint64_t guid0 = 0;
4804         boolean_t islog = B_FALSE;
4805
4806         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4807         maxfaults = MAXFAULTS();
4808         leaves = MAX(zs->zs_mirrors, 1) * ztest_opts.zo_raidz;
4809         mirror_save = zs->zs_mirrors;
4810         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4811
4812         ASSERT(leaves >= 1);
4813
4814         /*
4815          * Grab the name lock as reader. There are some operations
4816          * which don't like to have their vdevs changed while
4817          * they are in progress (i.e. spa_change_guid). Those
4818          * operations will have grabbed the name lock as writer.
4819          */
4820         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
4821
4822         /*
4823          * We need SCL_STATE here because we're going to look at vd0->vdev_tsd.
4824          */
4825         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, FTAG, RW_READER);
4826
4827         if (ztest_random(2) == 0) {
4828                 /*
4829                  * Inject errors on a normal data device or slog device.
4830                  */
4831                 top = ztest_random_vdev_top(spa, B_TRUE);
4832                 leaf = ztest_random(leaves) + zs->zs_splits;
4833
4834                 /*
4835                  * Generate paths to the first leaf in this top-level vdev,
4836                  * and to the random leaf we selected.  We'll induce transient
4837                  * write failures and random online/offline activity on leaf 0,
4838                  * and we'll write random garbage to the randomly chosen leaf.
4839                  */
4840                 (void) snprintf(path0, sizeof (path0), ztest_dev_template,
4841                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
4842                     top * leaves + zs->zs_splits);
4843                 (void) snprintf(pathrand, sizeof (pathrand), ztest_dev_template,
4844                     ztest_opts.zo_dir, ztest_opts.zo_pool,
4845                     top * leaves + leaf);
4846
4847                 vd0 = vdev_lookup_by_path(spa->spa_root_vdev, path0);
4848                 if (vd0 != NULL && vd0->vdev_top->vdev_islog)
4849                         islog = B_TRUE;
4850
4851                 /*
4852                  * If the top-level vdev needs to be resilvered
4853                  * then we only allow faults on the device that is
4854                  * resilvering.
4855                  */
4856                 if (vd0 != NULL && maxfaults != 1 &&
4857                     (!vdev_resilver_needed(vd0->vdev_top, NULL, NULL) ||
4858                     vd0->vdev_resilver_txg != 0)) {
4859                         /*
4860                          * Make vd0 explicitly claim to be unreadable,
4861                          * or unwriteable, or reach behind its back
4862                          * and close the underlying fd.  We can do this if
4863                          * maxfaults == 0 because we'll fail and reexecute,
4864                          * and we can do it if maxfaults >= 2 because we'll
4865                          * have enough redundancy.  If maxfaults == 1, the
4866                          * combination of this with injection of random data
4867                          * corruption below exceeds the pool's fault tolerance.
4868                          */
4869                         vdev_file_t *vf = vd0->vdev_tsd;
4870
4871                         if (vf != NULL && ztest_random(3) == 0) {
4872                                 (void) close(vf->vf_vnode->v_fd);
4873                                 vf->vf_vnode->v_fd = -1;
4874                         } else if (ztest_random(2) == 0) {
4875                                 vd0->vdev_cant_read = B_TRUE;
4876                         } else {
4877                                 vd0->vdev_cant_write = B_TRUE;
4878                         }
4879                         guid0 = vd0->vdev_guid;
4880                 }
4881         } else {
4882                 /*
4883                  * Inject errors on an l2cache device.
4884                  */
4885                 spa_aux_vdev_t *sav = &spa->spa_l2cache;
4886
4887                 if (sav->sav_count == 0) {
4888                         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
4889                         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4890                         return;
4891                 }
4892                 vd0 = sav->sav_vdevs[ztest_random(sav->sav_count)];
4893                 guid0 = vd0->vdev_guid;
4894                 (void) strcpy(path0, vd0->vdev_path);
4895                 (void) strcpy(pathrand, vd0->vdev_path);
4896
4897                 leaf = 0;
4898                 leaves = 1;
4899                 maxfaults = INT_MAX;    /* no limit on cache devices */
4900         }
4901
4902         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, FTAG);
4903         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4904
4905         /*
4906          * If we can tolerate two or more faults, or we're dealing
4907          * with a slog, randomly online/offline vd0.
4908          */
4909         if ((maxfaults >= 2 || islog) && guid0 != 0) {
4910                 if (ztest_random(10) < 6) {
4911                         int flags = (ztest_random(2) == 0 ?
4912                             ZFS_OFFLINE_TEMPORARY : 0);
4913
4914                         /*
4915                          * We have to grab the zs_name_lock as writer to
4916                          * prevent a race between offlining a slog and
4917                          * destroying a dataset. Offlining the slog will
4918                          * grab a reference on the dataset which may cause
4919                          * dmu_objset_destroy() to fail with EBUSY thus
4920                          * leaving the dataset in an inconsistent state.
4921                          */
4922                         if (islog)
4923                                 (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
4924
4925                         VERIFY(vdev_offline(spa, guid0, flags) != EBUSY);
4926
4927                         if (islog)
4928                                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
4929                 } else {
4930                         /*
4931                          * Ideally we would like to be able to randomly
4932                          * call vdev_[on|off]line without holding locks
4933                          * to force unpredictable failures but the side
4934                          * effects of vdev_[on|off]line prevent us from
4935                          * doing so. We grab the ztest_vdev_lock here to
4936                          * prevent a race between injection testing and
4937                          * aux_vdev removal.
4938                          */
4939                         VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4940                         (void) vdev_online(spa, guid0, 0, NULL);
4941                         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4942                 }
4943         }
4944
4945         if (maxfaults == 0)
4946                 return;
4947
4948         /*
4949          * We have at least single-fault tolerance, so inject data corruption.
4950          */
4951         fd = open(pathrand, O_RDWR);
4952
4953         if (fd == -1)   /* we hit a gap in the device namespace */
4954                 return;
4955
4956         fsize = lseek(fd, 0, SEEK_END);
4957
4958         while (--iters != 0) {
4959                 offset = ztest_random(fsize / (leaves << bshift)) *
4960                     (leaves << bshift) + (leaf << bshift) +
4961                     (ztest_random(1ULL << (bshift - 1)) & -8ULL);
4962
4963                 if (offset >= fsize)
4964                         continue;
4965
4966                 VERIFY(mutex_lock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4967                 if (mirror_save != zs->zs_mirrors) {
4968                         VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4969                         (void) close(fd);
4970                         return;
4971                 }
4972
4973                 if (pwrite(fd, &bad, sizeof (bad), offset) != sizeof (bad))
4974                         fatal(1, "can't inject bad word at 0x%llx in %s",
4975                             offset, pathrand);
4976
4977                 VERIFY(mutex_unlock(&ztest_vdev_lock) == 0);
4978
4979                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 7)
4980                         (void) printf("injected bad word into %s,"
4981                             " offset 0x%llx\n", pathrand, (u_longlong_t)offset);
4982         }
4983
4984         (void) close(fd);
4985 }
4986
4987 /*
4988  * Verify that DDT repair works as expected.
4989  */
4990 void
4991 ztest_ddt_repair(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
4992 {
4993         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
4994         spa_t *spa = ztest_spa;
4995         objset_t *os = zd->zd_os;
4996         ztest_od_t od[1];
4997         uint64_t object, blocksize, txg, pattern, psize;
4998         enum zio_checksum checksum = spa_dedup_checksum(spa);
4999         dmu_buf_t *db;
5000         dmu_tx_t *tx;
5001         void *buf;
5002         blkptr_t blk;
5003         int copies = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5004
5005         blocksize = ztest_random_blocksize();
5006         blocksize = MIN(blocksize, 2048);       /* because we write so many */
5007
5008         ztest_od_init(&od[0], id, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, blocksize, 0);
5009
5010         if (ztest_object_init(zd, od, sizeof (od), B_FALSE) != 0)
5011                 return;
5012
5013         /*
5014          * Take the name lock as writer to prevent anyone else from changing
5015          * the pool and dataset properies we need to maintain during this test.
5016          */
5017         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5018
5019         if (ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_DEDUP, checksum,
5020             B_FALSE) != 0 ||
5021             ztest_dsl_prop_set_uint64(zd->zd_name, ZFS_PROP_COPIES, 1,
5022             B_FALSE) != 0) {
5023                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5024                 return;
5025         }
5026
5027         object = od[0].od_object;
5028         blocksize = od[0].od_blocksize;
5029         pattern = zs->zs_guid ^ dmu_objset_fsid_guid(os);
5030
5031         ASSERT(object != 0);
5032
5033         tx = dmu_tx_create(os);
5034         dmu_tx_hold_write(tx, object, 0, copies * blocksize);
5035         txg = ztest_tx_assign(tx, TXG_WAIT, FTAG);
5036         if (txg == 0) {
5037                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5038                 return;
5039         }
5040
5041         /*
5042          * Write all the copies of our block.
5043          */
5044         for (int i = 0; i < copies; i++) {
5045                 uint64_t offset = i * blocksize;
5046                 int error = dmu_buf_hold(os, object, offset, FTAG, &db,
5047                     DMU_READ_NO_PREFETCH);
5048                 if (error != 0) {
5049                         fatal(B_FALSE, "dmu_buf_hold(%p, %llu, %llu) = %u",
5050                             os, (long long)object, (long long) offset, error);
5051                 }
5052                 ASSERT(db->db_offset == offset);
5053                 ASSERT(db->db_size == blocksize);
5054                 ASSERT(ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, pattern) ||
5055                     ztest_pattern_match(db->db_data, db->db_size, 0ULL));
5056                 dmu_buf_will_fill(db, tx);
5057                 ztest_pattern_set(db->db_data, db->db_size, pattern);
5058                 dmu_buf_rele(db, FTAG);
5059         }
5060
5061         dmu_tx_commit(tx);
5062         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), txg);
5063
5064         /*
5065          * Find out what block we got.
5066          */
5067         VERIFY0(dmu_buf_hold(os, object, 0, FTAG, &db,
5068             DMU_READ_NO_PREFETCH));
5069         blk = *((dmu_buf_impl_t *)db)->db_blkptr;
5070         dmu_buf_rele(db, FTAG);
5071
5072         /*
5073          * Damage the block.  Dedup-ditto will save us when we read it later.
5074          */
5075         psize = BP_GET_PSIZE(&blk);
5076         buf = zio_buf_alloc(psize);
5077         ztest_pattern_set(buf, psize, ~pattern);
5078
5079         (void) zio_wait(zio_rewrite(NULL, spa, 0, &blk,
5080             buf, psize, NULL, NULL, ZIO_PRIORITY_SYNC_WRITE,
5081             ZIO_FLAG_CANFAIL | ZIO_FLAG_INDUCE_DAMAGE, NULL));
5082
5083         zio_buf_free(buf, psize);
5084
5085         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5086 }
5087
5088 /*
5089  * Scrub the pool.
5090  */
5091 /* ARGSUSED */
5092 void
5093 ztest_scrub(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5094 {
5095         spa_t *spa = ztest_spa;
5096
5097         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5098         (void) poll(NULL, 0, 100); /* wait a moment, then force a restart */
5099         (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5100 }
5101
5102 /*
5103  * Change the guid for the pool.
5104  */
5105 /* ARGSUSED */
5106 void
5107 ztest_reguid(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5108 {
5109         spa_t *spa = ztest_spa;
5110         uint64_t orig, load;
5111         int error;
5112
5113         orig = spa_guid(spa);
5114         load = spa_load_guid(spa);
5115
5116         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5117         error = spa_change_guid(spa);
5118         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5119
5120         if (error != 0)
5121                 return;
5122
5123         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5124                 (void) printf("Changed guid old %llu -> %llu\n",
5125                     (u_longlong_t)orig, (u_longlong_t)spa_guid(spa));
5126         }
5127
5128         VERIFY3U(orig, !=, spa_guid(spa));
5129         VERIFY3U(load, ==, spa_load_guid(spa));
5130 }
5131
5132 /*
5133  * Rename the pool to a different name and then rename it back.
5134  */
5135 /* ARGSUSED */
5136 void
5137 ztest_spa_rename(ztest_ds_t *zd, uint64_t id)
5138 {
5139         char *oldname, *newname;
5140         spa_t *spa;
5141
5142         (void) rw_wrlock(&ztest_name_lock);
5143
5144         oldname = ztest_opts.zo_pool;
5145         newname = umem_alloc(strlen(oldname) + 5, UMEM_NOFAIL);
5146         (void) strcpy(newname, oldname);
5147         (void) strcat(newname, "_tmp");
5148
5149         /*
5150          * Do the rename
5151          */
5152         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(oldname, newname));
5153
5154         /*
5155          * Try to open it under the old name, which shouldn't exist
5156          */
5157         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5158
5159         /*
5160          * Open it under the new name and make sure it's still the same spa_t.
5161          */
5162         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5163
5164         ASSERT(spa == ztest_spa);
5165         spa_close(spa, FTAG);
5166
5167         /*
5168          * Rename it back to the original
5169          */
5170         VERIFY3U(0, ==, spa_rename(newname, oldname));
5171
5172         /*
5173          * Make sure it can still be opened
5174          */
5175         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5176
5177         ASSERT(spa == ztest_spa);
5178         spa_close(spa, FTAG);
5179
5180         umem_free(newname, strlen(newname) + 1);
5181
5182         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5183 }
5184
5185 /*
5186  * Verify pool integrity by running zdb.
5187  */
5188 static void
5189 ztest_run_zdb(char *pool)
5190 {
5191         int status;
5192         char zdb[MAXPATHLEN + MAXNAMELEN + 20];
5193         char zbuf[1024];
5194         char *bin;
5195         char *ztest;
5196         char *isa;
5197         int isalen;
5198         FILE *fp;
5199
5200         strlcpy(zdb, "/usr/bin/ztest", sizeof(zdb));
5201
5202         /* zdb lives in /usr/sbin, while ztest lives in /usr/bin */
5203         bin = strstr(zdb, "/usr/bin/");
5204         ztest = strstr(bin, "/ztest");
5205         isa = bin + 8;
5206         isalen = ztest - isa;
5207         isa = strdup(isa);
5208         /* LINTED */
5209         (void) sprintf(bin,
5210             "/usr/sbin%.*s/zdb -bcc%s%s -d -U %s %s",
5211             isalen,
5212             isa,
5213             ztest_opts.zo_verbose >= 3 ? "s" : "",
5214             ztest_opts.zo_verbose >= 4 ? "v" : "",
5215             spa_config_path,
5216             pool);
5217         free(isa);
5218
5219         if (ztest_opts.zo_verbose >= 5)
5220                 (void) printf("Executing %s\n", strstr(zdb, "zdb "));
5221
5222         fp = popen(zdb, "r");
5223         assert(fp != NULL);
5224
5225         while (fgets(zbuf, sizeof (zbuf), fp) != NULL)
5226                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5227                         (void) printf("%s", zbuf);
5228
5229         status = pclose(fp);
5230
5231         if (status == 0)
5232                 return;
5233
5234         ztest_dump_core = 0;
5235         if (WIFEXITED(status))
5236                 fatal(0, "'%s' exit code %d", zdb, WEXITSTATUS(status));
5237         else
5238                 fatal(0, "'%s' died with signal %d", zdb, WTERMSIG(status));
5239 }
5240
5241 static void
5242 ztest_walk_pool_directory(char *header)
5243 {
5244         spa_t *spa = NULL;
5245
5246         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5247                 (void) printf("%s\n", header);
5248
5249         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5250         while ((spa = spa_next(spa)) != NULL)
5251                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5252                         (void) printf("\t%s\n", spa_name(spa));
5253         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5254 }
5255
5256 static void
5257 ztest_spa_import_export(char *oldname, char *newname)
5258 {
5259         nvlist_t *config, *newconfig;
5260         uint64_t pool_guid;
5261         spa_t *spa;
5262         int error;
5263
5264         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5265                 (void) printf("import/export: old = %s, new = %s\n",
5266                     oldname, newname);
5267         }
5268
5269         /*
5270          * Clean up from previous runs.
5271          */
5272         (void) spa_destroy(newname);
5273
5274         /*
5275          * Get the pool's configuration and guid.
5276          */
5277         VERIFY3U(0, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5278
5279         /*
5280          * Kick off a scrub to tickle scrub/export races.
5281          */
5282         if (ztest_random(2) == 0)
5283                 (void) spa_scan(spa, POOL_SCAN_SCRUB);
5284
5285         pool_guid = spa_guid(spa);
5286         spa_close(spa, FTAG);
5287
5288         ztest_walk_pool_directory("pools before export");
5289
5290         /*
5291          * Export it.
5292          */
5293         VERIFY3U(0, ==, spa_export(oldname, &config, B_FALSE, B_FALSE));
5294
5295         ztest_walk_pool_directory("pools after export");
5296
5297         /*
5298          * Try to import it.
5299          */
5300         newconfig = spa_tryimport(config);
5301         ASSERT(newconfig != NULL);
5302         nvlist_free(newconfig);
5303
5304         /*
5305          * Import it under the new name.
5306          */
5307         error = spa_import(newname, config, NULL, 0);
5308         if (error != 0) {
5309                 dump_nvlist(config, 0);
5310                 fatal(B_FALSE, "couldn't import pool %s as %s: error %u",
5311                     oldname, newname, error);
5312         }
5313
5314         ztest_walk_pool_directory("pools after import");
5315
5316         /*
5317          * Try to import it again -- should fail with EEXIST.
5318          */
5319         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(newname, config, NULL, 0));
5320
5321         /*
5322          * Try to import it under a different name -- should fail with EEXIST.
5323          */
5324         VERIFY3U(EEXIST, ==, spa_import(oldname, config, NULL, 0));
5325
5326         /*
5327          * Verify that the pool is no longer visible under the old name.
5328          */
5329         VERIFY3U(ENOENT, ==, spa_open(oldname, &spa, FTAG));
5330
5331         /*
5332          * Verify that we can open and close the pool using the new name.
5333          */
5334         VERIFY3U(0, ==, spa_open(newname, &spa, FTAG));
5335         ASSERT(pool_guid == spa_guid(spa));
5336         spa_close(spa, FTAG);
5337
5338         nvlist_free(config);
5339 }
5340
5341 static void
5342 ztest_resume(spa_t *spa)
5343 {
5344         if (spa_suspended(spa) && ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5345                 (void) printf("resuming from suspended state\n");
5346         spa_vdev_state_enter(spa, SCL_NONE);
5347         vdev_clear(spa, NULL);
5348         (void) spa_vdev_state_exit(spa, NULL, 0);
5349         (void) zio_resume(spa);
5350 }
5351
5352 static void *
5353 ztest_resume_thread(void *arg)
5354 {
5355         spa_t *spa = arg;
5356
5357         while (!ztest_exiting) {
5358                 if (spa_suspended(spa))
5359                         ztest_resume(spa);
5360                 (void) poll(NULL, 0, 100);
5361         }
5362         return (NULL);
5363 }
5364
5365 static void *
5366 ztest_deadman_thread(void *arg)
5367 {
5368         ztest_shared_t *zs = arg;
5369         spa_t *spa = ztest_spa;
5370         hrtime_t delta, total = 0;
5371
5372         for (;;) {
5373                 delta = zs->zs_thread_stop - zs->zs_thread_start +
5374                     MSEC2NSEC(zfs_deadman_synctime_ms);
5375
5376                 (void) poll(NULL, 0, (int)NSEC2MSEC(delta));
5377
5378                 /*
5379                  * If the pool is suspended then fail immediately. Otherwise,
5380                  * check to see if the pool is making any progress. If
5381                  * vdev_deadman() discovers that there hasn't been any recent
5382                  * I/Os then it will end up aborting the tests.
5383                  */
5384                 if (spa_suspended(spa) || spa->spa_root_vdev == NULL) {
5385                         fatal(0, "aborting test after %llu seconds because "
5386                             "pool has transitioned to a suspended state.",
5387                             zfs_deadman_synctime_ms / 1000);
5388                         return (NULL);
5389                 }
5390                 vdev_deadman(spa->spa_root_vdev);
5391
5392                 total += zfs_deadman_synctime_ms/1000;
5393                 (void) printf("ztest has been running for %lld seconds\n",
5394                     total);
5395         }
5396 }
5397
5398 static void
5399 ztest_execute(int test, ztest_info_t *zi, uint64_t id)
5400 {
5401         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[id % ztest_opts.zo_datasets];
5402         ztest_shared_callstate_t *zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(test);
5403         hrtime_t functime = gethrtime();
5404
5405         for (int i = 0; i < zi->zi_iters; i++)
5406                 zi->zi_func(zd, id);
5407
5408         functime = gethrtime() - functime;
5409
5410         atomic_add_64(&zc->zc_count, 1);
5411         atomic_add_64(&zc->zc_time, functime);
5412
5413         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4) {
5414                 Dl_info dli;
5415                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
5416                 (void) printf("%6.2f sec in %s\n",
5417                     (double)functime / NANOSEC, dli.dli_sname);
5418         }
5419 }
5420
5421 static void *
5422 ztest_thread(void *arg)
5423 {
5424         int rand;
5425         uint64_t id = (uintptr_t)arg;
5426         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
5427         uint64_t call_next;
5428         hrtime_t now;
5429         ztest_info_t *zi;
5430         ztest_shared_callstate_t *zc;
5431
5432         while ((now = gethrtime()) < zs->zs_thread_stop) {
5433                 /*
5434                  * See if it's time to force a crash.
5435                  */
5436                 if (now > zs->zs_thread_kill)
5437                         ztest_kill(zs);
5438
5439                 /*
5440                  * If we're getting ENOSPC with some regularity, stop.
5441                  */
5442                 if (zs->zs_enospc_count > 10)
5443                         break;
5444
5445                 /*
5446                  * Pick a random function to execute.
5447                  */
5448                 rand = ztest_random(ZTEST_FUNCS);
5449                 zi = &ztest_info[rand];
5450                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(rand);
5451                 call_next = zc->zc_next;
5452
5453                 if (now >= call_next &&
5454                     atomic_cas_64(&zc->zc_next, call_next, call_next +
5455                     ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1)) == call_next) {
5456                         ztest_execute(rand, zi, id);
5457                 }
5458         }
5459
5460         return (NULL);
5461 }
5462
5463 static void
5464 ztest_dataset_name(char *dsname, char *pool, int d)
5465 {
5466         (void) snprintf(dsname, MAXNAMELEN, "%s/ds_%d", pool, d);
5467 }
5468
5469 static void
5470 ztest_dataset_destroy(int d)
5471 {
5472         char name[MAXNAMELEN];
5473
5474         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5475
5476         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5477                 (void) printf("Destroying %s to free up space\n", name);
5478
5479         /*
5480          * Cleanup any non-standard clones and snapshots.  In general,
5481          * ztest thread t operates on dataset (t % zopt_datasets),
5482          * so there may be more than one thing to clean up.
5483          */
5484         for (int t = d; t < ztest_opts.zo_threads;
5485             t += ztest_opts.zo_datasets) {
5486                 ztest_dsl_dataset_cleanup(name, t);
5487         }
5488
5489         (void) dmu_objset_find(name, ztest_objset_destroy_cb, NULL,
5490             DS_FIND_SNAPSHOTS | DS_FIND_CHILDREN);
5491 }
5492
5493 static void
5494 ztest_dataset_dirobj_verify(ztest_ds_t *zd)
5495 {
5496         uint64_t usedobjs, dirobjs, scratch;
5497
5498         /*
5499          * ZTEST_DIROBJ is the object directory for the entire dataset.
5500          * Therefore, the number of objects in use should equal the
5501          * number of ZTEST_DIROBJ entries, +1 for ZTEST_DIROBJ itself.
5502          * If not, we have an object leak.
5503          *
5504          * Note that we can only check this in ztest_dataset_open(),
5505          * when the open-context and syncing-context values agree.
5506          * That's because zap_count() returns the open-context value,
5507          * while dmu_objset_space() returns the rootbp fill count.
5508          */
5509         VERIFY3U(0, ==, zap_count(zd->zd_os, ZTEST_DIROBJ, &dirobjs));
5510         dmu_objset_space(zd->zd_os, &scratch, &scratch, &usedobjs, &scratch);
5511         ASSERT3U(dirobjs + 1, ==, usedobjs);
5512 }
5513
5514 static int
5515 ztest_dataset_open(int d)
5516 {
5517         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5518         uint64_t committed_seq = ZTEST_GET_SHARED_DS(d)->zd_seq;
5519         objset_t *os;
5520         zilog_t *zilog;
5521         char name[MAXNAMELEN];
5522         int error;
5523
5524         ztest_dataset_name(name, ztest_opts.zo_pool, d);
5525
5526         (void) rw_rdlock(&ztest_name_lock);
5527
5528         error = ztest_dataset_create(name);
5529         if (error == ENOSPC) {
5530                 (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5531                 ztest_record_enospc(FTAG);
5532                 return (error);
5533         }
5534         ASSERT(error == 0 || error == EEXIST);
5535
5536         VERIFY0(dmu_objset_own(name, DMU_OST_OTHER, B_FALSE, zd, &os));
5537         (void) rw_unlock(&ztest_name_lock);
5538
5539         ztest_zd_init(zd, ZTEST_GET_SHARED_DS(d), os);
5540
5541         zilog = zd->zd_zilog;
5542
5543         if (zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq != 0 &&
5544             zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq < committed_seq)
5545                 fatal(0, "missing log records: claimed %llu < committed %llu",
5546                     zilog->zl_header->zh_claim_lr_seq, committed_seq);
5547
5548         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5549
5550         zil_replay(os, zd, ztest_replay_vector);
5551
5552         ztest_dataset_dirobj_verify(zd);
5553
5554         if (ztest_opts.zo_verbose >= 6)
5555                 (void) printf("%s replay %llu blocks, %llu records, seq %llu\n",
5556                     zd->zd_name,
5557                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_blk_count,
5558                     (u_longlong_t)zilog->zl_parse_lr_count,
5559                     (u_longlong_t)zilog->zl_replaying_seq);
5560
5561         zilog = zil_open(os, ztest_get_data);
5562
5563         if (zilog->zl_replaying_seq != 0 &&
5564             zilog->zl_replaying_seq < committed_seq)
5565                 fatal(0, "missing log records: replayed %llu < committed %llu",
5566                     zilog->zl_replaying_seq, committed_seq);
5567
5568         return (0);
5569 }
5570
5571 static void
5572 ztest_dataset_close(int d)
5573 {
5574         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[d];
5575
5576         zil_close(zd->zd_zilog);
5577         dmu_objset_disown(zd->zd_os, zd);
5578
5579         ztest_zd_fini(zd);
5580 }
5581
5582 /*
5583  * Kick off threads to run tests on all datasets in parallel.
5584  */
5585 static void
5586 ztest_run(ztest_shared_t *zs)
5587 {
5588         thread_t *tid;
5589         spa_t *spa;
5590         objset_t *os;
5591         thread_t resume_tid;
5592         int error;
5593
5594         ztest_exiting = B_FALSE;
5595
5596         /*
5597          * Initialize parent/child shared state.
5598          */
5599         VERIFY(_mutex_init(&ztest_vdev_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5600         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5601
5602         zs->zs_thread_start = gethrtime();
5603         zs->zs_thread_stop =
5604             zs->zs_thread_start + ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC;
5605         zs->zs_thread_stop = MIN(zs->zs_thread_stop, zs->zs_proc_stop);
5606         zs->zs_thread_kill = zs->zs_thread_stop;
5607         if (ztest_random(100) < ztest_opts.zo_killrate) {
5608                 zs->zs_thread_kill -=
5609                     ztest_random(ztest_opts.zo_passtime * NANOSEC);
5610         }
5611
5612         (void) _mutex_init(&zcl.zcl_callbacks_lock, USYNC_THREAD, NULL);
5613
5614         list_create(&zcl.zcl_callbacks, sizeof (ztest_cb_data_t),
5615             offsetof(ztest_cb_data_t, zcd_node));
5616
5617         /*
5618          * Open our pool.
5619          */
5620         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5621         VERIFY0(spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5622         spa->spa_debug = B_TRUE;
5623         metaslab_preload_limit = ztest_random(20) + 1;
5624         ztest_spa = spa;
5625
5626         VERIFY0(dmu_objset_own(ztest_opts.zo_pool,
5627             DMU_OST_ANY, B_TRUE, FTAG, &os));
5628         zs->zs_guid = dmu_objset_fsid_guid(os);
5629         dmu_objset_disown(os, FTAG);
5630
5631         spa->spa_dedup_ditto = 2 * ZIO_DEDUPDITTO_MIN;
5632
5633         /*
5634          * We don't expect the pool to suspend unless maxfaults == 0,
5635          * in which case ztest_fault_inject() temporarily takes away
5636          * the only valid replica.
5637          */
5638         if (MAXFAULTS() == 0)
5639                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_WAIT;
5640         else
5641                 spa->spa_failmode = ZIO_FAILURE_MODE_PANIC;
5642
5643         /*
5644          * Create a thread to periodically resume suspended I/O.
5645          */
5646         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_resume_thread, spa, THR_BOUND,
5647             &resume_tid) == 0);
5648
5649         /*
5650          * Create a deadman thread to abort() if we hang.
5651          */
5652         VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_deadman_thread, zs, THR_BOUND,
5653             NULL) == 0);
5654
5655         /*
5656          * Verify that we can safely inquire about about any object,
5657          * whether it's allocated or not.  To make it interesting,
5658          * we probe a 5-wide window around each power of two.
5659          * This hits all edge cases, including zero and the max.
5660          */
5661         for (int t = 0; t < 64; t++) {
5662                 for (int d = -5; d <= 5; d++) {
5663                         error = dmu_object_info(spa->spa_meta_objset,
5664                             (1ULL << t) + d, NULL);
5665                         ASSERT(error == 0 || error == ENOENT ||
5666                             error == EINVAL);
5667                 }
5668         }
5669
5670         /*
5671          * If we got any ENOSPC errors on the previous run, destroy something.
5672          */
5673         if (zs->zs_enospc_count != 0) {
5674                 int d = ztest_random(ztest_opts.zo_datasets);
5675                 ztest_dataset_destroy(d);
5676         }
5677         zs->zs_enospc_count = 0;
5678
5679         tid = umem_zalloc(ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t),
5680             UMEM_NOFAIL);
5681
5682         if (ztest_opts.zo_verbose >= 4)
5683                 (void) printf("starting main threads...\n");
5684
5685         /*
5686          * Kick off all the tests that run in parallel.
5687          */
5688         for (int t = 0; t < ztest_opts.zo_threads; t++) {
5689                 if (t < ztest_opts.zo_datasets &&
5690                     ztest_dataset_open(t) != 0)
5691                         return;
5692                 VERIFY(thr_create(0, 0, ztest_thread, (void *)(uintptr_t)t,
5693                     THR_BOUND, &tid[t]) == 0);
5694         }
5695
5696         /*
5697          * Wait for all of the tests to complete.  We go in reverse order
5698          * so we don't close datasets while threads are still using them.
5699          */
5700         for (int t = ztest_opts.zo_threads - 1; t >= 0; t--) {
5701                 VERIFY(thr_join(tid[t], NULL, NULL) == 0);
5702                 if (t < ztest_opts.zo_datasets)
5703                         ztest_dataset_close(t);
5704         }
5705
5706         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5707
5708         zs->zs_alloc = metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa));
5709         zs->zs_space = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa));
5710         zfs_dbgmsg_print(FTAG);
5711
5712         umem_free(tid, ztest_opts.zo_threads * sizeof (thread_t));
5713
5714         /* Kill the resume thread */
5715         ztest_exiting = B_TRUE;
5716         VERIFY(thr_join(resume_tid, NULL, NULL) == 0);
5717         ztest_resume(spa);
5718
5719         /*
5720          * Right before closing the pool, kick off a bunch of async I/O;
5721          * spa_close() should wait for it to complete.
5722          */
5723         for (uint64_t object = 1; object < 50; object++)
5724                 dmu_prefetch(spa->spa_meta_objset, object, 0, 1ULL << 20);
5725
5726         spa_close(spa, FTAG);
5727
5728         /*
5729          * Verify that we can loop over all pools.
5730          */
5731         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
5732         for (spa = spa_next(NULL); spa != NULL; spa = spa_next(spa))
5733                 if (ztest_opts.zo_verbose > 3)
5734                         (void) printf("spa_next: found %s\n", spa_name(spa));
5735         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
5736
5737         /*
5738          * Verify that we can export the pool and reimport it under a
5739          * different name.
5740          */
5741         if (ztest_random(2) == 0) {
5742                 char name[MAXNAMELEN];
5743                 (void) snprintf(name, MAXNAMELEN, "%s_import",
5744                     ztest_opts.zo_pool);
5745                 ztest_spa_import_export(ztest_opts.zo_pool, name);
5746                 ztest_spa_import_export(name, ztest_opts.zo_pool);
5747         }
5748
5749         kernel_fini();
5750
5751         list_destroy(&zcl.zcl_callbacks);
5752
5753         (void) _mutex_destroy(&zcl.zcl_callbacks_lock);
5754
5755         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
5756         (void) _mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5757 }
5758
5759 static void
5760 ztest_freeze(void)
5761 {
5762         ztest_ds_t *zd = &ztest_ds[0];
5763         spa_t *spa;
5764         int numloops = 0;
5765
5766         if (ztest_opts.zo_verbose >= 3)
5767                 (void) printf("testing spa_freeze()...\n");
5768
5769         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5770         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5771         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5772         spa->spa_debug = B_TRUE;
5773         ztest_spa = spa;
5774
5775         /*
5776          * Force the first log block to be transactionally allocated.
5777          * We have to do this before we freeze the pool -- otherwise
5778          * the log chain won't be anchored.
5779          */
5780         while (BP_IS_HOLE(&zd->zd_zilog->zl_header->zh_log)) {
5781                 ztest_dmu_object_alloc_free(zd, 0);
5782                 zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5783         }
5784
5785         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5786
5787         /*
5788          * Freeze the pool.  This stops spa_sync() from doing anything,
5789          * so that the only way to record changes from now on is the ZIL.
5790          */
5791         spa_freeze(spa);
5792
5793         /*
5794          * Because it is hard to predict how much space a write will actually
5795          * require beforehand, we leave ourselves some fudge space to write over
5796          * capacity.
5797          */
5798         uint64_t capacity = metaslab_class_get_space(spa_normal_class(spa)) / 2;
5799
5800         /*
5801          * Run tests that generate log records but don't alter the pool config
5802          * or depend on DSL sync tasks (snapshots, objset create/destroy, etc).
5803          * We do a txg_wait_synced() after each iteration to force the txg
5804          * to increase well beyond the last synced value in the uberblock.
5805          * The ZIL should be OK with that.
5806          *
5807          * Run a random number of times less than zo_maxloops and ensure we do
5808          * not run out of space on the pool.
5809          */
5810         while (ztest_random(10) != 0 &&
5811             numloops++ < ztest_opts.zo_maxloops &&
5812             metaslab_class_get_alloc(spa_normal_class(spa)) < capacity) {
5813                 ztest_od_t od;
5814                 ztest_od_init(&od, 0, FTAG, 0, DMU_OT_UINT64_OTHER, 0, 0);
5815                 VERIFY0(ztest_object_init(zd, &od, sizeof (od), B_FALSE));
5816                 ztest_io(zd, od.od_object,
5817                     ztest_random(ZTEST_RANGE_LOCKS) << SPA_MAXBLOCKSHIFT);
5818                 txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5819         }
5820
5821         /*
5822          * Commit all of the changes we just generated.
5823          */
5824         zil_commit(zd->zd_zilog, 0);
5825         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5826
5827         /*
5828          * Close our dataset and close the pool.
5829          */
5830         ztest_dataset_close(0);
5831         spa_close(spa, FTAG);
5832         kernel_fini();
5833
5834         /*
5835          * Open and close the pool and dataset to induce log replay.
5836          */
5837         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5838         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5839         ASSERT(spa_freeze_txg(spa) == UINT64_MAX);
5840         VERIFY3U(0, ==, ztest_dataset_open(0));
5841         ztest_dataset_close(0);
5842
5843         spa->spa_debug = B_TRUE;
5844         ztest_spa = spa;
5845         txg_wait_synced(spa_get_dsl(spa), 0);
5846         ztest_reguid(NULL, 0);
5847
5848         spa_close(spa, FTAG);
5849         kernel_fini();
5850 }
5851
5852 void
5853 print_time(hrtime_t t, char *timebuf)
5854 {
5855         hrtime_t s = t / NANOSEC;
5856         hrtime_t m = s / 60;
5857         hrtime_t h = m / 60;
5858         hrtime_t d = h / 24;
5859
5860         s -= m * 60;
5861         m -= h * 60;
5862         h -= d * 24;
5863
5864         timebuf[0] = '\0';
5865
5866         if (d)
5867                 (void) sprintf(timebuf,
5868                     "%llud%02lluh%02llum%02llus", d, h, m, s);
5869         else if (h)
5870                 (void) sprintf(timebuf, "%lluh%02llum%02llus", h, m, s);
5871         else if (m)
5872                 (void) sprintf(timebuf, "%llum%02llus", m, s);
5873         else
5874                 (void) sprintf(timebuf, "%llus", s);
5875 }
5876
5877 static nvlist_t *
5878 make_random_props()
5879 {
5880         nvlist_t *props;
5881
5882         VERIFY(nvlist_alloc(&props, NV_UNIQUE_NAME, 0) == 0);
5883         if (ztest_random(2) == 0)
5884                 return (props);
5885         VERIFY(nvlist_add_uint64(props, "autoreplace", 1) == 0);
5886
5887         return (props);
5888 }
5889
5890 /*
5891  * Create a storage pool with the given name and initial vdev size.
5892  * Then test spa_freeze() functionality.
5893  */
5894 static void
5895 ztest_init(ztest_shared_t *zs)
5896 {
5897         spa_t *spa;
5898         nvlist_t *nvroot, *props;
5899
5900         VERIFY(_mutex_init(&ztest_vdev_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5901         VERIFY(rwlock_init(&ztest_name_lock, USYNC_THREAD, NULL) == 0);
5902
5903         kernel_init(FREAD | FWRITE);
5904
5905         /*
5906          * Create the storage pool.
5907          */
5908         (void) spa_destroy(ztest_opts.zo_pool);
5909         ztest_shared->zs_vdev_next_leaf = 0;
5910         zs->zs_splits = 0;
5911         zs->zs_mirrors = ztest_opts.zo_mirrors;
5912         nvroot = make_vdev_root(NULL, NULL, NULL, ztest_opts.zo_vdev_size, 0,
5913             0, ztest_opts.zo_raidz, zs->zs_mirrors, 1);
5914         props = make_random_props();
5915         for (int i = 0; i < SPA_FEATURES; i++) {
5916                 char buf[1024];
5917                 (void) snprintf(buf, sizeof (buf), "feature@%s",
5918                     spa_feature_table[i].fi_uname);
5919                 VERIFY3U(0, ==, nvlist_add_uint64(props, buf, 0));
5920         }
5921         VERIFY3U(0, ==, spa_create(ztest_opts.zo_pool, nvroot, props, NULL));
5922         nvlist_free(nvroot);
5923
5924         VERIFY3U(0, ==, spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG));
5925         zs->zs_metaslab_sz =
5926             1ULL << spa->spa_root_vdev->vdev_child[0]->vdev_ms_shift;
5927
5928         spa_close(spa, FTAG);
5929
5930         kernel_fini();
5931
5932         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
5933
5934         ztest_freeze();
5935
5936         ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
5937
5938         (void) rwlock_destroy(&ztest_name_lock);
5939         (void) _mutex_destroy(&ztest_vdev_lock);
5940 }
5941
5942 static void
5943 setup_data_fd(void)
5944 {
5945         static char ztest_name_data[] = "/tmp/ztest.data.XXXXXX";
5946
5947         ztest_fd_data = mkstemp(ztest_name_data);
5948         ASSERT3S(ztest_fd_data, >=, 0);
5949         (void) unlink(ztest_name_data);
5950 }
5951
5952
5953 static int
5954 shared_data_size(ztest_shared_hdr_t *hdr)
5955 {
5956         int size;
5957
5958         size = hdr->zh_hdr_size;
5959         size += hdr->zh_opts_size;
5960         size += hdr->zh_size;
5961         size += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
5962         size += hdr->zh_ds_size * hdr->zh_ds_count;
5963
5964         return (size);
5965 }
5966
5967 static void
5968 setup_hdr(void)
5969 {
5970         int size;
5971         ztest_shared_hdr_t *hdr;
5972
5973         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
5974             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
5975         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
5976
5977         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, sizeof (ztest_shared_hdr_t)));
5978
5979         hdr->zh_hdr_size = sizeof (ztest_shared_hdr_t);
5980         hdr->zh_opts_size = sizeof (ztest_shared_opts_t);
5981         hdr->zh_size = sizeof (ztest_shared_t);
5982         hdr->zh_stats_size = sizeof (ztest_shared_callstate_t);
5983         hdr->zh_stats_count = ZTEST_FUNCS;
5984         hdr->zh_ds_size = sizeof (ztest_shared_ds_t);
5985         hdr->zh_ds_count = ztest_opts.zo_datasets;
5986
5987         size = shared_data_size(hdr);
5988         VERIFY3U(0, ==, ftruncate(ztest_fd_data, size));
5989
5990         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
5991 }
5992
5993 static void
5994 setup_data(void)
5995 {
5996         int size, offset;
5997         ztest_shared_hdr_t *hdr;
5998         uint8_t *buf;
5999
6000         hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()),
6001             PROT_READ, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6002         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6003
6004         size = shared_data_size(hdr);
6005
6006         (void) munmap((caddr_t)hdr, P2ROUNDUP(sizeof (*hdr), getpagesize()));
6007         hdr = ztest_shared_hdr = (void *)mmap(0, P2ROUNDUP(size, getpagesize()),
6008             PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, ztest_fd_data, 0);
6009         ASSERT(hdr != MAP_FAILED);
6010         buf = (uint8_t *)hdr;
6011
6012         offset = hdr->zh_hdr_size;
6013         ztest_shared_opts = (void *)&buf[offset];
6014         offset += hdr->zh_opts_size;
6015         ztest_shared = (void *)&buf[offset];
6016         offset += hdr->zh_size;
6017         ztest_shared_callstate = (void *)&buf[offset];
6018         offset += hdr->zh_stats_size * hdr->zh_stats_count;
6019         ztest_shared_ds = (void *)&buf[offset];
6020 }
6021
6022 static boolean_t
6023 exec_child(char *cmd, char *libpath, boolean_t ignorekill, int *statusp)
6024 {
6025         pid_t pid;
6026         int status;
6027         char *cmdbuf = NULL;
6028
6029         pid = fork();
6030
6031         if (cmd == NULL) {
6032                 cmdbuf = umem_alloc(MAXPATHLEN, UMEM_NOFAIL);
6033                 (void) strlcpy(cmdbuf, getexecname(), MAXPATHLEN);
6034                 cmd = cmdbuf;
6035         }
6036
6037         if (pid == -1)
6038                 fatal(1, "fork failed");
6039
6040         if (pid == 0) { /* child */
6041                 char *emptyargv[2] = { cmd, NULL };
6042                 char fd_data_str[12];
6043
6044                 struct rlimit rl = { 1024, 1024 };
6045                 (void) setrlimit(RLIMIT_NOFILE, &rl);
6046
6047                 (void) close(ztest_fd_rand);
6048                 VERIFY3U(11, >=,
6049                     snprintf(fd_data_str, 12, "%d", ztest_fd_data));
6050                 VERIFY0(setenv("ZTEST_FD_DATA", fd_data_str, 1));
6051
6052                 (void) enable_extended_FILE_stdio(-1, -1);
6053                 if (libpath != NULL)
6054                         VERIFY(0 == setenv("LD_LIBRARY_PATH", libpath, 1));
6055 #ifdef illumos
6056                 (void) execv(cmd, emptyargv);
6057 #else
6058                 (void) execvp(cmd, emptyargv);
6059 #endif
6060                 ztest_dump_core = B_FALSE;
6061                 fatal(B_TRUE, "exec failed: %s", cmd);
6062         }
6063
6064         if (cmdbuf != NULL) {
6065                 umem_free(cmdbuf, MAXPATHLEN);
6066                 cmd = NULL;
6067         }
6068
6069         while (waitpid(pid, &status, 0) != pid)
6070                 continue;
6071         if (statusp != NULL)
6072                 *statusp = status;
6073
6074         if (WIFEXITED(status)) {
6075                 if (WEXITSTATUS(status) != 0) {
6076                         (void) fprintf(stderr, "child exited with code %d\n",
6077                             WEXITSTATUS(status));
6078                         exit(2);
6079                 }
6080                 return (B_FALSE);
6081         } else if (WIFSIGNALED(status)) {
6082                 if (!ignorekill || WTERMSIG(status) != SIGKILL) {
6083                         (void) fprintf(stderr, "child died with signal %d\n",
6084                             WTERMSIG(status));
6085                         exit(3);
6086                 }
6087                 return (B_TRUE);
6088         } else {
6089                 (void) fprintf(stderr, "something strange happened to child\n");
6090                 exit(4);
6091                 /* NOTREACHED */
6092         }
6093 }
6094
6095 static void
6096 ztest_run_init(void)
6097 {
6098         ztest_shared_t *zs = ztest_shared;
6099
6100         ASSERT(ztest_opts.zo_init != 0);
6101
6102         /*
6103          * Blow away any existing copy of zpool.cache
6104          */
6105         (void) remove(spa_config_path);
6106
6107         /*
6108          * Create and initialize our storage pool.
6109          */
6110         for (int i = 1; i <= ztest_opts.zo_init; i++) {
6111                 bzero(zs, sizeof (ztest_shared_t));
6112                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 3 &&
6113                     ztest_opts.zo_init != 1) {
6114                         (void) printf("ztest_init(), pass %d\n", i);
6115                 }
6116                 ztest_init(zs);
6117         }
6118 }
6119
6120 int
6121 main(int argc, char **argv)
6122 {
6123         int kills = 0;
6124         int iters = 0;
6125         int older = 0;
6126         int newer = 0;
6127         ztest_shared_t *zs;
6128         ztest_info_t *zi;
6129         ztest_shared_callstate_t *zc;
6130         char timebuf[100];
6131         char numbuf[6];
6132         spa_t *spa;
6133         char *cmd;
6134         boolean_t hasalt;
6135         char *fd_data_str = getenv("ZTEST_FD_DATA");
6136
6137         (void) setvbuf(stdout, NULL, _IOLBF, 0);
6138
6139         dprintf_setup(&argc, argv);
6140         zfs_deadman_synctime_ms = 300000;
6141
6142         ztest_fd_rand = open("/dev/urandom", O_RDONLY);
6143         ASSERT3S(ztest_fd_rand, >=, 0);
6144
6145         if (!fd_data_str) {
6146                 process_options(argc, argv);
6147
6148                 setup_data_fd();
6149                 setup_hdr();
6150                 setup_data();
6151                 bcopy(&ztest_opts, ztest_shared_opts,
6152                     sizeof (*ztest_shared_opts));
6153         } else {
6154                 ztest_fd_data = atoi(fd_data_str);
6155                 setup_data();
6156                 bcopy(ztest_shared_opts, &ztest_opts, sizeof (ztest_opts));
6157         }
6158         ASSERT3U(ztest_opts.zo_datasets, ==, ztest_shared_hdr->zh_ds_count);
6159
6160         /* Override location of zpool.cache */
6161         VERIFY3U(asprintf((char **)&spa_config_path, "%s/zpool.cache",
6162             ztest_opts.zo_dir), !=, -1);
6163
6164         ztest_ds = umem_alloc(ztest_opts.zo_datasets * sizeof (ztest_ds_t),
6165             UMEM_NOFAIL);
6166         zs = ztest_shared;
6167
6168         if (fd_data_str) {
6169                 metaslab_gang_bang = ztest_opts.zo_metaslab_gang_bang;
6170                 metaslab_df_alloc_threshold =
6171                     zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold;
6172
6173                 if (zs->zs_do_init)
6174                         ztest_run_init();
6175                 else
6176                         ztest_run(zs);
6177                 exit(0);
6178         }
6179
6180         hasalt = (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0);
6181
6182         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6183                 (void) printf("%llu vdevs, %d datasets, %d threads,"
6184                     " %llu seconds...\n",
6185                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_vdevs,
6186                     ztest_opts.zo_datasets,
6187                     ztest_opts.zo_threads,
6188                     (u_longlong_t)ztest_opts.zo_time);
6189         }
6190
6191         cmd = umem_alloc(MAXNAMELEN, UMEM_NOFAIL);
6192         (void) strlcpy(cmd, getexecname(), MAXNAMELEN);
6193
6194         zs->zs_do_init = B_TRUE;
6195         if (strlen(ztest_opts.zo_alt_ztest) != 0) {
6196                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6197                         (void) printf("Executing older ztest for "
6198                             "initialization: %s\n", ztest_opts.zo_alt_ztest);
6199                 }
6200                 VERIFY(!exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6201                     ztest_opts.zo_alt_libpath, B_FALSE, NULL));
6202         } else {
6203                 VERIFY(!exec_child(NULL, NULL, B_FALSE, NULL));
6204         }
6205         zs->zs_do_init = B_FALSE;
6206
6207         zs->zs_proc_start = gethrtime();
6208         zs->zs_proc_stop = zs->zs_proc_start + ztest_opts.zo_time * NANOSEC;
6209
6210         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6211                 zi = &ztest_info[f];
6212                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6213                 if (zs->zs_proc_start + zi->zi_interval[0] > zs->zs_proc_stop)
6214                         zc->zc_next = UINT64_MAX;
6215                 else
6216                         zc->zc_next = zs->zs_proc_start +
6217                             ztest_random(2 * zi->zi_interval[0] + 1);
6218         }
6219
6220         /*
6221          * Run the tests in a loop.  These tests include fault injection
6222          * to verify that self-healing data works, and forced crashes
6223          * to verify that we never lose on-disk consistency.
6224          */
6225         while (gethrtime() < zs->zs_proc_stop) {
6226                 int status;
6227                 boolean_t killed;
6228
6229                 /*
6230                  * Initialize the workload counters for each function.
6231                  */
6232                 for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6233                         zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6234                         zc->zc_count = 0;
6235                         zc->zc_time = 0;
6236                 }
6237
6238                 /* Set the allocation switch size */
6239                 zs->zs_metaslab_df_alloc_threshold =
6240                     ztest_random(zs->zs_metaslab_sz / 4) + 1;
6241
6242                 if (!hasalt || ztest_random(2) == 0) {
6243                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6244                                 (void) printf("Executing newer ztest: %s\n",
6245                                     cmd);
6246                         }
6247                         newer++;
6248                         killed = exec_child(cmd, NULL, B_TRUE, &status);
6249                 } else {
6250                         if (hasalt && ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6251                                 (void) printf("Executing older ztest: %s\n",
6252                                     ztest_opts.zo_alt_ztest);
6253                         }
6254                         older++;
6255                         killed = exec_child(ztest_opts.zo_alt_ztest,
6256                             ztest_opts.zo_alt_libpath, B_TRUE, &status);
6257                 }
6258
6259                 if (killed)
6260                         kills++;
6261                 iters++;
6262
6263                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6264                         hrtime_t now = gethrtime();
6265
6266                         now = MIN(now, zs->zs_proc_stop);
6267                         print_time(zs->zs_proc_stop - now, timebuf);
6268                         nicenum(zs->zs_space, numbuf);
6269
6270                         (void) printf("Pass %3d, %8s, %3llu ENOSPC, "
6271                             "%4.1f%% of %5s used, %3.0f%% done, %8s to go\n",
6272                             iters,
6273                             WIFEXITED(status) ? "Complete" : "SIGKILL",
6274                             (u_longlong_t)zs->zs_enospc_count,
6275                             100.0 * zs->zs_alloc / zs->zs_space,
6276                             numbuf,
6277                             100.0 * (now - zs->zs_proc_start) /
6278                             (ztest_opts.zo_time * NANOSEC), timebuf);
6279                 }
6280
6281                 if (ztest_opts.zo_verbose >= 2) {
6282                         (void) printf("\nWorkload summary:\n\n");
6283                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6284                             "Calls", "Time", "Function");
6285                         (void) printf("%7s %9s   %s\n",
6286                             "-----", "----", "--------");
6287                         for (int f = 0; f < ZTEST_FUNCS; f++) {
6288                                 Dl_info dli;
6289
6290                                 zi = &ztest_info[f];
6291                                 zc = ZTEST_GET_SHARED_CALLSTATE(f);
6292                                 print_time(zc->zc_time, timebuf);
6293                                 (void) dladdr((void *)zi->zi_func, &dli);
6294                                 (void) printf("%7llu %9s   %s\n",
6295                                     (u_longlong_t)zc->zc_count, timebuf,
6296                                     dli.dli_sname);
6297                         }
6298                         (void) printf("\n");
6299                 }
6300
6301                 /*
6302                  * It's possible that we killed a child during a rename test,
6303                  * in which case we'll have a 'ztest_tmp' pool lying around
6304                  * instead of 'ztest'.  Do a blind rename in case this happened.
6305                  */
6306                 kernel_init(FREAD);
6307                 if (spa_open(ztest_opts.zo_pool, &spa, FTAG) == 0) {
6308                         spa_close(spa, FTAG);
6309                 } else {
6310                         char tmpname[MAXNAMELEN];
6311                         kernel_fini();
6312                         kernel_init(FREAD | FWRITE);
6313                         (void) snprintf(tmpname, sizeof (tmpname), "%s_tmp",
6314                             ztest_opts.zo_pool);
6315                         (void) spa_rename(tmpname, ztest_opts.zo_pool);
6316                 }
6317                 kernel_fini();
6318
6319                 ztest_run_zdb(ztest_opts.zo_pool);
6320         }
6321
6322         if (ztest_opts.zo_verbose >= 1) {
6323                 if (hasalt) {
6324                         (void) printf("%d runs of older ztest: %s\n", older,
6325                             ztest_opts.zo_alt_ztest);
6326                         (void) printf("%d runs of newer ztest: %s\n", newer,
6327                             cmd);
6328                 }
6329                 (void) printf("%d killed, %d completed, %.0f%% kill rate\n",
6330                     kills, iters - kills, (100.0 * kills) / MAX(1, iters));
6331         }
6332
6333         umem_free(cmd, MAXNAMELEN);
6334
6335         return (0);
6336 }